位移感测方法与位移感测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种位移感测方法，包含有：接收一距离侦测结果，该距离侦测结果是指示出位移感测装置的邻近区域的对象距离侦测信息；以及依据距离侦测结果，选择性地决定是否对邻近区域的对象运行光学位移感测。本发明还公开了一种位移感测装置。
【专利说明】位移感测方法与位移感测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种位移感测机制，特别有关一种根据距离侦测结果来决定是否运行位移感测的位移感测方法与相关的位移感测装置。
【背景技术】
[0002]现今所发展的光学技术中，使用者已可通过双手的移动等不同手势，来操控远程的可携式电子装置，为了达到无线光学控制的需求，可携式电子装置本身必须具备位移感测的功能，以感测使用者的手势变化，然而，目前最大的不便在于使用者在操控时可能离可携式电子装置太远使得可携式电子装置无法侦测到使用者，或是可能离可携式电子装置太近而使得感测的结果有所偏差。此外，长时间持续对对象(例如使用者的手势)进行位移感测将会极度消耗可携式电子装置的电力，因此，如何改善操控的方便性以及提升对电力的有效利用显然是现今现有技术所遭遇到的难题。
【发明内容】
[0003]所以，本发明的一个目的是公开一种依据距离侦测结果来决定是否运行光学位移感测的位移感测方法与相关的位移感测装置，以提升操控方便性以及电力的有效利用。
[0004]本发明的一实施例公开了一种对对象进行位移感测的方法。方法包含有:接收一距离侦测结果，距离侦测结果指示出了位移感测装置的邻近区域的对象的距离侦测信息；以及依据该距离侦测结果，选择性地决定是否对邻近区域的对象运行光学位移感测。
[0005]本发明的实施例另公开了一种对对象进行位移感测的位移感测装置。位移感测装置包含有接收电路与位移感测电路，接收电路是用以接收一距离侦测结果，该距离侦测结果是指示出位移感测装置的 邻近区域的对象的距离侦测信息，以及位移感测电路是耦接至接收电路并用以依据该距离侦测结果，选择性地决定是否对该邻近区域的对象运行光学位移感测。
[0006]因此，依据上述，本发明的实施例根据对象的距离侦测信息(或结果)，选择性地启动或关闭光学位移感测操作，可在光学位移感测操作的效能较差的情况下选择关闭光学位移感测操作，而在光学位移感测操作的效能正常的情况下选择启动光学位移感测操作，因此，可达到有效利用电力(省电)的目的。此外，也可增进使用者操控的方便性。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]其中，附图标记说明如下:
[0008]图1是本发明第一实施例的位移感测装置的示意图。
[0009]图2是图1所示的距离侦测电路的操作示意图。
[0010]图3是本发明第二实施例的位移感测装置的示意图。
[0011]图4是图1所示的位移感测装置的简化操作流程示意图。
[0012]【主要元件标号说明】[0013]100、300位移感测装置
[0014]105距离侦测电路
[0015]110,310接收电路
[0016]115、315位移感测电路
[0017]205光源
[0018]210镜片组
[0019]215传感器
[0020]1101光源控制单元
[0021]1102影像撷取单元
[0022]1103处理单元
[0023]1104传输接口单元
[0024]1105记忆单元
【具体实施方式】
[0025]在说明书及前面的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件`制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及前面的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及前面的权利要求当中所提及的「包含」是一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。
[0026]请参照图1，图1是本发明第一实施例的位移感测装置100的示意图。位移感测装置100包含有距离侦测电路105、接收电路110与位移感测电路115，距离侦测电路105是用以运行距离侦测操作，以侦测位移感测装置100的邻近区域的对象，产生距离侦测结果SR，接收电路110是耦接至距离侦测电路105并用以接收距离侦测结果SR，而位移感测电路115是耦接至接收电路110而间接耦接至距离侦测电路105，并用以依据该距离侦测结果SR，选择性地决定是否运行光学位移感测操作。其中，当该距离侦测结果SR指示出该对象与位移感测装置100的距离太远或是太近时，也就是，彼此的距离并没有落入在一适当的距离范围内时，位移感测电路115会决定不对该对象运行光学位移感测操作。当距离侦测结果SR指示出对象与位移感测装置100的距离落入在适当的距离范围内时，位移感测电路110才决定对对象运行光学位移感测操作。因此，通过使用距离侦测电路105来判断对象与位移感测装置100彼此之间的距离，使位移感测电路115选择性地开启(启动)或关闭光学位移感测操作。另外，需注意的是，如果距离侦测结果SR指示出此时并没有侦测到对象，则位移感测电路115将不会启动光学位移感测操作。由于长时间维持启动光学位移感测操作将浪费过多的电力(特别是在位移感测装置100设置在可携式电子装置中)，所以通过依据距离侦测结果SR来选择性的启动或关闭光学位移感测操作，可在光学位移感测操作的效能较差的情况下选择关闭光学位移感测操作，而在光学位移感测操作的效能正常的情况下选择启动光学位移感测操作，因此，可达到有效利用电力(省电)的目的。一般来说，光学位移感测操作所指的是利用光传感器，连续侦测一表面反射自一光源的光线，并用以追踪该表面的移动轨迹，来进行位移感测操作；或者是指利用一对象遮断一光源的光线，以使光传感器无法感测部分光线，并用以追踪该对象的移动轨迹，来进行位移感测操作。[0027]实作上，光学位移感测操作在一对象距离位移感测装置100过远或过近时所得到的感测结果相对来说均较差，以反射光形式的光学位移感测操作为例，距离过远时，光学位移感测操作不易感测到反射光信号，感测结果易有偏差，而距离过近时，则因所感测到的反射光信号过强，感测结果也容易产生偏差，因此，在本发明的实施例中，是在对象与位移感测装置100的距离落入在适当的距离范围内时，才启动后续的光学感测操作。对距离侦测电路105的操作来说，距离侦测操作可以是光学的距离侦测操作或是非光学原理的距离侦测操作，举例来说，距离侦测操作例如是三角测距操作、飞行时间测距(Time of Flight,T0F)操作、相位差测距操作、微波测距操作或是音波测距操作的至少其中一个，换句话说，距离侦测电路105的距离侦测操作也可以是上面多种测距操作的组合，然而，上述的测距操作只是用以解释本发明的实施例运作，而并非是本发明的限制。请参照图2，图2是图1所示的距离侦测电路105的操作示意图。在本发明的优选实施例中，距离侦测电路105使用的是三角测距操作，如图2所示，当对象所在的位置远近不同时，传感器上所感测到的反射光的影像位置也会有所不同，而三角测距操作就是通过参考所感测到的反射光的影像位置来计算或估计对象的距离，举例来说，当对象位在图2所示的位置Pl时，光源205所发射的第一光源信号(光强度可由距离侦测电路105的设定来控制)的光路径是如图2中的虚线所标示，第一光源信号在位置Pl处产生反射，反射光依照着虚线所标示的路径反射至镜片组210，通过镜片组210，成像在传感器215的位置SI上；通过成像的位置S I，距离侦测电路105可估计出对象是位在位置Pl上，因此可得到对象与位移感测装置100之间的距离，来产生距离侦测结果SR。而在另一个例子中，当对象位在图2所示的位置P2时，光源205所发射的第一光源信号(光强度可由距离侦测电路105的设定来控制)的光路径是如图2中的实线所标示，第一光源信号在位置P2处产生反射，反射光依照着实线所标示的路径反射至镜片组210，通过镜片组210，成像在传感器215的位置S2上；通过成像的位置S2，距离侦测电路105可估计出对象是位在位置P2上，因此可得到对象与位移感测装置100之间的距离，来产生距离侦测结果SR。因此，通过参考传感器215上成像的相对位置，距离侦测电路105可得到对象与位移感测装置100之间的距离信息。换句话说，上面实施例是通过发射第一光源信号、接收相对应的反射光信号以及根据反射光信号在光学传感器上的成像位置，判断所接收的反射光信号是否落入在一位置范围来产生距离侦测结果SR ;当所接收的反射光信号落入该位置范围时，距离侦测结果SR是指示出对象与位移感测装置100之间的特定距离是落入一距离范围，以及当反射光信号并没有落入该位置范围时，距离侦测结果SR是指示出该特定距离并没有落入该距离范围。
[0028]需注意的是，图2所示的三角测距操作只用在解释本发明其中一种实施例的操作方式，而并非是本发明的限制，此外，使用三角测距操作等光学测距操作可使距离侦测电路105与后续的位移感测电路115共享同一个光学传感器，这样一来，可达到节省电路制作成本的功效。另外，本发明中为了使光学测距操作具有高效率，将该光学测距操作使用在侦测位移感测装置100的特定方向(例如正前方)上的对象的距离，此外也可以将光学测距操作所侦测的范围从特定方向上扩大为扇形的视角范围(广角镜头或针孔孔径均可)。另外，使用非光学的测距操作则具有可侦测位移感测装置100的周遭方向上的对象距离的优点，举例来说，微波测距操作或音波测距操作可适用在侦测位移感测装置100的周遭方向上的对象的距离，来产生距离侦测结果SR。[0029]在产生上述的距离侦测结果SR之后，接收电路110是接收距离侦测结果SR并将距离侦测结果SR转送至位移感测电路115，使得位移感测电路115可依据距离侦测结果SR所指示的内容来决定接着是否运行光学位移感测操作。在另一实施例中，接收电路110与位移感测电路115也可实作为同一个电路功能方块。此外,实作上,位移感测电路110包含有光源控制单元1101、影像撷取单元1102、处理单元1103、传输接口单元1104及记忆单元1105，其中光源控制单元1101是用以控制、调整或产生位移感测装置100所发射出的光学信号，举例来说，光源控制单元1101可控制光学位移感测操作运行时所产生的光学信号，此外，当距离侦测操作是使用光学距离侦测操作时，光源控制单元1101也可控制距离侦测操作运行时所产生的光学信号，举例来说，如图2所示的三角测距操作，光源205所产生的第一光源信号的强度是由光源控制单元1101依据距离侦测电路105的设定所控制产生的。当位移感测电路115的光学位移感测操作运行时，光源控制单元1101则依据位移感测电路115的设定，产生第二光源信号，并控制第二光源信号的光强度，其中第二光源信号的光强度可实质上相同于第一光源信号的光强度，或者也可不同于第一光源信号的光强度。换句话说，光源控制单元1101是动态地依照不同的设定来控制所发射的光源信号的强度。
[0030]对位移感测电路110的位移感测操作来说，是通过使用光源控制单元1101所控制产生的第二光源信号的反射光，动态补偿环境光的干扰，之后再通过影像撷取的方式来计算周遭对象的位移。举例来说，在光源控制单元1101依据位移感测电路115的设定产生第二光源信号来补偿环境光源时，影像撷取单元1102开始进行多张影像的撷取，实作上，影像撷取单元1102南对对象所在的某一方向进行光学影像的感测，例如是在一特定的视角范围内持续进行影像感测，以撷取出不同时间点的多张影像画面，之后由处理单元1103比较不同时间点的多张影像画面(例如进行多张影像画面的关联性比对)，以判断所感测到的对象是否发生位移以及对象的位移状况，例如，如果对象是人的双手，则处理单元1103除了可侦测出双手发生位移外，也可以判别出双手手势的不同。而在产生对象的位移判断结果后，处理电路1103可将位移判断结果或是先前撷取出的影像画面存储在记忆单元1105，方便之后进行其它的运算，此外，处理单元1103也可将位移判断结果或是先前撷取出的影像画面传送至传输接口单元1104，通过传输接口单元1104将该些信息发送至其它电子装置作为其它应用，此外，处理单元1103也可以根据位移判断结果或是先前撷取出的影像画面，发出命令控制光源控制单元1101，以调整目前光源所发射的光源信号的光强度。
[0031]因此，如果位移感测电路115决定运行光学位移感测操作，则将启动光源控制单元1101、影像撷取单元1102、处理单元1103、传输接口单元1104及记忆单元1105的操作，而如果位移感测电路110决定不运行光学位移感测操作，则可关闭上述至少其中一个电路单元的操作，而达到省电的目的，举例来说，至少关闭可影像撷取单元1102的操作，使得目前不进行光学影像画面的感测撷取，以进行省电。因此，当距离侦测结果SR指示出对象与位移感测装置100之间的一特定距离是落入一距离范围时，位移感测电路115才启动上述电路组件的运作，以对该对象运行光学位移感测，而当距离侦测结果SR指示出该特定距离并没有落入该距离范围时，位移感测电路115不运行该光学位移感测。
[0032]此外，实作上，在产生前述的距离侦测结果SR时，距离侦测电路105也可以被用来侦测出是否有对象的存在，并以距离侦测结果SR来表示，举例来说，距离侦测电路105可先控制光源205发射出第一光源信号，接着监控一特定时间内所接收的反射光信号强度，以及判断所接收的反射光信号强度是否低于一临界值，如果反射光信号强度低于临界值(例如最小临界值)，则距离侦测电路105会判定距离侦测操作的结果并没有侦测到该对象。换言之，当反射光的信号强度太弱或是并没有接收到反射光的信号时，距离侦测电路105所产生的距离侦测结果SR是指示并没有侦测到该对象，而根据所产生的距离侦测结果SR，后续的位移感测电路115就可适当地决定是否运行光学位移感测操作，而在此实施例中，由于并没有侦测到该对象，所以位移感测电路115是决定不运行光学位移感测操作。
[0033]除了上述所提及的省电优点外，本发明上述实施例中的位移感测装置100另可达到与使用者进行适当互动的效果。举例来说，位移感测装置100的传输接口单元1104可具备互动功能，当距离侦测结果SR指示出该对象(例如使用者本身)过远或过近而并没有落入在一特定适当的距离范围时，可通过传输接口单元1104发出信号(例如语音的警告信息(warring message))通知使用者改变与位移感测装置100之间的距离,使得后续在运行距离侦测操作时可得到使用者与位移感测装置100之间的距离落入适当距离范围的结果，方便使用者进行对电子装置的操控。例如，位移感测装置100可设置在模型车或是其它可携式的电子玩具中，使用者通过手势通过位移感测装置100来控制可携式的电子玩具的行为，当使用者与其所操控之可携式的电子玩具的距离过远时，具备距离侦测操作的位移感测装置100即可侦测出此时彼此的距离过远并通知使用者，因此，可方便使用者对可携式的电子玩具的操控。
[0034]另外，在其它实施例中，位移感测装置也可以不包括距离侦测电路与相关的操作，换句话说，此时的距离侦测结果是由位移感测装置外部的电路组件所产生。请参照图3，图3是本发明第二实施例的位移感测装置300的示意图。位移感测装置300包含有接收电路310与位移感测电路315，而不包括距离侦测电路，其中接收电路310与位移感测电路315的功能与操作是相同于前述图1所示的接收电路110与位移感测电路315的功能与操作，为了避免篇幅过于冗长，在此不另赘述。
[0035]此外，为了使读者更能清楚掌握本发明的发明精神，请参照图4，图4是图1所示的位移感测装置100的简化操作流程示意图。倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图4所示的流程中的步骤顺序来进行，且图4所示的步骤不一定要连续进行，也就是其它步骤也可插入其中。流程步骤的说明描述于下:
[0036]步骤405:开始；
[0037]步骤410:运行距离侦测操作，以侦测位移感测装置100的邻近区域的对象，产生距离侦测结果SR ；
[0038]步骤415:根据距离侦测结果SR，判断是否该对象与位移感测装置100之间的距离是在特定适当的距离范围？若是，则进行步骤420，反之，进行步骤410，继续运行距离侦测操作；
[0039]步骤420:进行光源控制以产生并发射光源信号，以补偿环境光的影响；
[0040]步骤425:在不同时间点的运行影像撷取，以产生用以判断是否对象发生位移及其位移信息的感测影像画面；
[0041]步骤430:根据该些所感测到的影像画面，进行该对象的位移感测；以及
[0042]步骤435:结束。
[0043]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种对对象进行位移感测的方法，其包含有: 接收距离侦测结果，该距离侦测结果是指示出位移感测装置的邻近区域的对象的距离侦测信息；以及 依据该距离侦测结果，选择性地决定是否对该邻近区域的该对象运行光学位移感测。
2.如权利要求1所述的位移感测方法，进一步包括: 运行距离侦测操作，以侦测该位移感测装置的该邻近区域的该对象，产生该距离侦测结果。
3.如权利要求1所述的位移感测方法，其中侦测该位移感测装置的该邻近区域的该对象的步骤包含有: 侦测该位移感测装置的特定方向上的该对象。
4.如权利要 求3所述的位移感测方法，其中该距离侦测操作包含有三角测距操作、飞行时间测距操作及相位差测距操作的其中一个。
5.如权利要求2所述的位移感测方法，其中侦测该位移感测装置的该邻近区域的该对象的步骤包含有: 侦测该位移感测装置的周遭方向上的该对象。
6.如权利要求5所述的位移感测方法，其中该距离侦测操作是微波测距操作及音波测距操作的其中一个。
7.如权利要求1所述的位移感测方法，其中: 当该距离侦测结果指示出该对象与该位移感测装置之间的特定距离是落入距离范围时，对该对象运行该光学位移感测；以及 当该距离侦测结果指示出该特定距离并没有落入该距离范围时，不运行该光学位移感测。
8.如权利要求1所述的位移感测方法，其中运行该距离侦测操作来产生该距离侦测结果的步骤包含有: 发射第一光源信号； 接收反射光信号；以及 根据该反射光信号在传感器上的成像位置，判断所接收的该反射光信号是否落入位置范围，产生该距离侦测结果。
9.如权利要求8所述的位移感测方法，其中产生该距离侦测结果的步骤包含有: 当所接收的该反射光信号落入该位置范围时，产生该距离侦测结果，以指示出该对象与该位移感测装置之间的特定距离落入距离范围；以及 当所接收的该反射光信号并没有落入该位置范围时，产生该距离侦测结果，以指示出该特定距离并没有落入该距离范围。
10.如权利要求8所述的位移感测方法，进一步包括: 当该反射光信号的信号强度低于临界值时，产生该距离侦测结果以指示并没有侦测到该对象。
11.如权利要求8所述的位移感测方法，进一步包括: 当决定对该对象运行该光学位移感测时，发射不同于该第一光源信号的第二光源信号至该对象；撷取多张感测到的影像；以及 依据该些感测到的影像，决定该对象的位移。
12.—种对对象进行位移感测的位移感测装置，其包含有: 接收电路，用以接收距离侦测结果，该距离侦测结果是指示出位移感测装置的邻近区域的对象的距离侦测信息；以及 位移感测电路，耦接至该接收电路，用以依据该距离侦测结果，选择性地决定是否对该邻近区域的该对象运行光学位移感测。
13.如权利要求12所述的位移感测装置，进一步包括: 距离侦测电路，耦接至该接收电路，用以运行距离侦测操作，以侦测该位移感测装置的该邻近区域的该对象，产生该距离侦测结果。
14.如权利要求12所述的位移感测装置，其中该距离侦测电路是侦测该位移感测装置的特定方向上的该对象。
15.如权利要求14所述的位移感测装置，其中该距离侦测操作包含有三角测距操作、飞行时间测距操作及相位差测距操作的其中一个。
16.如权利要求13所述的位移感测装置，其中该距离侦测电路是侦测该位移感测装置的周遭方向上的该对象。
17.如权利要求16所述的位移感测装置，其中该距离侦测操作是微波测距操作及音波测距操作的其中一个。
18.如权利要求12所述的位移感测装置，其中:当该距离侦测结果指示出该对象与该位移感测装置之间的特定距离落入距离范围时，该位移感测电路是对该对象运行该光学位移感测；以及，当该距离侦测结果指示出该特定距离并没有落入该距离范围时，该位移感测电路不会运行该光学位移感测。
19.如权利要求12所述的位移感测装置，其中该距离侦测电路是发射第一光源信号、接收反射光信号以及根据该反射光信号在传感器上的成像位置，判断所接收的该反射光信号是否落入位置范围，产生该距离侦测结果。
20.如权利要求19所述的位移感测装置，其中，当所接收的该反射光信号落入该位置范围时，该距离侦测电路产生该距离侦测结果，以指示出该对象与该位移感测装置之间的特定距离落入距离范围；以及，当所接收的该反射光信号并没有落入该位置范围时，该距离侦测电路产生该距离侦测结果，以指示出该特定距离并没有落入该距离范围。
21.如权利要求19所述的位移感测装置，其中当该反射光信号的信号强度低于临界值时，该距离侦测电路产生该距离侦测结果，以指示并没有侦测到该对象。
22.如权利要求19所述的位移感测装置，其中当决定对该对象运行该光学位移感测时，该位移感测电路是发射不同于该第一光源信号的第二光源信号至该对象、撷取多张感测到的影像以及依据该些感测到的影像，决定该对象的位移。
【文档编号】G06F3/01GK103455137SQ201210183014
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】陈信嘉, 王有为, 锺庆霖, 陈晖暄, 高铭璨 申请人:原相科技股份有限公司