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TWI432347B - 可自動調整方位的支架裝置，及該支架裝置與電子裝置的組合 - Google Patents

可自動調整方位的支架裝置，及該支架裝置與電子裝置的組合 Download PDF

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TWI432347B
TWI432347B TW100108345A TW100108345A TWI432347B TW I432347 B TWI432347 B TW I432347B TW 100108345 A TW100108345 A TW 100108345A TW 100108345 A TW100108345 A TW 100108345A TW I432347 B TWI432347 B TW I432347B
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Chuan Cheng Fu
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Wistron Corp
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Description

可自動調整方位的支架裝置，及該支架裝置與電子裝置的組合
本發明是有關於一種支架裝置，特別是指一種可自動調整方位的支架裝置。
參閱圖1，手持式電子裝置91需藉由一支架裝置92而固定於車上。現有支架裝置92有的無法調整角度，當使用者想調整觀看角度，只能手動移動支架裝置92固定的位置；較進階的支架裝置92提供可轉動的支架手臂93，當使用者要調整觀看角度，可手動調整支架手臂93而轉動方位。
然而，支架裝置92調整後即固定不動；若車輛的使用者不只一位，例如夫妻共用一輛車，由於這些使用者可能因為身高、體型及架車習慣而調整坐椅，每次換人開車十時就必須重新手動調整支架裝置92以符合使用者之最佳視角和距離。
另外類似的狀況，賣場的掛式顯示幕往往被固定於特定高度及角度，觀看者只能自行移動位置而調整最佳視角及距離。
因此，本發明之目的，即在提供一種可自動調整方位的支架裝置，透過辨識技術判斷使用者所在方位而自動調整支架本體。
於是，本發明可自動調整方位的支架裝置，供放置電子裝置，並依據一使用者位置調整該電子裝置的方位。
該支架裝置包含一支架本體、一偵測單元、一扭力單元，及一控制單元。
支架本體包括一基座、一樞接於該基座的活動臂組，及一供該電子裝置放置的固定座。
偵測單元包括一擷取與該使用者相關之外部資訊的擷取模組、一與該擷取模組連接的辨識模組，及一與該辨識模組連接的運算模組，該辨識模組接收該外部資訊並從中辨識符合預設定義的目標資訊，該運算模組依據該目標資訊產生方位資訊。
扭力單元設置於該活動臂組的樞接處，提供該活動臂組樞轉的動力。
控制單元設置於該支架本體的基座內，接收來自該偵測單元的方位資訊，並產生控制指令且傳送至該扭力單元，控制該扭力單元運轉而使該活動臂組調整方位。
其中，前述偵測單元具體上可以是包括擷取原始影像的影像擷取模組、與該影像擷取模組連接的影像辨識模組，及與該影像辨識模組連接的運算模組。該影像辨識模組接收該原始影像並從中辨識符合預設之臉部定義的目標影像，該運算模組依據該原始影像及該目標影像計算出該方位資訊。在此技術下，本發明還可以包含與該控制單元連接的警示單元；該偵測單元的運算模組還依據連續辨識出的目標影像，與預設的瞌睡定義比對，若符合，則傳送警示信號至該控制單元，該控制單元則發出控制信號至該警示單元而發出警示音。該瞌睡定義包括但不限於眼睛閉合 頻率符合特定頻率、頭部有瞬間晃動，及頭部脫離畫面，該運算模組比對符合其中一條件，則傳送該警示信號。
前述偵測單元也可以是包括擷取原始音訊的收音模組、與該收音模組連接的聲音辨識模組，及與該聲音辨識模組連接的運算模組，該聲音辨識模組接收該原始音訊並從中辨識符合預設之臉部定義的目標音源，該運算模組依據該原始音訊及該目標音源計算出該方位資訊。其中一實作方式為，各該收音模組置於該電子裝置或支架裝置之左、中、右三個位置，然後聲音辨識模組辨識各該麥克風收訊的音量大小並找出最大者，運算模組則據此概略的分辨聲音來源的方位而產生方位資訊。另一實作方式為，該聲音辨識模組預存指令聲音檔，並針對該收音模組接收且傳來的聲音指令進行比對辨識，最後由該運算模組產生對應的方位資訊。
較佳地，前述活動臂組包括複數相互樞接的活動臂，該扭力單元包括至少與該等活動臂數量對應的伺服馬達或步進馬達。該扭力單元藉由電池或以接線方式與一車輛的點煙器連接而獲得供電。該扭力單元還包括一脈寬調變電路，供接收控制單元傳來之控制指令且產生脈寬調變信號傳送至各該伺服馬達或步進馬達；該控制單元將最終調整好的位置紀錄於內建的記憶體中，紀錄內容包括各該伺服馬達或步進馬達的一參考點位置以及行程。
較佳地，前述偵測單元設置於該電子裝置，且該電子裝置具有供發送該方位資訊的無線發送模組；該支架裝置 還包含供接收該方位資訊的無線接收模組。
較佳地，該偵測單元設置於支架本體的基座內，並與該控制單元連接。
較佳地，該固定座包括掌部及多數爪部；該支架裝置還包括與該控制單元連接的設置於該掌部的近接開關，及多數設置於該爪部的壓力感測器；該扭力單元還包括多數設置於該爪部關節處且與該控制單元連接的伺服馬達；當該電子裝置靠近該掌部，該近接開關感應而產生啟動信號傳送至該控制單元，該控制單元啟動各該伺服馬達使該等爪部相互靠近，藉此接觸夾持該電子裝置，同時也啟動各該壓力感測器，當該壓力感測器感應之壓力值達預設壓力值且回傳該控制單元，則該控制單元使各該伺服馬達停止，而該等爪部達定位。
本發明之另一目的，在於提供一種可自動調整方位的支架裝置與電子裝置的組合，電子裝置放置於支架裝置，支架裝置依據使用者位置自動調整方位。
該組合包含一具有無線發送模組的電子裝置，及一供該電子裝置放置的可自動調整方位的支架裝置。支架裝置包括一支架本體、一偵測單元、一扭力單元、一無線接收模組及一控制單元。
支架本體包括一基座、一樞接於該基座的活動臂組，及一與該活動臂組連接且供該電子裝置放置的固定座。偵測單元設置於該電子裝置，包括一擷取與該使用者相關之外部資訊的擷取模組、一與該擷取模組連接的辨識模組， 及一與該辨識模組連接的運算模組。
該辨識模組接收該外部資訊並從中辨識符合預設之臉部定義的目標資訊，該運算模組依據該目標資訊計算出方位資訊，透過該無線發送模組發送。
扭力單元設置於該活動臂組的樞接處，提供該活動臂組樞轉的動力。無線接收模組供接收該方位資訊。
控制單元設置於該支架本體的基座內，透過該無線接收模組接收來自該偵測單元的方位資訊，並產生控制指令且傳送至該扭力單元，控制該扭力單元運轉而使該活動臂組調整方位；藉此，該活動臂組調整方位後，該偵測單元輸出的方位資訊符合該方位資訊。
本發明之功效在於利用偵測技術以及控制扭力單元的手段，達到自動調整支架本體之方位的目的，使用者因此無須手動調整支架。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之三個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2，本發明可自動調整方位的支架裝置100供一電子裝置8放置，該電子裝置8例如為車用導航裝置。該可自動調整方位的支架裝置100之第一實施例依據一使用者臉部位置自動調整方位，並包含一支架本體1、一 偵測單元2、一扭力單元3、一控制單元4、一近接開關51、多數壓力感測器52及一警示單元6。
支架本體1包括一基座11、一樞接於基座11的活動臂組12，及一與該活動臂組12連接且供該電子裝置8放置的固定座13。該活動臂組12包括一樞接於該基座11的第一活動臂121，及一與該第一活動臂121相互樞接的第二活動臂122。該固定座13包括一樞接於第二活動臂122末端的掌部131及多數爪部132。本實施例之活動臂組12的樞接型態不以特定者為限，可以是平面360度，也可以是球形萬向角度的樞接型態。各該爪部132具有多數相連的指節，且指節與指節之間定義為關節。
本實施例之扭力單元3包括一脈寬調變(Pulse Width Modulation，下稱PWM)電路30及多數個第一伺服馬達31，PWM電路30及各該第一伺服馬達31藉由電池或以接線方式與一車輛的點煙器連接而獲得供電。該等第一伺服馬達31分別設置於該第一活動臂121與基座11樞接處、第二活動臂122與第一活動臂121樞接處，及固定座13與第二活動臂122樞接處。該等第一伺服馬達31提供該活動臂組12樞轉的動力。當然，扭力單元3不以伺服馬達為限，只要是能提供樞轉動力者皆可，例如步進馬達。
首先介紹電子裝置8擺放定位方面之技術。近接開關51及壓力感測器52皆與控制單元4連接，近接開關51設置於掌部131，及壓力感測器52則分別設置於爪部132相向的表面。該扭力單元3還包括多數設置於該爪部132關 節處且與該控制單元4連接的第二伺服馬達32。當電子裝置8靠近該掌部131，近接開關51感應而產生一啟動信號傳送至該控制單元4，該控制單元4一方面啟動各該第二伺服馬達32使該等爪部132相互靠近，藉此以壓力感測器52接觸夾持該電子裝置8，另一方面也啟動各該壓力感測器52。當該壓力感測器52感應之壓力值達一預設壓力值且回傳該控制單元4，則該控制單元4使各該第二伺服馬達32停止，而該等爪部132即不再互相靠近而達定位。此時，電子裝置8由該爪部132及掌部131共同夾持定位。
接下來介紹本實施例自動調整方位之技術。本實施例之偵測單元2是以利用影像辨識技術進行偵測舉例說明。該偵測單元2設置於該電子裝置8，並包括一影像擷取模組21、一與該影像擷取模組21連接的影像辨識模組22，及一與該影像辨識模組22連接的運算模組23。影像擷取模組21是電子裝置8既有者，其對位於預設範圍內的使用者進行影像擷取而獲得一原始影像(即一外部資訊)。該影像辨識模組22接收該原始影像並從中辨識符合一預設之臉部定義的目標影像。前述臉部定義，例如輪廓概呈圓形且可定位出兩眼位置；然而，本發明不以特定臉部辨識技術為限。
偵測單元2的運算模組23依據該原始影像及該目標影像計算出一方位資訊。詳細舉例來說，假設影像擷取模組21位於電子裝置8螢幕正上方，當原始影像中，使用者臉部位置偏左，也就是該目標影像位於整體原始影像的左半部，則表示該電子裝置8的位置應該向左調整，則該方位 資訊之內容即包括朝左以及角度。
本實施例之電子裝置8具有一供發送該方位資訊的無線發送模組81。支架裝置100還包含一供接收該方位資訊的無線接收模組7。
控制單元4設置於該支架本體1的基座11內，透過該無線接收模組7接收來自該偵測單元2的方位資訊，並產生一控制指令且傳送給該PWM電路30，PWM電路30產生多筆PWM信號並傳送至各該第一伺服馬達31，控制各該第一伺服馬達31運轉而使該活動臂組12調整方位。
當活動臂組12連帶該電子裝置8完成調整方位，偵測單元2再擷取到原始影像且辨識得到目標影像後，運算模組23計算出的方位資訊為0，代表目標影像位於原始影像中央的目標。控制單元4並將最終調整好的位置紀錄於內建的記憶體(圖未示)中。紀錄內容包括各該第一伺服馬達31的一參考點(例如原點或上一次的定位點)位置以及行程。
值得一提的是，本發明的偵測單元2所採用技術不以影像辨識為限，也可以採用聲音辨識技術進行偵測，或者兩者同時採用而相互校正。當偵測單元2採用聲音辨識技術，偵測單元2是包括一對使用者應在位置擷取一原始音訊(即一外部資訊)的收音模組、一與該收音模組連接的聲音辨識模組，及一與該聲音辨識模組連接的運算模組。該聲音辨識模組接收該原始音訊並從中辨識出音源所在，也就是目標資訊。該運算模組依據目標資訊計算出該方位資訊 。其中一種實作方式，可以麥克風陣列(收音模組)的方式，將收音模組中的多個分別麥克風置於電子裝置8或支架裝置100之左、中、右三個位置，然後聲音辨識模組辨識各麥克風收訊的音量大小並找出最大者，運算模組則據此概略的分辨聲音來源的方位而產生方位資訊。另一實作方式，是利用語音辨識的技術，聲音辨識模組預存指令聲音檔，例如靠左、中、右、上、下、前進及後退等，並針對收音模組接收且傳來的聲音指令(Voice command)進行比對辨識，最後由運算模組產生對應的方位資訊，透過控制單元4控制各該第一伺服馬達31運轉而使該活動臂組12調整方位。
由於本實施例之影像擷取模組21是連續擷取影像，該偵測單元2的運算模組23還依據連續辨識出的目標影像與一預設的瞌睡定義比對，若符合，則傳送一警示信號至該控制單元4，該控制單元4則發出一控制信號至該警示單元6而發出警示音，藉此讓使用者清醒以確保行車安全。前述瞌睡定義例如包括眼睛閉合頻率符合特定頻率，或是頭部有瞬間晃動或脫離畫面等。
本實施例實作方面，須提供對應該影像辨識模組22及該運算模組23的軟體供電子裝置8安裝執行，本實施例之支架裝置100藉此完整運作。
參閱圖2及圖4，本發明可自動調整方位的支架裝置100之第二實施例與第一實施例的差異在於，偵測單元2設置在支架本體1，而非設置於電子裝置8。其中，影像擷取 模組21設置於固定座13的爪部132末端，至於該影像辨識模組22以及運算模組23則安裝於基座11內。因此，本實施例無須無線發送模組81以及無線接收模組7。
如此一來，配合本發明支架裝置100之電子裝置8無須另外安裝執行軟體，執行本發明所有機制的構件完全設置在支架本體1。
參閱圖5，本發明可自動調整方位的支架裝置100之第三實施例與圖2所示的第二實施例的差異在於，不包含近接開關51以及壓力感測器52，且支架本體1的固定座13採用螺鎖或卡合機制，而不具有掌部131及爪部132，因此也沒有第二伺服馬達32。本實施例特別適用於賣場的大型螢幕，當偵測單元2偵測到有使用者駐足觀看，將發出方位資訊，控制單元4則控制扭力單元3運轉，使活動臂組12調整方位及長度，該大型螢幕因此被調整視角及距離，以便於使用者觀看。
綜上所述，本發明自動調整方位的支架裝置100利用辨識偵測機制進而控制活動臂組12樞轉，讓固定其上的電子裝置8被調整方位，因此使用者無需手動調整支架的位置及視角，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧可自動調整方位的支架裝置
1‧‧‧支架本體
11‧‧‧基座
12‧‧‧活動臂組
121‧‧‧第一活動臂
122‧‧‧第二活動臂
13‧‧‧固定座
131‧‧‧掌部
132‧‧‧爪部
2‧‧‧偵測單元
21‧‧‧影像擷取模組
22‧‧‧影像辨識模組
23‧‧‧運算模組
3‧‧‧扭力單元
30‧‧‧PWM電路
31‧‧‧第一伺服馬達
32‧‧‧第二伺服馬達
4‧‧‧控制單元
51‧‧‧近接開關
52‧‧‧壓力感測器
6‧‧‧警示單元
7‧‧‧無線接收模組
8‧‧‧電子裝置
81‧‧‧無線發送模組
圖1是一立體示意圖，說明習知的支架裝置；圖2是一立體示意圖，說明本發明可自動調整方位的支架裝置之第一實施例的外觀；圖3是一方塊圖，說明該實施例之內部元件及連接關係；圖4是一方塊圖，說明本發明第二實施例之內部元件及連接關係；及圖5是一方塊圖，說明本發明第三實施例之內部元件及連接關係。
2．．．偵測單元
21．．．影像擷取模組
22．．．影像辨識模組
23．．．運算模組
3．．．扭力單元
30．．．PWM電路
31．．．第一伺服馬達
32．．．第二伺服馬達
4．．．控制單元
51．．．近接開關
52．．．壓力感測器
6．．．警示單元
7．．．無線接收模組
81．．．無線發送模組

Claims (17)

  1. 一種可自動調整方位的支架裝置，供一電子裝置放置，並依據一使用者位置調整該電子裝置的方位；該支架裝置包含：一支架本體，包括一基座、一樞接於該基座的活動臂組，及一與該活動臂組連接且供該電子裝置放置的固定座；一偵測單元，包括一擷取一與該使用者相關之外部資訊的擷取模組、一與該擷取模組連接的辨識模組，及一與該辨識模組連接的運算模組，該辨識模組接收該外部資訊並從中辨識符合一預設定義的目標資訊，該運算模組依據該目標資訊產生一方位資訊；一扭力單元，設置於該活動臂組的樞接處，提供該活動臂組樞轉的動力；及一控制單元，設置於該支架本體，接收來自該偵測單元的方位資訊，並產生一控制指令且傳送至該扭力單元，控制該扭力單元運轉而使該活動臂組調整方位。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之支架裝置，其中，該偵測單元是包括一擷取一原始影像的影像擷取模組、一與該影像擷取模組連接的影像辨識模組，及一與該影像辨識模組連接的運算模組，該影像辨識模組接收該原始影像並從中辨識符合一預設之臉部定義的目標影像，該運算模組依據該原始影像及該目標影像計算出該方位資訊。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之支架裝置，還包含一與該控制單元連接的警示單元；該偵測單元的運算模組還依據連續辨識出的目標影像，與一預設的瞌睡定義比對，若符合，則傳送一警示信號至該控制單元，該控制單元則發出一控制信號至該警示單元而發出警示音。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之可自動調整方位的支架裝置，其中，該瞌睡定義包括眼睛閉合頻率符合特定頻率、頭部有瞬間晃動，及頭部脫離畫面，該運算模組比對符合其中一條件，則傳送該警示信號。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之支架裝置，其中，該偵測單元包括一擷取一原始音訊的收音模組、一與該收音模組連接的聲音辨識模組，及一與該聲音辨識模組連接的運算模組，該聲音辨識模組接收該原始音訊並從中辨識符合一預設之臉部定義的目標音源，該運算模組依據該原始音訊及該目標音源計算出該方位資訊。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之支架裝置，其中，該收音模組中的多個麥克風分別置於該電子裝置或支架裝置之左、中、右三個位置，然後該聲音辨識模組辨識各該麥克風收訊的音量大小並找出最大者，運算模組則據此分辨聲音來源的方位而產生方位資訊。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述之支架裝置，其中，該聲音辨識模組預存指令聲音檔，並針對該收音模組接收且傳來的聲音指令進行比對辨識，最後由該運算模組產生對應的方位資訊。
  8. 依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之支架裝置，其中，該活動臂組包括複數相互樞接的活動臂，該扭力單元包括至少與該等活動臂數量對應的伺服馬達或步進馬達。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之支架裝置，其中，該扭力單元還包括一脈寬調變電路，供接收控制單元傳來之控制指令且產生脈寬調變信號傳送至各該伺服馬達或步進馬達；該控制單元將最終調整好的位置紀錄於內建的記憶體中，紀錄內容包括各該伺服馬達或步進馬達的一參考點位置以及行程。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述之支架裝置，其中，該扭力單元藉由電池或以接線方式與一車輛的點煙器連接而獲得供電。
  11. 依據申請專利範圍第8項所述之支架裝置，其中，該固定座包括一掌部及多數爪部；該支架裝置還包括與該控制單元連接的一設置於該掌部的近接開關，及多數設置於該爪部的壓力感測器；該扭力單元還包括多數設置於該爪部關節處且與該控制單元連接的伺服馬達；當該電子裝置靠近該掌部，該近接開關感應而產生一啟動信號傳送至該控制單元，該控制單元啟動各該伺服馬達使該等爪部相互靠近，藉此接觸夾持該電子裝置，同時也啟動各該壓力感測器，當該壓力感測器感應之壓力值達一預設壓力值且回傳該控制單元，則該控制單元使各該伺服馬達停止，而該等爪部達定位。
  12. 依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之支架裝置，其中，該固定座包括一掌部及多數爪部；該支架裝置還包括與該控制單元連接的一設置於該掌部的近接開關，及多數設置於該爪部的壓力感測器；該扭力單元還包括多數設置於該爪部關節處且與該控制單元連接的伺服馬達；當該電子裝置靠近該掌部，該近接開關感應而產生一啟動信號傳送至該控制單元，該控制單元啟動各該伺服馬達使該等爪部相互靠近，藉此接觸夾持該電子裝置，同時也啟動各該壓力感測器，當該壓力感測器感應之壓力值達一預設壓力值且回傳該控制單元，則該控制單元使各該伺服馬達停止，而該等爪部達定位。
  13. 依據申請專利範圍第8項所述之可自動調整方位的支架裝置，其中，該偵測單元設置於該電子裝置，且該電子裝置具有一供發送該方位資訊的無線發送模組；該支架裝置還包含一供接收該方位資訊的無線接收模組。
  14. 依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之可自動調整方位的支架裝置，其中，該偵測單元設置於該電子裝置，且該電子裝置具有一供發送該方位資訊的無線發送模組；該支架裝置還包含一供接收該方位資訊的無線接收模組。
  15. 依據申請專利範圍第8項所述之可自動調整方位的支架裝置，其中，該偵測單元設置於支架本體的基座內，並與該控制單元連接。
  16. 依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之可自動調 整方位的支架裝置，其中，該偵測單元設置於支架本體的基座內，並與該控制單元連接。
  17. 一種可自動調整方位的支架裝置與電子裝置的組合，包含：一電子裝置，具有一無線發送模組；及一供該電子裝置放置的支架裝置，該支架裝置依據一使用者位置自動調整方位，並包括一支架本體，包括一基座、一樞接於該基座的活動臂組，及一與該活動臂組連接且供該電子裝置放置的固定座，一偵測單元，設置於該電子裝置，包括一擷取一與該使用者相關之外部資訊的擷取模組、一與該擷取模組連接的辨識模組，及一與該辨識模組連接的運算模組，該辨識模組接收該外部資訊並從中辨識符合一預設之臉部定義的目標資訊，該運算模組依據該目標資訊計算出一方位資訊，透過該無線發送模組發送，一扭力單元，設置於該活動臂組的樞接處，提供該活動臂組樞轉的動力，一無線接收模組，供接收該方位資訊，及一控制單元，設置於該支架本體，透過該無線接收模組接收來自該偵測單元的方位資訊，並產生一控制指令且傳送至該扭力單元，控制該扭力單元運轉而使該活動臂組調整方位；藉此，該活動臂組 調整方位後，該偵測單元輸出的方位資訊符合該方位資訊。
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