TW201303652A - 三維輸入感測系統 - Google Patents
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Abstract
一種三維輸入感測系統，包括：一三維輸入裝置，包含至少一個感測三維輸入裝置的移動，並對應產生一感測訊號的三維移動感測單元，一收集感測訊號的感測訊號收集單元，及一將感測訊號發射出去的第一射頻收發單元；一主機，包含一接收該感測訊號的第二射頻收發單元，及一個對該感測訊號進行運算，以求得三維輸入裝置的三維座標資訊的運算單元；一電源管理單元，設在該三維輸入裝置或該主機其中之一，並根據該感測訊號或該三維座標資訊其中之一，判斷該三維輸入裝置未移動達到一預設時間時，暫停供電給感測訊號收集單元及第一射頻收發單元。
Description
本發明是有關於一種輸入感測系統，特別是指一種三維輸入感測系統。
參見圖1所示，習知的三維輸入裝置1主要具有複數個用以感測三維輸入裝置1之移動方向的三維移動感測器11~13，例如陀螺儀(Gyroscope)11、加速規(Accelerometer)12及電子羅盤(E-compass)13，以及一個微控制器14，其中包含一個運算單元15、一個電源管理單元16及一個射頻收發單元17。運算單元15接收來自三維移動感測器11~13的感測訊號，並根據該等感測訊號加以運算以得到三維輸入裝置1的一三維指標訊號後，透過射頻收發單元17傳送至一主機2的射頻收發單元21，供主機1的中央處理單元(或微控制器)22根據該三維指標訊號執行對應的動作。同時，三維輸入裝置1的電源管理單元16會根據運算單元15產生的三維指標訊號，判斷三維輸入裝置1是否持續一段時間沒有移動，若是，則令電池18暫停供電給運算單元15及射頻收發單元17，直到該等三維移動感測器11~13再次感測到三維輸入裝置1移動，並輸出感測訊號給電源管理單元16，電源管理單元16才會令電池18恢復供電給運算單元15及射頻收發單元17，藉此，節省電池18的電力消耗。
由於三維輸入裝置1的電源主要來自於內建的充電電池18，電力有限，然設置在三維輸入裝置1端的運算單元15在運算過程不但會消耗大量電力，使三維輸入裝置1的電池18電力無法持久，而且會縮短電池18的使用壽命。
因此，有必要提出一個新的辦法來解決上述問題。
因此，本發明之目的，即在提供一種可減少三維輸入裝置的電力消耗、提高電池使用壽命，並降低三維輸入裝置的成本的三維輸入感測系統。
為達到上述目的，本發明的三維輸入感測系統，包括一三維輸入裝置及一主機。
該三維輸入裝置，包含至少一三維移動感測單元、一感測訊號收集單元及一第一射頻收發單元，該三維移動感測單元感測該三維輸入裝置在三維方向的移動，並對應產生一感測訊號，該感測訊號收集單元收集該感測訊號並輸出至該第一射頻收發單元，使將該感測訊號調變成一射頻訊號並發射出去。
該主機，包含一第二射頻收發單元及一運算單元，該第二射頻收發單元接收該第一射頻收發單元發射出去的該射頻訊號，並由該射頻訊號解調出該感測訊號，該運算單元對該感測訊號進行運算處理，以求得該三維輸入裝置的三維座標資訊，使該主機據以執行相對應的動作。
該電源管理單元設在該三維輸入裝置或該主機其中之一，並根據該感測訊號或該三維座標資訊其中之一，判斷該三維輸入裝置未移動達到一預設時間時，即暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
較佳地，該三維輸入裝置還包含一電池，且該電源管理單元設在該三維輸入裝置中，用以管理該電池之電力，該電源管理單元根據該感測訊號收集單元提供之該感測訊號，判斷該三維輸入裝置未移動達到該預設時間時，即令該電池暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
較佳地，當該電源管理單元在暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元的情況下，該電源管理單元再次收到該感測訊號並根據該感測訊號判斷該三維輸入裝置移動時，該電源管理單元即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
較佳地，該三維輸入裝置更包含一與該電源管理單元電耦接的鍵盤，當該電源管理單元在暫停供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元的情況下，收到該鍵盤輸出的一按鍵訊號時，即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元。
本發明藉由將運算單元設置在主機端，除了可減少三維輸入裝置的電力消耗外，電源管理單元還可根據三維移動感測單元的感測訊號，判斷三維輸入裝置是否持續一段時間沒有移動，並藉此暫停供電給感測訊號收集單元及第一射頻收發單元，以進一步節省三維輸入裝置的電池電力，並使三維輸入裝置的微控制器的功能更為簡化，而降低購置微控制器的成本，達到本發明的功效和目的。
此外，較佳地，該電源管理單元設在該主機中，且該三維輸入裝置還包含一電池及一受該電源管理單元控制之電源控制單元，該電源管理單元是根據該運算單元求得之該三維輸入裝置的三維座標資訊，判斷該三維輸入裝置未移動達到一預設時間時，即產生一關閉電源訊號經由該第二射頻收發單元及該第一射頻收發單元傳送給該電源控制單元，使控制該電池暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
較佳地，當該電源控制單元在暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元的情況下，該電源控制單元再次收到來自該三維移動感測單元的該感測訊號，並根據該感測訊號判斷該三維輸入裝置移動時，該電源控制單元即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
較佳地，該三維輸入裝置更包含一與該電源控制單元電耦接的鍵盤，當該電源控制單元在暫停供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元的情況下，收到該鍵盤輸出的一按鍵訊號時，即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元。
較佳地，該三維移動感測單元是一陀螺儀、一加速規或一電子羅盤。
本發明藉由將運算單元及電源管理單元設置在主機端，除了可減少三維輸入裝置的電力消耗外，電源管理單元還可根據運算單元提供的三維輸入裝置之三維座標資訊，判斷三維輸入裝置是否持續一段時間沒有移動，並藉此控制電源控制單元暫停供電給感測訊號收集單元及第一射頻收發單元，而進一步節省三維輸入裝置的電池電力，並使三維輸入裝置的微控制器功能更為簡化，而降低設置微控制器的成本，達到本發明的功效和目的。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參見圖2所示，本發明三維輸入感測系統的第一較佳實施例包括一個三維輸入裝置3及一個主機4。
三維輸入裝置3可以是例如三維指向裝置(3D positioning device)、三維滑鼠(3D mouse)、遙控器或搖桿等周邊裝置，其包含至少一個三維移動感測單元、一個感測訊號收集單元34、一個電源管理單元35、一個第一射頻收發單元36及一內建的電池38。其中感測訊號收集單元34、電源管理單元35及第一射頻收發單元36整合於一微控制器30。
在本實施例中，使用三個三維移動感測單元，例如陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33來分別感測三維輸入裝置3在三維方向的角速度、加速速及移動量，並產生對應的一感測訊號。
感測訊號收集單元34與陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33電耦接以收集陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33產生的感測訊號，並將該等感測訊號輸出至電源管理單元35及第一射頻收發單元36。
第一射頻收發單元36將該等感測訊號調變成一射頻訊號並發射出去。
電源管理單元35主要負責管理電池38的電力，並控制電池38提供電力給陀螺儀31、加速規32、電子羅盤33、感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36。
且電源管理單元35可根據感測訊號收集單元34提供的該等感測訊號，判斷三維輸入裝置3是否持續一段時間未移動，例如陀螺儀31持續一段時間輸出接近零，或者加速規32或電子羅盤33持續一段時間輸出的值皆接近相同，若是，電源管理單元35則令電池38暫停供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36，使感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36在三維輸入裝置3未移動的這段時間內暫停運作，以節省電池38的電力。
此外，電源管理單元35還與陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33電耦接，以持續接收陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33輸出的感測訊號。因此，在暫停供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36的情況下，當電源管理單元35發現陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33至少其中之一輸出的感測訊號與先前接收到的不同，例如陀螺儀31輸出不為零，或者加速規32或電子羅盤33輸出的值與先前輸出的值不同，表示三維輸入裝置3有被移動，則電源管理單元35令電池38恢復供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36，以繼續收集陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33輸出的感測訊號並傳送至主機4端。
另外，電源管理單元35除了藉由陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33輸出的感測訊號來判斷是否恢復供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36外，另一做法是在三維輸入裝置3中設置一與電源管理單元35電耦接的鍵盤37，藉此，在電源管理單元35暫停供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36以及陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33的情況下，當鍵盤37被按壓而輸出一按鍵訊號給電源管理單元35時，電源管理單元35即恢復供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36以及陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33。
再參見圖2，主機4是一受控裝置，其可以是一電視、一桌上型電腦、一筆記型電腦、一數位相機、一攝影機、一投影裝置、一行動裝置、一個人數位助理、一導航器、一媒體播放機、一資訊家電、一電視遊樂器、一掌上型電動玩具或一遙控飛機...等可被遙控的電子裝置，其主要包含一第二射頻收發單元41及一運算單元42，其中運算單元42整合於主機4的中央處理單元43中。第二射頻收發單元41接收來自第一射頻收發單元36的射頻訊號，並解調射頻訊號以從中取出該等感測訊號後，輸出至運算單元42。運算單元42根據該等感測訊號加以運算，以求得三維輸入裝置3的三維座標資訊，使中央處理單元43據以執行相對應的動作或功能。由於主機4端使用穩定的電源，因此運算單元42運算過程的電力消耗對主機4不會構成一嚴重的問題，而且主機4端的中央處理單元43的運算能力通常較強。
另外，值得一提的是，本實施例雖採用了三個三維移動感測單元31-33，但也可以只使用一個陀螺儀31、一個加速規32、一個陀螺儀31和一個電子羅盤33或一個加速規32和一個電子羅盤33。
由上述說明可知，將運算單元42設置在主機4端，除了可減少三維輸入裝置3的電力消耗外，電源管理單元35還可根據陀螺儀31、加速規32及電子羅盤33的感測訊號判斷三維輸入裝置是否持續一段時間沒有移動，並藉此暫停供電給感測訊號收集單元34及第一射頻收發單元36，以進一步節省三維輸入裝置3的電池電力，並使三維輸入裝置3的微控制器30的功能更為簡化，而降低購置微控制器30的成本。
再參見圖3所示，是本發明三維輸入感測系統的第二較佳實施例，其同樣包括一個三維輸入裝置5及一個主機6。
三維輸入裝置5亦包含三個三維移動感測單元，例如陀螺儀51、加速規52和電子羅盤53、一感測訊號收集單元54、一電源控制單元55、一第一射頻收發單元56及一內建的電池57。其中電源控制單元55用以控制電池57是否供電給陀螺儀51、加速規52、電子羅盤53、感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56。且感測訊號收集單元54、電源控制單元55和第一射頻收發單元56整合於一微控制器50。
感測訊號收集單元54與陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53電耦接，以收集陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53產生的感測訊號，並將該等感測訊號輸出至第一射頻收發單元56，使將該等感測訊號調變成一射頻訊號並發射出去。
如圖3所示，主機6包含一第二射頻收發單元61、一運算單元62及一電源管理單元63。其中運算單元62及電源管理單元63整合在主機6的一中央處理單元64(或一微控制器)中。
第二射頻收發單元61接收三維輸入裝置5之第一射頻收發單元56發出的射頻訊號，並從中解調出該等感測訊號後，將該等感測訊號輸出至運算單元62。運算單元62根據該等感測訊號進行運算，以求得三維輸入裝置5的三維座標資訊，使中央處理單元64能據以執行相對應的動作或功能。
同時，運算單元62將三維輸入裝置5的座標資訊提供給電源管理單元63，使根據三維輸入裝置5的三維座標資訊，判斷三維輸入裝置5是否持續一段時間沒有移動，若是，則產生一關閉電源訊號經由第二射頻發射單元61調變成一射頻訊號並發送至三維輸入裝置5，且經由三維輸入裝置5的第一射頻收發單元56接收並解調出該關閉電源訊號後，送至電源控制單元55，使根據該關閉電源訊號控制電池57暫停供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56。
此外，電源控制單元55亦與陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53電耦接，因此，在暫停供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56的情況下，當電源控制單元55發現陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53至少其中之一輸出的感測訊號與先前接收的不同，例如陀螺儀51輸出不為零，或者加速規52或電子羅盤53輸出的值與先前輸出的值不同，表示三維輸入裝置5有被移動，電源控制單元55則令電池57恢復供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56，使繼續收集陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53輸出的感測訊號並傳送至主機6端。
此外，電源控制單元55除了判斷藉由陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53輸出的感測訊號來恢復供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56外，本實施例的另一做法是在三維輸入裝置5中設置一與電源控制單元55電耦接的鍵盤58，在電源控制單元55暫停供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56以及陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53的情況下，當鍵盤58被按壓而輸出一按鍵訊號給電源供應單元55時，電源供應單元55即令電池57恢復供電給感測訊號收集單元54、第一射頻收發單元56、陀螺儀51、加速規52及電子羅盤53。
同樣地，本實施例將運算單元62及電源管理單元63設置在主機4端，除了可減少三維輸入裝置5的電力消耗外，電源管理單元63還可根據運算單元62提供的三維輸入裝置之三維座標資訊，判斷三維輸入裝置5是否持續一段時間沒有移動，並藉此控制電源控制單元55暫停供電給感測訊號收集單元54及第一射頻收發單元56，而進一步節省三維輸入裝置5的電池電力，並使三維輸入裝置5的微控制器50功能更為簡化，而降低設置微控制器50的成本。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3、5．．．三維輸入裝置
4、6．．．主機
30、50．．．微控制器
31、51．．．陀螺儀
32、52．．．加速器
33、53．．．電子羅盤
34、54．．．感測訊號收集單元
35、63．．．電源管理單元
36、56．．．第一射頻收發單元
37．．．鍵盤
38．．．電池
41、61．．．第二射頻收發單元
42、62．．．運算單元
43、64．．．中央處理單元
55．．．電源控制單元
57．．．電池
58．．．鍵盤
圖1是習知一種三維輸入裝置的電路方塊圖；
圖2是本發明三維輸入感測系統的第一較佳實施例的三維輸入裝置及主機的電路方塊圖；及
圖3是本發明三維輸入感測系統的第二較佳實施例的三維輸入裝置及主機的電路方塊圖。
3．．．三維輸入裝置
4．．．主機
30．．．微控制器
31．．．陀螺儀
32．．．加速器
33．．．電子羅盤
34．．．感測訊號收集單元
35．．．電源管理單元
36．．．第一射頻收發單元
37．．．鍵盤
38．．．電池
41．．．第二射頻收發單元
42．．．運算單元
43．．．中央處理單元
Claims (8)
- 一種三維輸入感測系統，包括：一三維輸入裝置，包含至少一三維移動感測單元、一感測訊號收集單元及一第一射頻收發單元，該三維移動感測單元感測該三維輸入裝置在三維方向的移動，並對應產生一感測訊號，該感測訊號收集單元收集該感測訊號並輸出至該第一射頻收發單元，使將該感測訊號調變成一射頻訊號並發射出去；一主機，包含一第二射頻收發單元及一運算單元，該第二射頻收發單元接收該第一射頻收發單元發射出去的該射頻訊號，並由該射頻訊號解調出該感測訊號，該運算單元對該感測訊號進行運算處理，以求得該三維輸入裝置的三維座標資訊，使該主機據以執行相對應的動作；及一電源管理單元，設在該三維輸入裝置或該主機其中之一，並根據該感測訊號或該三維座標資訊其中之一，判斷該三維輸入裝置未移動達到一預設時間時，即暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
- 依據申請專利範圍第1項所述的三維輸入感測系統，其中該三維輸入裝置還包含一電池，且該電源管理單元設在該三維輸入裝置中，用以管理該電池之電力，該電源管理單元根據該感測訊號收集單元提供之該感測訊號，判斷該三維輸入裝置未移動達到該預設時間時，即令該電池暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
- 依據申請專利範圍第2項所述的三維輸入感測系統，其中當該電源管理單元在暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元的情況下，該電源管理單元再次收到該感測訊號並根據該感測訊號判斷該三維輸入裝置移動時，該電源管理單元即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
- 依據申請專利範圍第2項所述的三維輸入感測系統，其中該三維輸入裝置更包含一與該電源管理單元電耦接的鍵盤，當該電源管理單元在暫停供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元的情況下，收到該鍵盤輸出的一按鍵訊號時，即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元。
- 依據申請專利範圍第1項所述的三維輸入感測系統，其中該電源管理單元設在該主機中，且該三維輸入裝置還包含一電池及一受該電源管理單元控制之電源控制單元，該電源管理單元是根據該運算單元求得之該三維輸入裝置的三維座標資訊，判斷該三維輸入裝置未移動達到一預設時間時，即產生一關閉電源訊號經由該第二射頻收發單元及該第一射頻收發單元傳送給該電源控制單元，使控制該電池暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
- 依據申請專利範圍第5項所述的三維輸入感測系統，其中當該電源控制單元在暫停供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元的情況下，該電源控制單元再次收到來自該三維移動感測單元的該感測訊號，並根據該感測訊號判斷該三維輸入裝置移動時，該電源控制單元即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元及該第一射頻收發單元。
- 依據申請專利範圍第5項所述的三維輸入感測系統，其中該三維輸入裝置更包含一與該電源控制單元電耦接的鍵盤，當該電源控制單元在暫停供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元的情況下，收到該鍵盤輸出的一按鍵訊號時，即令該電池恢復供電給該感測訊號收集單元、該第一射頻收發單元及該三維移動感測單元。
- 依據申請專利範圍第1項所述的三維輸入感測系統，其中該三維移動感測單元是一陀螺儀、一加速規或一電子羅盤。
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