一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，適用于一顯示器，該系統(tǒng)包含一主機與一手持指標裝置；該主機還包含一第一RF模塊、一控制單元、與一紅外線光源，該紅外線光源設置于該顯示器的上方或下方；該手持指標裝置還包含一影像模塊、一計算單元、與一第二RF模塊。第一RF模塊、控制單元、一紅外線光源、影像模塊、計算單元、與第二RF模塊形成一個封閉性的控制回路，其運作方式如下：影像模塊將所感測接收來自紅外線光源的紅外線信息，傳至計算單元加以計算，其計算結(jié)果再產(chǎn)生一個指令通過第二RF模塊傳至第一RF模塊；第一RF模塊將接收來自第二RF模塊的該指令，傳至控制單元；根據(jù)該指令，控制單元控制顯示器的顯示畫面與指標位置。
【專利說明】一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明有關于一種指標定位系統(tǒng)，且特別有關于一種具備抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，以減少光雜訊的干擾。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著體感游戲系統(tǒng)(例如，Wii)的風行，指標定位系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展與應用也越來越廣泛。圖1所示為一現(xiàn)有的指標定位系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，一指標定位系統(tǒng)包含一主機110與一手持指標裝置120。主機110還包含一第一 RF模塊111、一控制單兀112、與一紅外線光源113;其中，該紅外線(IR)光源113設置于一顯示器130處，通常是置放于顯示器130的正上方或正下方的中間處，且與顯示器130的顯示板平面對齊。手持指標裝置120還包含一濾鏡121、一影像模塊122、一計算單元123、與一第二 RF模塊124 ;其中，來自該紅外線光源113的紅外線經(jīng)過濾鏡121后由影像模塊122所感測接收，影像模塊122再將所感測接收的紅外線的信息，傳至計算單元123加以計算，其計算結(jié)果再通過第二 RF模塊124傳至主機110。主機110通過第一 RF模塊111接收來自第二 RF模塊124的信號，并由此控制顯示器130的顯示內(nèi)容，例如，畫面的內(nèi)容與指標的位置等。
[0003]然而，當操作環(huán)境中有其他紅外線光源或包含紅外線的其他光源時，影像模塊122所接收的紅外線除了來自紅外線光源113外，也包含來自環(huán)境中的其他光源。這樣的干擾，勢必會影響計算單元計算結(jié)果的正確性。針對環(huán)境光源雜訊的干擾，常見的解決方式是除了前述的濾鏡121外，通常是在主機110的紅外線光源113中加入一特定頻率閃爍性的控制，使得主機110的紅外線光源113所發(fā)射的紅外線具有特定頻率閃爍的發(fā)光特性。該特定頻率應與環(huán)境中常見其他光源的頻率具有可辨識性，以便與環(huán)境中常見光源區(qū)隔。圖2所示為圖1中的影像模塊感測紅外線的示意圖。如圖2所示，環(huán)境中常見的日光燈201因交流電的關系，所發(fā)射的光具有50Hz的頻率。當然，全球各地的交流電頻率不盡相同，只要避開該頻率的設計即可，例如，該閃爍的特定頻率可設計為10Hz，以便與日光燈中的紅外線區(qū)隔辨識。如此一來，圖2中的影像模塊122上所感測接收的A點為特定頻率閃爍光，而B點則為非該特定頻率閃爍的紅外線，進而可以判定A點為來自主機110的紅外線光源113，而B點則是來自其他光源的干擾雜訊。
[0004]雖然上述技術(shù)，配合濾鏡121的配置，通常可以阻絕若干雜訊的干擾。然而，濾鏡的設置會提高手持指標裝置120的制造成本。另一方面，若將濾鏡121移除，往往又有反射光干擾的問題，如圖3所示。來自主機110的紅外線光源112的紅外線經(jīng)過一物體301的反射后，其反射光也到達影像模塊122，由影像模塊122所感測接收，成為影像模塊122上所感測接收的C點。值得注意的是，圖2中所示的利用特定頻率閃爍的特性加以區(qū)隔的辨識方法，并無法解決圖3中反射光的問題，因為C點的反射光也帶有特定頻率閃爍的特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具備抗光雜訊能力的指標定位系統(tǒng)，以減少光雜訊的干擾。
[0006]本發(fā)明的一實施例在于提供一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，適用于一顯不器，該抗光雜訊指標定位系統(tǒng)包含一主機與一手持指標裝置；其中，該主機還包含一第一 RF模塊、一控制單元、與一紅外線光源(IR)，該紅外線光源設置于該顯示器的上方或下方；該手持指標裝置還包含一影像模塊、一計算單元、與一第二 RF模塊。該第一 RF模塊、控制單元、紅外線光源、影像模塊、計算單元、與第二 RF模塊形成一個封閉性的控制回路，其運作方式如下:影像模塊將所感測接收來自紅外線光源的紅外線信息，傳至計算單元加以計算，其計算結(jié)果再產(chǎn)生一個指令通過第二 RF模塊傳至主機的第一 RF模塊；第一 RF模塊將接收來自第二 RF模塊的指令，傳至控制單元；根據(jù)該指令，控制單元一方面用以控制顯示器的顯示畫面與指標位置，另一方面通過運算以控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光特性，以消除因外部光源與反射光所產(chǎn)生的光雜訊，達到抗光雜訊指標定位的功能，達到正確定位的目的。
[0007]根據(jù)上述實施例，其中手持指標裝置的計算單元的計算流程還包含:擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息；判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，并回到擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息的步驟；否則，則進行判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，則通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)弱，并回到擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息的步驟；否則，計算該主機的紅外線光源的座標；以及將計算結(jié)果通過第二 RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一 RF模塊，并回到擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息的步驟。
[0008]根據(jù)上述實施例，其中手持指標裝置的計算單元的計算流程還包含:擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息；判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，并回到擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息的步驟；否則，則進行判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，根據(jù)其中亮度最強的閃爍的紅外線計算該主機的紅外線光源的座標；否貝U，計算該主機的紅外線光源的座標；以及將計算結(jié)果通過第二 RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一 RF模塊，并回到擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息的步驟。
[0009]根據(jù)上述實施例，其中主機的控制單元還包含一脈沖寬度調(diào)變(Pulse WidthModulation, PWM)控制器，利用PWM脈波的占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。
[0010]根據(jù)上述實施例，其中主機的控制單元的運算方法如下:第一 RF模塊接收來自手持指標裝置的第二 RF模塊所發(fā)射的指令；若該指令為一座標指令，則主機的控制單元則根據(jù)該座標指令呈現(xiàn)顯示器的畫面內(nèi)容與指標位置；否則，根據(jù)該IR調(diào)控指令通過PWM控制器將該紅外線光源的亮度調(diào)強或調(diào)弱。其中，該調(diào)控方式可為PWM方式，通過調(diào)控IR光源發(fā)光周期內(nèi)得占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。
[0011]為期能對本發(fā)明的目的、功效及構(gòu)造特征有更詳盡明確的了解，茲舉可實施例并配合圖示說明如后:【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1所示為一現(xiàn)有的指標定位系統(tǒng)的示意圖；
[0013]圖2所示為圖1中的影像模塊感測紅外線的示意圖；
[0014]圖3所示為圖2中的影像模塊在移除濾鏡后感測紅外線的示意圖；
[0015]圖4所示為本發(fā)明的一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5所示為本發(fā)明的手持指標裝置的計算單元的計算流程的一實施例；
[0017]圖6所示為本發(fā)明的手持指標裝置的計算單元的計算流程的另一實施例；以及
[0018]圖7所示為本發(fā)明中主機的運算流程的實施例。
[0019]其中，附圖標記說明如下:
[0020]主機:110
[0021]第一RF 模塊:111
[0022]控制單元:112
[0023]紅外線光源:113
[0024]手持指標裝置:120
[0025]濾鏡:121
[0026]影像模塊:122
[0027]計算單元:123
[0028]第二RF 模塊:124
[0029]顯示器:130
[0030]日光燈:201
[0031]物體:301
[0032]主機:410
[0033]第一RF 模塊:411
[0034]控制單元:412
[0035]紅外線光源:413
[0036]手持指標裝置:420
[0037]影像模塊:421
[0038]計算單元:422
[0039]第二RF 模塊:423
[0040]顯示器:430
【具體實施方式】
[0041]圖4所示為本發(fā)明的一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，適用于一顯示器430，該抗光雜訊指標定位系統(tǒng)包含一主機410與一手持指標裝置420 ;其中，該主機410還包含一第一 RF模塊411、一控制單元412、與一紅外線光源(IR) 413，該紅外線光源設置于該顯示器430 ;該手持指標裝置420還包含一影像模塊421、一計算單兀422、與一第二 RF模塊423。第一 RF模塊411用于接收來自手持指標裝置420的至少一個指令，并將所接收的指令傳遞至控制單元412由控制單元412依照該指令執(zhí)行。該指令可為一座標指令或一 IR調(diào)控指令。若為座標指令，控制單元412將控制顯示器430的游標顯示；若為IR調(diào)控指令，控制單元412將調(diào)控紅外線光源413的亮度。來自一紅外線光源413的紅外線經(jīng)過影像模塊421感測接收后，轉(zhuǎn)變?yōu)棣潜忍?n-bit)的信息。該計算單元422連接于影像模塊421，用以接收與計算由影像模塊421傳來的n-bit紅外線信息，并依計算結(jié)果產(chǎn)生一個指令交由第二 RF模塊423。第二 RF模塊423連接于計算單元422，以接收來自計算單元422的指令，并將該指令傳至主機410，由主機410的第一 RF模塊411接收。依此方式，該第一 RF模塊411、控制單元412、紅外線光源413、影像模塊421、計算單元422、與第二 RF模塊423形成一個封閉性的控制回路。如此一來，可通過回路的運算與控制來調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光特性，以消除因外部光源與反射光所產(chǎn)生的光雜訊，達到抗光雜訊指標定位的功能，達到正確定位的目的。
[0042]如前所述，該封閉性的控制回路通過該手持指標裝置420的計算單元422的計算判斷該紅外線光源413的發(fā)光特性是否受到外部光源與反射光所產(chǎn)生光雜訊的干擾，并將其計算結(jié)果以指令方式交由主機410的控制單元412來執(zhí)行對該紅外線光源413的發(fā)光特性的調(diào)控，以消除光雜訊的干擾。根據(jù)上述實施例，圖5所示為手持指標裝置420的計算單元422的計算流程的一實施例，還包含下列步驟:步驟501擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息，其中該紅外線信息可為n-bit的紅外線信息。步驟502判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則執(zhí)行步驟503 ;否則，則進行步驟504。其中，該特定頻率閃爍的紅外線是指來自主機410的紅外線光源413的特定閃爍頻率，有別于日光燈或其它自然光源等的紅外線光源。步驟503通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，執(zhí)行后，并回到步驟501以擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息。步驟504判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，則執(zhí)行步驟505 ;否則，則進行步驟506。其中，兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線表示該紅外線光源413可能經(jīng)過其他物體的反射而為影像模塊所接受。步驟505通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)弱，執(zhí)行后，并回到步驟501以擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息。步驟506計算該主機的紅外線光源的座標，步驟507則是將計算結(jié)果通過第二 RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一RF模塊，執(zhí)行后，并回到步驟501以擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息。
[0043]值得注意的是，上述計算方式在感測到該紅外線光源413可能經(jīng)過其他物體的反射而為影像模塊所接受時，通過IR調(diào)控指令將該紅外線光源的亮度調(diào)弱，以消除反射光的影響。
[0044]根據(jù)圖4的實施例，圖6所示為手持指標裝置420的計算單元422的計算流程的另一實施例，還包含下列步驟:步驟601擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息，其中該紅外線信息可為n-bit的紅外線信息。步驟602判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則執(zhí)行步驟603 ;否則，則進行步驟604。步驟603通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，執(zhí)行后，并回到步驟601以擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息。步驟604判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，則執(zhí)行步驟605 ;否則，則進行步驟606。步驟605根據(jù)其中亮度最強的閃爍的紅外線計算該主機的紅外線光源的座標，并前進至步驟607。步驟606計算該主機的紅外線光源的座標，步驟607則是將計算結(jié)果通過第二 RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一 RF模塊，執(zhí)行后，并回到步驟601以擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息。
[0045]值得注意的是，上述計算方式在感測到該紅外線光源413可能經(jīng)過其他物體的反射而為影像模塊所接受時，通過忽略亮度較原始入射光弱的反射光，僅以亮度較強的原始入射光進行座標計算，以消除反射光的影響。
[0046]根據(jù)圖4的實施例，圖7所示為其中主機410的運算流程的實施例，還包含下列步驟:步驟701為第一RF模塊接收來自手持指標裝置的第二RF模塊所發(fā)射的指令；步驟702，判斷該指令是否為一座標指令；若該指令為一座標指令，則進行步驟703 ;否則，進行步驟704。步驟703由主機的控制單元根據(jù)該座標指令呈現(xiàn)顯示器的畫面內(nèi)容與指標位置，執(zhí)行后，回到步驟701由第一 RF模塊接收來自手持指標裝置的第二 RF模塊所發(fā)射的指令。步驟704則根據(jù)該IR調(diào)控指令將該紅外線光源的亮度調(diào)強或調(diào)弱，執(zhí)行后，回到步驟701由第一RF模塊接收來自手持指標裝置的第二 RF模塊所發(fā)射的指令。其中，該調(diào)控方式并不限定何種特定的方式，例如，其調(diào)控方式可為脈沖寬度調(diào)變(Pulse Width Modulation,PWM)方式，通過調(diào)控該紅外線光源的發(fā)光周期內(nèi)的占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。根據(jù)此實施例，本發(fā)明中的主機控制單元更可包含一脈沖寬度調(diào)變(Pulse Width Modulation,PWM)控制器，以執(zhí)行利用PWM脈波的占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。再者，其調(diào)控方式也可采用漸進式(increment或decrement),逐次調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度，以增加效率且避免過度調(diào)控。
[0047]因此，本發(fā)明的一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，確能通過所揭露的技術(shù)，達到所預期的目的與功效，符合發(fā)明專利的新穎性，進步性與產(chǎn)業(yè)利用性的要件。
[0048]惟，以上所揭露的圖示及說明，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，非為用以限定本發(fā)明的實施，大凡熟悉該項技藝的人士其所依本發(fā)明的精神，所作的變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案的申請專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，適用于一顯不器，該系統(tǒng)包含: 一主機，該主機包含:一第一 RF模塊、一控制單兀、與一紅外線光源,其中，該紅外線光源設置于該顯示器上方或下方；以及 一手持指標裝置，該手持指標裝置包含:一影像模塊、一計算單元、與一第二 RF模塊； 其中，該第一 RF模塊、控制單元、紅外線光源、影像模塊、計算單元、與第二 RF模塊形成一個封閉性的控制回路；該第一 RF模塊用于接收來自該手持指標裝置的至少一個指令，并將所接收的指令傳遞至該控制單元由該控制單元依照該指令執(zhí)行；來自該紅外線光源的紅外線由該影像模塊感測接收，該計算單元連接于該影像模塊，用以接收與計算由該影像模塊傳來的紅外線信息，并依計算結(jié)果產(chǎn)生一個指令交由該第二 RF模塊；該第二 RF模塊連接于該計算單元，以接收來自該計算單元的指令，并將該指令傳至該主機，由該主機的第一 RF模塊接收；由此，通過該封閉性的控制回路的運算與控制來調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光特性，以消除因外部光源與反射光所產(chǎn)生的光雜訊，能夠抗光雜訊指標定位，能夠正確定位。
2.如權(quán)利要求1所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該指令為一座標指令或一IR調(diào)控指令。
3.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該指令若為座標指令，該控制單元將控制該顯示器的游標顯示。
4.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該指令若為IR調(diào)控指令，該控制單元將調(diào)控該紅外線光源 的亮度。
5.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該影像模塊將所感測接收來自該紅外線光源的紅外線轉(zhuǎn)變?yōu)棣潜忍氐募t外線信息。
6.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該計算單元的計算流程還包含下列步驟: (a)擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息，其中該紅外線信息為n-bit的紅外線信息； (b)判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則執(zhí)行步驟(C);否則，則進行步驟(d)； (c)通過第二RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，執(zhí)行后，并回到步驟(a)； (d)判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，則執(zhí)行步驟(e);否則，則進行步驟(f)； (e)通過第二RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)弱，執(zhí)行后，并回到步驟(a)； (f)計算該主機的紅外線光源的座標；以及 (g)將計算結(jié)果通過第二RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一 RF模塊，執(zhí)行后，并回到步驟(a)。
7.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該計算單元的計算流程還包含下列步驟: (a)擷取影像模塊所輸出的其所感測到的紅外線信息，其中該紅外線信息為n-bit的紅外線信息；(b)判斷該紅外線信息中是否包括有依照一特定頻率閃爍的紅外線；若無，則執(zhí)行步驟(C);否則，則進行步驟(d); (C)通過第二 RF模塊發(fā)射一 IR調(diào)控指令至主機的第一 RF模塊，其中該IR調(diào)控指令為將該紅外線光源的亮度調(diào)強，執(zhí)行后，并回到步驟(a)； (d)判斷該紅外線信息中是否包括有兩個以上依照一特定頻率閃爍的紅外線；若是，則執(zhí)行步驟(e);否則，則進行步驟(f)； (e)根據(jù)其中亮度最強的閃爍的紅外線計算該主機的紅外線光源的座標，并前進至步驟(g); (f)計算該主機的紅外線光源的座標；以及 (g)將計算結(jié)果通過第二RF模塊發(fā)射一座標指令至主機的第一 RF模塊，執(zhí)行后，并回到步驟(a)。
8.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該主機的運算流程還包含下列步驟: (a)第一RF模塊接收來自手持指標裝置的第二 RF模塊所發(fā)射的指令； (b)判斷該指令是否為一座標指令；若該指令為一座標指令，則進行步驟(c);否則，進行步驟⑷； (c)由主機的控制單元根據(jù)該座標指令呈現(xiàn)顯示器的畫面內(nèi)容與指標位置，執(zhí)行后，回到步驟(a);以及 (d)根據(jù)該IR調(diào)控指令將該紅外線光源的亮度調(diào)強或調(diào)弱，執(zhí)行后，回到步驟(a)。
9.如權(quán)利要求2所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該IR調(diào)控指令的調(diào)控方式為脈沖寬度調(diào)變方式，通過調(diào)控該紅外線光源的發(fā)光周期內(nèi)的占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。
10.如權(quán)利要求9所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該主機的控制單元還包含一脈沖寬度調(diào)變控制器，以執(zhí)行利用脈沖寬度調(diào)變脈波的占空比來控制調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度。
11.如權(quán)利要求10所述的抗光雜訊指標定位系統(tǒng)，其中該調(diào)控方式采用漸進式，逐次調(diào)整該紅外線光源的發(fā)光強度，以增加效率且避免過度調(diào)控。
【文檔編號】A63F13/06GK103446758SQ201210177947
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】曾景宏, 林信安 申請人:碩呈科技股份有限公司