TWI460650B - 輸入裝置及其物件縮放控制方法 - Google Patents

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Chien Hsing Tsai
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Description

輸入裝置及其物件縮放控制方法
本發明係關於一種輸入裝置及其物件控制方法，特別是一種輸入裝置及其物件縮放控制方法。
目前個人電腦或筆記型電腦之使用已經相當普及，而其應用軟體也朝多元化方向發展。例如各種作業、計算或應用軟體，讓電腦之使用層面越來越廣，使用電腦之人口也迅速提升。而電腦的輸入裝置種類很多，諸如滑鼠、軌跡球裝置、觸控板、手寫板或是搖桿等。其中滑鼠成為目前最普及的人機介面。滑鼠可供使用者控制系統游標或是控制電腦視窗的頁面捲動，但是光憑滑鼠並無法縮放顯示於電腦螢幕上的影像或點選物件。
電腦的作業系統一般會內建特殊的輸入組合作為快速鍵以提供縮放功能。以微軟的視窗作業系統為例，其中將鍵盤的「Ctrl」鍵加上滑鼠的滾輪滾動視為縮放的標準操作。使用者需要同時按壓「Ctrl」鍵以及滾動滾輪才能進行縮放操作，十分不便。再加上不同作業系統甚至是各個應用程式都可能訂定有不同的快速鍵，使用者需要記憶並熟悉各種快速鍵的操作，不但使用上相當麻煩，也容易造成使用者操作的混淆。
為了解決上述問題，本發明提供一種輸入裝置及其物件縮放控制方法。輸入裝置包括一移動感測器、一距離感測器以及一控制器。移動感測器用以感測一第一軸向值；距離感測器用以感測兩肢體之間的一肢體距離；控制器用以執行一物件縮放控制方法。物件縮放控制方法包括：利用移動感測器感測第一軸向值；以及當第一軸向值符合一啟動條件時，啟動縮放程序。其中縮放程序包括以下步驟：利用距離感測器感測兩肢體之間的肢體距離；比較肢體距離與一參考值的大小；以及依據比較結果輸出一縮放控制訊號，以縮放物件。
此外，輸入裝置另可包括一通訊模組；通訊模組可用以以無線或有線的方式輸出縮放控制訊號。
根據一實施範例，「當第一軸向值符合啟動條件時，啟動縮放程序」的步驟可包括：當第一軸向值符合啟動條件時，利用輸入裝置的移動感測器感測一第二軸向值；以及當第二軸向值落於一第一範圍時，啟動一普通縮放程序。其中普通縮放程序可包括以下步驟：利用距離感測器感測兩肢體之間的肢體距離；比較肢體距離與參考值的大小；當肢體距離大於參考值時，輸出縮放控制訊號，以放大物件；以及當肢體距離不大於參考值時，輸出縮放控制訊號，以縮小物件。
當第二軸向值落於一第二範圍時，控制器可啟動一持續放大程序。其中持續放大程序可包括以下步驟：利用距離感測器感測兩肢體之間的肢體距離；比較肢體距離與參考值的大小；以及當肢體距離大於參考值時，輸出縮放控制訊號，以放大物件。
而當第二軸向值落於一第三範圍時，控制器可啟動一持續縮小程序。其中持續縮小程序可包括以下步驟：利用距離感測器感測兩肢體之間的肢體距離；比較肢體距離與參考值的大小；以及當肢體距離不大於參考值時，輸出縮放控制訊號，以縮小物件。
根據另一實施方式，各個縮放程序在「依據比較結果輸出縮放控制訊號，以縮放物件」的步驟之後，另可包括以下步驟：利用移動感測器感測第一軸向值；當第一軸向值符合一結束條件時，結束縮放程序；以及當第一軸向值不符合結束條件時，回到感測兩肢體之間的肢體距離的步驟。
此外，參考值可以是一預設值或是前次感測得到的肢體距離。而移動感測器可以是加速度感測器(G-force sensor，G sensor)或是陀螺儀(gyroscope)；距離感測器可以是霍爾感測器(hall sensor)、紅外線收發器、雷射收發器或是超音波收發器。
綜上所述，移動感測器能夠自動偵測使用者想要使用的普通縮放、持續放大以及持續縮小等不同的縮放模式。且輸入裝置以及其物件縮放控制方法可依據距離感測器感測到的肢體距離縮放物體，以提供使用者更直覺的縮放操控方式。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。
本發明提供一種輸入裝置及其物件縮放控制方法，以使使用者能夠直覺地操控輸入裝置，並藉以縮放顯示於一計算機之螢幕上的一物件。舉例而延，物件可以是一個網頁頁面、視窗程式頁面、影像或是在小畫家等應用程式中被選取的選取物件等。
請先參考「第1圖」，其係為一實施範例之輸入裝置之方塊示意圖。輸入裝置20包括一移動感測器22、一距離感測器24以及一控制器26。
其中移動感測器22可以是加速度感測器(G-force sensor)或是陀螺儀(gyroscope)，其可感測輸入裝置20之加速度或角速度並據以輸出一訊號值作為一第一軸向值。請參照「第2圖」，其係為一實施範例之移動感測器之示意圖。於「第2圖」之實施範例中的移動感測器22係為三軸加速度感測器，其可分別感測到在X軸、Y軸以及Z軸上的加速度並據以輸出的訊號值，並將其個別作為第一軸向值、一第二軸向值以及一第三軸向值。然而輸入裝置20可採用多軸的加速度感測器或陀螺儀，也可以採用多個單軸的加速度感測器或陀螺儀以進行移動感測，在此並不對其限制。
距離感測器24係用以感測使用者的兩肢體之間的一肢體距離。其中所述的兩肢體例如可以是指使用者同一隻手的食指與拇指、使用者兩手的食指或是使用者的兩手掌。距離感測器24則可感測使用者同一隻手的食指與拇指(如「第3圖」)、使用者兩手的食指或是使用者的兩手掌之間的距離。雖然以下實施範例均以使用者同一隻手的食指與拇指為例，但並不限於此。
距離感測器24可以是霍爾感測器(hall sensor)、紅外線收發器、雷射收發器或是超音波收發器。請參照「第4A圖」以及「第4B圖」，其分別為不同實施範例之距離感測器之示意圖以及肢體距離之示意圖。於「第4A圖」之實施範例中的距離感測器24係為霍爾感測器。輸入裝置20可被實作成包覆使用者單手之食指以及拇指的指套。霍爾感測器(距離感測器24)可以被配置在戒指形的主體上，在拇指部分的指套上則可配置一磁鐵29；但距離感測器24與磁鐵29亦可以分別配置在使用者身上不同的肢體部份。由於霍爾感測器依據感測到的磁力強弱所輸出的電壓值大致上跟霍爾感測器與磁鐵29之間的距離成反比，因此輸入裝置20能夠藉此測出兩肢體40(食指與拇指)之間的距離D1，並將其作為肢體距離。
於「第4B圖」之實施範例中的距離感測器24係為紅外線收發器。距離感測器24可包括一發射單元241以及一接收單元242，且發射單元241以及接收單元242可相鄰配置。舉例而言，發射單元241可以是發出紅外線的發光二極體，接收單元242則為將光轉換成電訊號的光電晶體，且兩者都配置於使用者食指上。發射單元241可被設定成朝向拇指發出紅外線，而接收單元242接收被拇指所反射之紅外線，並依據接收之紅外線的強度輸出電壓以表示肢體距離。此外，發射單元241亦可發出雷射或超音波以測量肢體距離。簡單來說，發射單元241以及接收單元242可配置於同一肢體40上，發射單元241並朝向另「肢體40發出紅外線、雷射或是超音波。
控制器26係用以執行物件縮放控制方法。請參照「第5圖」，其係為一實施範例之物件縮放控制方法之流程圖。
控制器26首先利用輸入裝置20的移動感測器22感測第一軸向值(步驟S110)；換句話說，控制器26可以去讀取移動感測器22輸出的第一軸向值。控制器26接著比較第一軸向值與一啟動條件，以判斷第一軸向值是否符合啟動條件(步驟S120)。當第一軸向值符合啟動條件時，控制器26便啟動一縮放程序。
啟動條件例如可以是「使用者舉起輸入裝置，使輸入裝置與使用者胸口之間的連線與水平線之間的夾角大於一起始預設角度」或是「使用者快速甩動輸入裝置一次」等條件。
以「第6圖」為例，假設移動感測器22將「第2圖」中X軸輸出的訊號值作為第一軸向值時，控制器26可根據讀取到的第一軸向值作為目前輸入裝置20與使用者胸口之間的連線與水平線之間的夾角θ1。當此夾角θ1大於起始預設角度(例如45度)時，便啟動縮放程序。
又假設啟動條件為「使用者快速甩動輸入裝置一次」。若移動感測器22為加速度感測器，當控制器26在短時間(例如一秒)之內讀取到大於一加速度預設值且方向相反的加速度時，便可判定使用者做出「快速上下甩動輸入裝置一次」的動作。而若移動感測器22為陀螺儀，當控制器26在短時間(例如一秒)之內感測到大於一變化預設值且方向相反的角速度變化時，亦可判定使用者做出「快速上下甩動輸入裝置一次」的動作。
當第一軸向值符合啟動條件時，控制器26啟動縮放程序，並進入一縮放模式。請參照「第7圖」，其係為一實施範例之縮放程序之流程圖。
執行縮放程序時，控制器26首先利用輸入裝置20的距離感測器24，感測兩肢體40之間的肢體距離(步驟131)。接著控制器26比較肢體距離與一參考值的大小(步驟132)；再依據比較結果輸出一縮放控制訊號，以縮放物件(步驟133)。換句話說，縮放程序可依據使用者的兩肢體40之間的肢體距離縮放物件。此外，輸入裝置20另可包括一通訊模組28，通訊模組28可以以無線或有線的方式輸出縮放控制訊號給計算機30。
其中控制器26可以將內存的一預設值作為參考值，也可以紀錄前次感測得到的肢體距離，並將前次感測得到的肢體距離作為目前的參考值。在各縮放程序中，另可包括一將肢體距離儲存為參考值的步驟。根據一實施範例，在步驟S132之前可以連續感測兩次肢體距離，並將第一次感測到的肢體距離作為參考值。步驟S132則比較第二次感測得到的肢體距離以及第一次次感測得到的肢體距離。而下述的各實施範例中均以採用前一次的肢體距離作為參考值。
根據不同之實施範例，縮放程序可實作為一普通縮放程序、一持續放大程序或是一持續縮小程序。這些縮放程序個別對應到一普通縮放模式、一持續放大模式或是一持續縮小模式。
請參照「第8A圖」、「第8B圖」以及「第8C圖」，其分別為一實施範例之普通縮放程序、持續放大程序以及持續縮小程序之流程圖。
在普通縮放程序中，控制器26利用距離感測器24，感測兩肢體40之間的肢體距離(步驟141)。接著比較肢體距離與參考值的大小(步驟142)，以判斷肢體距離是否大於參考值(步驟143)。當肢體距離不大參考值時，控制器26可輸出縮放控制訊號，以縮小物件(步驟S144)。反之，當肢體距離大於參考值時，控制器26可輸出縮放控制訊號，以放大物件(步驟S145)。因此當採用前一次的肢體距離作為參考值時，使用者只要拉遠或拉近兩肢體40間的肢體距離，便能將物件放大或縮小。
在持續放大程序中，控制器26利用距離感測器24，感測兩肢體40之間的肢體距離(步驟151)。接著比較肢體距離與參考值的大小(步驟152)，以判斷肢體距離是否大於參考值(步驟153)。當肢體距離大於參考值時，控制器26可輸出縮放控制訊號，以放大物件(步驟S154)。而當肢體距離不大於參考值時，控制器26可不進行任何處理。根據另一實施範例，當肢體距離不大於參考值時，可重新回到感測肢體距離的步驟S151。如此一來，在持續放大模式中僅能將物體放大而不會將物體縮小。因此例如當同一隻手的食指以及拇指之間的肢體距離已經難以再拉開時，使用者可先靠攏兩指再重新拉開兩指的肢體距離。且在使用者靠攏兩指的過程中，物件並不會被縮小。
在持續縮小程序中，控制器26利用距離感測器24，感測兩肢體40之間的肢體距離(步驟161)。接著比較肢體距離與參考值的大小(步驟162)，以判斷肢體距離是否大於參考值(步驟163)。當肢體距離不大於參考值時，控制器26可輸出縮放控制訊號，以縮小物件(步驟S154)。而當肢體距離大於參考值時，控制器26可不進行任何處理。與持續放大模式相反，在持續縮小模式之中僅能將物體縮小而不會將物體放大。因此即使當使用者的食指與拇指已經相接觸，也能夠先拉開肢體距離後再慢慢縮短距離以縮小物件。
上述的普通縮放程序、持續放大程序以及持續縮小程序亦可同時實作於單一實施範例之中。請參照「第9圖」，其係為一實施範例之物件縮放控制方法之流程圖。於此實施範例之中，在步驟S120之後，控制器26另利用輸入裝置20的移動感測器22感測一第二軸向值(步驟S122)，再判斷第二軸向值所在範圍(步驟S124)。
請配合參照「第10A圖」以及「第10B圖」，其分別為不同實施範例之第二軸向值之示意圖。例如移動感測器22可將「第2圖」中Y軸輸出的訊號值作為第二軸向值，並代表目前使用者前臂與垂直線之間的夾角θ2。輸入裝置20可預先設定當使用者將前臂向右擺動的夾角θ2超過20度時(如「第10A圖」所示)的第二軸向值為一第一範圍；當使用者將前臂向左擺動的夾角θ2超過20度時(如「第10B圖」所示)的第二軸向值為一第二範圍；將第一範圍以及第二範圍以外的值域作為第三範圍。當第二軸向值落於第一、二或三範圍時，控制器26個別啟動普通縮放程序(步驟S140)、啟動持續放大程序(步驟S150)或是啟動持續縮小程序(步驟S160)。
此外，縮放程序可重複地被執行。請參照「第11圖」，其係為一實施範例之縮放程序之流程圖。在輸出控制縮放控制訊號之後，控制器26可利用移動感測器22再次感測第一軸向值(步驟S134)，並判斷第一軸向值是否符合一結束條件(步驟S135)。結束條件例如可以是「使用者放下輸入裝置，使輸入裝置與使用者胸口之間的連線與水平線之間的夾角小於一結束預設角度」。則當夾角θ1小於結束預設角度(例如30度)時，便結束縮放程序。反之，只要夾角θ1不小於結束預設角度，就回到步驟S131繼續重複感測肢體距離並據以縮放物件。
上述重複執行縮放程序的做法亦可實作於物件縮放控制方法的主程序，如「第12圖」所述。每執行一次普通縮放程序、持續放大程序或是持續縮小程序之後，控制器26可利用移動感測器22再次感測第一軸向值(步驟S170)，並判斷第一軸向值是否符合結束條件(步驟S180)。當第一軸向值不符合結束條件時，就可回到步驟S122判斷使用者是否有移動輸入裝置20進而啟動對應的縮放程序。
根據一實施範例，在普通縮放程序、持續放大程序或是持續縮小程序之中可個別判斷是否需要重複執行，或是需要啟動其他的縮放程序。請參照「第13圖」，其係為一實施範例之普通縮放程序之流程圖。當控制器26輸出縮放控制訊號之後，另可利用移動感測器22再次感測第一軸向值(步驟S146)，並判斷第一軸向值是否符合結束條件(步驟S147)。當第一軸向值不符合結束條件時，控制器26再利用移動感測器22感測第二軸向值(步驟S148)，並判斷第二軸向值是否仍然落於第一範圍(步驟S149)。若第二軸向值仍然落在第一範圍之中，可繼續維持普通縮放模式，並回到步驟S141以繼續依據肢體距離縮放物件。但若第二軸向值是落於第二範圍或第三範圍，則控制器26結束普通縮放程序(意即跳出普通縮放模式)；且控制器26可依據目前第二軸向值所落於的範圍決定啟動持續放大程序或持續縮小程序。
類似地，在持續放大程序以及持續縮小程序之中亦可有類似步驟S146到步驟S149之判斷步驟，以確定使用者是否想要結束或任一縮放模式。
綜上所述，移動感測器能夠自動偵測使用者想要使用的縮放模式，且控制器可依據距離感測器感測到的肢體距離縮放物體。一般人在談話或生活的習慣上常以食指與拇指之間的肢體距離或是兩手掌之間的肢體距離來形容大小，而縮放程序依據此肢體距離縮放物件。因此本發明提供全新的輸入裝置以及其物件縮放控制方法，其能夠提供使用者簡單、快速且直覺的縮放操控方式。如此一來，使用者不需要記憶各種操作系統或是應用程序內建的縮放快速鍵，也能夠依生活習慣中與他人溝通的手勢進行計算機的物件縮放操作。
以上較佳具體實施範例之詳述，是希望藉此更加清楚描述本發明之特徵與精神，並非以上述揭露的較佳具體實施範例對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望將各種改變及具相等性的安排涵蓋於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
20．．．輸入裝置
22．．．移動感測器
24．．．距離感測器
26．．．控制器
28．．．通訊模組
29．．．磁鐵
30．．．計算機
40‧‧‧肢體
241‧‧‧發射單元
242‧‧‧接收單元
第1圖係為一實施範例之輸入裝置之方塊示意圖。
第2圖係為一實施範例之移動感測器之示意圖。
第3圖係為一實施範例之肢體距離之示意圖。
第4A圖係為一實施範例之距離感測器之示意圖。
第4B圖係為一實施範例之距離感測器之示意圖。
第5圖係為一實施範例之物件縮放控制方法之流程圖。
第6圖係為一實施範例之啟動條件之示意圖。
第7係為一實施範例之縮放程序之流程圖。
第8A係為一實施範例之普通縮放程序之流程圖。
第8B係為一實施範例之持續放大程序之流程圖。
第8C係為一實施範例之持續縮小程序之流程圖。
第9圖係為一實施範例之物件縮放控制方法之流程圖。
第10A圖係為一實施範例之第二軸向值之示意圖。
第10B圖係為一實施範例之第二軸向值之示意圖。
第11係為一實施範例之縮放程序之流程圖。
第12圖係為一實施範例之物件縮放控制方法之流程圖。
第13係為一實施範例之普通縮放程序之流程圖。

Claims (11)

  1. 一種物件縮放控制方法，用以利用一輸入裝置縮放一物件，該物件縮放控制方法包括：利用該輸入裝置的一移動感測器感測一第一軸向值；以及當該第一軸向值符合一啟動條件時，啟動一縮放程序，其中該縮放程序包括以下步驟：利用該輸入裝置的該移動感測器感測一第二軸向值；以及當該第二軸向值落於一第一範圍時，啟動一普通縮放程序，其中該普通縮放程序包括以下步驟：利用該輸入裝置的一距離感測器，感測該兩肢體之間的一肢體距離；比較該肢體距離與一參考值的大小；當該肢體距離大於該參考值時，輸出一第一縮放控制訊號，以放大該物件；以及當該肢體距離不大於該參考值時，輸出一第二縮放控制訊號，以縮小該物件。
  2. 如請求項第1項所述之物件縮放控制方法，更包含利用該移動感測器感測該第一軸向值；當該第一軸向值符合一結束條件時，結束該縮放程序；以及 當該第一軸向值不符合該結束條件時，回到該利用該輸入裝置的該距離感測器，感測該兩肢體之間的該肢體距離的步驟。
  3. 如請求項第2項所述之物件縮放控制方法，其中該參考值係為前次感測得到的該肢體距離。
  4. 一種物件縮放控制方法，用以利用一輸入裝置縮放一物件，該物件縮放控制方法包括：利用該輸入裝置的一移動感測器感測一第一軸向值；以及該當該第一軸向值符合一啟動條件時，啟動一縮放程序，其中該縮放程序包括：利用該輸入裝置的該移動感測器感測一第二軸向值；以及當該第二軸向值落於一第二範圍時，啟動一持續放大程序，其中該持續放大程序包括以下步驟：利用該輸入裝置的一距離感測器，感測該兩肢體之間的一肢體距離；比較該肢體距離與一參考值的大小；以及當該肢體距離大於該參考值時，輸出一縮放控制訊號，以放大該物件。
  5. 一種物件縮放控制方法，用以利用一輸入裝置縮放一物件，該物件縮放控制方法包括： 利用該輸入裝置的一移動感測器感測一第一軸向值；以及該當該第一軸向值符合一啟動條件時，啟動一縮放程序，其中該縮放程序包括：利用該輸入裝置的一移動感測器感測一第二軸向值；以及當該第二軸向值落於一第三範圍時，啟動一持續縮小程序，其中該持續縮小程序包括以下步驟：利用該該輸入裝置的一距離感測器，感測該兩肢體之間的一肢體距離；比較該肢體距離與一參考值的大小；以及當該肢體距離不大於該參考值時，輸出一縮放控制訊號，以縮小該物件。
  6. 一種輸入裝置，包括：一移動感測器，用以感測一第一軸向值；一距離感測器，用以感測兩肢體之間的一肢體距離；以及一控制器，比較該第一軸向值與一啟動條件，當該第一軸向值符合該啟動條件時，啟動一縮放程序，其中該縮放程序包括以下步驟：利用該移動感測器感測一第二軸向值；以及當該第二軸向值落於一第一範圍時，啟動一普通縮 放程序，該普通縮放程序包括：利用該距離感測器，感測該兩肢體之間的該肢體距離；比較該肢體距離與一參考值的大小；當該肢體距離大於該參考值時，輸出一第一縮放控制訊號，以放大一物件；以及當該肢體距離不大於該參考值時，輸出一第二縮放控制訊號，以縮小該物件。
  7. 如請求項第6項所述之輸入裝置，其中當該第二軸向值落於一第二範圍時，該控制器啟動一持續放大程序，其中該持續放大程序包括以下步驟：透過該距離感測器，感測該兩肢體之間的該肢體距離；比較該肢體距離與該參考值的大小；以及當該肢體距離大於該參考值時，輸出該第一縮放控制訊號，以放大該物件。
  8. 如請求項第7項所述之輸入裝置，其中當該第二軸向值落於一第三範圍時，該控制器啟動一持續縮小程序，其中該持續縮小程序包括以下步驟：透過該距離感測器，感測該兩肢體之間的該肢體距離；比較該肢體距離與該參考值的大小；以及當該肢體距離不大於該參考值時，輸出該第二縮放控制訊號，以縮小該物件。
  9. 如請求項第6項所述之輸入裝置，其中該縮放程序在該依據比較結果輸出該第一縮放控制訊號或該第二縮放控制訊號，以縮放該物件的步驟之後，另包括以下步驟：利用該輸入裝置的該移動感測器感測該第一軸向值；當該第一軸向值符合一結束條件時，結束該縮放程序；以及當該第一軸向值不符合該結束條件時，回到該感測該兩肢體之間的該肢體距離的步驟。
  10. 如請求項第9項所述之輸入裝置，其中該參考值係為前次感測得到的該肢體距離。
  11. 如請求項第6項所述之輸入裝置，其中該移動感測器係為加速度感測器或是陀螺儀；該距離感測器係為霍爾感測器、紅外線收發器、雷射收發器或是超音波收發器。
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