TWI818886B

TWI818886B - 旋鈕裝置及手勢控制裝置

Info

Publication number: TWI818886B
Application number: TW112116966A
Authority: TW
Inventors: 陳柏丞
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2023-05-08
Publication date: 2023-10-11

Abstract

一種旋鈕裝置，包括底座、轉軸、環形殼體以及投射燈。轉軸連接底座。環形殼體連接轉軸，以使環形殼體可旋轉地設置於底座。環形殼體包括環形透光區，且環形透光區具有多個圖案。投射燈設置於環形殼體內，並用以通過環形透光區投影多個功能選單的其中之一。每一功能選單包括多個圖案中的一部分。

Description

旋鈕裝置及手勢控制裝置

本發明是有關於一種旋鈕裝置及手勢控制裝置。

為了因應不同的工作情境，許多接觸式與非接觸式的控制方式早已層出不窮。舉凡透過投影的圖示進行操控、無接觸手勢控制電視螢幕、或是透過手勢控制音響的大小聲等等。就實用面而言，目前市場上具有雷射投影鍵盤、懸浮控制器、手勢控制鏡頭等控制方式。

關於雷射投影鍵盤，機器本身利用雷射透過窗口射出鍵盤圖示，由上往下將圖紋呈現在桌面上。在手勢感應的部分，則是透過紅外線反射的原理進行手勢捕捉。例如，在投影機下方的紅外線燈泡會投射出紅外線，然後透過紅外線攝影鏡頭拍攝手指點擊處的反光光斑。依據其感測原理，雷射投影鍵盤雖可有效地捕捉大範圍的手指點擊位置，但因為紅外線直線發射的特性，手指若是前後重疊則會造成感應不良。

關於懸浮控制器，懸浮控制器的目標是為了取代市售的滑鼠。因為需要偵測較精細的手部動作，比如揮動、抓握、指點等等複雜的手部動作，其裝置內建的感應模組會有較大的體積，並且一般是透過主動式的電場波來感應手指的手勢動作。透過感應的作法，此類的控制器不需要安裝鏡頭模組，可以保持較為完整的產品外觀，將感應器藏在產品內部。但因為感應的範圍無法透過視覺辨識，操作上還是會有延遲或無感應的狀況。

關於手勢控制鏡頭，手勢控制鏡頭的設計為搭配動態捕捉鏡頭。以筆電為例，為了感應手部的動作，排列式的鏡頭模組會配備在螢幕上方，與一般的視訊鏡頭位置無異。但是因為手勢感應所需要擷取的訊息量較大、較複雜，整體模組體積會比一般鏡頭來的巨大，因此無法隱藏在產品內部，嚴重的影響產品的外觀。

總結來說，目前市場上非接觸式的控制方式常因受限於模組的大小或是感應方式而無法達到盡善盡美的使用體驗。

本發明提供一種旋鈕裝置及手勢控制裝置，其可在體積小的設計下滿足非接觸式、精確高、抗菌等的手勢控制的需求。

本發明的一實施例提供一種旋鈕裝置，其包括底座、轉軸、環形殼體以及投射燈。轉軸連接底座。環形殼體連接轉軸，以使環形殼體可旋轉地設置於底座。環形殼體包括環形透光區，且環形透光區具有多個圖案。投射燈設置於環形殼體內，並用以通過環形透光區投影多個功能選單的其中之一。每一功能選單包括多個圖案中的一部分。

本發明的一實施例提供一種手勢控制裝置，其包括機體、旋鈕裝置、手勢偵測模組以及處理器。旋鈕裝置設置於機體，並用以投射多個功能選單的其中之一。手勢偵測模組設置於機體，並用以偵測手勢。處理器設置於機體，並連接手勢偵測模組及旋鈕裝置。當手勢偵測模組偵測到手勢時產生偵測訊號，處理器依據偵測訊號執行多個功能選單的其中之一。

基於上述，在本發明的一實施例的旋鈕裝置及手勢控制裝置中，旋鈕裝置透過簡單的設計即可選擇性地切換以投射出對應的功能選單，並搭配手勢偵測模組，使手勢控制裝置可偵測手勢而執行功能選單所對應的功能。因此，旋鈕裝置及手勢控制裝置可在體積小的設計下滿足非接觸式、精確高、抗菌等的手勢控制的需求。

10、10’:手勢控制裝置

100、100’:旋鈕裝置

110:底座

120:環形殼體

122:環形透光區

124:第一殼體

126:第二殼體

130:投射燈

140:轉軸

200:機體

300:手勢偵測模組

400:處理器

FM-1、FM-1’、FM-2、FM-3:功能選單

G:手勢

PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9:圖案

S:偵測訊號

SA:偵測區域

SA-1、SA-2、SA-3:子偵測區域

圖1A是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第一功能選單的示意圖。

圖1B是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第二功能選單的示意圖。

圖1C是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第三功能選單的示意圖。

圖2是圖1A中的旋鈕裝置的立體示意圖。

圖3是圖1A中的旋鈕裝置的爆炸圖。

圖4是圖3中的環形透光區的放大示意圖。

圖5是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置偵測手勢的示意圖。

圖6是依據本發明的另一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影功能選單的示意圖。

圖1A是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第一功能選單的示意圖。圖1B是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第二功能選單的示意圖。圖1C是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影第三功能選單的示意圖。圖2是圖1A中的旋鈕裝置的爆炸圖。圖3是圖1A中的旋鈕裝置的爆炸圖。請同時參考圖1A至圖3，本發明的一實施例提供一種手勢控制裝置10，其包括機體200、旋鈕裝置100、手勢偵測模組300以及處理器400。

在本實施例中，旋鈕裝置100可設置於機體200，例如是筆記型電腦的機體200邊緣，並用以投射多個功能選單FM-1、FM-2、FM-3的其中之一。旋鈕裝置100包括底座110、轉軸140、環形殼體120以及投射燈130。

在本實施例中，轉軸140連接底座110。環形殼體120連接轉軸140，以使環形殼體120可旋轉地設置於底座110。環形殼體120包括環形透光區122、第一殼體124以及第二殼體126。環形透光區122設置在第一殼體124及第二殼體126之間。

在本實施例中，投射燈130設置於環形殼體120內，並用以通過環形透光區122投影多個功能選單FM-1、FM-2、FM-3的其中之一。其中，投射燈130可由發光二極體(light-emitting diode,LED)或雷射二極體(laser diode,LD)所組成，但本發明不以此為限。

在本實施例中，手勢偵測模組300設置於機體200，並用以偵測手勢。手勢偵測模組300可為電場感應式手勢偵測模組，使手勢偵測模組300可通過電場變化以精確地感應偵測對象在空間中的位置(例如：手指的位置)，但本發明不限於此。此外，在一實施例中，投射燈130可設置在手勢偵測模組300上，使旋鈕裝置100整體的體積較小。

在本實施例中，處理器400例如是包括微控制器單元(Microcontroller Unit，MCU)、中央處理單元(central processing unit，CPU)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)、可程式化控制器、可程式化邏輯裝置(programmable logic device，PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不加以限制。此外，在一實施例中，處理器400的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶體中，由處理器400來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，處理器400的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作處理器400的各功能。

在本實施例中，處理器400設置於機體200，並連接手勢偵測模組300及旋鈕裝置100。其中，處理器400連接旋鈕裝置100，用以取得旋鈕裝置100的旋轉位置，以確認旋鈕裝置100投射出哪一個功能選單FM-1、FM-2、FM-3。當手勢偵測模組300偵測到手勢時產生偵測訊號S，處理器400依據偵測訊號S執行多個功能選單FM的其中之一。

圖4是圖3中的環形透光區的放大示意圖。圖5是依據本發明的一實施例的手勢控制裝置偵測手勢的示意圖。請參考圖1A至圖5，在本實施例中，環形透光區122具有多個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9。每一功能選單FM-1、FM-2、FM-3包括多個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9中的一部分。以圖3為例，圖3示意了九個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9及三組功能選單FM-1、FM-2、FM-3。這些功能選單FM-1、FM-2、FM-3例如可分別可歸類為錄影視訊控制(如圖1A所示)、音量控制(如圖1B所示)及電源開關(如圖1C所示)的功能選單。而且，每一功能選單FM-1、FM-2、FM-3包括三個圖案PT-1~PT-3、PT-4~PT-6、PT-7~PT-9。例如，圖1A及圖5示意了旋鈕裝置100正投影出錄影視訊控制的功能選單FM-1，其包括分別對應為圖案PT-1、PT-2、PT-3的音量開關、鏡頭開關及錄影開啟。圖1B示意了旋鈕裝置100正投影出音量控制的功能選單FM-2，其包括分別對應為圖案PT-4、PT-5、PT-6的降低音量、提高音量及播放開關。圖1C示意了旋鈕裝置100正投影出電源開關的功能選單FM-3，其包括分別對應為圖案PT-7、PT-8、PT-9的睡眠、鎖定畫面及關機。圖案PT-1~PT-9所觸發的功能為範例說明，本發明不以上述為限。

在本實施例中，隨環形透光區122的旋轉，旋鈕裝置100可選擇性地切換以投射出的功能選單FM-1、FM-2、FM-3。舉例來說，功能選單FM-1、FM-2、FM-3可包括圖1A的第一功能選單FM-1以及圖1B的第二功能選單FM-2。第一功能選單FM-1及第二功能選單FM-2各自包括多個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9中的複數個圖案。而且，投射燈130不隨環形透光區122的旋轉而旋轉，使旋鈕裝置100從第一功能選單FM-1切換至第二功能選單FM-2時，投射燈130投影出第二功能選單FM-2。

在本實施例中，手勢偵測模組300用以在偵測區域SA中偵測手勢G。偵測區域SA包括多個子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3，其中子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3的數量與上述每一功能選單FM-1、FM-2、FM-3中的多個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9中的所述一部分的數量相同。例如，圖5示意了每一功能選單FM-1、FM-2、FM-3包括三個圖案，因此，偵測區域SA包括三個子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3。

在本實施例中，手勢G包括手勢位置。在手勢偵測模組300偵測到手勢位置落在子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3的其中之一時，手勢偵測模組300產生偵測訊號S，使處理器400執行子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3的所述其中之一所對應的功能。

舉例來說，當使用者利用設有手勢控制裝置10的電子產品進行視訊會議時，可透過手勢控制裝置10快速地切換視訊軟體的操控。當偵測對象落在子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3的其中之一內(例如圖5示意使用者的手落在子偵測區域SA-2)時，手勢偵測模組300產生偵測訊號S，使處理器400執行子偵測區域SA-1、SA-2、SA-3的所述其中之一所對應的功能。

圖6是依據本發明的另一實施例的手勢控制裝置及手勢控制裝置投影功能選單的示意圖。請參考圖6，手勢控制裝置10’或旋鈕裝置100’與圖1A的手勢控制裝置10或旋鈕裝置100相似，其主要差異如下。在本實施例中，第一功能選單FM-1’及第二功能選單各自包括多個圖案PT-1、PT-2、PT-3、PT-4、PT-5、PT-6、PT-7、PT-8、PT-9中的一個圖案。例如圖6示意了第一功能選單FM-1’包括圖案PT-2。也就是說，投射燈130可僅投影出一個圖案PT-2。

綜上所述，在本發明的一實施例的旋鈕裝置及手勢控制裝置中，旋鈕裝置透過簡單的設計即可選擇性地切換以投射出對應的功能選單，並搭配手勢偵測模組，使手勢控制裝置可偵測手勢而執行功能選單所對應的功能。因此，旋鈕裝置及手勢控制裝置可在體積較小的設計下滿足非接觸式、精確高、抗菌等的手勢控制的需求。而且，旋鈕裝置或手勢控制裝置中各元件可設置於機體中。因此，在整體體積被控制在體積較小的條件下，本發明實施例的旋鈕裝置及手勢控制裝置可應用在各式電子產品。

100:旋鈕裝置