专利名称：以摄影机构成的指标输入系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种指标输入系统，尤指一种以摄影机构成的指标输入系统。
按，目前的个人电脑除可使用键盘进行输入操作外，并亦均配置有鼠标以做为指标输入装置，而藉由侦测该鼠标的相对位置及配合相应的驱动软件，使用者便可移动电脑萤幕上的指标以进行点选输入，或甚至经由辨识软件而进行笔形输入，因而使得对电脑的操作更为简易方便。
然而，在使用现有的指标输入装置上仍有诸多的不便之处，例如鼠标的连接线常易缠绕，且鼠标只能在鼠标垫或是平坦的物体表面上使用，而在进行笔形输入时亦非常不易操作。
又，随着多媒体应用的逐渐普遍，个人电脑上已逐渐配置有例如摄影机的影音装置，然而，当电脑是使用在例如一般文书处理等无需使用摄影机的应用时，所配置的摄影机即处于闲置的状态而无法发挥其功能。因此，对于如何改善前述指标输入装置的方便性及充分运用电脑的各项配备遂成为一极重要的课题。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“以摄影机构成的指标输入系统”，几经研究实验终至完成此项新颖进步的发明。
本发明的目的是在提供一种以摄影机构成的指标输入系统，以供使用者极为方便地进行指标输入及手写输入。
为达前述的目的，本发明的以摄影机构成的指标输入系统主要包括一可移动发光装置及一与电脑装置连线的摄影机，该可移动发光装置是可由使用者操作移动并可发出至少两种颜色光，该摄影机是可撷取拍摄该可移动发光装置所发出的亮光，并判别亮光的颜色及将所拍到对该可移动发光装置的光点的移动轨迹处理转换为XY座标资料，以供对该电脑装置进行指标输入功能。
其中该可移动发光装置具有一发光二极管以输出光点。
其中该可移动发光装置是制作为笔形，该发光二极管是设置于笔尖部位。
其中该可移动发光装置是在笔尖受压时点亮该发光二极管以发出第一种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为一般的指标输入。
其中该可移动发光装置上还设置具有一第一按键，以当其受压时，点亮该发光二极管发出第二种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标左键受压一样的功能。
其中该可移动发光装置上还设置具有一第二按键，以当其受压时，点亮该发光二极管同时发出第一及第二种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标右键受压一样的功能。
其中该可移动发光装置上还设置具有一第二按键，以当其受压时，点亮该发光二极管发出第三种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标右键受压一样的功能。
其中该可移动发光装置上更设置具有一第三按键，以当其受压后，持续点亮该发光二极管发出第一种颜色光，再按则熄灭，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为一般的指标输入。
当该第三按键受压点亮第一种颜色光后，还可按第一按键或第二按键，以改变所发出的光颜色，以便供摄影机拍摄辨认，而作为鼠标左键或右键受压一样的功能。
其中该摄影机是由镜头、影像感测器、模拟数字持换器、自动曝光单元、数字信号处理器及XY座标资料萃取器所构成，以当该摄影机是切换为鼠标摄影机时，该自动曝光单元即自动调低曝光值，该数字信号处理器对由镜头及影像感测器所取得的光点进行处理，以产生相应的R，G，B资料，再将R，G，B三个频道的信号送到该XY座标资料萃取器36，以产生座标位置资料。
其中该摄影机还包含电脑介面控制单元以供价接至该电脑装置。
其中该摄影机还包含水平/垂直同步扫瞄时脉产生器，以提供摄影机操作所需的图素时脉、水平同步信号、垂直同步信号等时脉信号。
其中该XY座标资料萃取器包括一背景抑制电路，是由数个减法器所构成，以在该摄影机侦测一种特定颜色的光点时，以该等减法器将其他颜色光予以衰减。
其中该XY座标资料萃取器还包括一位准比较器，以对该背景抑制电路的输出信号进行判别而辨织出发光二极管光轨迹信号。
其中该XY座标资料萃取器还包括一XY计数及地址追踪闩锁电路，是接收该发光二极管光轨迹信号，以触发一计数器而判别光轨迹信号在二维上的位置，并加以锁住储存。
其中该XY座标资料萃取器还包括一资料追踪萃取电路，是接收该光轨迹信号的二维位置资料，以自动判别并切换为3×3或5×5矩阵，并取出中心点来作为指标的精确光轨迹资料。
其中该XY座标资料萃取器还包括一XY向量运算电路，是接收该精确光轨迹资料，以计算出其发光二极管光轨迹向量数据，并经由该电脑介面控制单元而传到该电脑装置作为鼠标指标信号的移动数据。
由于本发明设计新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。
为使贵审查委员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后，其中
图1是本发明的以摄影机构成的指标输入系统的使用状态图。
图2是依据本发明的指标输入系统的可移动发光装置的结构图。
图3是依据本发明的指标输入系统的摄影机的功能方块图。
图4是依据本发明的摄影机的XY座标资料萃取器的电路结构图。
有关本发明的以摄影机构成的指标输入系统的较佳实施例，请先参照图1所示，其主要是利用一与个人电脑连线的摄影机11或其它的影像撷取装置，以及一作为指标器的可移动发光装置12，而构成一指标输入系统，以便以由该摄影机11撷取侦测该可移动发光装置12的位置而对个人电脑进行指标的输入，其中，该可移动发光装置12是较佳地制作成如笔的形状以供使用者握持移动，并在其一端设置一发光二极管121(LED)以做为发光源，该摄影机11是较佳地配置在个人电脑主机13，或是显示器14上，或是其他适当的位置。
该摄影机11可供进行一般的多媒体影像的应用，例如摄取使用者的影像以进行影像处理、影音通话或视讯会议等，而当切换转向拍摄在物体表面(例如桌面)上操作的可移动发光装置12以进行指标输入时，是藉由摄影机11的影像感测器具有R，G，B分光取色的功能，可使其转作为鼠标的功能，亦即以搭配的控制软硬件，并利用该具有可单色或变色LED121的可移动发光装置12作为指标器，则该摄影机11可拍到对此LED121光点的移动轨迹的高输出准位信号，并将之转为XY座标资料以进行处理而完成指标输入功能。
图2显示该笔形的可移动发光装置12的结构示意图，其在笔尖处具有LED121以输出光点，且在笔杆内部设置一弹簧122，以使在笔尖受压时即导通一开关123，以便以作动一开关电路124而点亮该LED121，其中，该LED121可发出绿、红两种光(或是可发出绿、红、蓝三种光)，而当该开关123导通时，该开关电路124是驱动该LED121发出绿色光，经该摄影机11的拍摄及辨识，而作为一般的指标输入(亦可由选择红色为一般输入)，而笔上可设置两个按键125及126，以当其中一键125受压时，则该开关电路124是驱动该LED121发出红色光，经该摄影机11的拍摄及辨识，可作为如同鼠标左键受压一样的功能，又当另一键126受压时，该开关电路124是驱动该LED121同时发出红色光与绿色光，经该摄影机11的拍摄及辨识，则可以有效模拟鼠标的右键受压一样的功能，此外，该LED121亦可改变成发出蓝色光，以搭配摄影机11的辨识而模拟鼠标右键受压的情况。
又该而笔上亦可再设置一个按键127，以当其受压后，该开关电路124是驱动该LED121持续发出绿色光，藉此，亦可无须将该笔形可移动发光装置12抵压在物体表面移动，而以按压该按键并随意移动该可移动发光装置12来进行一般的指标输入。且当该按键127受压点亮绿色光后，更可按压按键125或126，以令该开关电路124驱动该LED121改变所发出的光颜色，以便供摄影机拍摄辨认，而作为鼠标左键或右键受压一样的功能。
图3是为该摄影机11的功能方块图，主要包括有镜头31、影像感测器32、模拟数字转换器33、自动曝光单元34、数字信号处理器35、XY座标资料萃取器36、个人电脑介面控制单元37、及水平/垂直同步扫瞄时脉产生器38等，其中，该水平/垂直同步扫瞄时脉产生器38是用以提供摄影机11操作所需的图素时脉(pixelclock)、水平同步信号(HSYNC)、垂直同步信号(VSNC)等时脉信号。
以此摄影机11配合个人电脑进行指标输入的操作上，可藉由在个人电脑上的热键以切换将该摄影机11做为普通摄影机或鼠标摄影机，而当切换为鼠标摄影机时，个人电脑首将指标定位于萤幕中央，并以其介面总线透过个人电脑介面控制单元37来切换该摄影机11为鼠标模式，此时，该自动曝光单元34即自动调低曝光值，以便有效区别LED121的光点与背景杂讯，而该数字信号处理器35即对由镜头31及影像感测器32所取得的光点进行处理，以产生相应的R，G，B资料，再将R，G，B三个频道的信号送列该XY座标资料萃取器36。
请参照图4所示，该XY座标资料萃取器36是内建以数个减法器411所构成的背景抑制电路41，以在侦测一种特定颜色的光点时，可以该等减法器411将其他颜色光予以衰减，因而使LED121光轨迹的信号更有效的分离出来，而该背景抑制电路41的输出信号经过位准比较器42以进行判别，而辨识出LED光轨迹信号。
该LED光轨迹信号再送到XY计数及地址追踪闩锁电路43，以触发由pixel clock、HSYNC、VSYNC所驱动的计数器，来判别光轨迹信号在二维上的位置，并加以锁住储存，而此光轨迹信号的二维位置资料再经资料追踪萃取电路44，以自动判别并切换为3×3或5×5矩阵，并取出中心点来作为指标的精确轨迹资料，据此，可解决一个LED光点可能聚焦并成像在影像感测器32上数个因素的问题，而获致R，G，B三个颜色的LED精确光轨迹资料。
而该R，G，B三个颜色的LED精确光轨迹资料再经XY向量运算电路45的处理，以在VSYNC的控制下，计算出其LED光轨迹向量数据，并可依设定来决定H/V是否翻转来配合摄影机11的装置方向，据此，R，G，B三个颜色的LED光轨迹向量数据便经由该个人电脑介面控制单元37而传到个人电脑作为鼠标指标信号的移动数据，其中，该个人电脑介面控制单元37会判别R，G，B三个颜色的LED光轨迹向量数据的有或无，来决定各种颜色组合时所代表的指标状态，例如，只有绿色向量数据是代表一般移动，只有红色向量数据代表右键披按住，绿色红色皆有则代表左键被按住。
上述的光轨迹向量数据的取样是由VSYNC所控制，因此为每一图框(frame)取样一次，故取样速度为30或60 frame/sec，而每一个图框的向量数据皆以与前一个图框的交越点为起点来描述轨迹向量。
由以上的说明可知，本发明是利用具分光及座标位置萃取功能的摄影机11与作为指标器的可移动发光装置12而提供一极为方便的指标输入系统，使用者可如使用鼠标般地移动操作该笔形可移动发光装置12来进行指标输入，而不限于在鼠标垫或是平坦的物体表面上操作，也无鼠标连线所造成不便的问题，甚至可以在空中移动该可移动发光装置12以进行指标输入，此外，本发明所提供的指标输入系统本身即是一种笔形输入系统，只要搭配手写辨识功能便可进行手写输入而无须额外的硬件。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于习知技术的特征，为指标输入系统的设计上的一大突破，恳请贵审查委员明察，早日赐准专利，以便嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，主要包括一可移动发光装置，其是可由使用者操作移动并可发出至少两种颜色光；以及一与电脑装置连线的摄影机，其可撷取拍摄该可移动发光装置所发出的亮光，并判别亮光的颜色及将所拍到对该可移动发光装置的光点的移动轨迹处理转换为XY座标资料，以供对该电脑装置进行指标输入功能。
2.根据权利要求1所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置具有一发光二极管以输出光点。
3.根据权利要求2所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置是制作为笔形，该发光二极管是设置于笔尖部位。
4.根据权利要求3所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置是在笔尖受压时点亮该发光二极管以发出第一种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为一般的指标输入。
5.根据权利要求4所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置上还设置具有一第一按键，以当其受压时，点亮该发光二极管发出第二种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标左键受压一样的功能。
6.根据权利要求5所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置上还设置具有一第二按键，以当其受压时，点亮该发光二极管同时发出第一及第二种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标右键受压一样的功能。
7.根据权利要求5所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置上还设置具有一第二按键，以当其受压时，点亮该发光二极管发出第三种颜色光，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为鼠标右键受压一样的功能。
8.根据权利要求3所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该可移动发光装置上更设置具有一第三按键，以当其受压后，持续点亮该发光二极管发出第一种颜色光，再按则熄灭，以便供该摄影机拍摄及辨识，而作为一般的指标输入。
9.根据权利要求8所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，当该第三按键受压点亮第一种颜色光后，还可按第一按键或第二按键，以改变所发出的光颜色，以便供摄影机拍摄辨认，而作为鼠标左键或右键受压一样的功能。
10.根据权利要求1所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该摄影机是由镜头、影像感测器、模拟数字持换器、自动曝光单元、数字信号处理器及XY座标资料萃取器所构成，以当该摄影机是切换为鼠标摄影机时，该自动曝光单元即自动调低曝光值，该数字信号处理器对由镜头及影像感测器所取得的光点进行处理，以产生相应的R，G，B资料，再将R，G，B三个频道的信号送到该XY座标资料萃取器36，以产生座标位置资料。
11.根据权利要求10所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该摄影机还包含电脑介面控制单元以供价接至该电脑装置。
12.根据权利要求10所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该摄影机还包含水平/垂直同步扫瞄时脉产生器，以提供摄影机操作所需的图素时脉、水平同步信号、垂直同步信号等时脉信号。
13.根据权利要求12所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该XY座标资料萃取器包括一背景抑制电路，是由数个减法器所构成，以在该摄影机侦测一种特定颜色的光点时，以该等减法器将其他颜色光予以衰减。
14.根据权利要求13所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该XY座标资料萃取器还包括一位准比较器，以对该背景抑制电路的输出信号进行判别而辨织出发光二极管光轨迹信号。
15.根据权利要求14所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该XY座标资料萃取器还包括一XY计数及地址追踪闩锁电路，是接收该发光二极管光轨迹信号，以触发一计数器而判别光轨迹信号在二维上的位置，并加以锁住储存。
16.根据权利要求15所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该XY座标资料萃取器还包括一资料追踪萃取电路，是接收该光轨迹信号的二维位置资料，以自动判别并切换为3×3或5×5矩阵，并取出中心点来作为指标的精确光轨迹资料。
17.根据权利要求16所述的以摄影机构成的指标输入系统，其特征在于，其中该XY座标资料萃取器还包括一XY向量运算电路，是接收该精确光轨迹资料，以计算出其发光二极管光轨迹向量数据，并经由该电脑介面控制单元而传到该电脑装置作为鼠标指标信号的移动数据。
全文摘要
本发明是为一种以摄影机构成的指标输入系统,其具有一笔尖设置有发光二极管的笔形可移动发光装置,以由使用者操作移动并可发出至少两种颜色光,且具有一与电脑装置连线的摄影机以撷取拍摄该可移动发光装置所发出的亮光,并判别亮光的颜色及将所拍到对该可移动发光装置的光点的移动轨迹处理转换为XY坐标资料,以供对该电脑装置进行指标输入功能,而使得使用者能极为方便地进行指标输入及手写输入。
文档编号G06F3/02GK1337611SQ0012120
公开日2002年2月27日 申请日期2000年8月4日 优先权日2000年8月4日
发明者庄达昌, 陈宝全 申请人:凌阳科技股份有限公司