TWM472863U - 具有三維輸入介面之電子裝置 - Google Patents

Description

具有三維輸入介面之電子裝置

本創作係與3C電子產品有關，詳而言之，乃是提供一種可廣泛應用於各種電子裝置之使用者介面結構，便於讓操作者於任何三維(3D)空間以自然書寫之方式寫字或繪圖，得到更靈活的和愉悅的書寫體驗。

一般滑鼠設置有包括滑鼠左鍵和右鍵等按鍵，藉由按壓方式來執行命令或選擇資料。

請參閱第1圖所示，滑鼠(11)置放於一固定平面(12)上，欲使用滑鼠手寫輸入時，使用者需按住且壓下滑鼠(11)之左鍵(111)，並將滑鼠(11)在該平面(12)上前後左右推移，用以對螢幕(13)上之滑鼠指針(131)作相等對應之移動控制，來形成一字或字元之筆劃，最終生成字或字元。

上述利用傳統滑鼠的控制模式，雖然用來達成手寫輸入之目的，然而，由於其必需動作於X-Y軸之二維(2D)平面上，如此礙於空間之限制，即無法完全滿足使用上之需求。

如第2圖所示，筆記型電腦(14)的內容經由投影機(15)投射到布幕(16)，站立在三維(3D)空間中正在表演或演講的使 用者手持簡報筆(17)以按壓滑鼠左鍵方式要書寫文字時，由於手會晃動而落筆處及筆劃中斷處不易準確也不流暢，遇到每一筆劃的停筆處時，手需放開左鍵按壓，極易產生往上翹現象，例如欲寫出『合』字時之結果將如第3圖所示，不但潦草，且在手寫過程中，起落筆處也會偏移，導致其手寫輸入之文字極易辨識錯誤，實難稱便。

本創作包括有：一電子裝置，開設有一容置部；一感應部，設置於該容置部內；一微控制器，預設有加速度臨界值；一運算放大單元，電性連接至感應部；一電壓檢測單元，電性連接於運算放大單元與微控制器；以及一慣性感測單元，電性連接至微控制器，用以感測該電子裝置之位移加速度，微控制器將電子裝置之加速度值與預設之臨界值進行比較，進而執行滑鼠左鍵功能。

本創作可讓使用者在三維空間(空氣中)情況下，達成自然順手之操控體感，靈活地書寫出較為工整的文字或字符，藉以提高手寫辨識率，增進使用便利性。

茲列舉較佳實施例配合圖式將本創作之結構特徵加以說明之。

(11)‧‧‧滑鼠

(111)‧‧‧左鍵

(12)‧‧‧固定平面

(13)‧‧‧螢幕

(131)‧‧‧滑鼠指針

(14)‧‧‧筆記型電腦

(15)‧‧‧投影機

(16)‧‧‧布幕

(17)‧‧‧簡報筆

(20)‧‧‧電子裝置

(21)‧‧‧非導電區域

(22)‧‧‧容置部

(23)‧‧‧感應部

(30)‧‧‧微控制器

(40)‧‧‧運算放大單元

(50)‧‧‧電壓檢測單元

(51)‧‧‧參考電壓

(52)‧‧‧輸入電壓

(53)‧‧‧輸出電平

(60)‧‧‧慣性感測單元

(70)‧‧‧發射單元

第1圖：係操控一般滑鼠在二維平面上手寫輸入之示意圖。

第2圖：係使用者操控一般滑鼠筆在三維空間情況下手寫輸入之示意圖。

第3圖：係使用一般滑鼠筆手寫輸入之結果示意圖。

第4圖：係本創作之外觀示意圖。

第5圖：係第4圖沿5-5剖線之剖面放大視圖。

第6圖：係本創作之電路圖。

第7圖：係本創作之方塊圖。

第8圖：係顯示電子裝置(20)之座標系示意圖。

第9圖：係使用本創作手寫輸入寫字之結果示意圖。

第10圖：感應部(23)頂面改與容置部(22)外緣平齊之示意圖。

請參照第4至7圖所示，本創作包括有：

一電子裝置(20)，具體實施例可為諸如滑鼠筆之筆型輸入裝置，該電子裝置(20)之前段具有一非導電區域(21)，於該非導電區域(21)預定位置上開設有一容置部(22)。

一感應部(23)，設置於該電子裝置(20)之容置部(22)內，該感應部(23)係以諸如金屬之導體材料製成，其頂面略高於該電子裝置(20)之容置部(22)外緣，當使用者以其手指觸摸感應部(23)時，該感應部(23)會產生觸發信號。

一微控制器(30)，設置於該電子裝置(20)內部，並預設加速度臨界值。

一運算放大單元(40)，設置於該電子裝置(20)內部，電性連接至感應部(23)，用以將感應部(23)所產生之信號予以放大。

一電壓檢測單元(50)，設置在該電子裝置(20)內部，其輸入端電性連接於運算放大單元(40)，輸出端則電性連接於微控制器(30)，該電壓檢測單元(50)具有一參考電壓(51)，用以與來自運算放大單元(40)之輸入電壓(52)進行比較，並產生一輸出電平(53)；如第6圖所示，當輸入電壓(52)大於參考電壓(51)時，輸出電平(53)為高電平；而當輸入電壓(52)小於或等於參考電壓(51)時，輸出電平(53)為低電平。

一慣性感測單元(60)，設置於該電子裝置(20)內部，電性連接至微控制器(30)，用以感測電子裝置(20)的三個軸向之位 移加速度，並傳送至微控制器(30)；具體地說，該慣性感測單元(60)可以是運用微機電系統(Micro Electronic Mechanical System，MEMS)技術的多軸加速度感測器，多軸加速度感測器可以檢測X、Y、Z三軸的位移。

一發射單元(70)，設置於該電子裝置(20)內部，電性連接至微控制器(30)，可藉由無線傳輸技術將來自微控制器(30)之數據資料傳送至電腦系統。

在使用上，使用者握持該電子裝置(20)，當使用者未觸摸感應部(23)時，電壓檢測單元(50)之輸出電平(53)為低電平，微控制器(30)不會啟動，使用者欲執行手寫輸入功能時，以其手指觸摸該感應部(23)，此時電壓檢測單元(50)之輸出電平(53)為高電平，微控制器(30)會被啟動，該慣性感測單元(60)則如第8圖所示持續不斷地檢測電子裝置(20)之位移加速度，並將電子裝置(20)在X、Y、Z軸方向之加速度數據傳送至微控制器(30)；微控制器(30)將電子裝置(20)X、Y、Z軸之加速度值與微控制器(30)預設之加速度臨界值進行比較，進而執行自動開啟或關閉滑鼠左鍵功能，當電子裝置(20)X、Y、Z軸之加速度值小於或等於臨界值時，微控制器(30)自動關閉滑鼠左鍵功能，發射單元(70)透過無線傳輸技術將數據資料傳送至電腦系統(未圖示)執行，電腦系統再將文字顯示在螢幕上，此功能方便電子裝置(20)手寫輸入文字時轉折筆劃降速的同時自動中斷筆劃，當電子裝置(20)X、Y、Z軸之加速度值大於臨界值時，微控制器(30)則進行啟動滑鼠左鍵的功能，發射單元(70)透過無線傳輸技術將數據資料傳送至電腦系統執行，此功能方便電子裝置(20)手寫輸入文字時自動落筆手寫速度快，不必擔心文字起落筆處。

如第9圖所示，係使用本創作手寫輸入寫字之結果示意圖，與第3圖比較，顯然地，使用者可靈活地書寫出較為工整的文字 或字符，而能大幅提升辨識率。

在本創作的不同實施例中，該慣性感測單元(60)可進一步包含一陀螺儀(Gyroscope)，該陀螺儀電性連接至微控制器(30)，藉由陀螺儀能夠更精準地加強對於電子裝置(20)之移動資訊的偵測，進而增加手寫辨識的準確性。

再者，如第10圖所示，該感應部(23)之頂面亦可改與該電子裝置(20)之容置部(22)外緣平齊。

實際上，該電子裝置(20)可以是其他可攜式電子裝置，例如：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機(Smart Phone)、手錶型智能手機、多媒體手機(multimedia phone)、媒體播放器(media player)、簡報器(Presenter)、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器(game console)、個人數位助理(Personal Digital Assistant/PDA)、空中滑鼠(air mouse)等各種電子產品。

而該感應部(23)可不拘泥於特定形狀，亦即：其形式可為圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形或任何一種習知幾何形狀其中之一，只要符合需求即可；換言之，該感應部(23)之實施並非可由本實施案例而被限制其實施型態。

可理解的，在實際應用中，本創作也可用來書寫數字、記號或圖形等各種形式，並不僅侷限於書寫文字。

鑒於此揭示案，熟習此項技術者將易於瞭解其他修改及替代實施例；因此，應將此描述僅解釋為說明性，且此描述係用於教示熟習此項技術者進行本新型之方式之目的。應理解，應將本文中展示及描述的本新型之形式看作例示性實施例，在不脫離本新型之範疇的情況下，可進行各種修改。舉例而言，可以等效元件或材料取代本文中說明及描述之元件或材料，且可獨立於其他特徵之使用利用本新型之某些特徵，在具有了本新型之此描述之益處後，所有此等對熟習此項技術者將係顯而易見的。亦即，創作 人於此所揭示的實施例應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，並包括所有替代物、附加物、置換物與等效物，而不囿限於專利說明書中的描述。

(23)‧‧‧感應部

(30)‧‧‧微控制器

(40)‧‧‧運算放大單元

(50)‧‧‧電壓檢測單元

(51)‧‧‧參考電壓

(52)‧‧‧輸入電壓

(53)‧‧‧輸出電平

(60)‧‧‧慣性感測單元

(70)‧‧‧發射單元

Claims (34)

1. 一種具有三維輸入介面之電子裝置，至少包括有：一電子裝置，其前段具有一非導電區域，於該非導電區域預定位置上開設有一容置部；一感應部，係以導體材料製成，設置於該電子裝置之容置部內；一微控制器，設置於該電子裝置內部，並預設加速度臨界值；一運算放大單元，設置於該電子裝置內部，電性連接至感應部，用以將感應部所產生之信號予以放大；一電壓檢測單元，設置在該電子裝置內部，其輸入端電性連接於運算放大單元，輸出端則電性連接於微控制器，該電壓檢測單元具有一參考電壓，用以與來自運算放大單元之輸入電壓進行比較，並產生一輸出電平；一慣性感測單元，設置於該電子裝置內部，電性連接至微控制器，用以感測該電子裝置的三個軸向之位移加速度，並傳送至微控制器，微控制器將電子裝置之加速度值與微控制器預設之臨界值進行比較，進而執行自動開啟或關閉滑鼠左鍵功能；以及一發射單元，設置於該電子裝置內部，電性連接至微控制器，可藉由無線傳輸技術將來自微控制器之數據資料傳送至電腦系統。
2. 如請求項1所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該感應部之頂面略高於該電子裝置之容置部外緣。
3. 如請求項1所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該感應部之頂面與該電子裝置之容置部外緣平齊。
4. 如請求項1或2或3所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該感應部係以金屬材料製成。
5. 如請求項1或2或3所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該慣性感測單元包含一多軸加速度感測器。
6. 如請求項4所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該慣性感測單元包含一多軸加速度感測器。
7. 如請求項5所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該慣性感測單元更包含一陀螺儀，該陀螺儀電性連接至微控制器。
8. 如請求項6所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該慣性感測單元更包含一陀螺儀，該陀螺儀電性連接至微控制器。
9. 如請求項1或2或3所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
10. 如請求項4所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
11. 如請求項5所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
12. 如請求項6所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
13. 如請求項7所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
14. 如請求項8所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係為筆型輸入裝置。
15. 如請求項1或2或3所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
16. 如請求項4所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
17. 如請求項5所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該 電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
18. 如請求項6所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
19. 如請求項7所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
20. 如請求項8所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中：該電子裝置係選自：遙控器、多媒體數位遙控器、手持式電話、智慧型手機、手錶型智能手機、多媒體手機、媒體播放器、簡報器、戒指型簡報器、手錶型簡報器、簡報筆、觸控筆、遊戲控制器、個人數位助理、空中滑鼠其中之一。
21. 如請求項1或2或3所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
22. 如請求項4所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
23. 如請求項5所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
24. 如請求項6所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感 應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
25. 如請求項7所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
26. 如請求項8所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
27. 如請求項9所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
28. 如請求項10所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
29. 如請求項11所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
30. 如請求項12所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
31. 如請求項13所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
32. 如請求項14所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
33. 如請求項15所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。
34. 如請求項16所述具有三維輸入介面之電子裝置，其中該感應部之形式係選自圓形、方形、橢圓形、環狀、星形、心形其中之一。