专利名称：非接触式手指操控系统及其方法
技术领域：
本发明与电子装置的指令输入有关，特别是关于一种不需要接触电子装置 的非接触式手指操控系统。
背景技术：
许多高性能的电子产品，例如笔记本电脑、行动电话、个人数字助理(PDA)、 全球定位导航装置(Global Positioning System Navigator, GPS Navigator) 等许多可携式电子装置，都可以供使用者随身携带，并于不同场合进行操作使 用。
然而，由于上述可携式电子装置，例如行动电话或导航装置，在使用者驾 车时使用会对行车安全造成威胁。特别是在点选、输入指令时，使用者必须改 变姿势以接触可携式电子装置的操作接口，例如按键、导航键、或是触控面板。 在这种操作姿势下非常不利于同时操作汽车，也容易使汽车驾驶的视线长时间 远离道路，以辨识面积过小的操作接口按钮。但是道路法规仅禁止汽车驾驶使 用行动电话，没有限制汽车驾驶使用其它的电子装置，例如导航装置，因此操 作行动电话以外的电子装置仍会对一般汽车驾驶产生型车上的威胁。
特别是，具备多功能的可携式电子装置，例如个人数字助理全球定位导航 装置所提供的操纵接口通常是较复杂的，使用者往往必须一手持握装置，另一 手进行操控，并在复杂的接口选单中找出需要的功能指令。这种状况更不利于 行车过程装中进行操控，且复杂的操控接口及方式，往往让使用者行车时分心 而发生危险。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种操控便利且不需持握的非接 触式手指操控系统，用以提供使用者在行车时对于多功能的电子装置的一种安 全便利的操控方法，以解决已知复杂的操控接口及手持式操控电子装置所造成 的不便。
为达到以上所述的目的，本发明揭露一种非接触式手指操控系统，其包括 有一指套及一主装置。指套具有一本体、 一加速度感应器及一讯号发送端，本 体用以固定于一使用者的手指，而随手指的运动产生随时间变化的一加速度及 一运动方向。加速度感应器设置于本体中，用以侦测本体的加速度及运动方向 而输出一运动参数。讯号发送端设置于本体中并电性连接于加速度感应器，通
过一无线通讯协议传送运动参数。主装置包含有一讯号接收端、 一控制单元及 一数据库，其中讯号接收端透过无线通讯协议接收运动参数。控制单元用以接 受运动参数，并将不同时刻取样的该运动参数结合为一运动参数集合，并执行 一模糊比对程序，由数据库撷取符合运动参数集合的一预设参数集合，并执行 对应预设参数集合的执行指令。藉此，使用者不需要直接接触主装置，只需要 以手指做出特定的手指运动轨迹(操作姿势)，就可以使主装置执行特定的执行 指令。
通过本发明所提供的非接触式手指操控系统，使用者不需要接触主装置， 也不需要由主装置中搜寻需要的接口选单，仅需以手指做出手指运动轨迹，就 可以操作主装置达到功能切换及程序执行等操作。由于操控方式为非接触式操 控，因此，使用者不需要改变身体姿势或是注视主装置的选单接口，因此适合 供汽车驾驶于行车时使用。同样地，也适合进行简报者在简报过程中使用，亦 即，简报者不需要中断简报过程操作计算机等主装置，就可以透过手指摆动来 切换简报软件。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本 发明的原理，并且提供本发明的专利要求所述范围更进一步的解释。
图1A为本发明的非接触式手指操控系统的示意图。
图1B为本发明的非接触式手指操控系统中指套的放大示意图。
图2A为本发明第一实施例的非接触式手指操控系统的系统方块图。
图2B为本发明第二实施例的非接触式手指操控系统的系统方块图。
图3A至第3F图为以全球定位导航装置为例的操作示意图。
图4为本发明的非接触式手指操控系统方法的流程图。
具体实施例方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实 施例详细说明如下。
首先，请参照图1A及图1B所示，本发明第一实施例所揭露的非接触式手 指操控系统100，其包含有一指套110及一主装置120，其中，主装置120首先 以一全球定位导航装置(Global Positioning System Navigator, GPS Navigator) 为例，然而，本发明并不仅限定于使用于GPS，亦可应用于个人计算机、数字个 人助理(PDA)及手机等各式电子装置中。
参同时参阅图1A、图1B及图2A所示，指套110具有一本体111，且本体 111具有一套孔112，用以套设于使用者的手指101，以将本体111固定于手指。 当手指101产生一空间中的运动时，指套110的本体111随手指101的运动而
产生随时间变化的一加速度及一运动方向。
参阅图2A所示，指套110还具有一加速度感应器114、 一讯号发送端116 及一启动按钮118。加速度感应器114设置于本体114中，而启动按钮118设置 于本体lll表面，并电性连接于加速度感应器114。其中启动按钮118用以被按 压而启动加速度感应器114作动，使被启动的加速度感应器114可用以侦测运 动中本体111的加速度及运动方向，并且依据所侦测的加速度及运动方向产生 并输出一运动参数。讯号发送端116则设置于本体中并电性连接于加速度感应 器114，用以接收加速度感应器114所输出的运动参数，并通过无线通讯将运动 参数传送出去。其中，本实施例中的无线通讯可为一蓝牙(Blue Tooth)无线通 讯、 一无线网络通讯、 一射频通讯或一红外线无线通讯等。当使用者以指套110 完成手指运动的动作后，可放开启动按钮118，此时加速度感应器114便会被关 闭而停止输出运动参数。
参阅图2A所示，主装置120具有一讯号接收端122、 一控制单元124、 一 数据库126、及一显示单元130，其中，控制单元124电性连接至讯号接收端122、 数据库126及显示单元130,且控制单元124中还包含有一比对模块128。讯号 接收端122通过与讯号发送端116所设定相同的无线通讯协议，而接收自讯号 发送端116所发送的运动参数，并传送至控制单元124。而控制单元124接收此 运动参数，并将不同时刻取样的运动参数结合为一运动参数集合。
主装置120的数据库126，是用以储存多个预设参数集合以及各个预设参数 集合所对应的执行指令。因此，当控制单元124产生一运动参数集合后，会通 过其内部的比对模块128对数据库126内数据执行一模糊比对程序，以'撷取与 运动参数集合符合的预设参数集合，并且再藉由控制单元124执行相符合的预 设参数集合所对应的执行指令。于此同时，在控制单元124产生运动参数集合 后，可将所产生的运动参数集合传送并显示于显示单元130，以供使用者确认所 输入的手指运动轨迹。
接着，请参阅图2B所示，为本发明第二实施例的非接触式手指操控系统的 系统方块图。本发明的第二实施例与第一实施例的原理及结构大致上相同，而 其主要差异在于本发明第二实施例，非接触式手指操控系统200的指套110中， 启动按钮118a不电性连接于加速度感应器114，而电性连接于讯号发送端116， 用以被按压而启动讯号发送端116作动。当手指101套入指套110，产生一空间 上的运动，则致能加速度感应器114，并且藉由加速度感应器114产生一运动参 数后，启动按钮118a可被按压启动讯号发送端116，使讯号发送端116以发送 运动参数。
此外，本发明第二实施例中，主装置120所具有的比对模块128a不设置于 控制单元124中，而独立设置于主装置120上并分别电性连接于控制单元124 及数据库126。因此，当控制单元124接收到运动参数而转换成运动参数集合后，
则需透过相电性连接的比对模块128a至数据库126中撷取与运动参数集合相符 合的预设参数集合及所对应的执行指令，并将比对结果传输至控制单元124。
接着，本发明以应用于一全球定位导航装置为例，来加以显示本发明的非 接触式手指操控系统100所带来便利操控的优点。当一使用者于驾驶车辆时， 其所具备的多功能导航装置亦处于一导航模式，而使用者仅需将手指套入指套 并透过简易的手指运动轨迹即可对导航装置进行操控或改变其状态模式，如图 3A至图3F所示。举例而言，当手指产生一如L状的手指运动轨迹132a (如图 3A所示)，则导航装置中的控制单元124会自数据库126中撷取相符合的预设运 动轨迹及其所对应的执行指令，而于此实施例中，手指运动轨迹132a所撷取的 执行指令可以使于导航模式的导航装置进入并执行一记事本功能程序。而当手 指产生一如反L状的手指运动轨迹132b (如图3B所示)，则可以使于导航模式 的导航装置开启一计算器程序。当手指产生一如三角形状的手指运动轨及132c (如图3C所示)，则可以使导航模式的导航装置开启一录音功能。当手指产生 一如圆形状的手指运动轨及132d (如图3D所示)，则可以使于导航模式的导航 装置开启一MP3播放程序。当手指产生一如Z状的手指运动轨及132e (如图犯 所示)，则可以使于导航模式的导航装置开启一声音大小调整程序。又当手指产 生一如V状的手指运动轨及132f (如图3F所示)，则可以使于导航模式的导航 装置结束其导航模式。
然而，本发明并不仅限定于上述实施例中，本发明的非接触式手指操控系 统更可应用而比拟为一非接触式的手写输入的笔划移动操控，或比拟为一无线 鼠标的光标操控等。
另外，请再参阅图1B所示，本发明的非接触式手指操控系统中，指套IIO 的本体111上，更可于其前端设置一雷射指示器119，而雷射指示器119可被手 指开启以投射一激光束以形成一投射光点，提供使用者于会议中或简报中所需 的激光束指示功能。
此外，请参阅图4所示，为本发明的非接触式手指操控方法的流程图。本 发明的非接触式手指操控在方法，首先提供一加速度感应器114，并且将加速度 感应器114设置于使用者的一手指101上(步骤200)。
接着，启动加速度感应器114，并且藉由手指101产生一空间上的移动，并 且于一侦测时段后关闭加速度感应器114(步骤210)。因此，设置于手指101上 的加速度感应器114会与手指同步移动于空间中，使得加速度感应器114会在 侦测时段内侦测使用者的手指101所产生的一加速度及一运动方向，并且转换 为一运动参数而输出(步骤220)。并且再藉由一无线通讯来传输运动参数。
接着，提供一主装置120，并且使主装置120藉由同样的无线通讯来接收运 动参数并侦测运动参数是否持续被产生，并且于运动参数被产生时，则将不同 时刻取样的运动参数结合为一运动参数集合(步骤230)。
以主装置120执行一模糊比对程序，且首先进入一侦测时段判断程序，判 断侦测时段是否大于一最小侦测时段(步骤240)。若否，即侦测时段小于一最小 侦测时段，则主装置120会停止执行模糊比对程序，并输出一操作错误指示(步 骤250);若是，则主装置120会再进入一判断程序，即判断数据库126中是否 具备符合运动参数集合的预设参数集合(步骤260)。
于判断程序中，若数据库126中不具备符合运动参数集合的预设参数集合， 则主装置停止模糊比对程序，并且输出一辨识错误指示(步骤270);若是，则系 统会自数据库126中撷取符合运动参数集合的一预设参数集合，并依据预设参 数集合撷取一对应的执行指令(步骤280)，最后则执行此一执行指令(步骤290)。
本发明所提供的非接触式手指操控系统100，使用者不需要接触主装置，也 不需要由主装置中搜寻需要的接口选单，仅需以手指做出手指运动轨迹，就可 以操作主装置达到功能切换及程序执行等操作。由于操控方式为非接触式操控， 因此，使用者不需要改变身体姿势或是注视主装置的选单接口，因此适合供汽 车驾驶于行车时使用。同样地，也适合进行简报者在简报过程中使用，亦即， 简报者不需要中断简报过程操作计算机等主装置，就可以通过手指摆动来切换 简报软件。
虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱 离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。 关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求所述的范围。
权利要求
1、一种非接触式手指操控系统，其特征在于，包括一指套，包括一本体，用以固定于一使用者的手指，而随该手指的运动产生随时间变化的一加速度及一运动方向；一加速度感应器，设置于该本体中，用以侦测该本体的加速度及运动方向，而输出一运动参数；以及一讯号发送端，设置于该本体中并电性连接于该加速度感应器，通过一无线通讯传送该运动参数；以及一主装置，包括一讯号接收端，通过该无线通讯接收该运动参数；一控制单元，接受该运动参数，并将不同时刻取样的该运动参数结合为一运动参数集合；以及一数据库，用以储存多个预设参数集合及对应各项预设参数集合的执行指令；其中该控制单元执行一模糊比对程序，以撷取符合该运动参数集合的一预设参数集合，并执行对应该预设参数集合的执行指令。
2、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述本体 具有一套孔，用以套设于该使用者的手指。
3、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述操控 系统还包括一启动按钮，设置于该本体并电性连接于该加速度感应器，其中该 启动按钮用以启动该加速度感应器产生该运动参数。
4、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述操控 系统还包括一启动按钮，设置于该本体并电性连接于该讯号发送端，其中该启 动按钮系用以启动该讯号发送端以发送该运动参数。
5、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述控制 单元包含一比对模块，用以执行该模糊比对程序。
6、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述操控 系统还包括一比对模块，电性连接于该控制单元，用以执行该模糊比对程序， 并将比对结果传输至控制单元。
7、 根据权利要求l所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述主装 置还包含有一显示单元，电性连接至该控制单元，用以将该控制单元产生的该 运动参数集合显示为一手指运动轨迹。
8、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述无线 通讯为一蓝牙无线通讯、 一无线网络通讯、 一无线射频通讯、或一红外线无线 通讯。
9、 根据权利要求1所述的非接触式手指操控系统，其特征在于所述操控 系统还包括一雷射指示器，设置于该指套的本体，用以投射一激光束以形成一 投射光点。
10、 一种非接触式手指操控的方法，其特征在于，包括步骤 提供一加速度感应器，将该加速度感应器设置于一使用者的手指； 启动该加速度感应器，并以该手指产生一空间上的移动，并于一侦测时段后关闭该加速度感应器；以该加速度感应器于该侦测时段内侦测一使用者的手指的一加速度及一运 动方向，而转换为一运动参数进行输出；提供一主装置，以该主装置持续侦测该运动参数是否被产生，若该运动参 数被产生，则将不同时刻取样的该运动参数结合为一运动参数集合；以该主装置执行一模糊比对程序，自一数据库撷取一符合该运动参数集合 的预设参数集合，并依据该预设参数集合撷取一对应的执行指令；以及以该主装置执行该执行指令。
11、 根据权利要求10所述的非接触式手指操控的方法，其特征在于所述 运动参数以一无线通讯迸行传输。
12、 根据权利要求10所述的非接触式手指操控的方法，其特征在于所述方法还包含一侦测时段判断程序，判断该侦测时段是否大于一最小侦测时段，若是，持续执行该模糊比对程序；若否，则停止执行该模糊比对程序，并输出 一操作错误指示。
13、 根据权利要求10所述的非接触式手指操控的方法，其特征在于所述 模糊比对程序还包含一步骤，判断该数据库中是否具备符合该手指运动轨迹的 预设运动轨迹，若是，持续撷取符合该手指运动轨迹的预设运动轨迹；若否， 则停止执行该模糊比对程序并输出一辨识错误指示。
14、 一种非接触式操控指套，以非接触方式操控一主装置，其特征在于， 包括一本体，用以固定于一使用者的手指上；一加速度感应器，设置于该本体中，用以侦测该本体的加速度及运动方向， 而输出一运动参数；以及一讯号发送端，设置于该本体中并电性连接于该加速度感应器，且通过一 无线通讯传送该运动参数至该主装置，以进行发送讯号的读取及比对而操控该 主装置。
15、 根据权利要求14所述的非接触式操控指套，其特征在于:'所述本体具 有一套孔，用以套设于该使用者的手指。
16、 根据权利要求14所述的非接触式操控指套，其特征在于所述指套还 包含一启动按钮，设置于该本体并电性连接于该加速度感应器，其中该启动按钮用以启动该加速度感应器产生该运动参数。
17、 根据权利要求14所述的非接触式操控指套，其特征在于所述指套还包含一启动按钮，设置于该本体并电性连接于该讯号发送端，其中该启动按钮 用以启动该讯号发送端以发送该运动参数。
18、 根据权利要求14所述的非接触式操控指套，其特征在于所述指套还 包含一雷射指示器，设置于该指套的本体，用以投射一激光束以形成一投射光
全文摘要
一种非接触式手指操控系统及其方法。该操控系统包括有一指套及一主装置。指套系套设于使用者的手指，且指套具有一加速度感应器及一讯号发送端。其中加速度感应器用侦测指套随着手指的运动产生的加速度及运动方向，而输出一运动参数，再由讯号发送端通过一无线通讯传送运动参数至一主装置。主装置接受运动参数，并将不同时刻取样的该运动参数结合为一运动参数集合。主装置接着执行一模糊比对程序，以撷取符合运动参数集合的一预设参数集合，而执行对应预设参数集合的执行指令。
文档编号G06F3/01GK101339451SQ20071002894
公开日2009年1月7日 申请日期2007年7月2日 优先权日2007年7月2日
发明者周维平, 詹景中 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司;神达电脑股份有限公司