201017172 1 w*f〇yjr/\ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛明疋有關於一種具有指向功能之電子裝置及其 方法，且特別是有關於—種具有二維及三維指向功能之電 子裝置及其判斷是否離開表面之方法。 【先前技術】 ❹ 動作感測器的曰漸普及，被應用到可攜式裝置之上， 形成各種新的應用。例如三維指向裝置，如三維滑鼠器、 三維遙控器（3D remote contr〇Uer)之出現，讓使用者能 在操作空間模擬程式或三維視覺之電腦遊戲時，能以接近 直覺式的操作及帶來模擬真實情境的樂趣。 ^ 一般而言，習知的三維指向裝置，例如三維滑鼠器， 2利用動作感測器如加速度感測器或再加上陀螺儀感測 器以感測到三維位置資料之改變，從而得知使用者藉由指 φ 向裝置所欲輸入的位置資料。 由於應用上的需要，三維滑鼠器需要判斷其是否處於 平面或是離開平面。而習知的判斷方式係分析加速度感測 器及陀螺儀感測器的感測訊號，判斷使用者手部振動的頻 率及振動模式，從而判別使用者是否在平面上使用或是在 離開平面的情況下使用三維滑鼠。在判斷的過程中，三維 滑鼠器需要對感測訊號執行多種繁複的數值分析方法，而 且不ί使用者在平面或是離開平面使用三維滑鼠，三維滑 鼠器都要供給加速度感測器及陀螺儀感測器充足的電 5 i 201017172 力。故此，上述習知的判 的三維滑鼠器或是對 ^疋十分耗電的，對於無線 J偈式裝署品士 > . 並且會減少待機時間。 ^，…法有效使用電源 能上由的^知極fit判斷方式無法考量可攜式裝置對節 【發明内容】 本發明係有關於一種且 斷是否離Η矣“ 士 功能之電子裝置及其判 斷疋否離開表面之方法。依據 於一表面時，於一拄„ 电卞戒置俏測其置 , . 、Bl點所能感測到之特徵點數目是否改 變為實質上小於一門样信，从β， ， ^ 已離開此表面。Μ ^如此’則可判定電子裝置 ❹ 根據本發明之第—方面，提出一種具指向功能之電子 二/裝置包括：一第一感測單元、-第二感測單元以 處理模組。第—感測單元用以感測電子裝置於-表面 時之一維位置以及產生相於—時間點所能感測到之特徵 點數目。第—感測單元用以感測電子裝置之三維位置。處 理模組係依據此特徵點數目’判斷電子裝置是否置於表面 或離開表面；其中’當電子裝置係置於-表面時，處理模 、且使用第感測單元，並使第二感測單元處於一第一省電 狀態。當此特徵點數目改變為實質上小於一門檻值時，處 里模，、且判疋電子|置係已離開此表面，並且處理模組使第 二感測單元從第一省電狀態切換至致能之狀態以感測電 子裝置之三維位置。 6 201017172 離門之第一方面’提出—種判斷電子裝置是否 =面，方法，用以改變—電子裝置之操作模式，此方 t包括.取電子裝置於-表面時之二維位置以及於-時 間點所能感測到之特徵點數 、、 π疋否置於表面或離開表面，其中，當電子裝置係 符㈣φ時’電子裝置係處於—表轉作模式；當此特 改變為實質上小於一門播值時，判定電子裝置係 ❹ 2此表面，並且使電子裝置從表面操作模式切換至-三 2作料。於表面操作模式中，電子裝置並不感測電子 ^之—維位置，於三維操作模式中，電子裝置感測電子 裝置之三維位置。 6為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉較佳 貫施例如下’並合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 ❹ 轉照第1 ，其㈣依照本發明之具有#向功能之 電子裝置之一實施例的方塊圖。此電子裝置100包括一第 測單二110、第二感測單幻20以及一處理模組13〇。 第一感測單元110，用以感測電子裝置100於一表面時之 維位置以及產生相於一時間點所能感測到之特徵點數 目。第二感測單元120,用以感測該電子裝置之三維位置。 處里模、、且1 3 〇，係依據特徵點數目，判斷電子裝置1 〇 〇是 否置於表面或離開表面。 當電子裝置100係置於一表面時，處理模組13〇使用 7 201017172 第一感測單元110，並使第二感測單元丨2〇處於一第一省 電狀態。如此，當特徵點數目實質上改變為小於一門檻值 時，處理模組130判定該電子裝置係已離開此表面，處理 模組130使第二感測單元120從第一省電狀態切換至致能 之狀態以感測電子裝置100之三維位置。 如此，依據上述實施例，具指向功能之電子裝置1〇〇 能得以判斷出電子裝置100是否離開表面，以及衍生出各 種省電的操作模式。 。。以下以第一感測單元110為一光學式二維位置感測 單元為-例子作詳細說明。在此例子中，第一感測單元ιι〇 包含-光學式位置感測單元（树示），例如—般二維之光 學滑鼠器所使狀感測電路，當中包括-發光二極體以及 :先感測器（未繪不），光學式位置感測單域由週期性地 感測發先-極體所發光經所在之表面反射的二維影像，並 =較相鄰時間之二維影像之差異，從而得到位移量以作 為指向之用。再者，光學式位置感測單元 的二維影像的内容，得到影像中的 感測 作為指向之用的輸入資料。—般的位移量，從而 :鼠器的光學式二維位置感測單元能輪::用,學 例子中，光學式二維位置感· 目。此外’在其他 射二極體取代上述之發光二極體。a外一極體或是雷 依據本發明，罐意_徵㈣目的變化情況。 201017172 置⑽係置於一表面之時’光學式位置感測單元 /右的1點所感測到的二維影像具有較多的特徵點，例 如有約100個左右或以上的特徵點；反之，當電子裝置⑽ 係離開表面之後所得之特徵點數目會 目，例如細個左右或以下。故此，在本 =裝LG0依據光學式位置制單元所輸出的特徵點數 疋否實質上改變為小於一門檻值，例如約為2〇，來作為 ❼判斷電子裝置100是否已離開表面的條件。若此特徵點數 目係小於20，則表示電子裝置100已離開表面。 一至於第二感測單元120，則任何用以感測該電子裝置 之三維位置之感測單元皆可用以實施第二感測單元12〇。 例如，第二感測單元12〇包括一加速度感測器 (acceleration senor)或重力感測器（Gsen〇r)，用以感 測加速度之變化，從而得知電子裝置1〇〇之三維位置的變 化。^此外，在另一例子中，電子裝置1〇〇包括一角速度感 •測器（angular velocity senor)或陀螺儀 (gyro-sensor) ’用以感測角速度之變化，從而得知電子 裝置1〇〇之二維位置的變化。此外，第二感測單元12〇亦 可以兩個以上的感㈣，例如包含一加速度感測器以及一 陀螺儀感測器，以提供更多自由度（degree 〇f freed〇m) 的動作感測功能。 處理模組130係用以控制第一感測單元110及第二感 測單兀120以及讀取其輸出的訊號，並能用以依據二維或 二維位置的訊號轉換為指向用之輸入訊號。而處理模組 9 201017172
i W4893FA 130可以用體積電路如微控制器ία)、微處 理器（microprocessor)、數位訊號處理器（digital signal pr〇cessor)、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC)或一邏輯電路來實施。在處 理模組130的不同實施方式中，更可額外加上記憶體（未 繪示），以助處理模組13〇儲存所讀取的訊號及特徵點數 目之資料及各個單元所處之省電狀態或其他處理中的資 料。當然’記憶體亦可設計為内建於處理模組13〇。 第1圖所示之方塊圖為具指向功能之電子裝置100之 基本架構’基於此架構，電子裝置1〇〇可實施為輸入裝置、 二維的指向器或遙控器，或者手持裝置。 依據上述實施例，電子裝置1〇〇除了能判斷出電子裝 置100是否離開表面外，更能衍生出各種省電的操作模式， 現舉例如下。 例.Μ處理模組13 0係置於表面時，第一省電狀雜 係指關閉第二感測單元12〇。也就是說，當電子裝置1〇〇 係置於一表面時，電子裝置1〇〇係處於一表面操作模式， 此時關閉用作感測三維位置之第二感測單元，可以省下大 量的電力。若電子裝置100係實施例為一三維滑鼠器的 話，此時表示使用者將電子裝置1〇〇用作二維滑鼠器故 可不用供電給第二感測單元，以節省電力。 例二：當處理模組130判定電子裝置100係離開表面 時，處理模組130可更令第一感測單元11〇處於—第二省 電狀態。也就是說，電子裝置1〇〇從表面操作模式切換至 201017172
1 W4»yJFA 一三維操作模式。若電子裝置1〇〇係實施例為一三維滑鼠 器的話，此時表示使用者將電子裝置1〇〇用作三維滑鼠 器，故可令第一感測單元110進入第二省電狀態，例如是 不使用電源或是處於省電之待機狀態。 例二.當特徵點數目減少並於一時間間隔内（例如2 秒）實質上仍然小於上述門檻值時，處理模組13〇判定電 子裝置100係離開表面，並且處理模組13〇使第二感測單 φ元120從第一省電狀態切換至致能之狀態。此例子與上述 之例一相似，惟不同之處在於加上避免錯誤判斷之條件。 例四·當特徵點數目實質上大於上述門檻值時，處理 模組130判定電子裝置1〇〇係置於一表面，處理模組 使第一感測單元丨2〇從致能之狀態切換至一第三省電狀 態。第二省電狀態可以是不使用電源之關閉狀態或是省電 之待機狀態。也就是說’電子裝置1〇〇從三維操作模式切 換至表面操作模式。此外，可以將大於上述門植值之條件 •視為大於土述門檻值（如20)之一較高之數值，例如前述例 子中，正常在表面上能得到之特徵點數目約100或90;再 加上此條件，能加強判斷的正確性。 例五.當特徵點數目增加並於一時間間隔内實質上仍 然大於門播值時’處理模组130判定電子裝置100係置於 一表面，處理模組130使第二感測單元120從致能之狀態 切換至一第二省電狀態。此例子與上述之例四相似，惟不 同之處在於加上避免錯誤判斷之條件。 此外，本發明之實施例提出一判斷是否離開表面之方 201017172 TW4893PA · 法’用以改變—雷子奘罟 程圖所示。步驟作模式。請參照第2圖之流 置以及於-電子裝置於一表面時之二維位 Γ1;;:，判斷電子裝置是否置於表面或離開表 -表面操作模式。當特徵㈣曰Ϊ面時’電子裝置係處於 判定電子裝置传離門此矣％ 1質上小於一門播值時， 置係離開此表面，如步驟 面操作模式的話，則使電子裝置= 三維操;模六„一維料拉式；若電子褒置之前已處於 作模式中，^子模式不變°此外’於表面操 …不感測電子裝置之三維位置；於三 步：=式中’電子裝置則感測電子裝置之三維位置。若 斷結果為否的話，則判定電子裝編^ 择作模心 230所不。若電子裝置之前係處於三維 探作模式的，則使電子奘罟外主_ _, 戸 操作㈣…維操作模式切換至表面 此操=式裝置之前已處於表面操作模式，則維持 判斷是再否者二Γ面行上述 步驟’而*—感測單元110可以提供電子裝 特㈣2時之二維位置以及於-時間點所能感測到之 此外，值得注意的是，對於第一感測單元，若以 廠商生產光學式位置感測單元來實施，則上述據以判斷是 12 表的門播值可能是不_，因為不同廠商所採用的 ==準則會有所不同。對採用某一種光學= ===裝置⑽而言，可以事先衫及設計門捏值 ‘·‘、多^纟其他實施例中，判斷是否離開表面之方法更可 包括自行定義門檻值的步驟，或是加上學習模式 裝置離開表面時，由電子裝置感知當時的特徵點數J，並 據以設定或調整門檻值的數值及判定條件。
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i W4«yj^A 本發明上述實施例所揭露之具指向功能之電子裝置 及其判斷是否離開表面之方法，係依據本發明之電子 偵測電子裝置於-表面時之於—時間點所能感測到之特 徵點數目是否小於一門檻值來判斷是否已離開表面。上述 實施例的判斷方式除了能有效判斷電子裝置是否已離開 ，面以外，更能衍生出其他省電的操作模式。本案實施例 能產生習知作法所不能做到的功能及不可預期的功效，突 破省头上而要刀析使用者手部振動的複雜方法以及需要 y直供給加速度感測器及陀螺儀感測器電源的耗電操作 才寞式。 、紅上所述’雖然本發明已以較佳實施例揭露如上然 其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常 知識者’在不脫離本發明之精神和範_，#可作各種之 更動與潤飾。因此’本發明之保護範圍當視後附之申請專 利範圍所界定者為準。 13 201017172
TW4893PA 【圖式簡單說明】 第1圓繪示依照本發明之具有指向功能之電子裝置 之一實施例的方塊圖。 第2圖繪示依照本發明之判斷電子裝置是否離開表 面之方法之一實施例的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 電子裝置 110 第一感測單元 120 第一感測單元 130 處理模組