位曝光时间小于参考光源16的最短关闭时间。当参考光源16的亮度变化是遥控器14的已知参数，控制单元20可从图像传感器18的连续图像组中找出符合已知亮度变化的图像特征变化，图像特征变化可以是非恒亮图像的获取时间和数量(或是只有获取时间、或是只有数量)。非恒亮图像的获取时间和(或)数量符合已知亮度变化时，控制单元20判断非恒亮图像中具有已知亮度变化的对象为参考光源16，取得光学追踪参考点。其中，不符合已知亮度变化的其它图像特征通常是环境噪声，直接排除不需列入考虑。
[0034]请参阅图2，图2为本发明实施例的参考光源16与图像传感器18的波形比较图。环境噪声Wl可以是规律或是不规律的闪烁光信号,参考光源16的已知亮度变化W2以随机方式或依照默认算法产生。特别一提的是，参考光源16在不需执行对象追踪时维持在恒亮模式，当控制单元20无法读取真实参考点时，参考光源16才会产生已知亮度变化W2，供控制单元20辨识已知亮度变化W2的图像特征变化，决定是否启动光学式对象追踪的预定功能。因此，已知亮度变化W2优选地为非周期性变化，图像特征的产生时间点不定。光学式追踪系统10已知的时段特性只有已知亮度变化W2在低电位状态(Off mode)的持续长度和触发时间点。图像传感器18的获取频率W3较高，其占空比小于已知亮度变化W2的低电位状态的时间长度。参考光源16的已知亮度变化W2和图像传感器18的获取频率W3不需要同步。参考光源16只要在宽松的时段范围内产生已知亮度变化W2，图像传感器18就能轻易辨识环境噪声Wl与已知亮度变化W2的不同而找出参考点。
[0035]如图2所示，参考光源16在第一时段tl处在恒亮模式(On mode)，图像传感器18在第一时段tl拍摄得到的恒亮图像(高亮度图像)，可用来取得有效参考点。图像传感器18在第二时段t2会获取到非恒亮图像(低亮度或全暗图像)，然而第二时段t2得到的非恒亮图像不符合已知亮度变化W2，控制单元20判定这些非恒亮图像是对应在环境噪声Wl的低电位状态(Off mode)。在第二时段t2的时候虽然噪声关闭，但参考光源16仍然维持恒亮模式，此时控制单元20可个别辨识不同的图像特征，意即判断其中一个对象图像(参考光源16)仍是恒亮模式，并且判断另一个对象图像(环境噪声)是非恒亮模式。图像传感器18在第三时段t3获取到非恒亮图像(低亮度或全暗图像)，控制单元20也是针对图像中的个别对象进行判断，如前述第二时段t2的辨识过程。判断其中一个对象图像的非恒亮模式符合已知亮度变化W2的低电位特征时，可确认所述对象就是参考光源16，并且计算参考光源16在图像中的位置信息。其中，第三时段t3除了是参考光源16保持一定时间的关闭(全暗的时间长度为特定值)以外，也可以是特定频率的亮暗变化。
[0036]参考光源16可利用两种方式产生已知亮度变化。本发明的第一实施例是由遥控器14驱动参考光源16产生已知亮度变化，第二实施例则是显示器12自行驱动参考光源16产生已知亮度变化。如图1所示，显示器12还包括第一通信单元22，电连接参考光源16。遥控器14还包括第二通信单元24，电连接控制单元20。第一实施例中，控制单元20经由第一通信单元22和第二通信单元24输出控制信号到显示器12。控制信号在传递过程中可能因系统电压、温度、湿度等环境因素会有系统延迟时间差I。参考光源16依照控制信号执行已知亮度变化，图像传感器18相应地取得相关的连续图像组。接着，控制单元20考虑了包括前述系统延迟时间差I的可控制变因后，就能从连续图像组中辨识出产生已知亮度变化的对象为参考光源16。
[0037]在第二实施例中，参考光源16会自行产生已知亮度变化，并通过第一通信单元22和第二通信单元24传递通知信息给遥控器14。通知信息启动图像传感器18取得连续图像组。接着，计算通知信息的传递时间以及系统延迟时间差I等变因后，控制单元20就能滤除环境噪声，从连续图像组中辨识出产生已知亮度变化的对象为参考光源16。
[0038]请参阅图3，图3为本发明第一实施例的光学式对象追踪方法的流程图。图3所示的光学式对象追踪方法适用于图1与图2所示的光学式追踪系统10。首先执行步骤300，参考光源16维持在恒亮模式。接着，执行步骤302至步骤306，以随机方式或算法计算触发参考光源16的时段,控制单兀20输出控制信号以驱动参考光源16在时段内产生已知亮度变化，并且图像传感器18同步启动以实时取得连续图像组。接着，执行步骤308，控制单元20比较连续图像组和已知亮度变化的图样差异，以判断是否需要计算参考光源16在图像中的位置信息。连续图像组的非恒亮图像不符合已知亮度变化时，控制单元20个别辨识不同的对象图像，判断参考光源16仍然是恒亮模式，图像特征变化是非恒亮模式的环境噪声造成，控制单元20不计算参考光源16的位置信息，回复到步骤302。连续图像组的非恒亮图像符合已知亮度变化时，判断参考光源16切换成非恒亮模式，执行步骤310，控制单元20可辨识出参考光源16，计算并输出参考光源16的位置信息给显示器12作为对象追踪坐标。最后，执行步骤312，在触发时段结束后，控制单元20将参考光源16回复到恒亮模式。
[0039]请参阅图4，图4为本发明第二实施例的光学式对象追踪方法的流程图。图4所示的光学式对象追踪方法适用于图1与图2所示的光学式追踪系统10。首先执行步骤400，参考光源16维持在恒亮模式。接着，执行步骤402到步骤406，以随机方式或算法计算参考光源16的触发时段，由参考光源16在时段内自行产生已知亮度变化，并利用第一通信单元22和第二通信单元24输出通知信息给遥控器14，以驱动图像传感器18取得相应的连续图像组。接着，执行步骤408，控制单元20比较连续图像组和已知亮度变化是否相符，以判断是否需要计算参考光源16在图像中的位置信息。连续图像组的非恒亮图像不符合已知亮度变化时，回复到步骤402。连续图像组的非恒亮图像符合已知亮度变化时，执行步骤410，控制单元20计算并输出参考光源16的位置信息作为对象追踪坐标。最后，执行步骤412，参考光源16自行回复到恒亮模式。第二实施例与第一实施例的差异为，参考光源16的处理器可用来执行步骤402-406，以进行已知亮度变化与恒亮模式的切换，并通过通信单元通知遥控器14所述多个已知亮度变化的特征。
[0040]本发明的光学式对象追踪方法及其相关光学式追踪系统将参考光源维持在恒亮模式。参考光源依照默认算法产生已知亮度变化，表示当控制单元无法正确取得有效参考点时，参考光源可被触发并且在特定时段内产生已知亮度变化，让遥控器进行参考光源的位置辨识与校正。参考光源以随机方式产生已知亮度变化，表示每间隔一个预定时段后，参考光源计算及取得一组随机时间差，经过随机时间差就自动产生已知亮度变化。换句话说，本发明的参考光源不是规律变动的闪烁光源，而是根据环境噪声的干扰情况或随机运算结果产生亮度变化，并且此亮度变化特性是遥控器的已知参数。由于参考光源不需要规律闪烁，光学式追踪系统可以大幅提高参考光源的开启时间(恒亮模式)，增加有效参考点的取得数量。本发明仅要求参考光源在特定时段(不论是感测噪声所得或随机取得的时段)产生亮度变化，参考光源与图像传感器不需要执行同步控制，故可简化参考光源的控制复杂度，有效降低显示器的制造成本。
[0041]综合来说，本发明可以利用随机闪烁的参考光源有效增进光学式追踪系统的对象追踪效能、及简化光学式追踪系统的软硬件配备来降低产品成本。
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