TW201324247A - 移動感測裝置以及移動感測方法 - Google Patents

Abstract

一種移動感測裝置，包含：一第一感測模組，用以偵測一物體於該移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；一第二感測模組，用以感測一物件，並偵測該移動感測裝置相對於該物件之一第二位置資訊，並根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及一切換裝置，用以選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。

Description

移動感測裝置以及移動感測方法

本發明有關於一種移動感測裝置以及移動感測方法，特別有關於可感測移動感測裝置之一感測表面上的物體移動以及移動感測裝置相對於一物件之移動的移動感測裝置以及移動感測方法。

於現代電子裝置中，手指導航模組(例如筆記型電腦上的觸控板)是經常被使用的一種移動感測裝置，其可感測手指於手指導航模組之感測表面上的動作來移動一顯示器上的游標。然而，手指導航模組通常只能感測平面上的移動，若需要感測立體空間中的移動時，則需要另外添購別的設備。

舉例來說，若使用者想要於顯示器上執行一射擊遊戲時，便需要添購另一種形態的移動感測裝置。此「攝影指標裝置」屬於一種指向定位裝置，具有一控制電路，分別連接於有一攝影機、一計算單元以及一通信介面；該通信介面連接於一主機，該攝影機之前方設置有濾鏡，並於該影像顯示裝置之顯示幕上設置有可供攝影機拍攝之複數發光元件；當使用者使用該攝影指標裝置進行該主機所執行之程式時，可利用該攝影機拍攝該顯示幕，且因該攝影機設置有濾鏡，可將該發光元件所發出之光源波長以外之光源濾除，所以該攝影機所拍攝之畫面只會出現該等發光元件之光源，再利用該計算單元計算該畫面中攝影機之瞄準點的座標值，並將其傳送至該主機，使該主機可利用此座標值進行該影像顯示裝置之游標控制。

然而，此兩種移動感測裝置所適用的情況不同。舉例來說，若要例用感測移動軌跡的方式輸入文字或是自螢幕上的眾多指令中選擇其中一指令時，則可能使用前述的手指導航模組較為便利。但若要執行需要瞬間快速移動指標的遊戲時，則可能較適合使用前述的攝影指標裝置之類的裝置。

本發明之一目的為提供一種可使用前述兩種移動感測方法的移動感測裝置。

本發明之一實施例揭露了一種移動感測裝置，包含：一第一感測模組，用以偵測一物體於該移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；一第二感測模組，用以感測一物件，並偵測該移動感測裝置相對於該物件之一第二位置資訊，並根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及一切換裝置，用以選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。

本發明之另一實施例揭露了一種移動感測裝置，包含：一殼體；一感測表面，位於該殼體上，當一物體於該感測表面上移動而產生一第一位置資訊時，該移動感測裝置會相對應的根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；一感測視窗，該移動感測裝置透過該感測視窗偵測相對於一物件之一第二位置資訊，且該移動感測裝置根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及一訊號傳輸介面，選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。

本發明之又一實施例揭露了一種移動感測方法，包含：偵測一物體於一移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；偵測該移動感測裝置相對於一物件之一第二位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第二控制訊號；以及選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。

藉由前述之實施例，可了解本發明藉由將兩種移動偵測裝置結合在一起，可以大為增加使用的便利性以及減少物品放置的空間。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

第1圖和第2圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置100之操作示意圖。如第1圖和第2圖所示，移動感測裝置100具有一感測表面102，用以感測一物體(此例中以使用者的手指作說明)在其上面的第一位置資訊而發出一第一控制訊號來控制游標104在顯示器101的移動。此時移動感測裝置100便作為一手指導航裝置，且該第一位置資訊為該物體於感測表面102上的移動量。

此外，如第2圖所示，當使用者以握持方式來移動本體時，移動感測裝置100可做為一指向定位裝置，根據移動感測裝置100相對於一物件(亦即所訂義的一目標)的第二位置資訊來輸出一第二控制訊號來控制游標104在顯示器101的移動。於一實施例中，可於顯示器101上設置用以參考之物件103，其可為一光源，例如由至少一發光二極體所排列組成之光源，或是紅外線光源。或者，在另一實施例中，可使顯示器101顯示在畫面角落且不會影響畫面顯示之特定形狀的圖形，例如第1、2圖中的星形之物件105和107。物件103、105和107均可作為參考之用，移動感測裝置100根據其本身相對於這些參考物件至少其一的動作來輸出一第二控制訊號以控制游標109。第二位置資訊可為移動感測裝置100與顯示器101的相對移動量，或移動感測裝置100在顯示器101的一個指向座標。

移動感測裝置100具有一切換裝置，其可用以選擇要輸出第一控制訊號和第二控制訊號中的那一個或皆輸出。切換裝置可為各種形態的開關機制，舉例來說，在一實施例中其為設置在移動感測裝置100的硬體開關106。或者，在一實施例中，使用者可透過移動感測裝置100的第一控制訊號或第二控制訊號來控制游標104以輸入指令切換。又如，在另一實施例中，當移動感測裝置100感測到有一物體接觸感測表面102時，便不輸出第二控制訊號而輸出感測此物體的移動而產生的第一控制訊號。而當移動感測裝置100未感測到有一物體接觸感測表面102時，便不輸出第一控制訊號而輸出感測移動感測裝置100相對於一物件的移動或位置而產生的第二控制訊號。

移動感測裝置100除了如前所述般用以移動指標外，亦可與其他應用程式結合而產生各種效果，此實施例即為同時輸出第一控制訊號和第二控制訊號之例子。舉例來說，若使用者執行一遊戲程式時，第一控制訊號和第二控制訊號可用以呼叫不同的功能。例如，第二控制訊號可用以控制遊戲中之一角色的移動方向，而第一控制訊號可用以控制此角色的動作。

第3圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置300之示意圖。如第3圖所示，移動感測裝置300包含：一殼體301、一感測表面303、一感測視窗305以及一訊號傳輸介面307。感測表面303位於殼體301上，當一物體309(此例中為人類的手指)於感測表面303上移動而產生第一位置資訊時，移動感測裝置300會相對應的產生一第一控制訊號(如第1圖中的動作)。移動感測裝置300透過感測視窗305偵測相對於一物件之一第二位置資訊，且該移動感測裝置根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號(如第2圖中的動作)。訊號傳輸介面307用以選擇性的輸出第一控制訊號以及第二控制訊號至少其一。

於一實施例中，係利用一光學手指導航模組來產生第一控制訊號。在此實施例中，感測表面303下設置有一光源311，用以照明物體309以形成一影像，影像感測器313擷取物體所反射之影像的至少兩圖框，且由一處理單元(在第3圖中未繪示)來計算第一位置資訊。影像感測器315用以感測前述物件103、105以及107並擷取這些物件之影像的至少兩圖框，然後由處理單元(在第3圖中未繪示)來計算第二位置資訊。

其中，影像感測器315可擷取前後時間的兩圖框來藉由物件103、105及/或107在影像中成像位置之變化，進而產生影像感測器315與顯示器101之間的相對移動量。而當前述物件103、105及/或107與顯示器101之間的位置關係已知時，影像感測器315可擷取一圖框，而藉由物件103、105及/或107在影像中成像位置之變化直接計算一指向座標。此指向座標通常為影像感測器315的影像中心點相對應顯示器101的一個座標位置。當移動感測裝置300作為第1、2圖中的游標控制裝置使用時，處理單元更可根據第一位置資訊和第二位置資訊分別計算第一座標或其變化和第二座標或其變化，並將第一座標或其變化和第二座標或其變化分別做為第一控制訊號和第二控制訊號輸出。也就是說，移動感測裝置300包含了第一感測模組302以及第二感測模組304。第一感測模組302於此實施例中為一手指導航模組，用以感測手指在移動感測裝置300上的動作產生第一控制訊號。感測模組302於此實施例中為一指向定位模組，感測移動感測裝置300相對應於特定物件的動作，來產生第二控制訊號。除了前述的元件之外，移動感測裝置300可更包含透鏡317、319以及321，紅外線濾鏡323等來加強計算第一位置資訊和第二位置資訊之精確度，由於這些透鏡和濾鏡之作用為熟知此項技藝者所知悉，故在此不再贅述。

第4圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置300之方塊圖。除了前述已經描述過的訊號傳輸介面307、光源311、影像感測器313、315、處理單元401以及切換裝置403之外，可更具有一記憶單元405，來儲存處理器計算第一座標變化和第二座標變化的各種數據，或者暫存計算第一位置資訊和第二位置資訊的圖框等。須注意的是影像感測器313、315可為硬體上獨立的影像感測器或是供用一影像感測器。

第5圖到第7圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測方法之流程示意圖。

第5圖其主要內容為第一控制訊號和第二控制訊號均為輸出前產生，然後再決定要輸出那一個。第5圖包含了以下步驟：

步驟501

控制光源(如第3圖的311)。

步驟503

第一影像感測器(如第3圖的313)感測物體的反射影像。

步驟504

第二影像感測器(如第3圖的315)感測移動感測裝置相對於物件(如第2圖的103、105、107)的動作。

步驟505

處理器根據感測到的影像產生第一控制訊號。舉例來說，可對感測到的影像進行位移估測來產生第一控制訊號。

步驟506

處理器根據感測到的動作產生第二控制訊號。

步驟507

控制切換裝置選擇要輸出第一控制訊號和第二控制訊號中的那一個。

步驟509、511

切換裝置輸出第一控制訊號或第二控制訊號。然後可以回到步驟501或者到步驟513結束整個流程。

第6圖其主要內容為第一控制訊號係在輸出前產生，然後再決定要輸出第一控制訊號和第二控制訊號中的那一個，若為第一控制訊號則直接輸出，若為第二控制訊號則產生第二控制訊號後再輸出。第6圖包含了以下步驟：

步驟601

控制光源(如第3圖的311)。

步驟603

第一影像感測器(如第3圖的313)感測物體的反射影像。

步驟605

第一影像感測器根據感測到的影像產生第一控制訊號。

步驟607

控制切換裝置選擇要輸出第一控制訊號和第二控制訊號中的那一個。

步驟609

切換裝置輸出第一控制訊號。

步驟611

第二影像感測器感測移動感測裝置相對於物件的動作。

步驟613

處理器根據感測到的影像產生第二控制訊號。

步驟615

切換裝置輸出第二控制訊號。

執行完步驟609或615後，可以回到步驟601或者到步驟617結束整個流程。請留意的是，第6圖中的步驟601、603、605和步驟609和步驟611、613以及步驟615之位置可以對調。也就是說，可以先執行步驟611、613以及步驟615後產生第二控制訊號後，進入步驟607來決定要輸出第一控制訊號或第二控制訊號，若為第二控制訊號則直接輸出，若為第一控制訊號則執行步驟601、603、605和步驟609。此類的均等變化均應在本發明的範圍之類。

第7圖其主要內容為第一控制訊號和第二控制訊號均為輸出後產生，亦即會先決定要輸出那一個控制訊號，再產生該控制訊號並輸出。第7圖包含了以下步驟：

步驟701

控制切換裝置選擇要輸出第一控制訊號和第二控制訊號中的那一個。

步驟703

控制光源。

步驟705

第一影像感測器感測物體的反射影像。

步驟707

第一影像感測器根據感測到的影像產生第一控制訊號。

步驟709

切換裝置輸出第一控制訊號。

步驟711

第二影像感測器感測移動感測裝置相對於物件的動作。

步驟713

處理器根據感測到的影像產生第二控制訊號。

步驟715

切換裝置輸出第二控制訊號。

執行完步驟709或715後，可以回到步驟701或者到步驟717結束整個流程。

使用者可根據使用習慣和使用場合，選擇性的使用前述第5圖至第7圖的實施例。舉例來說，若須在第一控制訊號和第二控制訊號間不斷的切換，則適合使用第5圖的實施例，先行產生第一控制訊號和第二控制訊號以便能即時輸出。然而，若較少使用第二控制訊號，則較適合使用第6圖所示之實施例，可以減少功率的損耗。

根據前述的內容，根據本發明之實施例的移動感測方法可以簡示如下：偵測一物體於一移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；偵測該移動感測裝置相對於一物件之一第二位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第二控制訊號；以及選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。

須注意的是，前述之實施例僅用以舉例，並非用以限定本發明，圖中各元件的形狀、位置不可解釋為本發明的限制條件。又如，前述實施例中雖以影像感測器來偵測物體於移動感測裝置上的移動以及移動感測裝置相對於一物件的動作，但其他可達成類型的感測器均應包含在本發明的範圍之內，例如電容、電阻、電磁、超聲波、紅外線以及其他類型的感測器亦可感測物體於感測表面上的移動來產生第一控制訊號。

藉由前述之實施例，可了解本發明藉由將兩種移動感測裝置結合在一起，可以大為增加使用的便利性以及減少物品放置的空間。而且，藉由選擇適當的訊號產生和輸出的流程，可以減少功率的損耗。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、300．．．移動感測裝置

101．．．顯示器

301．．．殼體

102、303．．．感測表面

103、105、107．．．物件

104．．．游標

106．．．硬體開關

302．．．第一感測模組

304．．．第二感測模組

305．．．感測視窗

307．．．訊號傳輸介面

309．．．物體

311．．．光源

313、315．．．影像感測器

317、319、321．．．透鏡

323．．．紅外線濾鏡

401．．．處理單元

403．．．切換裝置

405．．．記憶單元

501-513、601-617、701-717．．．步驟

第1圖和第2圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置之操作示意圖。

第3圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置之示意圖。

第4圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置之方塊圖。

第5圖到第7圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測方法之流程示意圖。

300．．．移動感測裝置

301．．．殼體

303．．．感測表面

305．．．感測視窗

307．．．訊號傳輸介面

309．．．物體

311．．．光源

313、315．．．影像感測器

317、319、321．．．透鏡

323．．．紅外線濾鏡

Claims (36)

1. 一種移動感測裝置，包含：一第一感測模組，用以偵測一物體於該移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；一第二感測模組，用以感測一物件，並偵測該移動感測裝置相對於該物件之一第二位置資訊，並根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及一切換裝置，用以選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
2. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第一感測模組包含：一光源，用以照明該物體以形成一影像；以及一影像感測器，用以連續擷取該物體所反射之該影像的至少兩圖框來計算該第一位置資訊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之移動感測裝置，其中該光源於該切換裝置欲輸出該第一控制訊號時，才照明該物體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第二感測模組包含：一影像感測器，用以感測至少一紅外線光源，並計算該移動感測裝置與該紅外線光源之相對位置關係。
5. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第一位置資訊為該物體相對該感測表面之一移動量。
6. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第二位置資訊為該物件相對該第二感測模組之一移動量或該第二感測模組感測該物件所產生之一指向座標。
7. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第一感測模組係為一手指導航模組。
8. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該第二感測模組係為一指向定位模組。
9. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該切換裝置於該物體接觸該感測表面時輸出該第一控制訊號而不輸出該第二控制訊號，並於該物體不接觸該感測表面時輸出該第二控制訊號而不輸出該第一控制訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之移動感測裝置，其中於該物體接觸該感測表面時，該第二感測模組被關閉。
11. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，係為一游標控制裝置，用以控制一顯示器上的一游標，該移動感測裝置更包含一處理單元，該處理單元根據該第一位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第一座標或其變化，並根據該第二位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第二座標或其變化，且該切換裝置用以選擇性的輸出該第一座標變化和該第二座標變化至少其一。
12. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，係為一遊戲控制裝置，該第一控制訊號和該第二控制訊號可用以分別呼叫一遊戲程式中的不同功能。
13. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該切換裝置於該第一感測模組產生該第一控制訊號和該第二感測模組產生該第二控制訊號後，才選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
14. 如申請專利範圍第1項所述之移動感測裝置，其中該物體不接觸該感測表面時，該第一感測模組不產生該第一控制訊號。
15. 一種移動感測裝置，包含：一殼體；一感測表面，位於該殼體上，當一物體於該感測表面上移動而產生一第一位置資訊時，該移動感測裝置會相對應的根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；一感測視窗，該移動感測裝置透過該感測視窗偵測相對於一物件之一第二位置資訊，且該移動感測裝置根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及一訊號傳輸介面，選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
16. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中於該感測表面下設置有一光源，用以照明該物體以形成一影像，且該移動感測裝置根據該物體所反射之該影像來計算該第一位置資訊。
17. 如申請專利範圍第16項所述之移動感測裝置，其中該光源於該訊號傳輸介面欲輸出該第一控制訊號時，才照明該物體。
18. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該第一位置資訊為該物體相對該感測表面之一移動量。
19. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該第二位置資訊為該物件相對該感測視窗之一移動量或該感測視窗感測該物件所產生之一指向座標。
20. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該第一控制訊號係根據一手指在該感測表面上之移動而產生。
21. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該訊號傳輸介面於該物體接觸該感測表面時輸出該第一控制訊號而不輸出該第二控制訊號，並於該物體不接觸該感測表面時輸出該第二控制訊號而不輸出該第一控制訊號。
22. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，係為一游標控制裝置，用以控制一顯示器上的一游標，該移動感測裝置根據該第一位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第一座標或其變化，並根據該第二位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第二座標或其變化，且該訊號傳輸介面用以選擇性的輸出該第一座標變化和該第二座標變化至少其一。
23. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，係為一遊戲控制裝置，該第一控制訊號和該第二控制訊號可用以分別呼叫一遊戲程式中的不同功能。
24. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該訊號傳輸介面於該第一控制訊號和該第二控制訊號均產生後，才選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
25. 如申請專利範圍第15項所述之移動感測裝置，其中該物體不接觸該感測表面時，不產生該第一控制訊號。
26. 一種移動感測方法，包含：偵測一物體於一移動感測裝置之一感測表面上的移動以產生一第一位置資訊，並根據該第一位置資訊產生一第一控制訊號；偵測該移動感測裝置相對於一物件之一第二位置資訊，並根據該第二位置資訊產生一第二控制訊號；以及選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
27. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中產生該第一位置資訊之步驟包含：照明該物體以形成一影像；以及連續擷取該物體所反射之該影像的至少兩圖框來計算該第一位置資訊。
28. 如申請專利範圍第27項所述之移動感測方法，其中照明該物體之步驟於輸出該第一控制訊號時，才照明該物體。
29. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中該第一位置資訊為該物體相對該感測表面之一移動量。
30. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中該第二位置資訊為該物件相對該移動感測裝置之一移動量或該移動感測裝置感測該物件所產生一指向座標。
31. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中產生該第一位置資訊之步驟係感測一手指於該感測表面上的移動。
32. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一之該步驟於該物體接觸該感測表面時輸出該第一控制訊號而不輸出該第二控制訊號，並於該物體不接觸該感測表面時輸出該第二控制訊號而不輸出該第一控制訊號。
33. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，係使用在一游標控制裝置，用以控制一顯示器上的一游標，且該移動感測方法更根據該第一位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第一座標或其變化，並根據該第二位置資訊計算該游標於該顯示器上的一第二座標或其變化，並選擇性的輸出該第一座標變化和該第二座標變化至少其一。
34. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，使用在一遊戲控制裝置，該第一控制訊號和該第二控制訊號可用以分別呼叫一遊戲程式中的不同功能。
35. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，於該第一感測模組產生該第一控制訊號和該第二感測模組產生該第二控制訊號後，才選擇性的輸出該第一控制訊號以及該第二控制訊號至少其一。
36. 如申請專利範圍第26項所述之移動感測方法，其中該物體不接觸該感測表面時，不產生該第一控制訊號。