TWI488074B - 光學指向裝置及其判斷方法 - Google Patents

Description

光學指向裝置及其判斷方法

本發明係關於一種光學指向裝置及其判斷方法；特別是關於一種使用於數位行動裝置上的光學指向裝置及其判斷方法。

數位行動裝置，如筆記型電腦，其相較於傳統的桌上型電腦，因為具有攜帶上的便利性，加以在效能表現上已逐漸能與桌上型電腦相抗衡，故已成為多數人在購買電腦產品時的第一選擇。

然而，也因為攜帶便利性的考量，筆記型電腦多僅將用以進行文字輸入的鍵盤列為基本配備，而以觸控板取代傳統的滑鼠，導致在游標的操作上不夠直覺，且使用上也比較不適合進行物件的拖拉動作。

部分類型的筆記型電腦，雖會於鍵盤輸入區多設置有一游標指向鍵，以試圖供使用者可進行更為快速的游標操作，但由於該游標指向鍵係採用機構移動及壓力感應的緣故，因而雖於操作上可以提供使用者移動手感，但於使用上仍難以給予快速且即時的反應。

除前述之筆記型電腦外，其他種類的數位行動裝置，如手機，因為受限於螢幕尺寸與按鍵輸入區的配置，故縱然可裝設有相似於前述的游標指向鍵，但因缺少機構移動與壓力感應元件，使得此類產品除缺乏移動手感外，於使用上亦同樣難以給予快速且即時的反應。

有鑑於此，如何提供一種具有移動手感並可給予快速且即時反應的光學指向裝置及其判斷方法，乃為此一業界亟待解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種光學指向裝置，其可用以提供一移動手感，供使用者於操作時可相對獲得對應的回饋力道。

本發明之另一目的在於提供一種光學指向裝置之判斷方法，其可當使用者之手指往一特定方向推住不動時，依舊進行相位偵測以移動游標。

為達上述目的，本發明之光學指向裝置係包含一蓋體、一光源及一感測器。蓋體具有一按壓部及一側壁，按壓部具有一第一表面及與第一表面相對之一第二表面，且側壁係自第二表面之周緣向下延伸。光源用以提供一主光束，主光束適可發射至蓋體之按壓部，以形成穿透按壓部之一第一光束及為第二表面反射之一第二光束。感測器適可接收為第二表面反射之第二光束，並利用一演算法進行第二光束之判斷，以輸出一第一位移座標。其中，光源及感測器係由蓋體所覆蓋，且側壁係為具有撓性之側壁。

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

100．．．光學指向裝置

110．．．蓋體

112．．．按壓部

112a．．．第一表面

112b．．．第二表面

114．．．側壁

120．．．光源

122．．．主光束

122a．．．第一光束

122b．．．第二光束

130．．．感測器

200．．．手指

P1．．．第一位移座標

P2．．．第二位移座標

第1圖為本發明之光學指向裝置與手指接觸且未被推動之剖面圖；
第2圖為本發明之光學指向裝置與手指接觸且被推動之剖面圖；及
第3圖為本發明之光學指向判斷方法之步驟圖。

如第1圖所示，本發明之一光學指向裝置100，係用以量測一使用者之一手指200的指向，以提供數位行動裝置，如筆記型電腦或手機等，進行螢幕上之游標的移動。

如圖所示，本發明之光學指向裝置100係包含一蓋體110、一光源120及一感測器130。其中，蓋體110具有一按壓部112及一側壁114，按壓部112具有一第一表面112a及與第一表面112a相對之一第二表面112b，且側壁114係自第二表面112b之周緣向下延伸。光源120用以提供一主光束122，主光束122適可發射至蓋體110之按壓部112，以形成穿透按壓部112之一第一光束122a及為第二表面112b反射之一第二光束122b。需提醒的是，為方便本發明之描述，圖式中之手指200與光學指向裝置100的大小僅為示意，並非為實際操作的比例。並且，光源120及感測器130係皆由蓋體110所覆蓋，同時側壁114係為具有撓性之側壁。

請接續參考第2圖，當使用者之手指200推動蓋體110，而使第二光束122b的光路產生變化時，感測器130適可接收為第二表面112b反射之第二光束122b，並利用一演算法進行第二光束122b變化之判斷，以輸出一第一位移座標P1供游標移動。

於此同時，前述之第一光束122a於穿透按壓部112後，適可為使用者之一手指200所反射，且感測器130適可接收遭手指200所反射之第一光束122a，並利用該演算法進行第一光束122a之判斷，以輸出一第二位移座標P2。如此一來，感測器130便可於第一位移座標P1的移動基礎上，加入第二位移座標P2的數值進行判斷，以獲得更為精準的游標位置變化。

此外，由於本案之側壁114係為具有撓性之側壁，故當如第2圖所示，使使用者之手指200推動蓋體110時，側壁114將可依據按壓部112之一水平移動，產生可覆位之變形而形成一移動手感，進而供使用者於操作時可相對獲得對應的回饋力道。

於本發明中，光源120較佳係為一LED光源或一紅外線光源，但並不以此做為限制。此外，按壓部112之第二表面112b上係可設置有複數圖案，使第二表面112b成為具有圖案之表面，導致被第二表面112b所反射之第二光束122b可產生顯著的亮暗變化，協助感測器130於接收第二光束122b時，得以利用演算法進行更為精準的定位判斷。

較佳地，側壁114係由橡膠、PU等材料所構成，以提供本發明所需之撓性，進而產生可覆位之變形及移動手感。換言之，於本領域具通常知識者亦可藉由調和不同比例的橡膠、PU等材料，以形成具有相異移動手感的側壁114，致使蓋體110具有不同的回饋力道供使用者選擇。另一方面，蓋體110之按壓部112則係由PC、PMMA、ABS等材料所構成，以提供主光束122適當的反射/穿透介面。

如第3圖所示，本發明亦提供一種光學指向之判斷方法，其具有如下步驟。首先，如步驟301及步驟302所示，係先提供光源120及感測器130後，再提供蓋體110以覆蓋光源120及感測器130。接著，如步驟303所示，利用光源120朝蓋體110所具有之按壓部112發射主光束122，使主光束122形成穿透按壓部112之第一光束122a及為按壓部112之第二表面112b所反射之第二光束122b。最後，如步驟304及步驟305所示，當利用感測器130接收為按壓部112之第二表面112b所反射之第二光束122b後，便可利用一演算法進行第二光束122b之判斷，以輸出第一位移座標P1供游標移動。適以，藉由前述步驟，便可輕易完成本發明光學指向之判斷方法。

另一方面，倘若出現使用者之手指200往一特定方向推住不動之情況時，則如步驟306所示，當感測器130判斷反射後之第二光束122b處於一特定方向並具有一特定面積時，則持續輸出第一位移座標P1，使游標可持續沿該特定方向移動。

此外，前述之判斷方法亦可進一步具有如下步驟。如步驟307所示，使使用者之手指200反射第一光束122a，並如步驟308所示，利用感測器130接收遭手指200所反射之第一光束122a，且如步驟309所示，利用前述之演算法進行第一光束122a之判斷，以輸出第二位移座標P2。因而，由於感測器130可同時接收到反射自按壓部112之第二表面112b的第二光束122b，及反射自手指200的第一光束122a，故本發明之光學指向之判斷方法，便得以在分別計算第一位移座標P1及第二位移座標P2後，為光學指向裝置100進行更為精準的定位動作以驅動游標。

相似於前述，倘若出現使用者之手指200往一特定方向推住不動之情況時，則如步驟310所述，當感測器130判斷反射後之第一光束122a處於一特定方向並具有一特定面積時，則會持續輸出該第二位移座標P2，使游標可持續沿該特定方向進行移動。

綜上所述，藉由本發明所揭示之光學指向裝置100，當使用者之手指200推動蓋體110時，將因為撓性側壁114之作用而得以具有一移動手感，以供使用者於操作時可相對獲得對應的回饋力道。另一方面，本發明所揭示的光學指向之判斷方法，亦可透過前述演算法對第一光束122a及第二光束122b之判斷，對游標進行更為精準的定位；並且，當使用者之手指200往一特定方向推住不動時，感測器130將依舊進行相位偵測以移動游標，從而提供更為直覺的操作模式。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

100．．．光學指向裝置

110．．．蓋體

112．．．按壓部

112a．．．第一表面

112b．．．第二表面

114．．．側壁

120．．．光源

122．．．主光束

122a．．．第一光束

122b．．．第二光束

130．．．感測器

200．．．手指

Claims (17)

1. 一種光學指向裝置，係用以量測一使用者之一手指的指向，包含：
   　　一蓋體，具有一按壓部及一側壁，該按壓部具有一第一表面及與該第一表面相對之一第二表面，且該側壁係自該第二表面之周緣向下延伸；
   　　一光源，用以提供一主光束，該主光束適可發射至該蓋體之該按壓部，以形成穿透該按壓部之一第一光束及為該第二表面反射之一第二光束；以及
   　　一感測器，適可接收為該第二表面反射之該第二光束，並利用一演算法進行該第二光束之判斷，以輸出一第一位移座標；
   　　其中，該光源及該感測器係由該蓋體所覆蓋，且該側壁係為具有撓性之側壁。
2. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中穿透該按壓部之該第一光束適可為該使用者之該手指所反射，且該感測器適可接收為該手指所反射之該第一光束。
3. 如請求項2所述之光學指向裝置，其中該感測器接收該手指所反射之該第一光束後，適可利用該演算法進行該第一光束之判斷，以輸出一第二位移座標。
4. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中該側壁適可依據該按壓部之一水平移動，產生可覆位之變形。
5. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中該光源係為一LED光源。
6. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中該第二表面係設置有複數圖案。
7. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中該側壁係由橡膠、PU等材料所構成。
8. 如請求項1所述之光學指向裝置，其中該按壓部係由PC、PMMA、ABS等材料所構成。
9. 一種光學指向判斷方法，適可量測一使用者之一手指的指向，包含下列步驟：
   　　(a)提供一光源及一感測器；
   　　(b)提供一蓋體以覆蓋該光源及該感測器；
   　　(c)利用該光源朝該蓋體所具有之一按壓部發射一主光束，使該主光束形成穿透該按壓部之一第一光束及為該按壓部之一第二表面所反射之一第二光束；
   　　(d)利用該感測器接收為該按壓部之該第二表面所反射之該第二光束；以及
   　　(e)利用一演算法進行該第二光束之判斷，以輸出一第一位移座標。
10. 如請求項9所述之光學指向判斷方法，更包含下列步驟：
    　　(f)當判斷反射後之該第二光束處於一特定方向並具有一特定面積時，持續輸出該第一位移座標。
11. 如請求項10所述之光學指向判斷方法，更包含下列步驟：
    　　(g)使該使用者之該手指反射該第一光束；
    　　(h)利用該感測器接收為該手指所反射之該第一光束；以及
    　　(i)利用該演算法進行該第一光束之判斷，以輸出一第二位移座標。
12. 如請求項11所述之光學指向判斷方法，更包含下列步驟：
    　　(j)當判斷反射後之該第一光束處於一特定方向並具有一特定面積時，持續輸出該第二位移座標。
13. 如請求項9所述之光學指向判斷方法，其中該按壓部具有相對於該第二表面之一第一表面，且該第二表面設置有複數圖案。
14. 如請求項13所述之光學指向判斷方法，其中該蓋體係具有一側壁，且該側壁係自該第二表面之周緣向下延伸。
15. 如請求項14所述之光學指向判斷方法，其中該側壁係為具有撓性之側壁。
16. 如請求項15所述之光學指向判斷方法，其中該側壁適可依據該按壓部之一水平移動，產生可覆位之變形。
17. 如請求項16所述之光學指向判斷方法，其中該側壁係由橡膠、PU等材料所構成。