專利名稱：虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)作捕捉裝置，特別是在一虛擬位置中的動(dòng)作捕捉裝置。
背景技術(shù)：
鼠標(biāo)已成為計(jì)算機(jī)外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配備之一，是一種在窗口接口或圖形使用者接口(Graphical User Interface)中協(xié)助使用者操作計(jì)算機(jī)的工具，通過鼠標(biāo)控制窗口系統(tǒng)中的指針(光標(biāo))，使用者不需要背繁雜的操作指令即可達(dá)到操作目的。
公知鼠標(biāo)的控制原理就是通過對(duì)鼠標(biāo)的水平移動(dòng)帶動(dòng)嵌在鼠標(biāo)器內(nèi)部的軌跡球轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)部的兩個(gè)各負(fù)責(zé)X軸和Y軸的譯碼輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再借助內(nèi)部的電刷或光敏組件識(shí)別從而得到精確的坐標(biāo)值。所以對(duì)這類鼠標(biāo)來說，保持內(nèi)部的清潔是十分重要的。
這類鼠標(biāo)有相當(dāng)多的變化，目前市面上常見的鼠標(biāo)有二鍵鼠標(biāo)、三鍵鼠標(biāo)和滾輪鼠標(biāo)。三鍵鼠標(biāo)是以第三鍵來代替原來的兩鍵齊按(Double Click)的操作，而滾輪鼠標(biāo)則在普通鼠標(biāo)上加上了一個(gè)可以用中指轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，通過轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪可以實(shí)現(xiàn)Windows系統(tǒng)中的滾屏操作，對(duì)于瀏覽網(wǎng)頁以及長文件的使用者來說非常的方便。
其最主要的核心是將鼠標(biāo)移動(dòng)的軌跡通過信號(hào)線傳遞至計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變成相對(duì)應(yīng)的光標(biāo)軌跡，而軌跡球與坐標(biāo)軸譯碼輪便是將鼠標(biāo)移動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)換成光標(biāo)移動(dòng)軌跡的方法與裝置，基于這個(gè)概念，便有許多改良的鼠標(biāo)出現(xiàn)，例如直接用軌跡球來控制光標(biāo)移動(dòng)位置的鼠標(biāo)，通過用手指直接轉(zhuǎn)動(dòng)鼠標(biāo)器上的球來控制鼠標(biāo)的移動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是不需要不斷地移動(dòng)手腕來控制鼠標(biāo)，定位也更精確，但軌跡球容易沾上灰塵卻是其不容易被接受的原因。類似概念的鼠標(biāo)例如IBM筆記本計(jì)算機(jī)上觸控桿型鼠標(biāo)，其它還有筆記本計(jì)算機(jī)常見的觸控板式的鼠標(biāo)。
另外一種非常具有科技感的是光學(xué)鼠標(biāo)，光學(xué)鼠標(biāo)的作用原理和公知鼠標(biāo)的類似，是將公知鼠標(biāo)上用以定位屏幕指針的“滾輪編碼器”換成了“光學(xué)編碼器”，利用內(nèi)部感測(cè)到的光線變化，轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過與鼠標(biāo)相接的信號(hào)線或是無線傳輸?shù)慕涌趥鹘o處理器之后，便會(huì)得到移動(dòng)的結(jié)果與距離，所以在底部看不到軌跡球。公知鼠標(biāo)用滾輪編碼器內(nèi)的圓球運(yùn)動(dòng)，來換算屏幕指針的移動(dòng)方向與距離，而滾球在桌面上活動(dòng)容易將棉絮或灰塵帶入滾輪編碼器，很容易造成移動(dòng)不靈敏，所以必須時(shí)常清理。光學(xué)鼠標(biāo)采用的光線感測(cè)不但無此顧慮，且由于減少了滾球所占的鼠標(biāo)重量，使用者操作上較不容易產(chǎn)生肌肉的酸痛和疲勞。
以上所介紹的鼠標(biāo)，不論為何型式，均會(huì)有一編碼器將移動(dòng)位置轉(zhuǎn)換成屏幕光標(biāo)的移動(dòng)位置，如軌跡球或光學(xué)編碼器；而本發(fā)明在提供一種具有新式編碼器的新式鼠標(biāo)，可以減少桌面上日益被計(jì)算機(jī)外設(shè)設(shè)備及接線占據(jù)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，通過光線的發(fā)射與反射光的接收，定義使用者手指的位置以及移動(dòng)軌跡，并將捕捉的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的光標(biāo)移動(dòng)，以對(duì)計(jì)算機(jī)下達(dá)操作指令。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，用以控制圖形使用者接口的光標(biāo)，其中，包括有一發(fā)射單元，用以在一平面上投影一虛擬位置；一反射單元，當(dāng)使用者帶動(dòng)該反射單元在該虛擬位置中移動(dòng)時(shí)，反射移動(dòng)軌跡上每一位置的光波；以及一感應(yīng)單元，用以感應(yīng)自該反射單元反射的光波，由此決定光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
本發(fā)明所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，其中，該虛擬位置是定義反射單元最大的移動(dòng)范圍。
本發(fā)明所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，其中，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
本發(fā)明所述的一種信息處理裝置，其中，該裝置包括有一發(fā)射單元，位于該信息處理裝置上，用以在一平面上投影一虛擬位置；一反射單元，當(dāng)使用者帶動(dòng)該反射單元在該虛擬位置中移動(dòng)時(shí)，反射移動(dòng)軌跡上每一位置的光波；以及一感應(yīng)單元，位于該信息處理裝置上，用以感應(yīng)自該反射單元反射的光波，由此決定光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
本發(fā)明所述的信息處理裝置，其中，該虛擬位置是定義反射單元最大的移動(dòng)范圍。
本發(fā)明所述的信息處理裝置，其中，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
本發(fā)明所述的一種虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，用以控制使用者圖形界面的光標(biāo)，其中，該方法包含下列步驟利用一發(fā)射單元在一平面上投影一虛擬位置；在該虛擬位置中，利用一反射單元反射該反射單元所在位置的光波；利用一感應(yīng)單元感應(yīng)自該反射單元所反射的光波；以及借助感應(yīng)該反射光波判別該反射單元移動(dòng)的軌跡與動(dòng)作。
本發(fā)明所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，其中，該虛擬位置是定義使用者最大的移動(dòng)范圍。
本發(fā)明所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，其中，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
根據(jù)本發(fā)明所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，包括有一主體，主體上端容納有一發(fā)射單元，用以在一平面上投影一虛擬位置；一反射單元，附著于使用者的手指上，或類似筆型的組件上，當(dāng)使用者在該虛擬位置中移動(dòng)手指時(shí)，會(huì)帶動(dòng)該反射單元移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，該反射單元會(huì)反射每一位置的光波；以及一感應(yīng)單元，設(shè)置于主體的與發(fā)射單元同一平面上可接受最佳反射光的位置，用以感應(yīng)每一位置的反射光波，感應(yīng)到的不同位置的光信號(hào)決定屏幕上光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
有關(guān)本發(fā)明的特征，現(xiàn)配合附圖對(duì)最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的第一具體實(shí)施例；圖2是本發(fā)明的第二具體實(shí)施例；圖3是本發(fā)明的第三具體實(shí)施例；
圖4是本發(fā)明的反射單元示意圖；圖5是本發(fā)明的反射單元另一示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖1，其說明了虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置的具體架構(gòu)，包括有一主體10，主體10上端容納有一發(fā)射單元11，用以在一平面上投影一大于屏幕光標(biāo)移動(dòng)范圍的虛擬位置；一反射單元12，附著于使用者的手指上，或類似筆型的組件上，當(dāng)使用者在虛擬位置中移動(dòng)手指時(shí)，會(huì)帶動(dòng)該反射單元12移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，該反射單元會(huì)反射每一位置的光波；主體上另設(shè)有一感應(yīng)單元13，設(shè)置于主體10的與發(fā)射單元11同一平面上可接受反射光的最佳位置，用以感應(yīng)每一位置的反射光波，感應(yīng)到的不同位置的光信號(hào)決定屏幕上光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
上述容納有發(fā)射單元11與感應(yīng)單元13的主體10，可為如圖1中的一獨(dú)立裝置，也可嵌附在個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、或任何在圖形使用者接口上利用光標(biāo)下達(dá)控制命令的信息處理設(shè)備中，實(shí)施例如圖2與圖3所示。
如圖1所示，發(fā)射單元11在一平面上投射出一虛擬位置，這個(gè)位置定義了虛擬鼠標(biāo)(即附著在使用者手指上的反射單元)可移動(dòng)的范圍，也是使用者手指移動(dòng)的最大范圍。光標(biāo)在屏幕顯示區(qū)域上的四個(gè)端點(diǎn)所圍成的方形即為光標(biāo)可以移動(dòng)的距離，對(duì)應(yīng)到實(shí)際的移動(dòng)距離，至少要與相對(duì)應(yīng)移動(dòng)距離相同，從而適當(dāng)反射光波。
虛擬鼠標(biāo)的移動(dòng)位置的辨別是借助一反射單元12以及一感應(yīng)單元13來達(dá)成，其中反射單元12是粘貼在使用者的手指上，可以是一亮片、戒指形式或是具有反射光波作用的組件如圖4與圖5所示。另外，也可直接通過指甲表面來進(jìn)行反射，在指甲上涂上反射率較佳的涂料，也可達(dá)到同樣的反射效果。
當(dāng)使用者在發(fā)射單元11所定義的虛擬位置中移動(dòng)時(shí)，投射到反射單元12上的光波將會(huì)有光反射的現(xiàn)象，感應(yīng)單元13會(huì)持續(xù)的感應(yīng)是否有反射光波產(chǎn)生，當(dāng)反射單元12移動(dòng)時(shí)，與光束交互作用產(chǎn)生一反射光，當(dāng)感應(yīng)單元13接收到反射光時(shí)，依據(jù)其所接收到的反射光，轉(zhuǎn)換成在屏幕上光標(biāo)的相對(duì)位置。
一般說來，公知鼠標(biāo)的控制結(jié)構(gòu)有兩個(gè)左右的按鍵，配合一軌跡辨別的裝置，使得鼠標(biāo)的移動(dòng)軌跡可以在屏幕上產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，在配合左右鍵的操控，達(dá)到在圖形使用者接口(Graphical User Interface)操作計(jì)算機(jī)軟件的目的。上述組件相配合的操作動(dòng)作可分為1.軌跡移動(dòng)、2.單擊(Single Click)、3.雙擊(Double Click)、4.圈選以及5.拖曳。以下分別說明本發(fā)明如何達(dá)到與實(shí)體鼠標(biāo)相同目的的操作方式。
1.軌跡移動(dòng)(Movement)軌跡移動(dòng)與公知鼠標(biāo)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作是移動(dòng)手指，當(dāng)使用者手指由A移動(dòng)到B時(shí)，手指上的反射單元12會(huì)不斷的反射光，在這條A到B的軌跡上，每一辨別點(diǎn)均有相對(duì)應(yīng)的反射角度，不斷的依據(jù)反射角度判斷其位置，并在屏幕上顯示其相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，達(dá)到光標(biāo)移動(dòng)的效果。
2.單擊(Single Click)公知鼠標(biāo)的單擊是按一下按鍵，相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，即為手指單擊。當(dāng)手指上移時(shí)，其反射角度必然會(huì)改變，當(dāng)手指放下時(shí)，其反射光又會(huì)與移動(dòng)前相同，因此，判斷感應(yīng)單元13在接收到同樣反射光的時(shí)間，便可以判定使用者是否進(jìn)行單擊的動(dòng)作。
3.雙擊(Double Click)公知鼠標(biāo)的雙擊是快速的按同一按鍵兩下，例如在WINDOWS操作系統(tǒng)中，在“我的電腦”圖標(biāo)快速按兩下，表示使用者欲開啟“我的電腦”的功能，也即雙擊代表對(duì)“我的電腦”下達(dá)執(zhí)行的命令。相對(duì)應(yīng)的操作是，使用者帶動(dòng)反射單元12在同一位置快速的移動(dòng)兩次，因此感應(yīng)單元13會(huì)在一短暫的時(shí)間中接收到兩次同樣的反射光，從而判定使用者進(jìn)行雙擊的動(dòng)作。
4.圈選公知鼠標(biāo)圈選的動(dòng)作為先移動(dòng)光標(biāo)到欲圈選范圍的邊界并將光標(biāo)停在該位置，接著對(duì)一按鍵單擊不放產(chǎn)生標(biāo)定作用，再移動(dòng)鼠標(biāo)將欲圈選的范圍標(biāo)記起來。虛擬鼠標(biāo)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作為，移動(dòng)手指到欲圈選范圍的邊界并將手指停在該位置，接著利用手指單擊并立刻回到原來的位置產(chǎn)生標(biāo)定作用，再移動(dòng)手指將欲圈選的范圍標(biāo)記起來。這個(gè)動(dòng)作的達(dá)成必須要記錄發(fā)生標(biāo)定作用的點(diǎn)的反射光，再進(jìn)行軌跡運(yùn)行的反射光量記錄。
5.拖曳拖曳的功能相當(dāng)類似圈選的功能，系將光標(biāo)到欲拖曳的目標(biāo)物上，對(duì)該目標(biāo)物單擊后不放并移動(dòng)到目標(biāo)位置。同樣的，使用者將手指移動(dòng)到欲拖曳的目標(biāo)物上，用手指單擊不動(dòng)，記錄該光量變化作為標(biāo)定，再利用手指移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于屏幕上的目標(biāo)物移動(dòng)，達(dá)到拖曳的功能。
因此，借助接收反射光加以記錄、計(jì)算與判斷，便可以判定由使用者所送出的操作信號(hào)，達(dá)到與公知鼠標(biāo)相同操作動(dòng)作的目的。
以上的說明僅限于一根手指的操作，然若進(jìn)行像鼠標(biāo)一般的雙鍵操作時(shí)，可根據(jù)實(shí)際的需要，在虛擬位置中的某些位置設(shè)計(jì)獨(dú)特的功能，例如，將虛擬位置劃分為左區(qū)、右區(qū)以及一移動(dòng)區(qū)，當(dāng)反射單元移動(dòng)到該位置時(shí)，借助感應(yīng)單元的感應(yīng)，判定使用者欲執(zhí)行某些特別設(shè)計(jì)的功能，例如鼠標(biāo)上左鍵功能或右鍵功能的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，為一種新式的鼠標(biāo)，利用發(fā)射光波與接收反射光波的方式來作為鼠標(biāo)軌跡移動(dòng)與位置辨別，可以減少桌面被占據(jù)的空間。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實(shí)施例敘述如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作一些更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍須視權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，用以控制圖形使用者接口的光標(biāo)，其特征在于，包括有一發(fā)射單元，用以在一平面上投影一虛擬位置；一反射單元，當(dāng)使用者帶動(dòng)該反射單元在該虛擬位置中移動(dòng)時(shí)，反射移動(dòng)軌跡上每一位置的光波；以及一感應(yīng)單元，用以感應(yīng)自該反射單元反射的光波，由此決定光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
2.如權(quán)利要求1所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，其特征在于，該虛擬位置是定義反射單元最大的移動(dòng)范圍。
3.如權(quán)利要求1所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，其特征在于，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
4.一種信息處理裝置，其特征在于，該裝置包括有一發(fā)射單元，位于該信息處理裝置上，用以在一平面上投影一虛擬位置；一反射單元，當(dāng)使用者帶動(dòng)該反射單元在該虛擬位置中移動(dòng)時(shí)，反射移動(dòng)軌跡上每一位置的光波；以及一感應(yīng)單元，位于該信息處理裝置上，用以感應(yīng)自該反射單元反射的光波，由此決定光標(biāo)的移動(dòng)軌跡與位置。
5.如權(quán)利要求4所述的信息處理裝置，其特征在于，該虛擬位置是定義反射單元最大的移動(dòng)范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的信息處理裝置，其特征在于，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
7.一種虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，用以控制使用者圖形界面的光標(biāo)，其特征在于，該方法包含下列步驟利用一發(fā)射單元在一平面上投影一虛擬位置；在該虛擬位置中，利用一反射單元反射該反射單元所在位置的光波；利用一感應(yīng)單元感應(yīng)自該反射單元所反射的光波；以及借助感應(yīng)該反射光波判別該反射單元移動(dòng)的軌跡與動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，其特征在于，該虛擬位置是定義使用者最大的移動(dòng)范圍。
9.如權(quán)利要求7所述的虛擬位置動(dòng)作捕捉的方法，其特征在于，該反射單元為一反射貼片、一具有反射作用的環(huán)形戒指、反射率高的涂料與指甲表面的其中之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種虛擬位置動(dòng)作捕捉裝置，通過一光波發(fā)射單元、一反射單元以及一光波接收單元，以定義使用者手指的移動(dòng)位置及動(dòng)作，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的軌跡移動(dòng)、單擊、雙擊、拖曳等動(dòng)作信號(hào)至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)使用者圖形接口下達(dá)控制命令，對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1506799SQ0215604
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者吳志堯 申請(qǐng)人:技嘉科技股份有限公司