专利名称：光学遥控系统与用于其中的光源控制方法
技术领域：
本发明涉及一种光学遥控系统与用于其中的光源控制方法，特别是指一种能调变用于定向的光源的光学遥控系统与其光源控制方法。
背景技术：
近来许多电子互动游戏系统提供使用者游戏摇杆或遥控器，以进行更多样动作感应的电子游戏的操作，例如赛车驾驶及打高尔夫球的等游戏。此类游戏摇杆可包含陀螺仪(gyro)、加速计(accelerometer)或影像传感器(image sensor)。目前游戏摇杆中影像传感器可用来控制屏幕上的光标移动、或点选屏幕上的某一个图像，直接进行选择或其它操作。图IA标出现有电子互动游戏系统中游戏摇杆的使用示意图。游戏摇杆11根据影像传感器111所撷取的图像进行定向，亦即利用光源13中多个发光单元131的成像位置而确认其指向，通过此控制屏幕14上的光标141正确地由左边移动至右边。参见本图，光源13包括六个发光单元131，且于游戏系统使用时，所述发光单元131均会被点亮而发光。当游戏摇杆11 (即影像传感器111)与光源13间距离太短时，该多个发光单元131发出的光线会于影像传感器111所撷取的图像中成像为一个较大的光点影像，或甚至造成曝光过度而难以辨识所成像的光点影像。反之，当影像传感器111与光源13间距离较远时，该多个发光单元131发出的光线于影像传感器111的成像可能太小而难以辨识。因此，现有游戏摇杆11需要和光源13间维持一合适的使用范围或距离，否则光点影像可能会过大或太小。图IB IC举例示出影像传感器所撷取的图像中光点影像的示意图。如图IB所示，当影像传感器与光源间距离为L，影像传感器的视角152产生可视区域的宽度为W，图像15中光点影像151占据四个像素。如图IC所示，当影像传感器与光源间距离为2L，影像传感器的视角152’产生可视区域的宽度为2W，图像15’中光点影像151’占据二个像素。假 设光点影像可辨识的范围为2 4个像素，亦即当光点影像小于2个像素或是大于4个像素即无法辨识。因此现有技术的操作距离即为L 2L，若操作距离小于L或是大于2L，系统即无法正确反应。关于前述受限的操作距离或操作范围，当超过最大操作距离时，光点影像会小于最小尺寸需求而无法辨识。当小于最小操作距离时，光点影像会大于最大限制而无法辨识。若为了增加最大操作距离而加大光点影像，则会限缩光点影像的最短操作距离；反之，若为了扩张最小操作距离而缩小光点影像，则会限缩光点影像的最长操作距离。本发明针对以上现有技术的缺点，提出一种具改善功能的光学遥控系统与其光源控制方法。通过调变用于定向的光源中被点亮单元的数目或位置，得以扩张光学遥控系统的操作距离，并提升光点影像的辨识正确度，且因最佳化点亮发光单元而有效节省光源的耗电
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种光学遥控系统。本发明的另一目的在于，提出一种与用于光学遥控系统的光源控制方法。为达成以上目的,本发明提供了一种光学遥控系统,包含一光源，包括多个发光单元，发出至少一光线；一影像传感器，接受该光线而成像；以及一处理器，根据该光线成像的面积，以决定该多个发光单元中被开启者的数目或位置。上述光学遥控系统的一个实施例中，该光线成像的面积为该光线成像的像素数目，当该像素数目大于一第一阀值，则该处理器减少该多个发光单元中被开启者的数目；当该像素数目小于一第二阀值，则该处理器增加该多个发光单元中被开启者的数目。上述光学遥控系统的一个实施例中，该光源可以一设定的规则依序地改变该多个发光单元中被开启者的数量及/或位置。 上述光学遥控系统中，该多个发光单元发出的光线在影像传感器中可成像为单一面积或两个分离的面积。上述光学遥控系统中，当该多个发光单元非全亮时，该光源可以每隔一段时间后改变该多个发光单元中被开启者的位置。就另一观点而言，本发明提供了一种用于光学遥控系统的光源控制方法，该光学遥控系统包含一具有多个发光单元的光源及一影像传感器，该光源控制方法包含自该多个发光单元发出至少一光线；接受该光线而成像；以及根据该光线成像的面积，以决定该多个发光单元中被开启者的数目或位置。下面通过对具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
图IA标出现有电子互动游戏系统中游戏摇杆的使用不意图；图IB IC举例说明现有技术中光点影像的成像与操作距离；图2A标出本发明光学遥控系统的示意图；图2B标出图2A中影像传感器所撷取的图像中光点影像的示意图；图3A标出光源中发光单元被开启者的示意图；图3B标出影像传感器撷取图3A中光源的图像的示意图；图4A标出光源中出发光单元被开启者的示意图；图4B标出影像传感器撷取图4A中光源的图像的示意图。图中符号说明11 游戏摇杆111 影像传感器12 游戏主机13 光源131 处理器14 影像显示屏141 光标15、15，图像
151、151’ 光点影像152、152，视角20 光学遥控系统21 控制器211 影像传感器212 无线收发器213 处理器22 主机 221 无线收发器23 光源231 发光单元232 无线收发器24 影像显示屏241 光标25 图像251、252、253 光点影像
具体实施例方式本发明的光学遥控系统与其光源的控制方法可适用于各种应用，例如游戏主机的互动游戏程序的进行、影音播放器的控制及其它遥控影音系统(例如智能电视；smartTV)的选播等，而不受下列实施例所例示的系统所限制。图2A标出本发明光学遥控系统的示意图。如图所示，光学遥控系统20大致上包含一控制器21、一主机22、一光源23及一影像显示屏24，其中主机22执行的电子游戏程序或播放程序由影像显示屏24放映。影像显示屏24可能为影像显示器、投影装置、头戴式显示器、智能电视或其它显示装置。使用者操作控制器21可驱动程序以执行各种动作指令，例如使影像显示屏24上光标241移至右侧的选单处。光源23包括多个发光单元231，可单独控制各发光单元231发光或熄灭。光源23例如但不限于为红外线光源。当控制器21被使用者进行如前所述的操作，光源23的发光单元231产生一个或多个红外线会成像于控制器21的影像传感器211内，亦即影像传感器211撷取图像中包括所述红外线的光点影像。本实施例中，处理器213设于控制器21中，或者其它实施例可以设于主机22内。又主机22具有无线收发器221，故可以和控制器21的无线收发器212以射频RFl及RF2(或红外线)进行双向数据传输，或者其它实施例可以采用有线方式传输。此外，控制器21的无线收发器212也可以和光源23内的无线收发器232以射频RF3及RF4(或红外线)进行双向数据传输，或是以有线的方式通讯亦可。在现有技术中，开启光源中所有的发光单元，因此当小于最小操作距离时，光点影像会过大而无法辨识。本实施例中，处理器213会根据撷取图像中光点影像的信息，要求光源23适应地调整发光单元231中被开启者的数量。亦即，当光点影像超过所需的大小而占据过多像素面积时，处理器213会发出讯号，使光源23减少其发亮的单元数目，直到处理器213判断光点影像占据恰当大小的像素面积时为止。参见图2A，六个发光单元231中有三个被开启，另三个被关闭，从而因应影像传感器211近距离取像。前述发光调整视处理器213所在位置而定，可以是控制器21通过射频RF3直接向光源23的无线收发器232提出要求，若或是通过主机22向光源23下指令。图2B标出图2A中影像传感器所撷取的图像中光点影像的示意图。因图2A中发光单元231中有三个被开启，图像25中光点影像251占据两个像素(在本实施例中假设2 4个像素为最佳值)。因应影像传感器211和光源23间的距离，可以调整发光单元231被开启者的数量，以得到较佳的光点影像251 (较佳的像素数)。当使用者将控制器21和光源23间的距离加大，则光点影像会变小或模糊，可能仅占据一个像素，此时可以增加开启的发光单元231数目，例如开启六个发光单元231，从而使得光点影像仍维持为2 4个像素。以上所述动态调变发光单元231中被开启者的数量，其作用除如前所述可以扩张光学遥控系统的操作距离之外，尚可达成节省电力的功能，亦即，虽然光点影像占据2 4个像素都 可辨识，但可控制使光点影像仅占据最低辨识所需的像素数目(两个像素)，以减少点亮的发光单元231数目而节省电力。又，当光源23中的发光单元231非全亮时，被点亮的发光单元231位置可以在每隔一段时间后予以变换，以延长发光单元的寿命。光源23中的发光单元231可个别控制，其用途不仅可供使影像传感器211所取得的影像最佳化或节省电力，更可提供辨识功能。光源23中发光单元231可以依照特定的规则被开启，例如于一定时间(例如1秒内)内依序改变发光单元231被开启的数量及/或位置。如此可作为光源23和控制器21间的通讯协议以供辨识之用，例如作为通讯的启始要求、位置确认或特殊要求，当控制器21接受依前述规则被点亮的发光单元231所形成的光点影像，则可以确认是否为控制器21所意欲接收的光点影像，以确认是否开始进行后续的通讯或者过滤其它干扰光源。例如当环境有其它光源干扰时，控制器21无法确定图像25中何处光点影像为发光单元231所成像，此时即可以通过射频RF3直接向光源23提出规则性切换发光单元231的要求。除了上述辨识功能之外，光源23中的发光单元231可个别控制，尚可提供特殊控制功能。图3A标出光源中发光单元被开启者的示意图。发光单元231中左边的两个被开启，且右边的四个被关闭。参见图3B，因发光单元231如图3A所示的方式被开启，图像25中成像的光点影像252占据两个像素且连为一体，该光点影像252可以用于侦测控制器21的二维移动的指令，例如移动影像显示屏24上光标241。亦即，此情况下光源23产生单一的光点影像。图4A标出光源中出发光单元被开启者的示意图。发光单元231中左边及右边的两个被开启，且中间的两个被关闭。参见图4B，因发光单元231如图4A所示的方式被开启，图像25中成像的光点影像253占据四个像素，但因其中有两个暗的像素而分为两个群集。亦即，此情况下光源23产生多个的光点影像。该两个群集的光点影像253可以用于侦测控制器21的三维动作的指令。当控制器21相对于光源而前后移动(出平面(out of plane)移动)时，两个群集的光点影像253间的距离会改变，可用以计算控制器21的前后移动距离。控制器21的三维动作例如可用以旋转影像显示屏24上对象或使该对象作出平面(outof plane)的三维动作,等等。以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，光源23和影像传感器211的位置可以对换，而不限于必须将影像传感器211装设在控制器21上；再例如，控制器21和主机12及光源23间 的通讯，可以采有线或无线方式传输。再者，光点影像的像素数可设定多阶段限定，例如第一阀值限定最高像素数以减少发光单元的被开启数量，第二阀值限定最低可辨识的像素数。故在本发明的相同精神下的各种等效变化，均应包含在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种光学遥控系统，其特征在于，包含 一光源，包括多个发光单元，发出至少一光线； 一影像传感器，接受该光线而成像；以及 一处理器，根据该光线成像的面积，以决定该多个发光单元中被开启者的数目或位置。
2.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，该光线成像的面积为该光线成像的像素数目，当该像素数目大于一第一阀值，则该处理器减少该多个发光单元中被开启者的数目。
3.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，该光线成像的面积为该光线成像的像素数目，当该像素数目小于一第二阀值，则该处理器增加该多个发光单元中被开启者的数目。
4.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，该光源以一设定的规则依序地改变该多个发光单元中被开启者的数量及/或位置。
5.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，该多个发光单元发出的光线在影像传感器中成像为单一面积或两个分离的面积。
6.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，当该多个发光单元非全亮时，该光源每隔一段时间后改变该多个发光单元中被开启者的位置。
7.如权利要求I所述的光学遥控系统，其中，该光源与影像传感器其中之一设置于一控制器上。
8.一种用于光学遥控系统的光源控制方法，该光学遥控系统包含一具有多个发光单元的光源及一影像传感器，其特征在于，该光源控制方法包含 自该多个发光单元发出至少一光线； 接受该光线而成像；以及 根据该光线成像的面积，以决定该多个发光单元中被开启者的数目或位置。
9.如权利要求8所述的用于光学遥控系统的光源控制方法，其中，该光线成像的面积为该光线成像的像素数目，且方法更包含当该像素数目大于一第一阀值，则减少该多个发光单元中被开启者的数目。
10.如权利要求8所述的用于光学遥控系统的光源控制方法，其中，该光线成像的面积为该光线成像的像素数目，且方法更包含当该像素数目小于一第二阀值，则增加该多个发光单元中被开启者的数目。
11.如权利要求8所述的用于光学遥控系统的光源控制方法，其中，该光源以一设定的规则依序地改变该多个发光单元中被开启者的数量及/或位置。
12.如权利要求8所述的用于光学遥控系统的光源控制方法，其中，该多个发光单元发出的光线在影像传感器中成像为单一面积或两个分离的面积。
13.如权利要求8所述的用于光学遥控系统的光源控制方法，其中，当该多个发光单元非全亮时，该光源每隔一段时间后改变该多个发光单元中被开启者的位置。
全文摘要
本发明提出一种光学遥控系统与用于其中的光源控制方法，该光学遥控系统包含一光源，包括多个发光单元，发出至少一光线；一影像传感器，接受该光线而成像；以及一处理器，根据该光线成像的面积，以决定该多个发光单元中被开启者的数目或位置。
文档编号G08C23/04GK102968896SQ201110261638
公开日2013年3月13日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者林俊煌 申请人:奇高电子股份有限公司