[发明专利]惯性感测式坐标输入装置与方法

权利要求书

1.一种惯性感测式坐标输入装置，系用以感测重力加速度讯号以及角速度讯号，且传送至一中央处理器进行讯号处理，再以有线或无线之方式将处理后之讯号传送至一微处理器，以控制显示装置上之光标或画面，其特征在于：其包含：

一加速度计，是三轴加速度计，分别具有X轴加速度计、Y轴加速度计以及Z轴加速度计，用以测量X、Y、Z三轴加速度；以及

一陀螺仪，是以Z轴为轴心，用以侦测装置的转动量；

由所述的陀螺仪经由积分角速度以计算转动角度，并计算转动瞬间的离心力与向心力，用以对X轴与Y轴加速度讯号进行补偿，再以补偿后的X轴与Y轴加速度讯号对应至显示装置的坐标。

2.如权利要求1所述的惯性感测式坐标输入装置，其特征在于：所述的Z轴加速度计是用以感测上下方向位移产生的加速度，以决定所述的装置的操作模式。

3.如权利要求2所述的惯性感测式坐标输入装置，其特征在于：所述的操作模式是包含：

平面操作模式，由所述的X轴加速度计以平面移动方式使用，用以侦测左右位移时的加速度，以及，由所述的Y轴加速度计是以平面移动方式使用，用以侦测前后位移时的加速度；

空间操作模式，由所述的陀螺仪侦测左右方向的倾斜产生的角速度讯号，以及，由所述的Y轴加速度计侦测前后倾斜产生的加速度变化。

4.如权利要求3所述的惯性感测式坐标输入装置，其特征在于：所述的装置为空间操作模式时，所述的X轴加速度计无作用。

5.如权利要求1所述的惯性感测式坐标输入装置，其特征在于：所述的加速度计为一模块化结构或三轴分离侦测式结构其中之一或其组合。

6.一种惯性感测式坐标输入方法，其特征在于：其包含：

步骤a：定义基础讯号，其是侦测一X轴加速度计、一Y轴加速度计、一Z轴加速度计以及一陀螺仪在静置状态时的加速度与角速度，并将其分别定义为基础讯号；

步骤b：侦测上下方向是否产生位移，由一Z轴加速度计侦测上下方向的Z轴加速度是否改变；

步骤c：若Z轴加速度无改变，则进行平面操作模式；由一X轴加速度计以平面移动方式使用，用以侦测左右位移时的加速度变化，以及，由一Y轴加速度计是以平面移动方式使用，用以侦测前后位移时的加速度变化；

步骤d：若Z轴加速度改变，则进行空间操作模式；由一陀螺仪侦测左右方向的倾斜，产生角速度讯号，以及，由一Y轴加速度计侦测前后倾斜产生的加速度变化。

7.如权利要求6所述的惯性感测式坐标输入方法，其特征在于：所述的步骤b是将Z轴位移所产生的加速度讯号定义为动作讯号，根据所述的动作讯号与所述的Z轴加速度计的基础讯号相互比对，即可得知上下方向的加速度是否改变。

8.如权利要求6所述的惯性感测式坐标输入方法，其中所述的步骤c进行平面操作模式时，其还包含下列步骤：

步骤c1：补偿X轴以及Y轴加速度讯号，由一陀螺仪侦测在平面上操作时所产生的角速度讯号，所述的角速度讯号是用以对X轴与Y轴加速度讯号进行补偿。

9.如权利要求8所述的惯性感测式坐标输入方法，其中所述的步骤c1所述的陀螺仪对X轴加速度讯号以及Y轴加速度讯号进行补偿，其还包含下列步骤：

步骤c11：计算转动角度，经由积分角速度以计算转动角度；

步骤c12：侦测转动瞬间的离心力与向心力。

10.如权利要求9所述的惯性感测式坐标输入方法，其特征在于：所述的步骤c12的离心力与向心力与转动角度是用在计算补偿后所述的X与Y轴加速度计的加速度讯号。

11.如权利要求10所述的惯性感测式坐标输入方法，其特征在于：所述的计算补偿所述的X与Y轴加速度计的加速度讯号的步骤是包括：

计算X轴加速度计实际位移所产生的加速度，所述的X轴加速度计实际位移所产生的加速度为X轴加速度计侦测到的加速度减去离心力；

计算Y轴加速度计实际位移所产生的加速度，所述的Y轴加速度计实际位移所产生的加速度为Y轴加速度计侦测到的加速度减去向心力；

对X、Y轴加速度计实际位移所产生的加速度进行补偿。