TWI617991B - 控制裝置及具有該控制裝置的可攜式載體 - Google Patents

Abstract

一種控制裝置包括一光學掃瞄單元、一處理單元、一體感偵測單元及一傳輸單元。該光學掃瞄單元以光學掃瞄一紙媒讀物資料給該處理單元辨識並產生一辨識訊號。該體感偵測單元用以偵測一使用者的手勢產生一體感訊號。該傳輸單元用以輸出該辨識訊號觸發一外部電子載體內的一外部數位內容及輸出該體感訊號操作該被觸發的外部數位內容。

Description

控制裝置及具有該控制裝置的可攜式載體

本發明係有關於一種人機介面，尤其有關於具光學輸入及體感控制的控制裝置及可攜式載體。

紙張自古就是傳遞知識的主要載體，許多萬古流芳的文字都是透過紙本傳遞下來。直到現今，知識文化的傳遞主要也是記載在紙上傳播。隨著，數位化的進步，許多紙本知識都被數位化到網路上，人們只要透過電子載體例如手機、平板電腦或穿戴式裝置連上網路就可以接收到許多資料訊息。然而紙本的傳播知識仍有其不可取代性，人類透過翻閱或接觸紙本去感受文字、符號、圖案的力量相較於電子載體去接觸這些資料，翻閱紙本可以保留更久的記憶。但是電子載體的資料具有即時性及互動性及無容量限制性。因此，如何結合兩者的優點，讓紙本的資料訊息延伸到電子載體上變成數位資訊是本領域者所要努力的方向。

本發明之一目的在於提供一種連結紙媒讀物與外部電子載體的控制裝置及可攜式載體。

本發明另一目的在於提供一種透過光學掃瞄紙媒讀物資料連結到外部數位內容，並且根據使用者的手勢操作控制該外部數位內容的控制裝置及可攜式載體。

為達上述目的，本發明提供一種控制裝置包括：一光學掃瞄單元，用以光學掃瞄一紙媒讀物資料產生一掃瞄訊號；一處理單元，連接該光學掃瞄單元，根據該掃瞄訊號產生一辨識訊號；一體感偵測單元，連接該處理單元係偵測一 使用者的手勢產生一體感訊號；一傳輸單元，連接該處理單元用以輸出該辨識訊號及該體感訊號，其中該辨識訊號係觸發一外部數位內容，該體感訊號係操作該被觸發的外部數位內容。

本發明另外提供一種可攜式載體，包括：一本體，具有一第一端及一第二端；一控制裝置，包含：一光學掃瞄單元，設在該第一端用以光學掃瞄一紙媒讀物資料產生一掃瞄訊號；一處理單元，設在該本體內連接該光學掃瞄單元，根據該掃瞄訊號產生一辨識訊號；一體感偵測單元，設在該本體內連接該處理單元，用以偵測一使用者的手勢產生一體感訊號；一傳輸單元，設在該本體內連接該處理單元，用以輸出該辨識訊號及該體感訊號，其中該辨識訊號係觸發一外部數位內容，該體感訊號係操作該被觸發的外部數位內容。

在一些實施，該紙媒讀物資料係設在一紙媒讀物上，且該紙媒讀物資料係為一文字或一符號或一圖案或一條碼或這四者的任意組合。

在一些實施，該光學掃瞄單元包括：一電荷藕合元件或一接觸式感光器件或一光電倍增管PMT或一互補金屬氧化物導體CMOS或其任意組合。

在一些實施，該外部數位內容係儲存在一外部電子載體。

在一些實施，該處理單元具有一辨識模組用以辨識該掃瞄訊號。

在一些實施，該傳輸單元係為一無線傳輸單元或一有線傳輸單元，該無線傳輸單元包括WIFI、2G、3G、4G、5G、藍牙及NFC傳輸其中任一或組合，該有線傳輸單元包括USB傳輸。

在一實施，該本體設有一電池模組連接該處理單元，該電池模組具有儲電能力且提供該光學掃瞄單元及該處理單元及該體感偵測單元及該傳輸單元電力。

在一實施，該本體具有一切換開關模組連接該處理單元，該切換開關模組用以切換該光學掃瞄單元及該體感偵測單元。

在一實施，該本體的第二端設有一連接埠連接該電池模組及該傳輸單元。

在一實施，該本體設有一點選按鍵連接該處理單元。

10‧‧‧控制裝置

11‧‧‧處理單元

111‧‧‧辨識模組

12‧‧‧光學掃瞄單元

13‧‧‧體感偵測單元

14‧‧‧傳輸單元

20‧‧‧可攜式載體

21‧‧‧本體

22‧‧‧第一端

23‧‧‧第二端

24‧‧‧電池模組

25‧‧‧切換開關模組

26‧‧‧連接埠

28‧‧‧數據傳輸線

29‧‧‧點選按鍵

30‧‧‧紙媒讀物

31‧‧‧紙媒讀物資料

40‧‧‧外部電子載體

41‧‧‧顯示螢幕

42‧‧‧外部數位內容

下列圖式之目的在於使本發明能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本發明之具體實施例，並用以闡述發明之作用原理。

第1A圖係為控制裝置的方塊示意圖；第1B圖係為處理單元的方塊示意圖；第2A圖係為控制裝置應用在可攜式載體之示意圖；第2B圖係為控制裝置應用在可攜式載體內的方塊示意圖；第2C圖係為可攜式載體另一實施之示意圖；第2D圖係為可攜式載體另一實施之方塊示意圖；第3圖係為本發明實施方塊示意圖；第4A圖係為具有控制裝置的可攜式載體和外部電子載體無線傳輸的示意圖；第4B圖係為具有控制裝置的可攜式載體以無線傳輸方式體感操作外部電子載體的數位內容的示意圖；第5A圖係為具有控制裝置的可攜式載體和外部電子載體以有線傳輸的示意圖；第5B圖係為具有控制裝置的可攜式載體以有線傳輸方式體感操作外部電子載體的數位內容的示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本發明較佳實施，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

需要注意的是，下面說明中使用的術語是為了描述實施方式，而非意圖限制本申請的示範性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包括」及/或「包含」時，係指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件及/或它們的組合。

為了方便描述，在這裡可以使用空間相對術語，如「在...之上」、「在...上方」、「在...上表面」、「上面的」等，」用來描述如在圖中所示的一個器件或特徵與其他元件或特徵的空間位置關係。應當理解的是，空間相對術語係包含除了元件在圖中所描述的方位之外，在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為「在其他元件或構造上方」或「在其他元件或構造之下」。

再者，本發明說明書及所附申請專利範圍，使用「手勢」表示由使用者所執行或以其他方式所產生的物理動作(例如：移動、伸展、屈曲等各種姿勢)。任何涉及由使用者所執行或以其他方式所產生的任何物理動作的可偵測運動(例如；可以由至少一體感單元(如加速度計偵測器及/或陀螺儀)所偵測)皆為本發明所稱的手勢。

請參考第1A圖係為本發明控制裝置的方塊示意圖；第1B圖係為處理單元的方塊示意圖。如圖所示，一控制裝置10包括：一處理單元11連接一光學掃瞄單元12及一體感偵測單元13及一傳輸單元14。

該光學掃瞄單元12用以光學掃瞄一紙媒讀物資料31(如第3圖所示)產生一掃瞄訊號，該光學掃瞄單元12例如包含電荷藕合元件CCD(Charge Coupled Device)、接觸式感光器件CIS(Contact image Sensor)、光電倍增管PMT或互補金屬氧化物導體CMOS或其組合。也就是，光學掃瞄單元12以光學的方式將紙媒讀物30上的印刷資料轉換成為圖像文件的掃瞄訊號。

該紙媒讀物資料31(如第3圖及第4A、4B~5A、5B圖)係為印刷或者其他方式印製在紙媒讀物30(如第3圖及第4A、4B~5A、5B圖)上的文字或符號或圖案或條碼或其任意組合。紙媒讀物30(如第3圖及第4A、4B~5A、5B圖)係為紙張或紙本例如但不限制為書本或雜誌或宣傳單或廣告看板等。

該體感偵測單元13係偵測一使用者的手勢產生一體感訊號通過該傳輸單元14輸出。該體感偵測單元13例如為慣性偵測器，該慣性偵測器可以包括至少一加速度計偵測器及/或陀螺儀偵測器用於偵測使用者在三個自由度(X、Y、Z方向)上做出的手勢產生指向定位跟動作偵測。通過體感偵測單元13使用者可以利用移動和指向與數位物件互動。該體感偵測單元13例如為3軸、6軸或9軸慣性偵測器。

該處理單元11係接收該光學掃瞄單元12的掃瞄訊號，且可以任何類型的處理器，包括但不限於：數位微處理器或微控制器、ASIC、FPGA、DSP、GPU、PGA或PLU。該處理單元11具有一辨識模組111(如1B圖所示)用以辨識該掃瞄訊號。該辨識模組111例如為一光學字符識別模組(Optical Character Recognitio；OCR)可以透過字符識別方法辨識出光學掃瞄單元12所掃瞄的文字符號；或者該辨識模組111例如為一影像圖案辨識模組可以透過辨識色彩和圖案以辨識光學掃瞄單元12所掃瞄的圖案；又或者，該辨識模組111為一條碼辨識模組用以辨識光學掃瞄單元12所掃瞄的條碼。該處理單元11的辨識模組111辨識出該掃瞄訊號後產生一辨識訊號通過該傳輸單元14輸出。

該傳輸單元14係以有線或無線的方式將該辨識訊號及該體感訊號輸出到控制裝置10的外部，被輸出的辨識訊號係觸發一外部數位內容，被輸出的體感訊號係操作(例如向前、向後、向左或向右移動)該被觸發的外部數位內容。該傳輸單元14係為一無線傳輸單元或一有線傳輸單元，該無線傳輸單元包括 WIFI、2G、3G、4G、5G、藍牙及NFC傳輸其中任一或組合，該有線傳輸單元包括USB傳輸。

續參第2A圖係為控制裝置應用在可攜式載體之示意圖；第2B圖係為控制裝置應用在可攜式載體內的方塊示意圖。如圖所示，一併參考第1A及1B圖，該可攜式載體20類似點讀筆或翻譯筆的外型，具體可稱為光學掃瞄控制筆或光學輸入控制筆，因為外型類似於筆，便以筆作為代稱，而並非指用於書寫的筆。

該可攜式載體20包括一本體21係為一長桿具有一第一端22及一第二端23，該控制裝置10的光學掃瞄單元12設在該本體21的第一端22，該處理單元11及該體感偵測單元13及該傳輸單元14設在該本體21內。該本體21設有一電池模組24及一切換開關模組25分別連接該處理單元11。該電池模組24具有儲電能力用以提供該光學掃瞄單元12及該處理單元11及該體感偵測單元13及該傳輸單元14電力。該切換開關模組25用以切換該光學掃瞄單元12及該體感偵測單元13。當要掃瞄紙媒讀物30上的紙媒讀物資料31(如第3圖及第4A、4B~5A、5B圖)時，按壓切換開關模組25進而通過該處理單元11切換到光學掃瞄單元12執行光學掃瞄。另外，當要手勢操作時，按壓切換開關25進而通過該處理單元11切換到體感偵測單元13偵測使用者手勢。

再者，該本體21的第二端23設有一連接埠26例如但不限制為USB連接埠，係連接該電池模組24及該傳輸單元14，通過該連接埠26連接一外部充電電源(無圖示)，以對該電池模組24充電。該連接埠26亦可作為該傳輸單元14的連結通口(或稱連結介面)以有線的方式將該辨識訊號及該體感訊號輸出。

在另一替代實施，如第2C及2D圖所示，該可攜式載體20的本體21可選擇的設有一點選按鍵29連接該處理單元11，該點選按鍵29可被使用者按壓或釋放，當該點選按鍵29被按壓該處理單元11會產生一選取訊號通過該傳輸單元14輸出以選取該外部數位內容，或在該外部數位內容被體感訊號操控的同時或之後選取 該外部數位內容所呈現的至少一數位資訊(例如該外部數位內容提供多個選項給使用者選擇)。

為了使瞭解本發明以下將舉例說明本發明如何運作。

請繼續參考第3圖係為本發明實施方塊示意圖。如圖所示，並一併參考前面的第1A、1B、2A及2B圖所示，該控制裝置10的光學掃瞄單元12以光學掃瞄該紙媒讀物30上的紙媒讀物資料31產生掃瞄訊號給該處理單元11，該處理單元11的辨識模組111辨識該掃瞄訊號後產生一辨識訊號，該辨識訊號通過該傳輸單元14傳輸給一外部電子載體40觸發儲存在該外部電子載體40內的一外部數位內容42，被觸發的外部數位內容42則顯示在該外部電子載體40的一顯示螢幕41上予以使用者。接著，該體感偵測單元13偵測使用者的手勢產生一體感訊號，該體感訊號通過該傳輸單元14輸出給該外部電子載體40，進而操作該被觸發的外部數位內容42。

該外部電子載體40可以是任何形式的電腦(包括桌上型或可攜式或平板電腦)或可攜式手機或具顯示器的穿戴裝置或頭戴顯示器或抬頭顯示器。該外部數位內容42可以是任何形式的數位內容，例如但不限制為影片或動畫或圖畫或VR或AR或MR資訊等。

要特別說明，該外部電子載體40係儲存有一或數個外部數位內容42，每一個外部數位內容係關聯到不同的紙媒讀物資料31，因此當該控制裝置10的光學掃瞄單元12掃瞄不同的紙媒讀物資料31時，該處理單元11產生不同的辨識訊號去觸發不同的外部數位內容42。

請繼續參考第4A圖係為具有控制裝置的可攜式載體和外部電子載體無線傳輸的示意圖；第4B圖係為具有控制裝置的可攜式載體以無線傳輸方式體感操作外部電子載體的數位內容的示意圖。如圖所示，並一並參考前述的第1A、1B、2A、2B及3圖，可攜式載體20的控制裝置10的光學掃瞄單元12以光學掃瞄一紙媒 讀物30上的紙媒讀物資料31產生掃瞄訊號，該處理單元11辨識訊號產生辨識訊號通過該傳輸單元14無線傳輸給外部電子載體40，該外部電子載體40根據該辨識訊號觸發一外部數位內容42顯示在顯示螢幕41上予以使用者。

接著使用者以手勢操作該被觸發的外部數位內容42，該控制裝置10的體感偵測單元13偵測到使用者的物理手勢後產生體感訊號通過該傳輸單元14無線傳輸給外部電子載體40，該外部電子載體40根據該體感訊號操作該被觸發的外部數位內容42。

在一替代實施如第5A及5B圖，一併參考參考前述的第1A、1B、2A、2B及3圖，該可攜式載體20係以有線的方式連結該外部電子載體40，該可攜式載體20的連接埠26通過一數據傳輸線28(例如USB傳輸線)連接該外部電子載體40的連接埠(圖未式)，該傳輸單元14通過該數據傳輸線28將該辨識訊號及該體感訊號傳輸至外部電子載體40藉此觸發然後操作該外部數位內容42。

綜上所述，本發明有以下優點：

1.連結紙媒讀物30與外部電子載體40並具有體感偵測，藉此觸發然後操作在外部電子載體內的數位內容。

2.將紙媒讀物30的紙媒讀物資料31延伸到外部電子載體40內的外部數位內容42，突破紙媒讀物30容納知識的限制。

3.透過光學掃瞄紙媒讀物30上的紙媒讀物資料31連結到相關的外部數位內容42，並且根據使用者的手勢操作控制該外部數位內容42，提供從實體世界跨越到數位或虛擬世界的界面。

雖然本發明以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附的申請專利範圍所定者為準。

Claims (16)

1. 一種控制裝置，係包括：一光學掃瞄單元，用以光學掃瞄一紙媒讀物資料產生一掃瞄訊號；一處理單元，連接該光學掃瞄單元，根據該掃瞄訊號產生一辨識訊號；一體感偵測單元，連接該處理單元係偵測一使用者的手勢產生一體感訊號；一傳輸單元，連接該處理單元用以輸出該辨識訊號及該體感訊號，其中該辨識訊號係觸發一外部數位內容，該體感訊號係操作該被觸發的外部數位內容。
2. 如請求項1所述之控制裝置，其中該紙媒讀物資料係設在一紙媒讀物上，且該紙媒讀物資料係為一文字或一符號或一圖案或一條碼。
3. 如請求項1所述之控制裝置，其中該光學掃瞄單元包括：一電荷藕合元件及一接觸式感光器件及一光電倍增管及一互補金屬氧化物導體。
4. 如請求項1所述之控制裝置，其中該外部數位內容係儲存在一外部電子載體。
5. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元具有一辨識模組用以辨識該掃瞄訊號。
6. 如請求項1所述之控制裝置，其中該傳輸單元係為一無線傳輸單元或一有線傳輸單元，該無線傳輸單元包括WIFI、2G、3G、4G、5G、藍牙及NFC傳輸其中任一或組合，該有線傳輸單元包括USB傳輸。
7. 一種可攜式載體，係包括：一本體，具有一第一端及一第二端； 一控制裝置，包含：一光學掃瞄單元，設在該第一端用以光學掃瞄一紙媒讀物資料產生一掃瞄訊號；一處理單元，設在該本體內連接該光學掃瞄單元，根據該掃瞄訊號產生一辨識訊號；一體感偵測單元，設在該本體內連接該處理單元，用以偵測一使用者的手勢產生一體感訊號；一傳輸單元，設在該本體內連接該處理單元，用以輸出該辨識訊號及該體感訊號，其中該辨識訊號係觸發一外部數位內容，該體感訊號係操作該被觸發的外部數位內容。
8. 如請求項7所述之可攜式載體，該本體設有一電池模組連接該處理單元，該電池模組具有儲電能力且提供該光學掃瞄單元及該處理單元及該體感偵測單元及該傳輸單元電力。
9. 如請求項8所述之可攜式載體，該本體具有一切換開關模組連接該處理單元，該切換開關模組用以切換該光學掃瞄單元及該體感偵測單元。
10. 如請求項9所述之可攜式載體，該本體的第二端設有一連接埠連接該電池模組及該傳輸單元。
11. 如請求項10所述之可攜式載體，該本體設有一點選按鍵連接該處理單元。
12. 如請求項7所述之可攜式載體，其中該紙媒讀物資料係設在一紙媒讀物上，且該紙媒讀物資料係為一文字或一符號或一圖案或一條碼。
13. 如請求項7所述之可攜式載體，其中該光學掃瞄單元包括：一電荷藕合元件或一接觸式感光器件或一光電倍增管或一互補金屬氧化物導體。
14. 如請求項7所述之可攜式載體，其中該外部數位內容係儲存在一外部電子載體。
15. 如請求項7所述之可攜式載體，其中該處理單元具有一辨識模組用以辨識該掃瞄訊號。
16. 如請求項7所述之可攜式載體，其中該傳輸單元係為一無線傳輸單元或一有線傳輸單元，該無線傳輸單元包括WIFI、2G、3G、4G、5G、藍牙及NFC傳輸其中任一或組合，該有線傳輸單元包括USB傳輸。