專利名稱：一種便攜式數(shù)碼設備及其輸入方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領域，尤其是關于一種便攜式數(shù)碼設備及其輸入方法。
背景技術：
隨著科技的不斷發(fā)展和進步，人們的生活水平日益提升，對于生活品質(zhì)的要求越來越高，各種高科技產(chǎn)品的應用也日漸廣泛，越來越多的便攜式設備如DC(Digital Cameral，數(shù)碼相機)、PDA(Personal Digital Assistant，個人數(shù)字助理)、MP3、DV(Digital Video)、手機等被人們所應用，融入到大家的生活之中。
對于便攜式設備來說，便于攜帶和容易操作是大家所期望的主要的特點?，F(xiàn)有技術的便攜式設備一般包括鍵盤和內(nèi)部處理系統(tǒng)；所述鍵盤一般具有多個按鍵；所述內(nèi)部處理系統(tǒng)一般由便攜式設備內(nèi)部的電路及軟件配合組成。工作時，用戶機械觸碰所述按鍵，通過便攜式設備內(nèi)部的電路及軟件配合來識別所述動作，最終實現(xiàn)用戶信息的輸入，并相應完成各種用戶所期待的各種功能。所述鍵盤一般位于便攜式設備的面板上，并且為了實現(xiàn)更多的功能，目前便攜式設備上的按鍵越來越多，所占據(jù)的便攜式設備面板的面積也越來越大，從而帶來一些缺陷。
首先，因為便攜式設備的體積較小，需要更少的按鍵來使用戶擁有較大的界面，使設備更容易操作、更人性化，因此當便攜式設備的按鍵數(shù)目較多時，必然影響便攜式設備的人機界面的友好性，不利于用戶操作；其次，當便攜式設備的按鍵數(shù)目較多時，也必然導致便攜式設備的體積相對較為龐大，不便于攜帶；再次，由于現(xiàn)有的按鍵多為機械按鍵，還會產(chǎn)生因頻繁使用而導致的接觸不良的問題，影響便攜式設備的使用。
有鑒于此，需要提供一種采用運動狀態(tài)代替鍵盤輸入的方法及采用所述方法的便攜式設備，來提高便攜式設備的便攜性和易用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題在于提供一種便于攜帶且易于操作的便攜式數(shù)碼設備。
為此，本發(fā)明解決的另一個技術問題是提供一種便攜式數(shù)碼設備的輸入方法。
為此，本發(fā)明解決技術問題的技術方案是提供一種便攜式數(shù)碼設備，包括檢測裝置，用于檢測所述設備的運動狀態(tài)，并根據(jù)所述運動狀態(tài)產(chǎn)生輸出信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于解析前述檢測裝置輸出的信號，并將其轉換成相應的操作信號。
其中，所述檢測裝置是加速度傳感器、或傾斜和角度傳感器。
其中，所述檢測裝置具有電容值隨設備運動狀態(tài)變化而變化的傳感模塊。
其中，還包括模數(shù)轉換器，位于檢測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置之間或數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)部或檢測裝置內(nèi)部。
其中，所述檢測裝置還包括自校準模塊，用于實現(xiàn)檢測裝置的自校準和目前狀態(tài)的輸出。
其中，還包括鎖定裝置，用于控制是否將運動狀態(tài)轉換成操作信號。
本發(fā)明還提供一種便攜式數(shù)碼設備的輸入方法，應用于前述便攜式數(shù)碼設備，包括步驟1)所述便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)發(fā)生變化，檢測裝置根據(jù)所述變化產(chǎn)生輸出信號；2)數(shù)據(jù)處理裝置解析前述數(shù)字信號，并將其轉換成相應的操作信號。
其中，所述步驟1)中的便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)包括設備運動的方向、設備旋轉的角度和/或設備運動的速度。
其中，所述步驟2)中還包括回程判斷。
其中，在所述步驟1)之前還包括自校準的步驟。
相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果是首先，由于本發(fā)明采用檢測裝置根據(jù)便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)產(chǎn)生相應變化的輸出信號，而數(shù)據(jù)處理裝置則將所述輸出信號轉化為操作信號，并執(zhí)行相應的操作，因此可以減少便攜式數(shù)碼設備的按鍵數(shù)目，從而使得便攜式設備體積可以減小，且擁有較大的界面，使設備更容易操作、更人性化，更便于攜帶；還可以減少機械按鍵因頻繁使用而導致的接觸不良的問題。


圖1是本發(fā)明便攜式數(shù)碼設備的原理框圖；圖2是本發(fā)明一實施方式中采用的加速度傳感器示意圖；圖3是圖2所示加速度傳感器中傳感模塊的示意圖；圖4是圖2所示加速度傳感器輸出信號變化的示意圖；圖5是加速度傳感器與數(shù)據(jù)處理裝置的組合示意圖；圖6是數(shù)據(jù)處理裝置進行模數(shù)轉換的示意圖；圖7是本發(fā)明輸入方法中進行回程判斷的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種便攜式數(shù)碼設備及其輸入方法，可以通過檢測其運動狀態(tài)來代替現(xiàn)有技術的按鍵輸入，從而增強其便攜性和可操作性。
請參閱圖1，是本發(fā)明便攜式數(shù)碼設備的原理框圖。所述便攜式數(shù)碼設備包括檢測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、用戶界面和電源裝置。其中，所述檢測裝置完成對設備運動狀態(tài)的采樣，用于檢測設備的運動狀態(tài)，并根據(jù)所述運動狀態(tài)產(chǎn)生輸出信號；所述數(shù)據(jù)處理裝置解析前述輸出信號，并將其轉換成相應的操作信號；所述用戶界面用于顯示設備的信息及數(shù)據(jù)處理裝置的處理結果；所述電源裝置用于為整個便攜式設備提供工作電源，可以是自帶電源或外接電源。
請參閱圖2至圖7，是本發(fā)明便攜式數(shù)碼設備一種實施方式。
參考圖2，所述檢測裝置采用Motorola公司的MMA系列加速度傳感器，所述MMA系列傳感器有單軸和雙軸以及3軸等類型。所述加速度傳感器已經(jīng)在工控的很多設備中用到，是較為成熟的產(chǎn)品。
所述加速度傳感器包括傳感模塊(Sensor)、將信號進行綜合的信號綜合模塊(Integrator)、信號增益放大模塊(Gain)、信號濾波模塊(Filter)以及自校準模塊(Self-Test)、控制模塊(Control)、模塊晶振(OSC)、晶振增益(Clock)和溫度補償電路(Temp Comp)。
其中，所述傳感模塊集成在IC內(nèi)部，用來完成對設備的運動狀態(tài)采樣，信號經(jīng)過增益放大模塊后，被信號濾波模塊濾波，再經(jīng)過溫度補償電路后輸出。加速度傳感器一般具有2個軸向的模擬信號輸出。
所述自校準模塊也集成在IC內(nèi)部，用于實現(xiàn)傳感器的自校準和目前狀態(tài)的輸出。
請參閱圖3和圖4，所述傳感模塊可以采用電容式，當便攜式數(shù)碼設備運動時，電容的值發(fā)生變化；而且當在不同的軸向移動時，不同軸向的電容值發(fā)生變化。傳感模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)過增益放大模塊、信號濾波模塊和溫度補償電路后輸出。也就是說，2個軸向的模擬輸出信號X-Out和Y-Out將隨著便攜式數(shù)碼設備運動狀態(tài)的變化而發(fā)生變化。
請參閱圖5，是本實施方式中檢測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置的組合示意圖。
因為傳感器輸出的是模擬信號，對于一般的數(shù)據(jù)處理裝置來說不能正確識別。所以在選擇數(shù)據(jù)處理裝置的時候可以選擇本身帶有模數(shù)轉換器(A/D)的MCU(微處理器)，在MCU內(nèi)部將模擬信號轉化為數(shù)字信號，并根據(jù)采集到的數(shù)字信號和預設比較值的差異來確定目前的狀態(tài)和即將執(zhí)行的操作。當然，也可以選擇位于MCU外部的單獨的模數(shù)轉換器。此外，也可以在傳感器內(nèi)部集成模數(shù)轉換器，從而使得傳感器可以直接輸出數(shù)字信號至MCU。
其中，傳感器的自校準模塊的ST端連接到MCU的任意輸出口P1口，用來對傳感模塊進行自校準；傳感器的Status端連接在MCU的P0口，用來檢測傳感器的目前的狀態(tài)。傳感器的X、Y方向的模擬輸出信號X-Out、Y-Out分別通過RC濾波網(wǎng)絡，進入MCU的模數(shù)轉換輸入引腳。MCU將輸入的模擬信號進行數(shù)模轉換，得到數(shù)字信號，確定目前的狀態(tài)和即將執(zhí)行的操作。
請參閱圖6，本發(fā)明實施方式中，采用設備的運動狀態(tài)代替按鍵輸入的流程包括步驟將加速度傳感器復位，由自校準模塊進行校準，并將此時各個軸向的電壓值經(jīng)模數(shù)轉換器轉換為數(shù)字量，作為中間值(如0x80)，該過程類似稱量過程中的歸零。
加速度傳感器在一定間隔時間(所述間隔根據(jù)各個系統(tǒng)對轉換精度要求的不同而不同，要求較高可提高采樣頻率，要求不高可降低采樣頻率，一般來說，采樣的速度和轉換的速度因芯片不同而不同。)內(nèi)，采集各個軸向的電壓值。
所述電壓值經(jīng)模數(shù)轉換器轉換為數(shù)字量。
將新采集到各個軸向的數(shù)字量和各自軸的中間值比較，判斷當前設備的運動狀態(tài)。
為了便于理解本發(fā)明，下面結合一個實施例進行描述。本實施例，以便攜式數(shù)碼設備沿X軸運動的運動來取代左右方向鍵的輸入。
首先，采集到便攜式數(shù)碼設備靜止時X軸的數(shù)字量為0x80；則當現(xiàn)在采集到的數(shù)字量是0xA0時，則認為便攜式數(shù)碼設備已向右運動；如果采集到的數(shù)字量為0x20，則認為便攜式數(shù)碼設備已向左運動。
為了避免使用人員的輕微無意識的運動產(chǎn)生的誤操作，對設備的運動產(chǎn)生的輸出信號可設置一閥值，只有當設備的采集到的數(shù)字量大于該閥值，則判斷該運動為有效運動，否則判定運動無效。如設定采集到的數(shù)字量在0x70至0x90之間為無效數(shù)字。
當判斷了設備的運動方向，為了判斷當前的運動狀態(tài)變化是否是一個向左或向右的按鍵，進一步執(zhí)行以下步驟進行回程判斷；根據(jù)回程判斷的結果執(zhí)行相應鍵的操作。如，假設便攜式設備的前一個運動狀態(tài)是靜止的，此時有水平向左的位移發(fā)生，則認為一個向左的按鍵產(chǎn)生；設備的前一個狀態(tài)時向右，當前的運動狀態(tài)向左，且又不是一個回程的(回程的詳細介紹見后)，則認為一個向左的按鍵操作產(chǎn)生。
請參閱圖7，是所述回程判斷的示意圖。
所謂的回程指的是當設備向某一方向移動后，突然停止設備同時向相反方向移動。
為了判斷某次運動是否屬于上次運動的回程，需要在數(shù)據(jù)處理裝置中設置回程間隔T。
回程判斷的原理如下所述假設初始的時候，設備是靜止的，當把設備向上移動(up)時，認為此時的操作是執(zhí)行UP健，如果用戶在時間t1內(nèi)回退，則此時會有2種情況出現(xiàn)如果t1＜＝T，則認為是一個回程，不當作一個DOWN鍵執(zhí)行；如果t1＞T，則認為不是一個回程，應當作一個DOWN鍵執(zhí)行。
同理，下一次的up鍵，將以前一次的“DOWN”為參考當t2＜＝T，則認為是一個回程，不當作一個UP鍵執(zhí)行；當t2＞T，，則認為不是一個回程，應當作一個UP鍵執(zhí)行。
當然，本發(fā)明的檢測裝置并不局限于前述實施方式中的加速度傳感器，還可以采用傾斜和角度傳感器。或者現(xiàn)在市面上可以完成運動狀態(tài)的采樣這一功能的較多的傳感器都可以使用。
所述傾斜和角度傳感器的工作原理和加速度傳感器類似，只是設備的運動狀態(tài)變化不同，但傳感器本身的輸出信號是相似的，控制器對其的轉換原理，即模數(shù)轉換也相同，并且傾斜和角度傳感器與加速度傳感器對按鍵的判斷類同。
此時，便攜式數(shù)碼設備的運動方法是以設備為中心，左右或前后翻轉設備，傳感器將所旋轉的角度以電壓或電流的方式傳送給數(shù)據(jù)處理裝置MCU，MCU將采樣到模擬量經(jīng)模數(shù)轉換為數(shù)字量，并以此判斷當前設備的偏轉方向，從而執(zhí)行相應的動作。
可以理解的是，本發(fā)明采用便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)來代替設備上一些按鍵，使得便攜式數(shù)碼設備更容易操作和攜帶。而對于便攜式設備來說，由于其本來就是可以移動的，所以設備的移動(不需要很強烈)不會對整個設備的性能產(chǎn)生太大負面影響。
而運動狀態(tài)的變化可以采用一些參數(shù)來檢測，包括設備運動的方向、設備旋轉的角度和/或設備在以特定速度移動等。
而取代的按鍵不僅僅指方向鍵，如果設備的運動狀態(tài)可以用線性參數(shù)來表示，則可以用來表示數(shù)字鍵等。
需要進一步說明的是，因為本發(fā)明便攜式數(shù)碼設備采用運動的方式來代替按鍵，所以為防止誤操作，本發(fā)明便攜式數(shù)碼設備還可以包括鎖定裝置，用于控制是否將運動狀態(tài)轉換為按鍵。所述鎖定裝置可以是增加的一個Hold鍵或別的變通的方式，通過Hold鍵，可以執(zhí)行加速度傳感器掛起與開啟之間的切換。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種便攜式數(shù)碼設備，其特征在于，包括檢測裝置，用于檢測所述設備的運動狀態(tài)，并根據(jù)所述運動狀態(tài)產(chǎn)生輸出信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于解析前述檢測裝置輸出的信號，并將其轉換成相應的操作信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式數(shù)碼設備，其特征在于所述檢測裝置是加速度傳感器、或傾斜和角度傳感器。
3.根據(jù)權利要求2所述的便攜式數(shù)碼設備，其特征在于所述檢測裝置具有電容值隨設備運動狀態(tài)變化而變化的傳感模塊。
4.根據(jù)權利要求1所述的便攜式數(shù)碼設備，其特征在于還包括模數(shù)轉換器，位于檢測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置之間或數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)部或檢測裝置內(nèi)部。
5.根據(jù)權利要求1所述的便攜式數(shù)碼設備，其特征在于所述檢測裝置還包括自校準模塊，用于實現(xiàn)檢測裝置的自校準和目前狀態(tài)的輸出。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的便攜式數(shù)碼設備，其特征在于還包括鎖定裝置，用于控制是否將運動狀態(tài)轉換成操作信號。
7.一種便攜式數(shù)碼設備的輸入方法，應用于前述便攜式數(shù)碼設備，其特征在于，包括步驟1)所述便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)發(fā)生變化，檢測裝置根據(jù)所述變化產(chǎn)生輸出信號；2)數(shù)據(jù)處理裝置解析前述數(shù)字信號，并將其轉換成相應的操作信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的輸入方法，其特征在于所述步驟1)中的便攜式數(shù)碼設備的運動狀態(tài)包括設備運動的方向、設備旋轉的角度和/或設備運動的速度。
9.根據(jù)權利要求7所述的輸入方法，其特征在于所述步驟2)中還包括回程判斷。
10.根據(jù)權利要求7所述的輸入方法，其特征在于在所述步驟1)之前還包括自校準的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式數(shù)碼設備，包括檢測裝置，用于檢測所述設備的運動狀態(tài)，并根據(jù)所述運動狀態(tài)產(chǎn)生輸出信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于解析前述檢測裝置輸出的信號，并將其轉換成相應的操作信號。所述便攜式數(shù)碼設備可以適當減少按鍵數(shù)目，具有體積小，用戶界面較大，更易于操作和攜帶；還可以減少機械按鍵因頻繁使用而導致的接觸不良的問題。本發(fā)明還公開了一種便攜式數(shù)碼設備的輸入方法。
文檔編號G06F3/00GK1704871SQ20041004437
公開日2005年12月7日 申請日期2004年5月31日 優(yōu)先權日2004年5月31日
發(fā)明者張正國 申請人:深圳市朗科科技有限公司