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元智大學. 概念性產品競賽 3D 指套滑鼠 資工 4B 951520 竇象彥 資工 4B 951546 陳信甫. 前言. 隨著科技的日新月異，人類的生活品質亦隨即步的改善；科技的發展，可以說是人類為了過得更好而去研究探討的，當然也有為研究而研究的。但總歸到最後，科技的運用不外乎軍事與民生，新的科技可以開發出更強大的兵器，亦可以創造出讓人類生活更美好的器物，去改善我們的生活品質，讓我們可以過得更舒適。. 動機目的.

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  1. 元智大學 概念性產品競賽 3D指套滑鼠 資工4B 951520 竇象彥 資工4B 951546 陳信甫

  2. 前言 • 隨著科技的日新月異，人類的生活品質亦隨即步的改善；科技的發展，可以說是人類為了過得更好而去研究探討的，當然也有為研究而研究的。但總歸到最後，科技的運用不外乎軍事與民生，新的科技可以開發出更強大的兵器，亦可以創造出讓人類生活更美好的器物，去改善我們的生活品質，讓我們可以過得更舒適。

  3. 動機目的 • 我們最初的想法與Wii的感應不約而同，將Wii手把的感應方式轉為滑鼠的樣式，接著在極輕量化，讓感應器可以作成指套的方式，輕薄細小，可以有較於舒適與攜帶的能力，並且可以突破傳統滑鼠只能在桌上使用的侷限，但由於此概念已有團隊做出來了，即德國電子展指套鼠，雖然他並沒有輕量化細小化的成品，不過應該很快就會問世了，因此我們還需再修改想法。後來我們又找到了3D滑鼠，此種滑鼠在目前較不熱門，由於我們目前還處在2D的時代，但在日後科技發展，我們漸漸的步向了3D的世代，我們相信3D滑鼠一定會成為未來的趨勢。

  4. 參考作品列表 • 現在市面上的3D滑鼠則是在左手使用一個圓形感應器來實現3D的功能，然而，有一個普遍存在的問題，即是對於一般個人而言，操作起來不是很方便和直覺，真正的3D我們認為不能只在2D的平面來使用，如能在3D的空間來實作，這樣使用者就能更直觀的來使用3D滑鼠了，因此我們想到了指套滑鼠（德國電子展指套鼠），只要將滑鼠戴在食指上就能在電腦前模擬3D的環境來進行實作，指套滑鼠也可以使我們不用再侷限於桌面，從而達到新奇的效果，使用者在實作上也能夠更方便。

  5. 現在市售的3D滑鼠 • 圖片來源http://www.oc.com.tw/readvarticlen.asp?id=16388

  6. 3D滑鼠操控方式 • 圖片來源http://shopping.pchome.com.tw/?mod=item&func=exhibit&IT_NO=AHAB0V-A38167256&c=A05

  7. 現在市售的指套滑鼠 • 圖片來源http://berahank.pixnet.net/blog/post/2315179

  8. 實用價值 • 而隨著3D顯示器與3D數位內容的發展，消費性電子產品即將從傳統的2D平面進入3D的立體時代。 • 個人電子產品的3D化已經是一種趨勢，Windows VISTA中，就已經用3D的立體概念來呈現一層層的資料夾，讓使用者能夠以更直覺方便的方式來操作。而隨著3D顯示器技術的成熟，以及3D呈現方式所能帶來的便利性與真實感，設計者在2D的介面上做3D的設計時，依然有許多的限制。雖然設計者可以藉著視角的改變來瀏覽虛擬環境，但這些動作仍然很難在2D的平面上操作。因此傳統的輸入裝置已無法滿足設計者的需求因此我們預估不久的將來，3D個人電腦也將正式走入我們的生活中。

  9. 實用價值 • 我們這一次所製作的產品，概念上是運用手的移動來達到垂直電腦螢幕的方向感應，感應的方式我們想運用微機電技術（micro-electro-mechanical systems, MEMS）的微感測器，而我們找到了InvenSense發佈最新開發的ITG-3200三軸MEMS陀螺儀，我們認為很適合運用於我們的產品(詳細資料於科技整合)，這樣子只要運用手部的旋轉，使用者就能在電腦前達到3D的轉動方式。

  10. 實用價值

  11. 實用價值 • 未來3D遊戲的市場將會非常大，所以我們想如果將產品的技術來支援3D遊戲的話將會更加的符合使用者的需求，也加廣了消費群，讓一般的學生也能使用，所以如果產品能像WII一樣支援各種遊戲像 SEGA威力網球 3、惡靈古堡5、EA老虎伍茲 09、ATARI Crashday等運動、射擊或賽車遊戲產品將更加的多元化。 • 接下來我們也想將產品運用在各個不同的領域上，不只是單純的遊戲用途，我們也認為如果將滑鼠應用在各個領域上，由於是戴在手上，因此也將更方便於辦公室會議、教授上課等運用，而爲了能夠有更廣大的空間去發展，我們也打算將產品設定成無線滑鼠，這樣揮灑的範圍能夠更加地廣闊。

  12. 作品評估 • 在開發此產品前我們以想過此產品的實用性，要做出能在3D空間揮灑的滑鼠，感應功能是個重點，因為不管是在3D設計的環境工作者，或是對未來3D需求越來越大的玩家，滑鼠的精準度非常重要。 • 我們查了一下市面上的微感測器的精準度，查到目前科技微感測器的精準度範圍有到，2000°/sec的全域感測範圍(full scale range)，0.03°/s/√Hz的低雜訊，以及高達10,000g的耐震度，算是有達到標準。 • 而以消費者的需求來說，不管是在3D設計的環境工作者，或是對未來3D需求越來越大的玩家都需要更方便與更舒適的產品，所以我們認為將3D滑鼠空間化的想法實行化是可行的。 • 接下來的問題是產品的製作與產品的成本問題，目前的科技我們找到了InvenSense發佈最新開發的ITG-3200三軸MEMS陀螺儀，這項元件滿足了我們對3D條件XYZ三軸的感測器，也就是產品的主要構造，以目前的情況產品的製作是可行的。

  13. 實用性 • 我們產品的實用性在於有別於一般滑鼠只能在桌面等平面來操作，我們將2D空間轉為3D空間，讓使用者有更大的發揮空間，也讓有特殊用途的使用者能夠更加的方便（像3D程式設計師或3D遊戲用途玩家）。

  14. 舒適性 • 爲了使使用者減少手部的負擔，我們選用符合人體工學的矽膠材質來製作，也盡量減輕重量使得手部的負擔能夠減少，按鍵部份是放在食指兩側，運用大拇指與無名指來輕點，也會以符合人體工學的方式來作。

  15. 可攜帶性 • 因為只要套在手指上，所以產品大小不大，只要放在口袋就能攜帶，大大增加產品的方便性，對於常常需要移動的使用者方便的攜帶性絕對可以吸引購買。

  16. 科技整合 • 一個滑鼠最重要的部份就是他的感應裝置，而我們所需要的就是一個能夠達到我們要求的感應器，我們首先找到的是微機電技術（micro-electro-mechanical systems, MEMS） • MEMS 技術不僅是一種整合機械單元、感測器、執行器與電子元件的技術，空間尺寸上更是進入了以微米為單位的領域，可說是把電機裝置縮小化的一門科技，在現在消費者對產品要求越來越高，體積越來越小的趨勢下，MEMS 技術的正好符合要求，利用這個技術開發出不少微感測器的應用商品，不僅降低了生產成本、減小了尺寸與重量，也增加了運作速度和準確度，在各式感測器產品製造技術的競爭中建立了獨特的優勢。

  17. 科技整合 • 我們也找到了符合要求的元件ITG-3200以下是它的介紹：[4] • InvenSense發佈最新開發的ITG-3200三軸MEMS陀螺儀，據稱這是首款在單一矽晶片上嵌入三軸旋轉感測器(X軸：pitch、Y軸：roll、Z軸：yaw)的整合性陀螺儀，可作為遊戲與3D遙控應用的理想運動處理技術解決方案。

  18. 科技整合 • 藉由創新的系統性整合與數位輸出設計，ITG-3200能夠滿足市場對於成本的需求；同時，與其他多晶片組的競爭廠商相較，ITG-3200的耗電量不僅降低了50%以上，封裝尺寸(4x4x0.9mm QFN)也縮小了67%左右。ITG-3200目前已開始試樣，據InvenSense表示，該新產品在大眾市場大量訂購的單價將低於US$3。 • 藉由InvenSense專利的Nasiri-Fabrication製程平台，目前已產出約一億個陀螺儀軸產品。InvenSense更將製程技術從6”推到8”晶圓技術，不但增加了產能，並同時達到更低的測試與包裝成本。ITG-3200也改為較小的CMOS製程處理技術，與先一代InvenSense的陀螺儀相較之下，增加了功能，降低了價格，並增加了每片晶圓可生產之晶片量。ITG-3200由高自動化之InvenSense台灣廠進行測試及校正。

  19. 科技整合 • ITG MEMS陀螺儀結合了許多先進技術，包括整合性三軸技術消除軸間干擾及零角速度狀態之偏差漂移(zero rate offset shift)；以數位輸出端來排除外接型高解析類比/數位轉換器(ADC)；MEMS結構設計與小尺寸製程技術，與其他三軸陀螺儀相較，提供最長的電池壽命；而且，它擁有最小的封裝尺寸(4x4x0.9mm)。 • ITG-3200的設計，是由三個獨立的MEMS陀螺儀，建構在單一矽晶片上，來提高整體的效能，並整合三個高解析度之16-bit的類比/數位轉換器(ADC)，在轉換高速度動作遊戲時，同時能提供精細的指標控制，由是以單一晶片減化系統設計來排除對訊號處理及其他許多外接零件的需求。ITG-3200整合了低通濾波器，內建溫度感測器，以及快速模式的I2C(Fast Mode I2C)介面。 • ITG-3200已與特定廠商開始試樣，並預計在2010年量產。

  20. 名詞解釋 • 微機電技術（micro-electro-mechanical systems, MEMS）[5] • 是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術，它的操作範圍在微米範圍內。比它更小的，在奈米範圍的類似的技術被稱為奈機電系統。 • Nasiri-Fabrication [6] • Nasiri-Fabrication是一種全新的技術，它由InvenSense公司發明。它克服了今天大多數MEMS製造和封裝過程中所遇到的問題。 • Nasiri封裝技術使用了五片模板，它是跟CMOS相容的特殊MEMS製造工藝技術。它的晶圓片跟晶圓片相互粘接的技術能夠直接把製造好的MEMS晶圓片跟現成的CMOS晶圓片在晶圓片這個尺度上集成在一起。

  21. 參考文獻 • 1. • 向士賢 • 使用手部動態輸入裝置操控虛擬空間中的3D設計物件，[建築研究所] 博碩士論文，國立交通大學建築研究所 • http://nctur.lib.nctu.edu.tw/handle/987654321/9987 • 2. • 李佳霖 • 三維視覺滑鼠之演算法與實現，碩士論文，臺灣大學電機資訊學院電子工程學研究所http://ntur.lib.ntu.edu.tw/handle/246246/57576 • 3. • 生活中的小助手——微感測器 • http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=9562&ctNode=40&mp=1 • 4. • InvenSense推出整合三軸感測器的MEMS陀螺儀 • http://www.eettaiwan.com/ART_8800587967_480502_NP_704c0678.HTM • 5. • 微機電系統 • http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%BE%AE%E6%A9%9F%E9%9B%BB%E7%B3%BB%E7%B5%B1(維基百科) • 6. • 一種新的MEMS加工技術——Nasiri Fabrication • http://www.eefocus.com/user111313/blog/09-03/167167_c5358.html

  22. 報告結束

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