专利名称：一种便携式数码设备及其输入方法
技术领域：
本发明涉及数据处理领域，尤其是关于一种便携式数码设备及其输入方法。
背景技术：
随着科技的不断发展和进步，人们的生活水平日益提升，对于生活品质的要求越来越高，各种高科技产品的应用也日渐广泛，越来越多的便携式设备如DC(Digital Cameral，数码相机)、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、MP3、DV(Digital Video)、手机等被人们所应用，融入到大家的生活之中。
对于便携式设备来说，便于携带和容易操作是大家所期望的主要的特点。现有技术的便携式设备一般包括键盘和内部处理系统；所述键盘一般具有多个按键；所述内部处理系统一般由便携式设备内部的电路及软件配合组成。工作时，用户机械触碰所述按键，通过便携式设备内部的电路及软件配合来识别所述动作，最终实现用户信息的输入，并相应完成各种用户所期待的各种功能。所述键盘一般位于便携式设备的面板上，并且为了实现更多的功能，目前便携式设备上的按键越来越多，所占据的便携式设备面板的面积也越来越大，从而带来一些缺陷。
首先，因为便携式设备的体积较小，需要更少的按键来使用户拥有较大的界面，使设备更容易操作、更人性化，因此当便携式设备的按键数目较多时，必然影响便携式设备的人机界面的友好性，不利于用户操作；其次，当便携式设备的按键数目较多时，也必然导致便携式设备的体积相对较为庞大，不便于携带；再次，由于现有的按键多为机械按键，还会产生因频繁使用而导致的接触不良的问题，影响便携式设备的使用。
有鉴于此，需要提供一种采用运动状态代替键盘输入的方法及采用所述方法的便携式设备，来提高便携式设备的便携性和易用性。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种便于携带且易于操作的便携式数码设备。
为此，本发明解决的另一个技术问题是提供一种便携式数码设备的输入方法。
为此，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种便携式数码设备，包括检测装置，用于检测所述设备的运动状态，并根据所述运动状态产生输出信号；数据处理装置，用于解析前述检测装置输出的信号，并将其转换成相应的操作信号。
其中，所述检测装置是加速度传感器、或倾斜和角度传感器。
其中，所述检测装置具有电容值随设备运动状态变化而变化的传感模块。
其中，还包括模数转换器，位于检测装置和数据处理装置之间或数据处理装置内部或检测装置内部。
其中，所述检测装置还包括自校准模块，用于实现检测装置的自校准和目前状态的输出。
其中，还包括锁定装置，用于控制是否将运动状态转换成操作信号。
本发明还提供一种便携式数码设备的输入方法，应用于前述便携式数码设备，包括步骤1)所述便携式数码设备的运动状态发生变化，检测装置根据所述变化产生输出信号；2)数据处理装置解析前述数字信号，并将其转换成相应的操作信号。
其中，所述步骤1)中的便携式数码设备的运动状态包括设备运动的方向、设备旋转的角度和/或设备运动的速度。
其中，所述步骤2)中还包括回程判断。
其中，在所述步骤1)之前还包括自校准的步骤。
相对于现有技术，本发明的有益效果是首先，由于本发明采用检测装置根据便携式数码设备的运动状态产生相应变化的输出信号，而数据处理装置则将所述输出信号转化为操作信号，并执行相应的操作，因此可以减少便携式数码设备的按键数目，从而使得便携式设备体积可以减小，且拥有较大的界面，使设备更容易操作、更人性化，更便于携带；还可以减少机械按键因频繁使用而导致的接触不良的问题。
图1是本发明便携式数码设备的原理框图；图2是本发明一实施方式中采用的加速度传感器示意图；图3是图2所示加速度传感器中传感模块的示意图；图4是图2所示加速度传感器输出信号变化的示意图；图5是加速度传感器与数据处理装置的组合示意图；图6是数据处理装置进行模数转换的示意图；图7是本发明输入方法中进行回程判断的示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种便携式数码设备及其输入方法，可以通过检测其运动状态来代替现有技术的按键输入，从而增强其便携性和可操作性。
请参阅图1，是本发明便携式数码设备的原理框图。所述便携式数码设备包括检测装置、数据处理装置、用户界面和电源装置。其中，所述检测装置完成对设备运动状态的采样，用于检测设备的运动状态，并根据所述运动状态产生输出信号；所述数据处理装置解析前述输出信号，并将其转换成相应的操作信号；所述用户界面用于显示设备的信息及数据处理装置的处理结果；所述电源装置用于为整个便携式设备提供工作电源，可以是自带电源或外接电源。
请参阅图2至图7，是本发明便携式数码设备一种实施方式。
参考图2，所述检测装置采用Motorola公司的MMA系列加速度传感器，所述MMA系列传感器有单轴和双轴以及3轴等类型。所述加速度传感器已经在工控的很多设备中用到，是较为成熟的产品。
所述加速度传感器包括传感模块(Sensor)、将信号进行综合的信号综合模块(Integrator)、信号增益放大模块(Gain)、信号滤波模块(Filter)以及自校准模块(Self-Test)、控制模块(Control)、模块晶振(OSC)、晶振增益(Clock)和温度补偿电路(Temp Comp)。
其中，所述传感模块集成在IC内部，用来完成对设备的运动状态采样，信号经过增益放大模块后，被信号滤波模块滤波，再经过温度补偿电路后输出。加速度传感器一般具有2个轴向的模拟信号输出。
所述自校准模块也集成在IC内部，用于实现传感器的自校准和目前状态的输出。
请参阅图3和图4，所述传感模块可以采用电容式，当便携式数码设备运动时，电容的值发生变化；而且当在不同的轴向移动时，不同轴向的电容值发生变化。传感模块产生的信号经过增益放大模块、信号滤波模块和温度补偿电路后输出。也就是说，2个轴向的模拟输出信号X-Out和Y-Out将随着便携式数码设备运动状态的变化而发生变化。
请参阅图5，是本实施方式中检测装置和数据处理装置的组合示意图。
因为传感器输出的是模拟信号，对于一般的数据处理装置来说不能正确识别。所以在选择数据处理装置的时候可以选择本身带有模数转换器(A/D)的MCU(微处理器)，在MCU内部将模拟信号转化为数字信号，并根据采集到的数字信号和预设比较值的差异来确定目前的状态和即将执行的操作。当然，也可以选择位于MCU外部的单独的模数转换器。此外，也可以在传感器内部集成模数转换器，从而使得传感器可以直接输出数字信号至MCU。
其中，传感器的自校准模块的ST端连接到MCU的任意输出口P1口，用来对传感模块进行自校准；传感器的Status端连接在MCU的P0口，用来检测传感器的目前的状态。传感器的X、Y方向的模拟输出信号X-Out、Y-Out分别通过RC滤波网络，进入MCU的模数转换输入引脚。MCU将输入的模拟信号进行数模转换，得到数字信号，确定目前的状态和即将执行的操作。
请参阅图6，本发明实施方式中，采用设备的运动状态代替按键输入的流程包括步骤将加速度传感器复位，由自校准模块进行校准，并将此时各个轴向的电压值经模数转换器转换为数字量，作为中间值(如0x80)，该过程类似称量过程中的归零。
加速度传感器在一定间隔时间(所述间隔根据各个系统对转换精度要求的不同而不同，要求较高可提高采样频率，要求不高可降低采样频率，一般来说，采样的速度和转换的速度因芯片不同而不同。)内，采集各个轴向的电压值。
所述电压值经模数转换器转换为数字量。
将新采集到各个轴向的数字量和各自轴的中间值比较，判断当前设备的运动状态。
为了便于理解本发明，下面结合一个实施例进行描述。本实施例，以便携式数码设备沿X轴运动的运动来取代左右方向键的输入。
首先，采集到便携式数码设备静止时X轴的数字量为0x80；则当现在采集到的数字量是0xA0时，则认为便携式数码设备已向右运动；如果采集到的数字量为0x20，则认为便携式数码设备已向左运动。
为了避免使用人员的轻微无意识的运动产生的误操作，对设备的运动产生的输出信号可设置一阀值，只有当设备的采集到的数字量大于该阀值，则判断该运动为有效运动，否则判定运动无效。如设定采集到的数字量在0x70至0x90之间为无效数字。
当判断了设备的运动方向，为了判断当前的运动状态变化是否是一个向左或向右的按键，进一步执行以下步骤进行回程判断；根据回程判断的结果执行相应键的操作。如，假设便携式设备的前一个运动状态是静止的，此时有水平向左的位移发生，则认为一个向左的按键产生；设备的前一个状态时向右，当前的运动状态向左，且又不是一个回程的(回程的详细介绍见后)，则认为一个向左的按键操作产生。
请参阅图7，是所述回程判断的示意图。
所谓的回程指的是当设备向某一方向移动后，突然停止设备同时向相反方向移动。
为了判断某次运动是否属于上次运动的回程，需要在数据处理装置中设置回程间隔T。
回程判断的原理如下所述假设初始的时候，设备是静止的，当把设备向上移动(up)时，认为此时的操作是执行UP健，如果用户在时间t1内回退，则此时会有2种情况出现如果t1＜＝T，则认为是一个回程，不当作一个DOWN键执行；如果t1＞T，则认为不是一个回程，应当作一个DOWN键执行。
同理，下一次的up键，将以前一次的“DOWN”为参考当t2＜＝T，则认为是一个回程，不当作一个UP键执行；当t2＞T，，则认为不是一个回程，应当作一个UP键执行。
当然，本发明的检测装置并不局限于前述实施方式中的加速度传感器，还可以采用倾斜和角度传感器。或者现在市面上可以完成运动状态的采样这一功能的较多的传感器都可以使用。
所述倾斜和角度传感器的工作原理和加速度传感器类似，只是设备的运动状态变化不同，但传感器本身的输出信号是相似的，控制器对其的转换原理，即模数转换也相同，并且倾斜和角度传感器与加速度传感器对按键的判断类同。
此时，便携式数码设备的运动方法是以设备为中心，左右或前后翻转设备，传感器将所旋转的角度以电压或电流的方式传送给数据处理装置MCU，MCU将采样到模拟量经模数转换为数字量，并以此判断当前设备的偏转方向，从而执行相应的动作。
可以理解的是，本发明采用便携式数码设备的运动状态来代替设备上一些按键，使得便携式数码设备更容易操作和携带。而对于便携式设备来说，由于其本来就是可以移动的，所以设备的移动(不需要很强烈)不会对整个设备的性能产生太大负面影响。
而运动状态的变化可以采用一些参数来检测，包括设备运动的方向、设备旋转的角度和/或设备在以特定速度移动等。
而取代的按键不仅仅指方向键，如果设备的运动状态可以用线性参数来表示，则可以用来表示数字键等。
需要进一步说明的是，因为本发明便携式数码设备采用运动的方式来代替按键，所以为防止误操作，本发明便携式数码设备还可以包括锁定装置，用于控制是否将运动状态转换为按键。所述锁定装置可以是增加的一个Hold键或别的变通的方式，通过Hold键，可以执行加速度传感器挂起与开启之间的切换。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种便携式数码设备，其特征在于，包括检测装置，用于检测所述设备的运动状态，并根据所述运动状态产生输出信号；数据处理装置，用于解析前述检测装置输出的信号，并将其转换成相应的操作信号。
2.根据权利要求1所述的便携式数码设备，其特征在于所述检测装置是加速度传感器、或倾斜和角度传感器。
3.根据权利要求2所述的便携式数码设备，其特征在于所述检测装置具有电容值随设备运动状态变化而变化的传感模块。
4.根据权利要求1所述的便携式数码设备，其特征在于还包括模数转换器，位于检测装置和数据处理装置之间或数据处理装置内部或检测装置内部。
5.根据权利要求1所述的便携式数码设备，其特征在于所述检测装置还包括自校准模块，用于实现检测装置的自校准和目前状态的输出。
6.根据权利要求1至5任一项所述的便携式数码设备，其特征在于还包括锁定装置，用于控制是否将运动状态转换成操作信号。
7.一种便携式数码设备的输入方法，应用于前述便携式数码设备，其特征在于，包括步骤1)所述便携式数码设备的运动状态发生变化，检测装置根据所述变化产生输出信号；2)数据处理装置解析前述数字信号，并将其转换成相应的操作信号。
8.根据权利要求7所述的输入方法，其特征在于所述步骤1)中的便携式数码设备的运动状态包括设备运动的方向、设备旋转的角度和/或设备运动的速度。
9.根据权利要求7所述的输入方法，其特征在于所述步骤2)中还包括回程判断。
10.根据权利要求7所述的输入方法，其特征在于在所述步骤1)之前还包括自校准的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种便携式数码设备，包括检测装置，用于检测所述设备的运动状态，并根据所述运动状态产生输出信号；数据处理装置，用于解析前述检测装置输出的信号，并将其转换成相应的操作信号。所述便携式数码设备可以适当减少按键数目，具有体积小，用户界面较大，更易于操作和携带；还可以减少机械按键因频繁使用而导致的接触不良的问题。本发明还公开了一种便携式数码设备的输入方法。
文档编号G06F3/00GK1704871SQ20041004437
公开日2005年12月7日 申请日期2004年5月31日 优先权日2004年5月31日
发明者张正国 申请人:深圳市朗科科技有限公司