專利名稱：動(dòng)作感測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
動(dòng)作感測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)作感測(cè)裝置，特別是指利用一廣角散光元件以增加光影像 可擷取范圍的一種感測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]近來許多電子互動(dòng)游戲系統(tǒng)提供使用者游戲游戲桿或遙控器，以進(jìn)行更多樣動(dòng)作 感應(yīng)的電子游戲的操作，例如賽車駕駛及打高爾夫球等游戲。[0003]參考圖1，圖1為光學(xué)式指針控制裝置10的現(xiàn)有技術(shù)示意圖。其中遙控器12上設(shè) 置影像感測(cè)分析元件121以擷取從參考光源11形成的光影像。當(dāng)遙控器11左右擺動(dòng)時(shí)， 此光影像會(huì)隨之而改變?cè)谟跋窀袦y(cè)分析元件121上成像的位置，如此就可計(jì)算出遙控器12 相對(duì)于參考光源11的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)位移量。其中，光影像為多個(gè)光參考點(diǎn)111穿透平面透光元 件112而形成，而平面透光元件112主要目的為提供保護(hù)光參考點(diǎn)111以及透光的效果。其 中光參考點(diǎn)111具有發(fā)光角度a,而發(fā)光角度a之外范圍無法感測(cè)光參考點(diǎn)111所發(fā)出的光 影像，即影像感測(cè)分析元件121在發(fā)光角度a以外無法感測(cè)光影像。[0004]參考圖2，其為發(fā)光二極管LED的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光角度的關(guān)系示意圖。因LED 耗能少、效率佳，故為電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用。其中，曲線Av顯示LED在不同角度下的發(fā)光強(qiáng)度 范圍，當(dāng)中顯示此LED例子的發(fā)光角度接近于50度(單側(cè)25度)，即50度以外難以感測(cè)此 LED光源。當(dāng)光參考點(diǎn)111使用LED，且移動(dòng)遙控器12到參考光源單側(cè)25度或以外的位置 操作遙控器12，由于LED光源在這個(gè)角度發(fā)光強(qiáng)度很弱，影像感測(cè)分析元件121可能無法擷 取光影像，也當(dāng)然無法反饋推算遙控器12的動(dòng)作狀態(tài)，使用上極不便。[0005]參考圖3，圖3為另一現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。其中為解決此不便，另一現(xiàn)有技術(shù)將數(shù) 個(gè)LED彼此成一交錯(cuò)角度而設(shè)置，以增加可感測(cè)的角度。此方法僅解決部分困擾，也造成其 它不必要的難題，例如LED設(shè)置時(shí)須彼此相交一角度，制作難度增加；數(shù)個(gè)LED彼此的可感 測(cè)的角度不同，某些角度可能會(huì)造成感測(cè)元件無法感測(cè)每個(gè)LED，增加判斷失誤可能性。此 外，另一現(xiàn)有技術(shù)亦提供一方法，即增加光源發(fā)光面積。增加光源發(fā)光面積的方法可采用較 多LED或提升LED發(fā)光強(qiáng)度，以獲得較大發(fā)光面積以及操作角度，然而此方案會(huì)負(fù)擔(dān)較多 LED的容納空間需求、功率消耗、制作成本、以及相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)等。[0006]本實(shí)用新型針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種動(dòng)作感測(cè)裝置，兼具制作容易以 及大幅增加可感測(cè)范圍的優(yōu)點(diǎn)。特別是當(dāng)遙控器移動(dòng)到光源最大發(fā)光角度或以外的位置 時(shí)，依然能感測(cè)光影像而反饋推算遙控器的擺動(dòng)狀態(tài)的動(dòng)作感測(cè)裝置。發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種動(dòng)作感測(cè)裝置。[0008]為達(dá)成以上目的，本實(shí)用新型提供一種動(dòng)作感測(cè)裝置，包含一參考光源，其包含 至少一光源以及一廣角散光元件，該光源透過該廣角散光元件形成一光影像；以及一影像感測(cè)分析元件，設(shè)置于一待測(cè)裝置上，該影像感測(cè)分析元件擷取該光影像以計(jì)算一第一坐標(biāo)值，及/或根據(jù)擷取的前后光影像間的變化以計(jì)算該待測(cè)裝置的一位移量。[0009]在其中一種實(shí)施方式中，可包含一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器,根據(jù)預(yù)先定義的一坐標(biāo)系統(tǒng)將待測(cè)裝置的第一坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二坐標(biāo)值。如參考光源包含多個(gè)光源，則彼此宜互為平行設(shè)置。[0010]上述影像感測(cè)分析元件中，宜包括一光感測(cè)芯片。影像感測(cè)分析元件根據(jù)光影像在光感測(cè)芯片的成像位置，以計(jì)算待測(cè)裝置的坐標(biāo)值，及/或根據(jù)光影像成像位置的變化， 以計(jì)算待測(cè)裝置的位移量。[0011]上述動(dòng)作感測(cè)裝置中，宜又包括一加速度計(jì)，此加速度計(jì)設(shè)置于待測(cè)裝置內(nèi)，并感測(cè)待測(cè)裝置的一三維加速度值。一實(shí)施例中，動(dòng)作感測(cè)裝置根據(jù)三維加速度值以計(jì)算待測(cè)裝置的三維方向位移量或三維坐標(biāo)值、或校正該第一坐標(biāo)值；此計(jì)算可由該影像感測(cè)分析元件、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器、或另外的處理器來執(zhí)行。[0012]上述動(dòng)作感測(cè)裝置中，宜又包括一陀螺儀，其亦設(shè)置于待測(cè)裝置內(nèi)。此陀螺儀感測(cè)待測(cè)裝置的角速度值。[0013]上述動(dòng)作感測(cè)裝置中，宜又包括一振動(dòng)馬達(dá)，振動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于待測(cè)裝置內(nèi)。[0014]上述動(dòng)作感測(cè)裝置中，宜又包括包含一語音元件或一音效元件,語音元件或音效元件設(shè)置于待測(cè)裝置內(nèi)。[0015]上述的動(dòng)作感測(cè)裝置，宜采用有線或無線的方式連接于一影像顯示裝置，其中坐標(biāo)值可顯示于影像顯示裝置上。[0016]上述光學(xué)式指針控制裝置中，其中廣角散光元件宜具有一法線方向以及相對(duì)于法線方向的一散光角度，此散光角度大于光源的發(fā)光角度。[0017]為增加散光角度，上述的廣角散光元件宜為一遮蔽型擴(kuò)散板或一光穿透型散光材料所制作。此外，廣角散光元件也宜具有一光擴(kuò)散紋理，以增加光影像的可辨識(shí)效果。進(jìn)一步，廣角散光元件內(nèi)部宜具有多個(gè)凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或多個(gè)凹狀結(jié)構(gòu)。廣角散光元件又宜具有一粗糙表面。[0018]下面通過對(duì)具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本新型的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)式指針控制裝置的示意圖；[0020]圖2為發(fā)光二極管LED的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光角度的關(guān)系示意圖;[0021]圖3為另一現(xiàn)有技術(shù)的不意圖；[0022]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)作感測(cè)裝置的示意圖；[0023]圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例中散光角度與發(fā)光角度的關(guān)系示意圖。[0024]圖中符號(hào)說明[0025]10光學(xué)式指針控制裝置[0026]11,21參考光源[0027]12遙 控器[0028]20動(dòng)作感測(cè)裝置[0029]22待測(cè)裝置[0030]121,221影像感測(cè)分析Ti[0031]111光參考點(diǎn)[0032]112平面透光元件[0033]211光源[0034]212廣角散光元件[0035]a、al發(fā)光角度[0036]a2散光角度[0037]Av曲線[0038]N法線方向具體實(shí)施方式
[0039]有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如上、 下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。本實(shí)用新型中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間的功能作用關(guān)系，至于形狀、厚度與寬度則并未依照比例繪制。[0040]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)作感測(cè)裝置20的示意圖，其包含一參考光源21 以及一影像感測(cè)分析元件221。參考光源21包含至少一光源211以及一廣角散光元件212， 光源211透過此廣角散光元件212形成一光影像。當(dāng)參考光源21包含多個(gè)光源211時(shí)，各光源211之間宜(但非必須)互為平行設(shè)置。影像感測(cè)分析元件221設(shè)置于一待測(cè)裝置22 上，其連續(xù)擷取光影像。影像感測(cè)分析元件221可根據(jù)單一光影像來計(jì)算坐標(biāo)值(下稱第一坐標(biāo)值)，并可根據(jù)前后依序擷取的光影像之間的變化，來計(jì)算待測(cè)裝置22的一位移量，兩者可擇一或都進(jìn)行。在其中一種實(shí)施方式中，動(dòng)作感測(cè)裝置20中可又包含一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器(圖式未顯示)，根據(jù)預(yù)先定義的一坐標(biāo)系統(tǒng)將待測(cè)裝置22的第一坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二坐標(biāo)值。有關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器所進(jìn)行的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，有各種方式可采用，其中一例可參照本案設(shè)計(jì)人所申請(qǐng)并核準(zhǔn)公告的TW專利申請(qǐng)案第100214929號(hào)，公告號(hào)第M 418339號(hào)。[0041]動(dòng)作感測(cè)裝置20以有線或無線的方式連接于一影像顯示裝置(圖式未顯示)，其中的坐標(biāo)值亦可對(duì)應(yīng)顯示于影像顯示裝置，例如游戲主機(jī)、影音播放器或智能電視等。而坐標(biāo)值顯示于影像顯示裝置的方式可為一光標(biāo)或一光點(diǎn)的位置等。[0042]待測(cè)裝置22例如但不受限于為遙控器或游戲桿，當(dāng)待測(cè)裝置22被使用者進(jìn)行移動(dòng)的動(dòng)作，其上的影像感測(cè)分析元件221會(huì)擷取參考光源21上形成的光影像并計(jì)算坐標(biāo) (第一坐標(biāo)值)。影像感測(cè)分析元件221利用成像位置以及形狀比例改變等變化，例如光影像成像位置從左到右移動(dòng)，代表待測(cè)裝置22從右至左移動(dòng)等動(dòng)作，進(jìn)行待測(cè)裝置22位移量的計(jì)算。[0043]舉例而言，影像感測(cè)分析元件221可具有一光感測(cè)芯片(圖式未顯示)，影像感測(cè)分析元件221可根據(jù)光影像在光感測(cè)芯片的成像位置，計(jì)算第一坐標(biāo)值，并根據(jù)成像位置的變化，計(jì)算待測(cè)裝置22的位移量。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器則根據(jù)預(yù)先定義的一坐標(biāo)系統(tǒng)將待測(cè)裝置22的第一坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二坐標(biāo)值，例如將光感測(cè)芯片的坐標(biāo)系統(tǒng)換為影像顯示裝置的坐標(biāo)系統(tǒng)、或進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正等。動(dòng)作感測(cè)裝置20除包含影像感測(cè)分析元件221外，例如可選擇性地另外包含一加速度計(jì)(圖式未顯示)，此加速度計(jì)可設(shè)置于待測(cè)裝置22內(nèi)。 當(dāng)使用者進(jìn)行移動(dòng)的動(dòng)作，加速度計(jì)可感測(cè)待測(cè)裝置22的一三維加速度值。根據(jù)此三維加 速度值，可計(jì)算待測(cè)裝置22的三維坐標(biāo)值及/或三維方向位移量、或用以校正二維坐標(biāo)值； 計(jì)算的工作可由該影像感測(cè)分析元件221、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器、或另外的處理器來執(zhí)行。[0044]動(dòng)作感測(cè)裝置20除包含加速度計(jì)外，且/或可又包含一陀螺儀(圖式未顯示)，此 陀螺儀設(shè)置于待測(cè)裝置22內(nèi)。當(dāng)使用者進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，陀螺儀可感測(cè)待測(cè)裝置22的角 速度值。[0045]此外，動(dòng)作感測(cè)裝置20可又包含一振動(dòng)馬達(dá)(圖式未顯示)，此振動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于待 測(cè)裝置22內(nèi)。當(dāng)待測(cè)裝置22接收一振動(dòng)指令，振動(dòng)馬達(dá)可使待測(cè)裝置22產(chǎn)生振動(dòng)以增加 互動(dòng)效果。例如互動(dòng)游戲的特定動(dòng)作如撞擊，又例如模擬顛簸路面等，皆可利用振動(dòng)馬達(dá) 可增加使用者的互動(dòng)感。[0046]上述動(dòng)作感測(cè)裝置中，宜又包括一語音元件或一音效元件,語音元件或音效元件 設(shè)置于待測(cè)裝置內(nèi)。使用者可例如通過語音元件進(jìn)行指令操控，例如執(zhí)行程序的換頁，或進(jìn) 入游戲的下一階段等操作。音效元件的作用借助待測(cè)裝置22產(chǎn)生音效，其可例如增加音場(chǎng) 效果，又例如當(dāng)使用者尋找待測(cè)裝置22時(shí)，通過特定指令以命令音效元件發(fā)音提醒待測(cè)裝 置22的位置等。[0047]繼續(xù)參考圖4，其中廣角散光片212為一具有擴(kuò)張光源的散光角度a2的效果，使光 影像可感測(cè)角度增大，即散光角度增加的功效。當(dāng)待測(cè)裝置22移動(dòng)到相對(duì)于參考光源較大 角度或以外的位置時(shí)，依然可擷取參考光源21所發(fā)出的光影像。又參考圖5，其中廣角散光 元件212具有一法線方向N以及相對(duì)于法線方向N的一散光角度a2，而其中光源211具有 發(fā)光角度al。圖中顯不散光角度a2大于光源211的發(fā)光角度al。而光源211可米用一特 定波長的光源，例如肉眼所看不見的紅外線等，以免造成使用者視覺上的不適。[0048]進(jìn)一步，為增加散光效果，散光廣角散光兀件212可為一遮蔽型散光材料,即在廣 角散光元件212表面印刷或附著其它具遮光效果的材料，使光源211所發(fā)出的光線在廣角 散光元件212內(nèi)部的光路兼具反射、折射或漫射的效果。廣角散光元件212也可為增加表 面粗糙度，以增加光線漫射與折射的效果。廣角散光元件又可具有一光穿透型散光材料，內(nèi) 部也可加入單個(gè)或多個(gè)凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)及/或單個(gè)或多個(gè)凹狀結(jié)構(gòu)，以增加折射之效。此外，廣角 散光元件也可具有一光擴(kuò)散紋理，例如幾何形狀的光擴(kuò)散紋理、或利用各種表面凸點(diǎn)的矩 陣排列等，以增加影像感測(cè)分析元件的可判讀效果。[0049]以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人 員易于了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，并非用來限定本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。在本實(shí)用新型的相 同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化。例如，廣角散光元件結(jié)合一遮蔽型散光 材料以及多個(gè)凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)以加倍散光角度a2等；或者，光源211的平行排列方式也不受限單 一平面，可采多平面或矩陣方式排列；或光源211的發(fā)光角度變更等，皆在本實(shí)用新型的相 同精神下的各種等效變化，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，包含一參考光源，其包含至少一光源以及一廣角散光元件，該光源透過該廣角散光元件形成一光影像；以及一影像感測(cè)分析元件，設(shè)置于一待測(cè)裝置上，該影像感測(cè)分析元件擷取該光影像以計(jì)算一第一坐標(biāo)值，及/或根據(jù)擷取的前后光影像間的變化以計(jì)算該待測(cè)裝置的一位移量。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，還包含一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器，根據(jù)預(yù)先定義的一坐標(biāo)系統(tǒng)將該第一坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二坐標(biāo)值。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該參考光源包含多個(gè)光源，且該多個(gè)光源彼此互為平行設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該影像感測(cè)分析元件具有一光感測(cè)芯片，該影像感測(cè)分析元件根據(jù)該光影像在該光感測(cè)芯片上成像位置以計(jì)算該第一坐標(biāo)值，及/或根據(jù)成像位置的變化以計(jì)算該位移量。
5.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，還包含一加速度計(jì)，該加速度計(jì)設(shè)置于該待測(cè)裝置內(nèi)，并感測(cè)該待測(cè)裝置的一三維加速度值。
6.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該動(dòng)作感測(cè)裝置根據(jù)該三維加速度值而產(chǎn)生三維坐標(biāo)值、三維方向位移量、或校正該第一坐標(biāo)值。
7.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該動(dòng)作感測(cè)裝置包含一陀螺儀，該陀螺儀設(shè)置于該待測(cè)裝置內(nèi)，該陀螺儀感測(cè)該待測(cè)裝置的角速度值。
8.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該動(dòng)作感測(cè)裝置包含一振動(dòng)馬達(dá)， 該振動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于該待測(cè)裝置內(nèi)。
9.權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該動(dòng)作感測(cè)裝置包含一語音元件或一音效元件，該語音元件或該音效元件設(shè)置于該待測(cè)裝置內(nèi)。
10.權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該動(dòng)作感測(cè)裝置以有線或無線的方式連接于一影像顯示裝置，該坐標(biāo)值可對(duì)應(yīng)顯示于該影像顯示裝置上。
11.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該光源為產(chǎn)生特定波長的光源。
12.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該廣角散光元件具有一法線方向以及相對(duì)于該法線方向的一散光角度，該散光角度大于該光源的一發(fā)光角度。
13.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該廣角散光元件具有一遮蔽型散光材料或一光穿透型散光材料。
14.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該廣角散光元件具有一粗糙表面。
15.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該廣角散光元件具有一光擴(kuò)散紋理。
16.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)作感測(cè)裝置，其特征在于，該廣角散光元件內(nèi)部具有凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或凹狀結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種動(dòng)作感測(cè)裝置，其包含一參考光源、一影像感測(cè)分析元件、以及一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理器。參考光源包含至少一光源以及一廣角散光元件，光源透過廣角散光元件形成一光影像。影像感測(cè)分析元件設(shè)置于一待測(cè)裝置上，其擷取光影像以計(jì)算待測(cè)裝置的坐標(biāo)值，及/或根據(jù)擷取的前后光影像之間的變化，以計(jì)算待測(cè)裝置的一位移量。
文檔編號(hào)A63F13/02GK202822738SQ20122032742
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者林俊煌 申請(qǐng)人:奇高電子股份有限公司