專利名稱：可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種運(yùn)動偵測裝置，尤指一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化 信息的運(yùn)動偵測裝置。
背景技術(shù)：
習(xí)知計算機(jī)用的手寫輸入裝置，通常為一磁性感應(yīng)的手寫數(shù)字板配 合一感應(yīng)筆；或者，為一具有LCD顯示的手寫數(shù)字板配合一感應(yīng)筆。
請參閱圖1所示，為習(xí)知磁性感應(yīng)的手寫數(shù)字板配合感應(yīng)筆的示意
圖。由圖中可知，此種習(xí)用磁性感應(yīng)的手寫數(shù)字板B (以下簡稱為"習(xí) 用磁性手寫板")在使用時，由于一感應(yīng)筆P不會在數(shù)字板B的面板上畫 下任何的軌跡或筆劃，而僅由配合一計算機(jī)主機(jī)C連接的屏幕D上顯示 出其劃出的軌跡。例如使用者使用該感應(yīng)筆P于該數(shù)字板B上書寫"W" 時，透過計算機(jī)主機(jī)C的處理而顯示"W"于該屏幕D上。
然而，當(dāng)使用者利用該習(xí)用磁性手寫板B及該感應(yīng)筆P來做多筆劃 的圖樣或文字的輸入時，無法正確的接續(xù)前一筆劃來續(xù)劃或續(xù)寫，而造 成輸入至計算機(jī)內(nèi)的軌跡數(shù)據(jù)不正確的情況，使用上相當(dāng)?shù)牟环奖恪?br> 另外，對于習(xí)用具有LCD顯示的手寫數(shù)字板而言，其雖可顯示使用 者所劃過的筆劃。然而，其成本極高，價格昂貴， 一般使用者并無法負(fù) 擔(dān)。
再者，不管是使用上述何種方式，其皆需配合手寫數(shù)字板，不但成 本增加，也造成使用者攜帶上的不便性。
另外，關(guān)于"光學(xué)式的運(yùn)動偵測裝置"，其相對于偵測表面而運(yùn)動時， 若"旋轉(zhuǎn)"或"傾斜"此裝置，則往往使得該光學(xué)式的運(yùn)動偵測裝置所 讀取的運(yùn)動軌跡信息產(chǎn)生失真的問題，因而造成該光學(xué)式的運(yùn)動偵測裝 置產(chǎn)生錯誤的運(yùn)動軌跡判斷。
所以，由上可知，目前習(xí)知相關(guān)的手寫輸入裝置，顯然具有不便與 缺失存在，而待加以改善。
因此，本發(fā)明人有感上述缺失的可改善，且依據(jù)多年來從事此方面 的相關(guān)經(jīng)驗，悉心觀察且研究，并配合學(xué)理的運(yùn)用，而提出一種設(shè)計合 理且有效改善上述缺失的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動 偵測裝置。本發(fā)明的運(yùn)動偵測裝置是透過一旋轉(zhuǎn)感測單元及一傾角感測 單元的配合使用，以偵測出該運(yùn)動偵測裝置于使用時所產(chǎn)生的"旋轉(zhuǎn)角 度變化訊號"及"傾斜角度變化訊號"，并且所偵測出的"旋轉(zhuǎn)角度變化 訊號"及"傾斜角度變化訊號"是用以作為校正該運(yùn)動偵測裝置之用， 以使得本發(fā)明的光學(xué)式的運(yùn)動偵測裝置能產(chǎn)生正確的運(yùn)動軌跡判斷。
為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種可 感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置，其包括 一發(fā)光單元(light-emitting unit)、 一傳感器控制單元(sensor control unit)、 一影像感 領(lǐng)!l單元(image sensing unit)、 一旋轉(zhuǎn)感測單元(rotation sensing unit)、 一 傾角感測單元(inclination sensing unit)、 一數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit)、及一運(yùn)算單元(operation unit)。
其中，該發(fā)光單元用于投射一光源至一偵測表面以產(chǎn)生一反射光訊號。該傳感器控制單元用以于提供一系統(tǒng)頻率(system timing clock)。該影像感測單元電性連接于該傳感器控制單元，以接收該反射光訊號。該旋轉(zhuǎn)感測單元電性連接于該傳感器控制單元，以感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號。該傾角感測單元電性連接于該傳感器控制單元，以感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號。
再者，該數(shù)據(jù)儲存單元電性連接于該傳感器控制單元，以儲存該影像感測單元所感測的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號。
另外，該運(yùn)算單元電性連接于該傳感器控制單元及該數(shù)據(jù)儲存單元，并且該運(yùn)算單元分別根據(jù)該影像感測單元所感測的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感 測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，以分別計算出該運(yùn)動偵測裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度、該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度、及該運(yùn)動偵測裝置自身的傾斜角度。
為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法，其包括首先，透過一發(fā)光單元(light-emitting unit)投射一光源至一偵測表面，以產(chǎn)生一反射光訊號；接著，透過一傳感器控制單元(sensor control unit)所提供的一系統(tǒng)頻率(system timing clock),以控制一電性連接于該傳感器控制單元的影像感測單元(image sensing unit),用以接收該反射光訊號；然后，透過 該傳感器控制單元所提供的該系統(tǒng)頻率，以控制一電性連接于該傳感器 控制單元的旋轉(zhuǎn)感測單元(rotation sensing unit),用以感測一運(yùn)動偵測裝置的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號；接下來，透過該傳感器控制單元所提供的該系 統(tǒng)頻率，以控制一電性連接于該傳感器控制單元的傾角感測單元 (inclination sensing unit),用以感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化 訊號。
接著，將該影像感測單元所接收的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元 感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測 該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，皆儲存至一電性連接于該傳 感器控制單元的數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit);然后，透過一電性連 接于該傳感器控制單元及該數(shù)據(jù)儲存單元的運(yùn)算單元(operation unit), 并且根據(jù)該影像感測單元所感測的該反射光訊號，以計算出該運(yùn)動偵測 裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度。
接著，透過該運(yùn)算單元，并且根據(jù)該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測 裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號，以計算出該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角 度；然后，透過該運(yùn)算單元，并且根據(jù)該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測 裝置所得的傾斜角度變化訊號，以計算出該運(yùn)動偵測裝置自身的傾斜角 度；最后，透過所計算出的該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度及傾斜角度， 以校正該運(yùn)動偵測裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度，而使得該 運(yùn)動偵測裝置能輸出正確的運(yùn)動軌跡。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及 功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、 特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而所附圖式僅提供參 考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1為習(xí)知磁性感應(yīng)的手寫數(shù)字板配合感應(yīng)筆的示意圖2為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置的第一實 施例的功能方塊圖3為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置的第二實 施例的功能方塊圖4為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的第一實施例的 剖面示意圖5為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的第二實施例的 剖面示意圖6為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的第三實施例的 剖面示意圖；以及
圖7為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法的流程圖。
主要組件符號說明
一、 習(xí)知
手寫數(shù)位板 B
計算機(jī)主機(jī) C
屏幕 D
感應(yīng)筆 P
二、 本發(fā)明 電路板 3 發(fā)光單元 50 照明透鏡 501 傳感器控制單元51
發(fā)光組件 500
影像感測單元 52 線性感測組件陣列520
成像透鏡 521
旋轉(zhuǎn)感測單元 53
傾角感測單元 54
數(shù)據(jù)儲存單元 55
運(yùn)算單元 56
芯片 A
光源 L
運(yùn)動偵測裝置 M
反射光訊號 R
偵測表面 S
具體實施例方式
請參閱圖2所示，為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測 裝置的第一實施例的功能方塊圖。由圖中可知，本發(fā)明所提供的可感測 旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置M，包括 一發(fā)光單元(light-emitting unit) 50、 一傳感器控制單元(sensor control unit) 51、 一影像感測單元 (image sensing unit) 52、 一旋轉(zhuǎn)感湖lj單元(rotation sensing unit) 53、 一 傾角感測單元(inclination sensing unit) 54、 一數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit) 55、及一運(yùn)算單元(operationunit) 56。
其中，該發(fā)光單元50用于投射一光源L至一偵測表面S以產(chǎn)生一反 射光訊號R。該傳感器控制單元51用于提供一系統(tǒng)頻率(system timing clock)。此外，該影像感測單元52電性連接于該傳感器控制單元51，以 接收該反射光訊號R。
再者，該旋轉(zhuǎn)感測單元53電性連接于該傳感器控制單元51，以感測 該運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號。其中，該旋轉(zhuǎn)感測單元53可 由"一磁場感應(yīng)器"所組成。換言之，該運(yùn)動偵測裝置M于偵測該偵測 表面S的運(yùn)動的同時，其裝置自身會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變化。由于該運(yùn)動偵測裝 置M在旋轉(zhuǎn)時，其與地球磁場(磁北)的夾角會隨著旋轉(zhuǎn)程度大小有所 變化，所以透過該旋轉(zhuǎn)感測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M旋轉(zhuǎn)時的夾 角變化，使得該旋轉(zhuǎn)感測單元53感應(yīng)到不同的"磁場強(qiáng)度變化量"，進(jìn) 而計算出該運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化信息。
再者，該旋轉(zhuǎn)感測單元53電性連接于該傳感器控制單元51，以感測 該運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號。其中，該旋轉(zhuǎn)感測單元53可 由"一角速度感應(yīng)器"(例如陀螺儀)所組成。換言之，該運(yùn)動偵測裝 置M于偵測該偵測表面S的運(yùn)動的同時，其裝置自身會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變化。 由于該運(yùn)動偵測裝置M在旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生一角動量變化，所以透過該旋轉(zhuǎn) 感測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M旋轉(zhuǎn)時的角動量變化，進(jìn)而計算出 該運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化信息。
此外，該傾角感測單元54電性連接于該傳感器控制單元51，以感測 該運(yùn)動偵測裝置M的傾斜角度變化訊號。其中，該傾角感測單元54可 由一加速度感應(yīng)器所組成。換言之，該運(yùn)動偵測裝置M于偵測該偵測表 面S的運(yùn)動的同時，其裝置自身會產(chǎn)生傾斜變化。由于該運(yùn)動偵測裝置 M在傾斜時，其與地球表面夾角會隨著傾斜程度大小有所變化，所以透 過該傾角感測單元54感測該運(yùn)動偵測裝置M傾斜時的夾角變化，使得 該傾角感測單元54感應(yīng)到不同的"重力變化量"，進(jìn)而計算出該運(yùn)動偵 測裝置M的傾斜角度變化信息。
再者，該數(shù)據(jù)儲存單元55電性連接于該傳感器控制單元51 (該數(shù)據(jù)
儲存單元55也可電性連接于該影像感測單元52、該旋轉(zhuǎn)感測單元53及 該傾角感測單元54)，以儲存該影像感測單元52所感測的該反射光訊號 R、該旋轉(zhuǎn)感測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及 該傾角感測單元54感測該運(yùn)動偵測裝置M的傾斜角度變化訊號。
另外，該運(yùn)算單元56電性連接于該傳感器控制單元51及該數(shù)據(jù)儲 存單元55，并且該運(yùn)算單元56分別根據(jù)該影像感測單元52所感測的該 反射光訊號R、該旋轉(zhuǎn)感測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的旋轉(zhuǎn)角 度變化訊號、及該傾角感測單元54感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的傾斜 角度變化訊號，以分別計算出該運(yùn)動偵測裝置M相對于該偵測表面S的 運(yùn)動方向及速度、該運(yùn)動偵測裝置M自身的旋轉(zhuǎn)角度、及該運(yùn)動偵測裝 置M自身的傾斜角度。
請參閱圖3所示，為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測 裝置的第二實施例的功能方塊圖。由圖中可知，第二實施例與第一實施 例最大的不同在于第二實施例的該影像感測單元52、該旋轉(zhuǎn)感測單元 53及該傾角感測單元54內(nèi)建于同一芯片A內(nèi)。
請參閱圖4所示，為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的 第一實施例的剖面示意圖。由圖中可知，該發(fā)光單元50由一發(fā)光組件500 與一照明透鏡(CollimatingLens) 501所組成，其中該發(fā)光組件500電性 連接至一電路板3，并且該照明透鏡501的鏡面可為一球面或非球面。此 夕卜，該發(fā)光單元50的光源可為一同調(diào)光源(coherent light)或一非同調(diào) 光源。亦即，該發(fā)光組件500可為一同調(diào)發(fā)光組件或一非同調(diào)發(fā)光組件。
再者，以該發(fā)光組件500為一同調(diào)發(fā)光組件為例，該發(fā)光單元50由 一同調(diào)發(fā)光組件與該照明透鏡(CollimatingLens) 501所組成，并且該發(fā) 光組件500可由一或多個雷射光源(Laser)或面射型雷射(VCSEL)光
源所組成。此外，以該發(fā)光組件500為一非同調(diào)發(fā)光組件為例，該發(fā)光 單元50由一非同調(diào)發(fā)光組件與該照明透鏡(Collimating Lens) 501所組 成，并且該非同調(diào)發(fā)光組件可由一或多個發(fā)光二極管(LED)所組成。
另外，該影像感測單元52也可由一線性感測組件陣列(Linear sensor array) 520與一成像透鏡(Imaging Lens) 521所組成。其中，該線性感 測組件陣列520電性連接至該電路板3上。
請參閱圖5所示，為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的 第二實施例的剖面示意圖。由圖中可知，圖5的第二實施例與圖4的第 一實施例最大的不同在于 一發(fā)光單元50鄰為一發(fā)光組件501 (省略第 一實施例中照明透鏡502的使用)，并且該發(fā)光單元50'的光源可為一同 調(diào)光源(coherentlight)或一非同調(diào)光源。亦即，該發(fā)光組件501可為一 同調(diào)發(fā)光組件或一非同調(diào)發(fā)光組件。
請參閱圖6所示，為本發(fā)明的發(fā)光單元與影像感測單元相互配合的 第三實施例的剖面示意圖。由圖中可知，圖6的第三實施例與圖5的第 二實施例最大的不同在于第三實施例是省略第二實施例中該成像透鏡 521的使用，因此一影像感測單元52'即為一線性感測組件陣列520 (或 多個線性感測組件陣列520的組成亦可)。
請參閱圖7所示，為本發(fā)明可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測 方法的流程圖。由圖1配合圖6的流程圖中可知，本發(fā)明所揭露的一種 可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法，其包括首先，透過一發(fā) 光單元(light-emitting unit) 50投射一光源L至一偵測表面S，以產(chǎn)生一 反射光訊號R(S100);接著，透過一傳感器控制單元(sensor control unit) 51所提供的一系統(tǒng)頻率(system timing clock),以控制一電性連接于該傳 感器控制單元51的影像感測單元(image sensing unit) 52，用以接收該
反射光訊號R (S102)。
然后，透過該傳感器控制單元51所提供的該系統(tǒng)頻率，以控制一電 性連接于該傳感器控制單元51的旋轉(zhuǎn)感測單元(rotation sensing unit)53， 用以感測一運(yùn)動偵測裝置M的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號(S104);接下來，透 過該傳感器控制單元51所提供的該系統(tǒng)頻率，以控制一電性連接于該傳 感器控制單元51的傾角感測單元(inclination sensing unit) 54，用以感測 該運(yùn)動偵測裝置M的傾斜角度變化訊號(S106)。
接著，將該影像感測單元52所接收的該反射光訊號R，儲存至一電 性連接于該傳感器控制單元51的數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit) 55 (S10S)，其中該影像感測單元52可電性連接或不電性連接于該數(shù)據(jù)儲 存單元55;將該旋轉(zhuǎn)感測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的旋轉(zhuǎn)角 度變化訊號，儲存至該電性連接于該傳感器控制單元51的數(shù)據(jù)儲存單元 55 (SU0)，其中該旋轉(zhuǎn)感測單元53可電性連接或不電性連接于該數(shù)據(jù) 儲存單元55;并且，將該傾角感測單元54感測該運(yùn)動偵測裝置M所得 的傾斜角度變化訊號，儲存至該電性連接于該傳感器控制單元51的數(shù)據(jù) 儲存單元55 (S112)，其中該傾角感測單元54可電性連接或不電性連接 于該數(shù)據(jù)儲存單元55。
因此，上述該影像感測單元52所接收的該反射光訊號R、該旋轉(zhuǎn)感 測單元53感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角 感測單元54感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的傾斜角度變化訊號，皆直接 地(directly)儲存至該數(shù)據(jù)儲存單元55、或間接地(indirectly)透過該 傳感器控制單元51以儲存至該數(shù)據(jù)儲存單元55。
然后，透過一電性連接于該傳感器控制單元51及該數(shù)據(jù)儲存單元55 的運(yùn)算單元(operation unit) 56，并且根據(jù)該影像感測單元52所感測的
該反射光訊號R，以計算出該運(yùn)動偵測裝置M相對于該偵測表面S的運(yùn) 動方向及速度(S114)。
接著，透過該運(yùn)算單元56，并且根據(jù)該旋轉(zhuǎn)感測單元53感測該運(yùn)動 偵測裝置M所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號，以計算出該運(yùn)動偵測裝置M自身 的旋轉(zhuǎn)角度(S116);然后，透過該運(yùn)算單元56，并且根據(jù)該傾角感測單 元54感測該運(yùn)動偵測裝置M所得的傾斜角度變化訊號，以計算出該運(yùn) 動偵測裝置M自身的傾斜角度(S118);最后，透過所計算出的該運(yùn)動 偵測裝置M自身的旋轉(zhuǎn)角度及傾斜角度，以校正該運(yùn)動偵測裝置M相對 于該偵測表面S的運(yùn)動方向及速度，而使得該運(yùn)動偵測裝置M能輸出正 確的運(yùn)動軌跡(S120)。
綜上所述，本發(fā)明的運(yùn)動偵測裝置M是透過該旋轉(zhuǎn)感測單元53及 該傾角感測單元54的配合使用，以偵測出該運(yùn)動偵測裝置M于使用時 所產(chǎn)生的"旋轉(zhuǎn)角度變化訊號"及"傾斜角度變化訊號"，并且所偵測出 的"旋轉(zhuǎn)角度變化訊號"及"傾斜角度變化訊號"是用以作為校正該運(yùn) 動偵測裝置M之用，以使得本發(fā)明的光學(xué)式的運(yùn)動偵測裝置M能產(chǎn)生正 確的運(yùn)動軌跡判斷。
但，以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施例的詳細(xì)說明與圖式， 而本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范 圍應(yīng)以申請專利范圍為準(zhǔn)，凡合于本發(fā)明申請專利范圍的精神與其類似 變化的實施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何熟悉該項技藝者在本 發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本發(fā)明的專利范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置，其特征在于包括一發(fā)光單元(light-emitting unit)，其用于投射一光源至一偵測表面以產(chǎn)生一反射光訊號；一傳感器控制單元(sensor control unit)，其用以于提供一系統(tǒng)頻率(system timing clock)；一影像感測單元(image sensing unit)，其電性連接于該傳感器控制單元，以接收該反射光訊號；一旋轉(zhuǎn)感測單元(rotation sensing unit)，其電性連接于該傳感器控制單元，以感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號；一傾角感測單元(inclination sensing unit)，其電性連接于該傳感器控制單元，以感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號；一數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit)，其電性連接于該傳感器控制單元，以儲存該影像感測單元所感測的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號；以及一運(yùn)算單元(operation unit)，其電性連接于該傳感器控制單元及該數(shù)據(jù)儲存單元，并且該運(yùn)算單元分別根據(jù)該影像感測單元所感測的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，以分別計算出該運(yùn)動偵測裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度、該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度、及該運(yùn)動偵測裝置自身的傾斜角度。
2、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置，其特征在于該發(fā)光單元為一同調(diào)發(fā)光組件的光源，并且該同調(diào)發(fā)光組件是由一或多個雷射光源(Laser)或面射型雷射(VCSEL)光源所組成。
3、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該發(fā)光單元由一同調(diào)發(fā)光組件與一照明透鏡(Collimating Lens)所組成，并且該照明透鏡(CollimatingLens)的鏡面為一球面或非 球面。
4、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該發(fā)光單元為一非同調(diào)發(fā)光組件的光源，并且該非同調(diào)發(fā) 光組件是由一或多個發(fā)光二極管(LED)所組成。
5、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該發(fā)光單元由一非同調(diào)發(fā)光組件與一照明透鏡(Collimating Lens)所組成，并且該照明透鏡(CollimatingLens)的鏡面為一球面或非 球面。
6、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該影像感測單元由一或多個線性感測組件陣列所組成。
7、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該影像感測單元由一線性感測組件陣列與一成像透鏡(ImagingLens)所組成。
8、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該旋轉(zhuǎn)感測單元由 一磁場感應(yīng)器或一角速度感應(yīng)器所組成， 該傾角感測單元由一加速度感應(yīng)器所組成，并且該角速度感應(yīng)器為一陀 螺儀。
9、 如權(quán)利要求1所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置， 其特征在于該影像感測單元、該旋轉(zhuǎn)感測單元及該傾角感測單元內(nèi)建 于同一芯片內(nèi)，并且該數(shù)據(jù)儲存單元電性連接于該旋轉(zhuǎn)感測單元及該傾 角感測單元。
10、 一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法，其特征在于 包括透過一發(fā)光單元(light-emitting unit)投射一光源至一偵測表面，以 產(chǎn)生一反射光訊號；透過一傳感器控制單元(sensor control unit)所提供的一系統(tǒng)頻率 (system timing clock),以控制一電性連接于該傳感器控制單元的影像感 測單元(image sensing unit),用以接收該反射光訊號；透過該傳感器控制單元所提供的該系統(tǒng)頻率，以控制一電性連接于 該傳感器控制單元的旋轉(zhuǎn)感測單元(rotation sensing unit),用以感測一運(yùn) 動偵測裝置的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號；透過該傳感器控制單元所提供的該系統(tǒng)頻率，以控制一電性連接于 該傳感器控制單元的傾角感測單元(inclination sensing unit),用以感測該 運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號；將該影像感測單元所接收的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該 運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測該運(yùn)動 偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，皆儲存至一電性連接于該傳感器控 制單元的數(shù)據(jù)儲存單元(data storing unit);透過一電性連接于該傳感器控制單元及該數(shù)據(jù)儲存單元的運(yùn)算單元 (operation unit),并且根據(jù)該影像感測單元所感測的該反射光訊號，以 計算出該運(yùn)動偵測裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度；透過該運(yùn)算單元，并且根據(jù)該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所 得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號，以計算出該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度；透過該運(yùn)算單元，并且根據(jù)該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所 得的傾斜角度變化訊號，以計算出該運(yùn)動偵測裝置自身的傾斜角度；以 及透過所計算出的該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度及傾斜角度，以校 正該運(yùn)動偵測裝置相對于該偵測表面的運(yùn)動方向及速度，而使得該運(yùn)動 偵測裝置能輸出正確的運(yùn)動軌跡。
11、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該發(fā)光單元為一同調(diào)發(fā)光組件的光源，并且該同調(diào)發(fā) 光組件是由一或多個雷射光源(Laser)或面射型雷射(VCSEL)光源所 組成。
12、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該發(fā)光單元由一同調(diào)發(fā)光組件與一照明透鏡(Collimating Lens)所組成，并且該照明透鏡(CollimatingLens)的鏡面為一球面或非 球面。
13、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該發(fā)光單元為一非同調(diào)發(fā)光組件的光源，并且該非同 調(diào)發(fā)光組件是由一或多個發(fā)光二極管(LED)所組成。
14、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該發(fā)光單元由一非同調(diào)發(fā)光組件與一照明透鏡(CollimatingLens)所組成，并且該照明透鏡(CollimatingLens)的鏡面 為一球面或非球面。
15、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該影像感測單元由一或多個線性感測組件陣列所組成。
16、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法，其特征在于該影像感測單元由一線性感測組件陣列與一成像透鏡(ImagingLens)所組成。
17、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該旋轉(zhuǎn)感測單元由一磁場感應(yīng)器或一角速度感應(yīng)器所 組成，該傾角感測單元由一加速度感應(yīng)器所組成，并且該角速度感應(yīng)器 為一陀螺儀。
18、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該影像感測單元、該旋轉(zhuǎn)感測單元及該傾角感測單元 內(nèi)建于同一芯片內(nèi)。
19、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方法，其特征在于該影像感測單元所接收的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，皆直接地(directly)儲 存至該數(shù)據(jù)儲存單元。
20、 如權(quán)利要求IO所述的可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測方 法，其特征在于該影像感測單元所接收的該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)感測 單元感測該運(yùn)動偵測裝置所得的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號、及該傾角感測單元 感測該運(yùn)動偵測裝置所得的傾斜角度變化訊號，皆間接地(indirectly)透 過該傳感器控制單元以儲存至該數(shù)據(jù)儲存單元。
全文摘要
一種可感測旋轉(zhuǎn)與傾斜變化信息的運(yùn)動偵測裝置，其包括一發(fā)光單元、一傳感器控制單元、一影像感測單元、一旋轉(zhuǎn)感測單元、一傾角感測單元、一數(shù)據(jù)儲存單元及一運(yùn)算單元。該影像感測單元用以接收一反射光訊號。該旋轉(zhuǎn)感測單元用以感測該運(yùn)動偵測裝置的旋轉(zhuǎn)角度變化訊號。該傾角感測單元用以感測該運(yùn)動偵測裝置的傾斜角度變化訊號。該運(yùn)算單元分別根據(jù)該反射光訊號、該旋轉(zhuǎn)及傾斜角度變化訊號，以分別計算出該運(yùn)動偵測裝置相對于一偵測表面的運(yùn)動方向及速度、該運(yùn)動偵測裝置自身的旋轉(zhuǎn)角度、及該運(yùn)動偵測裝置自身的傾斜角度。
文檔編號G06F3/041GK101206549SQ200610167850
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者呂育維, 李雅倫, 鄭家駒 申請人:敦南科技股份有限公司