TWM493704U - 手持式電子裝置之手勢操作模組 - Google Patents

Description

手持式電子裝置之手勢操作模組

本創作係提供一種固定在電子裝置內的模組，可使手持式電子裝置不需傳統按鈕，依使用者手持電子裝置的握法或手勢，以開啟並操作此電子裝置。該模組內部設有一微處理器，且微處理器連接有感測器及電子裝置其他應用電路，當感測器測得使用者拿起電子裝置時，即先啟動微處理器或部分電路，然後判斷使用者是否完成預設手勢，以開啟裝置內其他的工作電路，而達無按鈕設計的應用。

目前的手持式電子產品或裝置，都需靠開關或搖控器開啟。手持式裝置都使用電池供電，在節能需求下，手持式裝置在關機或待機不使用時，電流多在微安培(Micro Ampere)等級，以增加電池使用壽命。在使用者按下開關後才開機工作。新一代的產品體積不斷縮小，按鈕已影響產品外觀設計。如果按鈕太小，又影響使用者操作的便利性。因此如智慧型手機多利用手指在螢幕上滑動或觸控面板技術，以進入使用程序及功能選擇。本發明所用的技術可使產品外型設計更為簡潔，使用者也容易操作。

故，新型創作人有鑑於上述新產品小型化的需求，乃搜集相關資料經由多方評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試 作與修改，始創作出此種以手持產品之手勢，啟動電子裝置的新型設計誕生。

本創作的模組係固定在手持式電子裝置內，模組內之感測器，可依使用者手持電子裝置的握法、手勢及動作，或電子裝置所處的方向及相對應地理角度，測得電子裝置於特定方向的物理特性，以判別裝置的所處狀態，或電子裝置因使用者手勢而產生相對應地理角度的變化，以作為完成開機或操作動作的必要條件，達到以手勢操作的效果。例如先將電子裝置直立，接著水平倒置，再轉回正面朝上，可設為開機的操作手勢。如此藉由感測器於特定方向所得之加速度改變或指向改變，即可確認預設的指定操作手勢已完成，而將此電子裝置開機，進入工作模式。

本創作係提供一種模組，使電子裝置在關機或待機等未使用狀況時，模組整體耗電流在150微安培(Micro Ampere)以下；在裝置經由手勢操作及感測器判斷而開啟工作模式，裝置整體耗電流在1毫安培(Mini Ampere)以上，以藉此有效以手勢操作，區分工作模式與關機或待機模式。

本創作之次要目的乃在於本模組的感測器之感測參數，可為電子裝置之靜止姿勢的重力加速度、電子裝置姿勢改變的方向性、輕拍電子裝置產生的力、移動電子裝置所施的力、或電子裝置因手勢操作瞬間產生的暫態姿勢及電子裝置所受地磁磁力等。

本創作之另一目的乃在手勢操作的動作除了上述【0004】中將電子裝置直立、水平倒置、水平正面朝上外，還可側邊倒置、向前傾斜、向後傾斜、向左傾斜、向右傾斜等手握電子裝置可實施的任意手勢。 並可將不同手勢，或幾個不同手勢的組合定義為不同功能，以取代傳統電子裝置開關或按鈕，進而達到有效減少佔用小型電子裝置的體積與空間，並保持整體美觀，以符合產品輕薄短小之設計需求，更具產品之競爭力。

本創作之又一目的乃在於關閉電子裝置，除了手勢操作外，亦可以模組中的感測器，當感測一段時間內若無姿勢改變，即可由模組中的微處理器關閉電子裝置。

本創作之再一目的乃在於模組中之感測器，最佳實施為加速度感測器，亦可為地磁感測器、陀螺儀、壓力感測器等，或者前述任意兩種或兩種以上感測器的組合。

1‧‧‧微處理器

2‧‧‧感測器

3‧‧‧第一電源電路

4‧‧‧第二電源電路

5‧‧‧第三電源電路

6‧‧‧系統單晶片

21‧‧‧加速度感測器

22‧‧‧地磁感測器

23‧‧‧陀螺儀

24‧‧‧壓力感測器

第一圖 係為加速度感測器之水平放置狀態圖。

第二圖 係為加速度感測器之垂直放置狀態圖。

第三圖 係為加速度感測器之任意放置狀態圖。

第四圖 係為本創作較佳實施例之方塊圖。

第五圖 係為本創作另一較佳實施例之方塊圖。

第六圖 係為本創作再一較佳實施例之方塊圖。

第七圖 係為本創作又一較佳實施例之方塊圖。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例，以加速度感測器21，詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

本創作的模組係固定在手持式電子裝置內，模組中的加速度感測器21可依三度空間X、Y、Z三軸分別取得加速度Ax、Ay、Az。如第一圖所示及方向定義，若裝置平放，因地球重力影響，可測得Ax=0，Ay=0，Z軸方向定義Az=1G，其中G=9.8m/sec² 。若將裝置改任意方向平放或站立，則與地心引力方向同向或平行的座標軸，將受重力加速度影響，測得1G或-1G，其他方向皆為0，如第二圖所示。如果裝置沒有完全平放而有傾角，如第三圖所示，則Ax、Ay、Az沿重力方向的向量和為1G，若以三角函數運算，則可求得該裝置與地表或重力方向的夾角，此即裝置在空間中的姿勢。讀取裝置的姿勢，即可得知手勢操作的動作或手勢改變的方向。

再者，如第四圖所示，本創作以模組中加速度感測器21的數據改變，啟動微處理器1的中斷處理程序(INTERRUPT)，使微處理器1從關機、待機或睡眠中進入工作模式，然後再開啟電子裝置的其他電路。模組的耗電流，也將從關機、待機或睡眠狀態的150微安培(Micro Ampere)以下，達到1毫安培(mini Ampere)以上，以藉此有效區分工作模式與關機或待機模式。微處理器1工作後，可再判斷一式或若干式預設手勢或裝置姿勢，如先將電子裝置直立使微處理器1進入工作模式，接著水平倒置，再轉回正面朝上，以避免因攜帶或使用者誤動作而誤判。若手勢或裝置姿勢不符合預設動作，可使微處理器1進入關機、待機或睡眠模式，以達省電要求。惟微處理器1進入工作模式後的加強判斷，並非絕對必要，可依裝置操作需求實施。

再者，該模組內部的微處理器1若已處於工作模式，可用 裝置姿勢的改變，當作傳達使用者操作指令的驅動信號。再依其他操作手勢或裝置姿勢，如電子裝置直立、水平倒置、水平正面朝上，側邊倒置、向前傾斜、向後傾斜、向左傾斜、向右傾斜等手握電子裝置可實施的任意手勢，或幾個不同手勢的組合，定義為不同功能，完成無按鈕的工作操控。亦即加速度感測器21之感測參數，可為電子裝置之靜止姿勢的重力加速度、電子裝置姿勢改變的方向性、輕拍電子裝置的力產生的加速度、移動電子裝置所施的力產生的加速度、或電子裝置因手勢操作瞬間產生的暫態姿勢等，都可編譯成微處理器1的工作指令，並利用第四圖中的讀寫連接端口由加速度感測器21傳送到微處理器1進行運算及判讀，以達操作裝置的目的。

再者，如第五圖所示，本創作可用模組中加速度感測器21的數據改變，控制第二電源電路4，使第二電源電路4對模組中的微處理器1供電。模組的總耗電流，也將從關機、待機或睡眠狀態的150微安培(Micro Ampere)以下，達到1毫安培(Mini Ampere)以上，以藉此有效區分工作模式與關機或待機模式。微處理器1工作後，可再判斷一式或若干式預設手勢或裝置姿勢，如先將電子裝置直立使微處理器1進入工作模式，接著水平倒置，再轉回正面朝上，以避免因攜帶或使用者誤動作。若手勢或裝置姿勢不符合預設動作，可關閉微處理器1電源供應，使微處理器1進入關機模式，以達省電要求。惟微處理器1進入工作模式後的加強判斷，並非絕對必要，可依裝置操作需求實施。

如第六圖所示，該模組內部設有微一處理器1，該微處理器1連接有一感測器2。微處理器1及感測器2可整合成為一系統單 晶片6(System on a Chip，SoC)型態之微處理器。該電源供應裝置，即連接到系統單晶片6。

如第七圖所示，模組內部之感測器2，最佳實施為加速度感測器21，亦可為地磁感測器22、陀螺儀23、壓力感測器24等，或者前述任意兩種或兩種以上感測器的組合。

上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其它未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本創作上述之手持式電子裝置之手勢操作模組，使用時為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障新型創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，新型創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧微處理器

2‧‧‧感測器

3‧‧‧第一電源電路

21‧‧‧加速度感測器

22‧‧‧地磁感測器

23‧‧‧陀螺儀

24‧‧‧壓力感測器

Claims (9)

1. 一種手持式電子裝置之手勢操作模組，該模組固定在電子裝置內，其內部設有一微處理器，且微處理器連接有一加速度感測器，並有第一電源電路連接到微處理器與加速度感測器，又微處理器可連接到模組外的電路，以開啟電子裝置的其他電路，並利用手勢操作電子裝置，完成無按鈕設計的應用。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電子裝置之手勢操作模組，其中手勢，為手握電子裝置可實施的任意手勢，以改變電子裝置的相對應地理角度，包括電子裝置直立、水平倒置、水平正面朝上，側邊倒置、向前傾斜、向後傾斜、向左傾斜、向右傾斜、轉動；並可以不同手勢，或幾個不同手勢的組合定義為不同的操作功能。
3. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電子裝置之手勢操作模組，其中之開啟裝置，為電子裝置在未使用時，該模組耗電流在150微安培(Micro Ampere)以下；在裝置經由手勢操作及加速度感測器，透過微處理器待機(Suspend或Sleep)中斷處理(Interrupt)而開啟工作模式，使裝置整體耗電流在1毫安培(Mini Ampere)以上，以藉此有效區分工作模式與關機或待機模式。
4. 如申請專利範圍第3項所述手持式電子裝置之手勢操作模組，其中進一步的處理方式係由手勢操作及加速度感測器，透過控制微處理器的第二電源電路而開啟工作電源，進入工作模式；加速度感測器由第三電源電路供電。
5. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電子裝置之手勢操作模組，其中微處理器及加速度感測器，為可整合成為一系統單晶片(System on a Chip，SoC)型態之微處理器。
6. 如申請專利範圍第1項所述的手持式電子裝置之手勢操作模組，其中之加速度感測電路為進一步設有連結於微處理器，且具有三個軸向之陀螺儀感測器。
7. 如申請專利範圍第1項所述的手持式電子裝置之手勢操作模組，其中之加速度感測電路為進一步設有連結於微處理器，且具有三個軸向之磁力計或地磁感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述的手持式電子裝置之手勢操作模組，其中之加速度感測電路為進一步設有連結於微處理器之壓力感測器。
9. 如申請專利範圍第1項所述的手持式電子裝置之手勢操作模組，其中之加速度感測電路為進一步設有連結於微處理器，且具有三個軸向之加速度感測器、陀螺儀感測器、磁力計或地磁感測器，與壓力感測器任意兩種或兩種以上感測器的組合。