专利名称：可侦测运动方向的可携式电子装置及其使用的侦测方法
技术领域：
本发明涉及侦测方法，尤其更有关于侦测电子装置的运动方向的侦测方法。
背景技术：
现代科技产业蓬勃发展，各式的电子装置充斥在生活之中，而其中最重要的，即为 各种具有不同功能的可携式电子装置。可携式的电子装置具有体积小及耗电量低的特性， 适合使用者随身携带，以便随时使用，因此许多电子装置的开发皆以此方向作为产品的目 标。目前常见者例如移动电话、MP3随身听及数字相机等，皆为配合技术的研发，将产品的 便利性与普及性推向另一个高峰。而一旦这些电子装置可随身携带，需求量也开始以飞快的速度成长，为适应不同 族群使用者的需求，业者随即开始开发各种附加的功能。例如，于移动电话或MP3随身听上 附加拍照功能、屏幕附加触控式功能、以及附加无线上网功能等，都令这些可携式电子装置 对使用者来讲更具吸引力。而近来，例如苹果(Apple)所推出的I-Phone，或宏达电子所推 出的HTC Touch Diamond等触控式手机，更俱备了翻转的侦测功能，替移动电话的市场开启 了另一扇大门。除了上述两款触控式手机之外，目前市场上实已推出许多俱备翻转侦测功能的可 携式电子装置，主要运用内部设置的一加速度计(Accelerometer)或一陀螺仪(Gyro)来实 现。侦测电子装置的倾斜角度及速度，并经程序的撰写，对于不同的倾斜方向、角度及速度 等，给予不同意义的指令，令使用者可通过翻转动作来操控这些电子装置，甚至可在这些电 子装置上进行交互式的游戏。然而，上述这些电子装置，仅侦测自身装置翻转的动作，对于二维空间下的平移， 并没有多做解释及运用，实为可惜。再者，该加速度计及该陀螺仪皆为电子装置所必需额外 设置的组件，虽不致于太过昂贵，但若以大量生产为目的，仍需增加不少额外的生产成本。有鉴于上述缺失，市场上实需提供一种新颖的电子装置及方法，不需额外设置侦 测组件，即可侦测电子装置在所在空间下的所有运动，并且可进一步转换为控制信号，借以 控制电子装置本身的动作。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种可侦测运动方向的可携式电子装置及其使用的 侦测方法，主要于电子装置受外力操作而进行运动时，判断电子装置的运动角度或方向，借 以发出相对应的控制信号，控制电子装置的动作。为实现上述目的，本发明提供一种可侦测运动方向的可携式电子装置，感测该电 子装置所在空间下的连续影像，借以分析该电子装置的运动方向后，发出一相对应的控制 信号以控制电子装置的动作，其特征在于，该电子装置包括一影像感测单元，用以感测该电子装置所在空间的时序上的多个影像；一处理单元，电性连接至该影像感测单元，用以接收并分析该多个影像的差异点，产生一运动数据，借以发出该控制信号；一内存单元，电性连接至该处理单元，用以储存所测得的该多个影像及所产生的 该运动数据；及一显示单元，电性连接至该处理单元，通过该控制信号控制该电子装置上的一对 象后，在该显示单元上显示。如上所述，其中该影像感测单元为一使用电荷耦合组件的影像传感器。如上所述，其中该影像感测单元为一使用互补型金属氧化物半导体的影像传感。
如上所述，其中更包括一输入单元，电性连接至该处理单元，用以接受一外部输入 按键的触发，发出一输入信号，借以与该运动数据共同发出该控制信号。如上所述，其中更包括一加速度感测单元，电性连接至该处理单元，用以侦测该电 子装置的运动速度，借以与该运动数据共同发出该控制信号。如上所述，其中该控制信号控制该电子装置上的该对象的平移动作或是旋转动 作。为实现上述目的，本发明提供一种可携式电子装置的侦测方法，由一影像感测单 元，依时序测得该电子装置所在空间下的连续影像，并通过一处理单元分析后判断该电子 装置的运动方向，借以输出一相对应的控制信号，控制该电子装置的动作，其特征在于，该 方法包括a)该影像感测单元测得一第一影像，借以定义该电子装置的一起始点；b)该影像感测单元测得一第二影像；c)该处理单元分析该第一影像与该第二影像的影像差异点，借以产生一运动数 据；d)依该运动数据发出该控制信号；e)以该第二影像取代该第一影像，重新定义该起始点。如上所述，其中该影像感测单元为一使用电荷耦合组件的影像传感器。如上所述，其中该影像感测单元为一使用互补型金属氧化物半导体的影像传感
ο如上所述，其中该处理单元分析该第一影像与该第二影像的影像旋转部分差异 点，借以产生该运动数据，并发出代表旋转运动的该控制信号。如上所述，其中该步骤a之前更包括a0)该电子装置接收一设定信号，借以设定一操作模式；al)判断该操作模式是否为一二维模式；a2)承接步骤al，若否，进行该步骤a至该步骤e。如上所述，其中更包括f)承接步骤al，若是，该影像感测单元测得一第一影像，借以定义该电子装置的 一起始点；g)该影像感测单元测得一第二影像；h)该处理单元分析该第一影像与该第二影像的影像平移部分差异点，借以产生一 运动数据；
i)依该运动数据发出代表平移运动的该控制信号；j)以该第二影像取代该第一影像，重新定义该起始点。如上所述，其中，依该控制信号控制该电子装置上的一显示单元中所显示的一对 象的动作。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附附图，作详细说明如下。
图IA为本发明的一较佳具体实施例的外观正面示意图；图IB为本发明的一较佳具体实施例的外观背面示意图；图2为本发明的一较佳具体实施例的方块图；图3A、图;3B、图3C及图3D为本发明的一较佳具体实施例的影像感测示意图；图4为本发明的一较佳具体实施例的流程图；图5A为本发明的一较佳具体实施例的使用示意图；及图5B为本发明的另一较佳具体实施例的使用示意图。其中，附图标记10…电子装置11…透镜单元13…显示单元15…内存单元17…加速度感测单元31…第一影像33…目标物S40 S46、S440 S450、S460 S470…步骤
具体实施例方式兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。首先请参阅图IA及图1B，为本发明的一较佳具体实施例的外观正面示意图与 背面示意图。本发明的电子装置10，具有一个或一个以上的输入按键101，可通过触发 该输入按键101而发出一个输入信号。而该电子装置10设置有一曝露于外的透镜单元 11，该透镜单元11可设置于该电子装置10的任一面，例如图IA中的正面，或图IB中的 背面等，通过该透镜单元11接受外部的光线，借以将外部影像成像于该电子装置10内 的一影像感测单元12 (如图2所示)上，且该影像感测单元12较佳可为一使用电荷耦合 组件(Charge CoupledDevice, CCD)或互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor, CMOS)的影像传感器(Image knsor)，需视使用目的而定，不应以此 为限。若该电子装置10为如移动电话、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、 全球定位系统(GlcAal Positioning System, GPS)或数字影音播放器等装置时，则更可包 含一显示单元13，借以显示对应至该电子装置10运动角度或方向的对象。接着请参阅图2，为本发明的一较佳具体实施例的方块图，该电子装置10主要由
101…输入按键 12…影像感测单元 14…处理单元 16…输入单元 Cl…控制信号 32…第二影像一透镜单元11、一影像感测单元12、一显示单元13、一处理单元14、一内存单元15及一输 入单元16所共同实现。外部的影像通过该透镜单元11的折射，依时序连续成像于该影像 感测单元12上，令该影像感测单元12可感测到外部影像的变化。而该影像感测单元12在 连续测得多个影像后，传送至该处理单元14进行分析，通过通过所测得的该多个影像的差 异点，判断该电子装置10的运动方向，并产生一运动数据。而其中该电子装置10的运动方 向，可分为判断电子装置10于一维空间下的旋转运动，或于二维空间下的平移运动等(容 后详述)。最后，将这些测得的影像及该运动数据储存至该内存单元15，并通过该运动数据 发出相对应的一控制信号Cl。而该输入单元16则接收该输入按键101的触发，发出该输入 信号至该处理单元14，并通过该处理单元14，发出该相对应的控制信号Cl。而除了侦测该 电子装置10的运动方向之外，该电子装置10更可包括一加速度感测单元17，用以侦测该电 子装置10平移及旋转的速度，借以将该电子装置10的运动速度亦作为该运动数据的产生 要素，并影响所发出的该控制信号Cl。值得一提的是，本发明主要目的在于通过感测外部影像的变化，进而判断出该可 携式电子装置10受外力控制后的运动方向。因此，该影像感测单元12所成像的多个影像， 只要足以用来判断影像的差异点即可。而非如一般的数字相片，为使用者所拍摄下来欣赏 及保存之用。因此，不必撷取并处理成一完整且具有高画质的数字图像，所以只需配置该影 像感测单元12即可完成动作，并不需浪费资源，使用一配备完整的数字相机。其中，该所发出的控制信号Cl，用来操控该电子装置10于自身显示单元13上所显 示的对象。如图IA中所示的，该电子装置10包括该显示单元13，为如移动电话或数字影 音播放器等具有显示功能的电子装置10。可通过该电子装置10因运动所产生的该控制信 号Cl，与该显示单元13上所显示的对象进行互动。例如，用以变换移动电话的选单、切换影 音播放器的歌曲、进行交互式游戏等等，但此仅为本发明的一较佳具体实施例，不可以此为 限。接着请参阅图3A、图;3B、图3C及图3D，为本发明的一较佳具体实施例的影像感测 示意图。本发明仅需通过该影像感测单元12感测足以判别差异点的影像即可，不需构成完 整的图像，但图中仍以完整的图像为例，借以清楚说明本发明的技术特征。图3A为该电子 装置10上的该影像感测单元12所测得的一第一影像31的示意图，将该第一影像31作为 判断该电子装置10开始运动前的一起始点。若该影像感测单元12随后所测得的一第二影 像32如图;3B所示，图中的该目标物33与该第一影像31中的该相同目标物33相比，为朝 左移动。借此，该处理单元14经分析后，即判断该电子装置10受外力的操作，而朝右进行 平移运动，因此产生该运动数据，并发出代表平移运动的该控制信号Cl，借以控制该电子装 置10内对象的动作。而若该第二影像32如图3C中所示的，图中的该目标物33与该第一影像31中相 比，朝逆时针方向倾斜，则该处理单元14判断该电子装置10进行顺时针的旋转运动；而若 如图3D中所示的，图中的该目标物33与该第一影像31中相比，朝前倾斜，则该处理单元14 即判断该电子装置10朝下进行旋转运动等。借此，该电子装置10可产生该运动数据，并发 出代表旋转运动的该控制信号Cl，控制该电子装置10内对象的动作。值得一提的是，上述以该二影像31、32中的该目标物33的运动方向作为该电子装 置10运动的判断，仅为本发明的一较佳具体实例，本发明的该电子装置10，实可配合该影像感测单元12，将所感测到的整个影像作为判断运动方向的依据，故图3中仅为方便说明 而以该目标物33的差异点为例，但不可以此为限。而因本发明的该电子装置10实可依其所产生的该控制信号Cl，进行多样化的运 用，因此为更明确，可视运用的领域，分别设定判断该电子装置10进行一维空间的旋转运 动，或是二维空间的平移运动，借以令该控制信号Cl的产生更为明确。如上所述，请参阅图4，为本发明的另一较佳具体实施例的流程图。首先，该电子装 置10可设定一操作模式(步骤S40)，即，设定针对该电子装置10的平移运动或旋转运动来 进行影像感测及分析判断。其中，该操作模式的设定，可由一使用者自行设定，或由该电子 装置10视所欲操作的对象为何而自动设定，不加以限定。而接着，该处理单元14判断所设 定的该操作模式，是否为一二维模式(步骤S42)，S卩，是否针对该电子装置10的平移运动来 进行影像分析。若否，则进行步骤S44，为该电子装置10的旋转运动判断流程；而若是，则 进行步骤S46，为该电子装置10的平移运动判断流程，详细说明如下。该步骤S44中，更可细分为步骤S440至步骤S450。首先，通过该影像感测单元12 测得该第一影像31 (步骤S440)，借以定义该电子装置10的一起始点。而定义完该起始点 后，随即依时序测得该第二影像32 (步骤S44》，并将该二影像31、32传送至该处理单元14 进行判断，分析该二影像31、32于旋转部分的差异点(步骤S444)，并产生该运动数据。而 上述的分析完成后，若判断该电子装置10的确具有旋转的运动变化，则产生该代表旋转运 动的控制信号Cl (步骤S446)，并通过发出该控制信号Cl，控制该电子装置10内的对象，进 行旋转动作(步骤S448)。最后，再由该第二影像32取代该第一影像31 (步骤S450)，重新 定义该电子装置10的该起始点，并回到该步骤S442，进行下一个影像的感测。而于该步骤S42中，若判断该操作模式为二维模式时，即针对该电子装置10的平 移运动部分进行影像分析，执行步骤S46，而该步骤S46可细分为步骤S460至步骤S470。如 同该步骤S44中相同，首先通过该影像感测单元12测得该第一影像31 (步骤S460)，借以定 义该电子装置10的一起始点。而定义完该起始点后，随即依时序测得该第二影像32 (步骤 S462)，并将该二影像31、32传送至该处理单元14进行判断。但于此步骤S46中，该处理单 元14通过该二影像31、32，分析该电子装置10是否进行平移运动，因此，该处理单元14分 析该二影像31、32于平移部分的差异点(步骤S464)，并产生该运动数据。而若分析完该运 动数据后，确定该电子装置10有进行平移的运动变化时，则产生该代表平移运动的控制信 号Cl (步骤S466)，并通过发出该控制信号Cl，控制该电子装置10内的对象，进行平移动作 (步骤S468)。最后，依该第二影像32取代该第一影像31 (步骤S470)，重新定义该电子装 置10的该起始点，并回到该步骤S462，进行下一个影像的感测。而在上述该步骤S44中，判断该电子装置10是否进行旋转运动，因此该处理单元 14对于该电子装置10的平移运动部分，不予处理。反之，在该步骤S46中，判断该电子装 置10是否进行平移运动，因此对于该电子装置10的旋转运动部分，该处理单元14亦不予处理。最后请参阅图5A及图5B，为配合上述流程所示的使用示意图。首先如图5A中所 示，通过该电子装置10的平移运动，控制该电子装置10内的选单(例如图中为控制歌曲的 切换)。当该电子装置10受外力操控而向右进行平移运动时，该影像感测单元12依时序连 续测得多个影像，并传送至该处理单元14分析后，判断该电子装置10向右进行平移运动，则发出代表平移运动的该控制信号Cl，借以控制内部的选单，将原本的第一首歌曲，切换为 第二首歌曲。而图5A中以切换该电子装置10的播放歌曲为例，若用以切换数字相片，或切 换GPS的路径等延伸的运用，亦可依上述步骤，以此类推。接着如图5B中所示，若使用该电子装置10进行互动游戏时，为使游戏更加多元 化，即可判断该电子装置10是否进行旋转运动，借以控制游戏中对象的旋转。当该电子装 置10受外力操控而朝顺时针方向进行旋转运动时，该影像感测单元12依时序连续测得多 个影像，并传送至该处理单元14分析后，判断该电子装置10依顺时针方向进行旋转运动， 则发出代表旋转运动的该控制信号Cl，借以控制于该显示单元13上所显示的该对象，令该 对象朝顺时针方向进行旋转动作，实现互动游戏的进行。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种可侦测运动方向的可携式电子装置，感测该电子装置所在空间下的连续影像， 借以分析该电子装置的运动方向后，发出一相对应的控制信号以控制电子装置的动作，其 特征在于，该电子装置包括一影像感测单元，用以感测该电子装置所在空间的时序上的多个影像；一处理单元，电性连接至该影像感测单元，用以接收并分析该多个影像的差异点，产生 一运动数据，借以发出该控制信号；一内存单元，电性连接至该处理单元，用以储存所测得的该多个影像及所产生的该运 动数据；及一显示单元，电性连接至该处理单元，通过该控制信号控制该电子装置上的一对象后， 于该显示单元上显示。
2.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征在于，该影像感测单元为一使用电 荷耦合组件的影像传感器。
3.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征在于，该影像感测单元为一使用互 补型金属氧化物半导体的影像传感器。
4.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征在于，还包括一输入单元，电性连接 至该处理单元，用以接受一外部输入按键的触发，发出一输入信号，借以与该运动数据共同 发出该控制信号。
5.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征在于，还包括一加速度感测单元，电 性连接至该处理单元，用以侦测该电子装置的运动速度，借以与该运动数据共同发出该控 制信号。
6.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征在于，该控制信号控制该电子装置 上的该对象的平移动作或是旋转动作。
7.一种可携式电子装置的侦测方法，由一影像感测单元，依时序测得该电子装置所在 空间下的连续影像，并通过一处理单元分析后判断该电子装置的运动方向，借以输出一相 对应的控制信号，控制该电子装置的动作，其特征在于，该方法包括a)该影像感测单元测得一第一影像，借以定义该电子装置的一起始点；b)该影像感测单元测得一第二影像；c)该处理单元分析该第一影像与该第二影像的影像差异点，借以产生一运动数据；d)依该运动数据发出该控制信号；e)以该第二影像取代该第一影像，重新定义该起始点。
8.根据权利要求7所述的侦测方法，其特征在于，该影像感测单元为一使用电荷耦合 组件的影像传感器。
9.根据权利要求7所述的可携式电子装置，其特征在于，该影像感测单元为一使用互 补型金属氧化物半导体的影像传感器。
10.根据权利要求7所述的侦测方法，其特征在于，该处理单元分析该第一影像与该第 二影像的影像旋转部分差异点，借以产生该运动数据，并发出代表旋转运动的该控制信号。
11.根据权利要求10所述的侦测方法，其特征在于，该步骤a)之前还包括a0)该电子装置接收一设定信号，借以设定一操作模式；al)判断该操作模式是否为一二维模式；a2)承接步骤al)，若否，进行该步骤a)至该步骤e)。
12.根据权利要求11所述的侦测方法，其特征在于，还包括f)承接步骤al)，若是，该影像感测单元测得一第一影像，借以定义该电子装置的一起女口 ；,g)该影像感测单元测得一第二影像；h)该处理单元分析该第一影像与该第二影像的影像平移部分差异点，借以产生一运动 数据；i)依该运动数据发出代表平移运动的该控制信号；j)以该第二影像取代该第一影像，重新定义该起始点。
13.根据权利要求7或10或12所述的侦测方法，其特征在于，依该控制信号控制该电子装置上的一显示单元中所显示的一对象的动作。
全文摘要
本发明公开一种可侦测运动方向的可携式电子装置及其使用的侦测方法，通过一影像感测单元依时序连续感测多个影像，并通过一处理单元分析多个影像的差异点，判断电子装置的运动方向，借以产生一运动数据，并发出相对应的控制信号。
文档编号G01P13/02GK102135548SQ20101000262
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者冯仲平, 孙宗鼎 申请人:艾笛森光电股份有限公司