專利名稱：指針輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指針輸入裝置，其為一種控制計(jì)算機(jī)指針的裝置，特別是利用光指示器的光點(diǎn)作為坐標(biāo)位置的判斷基準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
指針輸入裝置(Pointing Device)泛指可以對一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(如個人計(jì)算機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)或個人數(shù)字助理等等)輸入坐標(biāo)位移信號，以要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的指針(Cursor)執(zhí)行相應(yīng)坐標(biāo)位置的動作，或執(zhí)行應(yīng)用軟件中相對坐標(biāo)位置預(yù)設(shè)的命令；目前可見的指針輸入裝置種類很多，諸如鼠標(biāo)、軌跡球裝置、觸控板、手寫板、搖桿等皆屬該種裝置，目前指針輸入裝置在應(yīng)用上較為普遍的仍屬鼠標(biāo)。
鼠標(biāo)雖然是計(jì)算機(jī)使用者最經(jīng)常使用的指針輸入裝置，然而在有些場合中，鼠標(biāo)卻不是最佳的指針輸入裝置；舉例來說，于會議中利用筆記型計(jì)算機(jī)及投影機(jī)進(jìn)行簡報時，簡報者若使用鼠標(biāo)來控制筆記型計(jì)算機(jī)的指針，其簡報的過程就受限于鼠標(biāo)，而且簡報者常會利用光筆(Pointer)發(fā)射光投射點(diǎn)來指示投影畫面上的相關(guān)位置，同時使用鼠標(biāo)與光筆對簡報者而言并不方便。
目前已有許多已公開的專利案提出了解決同時使用鼠標(biāo)及光筆的問題，如臺灣第479190號“以攝影機(jī)構(gòu)成之指針輸入系統(tǒng)”專利案(以下稱190案)中揭示了一種以攝影機(jī)來擷取光信號并轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)的技術(shù)；190案設(shè)置一專用于拍攝光點(diǎn)用的攝影機(jī)，并且光點(diǎn)的投射位置上必須位于潔凈的桌面上，而使用者手部與光點(diǎn)的距離過近，為避免攝影機(jī)無法拍攝到光點(diǎn)，使用者必須改變以往握持筆具的姿勢，使筆尖較為突出，或者是將手臂抬高，方能使攝影機(jī)順利拍攝到光點(diǎn)的移動過程；但非常態(tài)的握持方式或手臂抬高，將使得使用者無法長時間的操作。此外，使用者在操作時仍必須雙眼凝視在計(jì)算機(jī)熒光幕上，對于簡報者而言，完全沒有任何的助益。而且190案使用者的光筆，必須要能夠投射出兩種不同顏色的光線才能夠使用，因此在使用者更有諸多的限制。
如美國第5,712,658號“Information presentation apparatus and informationdisplay apparatus”專利案(以下稱658案)中揭示了一種以光點(diǎn)來直接要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)設(shè)命令的技術(shù)；在實(shí)現(xiàn)上，簡報者單純地利用光指針于一特定位置的光點(diǎn)指示，即代表了一預(yù)設(shè)命令的執(zhí)行；且光點(diǎn)的形狀與顏色也有嚴(yán)格的限制，故此一方式，實(shí)為一靜態(tài)的簡報模式，簡報者所需的數(shù)據(jù)，已完全預(yù)設(shè)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，使得簡報者的簡報內(nèi)容受到嚴(yán)重地限制。
另如臺灣第274129號“多媒體簡報系統(tǒng)”專利案(以下稱129案)中揭示了一種以攝影機(jī)來拍攝顯示屏幕，并且擷取顯示屏幕上的光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號的技術(shù)；129案將光點(diǎn)直接標(biāo)示于一顯示屏幕上并移動，利用一攝影機(jī)擷取光點(diǎn)的所在位置，攝影機(jī)比對相鄰的兩張影像數(shù)據(jù)，取得前后兩張影像數(shù)據(jù)上光點(diǎn)的相對位置，進(jìn)而計(jì)算出光點(diǎn)位置，經(jīng)由攝影機(jī)將光點(diǎn)位置信號傳遞至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)設(shè)命令；然由于影像的數(shù)據(jù)過于龐大，此時必須耗費(fèi)處理器頗大的負(fù)擔(dān)來進(jìn)行計(jì)算，因此在實(shí)用性來說并不理想。在實(shí)現(xiàn)上，129案光源遙控裝置必須能夠投射兩種不同亮度的光源，藉由一切換裝置，在一般模式下，采用低亮度光點(diǎn)；在選擇模式下，采用高亮度光點(diǎn)；同時，光源遙控裝置還設(shè)有無線電發(fā)射器，以將此一切換信號傳遞至計(jì)算機(jī)，因此，將容易產(chǎn)生無法同步的信號延遲現(xiàn)象。
再如美國第6275214號“Computer presentation system and method withoptical tracking of wireless pointer”專利案(以下稱214案)中揭示了一種以攝影機(jī)來拍攝顯示屏幕，并且擷取顯示屏幕上的光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號的技術(shù)。由于214案采用一般攝影機(jī)，將拍攝的影像傳回計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)來作光點(diǎn)位置(影像比對)的計(jì)算，由于影像檔案通常較大，直接將影像檔案傳遞回計(jì)算機(jī)，在進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算，將容易產(chǎn)生無法同步的信號延遲現(xiàn)象。
此外，美國第6331848號“Projection display system”專利案(以下稱848案)中揭示了一種以攝影機(jī)來拍攝顯示屏幕，并且擷取顯示屏幕上的光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號的技術(shù)。由于848案必須額外設(shè)置一影像處理系統(tǒng)(presentationcomputer)，以將攝影機(jī)所拍攝的畫面進(jìn)行影像比對后，再轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號傳回計(jì)算機(jī)；而848案也必須通過無線傳輸?shù)姆绞絺骰匕存I執(zhí)行信號。
如美國第5572251號“Optical position detecting unit and optical coordinateinput unit”專利案(以下稱251案)中揭示了一種以攝影機(jī)來拍攝顯示屏幕，并且擷取顯示屏幕上的光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號的技術(shù)。其中利用該光點(diǎn)的位置，可擷取到一具密碼信息(code information)的影像，經(jīng)與既有的圖樣數(shù)據(jù)(pattem member)比對后，該計(jì)算機(jī)才能對應(yīng)產(chǎn)生一執(zhí)行命令。

發(fā)明內(nèi)容
上述的專利案在同一概念下提出了不同的解決手段，而且確實(shí)能夠提供簡報者更好更簡易的簡報模式，然而實(shí)際上卻未見普遍應(yīng)用于市面上，究其原因，上述專利案在實(shí)現(xiàn)上仍未考慮到簡報者的需求，譬如簡報者得使用專用的光筆或者是加裝其它的設(shè)備，對于以光點(diǎn)作為控制指針移動基礎(chǔ)的概念，仍非適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種利用硬件掃描(scan)及計(jì)算的方式，來做為光點(diǎn)控制計(jì)算機(jī)指針移動的基礎(chǔ)。
根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的指針輸入裝置，其包括有一計(jì)算機(jī)、一投影器、一光指示器及一影像擷取器，其中投影器及影像擷取器連接至計(jì)算機(jī)，用以將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所執(zhí)行的畫面投射在遠(yuǎn)程形成一較大尺寸的投影畫面；影像擷取器則是用來拍攝投影畫面，而簡報者可以利用光指示器投射出的一光點(diǎn)，隨著簡報內(nèi)容而于投影畫面上移動，經(jīng)由影像擷取器的影像擷取與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的指針移動至該光點(diǎn)的所在位置。具體而言，該指針輸入裝置包括有一計(jì)算機(jī)，具有一可供操作的光標(biāo)；一投影器，與該計(jì)算機(jī)連接，可將該計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)投射并形成一投影畫面；一光指示器，可投射一光點(diǎn)至該投影畫面；及一影像擷取器，包含有一光學(xué)模塊、一光激模塊、一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊及一連接模塊，且該影像擷取器可藉由該連接模塊連接該計(jì)算機(jī)；其中該影像擷取器可同時擷取該光點(diǎn)及該投影畫面，經(jīng)掃描及計(jì)算后，以判斷該光點(diǎn)的一絕對坐標(biāo)位置；再經(jīng)由一驅(qū)動程序的轉(zhuǎn)換，使得該光點(diǎn)的一第一位置即為該光標(biāo)的所在位置；使用者移動該光點(diǎn)至一第二位置時，即可令該光標(biāo)移動至該第二位置。
此外，光指示器更包括有一個以上的按鈕，按鈕可改變光點(diǎn)的閃爍頻率，經(jīng)影像擷取器轉(zhuǎn)換成一命令信號，當(dāng)簡報者將光點(diǎn)(光標(biāo))移至投影畫面上具預(yù)設(shè)命令的位置時，簡報者按下光指示器上的按鍵，即可要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行該預(yù)設(shè)命令。


圖1為本實(shí)用新型裝置示意圖；圖2為本實(shí)用新型中光指示器的示意圖；圖3為本實(shí)用新型中影像擷取器的示意圖；及圖4為本實(shí)用新型中光指示器的另一實(shí)施例示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下10計(jì)算機(jī) 20投影器30光指示器31外殼32光產(chǎn)生組件 33按鍵34時脈單元35電源36電子手套361 發(fā)光部362 按鈕40影像擷取器41光學(xué)模塊411 拍攝鏡頭412 濾光鏡 42光激模塊43標(biāo)編譯模塊 44連接模塊50投影畫面51光標(biāo)52投射屏幕具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的指針輸入裝置，可連接于一計(jì)算機(jī)，用以控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指針進(jìn)行移動，并執(zhí)行預(yù)設(shè)命令。其中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指桌上型計(jì)算機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)等電子數(shù)據(jù)處理裝置。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的指針輸入裝置是由一計(jì)算機(jī)10、一投影器20、一光指示器30及一影像擷取器40所構(gòu)成。
投影器20與計(jì)算機(jī)10連接，投影器20將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)投射出一投影畫面50，其上也顯示了一光標(biāo)51；投影畫面50通常較一般顯示器屏幕的尺寸大上許多，以提供多數(shù)的參與簡報者觀看，投影畫面50可投射于一投射屏幕52上，或是直接投射在一墻面上。
如圖2所示，光指示器30具有一外殼31，可投射一光點(diǎn)于該投影畫面50之上；外殼31以筆形為佳，以便于使用者握持操作(當(dāng)然并不限定為筆形)；外殼31內(nèi)包含有一光產(chǎn)生組件32、一按鍵33、一時脈單元34及電源35；其中的光發(fā)射組件32設(shè)置于外殼的一端，電源35連接于光產(chǎn)生組件32，按鍵33則經(jīng)由時脈單元34，連接于光發(fā)射組件32與電源35之間，按鍵33可控制電源35導(dǎo)通與否；或是藉由時脈單元34產(chǎn)生至少一閃爍頻率光信號；譬如當(dāng)按下按鍵33不放時，光發(fā)射組件32持續(xù)發(fā)光；按下按鍵33一下，光發(fā)射組件32產(chǎn)生一“明-暗-明”的閃爍頻率；按下按鍵33二下則產(chǎn)生“明-明-暗-暗”的閃爍頻率。當(dāng)然，上述兩種閃爍頻率的光信號，也可分屬兩個獨(dú)立的按鍵來操作，這類的控制手法，也屬公知的技術(shù)，在此不另贅敘。
電源35可使用電池，或是充電電池；當(dāng)電力不足時，可藉由一連接線與該計(jì)算機(jī)10相接，使得該計(jì)算機(jī)10的電源得以對該充電電池充電。
如圖3所示，影像擷取器40大致上包含了一光學(xué)模塊41、一光激模塊(或影像傳感器/image sensor)42，其可為一光電荷耦合組件(Charge-coupleddevice/CCD)，或是一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路(Complementary MetalOxide Semiconductor/COMS)；一坐標(biāo)編譯模塊43及連接模塊44；其中光學(xué)模塊41至少具有一拍攝鏡頭411及一濾光鏡412；其中，濾光鏡412可置于拍攝鏡頭411之前。通過濾光鏡412可強(qiáng)化光點(diǎn)的清晰度，使得該投影畫面50及該光點(diǎn)通過光學(xué)模塊41后會由該光激模塊42擷取一影像信號，該影像信號傳遞至坐標(biāo)編譯模塊43并轉(zhuǎn)換成一絕對坐標(biāo)信號，經(jīng)由連接模塊44再傳遞至計(jì)算機(jī)10。而連接模塊44可以為通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)規(guī)格的傳輸接口，或是其它類型的規(guī)格接口，使得影像擷取器40與計(jì)算機(jī)連結(jié)。
該坐標(biāo)編譯模塊43，更可包括有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D converter)，一點(diǎn)計(jì)數(shù)器(pixel counter)，行列計(jì)數(shù)器(line counter)，緩存器(buffer)，及一微控制器(MCU)等電子結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。其中該影像信號通過該坐標(biāo)編譯模塊43掃描及計(jì)算之后，隨即將一絕對坐標(biāo)信號通過連接模塊44傳輸至計(jì)算機(jī)10；又，該計(jì)算機(jī)中的一驅(qū)動程序(也可以固件方式設(shè)于坐標(biāo)編譯模塊43之中)，則可將該絕對坐標(biāo)信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可接受的一相對坐標(biāo)信號，并移動該計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)51；因此，使用者可由投影畫面50上，看到該光標(biāo)51可以隨著該光點(diǎn)的移動而移動至與光點(diǎn)相同的位置。
再配合圖1所示，于簡報場合，分別將投影器20及影像擷取器40與計(jì)算機(jī)10連接；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行簡報檔案，通過投影器20將簡報內(nèi)容投射成一較大尺寸的投影畫面50于一投射屏幕52上；將影像擷取器40調(diào)整至對準(zhǔn)投影畫面50，以拍攝投影畫面50；簡報者握持光指示器30，按下光指示器30上的按鍵33，使光產(chǎn)生組件32產(chǎn)生一光點(diǎn)于該投影畫面50之上；此時影像擷取器40將會拍攝該光點(diǎn)，并通過濾光鏡412強(qiáng)化光點(diǎn)的清晰度，使得該投影畫面50及該光點(diǎn)通過光學(xué)模塊41后，會由該光激模塊42擷取一影像信號，該影像信號傳遞至坐標(biāo)編譯模塊43并轉(zhuǎn)換成一絕對坐標(biāo)信號，經(jīng)由連接模塊44再傳遞至計(jì)算機(jī)10，以便帶動計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)51。因此，使用者可由投影器20投射至投影畫面50上看到該光標(biāo)51可以隨著該光點(diǎn)的移動而產(chǎn)生同一的移動動作。
根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的指針輸入裝置，其中影像擷取器40如同鼠標(biāo)一般，直接將影像擷取器40與計(jì)算機(jī)10構(gòu)成通信連結(jié)后，影像擷取器40所擷取的光點(diǎn)的移動路徑，即為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指針的位移路徑。當(dāng)然，若影像擷取器40的有效畫素與投影畫面50的有效畫素相同或等比例時，影像擷取器40所拍攝的光投影點(diǎn)即可正確地顯示在投影畫面，而若影像擷取器40的有效畫素與投影畫面50的有效畫素不等比例時，則需經(jīng)位置校正，譬如在投影畫面50的四個角落以光投射點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，經(jīng)由坐標(biāo)編譯模塊43計(jì)算，即可換算出正確地坐標(biāo)位置關(guān)系。
當(dāng)簡報者欲執(zhí)行于簡報內(nèi)容中該光標(biāo)51位置的一預(yù)設(shè)命令時，按下按鍵33一下，光發(fā)射組件32產(chǎn)生一第一閃爍頻率光，即等同于鼠標(biāo)的左鍵功能，以執(zhí)行該預(yù)設(shè)命令。而當(dāng)使用者按下按鍵33二下時，則產(chǎn)生一第二閃爍頻率光，即等同于鼠標(biāo)的右鍵功能，以開啟附加的功能選項(xiàng)。
如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的指針輸入裝置，其中光指示器30也可制作成如附圖所示的一電子手套36，以供使用者的手掌穿置，作為簡報或是交互式教學(xué)的使用工具。其中，電子手套36上具有至少一發(fā)光部361，而于電子手套36內(nèi)側(cè)至少對應(yīng)設(shè)有一按鈕362；按鈕362可以控制發(fā)光部361是否持續(xù)發(fā)光，或是可呈現(xiàn)至少一閃爍頻率信號；藉由上述，簡報者可以穿套上電子手套36，將電子手套36直接在投射屏幕52上移動，以帶動計(jì)算機(jī)光標(biāo)51的移動，或是執(zhí)行光標(biāo)所在位置的一預(yù)設(shè)命令。
以上所述，僅為本實(shí)用新型其中的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本實(shí)用新型專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種指針輸入裝置，其特征在于包括有一具有一可供操作的光標(biāo)的計(jì)算機(jī)；一可將該計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)投射并形成一投影畫面的投影器，其與該計(jì)算機(jī)連接；一可投射一光點(diǎn)至該投影畫面的光指示器；及一可同時擷取該光點(diǎn)及該投影畫面，經(jīng)掃描及計(jì)算后，以判斷該光點(diǎn)的一絕對坐標(biāo)位置，再經(jīng)由一驅(qū)動程序的轉(zhuǎn)換，使得該光點(diǎn)的一第一位置即為該光標(biāo)的所在位置，而移動該光點(diǎn)至一第二位置時，該光標(biāo)移動至該第二位置的影像擷取器，其包含有一光學(xué)模塊、一光激模塊、一坐標(biāo)編譯模塊及一連接模塊，且該影像擷取器可藉由該連接模塊連接該計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的指針輸入裝置，其特征在于該驅(qū)動程序安裝于該計(jì)算機(jī)，或內(nèi)建于該坐標(biāo)編譯模塊之中。
3.如權(quán)利要求1所述的指針輸入裝置，其特征在于該光指示器還包含一可經(jīng)由至少一按鈕的操作而使該光點(diǎn)產(chǎn)生至少一閃爍頻率信號的時脈單元。
4.如權(quán)利要求1所述的指針輸入裝置，其特征在于該光學(xué)模塊由鏡頭及可強(qiáng)化該光點(diǎn)的清晰度的濾光鏡所組成。
5.如權(quán)利要求1所述的指針輸入裝置，其特征在于該光指示器為一電子手套，該電子手套上具有一帶動該光標(biāo)移動的發(fā)光部。
6.如權(quán)利要求5所述的指針輸入裝置，其特征在于該電子手套還包含一可經(jīng)由至少一按鈕的控制而使該光點(diǎn)產(chǎn)生至少一閃爍頻率信號的時脈單元。
專利摘要一種指針輸入裝置，擷取一光點(diǎn)的所在位置作為計(jì)算機(jī)指針移動的所在位置，并藉由光點(diǎn)閃爍頻率來執(zhí)行預(yù)設(shè)命令。該指針輸入裝置包括一計(jì)算機(jī)，具有一可供操作的光標(biāo)；一投影器，與該計(jì)算機(jī)連接，可將該計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)投射并形成一投影畫面；一光指示器，可投射一光點(diǎn)至該投影畫面；及一影像擷取器，包含一光學(xué)模塊、一光激模塊、一坐標(biāo)編譯模塊及一連接模塊，且該影像擷取器可藉由該連接模塊連接該計(jì)算機(jī)；其中以影像擷取器拍攝光指示器所發(fā)射的光點(diǎn)于投影畫面上的位置，經(jīng)由影像擷取器掃描及運(yùn)算之后，使得該光指示器得以控制計(jì)算機(jī)的指針移動。
文檔編號G06F3/033GK2664064SQ20032011372
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者王裕祺, 陳建成 申請人:昆盈企業(yè)股份有限公司