[发明专利]惯性感测式坐标输入装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种惯性感测式坐标输入装置与方法，特别涉及的是一种利用加速度计与一个陀螺仪的架构，实现不受操作空间限制，可在平坦表面上操作，也可在空间中操作的具平面/空间功能的惯性感测计算机输入装置与方法，在平面(2D)模式中，以陀螺仪侦测装置的转动以补偿人手操作不自觉的转动与消除惯性感测组件电子噪声的干扰，克服纯加速度计坐标输入装置的技术障碍，达成自然顺手的操控感觉，适在输入装置应用与制造相关业。

背景技术

现有光标控制装置有许多种类，例如，控制计算机显示器光标大多采用鼠标形式，而控制投影机的简报器则具有一遥控器外型，以鼠标而言，可概分为滚球型与光学型两大类型，其操作模式均必须在一平面上滑行，凭借控制滚球位移产生机械式讯号或阴影变化感应光讯号，以达到控制光标移动的目的，换言的，操作平面与空间影响着讯号的好坏；再以简报器而言，由于主要功能在于指示投影片，因此大多数采用无线传输，配合开、关、上、下、翻页等功能的相关控制电路与按键，达到简报指示目的；但是当同时具有计算机显示器与投影器时，必须设置两种光标控制装置，占空间且显得杂乱。

目前市面上虽可见综合鼠标与简报器双重功能的光标控制装置，然其控制方式仍未跳脱传统电子与机械控制模式，至于近年来被积极研发的重力式光标控制装置，则因为许多技术问题仍有待改善，故仍停留在研发阶段而未见消费性成品问世。

针对专利而言，请参阅图1所示美国专利4787051号“Inertial Mouse System”，所述的案公开一种惯性鼠标10，其主要是具有一X轴加速度计16，以及感测方向与所述的X轴加速度计16垂直且分设在所述的X轴加速度计16两侧的Y轴加速度计14、18，利用所述的Y轴加速度计14、18的加速度差计算所述的惯性鼠标10的转动量，配合所述的X轴加速度计16感测的加速度变化，再利用硬件化算法，将惯性鼠标10移动的曲线轨迹数字化以输入计算机；所述的纯加速度计坐标输入装置，由于转动量是以两加速度计差分间接计算，因此误差极大，而由于仅具有X轴与Y轴加速度计，因此仅能在平面上操作。

再请参阅图2所示美国专利5898421号“Gyroscopic pointer and method”，所述的案公开一种指示器，其是可外接电源190驱动一机械式陀螺仪110转动，所述的机械式陀螺仪110凭借一组万向轴115、120枢接在一内框架170内，所述的内框架170再凭借轴向与所述的万向轴115、120相互垂直的另一组万向轴140、145枢接在一外框架160内，当所述的装置在自由空间中操作时，凭借所述的计算机连接头180可将所述的陀螺仪110的转动量对应到显示装置的光标X、Y两轴移动量；所述的指示器由于采用纯陀螺仪输入坐标，因此只适用在自由空间，无法在平面上使用，再者，机械式陀螺仪体积庞大且误差值高。

再请参阅图3所示美国专利5825350号“Electronic pointing apparatus andmethod”，所述的案公开一种可在平面与空间中运作的指示装置100，其是在所述的指示装置100内部设有一滚球260，并在其内部的电路板452上设有陀螺仪电路，凭借一活塞270连动一杠杆472，当所述的指示装置100压制在平面上使用时(也即作为鼠标使用时)，所述的活塞270可将所述的杠杆472顶起，使所述的滚球260呈现可自由活动的释放状态，当举起所述的指示装置100时，所述的活塞270可自然拉动所述的杠杆472下降，使设置在所述的杠杆472底部的凸块506压制在所述的滚球260上，限制所述的滚球260活动，此时，即可将所述的指示装置100作为指示器使用，凭借所述的设置有陀螺仪电路的电路板452，可侦测所述的指示装置100的移动量并对应到显示装置光标；然而，由于所述的杠杆472与凸块506并无法确实压制所述的滚球260，当人手在空间中晃动所述的指示装置100时，极容易导致所述的滚球260非预期性移动或滚动，而产生不必要的移动讯号，影响坐标输入，因此，所述的种结构并未能被具体实现或应用在消费市场。

目前市面上可见与图3所示所述的指示装置类似的消费性产品，是在光学鼠标内结合陀螺仪，光学感测装置虽可免去滚球非预期性移动的问题，然而，无论为滚球或光学感测，其负责平面操作的滚球、光学感测与负责空间操作的陀螺仪电路之间彼此并无任何关联，所述的类结构仅是提供一用以收纳两种操作模式装置的共享壳体而已，不仅基本功能未增加，反而使得整体装置复杂且体积十分庞大，重量增加。