TWI726538B

TWI726538B - 具有創作素材擷取功能的電子系統以及輸入裝置

Info

Publication number: TWI726538B
Application number: TW108146007A
Authority: TW
Inventors: 邱奕榮; 黃士挺; 李彥賢; 塗宗偉; 鄭珍如; 石維國
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-05-01
Also published as: TW202125169A

Abstract

一種具有創作素材擷取功能的電子系統，包括主機與輸入裝置。輸入裝置電性連接主機，且包括位移測量模組、測量光源模組與第一影像擷取裝置。位移測量模組用以根據輸入裝置的移動產生位移信號。測量光源模組用以產生測量光。當電子系統處於第一模式時，主機接收位移信號以控制輸入裝置的游標軌跡，且當電子系統處於第二模式時，測量光源模組發出測量光照射目標物，且第一影像擷取裝置接收被目標物反射的測量光以產生目標物的影像信號，主機接收目標物的影像信號以辨識目標物的顏色資訊。

Description

具有創作素材擷取功能的電子系統以及輸入裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有創作素材擷取功能的電子系統以及輸入裝置。

使用者通過輸入裝置來控制或操作電子裝置，其中滑鼠是目前最常見的輸入裝置之一。當創作者欲利用電子裝置進行藝術創作時，創作者可以使用輸入裝置進行繪圖或是點選螢幕上的物件來進行修改，並且在創作過程中可以從素材資料庫或是模型資料庫選擇自己想要的樣式。但資料庫所提供的選擇有限，另外，創作者在生活中看到喜歡的實體也不一定能在資料庫中找到對應的樣式，因此造成創作者的不方便。

有鑑於此，本發明提供一種具有創作素材擷取功能的電子系統以及輸入裝置，除了原本的輸入功能外還能擷取創作者喜歡的物體的外觀顏色資訊。

本發明的實施例提出一種具有創作素材擷取功能的電子系統，包括主機與輸入裝置。輸入裝置電性連接主機，且包括位移測量模組、測量光源模組與第一影像擷取裝置。位移測量模組用以根據輸入裝置的移動產生位移信號。測量光源模組用以產生測量光。當電子系統處於第一模式時，主機接收位移信號以控制輸入裝置的游標軌跡，且當電子系統處於第二模式時，測量光源模組發出測量光照射目標物，且第一影像擷取裝置接收被目標物反射的測量光以產生目標物的影像信號，主機接收目標物的影像信號以辨識目標物的顏色資訊。

本發明的實施例提出一種具有創作素材擷取功能的輸入裝置，用以與主機進行配對，輸入裝置具有第一模式與第二模式且包括位移測量模組、測量光源模組與第一影像擷取裝置。位移測量模組用以根據輸入裝置的移動產生位移信號。測量光源模組用以產生測量光。在第一模式中，主機接收位移信號以控制輸入裝置的游標軌跡。在第二模式中，測量光源模組發出測量光照射目標物，且第一影像擷取裝置接收被目標物反射的測量光以產生目標物的影像信號，並提供目標物的影像信號至主機以辨識目標物的顏色資訊。

基於上述，本發明的實施例提出電子系統以及輸入裝置，除了原本的輸入功能還具有創作素材擷取功能。創作者可以利用原有的輸入裝置擷取身邊的目標物的顏色或紋理，達到所見即所得的效果，並且不需要外接其他裝置。因此具有攜帶輕便化以及即時使用的功效。

圖1是根據本發明的一實施例所繪示的電子系統的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，電子系統10包括輸入裝置100以及電性連接的輸入裝置100的主機102。輸入裝置100可以是光學滑鼠、機械滑鼠、慣性滑鼠或操作搖桿等使用者輸入裝置，而主機102可以是筆記型電腦、個人電腦、平板電腦等電子裝置。另外，輸入裝置100與主機102可以通過有線或無線的方式傳輸信號，本發明並不限制。在圖1中，輸入裝置100具有創作素材擷取功能並且以滑鼠為例，而主機102以個人電腦作為範例。

圖2是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。請參照圖2，輸入裝置100具有多重工作模式，例如在第一模式與第二模式之間切換。輸入裝置100至少包括測量光源模組110、第一影像擷取裝置120與位移測量模組130。測量光源模組110用以產生測量光L，第一影像擷取裝置120用以接收被目標物OB反射的測量光RL，位移測量模組130用以根據輸入裝置100的移動產生位移信號。

當電子系統10處於第一模式時，輸入裝置100對應地切換至第一模式。此時，使用者藉由移動輸入裝置100或是點擊輸入裝置100的按鍵來對主機102輸入指令。當使用者移動輸入裝置100時，位移測量模組130響應輸入裝置100的移動而產生位移信號。主機102接收位移信號以控制輸入裝置100在螢幕（在圖1未顯示）上的游標軌跡。位移測量模組130可以通過發光二極體、雷射、滾輪或是慣性移動測量裝置（inertial measurement unit, IMU）來檢測輸入裝置100的移動軌跡。特別說明的是，當輸入裝置100是光學滑鼠時，位移測量模組130包括光學發射器與光學接收器，但位移測量模組130的光學發射器與光學接收器並非是本實施例的測量光源模組110以及第一影像擷取裝置120。

當電子系統10處於第二模式時，輸入裝置100對應地切換至第二模式。此時，使用者利用輸入裝置100擷取目標物OB的外觀特徵以作為創作素材。具體而言，測量光源模組110發出測量光L照射目標物OB，且第一影像擷取裝置120接收被目標物OB反射的測量光RL以產生目標物OB的影像信號。主機102從輸入裝置100接收目標物OB的影像信號以辨識目標物OB的顏色資訊，其中顏色資訊例如是HEX顏色代碼、RGB顏色數、CMYK顏色數、HSB顏色數或是PMS號碼。

在輸入裝置100擷取未知顏色資訊的待測物前，電子系統10可以預先執行校正操作。使用者先用電子系統10對一個已知顏色樣本進行顏色辨識，藉此檢驗電子系統10所辨識的顏色資訊是否正確。在執行校正操作的實施例中，目標物OB例是潘通（Pantone）色卡，例如是色號174123TPX的尼加拉藍色（Nagara），HEX顏色代碼為#578CA9。測量光源模組110發出測量光L照射此色卡，且第一影像擷取裝置120接收被此色卡反射的測量光RL以產生此色卡的影像信號。主機102根據影像信號辨識顏色資訊。當主機102辨識的色號一樣是174123TPX或者HEX顏色代碼一樣#578CA9，表示電子系統10的功能正常，但是當主機102根據此色卡的影像信號所辨識的顏色資訊與此色卡不相符時，主機執行校正操作以更新顏色資訊，直到主機102產生正確的顏色資訊。

通過此校正操作可以確保輸入裝置100所擷取的影像信號或是主機102的辨識功能能夠準確辨識目標物OB的實際顏色，以避免色差。當使用者看到未知顏色資訊的待測物，而且喜歡該待測物的顏色時，使用者可以使用電子系統10擷取待測物的顏色資訊，並且主機102可以將待測物的顏色資訊更新至創作素材資料庫。這樣一來，使用者就可以自己建立或完善創作素材資料庫。

圖3A是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置擷取目標物的影像信號的實施示意圖，圖3B是根據圖3A的實施例所繪示的輸入裝置於底部往上看的局部示意圖，圖4是根據圖3A的實施例所繪示的測量光源模組的結構示意圖。請參照圖3A至圖4，在本實施例中，在第二模式中，輸入裝置100會貼近目標物OB的表面S以取得目標物OB的影像信號（如圖3A所顯示）。測量光源模組110與第一影像擷取裝置120會配置在靠近輸入裝置100的底表面BS的位置，讓測量光L由底表面BS發出。相對於底表面BS的前表面FS則具有按鍵116。使用者可以點擊按鍵116擷取目標物OB的影像信號。

測量光源模組120包括多個標準光源112與菲涅爾透鏡114。標準光源112例如是D65光源。標準光源112可以圍繞著菲涅爾透鏡114的中心而配置，如此一來，標準光源112所發出的標準光在穿透菲涅爾透鏡114後會形成強度呈環形分布並且在方位角方向均勻的測量光L。第一影像擷取裝置110會位於這些標準光源112的中間，以接收被反射的測量光RL。通過利用標準光源112發出的標準光來照射目標物OB以避免影響目標物OB的顏色。

在本實施例中，位移測量模組130包括慣性測量裝置132。在第二模式中，當輸入裝置100要擷取目標物OB的影像信號時，位移測量模組130中的發光二極體可以被關閉以避免干擾，由慣性測量裝置132感測輸入裝置100的移動而產生位移信號。又或者，如果移測量模組130中的發光二極體與測量光源模組120之間設置隔板以避免互相干擾可以選擇不關閉發光二極體。簡言之，在本實施例中，在第二模式中，主機102還是可以接收位移信號來控制輸入裝置100的游標軌跡。在另一實施例中，在第二模式中，輸入裝置100的游標控制功能被關閉。

圖5A是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖，圖5B是根據圖5A的實施例所繪示的輸入裝置於底部往上看的局部示意圖。請參照圖5A，輸入裝置200可適用於圖2的輸入裝置100，但還包括了環境光感應器210。環境光感應器210用以提供環境光信號至主機102。電子系統20相較於電子系統10還具有第三模式，其中電子系統20如何實施第一模式與第二模式可以參照電子系統10的說明內容。在第三模式中，如果使用者喜歡目標物OB，並且將目標物OB視為一個待測物，可以利用電子系統20擷取目標物OB的外觀特徵作為創作素材。

請參照圖5B，測量光源模組110、第一影像擷取裝置120以及環境光感應器210可以配置在靠近輸入裝置200的底表面BS的位置。在本實施例中，使用者可以將輸入裝置200翻面，也就是底表面BS朝上，讓環境光感應器210接收目標物OB周圍的環境光EL以產生環境光信號。本發明並不限定環境光感應器210的配置位置，在另一實施例中，環境光感應器210也從輸入裝置200的其他表面接收環境光EL。

圖6是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置的移動路徑示意圖。請繼續參照圖6，在第三模式中，使用者手持輸入裝置200貼近目標物OB的表面S並且在表面S上連續移動，輸入裝置200的移動路徑如圖6的路徑P所顯示。在移動的過程中，輸入裝置200會持續擷取目標物OB的影像信號。也就是說輸入裝置200會在表面S的不同位置獲得多個影像信號，且這些影像信號具有可拼接性。另外，慣性測量裝置132會提供主機102輸入裝置200在路徑P的位移信號。

主機102從輸入裝置200接收環境光信號、反應路徑P的位移信號以及對應的多個影像信號。主機102會根據環境光信號以比較環境光EL與測量光L的差異。具體而言，測量光L例如是標準光源D65所發出的標準光，而使用者是在黃光的環境下看到目標物OB，兩者之間的顏色會有差異。為了忠實的擷取使用者眼中的圖案與顏色，主機102可以根據環境光EL與測量光L之間的差異來校正這些影像信號。此外，主機102還會根據位移信號來拼接（stitch）這些影像信號以獲得表面S的紋理。主機102還可以將新獲得的表面S的紋理新增至創作素材資料庫。

圖7是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。請參照圖7，電子系統20’與電子系統20同樣具有第一模式、第二模式與第三模式，並且其第一模式與第二模式的實施方式可以參照電子系統10的說明內容。對於電子系統20’來說，輸入裝置200’的測量光源模組110’包括可調光源模組220。在第三模式中，可調光源模組220用以發出測量光L。

在使用者通過輸入裝置200’擷取目標物OB的影像信號之前，使用者先使用環境光感應器210感應周圍的環境光EL。主機102接收來自環境光感應器210的環境光信號以判斷環境光EL與目前測量光源模組110’可發出的測量光L之間的差異。主機102根據環境光信號輸出控制信號至可調光源模組220以調整測量光L，使得可調光源模組220所發出測量光L會近似環境光EL。

具體來說，可調光源模組220可以由多種不同的標準光源組成，由控制信號來決定這些標準光源的開關或是發光強度。在另一實施例中，可調光源模組220包括發光二極體或有機發光二極體，主機102可以決定提供給可調光源模組220的驅動電壓或驅動電流以調整發光色溫或亮度。本發明不限制可調光源模組220的實施方式。

使用者手持輸入裝置200’貼近目標物OB的表面S並且在表面S上連續移動，請參考圖6的路徑P。在移動的過程中，輸入裝置200會持續發出調整後的測量光L以擷取目標物OB的影像信號，且這些影像信號具有可拼接性。此外，慣性測量裝置132會提供主機102輸入裝置200’在路徑P的位移信號。最後，主機102根據位移信號拼接這些影像信號以獲得表面S的紋理。

圖8A是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。請參照圖8A，電子系統30與電子系統20同樣具有第一模式、第二模式與第三模式，並且其第一模式與第二模式的實施方式可以參照電子系統10的說明內容。

電子系統30的輸入裝置30可以不需要配備環境光感應器210，而另外配備導光裝置310以及第二影像擷取裝置320。在本實施例中，導光裝置310與第二影像擷取裝置320之間的相對位置固定，組成一個移動式影像擷取模組302。

圖8B是根據圖8A的實施例所繪示的輸入裝置的示意圖，圖8C是根據圖8A的實施例所繪示的輸入裝置的另一視角的示意圖。請參照圖8B，當電子系統30處於第一模式或第二模式時，移動式影像擷取模組302收納在輸入裝置30內部。請參照圖8C，當電子系統30處於第三模式時，使用者可以通過滑軌、卡榫、或彈簧等方式將移動式影像擷取模組302由輸入裝置30露出。導光裝置310包括半穿透反射鏡330與導光器340。半穿透反射鏡330用以允許沿第一方向（如圖8C中的垂直方向）入射的環境光EL穿透後傳遞至目標物OB，並將被目標物OB反射的環境光EL反射至第二方向（如圖8C中的水平方向）。導光器340沿第二方向配置，用以讓被反射的環境光EL沿第二方向傳遞至第二影像擷取裝置320。第二影像擷取裝置320通過導光器340接收被半穿透反射鏡330反射的環境光EL以產生環境光影像信號。輸入裝置300也是貼近目標物OB的表面S以取得目標物OB的環境光影像信號。

請參照圖6的實施例，使用者手持輸入裝置300貼近目標物OB的表面S並且在表面S上連續移動。在移動的過程中，輸入裝置300會持續擷取目標物OB的環境光影像信號。最後，主機102根據慣性測量裝置132所提供的位移信號拼接這些環境光影像信號以獲得表面S的紋理。

在本實施例中，在第三模式中，輸入裝置300不需要發出測量光L，而是直接擷取環境光照射目標物OB的環境光影像信號，因此環境光影像信號所呈現出的目標物OB的外觀可能會跟使用者肉眼看到的相近。

圖9是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。請參照圖9，電子系統40可適用於上述的實施例，輸入裝置400還包括了距離檢測器410。距離檢測器410例如是深度照相機、紅外線感測器或超音波感測器等非接觸式距離檢測器。距離檢測器410發出距離測量信號DS並且接收被目標物OB反射的距離測量信號RDS以產生輸入裝置400至目標物OB的距離信號。使用者在不同角度使用輸入裝置400對目標物OB測量距離，並產生多個距離信號。主機102根據紀錄輸入裝置400移動的位移信號與對應輸入裝置400的不同位置的多個距離信號建立待測物OB的三維模型。在本實施例中，使用者可以利用輸入裝置400建立3維模型。

圖10是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的實施方法示意圖。請參照圖10，距離檢測器410可以配置在移動式部件420上。移動式部件420例如包括伸縮桿或是滑軌等。當距離檢測器410不使用時可以收納於輸入裝置400的內部（如左邊圖所示）。當使用者想建立3維模型時，使用者可以藉由移動式部件420將距離檢測器410露出輸入裝置400（如右邊圖所示）。

綜上所述，本發明的實施例提出電子系統包括主機與輸入裝置。電子系統具有擷取目標物的顏色資訊的功能，並且具有校正功能，可以確保電子系統所辨識的顏色資訊正確，忠實反應肉眼所見的顏色。更進一步的，電子系統還可以獲得目標物的表面紋理以及建立目標物的3維模型。

10、20、20’、30、40:電子系統 100、200、200’、300、400:輸入裝置 102:主機 110、110’:測量光源模組 112:標準光源 114:菲涅爾透鏡 116:按鍵 120:第一影像擷取裝置 130:位移測量模組 132:慣性測量裝置 210:環境光感應器 220:可調光源模組 302:移動式影像擷取模組 310:導光裝置 320:第二影像擷取裝置 330:半穿透反射鏡 340:導光器 410:距離檢測器 420:移動式部件 DS:距離測量信號 EL:環境光 FS:前表面 BS:底表面 L:測量光 RL:被反射的測量光 RDS:被反射的距離測量信號 OB:目標物 S:表面 P:路徑

圖1是根據本發明的一實施例所繪示的電子系統的示意圖。圖2是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。圖3A是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置擷取目標物的影像信號的示意圖。圖3B是根據圖3A的實施例所繪示的輸入裝置於底部往上看的局部示意圖。圖4是根據圖3A的實施例所繪示的測量光源模組的結構示意圖。圖5A是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。圖5B是根據圖5A的實施例所繪示的輸入裝置於底部往上看的局部示意圖。圖6是根據本發明的一實施例所繪示的輸入裝置的移動路徑示意圖。圖7是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。圖8A是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。圖8B是根據圖8A的實施例所繪示的輸入裝置的示意圖。圖8C是根據圖8A的實施例所繪示的輸入裝置的另一視角的示意圖。圖9是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的方塊示意圖。圖10是根據本發明的另一實施例所繪示的輸入裝置的實施方法示意圖。

10:電子系統

100:輸入裝置

102:主機

110:測量光源模組

120:第一影像擷取裝置

130:位移測量模組

132:慣性測量裝置

L:測量光

RL:被反射的測量光

OB:目標物

Claims

一種具有創作素材擷取功能的電子系統，包括：一主機；以及一輸入裝置，電性連接該主機，且包括：一位移測量模組，用以根據該輸入裝置的移動產生一位移信號；一測量光源模組，用以產生一測量光；以及一第一影像擷取裝置，其中，當該電子系統處於一第一模式時，該主機接收該位移信號以控制該輸入裝置的游標軌跡，且當該電子系統處於一第二模式時，該測量光源模組發出該測量光照射一目標物，且該第一影像擷取裝置接收被該目標物反射的該測量光以產生該目標物的影像信號，該主機接收該目標物的影像信號以辨識該目標物的顏色資訊，其中在該第二模式中，當該目標物為一待測物時，該主機將該待測物的顏色資訊更新至一創作素材資料庫。
如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中，在該第二模式中，當該目標物為一已知顏色樣本，且根據該已知顏色樣本的影像信號所辨識的該顏色資訊與該已知顏色樣本不相符時，該主機執行一校正操作以更新該顏色資訊。
如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該測量光源模組包括：一菲涅爾透鏡；以及多個標準光源，圍繞該菲涅爾透鏡的中心而配置，其中，該第一影像擷取裝置位於該些標準光源的中間，其中該些標準光源發出的標準光穿透該菲涅爾透鏡後成為該測量光。
如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該輸入裝置還包括：一環境光感應器，用以提供一環境光信號至該主機，其中，當該電子系統處於一第三模式且該目標物為一待測物時，該輸入裝置在該待測物的一表面上連續移動並獲得多個該影像信號，該主機根據該環境光信號以比較環境光與該測量光的一差異，以及該主機根據該位移信號拼接且根據該差異校正多個該影像信號以獲得該表面的紋理。
如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該輸入裝置還包括：一環境光感應器，用以提供一環境光信號至該主機；其中，當該電子系統處於一第三模式且該目標物為一待測物時，該測量光源模組包括一可調光源模組，該主機根據該環境光信號控制該可調光源模組以調整該測量光，該輸入裝置在該待測物的一表面上連續移動並根據調整後的該測量光獲得多個該影像信號，該主機還根據該位移信號拼接多個該影像信號以獲得該表面的紋理。
如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該輸入裝置還包括：一移動式影像擷取模組，包括：一第二影像擷取裝置；以及一導光裝置，包括：一半穿透反射鏡，用以允許沿一第一方向入射的一環境光穿透後傳遞至一待測物，並將被該待測物反射的該環境光反射至一第二方向；以及一導光器，沿該第二方向配置，其中，第二影像擷取裝置通過該導光器接收被該半穿透反射鏡反射的該環境光以產生一環境光影像信號，其中，當該電子系統處於一第三模式且該目標物為該待測物時，該輸入裝置在該待測物的一表面上連續移動並獲得多個該環境光影像信號，該主機根據該位移信號拼接多個該環境光影像信號以獲得該表面的紋理，其中，在該第三模式中，該輸入裝置貼近該待測物的表面以取得該待測物的環境光影像信號。
一種具有創作素材擷取功能的輸入裝置，用以與一主機進行配對，該輸入裝置具有一第一模式與一第二模式且包括：一位移測量模組，用以根據該輸入裝置的移動產生一位移信號；一測量光源模組，用以產生一測量光，其中該測量光源模組包括一菲涅爾透鏡與多個標準光源，該些標準光源圍繞該菲涅爾透鏡的中心而配置，其中該些標準光源發出的標準光穿透該菲涅爾透鏡後成為該測量光；以及一第一影像擷取裝置，位於該些標準光源的中間，其中，在該第一模式中，該主機接收該位移信號以控制該輸入裝置的游標軌跡，其中，在該第二模式中，該測量光源模組發出該測量光照射一目標物，且該第一影像擷取裝置接收被該目標物反射的該測量光以產生該目標物的影像信號，並提供該目標物的影像信號至該主機以辨識該目標物的顏色資訊。
如申請專利範圍第7項所述的輸入裝置，還包括：一環境光感應器，用以在一第三模式中提供一環境光信號至該主機，其中該測量光源模組包括一可調光源模組，在該第三模式中，當該目標物為一待測物時，該輸入裝置從該主機接收一控制信號以調整由該可調光源模組發出的該測量光，其中該控制信號是根據該環境光信號產生，該輸入裝置在該待測物的一表面上連續移動並根據調整後的該測量光獲得多個該影像信號，其中該輸入裝置提供多個該影像信號與該位移信號至該主機以獲得該表面的紋理。
如申請專利範圍第7項所述的輸入裝置，還包括：一移動式影像擷取模組，包括：一第二影像擷取裝置；以及一導光裝置，包括：一半穿透反射鏡，用以允許沿一第一方向入射的一環境光穿透後傳遞至一待測物，並將被該待測物反射的該環境光反射至一第二方向；以及一導光器，沿該第二方向配置，其中，第二影像擷取裝置通過該導光器接收被該半穿透反射鏡反射的該環境光以產生一環境光影像信號，其中，在一第三模式中，當該目標物為該待測物時，該輸入裝置在該待測物的一表面上連續移動並獲得多個該環境光影像信號，其中該輸入裝置提供多個該環境光影像信號與該位移信號至該主機以獲得該表面的紋理，其中在該第三模式中，該輸入裝置貼近該待測物的表面以取得該環境光影像信號。