TW201425974A - 姿態感測裝置與方法 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種電子裝置與應用於其上的姿態感測方法。此裝置包含：姿態感測模組與播放模組，其中姿態感測模組包含：信號產生單元、雷達天線、判斷單元。姿態感測方法包含以下步驟：週期性地以一脈波格式產生一原始雷達信號；傳送該原始雷達信號，其中該原始雷達信號於接觸一待測物體時，對應產生一反射雷達信號；接收該反射雷達信號；根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的一操作型態；以及，根據該操作型態而進行相對應的操作行為。

Description

姿態感測裝置與方法

本發明是有關於一種姿態感測裝置與方法，且特別是有關於一種利用雷達信號判斷操作型態之姿態感測裝置與方法。

請參見第1A圖，其係根據習用技術所提供的智慧型手機之示意圖。近年來，智慧型手機11所提供的功能越來越多，但是智慧型手機11必須便於攜帶，因此顯示螢幕11a的尺寸不能過大。受限於顯示螢幕11a的尺寸，智慧型手機11除了將功能選項的圖式全部縮小並以一個顯示頁面呈現外，也可能將功能選項分別以不同的顯示頁面呈現。

基於便利性的考量，現今許多智慧型手機11提供了手指觸控的操作方式。然而，以手指觸控時，如果功能選項的圖式過小或排列過於密集時，使用者的手指很容易同時誤觸其他的功能選項。

為了改善此種缺失，習用技術的一種方式是透過分類方式或先後排序方式，將功能選項分別以不同的顯示頁面呈現。此種做法雖然能減少誤觸的機會，但是使用者必須反覆的在各個頁面中查找自己所欲使用的功能，因此仍不夠便利。

請參見第1B圖，其係根據習用技術所提供的微型投影機之示意圖。尺寸相當迷你而容易攜帶的微型投影機，近來在市場上相當受到矚目。微型投影機13除了能獨立當作投影機使用外，也可將其嵌入在各種可攜式裝置中。

儘管微型投影機13能透過鏡頭13b投射出大範圍的顯示畫面，若使用者需要進一步對顯示畫面的內容進行調整時，小尺寸的微型投影機13卻有著與智慧型手機相類似的問題。即，微型投影機13可提供操作介面13a的範圍太小，讓使用者不容易操作。

換言之，無論微型投影機是以獨立方式操作，或被整合於可攜式裝置內，習用技術的微型投影機僅提供了較大範圍的顯示區域，但其操作介面的範圍仍然過於窄小而不易控制。

更進一步的，有些習用技術採用影像感測的方式提供非觸控感測的功能。簡言之，此種做法是利用攝影裝置感測使用者在立體空間的操作，讓使用者的操作行為不需局限於狹小的觸控平面上。

然而，這種做法卻必須額外搭配攝影裝置使用。如此一來，除了使成本大幅增加外，攝影裝置的架設位置也將限制可供感測的範圍。因此，藉由影像感測提供非觸控輸入的作法對可攜式裝置而言並不恰當。

根據前述說明可以發現，隨著不同的應用需求，目前的非觸控輸入作法仍不夠成熟而亟待發展。

本發明係為一種電子裝置，包含：一姿態感測模組，包含：一信號產生單元，週期性地以一脈波格式產生一原始雷達信號；一雷達天線，電連接於該信號產生單元，其係傳送該原始雷達信號，並接收由該原始雷達信號於接觸一待測物體時，對應產生的一反射雷達信號；以及，一判斷單元，電連接於該信號產生器與該雷達天線，其係根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的一操作指令；以及，一播放模組，電連接於該姿態感測模組，其係根據該操作指令而進行相對應的一操作行為。

本發明之另一實施例係為一種姿態感測方法，應用於一電子裝置，包含以下步驟：週期性地以一脈波格式產生一原始雷達信號；傳送該原始雷達信號，其中該原始雷達信號於接觸一待測物體時，對應產生一反射雷達信號；接收該反射雷達信號；根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的一操作型態；以及，根據該操作型態而進行相對應的一操作行為。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之提出了一種非觸控感測的做法，將微型化雷達與感測單元整合於電子裝置內。透過微型化雷達與感測 單元分別傳送原始雷達信號、接收反射雷達信號後，進一步根據反射雷達信號的都普勒現象而判斷使用者的姿態變化。為了便於說明，以下的實施例主要以可攜式裝置為例。

首先，電子裝置由微型化雷達持續以脈波信號的方式傳送原始雷達信號至待測物體，當原始雷達信號遇到待測物體(例如：使用者的手勢)後，將對應產生反射的回傳脈波信號。

當原始雷達信號遇到靜態或動態的物體時，回傳至感測單元的反射雷達信號之頻率也不同，而本發明便利用此種都普勒現象判斷使用者的姿態操作。

以下假設使用者的手勢為待測物體，說明如何利用雷達信號的都普勒現象，判斷四種不同類型的操作手勢。

在以下圖式中，以向右的箭頭代表原始雷達信號的行進方向，並以向左的箭頭代表反射雷達信號的行進方向。當原始雷達信號朝右發送時，經由反射而產生的反射雷達信號，其頻率將隨著待測物體22的移動狀態而改變。

請參見第2圖，其係利用雷達信號的都普勒現象感測靜止手勢之示意圖。

首先，利用微型化的雷達天線21以固定頻率的方式產生原始雷達信號。原始雷達信號在行進過程接觸至待測物體22後，將產生反射雷達信號。

在第2圖中，使用者的手勢維持靜止。此時，原始雷達信號與反射雷達信號的頻率彼此相同。換言之，若原始雷達信號所碰到的待測物體是固定不動的，那麼所反彈回 來的反射雷達信號與原始雷達信號具有相同的頻率。

請參見第3圖，其係利用雷達信號的都普勒現象感測手勢向左移動之示意圖。由微型化雷達產生的原始雷達信號維持與第2圖相同的頻率，即，以相同的頻率產生原始雷達信號。

比較第2、3圖可以看出，若待測物體22朝著微型化的雷達天線21的方向前進時，相對應而產生的反射雷達信號之頻率較高。也就是說，反射雷達信號的頻率會隨之增加。

請參見第4A圖，其係利用雷達信號感測手勢向右移動之示意圖。若物體是朝著遠離原始雷達信號方向行進時，反射雷達信號的頻率會較原始雷達信號的頻率低。

承上，手勢的移動方向會影響反射雷達信號的頻率。此外，手勢移動的速度也會影響反射雷達信號的頻率。請參見第4B圖，其係利用雷達信號感測手勢快速向右移動之示意圖。在第4B圖中，反射雷達信號的頻率不但比原始雷達信號的頻率低，第4B圖的反射雷達信號之頻率亦較第4A圖的反射雷達信號更低。

根據前述圖式可以得知，當待測物體與微型化雷達間存在相對運動時，反射雷達信號的頻率也連帶改變。

以下，將進一步說明根據本發明構想之實施例，如何利用姿態感測模組，以低功率脈衝方式產生雷達信號後，根據反射雷達信號判斷待測物體(例如：使用者的手勢)是否產生移動。在實際應用時，待測物體的移動情形可進一步搭配可攜式裝置所提供的操作介面使用。

此處以單一方向的手勢移動為例，但是在實際應用時，姿態感測模組亦可用於感測多個待測物體與其移動方式。再者，待測物體的移動方向並不以水平方向為限，也可能是立體空間的任意方向。

請參見第5圖，其係利用姿態感測模組傳送原始雷達信號，以及接收反射雷達信號之示意圖。本發明的電子裝置所採用的姿態感測模組51包含電連接於彼此的信號產生單元53、雷達天線57與判斷單元55。

信號產生單元53週期性地以脈波格式產生原始雷達信號。例如：根據超寬頻(Ultra wideband，簡稱為UWB)技術而產生脈波格式的原始雷達信號。

接著，利用雷達天線57將原始雷達信號傳送至待測物體59。當原始雷達信號接觸於待測物體59的表面時，待測物體59的表面將產生反射雷達信號。如前所述，反射雷達信號的頻率與振動量係因應待測物體59的移動而產生變化。

接收器533透過雷達天線57擷取得到反射雷達信號的振動變化後，將反射雷達信號的振動變化傳送至判斷單元55，由判斷單元55作進一步的分析與判讀。此方式以待測物體之運動作為觸發源，且能持續接收待測物體運動的情形，作為姿態感測的判斷基礎。

其中判斷單元55包含：延遲器531、接收器533、混波器(mixer)535、信號處理器537。

其中延遲器531電連接於信號產生單元53；接收器533電連接於雷達天線57；混波器535電連接於接收器533 與延遲器531；以及，信號處理器537電連接於混波器535。

延遲器531將原始雷達信號延遲一段時間得出經延遲後的原始雷達信號；接收器533用於暫存由雷達天線57所接收的反射雷達信號；透過混波器535將經延遲後的原始雷達信號與反射雷達信號混合後，得出加總雷達信號；以及，信號處理器537根據加總雷達信號而判斷待測物體與姿態感測模組之相對位置的改變。

首先由信號產生單元53利用雷達信號產生原始雷達信號，這個原始雷達信號將分別提供給雷達天線57與延遲器。

原始雷達信號藉由雷達天線57被傳送至待測物體59時，待測物體59的表面將產生反射脈波信號，因而形成反射雷達信號。接著，雷達天線57將接收反射雷達信號，並提供反射雷達信號給接收器533。

另一方面，延遲器531提供給混波器535的原始雷達信號則是將信號產生單元53所提供的原始雷達信號延遲了一段時間△t後所產生的。在實際應用時，延遲器531所提供的延遲時間△t的長度可以因應系統應用或待測物體59的種類、體積、位置等考量而彈性調整。

其次，混和器535根據接收器533所提供的反射雷達信號，以及延遲器531所提供的延遲後的原始雷達信號進行混合，進而產生混合後的雷達信號。

接著，利用信號處理器537對加總後的雷達信號，以奈秒脈衝近場感測技術(Nano-second Pulse Near-field Sensor，簡稱為NPNS)進行處理。即，進一步判讀經過加 總後的雷達信號所代表之信號內容(振動量變化)，並判斷與振動量變化相對應之操作類型。

信號處理器537判斷與振動量變化相對應的操作類型時，其做法為：將其與資料庫預存的複數個振動量變化、複數個待測物體之位置變化與複數個操作指令之對應關係相比較，據此而判斷與待測物體的位置變化相對應之操作類型。

超寬頻技術使用的脈衝信號所佔用的頻寬可達到幾GHz，因為使用的是極短脈衝，UWB設備的發射功率卻很小。由於耗電量相對較低的緣故，超寬頻技術相當適合被應用於可攜式裝置或搭配其他類型的電子裝置使用。

接著，本發明透過奈秒脈衝近場感測技術感測超寬頻技術所產生的反射雷達信號，再進一步判斷待測物體的移動情形。

請參見第6圖，其係說明原始雷達信號、經延遲後的原始雷達信號，與反射雷達信號之示意圖。

第一列代表由信號產生單元產生原始雷達信號；第二列代表經延遲一段時間△t的原始雷達信號；以及，利用第三列代表透過天線所接收的反射雷達信號。

由信號產生單元直接產生的原始雷達信號與反射雷達信號間具有時間差。因此，本發明先將原始雷達信號延遲一段時間後，將時間軸上相對應的延遲後的原始雷達信號與回傳的反射雷達信號的振動變化加總，得出加總後的雷達信號。

如前所述，反射雷達信號會跟著待測物體的移動而改變頻率與振動量。據此，延遲後的原始雷達信號與反射雷達信號的振動變化之加總結果也會隨著待測物體的移動方向、移動速度而不同。

根據本發明構想之較佳實施例，透過微型化的雷達天線發出低功率的脈衝電波，並根據感測標的(待測物體、使用者的手勢變化)位移而判斷使用者的姿態變化。須留意的是，姿態感測方法能夠感測之姿態類型相當多元，並不以前述橫向移動的例子為限。

據此，本發明利用雷達信號的都卜勒效應，先感測並記錄待測物體的操作型態與相對應之振動量變化。接著，於進行非觸控方式之姿態感測時，再根據實際感測結果與記錄之資料的比對結果，判斷待測物體的移動資訊。例如：待測物體是否產生移動，以及實際的移動方向、移動速度等。因此，本發明能透過非接觸的方式，驅使無線裝置做影像切換或其他功能。

請參見第7A圖，其係於可攜式裝置應用姿態感測方法之示意圖。此圖式左上方的信號產生單元73搭配震盪器產生脈波格式的原始雷達信號。原始雷達信號經由濾波器741與開關743後，傳送至雷達天線77。

雷達天線77用於傳送原始雷達信號，以及接收反射雷達信號。反射雷達信號透過接收器733接收後，先經由放大器747再接著傳送至混波器735的一端。

在混波器735的另一端，則接收經由延遲器731與開關743、放大器745而傳送的原始雷達信號。

混波器接著將混合了反射雷達信號，以及經延遲後的原始雷達信號的結果(加總雷達信號)傳送至處理器737。接著，信號處理器737根據加總雷達信號而判斷待測物體與姿態感測模組之相對位置的改變。

此外，透過儲存模組749的使用，可提供電子裝置判讀姿態感測時的資料庫。即，在儲存模組提供預存之複數個振動量變化與相對應的複數個姿態操作類型。

其後，控制器76再進一步將信號處理器737的輸出，以及儲存模組749所提供的資料庫，提供上層的應用軟體使用。

以下，利用第7B圖進一步說明第7A圖的電路實現方式。第7B圖的元件編號均對應於第7A圖，並進一步標示電路元件的連線關係。再者，關於各個模組之間的信號傳送關係，可進一步參看第8圖的說明。

請參見第8圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，將姿態感測方法應用於姿態感測模組的流程圖。

首先，利用信號產生單元73週期性地以脈波格式產生原始雷達信號(步驟S71)號；其次，透過雷達天線77而傳送原始雷達信號(步驟S73)。

當原始雷達信號觸及待測物體時，待測物體的表面將相對應產生反射雷達信號。需留意的是，隨著待測物體的移動，反射雷達信號的頻率、振幅也會連帶的產生變化。亦即，原始雷達信號會因應待測物體之位置變化，進而產生反射雷達信號(步驟S74)。

接著，透過雷達天線77與接收器733而接收反射雷達信號(步驟S75)；姿態感測模組根據原始雷達信號與反射雷達信號而判斷與待測物體之位置變化相對應的操作型態(步驟S77)；以及，根據操作型態而控制電子裝置進行相對應的操作行為(步驟S79)。

請參見第9圖，其係進一步說明第8圖之步驟S77的流程圖。

步驟S77包含以下步驟：利用延遲器731將原始雷達信號延遲一段時間得出經延遲後的原始雷達信號(步驟S771)；利用混波器735將經延遲後的原始雷達信號與反射雷達信號的振動量變化混合後，得出加總雷達信號(步驟S773)；根據加總雷達信號而判斷待測物體之位置變化(步驟S775)；以及，於資料庫查找與待測物體之位置變化相對應的該操作型態(步驟S777)。

承上，若電子裝置提供儲存模組時，第9圖的流程可進一步於儲存模組中建立資料庫。透過資料庫的建立，在儲存模組提供預存之複數個振動量變化與相對應的複數個姿態操作類型。因此，步驟S777便能透過查表、索引對應、雜湊方式，判斷與待測物體之位置變化相對應的操作型態。

第10圖，其係本發明的電子裝置之方塊圖。在此圖式中，電子裝置80包含了彼此電連接的姿態感測模組81、操作模組83、儲存模組85。關於姿態感測模組81的用途此處不再重述。

其中，儲存模組85用於提供儲存複數個振動量變 化、複數個待測物體之位置變化與複數個操作指令之對應關係的資料庫。據此，姿態感測模組81內的判斷單元可以透過對儲存模組內預存的資料以查表、索引查找的方式，判斷與感測振動量變化相對應之姿態操作。

在實際應用時，操作模組83的類型可以根據電子裝置80的用途而不同。

舉例而言，操作模組83可為顯示面板，因應操作指令而控制顯示畫面的呈現方式。例如：當姿態感測的結果為使用者的手勢向右揮動時，信號處理器根據產生的振動量變化而判斷顯示畫面要進行換頁或更換頻道的動作。

或者，操作模組83可為揚聲器，因應操作指令而控制播放音量。例如：當姿態感測的結果為使用者的手勢向右揮動時，產生的振動量變化用於代表播放音量要變大聲。當然，操作模組83並不限於顯示面板與播放模組，例如：若可攜式裝置為微型投影機時，播放模組83指的是用於投映畫面的播放元件。

在本發明中，姿態感測模組使用了奈秒脈衝近場感測技術，能以相對簡單的做法進行姿態判斷。也就是說，由於本發明是針對雷達信號進行振動量加總，毋須繁複的計算，而能節省判斷操作類型所需的運算量，讓感測速度得以提升。

第11圖，其係搭配儲存模組判斷姿態操作類型之示意圖。

圖中的第一欄代表使用者實際進行姿態操作的類 型。第二欄代表將經延遲後的原始雷達信號與反射雷達信號加總後得出的加總雷達信號的振動量變化。第三欄代表在顯示面板可能提供的相對應的操作行為。

當使用者的手勢為向左揮動時，加總信號的振動量變化將對應於第一振動量變化。此時，可以根據資料庫的記錄判斷此種振福模式實際上對應的多媒體播放行為。例如：若操作模組為一顯示面板時，則顯示畫面的游標可能被向左移動，進而顯示出一個左移軌跡。

當使用者的手勢為向右揮動時，加總信號的振動量變化將對應於第二振動量變化。此時，可以根據資料庫的記錄判斷此種振福模式實際上對應的多媒體播放行為。例如：若操作模組為一顯示面板時，則顯示畫面的游標可能被向右移動，進而顯示出一個右移軌跡。

當使用者的手勢為向上揮動時，加總信號的振動量變化將對應於第三振動量變化。此時，可以根據資料庫的記錄判斷此種振福模式實際上對應的多媒體播放行為。例如：若操作模組為一顯示面板時，則顯示畫面的游標可能被向右移動，進而顯示出一個上移軌跡。

當然，使用者進行姿態操作的類型並不以此為限，且姿態操作的類型與顯示面板所提供的相對應之操作行為之間的對應關係也不一定以此為限。例如：當使用者的手勢為向上揮動時，雖然同樣對應於第三振動量變化，但是的多媒體播放行為卻是將揚聲器的播放音量調弱。

在更進一步的應用中，姿態感測模組可包含複數個脈衝產生器與複數個接收器。亦即，可以提供多組的原始雷 達信號與反射雷達信號，進而提升姿態感測的精準度。

接著說明以多個姿態感測模組排列成陣列時，如何感測使用者的手勢。當電子裝置使用多個姿態感測模組時，可進一步包含一控制模組。將控制模組電連接於各個姿態感測模組，進而使控制模組接收並彙整各個姿態感測模組所產生的資訊。此部分之操作與判斷可由本案相關領域者所自由應用，因而不予贅述。

以下假設將9個姿態感測模組分別編號，並以3*3的方式排列。因此，第一列由左而右分別為第一姿態感測模組101、第二姿態感測模組102、第三姿態感測模組103；第二列由左而右分別為第四姿態感測模組104、第五姿態感測模組105、第六姿態感測模組106；以及，第三列由左而右分別為第七姿態感測模組107、第八姿態感測模組108、第九姿態感測模組109。

以下的例子假設姿態感測模組的個數為9個，但是實際應用時，姿態感測模組的個數與排列方式並不以此為限。

請參見第12A圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由左向右揮動之示意圖。當使用者的手勢由左向右揮動時，首先由第一姿態感測模組101、第四姿態感測模組104、第七姿態感測模組107感測較為強烈的振動量變化。

接著，由第二姿態感測模組102、第五姿態感測模組105、第八姿態感測模組108感測較為強烈的振動量變化。

其後，由第三姿態感測模組103、第六姿態感測模組 106、第九姿態感測模組109感測較為強烈的振動量變化。

因此，一旦控制模組判斷電子裝置內的姿態感測模組具有前述的振動量變化的情形時，便可參考儲存模組內部的資訊，判斷使用者的手勢為由左而右。

請參見第12B圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由右向左揮動之示意圖。此時，控制模組所接收到各姿態感測模組的振動量變化順序將與第12A圖反向。

請參見第12C圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由上向下揮動之示意圖。

同理，此時的姿態感測模組將依照：第一姿態感測模組101、第二姿態感測模組102、第三姿態感測模組103優先感測較大振動量；其次由第四姿態感測模組104、第五姿態感測模組105、第六姿態感測模組106感測較大振動量；以及，最後由第七姿態感測模組107、第八姿態感測模組108、第九姿態感測模組109感測較大振動量的順序而判斷使用者的手勢為由上向下。

請參見第12D圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由下向上揮動之示意圖。此時，控制模組所接收到各姿態感測模組的振動量變化順序將與第12C圖反向。

請參見第13圖，其係以側視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由遠而近揮動之示意圖。由於姿態感測模組以陣列方式排列，此圖式僅繪式 第一姿態感測模組101、第二姿態感測模組102、第三姿態感測模組103的側面。

當使用者的手勢由遠而靠近姿態感測模組時，各個姿態感測模組所接收到的振動頻率將會增加。此時，控制模組便能判定使用者的手勢是以由遠而近的方向移動。

當姿態感測模組的個數增加時，綜合各個姿態感測模組所能得出的操作行為之類型也越多。實際應用時，可以根據所需要的感測精密程度而決定姿態感測模組的個數。

請參見第14圖，其係根據本發明之實施例，將姿態感測模組內嵌於智慧型手機之示意圖。

此圖式假設姿態感測模組92被設置在智慧型手機91的正面。當然，姿態感測模組92實際設置的位置並不以此為限。

同樣的，姿態感測模組亦可被裝設於微投影機、平板電腦等其他可攜式裝置。

根據本發明構想，實際使用奈秒脈衝近場感測技術的位移判斷資訊，以及如何搭配應用軟體、周邊裝置使用均可因應系統需求而彈性變化。

舉例來說，於可攜式裝置提供身分辨識功能，當使用者的操作姿態符合預設的操作姿態時，才能通過身分識別並進行後續的操作行為。或者，提供具有定位功能的軟體，根據手勢移動的軌跡，而於手勢移動的同時，同步於可攜式裝置的顯示面板上顯示相對應的移動軌跡。

此外，可攜式裝置也可提供資料傳輸的功能，透過無線或有線等傳輸方式，姿態感測模組偵測的姿態資訊串送 給其他裝置。

本發明的姿態感測方法以超寬頻技術傳送奈秒脈衝信號，搭配脈衝信號的近場感測技術之作法，除了適合被應用於智慧型手機、微投影機等可攜式裝置外，亦可被應用於其他類型的電子裝置。舉例而言，電子裝置可能是用於播放電視節目的顯示器、電梯設備或對講設備。

以播放電視節目的顯示器為例，可以控制顯示器因應操作型態而進行轉換頻道、調整音量等調整操作。此部分進行多媒體相關的操作行為因為與可攜式裝置較為類似，此處不多詳述。

接著以對講設備為例，搭配本發明的姿態感測方法時，可以控制對講設備因應操作型態而進行通話操作。

例如：將具有本發明之姿態感測方法的對講機安裝於醫院時，醫護人員可能因為帶著手套而不適合直接按下對講機的通話按鍵，或者有些病人因為在病床上不方便起身按下對講機的通話按鍵而又需要請醫護人員幫忙時。

如果對講機能夠因應醫護人員或病人的手勢揮動而進行通話時，便能改善此種情況下操作對講設備的不便。

再以電梯設備為例，搭配本發明的姿態感測方法時，可以控制電梯設備因應操作型態而進行升降操作。同樣以醫院為例，由於到醫院看診的病人可能帶有不同的病菌或病毒，如果電梯能夠以非觸控方式操作時，也可以減少交互感染的情形。

例如：當感測到使用者揮動手勢朝上時，判斷電梯朝上；當感測到使用者揮動手勢的距離越來越靠近電子裝置 時，判斷電梯門應該維持開啟；當感測到使用者揮動手勢的距離越來越遠時，判斷電梯門可以關閉了；或者，判斷使用者在空中移動手勢的軌跡，進而判斷電梯要前往的樓層等。

如前所述，超寬頻技術提供了一種以超寬頻技術搭配奈秒脈衝近場感測技術，達到以非接觸方式進行姿態感測的作法。更進一步的，採用本發明的做法時，不但能改善觸控操作時的空間問題，還具有體積小、耗電少、成本低等優點。再者，本發明可感測達5公尺的距離、可同時感測多個待測物體的移動，且於待測物體的移動速度較快時，仍可以辨識出待測物體的移動方式。

綜上所述，將本發明搭配各種類型的電子裝置使用時，能夠因應各種場合而簡化電子裝置的操作。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

11、91‧‧‧智慧型手機

11a‧‧‧顯示螢幕

13‧‧‧微型投影機

13a‧‧‧操作介面

13b‧‧‧鏡頭

21、57、77‧‧‧雷達天線

22、59‧‧‧待測物體

51、81、92‧‧‧姿態感測模組

53、73‧‧‧信號產生單元

55‧‧‧判斷單元

531、731‧‧‧延遲器

533、733‧‧‧接收器

535、735‧‧‧混波器

537、737‧‧‧信號處理器

741‧‧‧濾波器

743‧‧‧開關

745、747‧‧‧放大器

76‧‧‧控制器

80‧‧‧電子裝置

83‧‧‧操作模組

749、85‧‧‧儲存模組

101‧‧‧第一姿態感測模組

102‧‧‧第二姿態感測模組

103‧‧‧第三姿態感測模組

104‧‧‧第四姿態感測模組

105‧‧‧第五姿態感測模組

106‧‧‧第六姿態感測模組

107‧‧‧第七姿態感測模組

108‧‧‧第八姿態感測模組

109‧‧‧第九姿態感測模組

第1A圖，其係根據習用技術所提供的智慧型手機之示意圖。

第1B圖，其係根據習用技術所提供的微型投影機之示意圖。

第2圖，其係利用雷達信號的都普勒現象感測靜止手 勢之示意圖。

第3圖，其係利用雷達信號的都普勒現象感測手勢向左移動之示意圖。

第4A圖，其係利用雷達信號感測手勢向右移動之示意圖。

第4B圖，其係利用雷達信號感測手勢快速向右移動之示意圖。

第5圖，其係利用姿態感測模組傳送原始雷達信號，以及接收反射雷達信號之示意圖。

第6圖，其係說明原始雷達信號、經延遲後的原始雷達信號，與反射雷達信號之示意圖。

第7A圖，其係於可攜式裝置應用姿態感測方法之示意圖。

第7B圖，其係進一步說明第7A圖的電路實現方式之示意圖。

第8圖，其係根據本發明構想之較佳實施例，將姿態感測方法應用於姿態感測模組的流程圖。

第9圖，其係進一步說明第8圖之步驟S77的流程圖。

第10圖，其係於可攜式裝置中，搭配姿態感測模組與面板之方塊圖。

第11圖，其係搭配儲存模組判斷姿態操作類型之示意圖。

第12A圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態 感測模組，並感測使用者將手勢由左向右揮動之示意圖。

第12B圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由右向左揮動之示意圖。

第12C圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由下向上揮動之示意圖。

第12D圖，其係以俯視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由上向下揮動之示意圖。

第13圖，其係以側視方向呈現以陣列方式排列姿態感測模組，並感測使用者將手勢由遠而近揮動之示意圖。

第14圖，其係根據本發明之實施例，將姿態感測模組內嵌於智慧型手機之示意圖。

Claims (14)

1. 一種電子裝置，包含：一姿態感測模組，包含：一信號產生單元，週期性地以一脈波格式產生一原始雷達信號；一雷達天線，電連接於該信號產生單元，其係傳送該原始雷達信號，並接收由該原始雷達信號於接觸一待測物體時，對應產生的一反射雷達信號；以及，一判斷單元，電連接於該信號產生器與該雷達天線，其係根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的一操作指令；以及，一操作模組，電連接於該姿態感測模組，其係根據該操作指令而進行相對應的一操作行為。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該判斷單元包含：一延遲器，電連接於該信號產生單元，其係將該原始雷達信號延遲一段時間得出經延遲後的該原始雷達信號；一接收器，電連接於該雷達天線，其係儲存該反射雷達信號；一混波器，電連接於該接收單元與該延遲器，其係將經延遲後的該原始雷達信號與該反射雷達信號的振動量變化混合後，得出一加總雷達信號；以及，一信號處理器，電連接於該混波器，其係根據該加總雷達信號而判斷該待測物體之位置變化，並於一資料庫查 找與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中更包含：一儲存模組，電連接於該信號處理器，其係提供一資料庫，其中該資料庫係儲存複數個振動量變化、複數個待測物體之位置變化與複數個操作指令之對應關係。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該判斷器係利用該該儲存模組所儲存之對應關係，透過透過一查表、一索引對應、一雜湊方式而判斷與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該反射雷達信號的頻率與振動量係因應該待測物體的移動而產生變化。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該脈波格式係根據一超寬頻(Ultra wideband，簡稱為UWB)技術而產生。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該電子裝置係為一可攜式裝置、一顯示器、一電梯設備、一對講設備。
8. 一種姿態感測方法，應用於一電子裝置，包含以下步驟：週期性地以一脈波格式產生一原始雷達信號；傳送該原始雷達信號，其中該原始雷達信號於接觸一待測物體時，對應產生一反射雷達信號；接收該反射雷達信號； 根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的一操作型態；以及，根據該操作型態而進行相對應的一操作行為。
9. 如申請專利範圍第8項所述之姿態感測方法，其中根據該原始雷達信號與該反射雷達信號而判斷與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態之步驟係包含以下步驟：將該原始雷達信號延遲一段時間得出經延遲後的該原始雷達信號；將經延遲後的該原始雷達信號與該反射雷達信號的振動量變化混合後，得出一加總雷達信號；根據該加總雷達信號而判斷該待測物體之位置變化；以及，於一資料庫查找與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態。
10. 如申請專利範圍第8項所述之姿態感測方法，其中更包含以下步驟：提供預存之複數個振動量變化與相對應的複數個姿態操作類型。
11. 如申請專利範圍第10項所述之姿態感測方法，其中於該資料庫中查找與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態之步驟係指：透過一查表、一索引對應、一雜湊方式，判斷與該待測物體之位置變化相對應的該操作型態。
12. 如申請專利範圍第8項所述之姿態感測方法，其 中根據該操作型態而進行相對應的該操作行為之步驟係指：因應該操作型態而控制一可攜式裝置進行調整操作；或，因應該操作型態而控制一顯示器進行調整操作；因應該操作型態而控制一電梯設備進行升降操作；或，因應該操作型態而控制一對講設備進行通話操作。
13. 如申請專利範圍第8項所述之姿態感測方法，其中該反射雷達信號的頻率與振動量係因應該待測物體與該電子裝置的相對移動而產生變化。
14. 如申請專利範圍第8項所述之姿態感測方法，其中該脈波格式係根據一超寬頻(Ultra wideband，簡稱為UWB)技術而產生。