光學式指針控制系統及方法技術方案

本發明專利技術提出一種光學式指針控制系統及方法，該光學式指針控制系統包含：一影像顯示屏，顯示一具有一指針的畫面；一光源，發出一光線；一控制器，控制該指針的位置，其包括一影像傳感器，接受該光線以得到具有一個光點影像的一圖像；以及一處理器，計算該光點影像位于該圖像中第一坐標系統的第一坐標值，并根據預先定義的第二坐標系統將該第一坐標值轉換為第二坐標值；其中該影像顯示屏依照該第二坐標值顯示該指針于該畫面上對應的位置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別是指一種將成像于影像傳感器中光點影像的位置直接轉換至顯示屏上對應位置以決定指針位置的指針控制系統及方法。
技術介紹
近來許多電子互動游戲系統提供使用者游戲搖桿或遙控器，以進行更多樣動作感應的電子游戲的操作，例如賽車駕駛及打高爾夫球等游戲。此類游戲搖桿可包含陀螺儀(gyro)、加速計(accelerometer)或影像傳感器(image sensor)。目前游戲搖桿中影像傳感器可用來控制屏幕上的光標或指針移動、或點選屏幕上的某一個圖像，直接進行選擇或 其它操作。該影像傳感器會接受擺設于屏幕附近的多個參考點發出的光線，并于擷取的每個畫面(frame)上形成多個光點的影像。前述游戲搖桿會根據前后畫面中多個光點影像的相對位置改變，并通過復雜的計算過程始能控制光標移至游戲搖桿欲指向之處。又各該參考點包括多個發光二極管。美國專利第7834848號揭示利用兩個參考點的成像以控制光標的技術，然而所述技術均根據前后畫面中多個光點影像的相對位置改變，并通過復雜的計算過程輸出相對位移量始能控制光標移至控制器欲指向之處，或是控制畫面中對象進行旋轉。然而所述技術需要復雜的計算，因此無法實時反應控制器欲迅速移動光標的指令，同時也得耗費較多電力。另外，美國專利第5448261號也是計算并輸出相對位移量以及方向。本專利技術針對以上現有技術的缺點，提供一種簡化的指針控制系統及方法，能將成像于影像傳感器中光點影像的位置直接轉換或映像至顯示屏上對應位置以決定指針位置。因此，本專利技術不需要復雜的計算，可以縮短數據處理的時間，以實時反應控制器的指令，并節省耗電也降低成本。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種指針控制系統。本專利技術的另一目的之一在于，提出一種指針控制系統的運作方法。為達成以上目的，本專利技術提供了一種光學式指針控制系統，包含一影像顯示屏，顯不一具有一指針的畫面；一光源，發出一光線；一控制器，控制該指針的位置，其包括一影像傳感器，接受該光線以得到具有一個光點影像的一圖像；以及一坐標轉換處理器，計算該光點影像位于該圖像中第一坐標系統的第一坐標值，并根據預先定義的第二坐標系統將該第一坐標值轉換為第二坐標值；其中該影像顯示屏依照該第二坐標值顯示該指針于該畫面上對應的坐標位置。上述光學式指針控制系統中，該光源宜包括至少一個發光單元。該光源可以是特定波長。影像傳感器可以增加一特定波長的濾片。上述光學式指針控制系統中，該第一坐標宜根據該影像傳感器輸出影像的分辨率而定義。上述光學式指針控制系統中，該第二坐標宜根據該影像顯示屏的輸出影像分辨率而定義。上述光學式指針控制系統中，宜另包含一驅動該影像顯示屏顯示該畫面的主機，其中該坐標轉換處理器可設于該主機內、設于該控制器內、或部分設于該主機內而部分設于該控制器內。上述光學式指針控制系統中，該主機和該控制器可以無線或有線方式相互通訊。就另一觀點而言，本專利技術提供了一種光學式指針控制系統的控制器的運作方法，控制一光學式指針控制系統中一指針的位置，包含接受該系統產生的至少一光線，以得到具有一個光點影像的一圖像；計算該光點影像位于該圖像中第一坐標系統的第一坐標值，并根據預先定義的第二坐標系統將該第一坐標值轉換為第二坐標值；以及依照該第二坐標值顯示該指針于一影像顯示屏的畫面上對應位置。·下面通過對具體實施例詳加說明，當更容易了解本專利技術的目的、
技術實現思路
、特點及其所達成的功效。附圖說明圖I標出本專利技術光學式指針控制系統的示意圖；圖2標出本專利技術控制器接受光源的視野角度(visual field angle)的示意圖；圖3A、3B標出影像傳感器由圖2中兩個視野角度擷取兩個圖像；圖4標出影像顯示屏反應圖2中控制器轉動的光標移動的示意圖。圖中符號說明10指針控制系統11控制器111影像傳感器112無線收發器113處理器12 主機121無線收發器13 光源131發光單元14影像顯示屏141、141’ 光標142 畫面331光點影像332光點影像IR紅外線RF1、RF2 射頻具體實施方式本專利技術的指針控制系統例如適用于游戲主機的互動游戲程序的進行、影音播放器的控制及其它遙控影音系統(例如智能電視；smart TV)的選播、計算機屏幕的控制等，因此不受下列實施例所例示的系統所限制。指針是指顯示屏或屏幕上顯示的光標或可控制被移動的對象，其中光標的型式可以是 箭頭、I字型、十字型、手掌或其它任何方式表示的可受控制的位置標示。圖I標出本專利技術光學式指針控制系統的示意圖。如圖所示，指針控制系統10大致上包含一控制器11、一主機12、一光源13及一影像顯不屏14,其中主機12執行的電子游戲程序或播放程序由影像顯示屏14放映。影像顯示屏14可能為影像顯示器、投影裝置、頭戴式顯示器、智能電視或其它顯示裝置。使用者操作控制器11可驅動程序以執行各種動作指令，例如使影像顯示屏14上指針或光標141移至右側的選單處。除本實施例所示單一發光單元131外，光源13也可以包括多個發光單元131。當控制器11被使用者進行如前所述的操作，光源13的發光單元131產生一個紅外線會成像于控制器11的影像傳感器111內，亦即影像傳感器111擷取圖像中包括該紅外線的一光點影像。處理器113會計算該光點影像位于擷取圖像中第一坐標的第一坐標值，并根據影像顯示屏14預先定義的第二坐標將該第一坐標值轉換為第二坐標值。影像顯示屏14則依照第二坐標值顯示該光標141于畫面142上對應的坐標位置，又該第二坐標由影像顯示屏14的輸出影像分辨率所定義。本實施例中，處理器113設于控制器11中，或者其它實施例可以設于主機12內。又主機12具有無線收發器121，故可以和控制器11的無線收發器112以射頻RFl及RF2 (或紅外線)進行雙向數據傳輸，或者其它實施例可以采用有線方式傳輸。圖2標出本專利技術控制器接受光源的視野角度(visual field angle)的示意圖。如圖所示，當使用者將控制器11向右移動或順時鐘旋轉，發光單元131由影像傳感器111的視野角度的右側移至左側。參見圖3A及圖3B，影像傳感器111由上述兩個視野角度擷取兩個圖像，故可得到光點影像331由坐標值(xl，yl)移至位于坐標值(x2，y2)處的光點影像332。所述坐標值是根據影像傳感器111的分辨率而得，例如影像傳感器111的分辨率為256X256，則光點影像所在像素的坐標值即為其代表位置。影像傳感器111的坐標系統以下稱為第一坐標系統。其中，為便利未來的映像轉換，可定義圖3A及圖3B中，xy坐標軸較正常坐標軸旋轉180度，亦即水平方向的坐標值由右往左方增加，垂直方向的坐標值由上往下方增加。當然，也可在影像傳感器111擷取影像時，旋轉180度。本專利技術的特點是，由于光點的位置即是坐標位置，因此不需要針對影像傳感器111所擷取的圖像進行復雜的相對位移量與方向的計算即可直接產生絕對坐標。(本實施例中是以光點大小剛好是一個像素的大小為例。于其它實施例，光點可大于一個像素以上，此時坐標可以是光點影像中心、也可以是權值重心、或以其它方式在光點影像中取任何一像素作為坐標。)圖4標出影像顯示屏反應圖2中控制器轉動的光標移動的示意圖。參見本圖，影像顯示屏14的畫面142上的光標141由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光學式指針控制系統，其特征在于，包含：一影像顯示屏，顯示一具有一指針的畫面；一光源，發出一光線；一控制器，控制該指針的位置，其包括一影像傳感器，接受該光線以得到具有一個光點影像的一圖像；以及一坐標轉換處理器，計算該光點影像位于該圖像中第一坐標系統的第一坐標值，并根據預先定義的第二坐標系統將該第一坐標值轉換為第二坐標值；其中該影像顯示屏依照該第二坐標值顯示該指針于該畫面上對應位置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林俊煌，藍正豐，
申請(專利權)人：奇高電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：