專利名稱：交互式設(shè)備的輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式設(shè)備的輸入裝置，尤指一種結(jié)合感測、控制與無線傳輸?shù)恼霞夹g(shù)，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時(shí)能達(dá)成美觀效果的交互式設(shè)備的輸入裝置。
背景技術(shù)：
互動(dòng)電視的觀念早在有線電視時(shí)期即已被提出，但受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)并無法真正地市場化，隨著科技進(jìn)步，互動(dòng)電視的基礎(chǔ)建設(shè)逐漸完成，并已于世界各大城市進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性推廣階段，顧名思義，互動(dòng)電視的特點(diǎn)在于可與收視者進(jìn)行互動(dòng)，或徹底顛覆傳統(tǒng)電視單向的訊息傳播模式。
互動(dòng)電視與傳統(tǒng)電視的收視型態(tài)有幾個(gè)最不一樣的地方(1)參與感觀眾可于收看節(jié)目時(shí)上網(wǎng)發(fā)表評(píng)論，并于電視上實(shí)時(shí)播出，例如觀賞球賽的同時(shí)，收視者可實(shí)時(shí)投票預(yù)測下一球是由哪一隊(duì)踢進(jìn)，且屏幕可立即顯示投票結(jié)果。
(2)選擇權(quán)一種近似隨選節(jié)目(Near Video On Demand)的服務(wù)，可按下任意隨選播放鍵，離座后可再回原點(diǎn)回放繼續(xù)收看節(jié)目，或可于任何時(shí)間預(yù)錄電視節(jié)目，并且編排成喜好的收視順序。
(3)多元化信息將信息做多元及多層次展現(xiàn)，可選擇所需信息，例如可以實(shí)時(shí)查詢當(dāng)?shù)貧庀?，或可于互?dòng)廣告區(qū)搜尋表演者或球員的背景數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均可立即呈現(xiàn)于屏幕上。
(4)游戲教育互動(dòng)電視可以提供的，不只是游戲、教育性節(jié)目，而且是游戲、教育頻道，觀眾可以直接在電視上玩起互動(dòng)多媒體游戲以及遠(yuǎn)距上課。
(5)電視商務(wù)在未來的互動(dòng)電視里，電視商務(wù)將以電視型錄的方式呈現(xiàn)。觀眾不但可以查詢，還可以透過遙控器進(jìn)一步索取詳細(xì)內(nèi)容，甚至預(yù)約取貨時(shí)間。
為整合上述多元化功能，將個(gè)人計(jì)算機(jī)與數(shù)字電視整合將是未來的趨勢，然而，計(jì)算機(jī)與電視的整合設(shè)備必須配置鍵盤、鼠標(biāo)及遙控器等設(shè)備作為輸入裝置，以其方向按鍵或游戲桿控制坐標(biāo)移動(dòng)，若能將鼠標(biāo)、鍵盤及遙控器的功能整合成單一輸入裝置，不但可提高使用的方便性，減少占用空間，同時(shí)也能達(dá)成美觀的效果。
針對(duì)專利而言，例如中華民國專利申請?zhí)柕?1211827號(hào)多功能遙控系統(tǒng)專利，將常用的家電(如電視、錄放機(jī)、冷氣、風(fēng)扇等)遙控功能整合于同一遙控器中，其目的在于使用上的方便及美觀，另如中華民國專利申請?zhí)柕赥W00538640具手握型應(yīng)用裝置的交互式電視應(yīng)用系統(tǒng)專利，則提出一種將遙控及存取功能整合至手機(jī)、PDA、電子書等手握式用品中的交互式電視應(yīng)用系統(tǒng)，使得手握式個(gè)人電子產(chǎn)品也能執(zhí)行交互式電視應(yīng)用功能；而國外專利方面，美國專利第US5898421號(hào)Gyroscopic pointer and method提出一種以指向式操作顯示器的移動(dòng)對(duì)象的方法，該專利使用陀螺儀偵測空間中手部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將感測的角速度顯示成屏幕光標(biāo)的移動(dòng)，然受到陀螺儀昂貴價(jià)格的限制，故缺乏產(chǎn)品競爭力，無法普及一般消費(fèi)大眾，限制互動(dòng)電視的推廣，而美國專利第US5926168號(hào)Remote pointers for interactive televisions則是應(yīng)用光線槍原理移動(dòng)坐標(biāo)以達(dá)到指向遙控的功能，然而，光線槍移動(dòng)坐標(biāo)的方式屬于不連續(xù)的單點(diǎn)跳躍顯示方式，該種方式較適用于射擊游戲而不符合慣用模式，因此市場接受度不高，因而也限制了互動(dòng)電視的使用族群。
另綜觀已知互動(dòng)電視的屏幕接口，均是以傳統(tǒng)選單方式操作透過屏幕上的功能選單方能與節(jié)目進(jìn)行互動(dòng)，使用者必須經(jīng)由一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，才能熟悉選單內(nèi)容及選項(xiàng)位置，無法作直覺式選取，使用上極為不便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其結(jié)合感測、控制與無線傳輸?shù)恼霞夹g(shù)，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時(shí)也能達(dá)成美觀的效果。
本發(fā)明的次要目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其是以慣性感測模塊感測人體指向行為以控制坐標(biāo)移動(dòng)，坐標(biāo)輸入方式直接、快速。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，以直覺選取的方式操作，易學(xué)易用，可直接點(diǎn)選對(duì)象與畫面進(jìn)行互動(dòng)。
本發(fā)明的又一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，結(jié)合計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)按鍵及文字輸入按鍵，以提供點(diǎn)選及文字輸入功能。
本發(fā)明的再一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，適用于各種形式的顯示器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其包含有一慣性感測模塊，用以偵測使用者的肢體動(dòng)作并可產(chǎn)生訊號(hào)；一組按鍵裝置，用以點(diǎn)選及產(chǎn)生按鍵訊號(hào)；一控制單元，用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號(hào)及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號(hào)，并將訊號(hào)處理單元產(chǎn)生的控制訊號(hào)傳至無線傳輸模塊；一訊號(hào)處理單元，用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的控制訊號(hào)，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號(hào)再將訊號(hào)傳回控制單元；一無線傳輸模塊，用以將控制單元接收的由訊號(hào)處理單元回傳的訊號(hào)并傳送至交互式設(shè)備上。
較佳地，該控制單元可與訊號(hào)處理單元整合為同一單元或芯片化。
較佳地，該慣性感測模塊具有一用以感測空間旋轉(zhuǎn)的加速度計(jì)。
較佳地，該加速度計(jì)感測肢體運(yùn)動(dòng)變化時(shí)，是利用差分法計(jì)算出角加速度并積分成角速度。
較佳地，該訊號(hào)處理單元是藉由差分或積分方式將控制單元傳送而至的訊號(hào)換算成交互式設(shè)備可接受的訊號(hào)后，再將訊號(hào)回傳控制單元。
較佳地，該交互式設(shè)備可接收的訊號(hào)為坐標(biāo)訊號(hào)。
較佳地，該交互式設(shè)備可接收的訊號(hào)為按鍵觸發(fā)訊號(hào)。
較佳地，該輸入裝置更包含一殼體，該按鍵裝置設(shè)置于該殼體上，可由該殼體外部操控該按鍵裝置。
較佳地，該按鍵裝置可為按鍵形式、滾輪形式或游戲桿形式。
較佳地，該按鍵裝置可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機(jī)式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能的按鍵，并搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號(hào)處理單元。
較佳地，該交互式設(shè)備可為交互式電視、交互式計(jì)算機(jī)、交互式電視及計(jì)算機(jī)整合系統(tǒng)、游戲機(jī)、或是其它多媒體互動(dòng)設(shè)備。
較佳地，該顯示裝置可為計(jì)算機(jī)屏幕、電視機(jī)或投影裝置的顯示器綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明所提出的交互式設(shè)備的輸入裝置，結(jié)合計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)按鍵及文字輸入按鍵，使用者不需要鍵盤、鼠標(biāo)等其它額外輸入裝置，便可以在畫面上選取對(duì)象或是進(jìn)行特定互動(dòng)應(yīng)用功能，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時(shí)也能達(dá)成美觀的效果。
二、提供一種創(chuàng)新的操作模式，以直覺方式令使用者直接透過指向行為動(dòng)作以達(dá)到控制坐標(biāo)的目的，再輔以按鍵的整合，使得與多媒體對(duì)象的互動(dòng)更加簡易。
三、本裝置以直覺方式操作，使用者不必透過學(xué)習(xí)便可以輕易地使用此輸入裝置進(jìn)行互動(dòng)應(yīng)用功能。
四、本發(fā)明所提出的交互式設(shè)備的輸入裝置，在使用交互式設(shè)備(如互動(dòng)電視、計(jì)算機(jī))時(shí)，透過加速度感測與演算機(jī)制計(jì)算使用者手部移動(dòng)的加速度與動(dòng)作狀態(tài)，與畫面上的對(duì)象產(chǎn)生實(shí)時(shí)性互動(dòng)，讓使用者感受到良好的操作感。
為對(duì)于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)目的和功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)同，茲配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1為本發(fā)明搭配交互式設(shè)備的架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的組成方塊圖；圖3為本發(fā)明的慣性感測模塊的較佳實(shí)施架構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的慣性感測模塊的角速度方向示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)如下10-交互式設(shè)備；11-設(shè)備主機(jī)；12-顯示裝置；20-輸入裝置；21-慣性感測模塊 22-按鍵裝置；23-控制單元；24-訊號(hào)處理單元；25-無線傳輸模塊；26-殼體；X1、X2、Y-加速度計(jì)。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1所示，本發(fā)明提供的一種交互式設(shè)備10的輸入裝置20，該交互式設(shè)備10包括一設(shè)備主機(jī)11及顯示裝置12，該設(shè)備主機(jī)11可為交互式電視、交互式計(jì)算機(jī)、交互式電視及計(jì)算機(jī)整合系統(tǒng)、游戲機(jī)、或是其它多媒體互動(dòng)設(shè)備，該顯示裝置12可為計(jì)算機(jī)屏幕、電視機(jī)或投影裝置的顯示器，并可為掃描式、液晶顯示或投影式等任何形式的顯示器。
請同時(shí)參閱圖1及圖2，該輸入裝置20主要包含有一慣性感測模塊21、一組按鍵裝置22、一控制單元23、一訊號(hào)處理單元24及一無線傳輸模塊25，前述組件設(shè)置于一如遙控器外型的殼體26中；該慣性感測模塊21用以偵測使用者的肢體動(dòng)作并可產(chǎn)生訊號(hào)；該組按鍵裝置22用以點(diǎn)選及產(chǎn)生按鍵訊號(hào)；該控制單元23用以擷取該慣性感測模塊21偵測到的訊號(hào)及按鍵裝置22所產(chǎn)生的按鍵訊號(hào)，并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的控制訊號(hào)；該訊號(hào)處理單元24用以接收與處理控制單元23所產(chǎn)生的控制訊號(hào)，并產(chǎn)生交互式設(shè)備10可接收的訊號(hào)，再將訊號(hào)傳回控制單元23；該無線傳輸模塊25用以將控制單元23接收的由訊號(hào)處理單元24回傳的訊號(hào)并傳送至交互式設(shè)備10并可顯示于顯示裝置12上，前述該控制單元23可與訊號(hào)處理單元24整合為同一單元或芯片化，使縮減占用空間及體積，可使整體裝置更加小型化；藉由上述構(gòu)件，可歸納出本發(fā)明提供的輸入裝置20各構(gòu)件的作動(dòng)方式為該慣性感測模塊21偵測到的訊號(hào)及按鍵裝置22所產(chǎn)生的按鍵訊號(hào)經(jīng)由控制單元23擷取后傳給訊號(hào)處理單元24，訊號(hào)處理單元24將電信訊號(hào)以差分或積分換算成交互式設(shè)備10可接受的坐標(biāo)或按鍵觸發(fā)訊號(hào)后，再經(jīng)由控制單元23傳給無線傳輸模塊25，最后藉由無線傳輸模塊25傳給交互式設(shè)備10。
關(guān)于該慣性感測模塊21的架構(gòu)及其偵測使用者肢體動(dòng)作并產(chǎn)生肢體訊號(hào)的方式簡述如后，以人體實(shí)際操作輸入設(shè)備的動(dòng)作為例，為一種綜合水平(X軸)、垂直(Y軸)、深度(Z軸)的三度空間運(yùn)動(dòng)，因此，如圖3及圖4所示，該慣性感測模塊21可包含用以偵測水平移動(dòng)的兩個(gè)X軸加速度計(jì)X1、X2，以及偵測垂直移動(dòng)的的Y軸加速度計(jì)Y，當(dāng)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可利用加速度計(jì)X1、X2感測到的加速度ax1、ax2經(jīng)由差分運(yùn)算并積分成角速度ωz，利用加速度計(jì)Y感測到的加速度ay經(jīng)由差分運(yùn)算并積分成角速度ωx，如此即可準(zhǔn)確感測使用者移動(dòng)所產(chǎn)生的肢體動(dòng)作。
另必須說明的是，圖1所示該輸入裝置20設(shè)置于一遙控器外型的殼體26內(nèi)，該組按鍵裝置22則設(shè)置于該殼體26上，可由該殼體26外部操控該按鍵裝置22，此種設(shè)置方式較符合控制交互式電視的習(xí)慣模式，然由于本發(fā)明所適用的交互式設(shè)備亦可為交互式計(jì)算機(jī)、交互式電視及計(jì)算機(jī)整合系統(tǒng)、游戲機(jī)、或是其它多媒體互動(dòng)設(shè)備，因此，可改變該按鍵裝置22的功能及外型，使搭配相關(guān)的交互式設(shè)備，例如該按鍵裝置22可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機(jī)式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能按鍵，再搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號(hào)處理單元，而該按鍵裝置22的外型可為按鍵形式、滾輪形式或游戲桿形式，此類相關(guān)已知技術(shù)在此不予贅述。
以上所述，僅為本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)，謹(jǐn)請貴審查委員明鑒，并祈惠準(zhǔn)，是所至禱。
權(quán)利要求
1.一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置包含有一慣性感測模塊，用以偵測使用者的肢體動(dòng)作并可產(chǎn)生訊號(hào)；一組按鍵裝置，用以點(diǎn)選及產(chǎn)生按鍵訊號(hào)；一控制單元，用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號(hào)及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號(hào)，并將訊號(hào)處理單元產(chǎn)生的控制訊號(hào)傳至無線傳輸模塊；一訊號(hào)處理單元，用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的訊號(hào)，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號(hào)，再將訊號(hào)傳回控制單元；以及一無線傳輸模塊，用以將控制單元接收的由訊號(hào)處理單元回傳的訊號(hào)并傳送至交互式設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該控制單元可與訊號(hào)處理單元整合為同一單元或芯片化。
3.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該慣性感測模塊具有一用以感測空間旋轉(zhuǎn)的加速度計(jì)。
4.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置更包含一殼體，該按鍵裝置設(shè)置于該殼體上，可由該殼體外部操控該按鍵裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為按鍵形式。
6.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為滾輪形式。
7.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為游戲桿形式。
8.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機(jī)式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能的按鍵，并搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號(hào)處理單元。
9.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機(jī)，該設(shè)備主機(jī)可為交互式電視。
10.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機(jī)，該設(shè)備主機(jī)可為交互式計(jì)算機(jī)。
11.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機(jī)，該設(shè)備主機(jī)可為交互式電視及計(jì)算機(jī)整合系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機(jī)，該設(shè)備主機(jī)可為游戲機(jī)。
13.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機(jī)，該設(shè)備主機(jī)可為多媒體互動(dòng)設(shè)備。
14.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為計(jì)算機(jī)屏幕。
15.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為電視機(jī)。
16.如權(quán)利要求1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為投影裝置的顯示器。
全文摘要
一種交互式設(shè)備的輸入裝置，包含有一慣性感測模塊、一組具有多功能的按鍵裝置、一控制單元、一訊號(hào)處理單元及一無線傳輸模塊，該慣性感測模塊用以偵測使用者的肢體動(dòng)作并可產(chǎn)生訊號(hào)，該組按鍵裝置用以點(diǎn)選及產(chǎn)生按鍵訊號(hào)，該控制單元用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號(hào)及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號(hào)，并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的控制訊號(hào)，該訊號(hào)處理單元用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的控制訊號(hào)，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號(hào)再將訊號(hào)傳回控制單元，該無線傳輸模塊用以將控制單元接收的由訊號(hào)處理單元回傳的訊號(hào)并傳送至交互式設(shè)備上。
文檔編號(hào)H04N5/445GK1991697SQ20051013285
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者張祥杰, 蔡明杰, 陳其亮, 劉順男 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院