CN101472095A - 光标控制方法及使用该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用以控制影像显示装置上光标移动的光标控制方法，该方法包含下列步骤：提供至少二个参考点以产生预设光谱，并界定预设范围；提供指向所述参考点周围的所述预设范围内的影像感测器；利用该影像感测器接收所述预设光谱以形成数字影像；判定该数字影像上所述参考点的成像位置和形状，并产生第一参数；对该第一参数进行距离和角度补偿；在所述预设范围内移动所述影像感测器的指向位置，并产生第二参数；以及根据补偿后的所述第一参数和所述第二参数计算所述数字影像上所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动。本发明还提供了一种使用所述光标控制方法的装置。

Description

光标控制方法及使用该方法的装置

技术领域

本发明涉及一种光标控制方法和使用该方法的装置，特别涉及一种用于控制显示在影像显示装置上的互动式光标的控制方法及使用该方法的装置。

背景技术

现有的指标定位装置及方法，如台湾专利公告第588258号的“利用摄影方式进行指标定位之装置”，该专利为利用摄影指标装置对显示幕的显示区域影像先做描边处理，从而获得显示区域的四个角落在影像中的坐标值，再经过坐标计算程序来计算出摄影机瞄准点在实际屏幕上的坐标值，以取代传统光枪利用弹着点信号或同步信号取得弹着点的坐标值。然而在实际使用上，虽然此种方式可令用户在任何型式的屏幕上都可利用所述摄影指标装置进行射击游戏而不受显示屏种类的限制，但是利用摄影所取得的影像因为包含显示屏幕的影像内容，这样进行显示区域的辨识时会受到影像内容的影响，导致辨识显示区域的四个角落的程序较为复杂，而且所述摄影指标装置在瞄准屏幕上任何点时，摄影机均需将屏幕的全部显示区域拍摄进入摄影镜头，因而还具有需要大视角摄影镜头的问题。

一种现有的光标控制方法，如台湾专利公开第200540687号的“光标控制方法及装置”，其揭示了一种使用手持式装置进行光标控制的方法。首先，该手持式装置利用光学装置侦测移动。接着，依据其所侦测到的移动计算位置差。然后，所述手持式装置将所述位置差无线传送到特定装置，从而依据所述位置差来控制所述特定装置上的光标活动，并且依据该光标活动操作所述特定装置上的应用程式。然而，在实际使用上，利用所述光学装置感测影像区域时，感测阵列与被摄取物件间的摄像距离和摄像时感测阵列的旋转角度都会影响感测阵列上所取得影像的位置，若不同时进行校正则会发生误控制的情形，而且由于所述光学装置所侦测的影像包含其他物件，所以在影像辨识上也较为复杂。

基于上述原因，确实仍有必要进一步改良上述光标控制方法，以解决现有技术中所存在的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种光标控制方法及使用该方法的装置，该方法和装置通过至少两个可以产生预设光谱的参考点，并配合影像感测器以进行影像显示装置上的光标控制，通过校正所述影像感测器在摄像时与所述参考点的距离和旋转角度，以提升光标控制的正确性。

本发明的另一个目的在于提供一种光标控制方法及使用该方法的装置，该方法和装置依赖于至少两个可以产生预设光谱的参考点，且该参考点的位置可以根据用户的需求来设置，从而增加使用便利性。

本发明的再一目的在于提供一种光标控制方法及使用该方法的装置，该方法和装置通过至少两个可以产生预设光谱的参考点，配合影像感测器以进行影像显示装置上的光标控制，并通过比例参数的设定，以达到控制光标移动灵敏度的功效。

本发明的再一目的在于提供一种光标控制方法及使用该方法的装置，该方法和装置通过至少两个可以产生预设光谱的参考点，并配合设有预设光谱滤光器的影像感测器以进行影像显示装置上的光标控制，由于该影像感测器仅可感测所述参考点的光信号，因而具有简化影像判别的功效。

为达到上述目的，本发明的光标控制方法用以控制影像显示装置上光标的移动，该方法包含下列步骤：提供至少二个参考点，用以产生预设光谱，并界定预设范围；提供指向所述参考点周围的所述预设范围内的影像感测器；利用该影像感测器接收所述预设光谱以形成数字影像；判定该数字影像上所述参考点的成像位置和形状，并产生第一参数；对该第一参数进行距离和角度补偿；在所述预设范围内移动所述影像感测器的指向位置，并产生第二参数；以及根据补偿后的所述第一参数和所述第二参数来计算所述数字影像上的所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动。

根据本发明的另一特点，本发明的光标控制装置用以控制影像显示装置上的光标，该装置包含至少两个参考点，用以产生预设光谱，并界定预设范围；影像感测器，指向所述预设范围以接收所述预设光谱，并形成数字影像；以及处理单元，接收所述数字影像并根据所述参考点在所述数字影像上成像位置的移动来相对控制所述光标的移动。

本发明还提供一种电视遥控装置，该装置包含电视、至少两个参考点以及遥控器。所述电视利用用户界面作为设定和功能调整的界面，所述电视的显示画面上显示有用以操控所述用户界面的光标。所述参考点用以产生预设光谱，并界定预设范围。所述遥控器包含影像感测器，用以指向所述预设范围以接收该预设光谱，并形成数字影像；以及处理单元，用以根据所述参考点在所述数字影像上成像位置的移动来相对控制所述光标的移动。

本发明的光标控制方法可应用于各种影像显示装置上的光标控制，例如：电脑画面的光标控制、游戏机的显示画面的光标控制、电视画面上的用户界面的光标控制以及其他任何形式的影像画面上光标的移动控制。

附图说明

图1a为本发明第一实施例的光标控制装置的示意图；

图1b为本发明第二实施例的光标控制装置的示意图；

图2a为本发明实施例的影像感测器的可感测范围的示意图，其中所述参考点分别显示在所述影像感测器的视角范围的右下角和左上角；

图2b为本发明实施例的影像感测器的可感测范围的另一个示意图，其中所述参考点分别显示在所述影像感测器的视角范围的左下角和右上角；

图3为本发明实施例的光标控制方法的流程图；

图4a为本发明实施例的影像感应器所感测影像的示意图，其显示了目前感测影像与预设成像位置间具有小于180度的旋转角度偏差；

图4b为本发明实施例的影像感应器所感测影像的另一个示意图，其显示了目前感测影像与预设成像位置间具有大于180度的旋转角度偏差；

图5为本发明实施例的影像感应器所感测影像的示意图，其显示了在不同距离摄像时所造成所述参考点成像距离和位置的偏差；

图6为本发明实施例的影像感应器所感测影像的示意图，其显示了移动所述影像感测器的指向位置所形成的成像移动距离。

主要元件符号说明

1、1′光标控制装置                       10 影像显示装置

12 显示屏幕                              14 光标

20 参考元件                              22、24 参考点

30 遥控器                                32 影像感测器

34 预设光谱光源                          36 水银开关

40 滤光器                                50 处理单元

52 无线发射单元                          B 照射范围

A 可感测范围                             DI 数字影像信号

+ 感测阵列中心                           θ 摄像时的旋转角度

I₂₂，I₂₂′，I₂₂″，I₂₂″′参考点影像      I₂₄，I₂₄′，I₂₄″，I₂₄″′参考点影像

X_scale，Y_scale比例参数                    ΔS 移动距离

ΔS_X水平方向移动分量                     ΔS_Y垂直方向移动分量

L，1参考点的成像距离                D，d参考点的成像位置

(X，Y)、(X₀，Y₀)、(X_i，Y_i)          参考点影像的平均坐标

i₂₂，i₂₄参考点影像

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明的实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本说明书的说明内容中，类似的元件是以相同的编号表示。

请参照图1a所示，图1a揭示了本发明第一实施例的光标控制装置1，该装置包含影像显示装置10、至少两个参考点22及24、遥控器30、影像感测器32、滤光器40以及处理单元50。所述影像显示装置10可以为电脑屏幕、电视、游戏机或其他任何可用以显示影像画面的装置，所述影像显示装置10优选地利用用户界面(user interface)以进行设定与功能调整，且所述影像显示装置10的影像显示屏幕12上显示有光标14以使得用户可以通过该光标14对所述用户界面进行互动式控制，例如：音量、音效、色彩控制等等，以使所述影像显示装置10的控制更具人性化。所述遥控器30则根据所述影像显示装置10的不同而可以为电脑屏幕的遥控器、电视遥控器或游戏机的遥控器。

所述参考点22和24可以产生预设光谱信号，例如红外光光谱信号，该参考点可以为用以发出所述预设光谱信号的自发性光源，例如，红外光发光二极管(IR LED)；该参考点或者可以为用以反射所述预设光谱信号的非自发性光源，例如，红外光反射镜(IR mirror)，此时所述光标控制装置1优选地还设置有所述预设光谱的光源34，用以提供所述参考点22、24反射的光信号，例如，可以将额外的所述预设光谱的光源34内设于所述遥控器30中，或者可以直接利用环境光源作为所述参考点22、24反射的光信号。在本实施例中，所述参考点22、24以独立的参考元件20作为说明。该参考元件20在使用时的位置可以随用户的需求任意设置，如此可增加使用的便利性，使得用户不必瞄准所述影像显示装置10，只要将所述参考元件20设置于可目视之处即能进行所述光标14的操控。此外，所述参考点22、24优选地具有不同的形状，例如，所述参考点可以分别为条状和点状的参考点〔长条状可由多个红外光发光二极体排列而成)、两个不同大小的点状参考点或不同形状的参考点，在其他实施方式中，所述参考点还可以为四个参考点所组成，例如由三个点状参考点和一个条状参考点所组成，在另一个实施例中所述参考点也可为相同形状大小的参考点，其中使用不同形状的所述参考点22、24是为了在所述遥控器30在摄像时的旋转角度大于180时辨识所述参考点22、24；但若是所述参考点相同，所述遥控器30内优选地还设置有水银开关36，以在所述遥控器30在摄像时的旋转角度大于180时辨识所述参考点22、24，如此则可使所述遥控器30在360度的旋转角度内都可以正确进行光标控制，其详细内容将在以下的段落中描述。

所述影像感测器32可以内设于所述遥控器30中，该影像感测器32可以为所述预设光谱的影像感测器，例如红外光影像感测器(IR image sensor)，可用以侦测来自所述参考点22、24的预设光谱信号，而且由于所述影像感测器32可以用以滤除所述预设光谱的频谱以外的光谱信号，例如来自影像画面的光信号，因而可以大幅降低影像判别的复杂度；所述影像感测器32可利用在影像感测装置的前方设置所述预设光谱的滤光器40来构成，所述滤光器40例如可为红外光滤光器(IR filter)，且所述滤光器40可选择性地内设于所述遥控器30内，所述影像感测器32则使用一般的影像感测器，例如CMOS影像感测器或CCD影像感测器，且所述影像感测器32优选为高速的影像感测器，例如每秒送出200个画面(frame)，如此可使所述影像感测器32仅感测来自所述参考点22、24的光信号。根据所述影像感测器32的视角大小，则可在所述参考点周围形成预设范围“A”，如此所述影像感测器32可在感测到所述参考点22、24的光信号之后，形成数字影像的信号DI并将该信号DI传送至所述处理单元50。

所述处理单元50在接收来自所述遥控器30的数字影像信号DI后，即刻根据所述数字影像信号DI计算出所述参考点22、24在所述数字影像上的成像位置、距离以及形状等参数，并根据该些参数进行所述影像感测器10的摄像距离和角度补偿，以及所述参考点22、24在所述数字影像上所成影像的移动距离计算。在一个实施例中，所述处理单元50中还可以设置有无线发射单元52，以使所述处理单元50利用无线方式与所述影像显示装置10进行信号传输，从而根据所述处理单元50所计算的所述参考点22、24在所述数字影像上的移动距离，控制所述影像显示装置10上的光标14进行相对的移动，其详细实施方式将在以下段落中说明。此外，可以了解的是，所述处理单元50可选择性地内设于所述遥控器30或所述影像显示装置10。此外，所述处理单元50内优选地储存有所述影像感测器32在预设距离摄像时所得的所述参考点22、24在所述数字影像上的预设成像位置参数和预设成像距离参数，该位置参数和距离参数可以为产品出厂前预先储存在所述处理单元50的设定参数。

请参照图1b所示，图1b揭示了本发明第二实施例的光标控制装置1′，该光标控制装置同样包含所述影像显示装置10、至少两个参考点22和24、遥控器30、影像感测器32、滤光器40以及处理单元50，其同样经由所述处理单元50计算所述影像感测器32所感测到的所述参考点22成像位置的移动，以相对控制所述影像显示装置10的显示屏幕12上光标14的移动，其与第一实施例的差别在于所述参考点22、24内设于所述影像显示装置10中，该参考点优选地设置在所述影像显示装置10的显示屏幕的前方面板上，如此所述参考点22、24可根据其发光角度在所述影像显示装置10前方形成照射范围“B”，则所述参考点22、24所发出的预设光谱则可在该照射范围“B”内被所述影像感测器32所接收；所述处理单元50则利用电性连接的方式连接到所述影像显示装置10，从而根据所述处理单元50所计算的参考点22、24在数字影像上成像的移动距离，控制所述影像显示装置10的显示屏幕12上的光标14进行相对的移动。此外，为了简化图示，图1a仅显示了所述影像感测器32的视角大小，而图1b仅显示了所述参考点22的发光角度所决定的照射范围。然而可以理解的是，图1a所示的视角大小也可以显示在图1b中，且图1b所示的发光角度同样可以显示在图1a中，且所述照射范围“B”由所述参考点22和24的发光角度所共同决定，在此先进行说明。

请参照图2a和图2b所示，其显示了本发明中所述影像感测器32所能感测到所述参考点22、24的可感测范围，该感测范围由所述影像感测器32的视角范围和所述照射范围“B”所共同决定，且为了简化说明，所述影像感测器32的视角范围在此处仅以7×7的感测阵列来进行说明，实际产品的感测阵列尺寸则因产品而有所差异。当所述影像感测器32位于所述照射范围“B”内时，根据所述影像感测器32的视角范围，可在所述参考点22、24的周围(包含所述参考点22、24)定义出可感测所述参考点22、24光信号的可感测范围“A”。在本发明中，假设利用所述影像感测器32摄取影像并分别使所述参考点22、24出现在所述影像感测器32的视角范围的右下角(实线部分)以及左上角(虚线部分)时，则可得到如图2a所示的感测影像，此处以符号“+”表示感测阵列的中心，在实际操作时该感测阵列的中心“+”并不一定显示在所感测的数字影像中。同样的，利用所述影像感测器32摄取影像并分别使所述参考点22、24出现在所述影像感测器32的视角范围的左下角(实线部分)以及右上角(虚线部分)时，则可得到如图2b所示的感测影像，如此，则可界定出所述可感测范围“A”。

请参照图3所示，图3揭示了本发明实施例的光标控制方法的流程图，该方法可以同时应用于前述光标控制装置1和1′，该方法包含下列步骤：提供至少二个参考点以产生预设光谱，并界定预设范围(步骤100)；提供指向所述参考点周围的所述预设范围内的影像感测器(步骤200)；利用该影像感测器接收所述预设光谱以形成数字影像(步骤300)；判定该数字影像上所述参考点的成像位置和形状，并产生第一参数(步骤400)；对该第一参数进行距离和角度补偿(步骤500)；在所述预设范围内移动所述影像感测器的指向位置，并产生第二参数(步骤600)；以及根据补偿后的所述第一参数和所述第二参数来计算所述数字影像上所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动(步骤700)。其中，在步骤700中，同时对所述第二参数进行距离和角度补偿(步骤710)，以及可选择性地输入比例参数(步骤720)以控制光标移动的灵敏度，其中，步骤720可因不同的应用选择性地实施或不实施。

请再参照图1a、图3以及图4a所示，以下根据第一实施例的光标控制装置说明本发明的光标控制方法，由于应用于第二实施例的光标控制方法与应用于第一实施例的实施方式相同，于此不再赘述。所述光标控制装置1在出厂前，如前所述优选地预先在所述处理单元50中设定有所述预设成像位置参数和所述预设成像距离参数，该参数可以为所述影像感测器32距离所述参考点22、24预设距离(例如3公尺)时所撷取的所述参考点22、24的预设参考点影像I₂₂和I₂₄所求得的预设参数，如图4a所示，以作为后续距离和角度补偿时的基准，该参数可以为在根据所述影像感测器32的感测阵列所形成的平面空间坐标中所设定的预设成像位置参数和预设成像距离参数，所述平面空间坐标例如可以为以感应阵列的中心“+”为原点所形成的平面坐标。例如，所述预设成像位置参数可以为所述平面空间坐标中所述参考点22和24所形成的预设影像I₂₂和I₂₄的平均坐标(X₀，Y₀)；所述预设成像距离参数例如可以为所述参考点22和24所形成预设影像I₂₂和I₂₄间的距离L以及所述参考点22和24的平均坐标与所述中心点“+”的距离D。

首先假设所述参考点22、24设置于独立的参考元件20上，如此可依照用户的需求将该参考元件20设置在任何可目视之处，并使其产生预设光谱信号，例如在本发明中为红外光光谱信号，且假设所述参考点22的面积比所述参考点24的面积大，如此依据所述影像感测器32的视角范围和所述参考点22、24的发光角度，则可在所述参考元件20周围确定可感测范围“A”(步骤100)；接着，以所述遥控器30的影像感测器32指向所述可感测范围“A”范围内的任何一处(步骤200)，由于本发明所使用的影像感测器32为仅能感测所述预设光谱的影像感测器，或在所述影像感测器32的前方设置所述预设光谱的滤光器40，如此所述影像感测器32则在所述感测阵列上仅形成所述参考点22、24的数字影像(步骤300)，如图4a所示的I₂₂′及I₂₄′，且在本实施例中假设利用所述遥控器30撷取所述数字影像时，所述遥控器30沿着图1a所示的箭头方向(顺时针方向)旋转θ角度，如此所述参考点所形成的影像I₂₂′和I₂₄′与所述影像感测器32在前述预设距离所摄得的参考点影像I₂₂和I₂₄之间则相对会产生旋转角度θ的偏差，因此造成所述参考点影像I₂₂′和I₂₄′的平均坐标(X，Y)与预设参考点影像I₂₂和I₂₄的平均坐标(X₀，Y₀)不同，虽然此时所述影像感测器32指向相同位置以摄取的影像。

请参照图1a、图3以及图4a至图4b所示，所述数字影像信号DI被传送至所述处理单元50后，该处理单元50判定所述参考点影像I₂₂′和I₂₄′的位置和形状，并产生第一成像位置参数、第一成像距离参数以及成像形状参数(步骤400)。所述处理单元50则根据所述第一成像位置参数(例如所述参考点影像I₂₂′和I₂₄′的平均坐标以及该参考点影像的连线的倾斜角度)与所述预设成像位置参数(例如所述预设参考点影像I₂₂和I₂₄以及该参考点影像的连线的倾斜角度)间的角度偏差θ进行角度补偿(步骤500)，补偿方式以第(1)式来达成：

$\left[\begin{array}{c}X\′\\ Y\′\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \left(\mathrm{\θ}\right)& -\sin \left(\mathrm{\θ}\right)\\ \sin \left(\mathrm{\θ}\right)& \cos \left(\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，θ表示所述第一成像位置参数与所述预设成像位置参数间的旋转角度偏差，X、Y表示角度补偿前所述第一成像位置参数的平均坐标，X′、Y′(未显示)表示补偿后所述参考点成像位置参数的平均坐标。因此，经补偿后的所述参考点22、24所成的影像则为在同一基准下所求得的位置，也就是用户在距离所述影像显示装置10同一距离摄像时，所述影像感测器32在任何旋转角度操作时都能得到相同的结果。

但是，若所述偏差角度θ大于180度而形成参考点影像I₂₂″和I₂₄″时，如图4b所示，若所述参考点影像I₂₂、I₂₄间不具差异性(具有相同大小和形状)，将无法判定所述参考点影像I₂₂″和I₂₄″是由所述参考点影像I₂₂′和I₂₄′(图4a)旋转而形成，还是由所述参考点影像I₂₂′和I₂₄′平移所形成。因此本发明通过使用不同面积的二个参考点22、24，并根据所述处理单元50所求得的成像形状参数(例如参考点影像的面积大小)先辨识所述参考点22、24所成影像的个别位置，然后再进行角度补偿。如此，即使所述影像感测器32的旋转角度超过180度仍能够正确地进行光标控制。在另一个实施例中，可选择性地在所述遥控器30中另外设置水银开关36，如此同样可在所述影像感测器32的旋转角度超过180度时，正确地进行光标控制。

请参照图5所示，图5揭示了本发明实施例的距离补偿的方式。当利用所述遥控器30的影像感测器32撷取所述参考点22和24的影像时，若所述遥控器30与所述参考元件20的距离逐渐加大时，其所取得的影像则会逐渐变小，且该影像的平均坐标则会越为靠近影像感测阵列的中心“+”，但此种偏移却并非代表用户改变了所述遥控器30的指向位置，如此在计算所述参考点22和24的成像平均坐标(X，Y)时，则会形成误判，若不对其进行校正则可能发生因摄像距离的改变而误判为水平移动的情形。在本实施例中，假设预设成像距离参数为L，预设成像的平均坐标与感测阵列的中心“+”之间的距离为D；第一成像距离参数为1，第一成像的平均坐标与感测阵列的中心“+”之间的距离为d，如此可利用第(2)式的比例关系补偿因摄像距离不同所造成的偏差(步骤500)：

$\frac{D}{L}=\frac{d}{l}---\left(2\right)$

请参照图6所示，假设所述参考点的成像位置在补偿完之后为i₂₂和i₂₄，其为在预设的基准下所求得的参数，接着在所述可感测范围“A”内移动所述遥控器30的指向位置(步骤600)，此时所述影像感测器32则持续将其所感测到的数字影像信号DI传送至所述处理单元50，该处理单元50则根据所述数字影像信号DI产生第二参数，该第二参数包括移动所述影像感测器32的指向位置后所述参考点在所述数字影像上的第二成像位置参数和第二成像距离参数。所述第二成像位置参数为在所述影像感测器的感测阵列所成的平面空间上所述参考点所成影像的平均坐标，例如所述平面空间可以是以感应阵列中心为原点所形成的平面空间；所述第二成像距离参数为在所述影像感测器所形成的平面空间上所述参考点所成影像之间的距离。所述处理单元50则根据该补偿后的第一成像位置参数和所述第二参数，连续计算所述参考点影像i₂₂和i₂₄的移动距离ΔS，且在计算的同时必须利用前述的补偿方式持续对所述第二参数进行角度和距离偏差做补偿(步骤710)，以求得正确的光标控制，由于第二参数的补偿方式与第一参数相同，于此不再赘述。接着，所述处理单元50则可利用无线或电性连接的方式，将计算的结果传送至所述影像显示装置10。该影像显示装置10优选地内设有控制用户界面和光标的应用软件(software)，在接受来自所述处理单元50的计算结果后，则可相对控制所述光标14(步骤700)在所述显示屏幕12上移动。此外，在进行所述参考点影像i₂₂和i₂₄的移动距离ΔS计算时，可选择性地输入一组比例参数X_scale、Y_scale(步骤720)，则移动距离ΔS受该比例参数的控制可用以调整所述光标14的移动灵敏度，例如：此时移动距离ΔS则可以以第(3)式表示：

$\mathrm{\ΔS}=(\frac{{\mathrm{\ΔS}}_X}{X_{\mathrm{scale}}},\frac{\mathrm{\Δ}{S}_Y}{Y_{\mathrm{scale}}})---\left(3\right)$

其中，ΔS_X表示在水平方向的移动距离分量；ΔS_Y表示在垂直方向的移动距离分量。由此可知，当(3)式中之X_scale和Y_scale越大时，则可使所述光标14的移动灵敏度越低，也就是所述遥控器30的指向位移必须越大才能使得所述光标14移动相同的距离；反之，当(3)式中之X_scale和Y_scale越小时，则可使所述光标14的移动灵敏度越高，也就是所述遥控器30的指向位移较小就能使得所述光标14移动相同的距离，如此可以提升本发明的光标控制装置1、1′的实用性。

本发明的光标控制方法可应用于电视的控制，该电视利用用户界面作为控制介面，且利用遥控器配合本发明的光标控制方法以控制所述用户界面上的光标移动，如此可使得所述遥控器可以如同鼠标一般进行所述电视的操控，并可减少遥控器上的按键，例如如同鼠标一般仅需要左右两按键，以有效简化电视摇控的复杂度。

综上所述，由于现有的指向定位装置具有必须摄取影像画面整体影像，从而具有必须增加影像感测器的感测阵列尺寸进而增加制造成本的问题，且由于影像判定时受影像画面光信号的影响而具有不容易辨识的问题；另外，现有的光标控制装置因为不具有角度和距离校正功能，因此还存在有控制误差。本发明的光标控制装置及方法(如图1a、图1b以及图3所示)不仅可解决上述问题，而且还具有增加控制正确性、降低制造成本、增加使用便利性以及实用性的功效。

虽然本发明已被上述优选实施例公开，然而上述实施例并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作各种改动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (41)

1、一种用以控制影像显示装置上光标移动的光标控制方法，其特征在于，所述方法包含下列步骤：

提供至少二个参考点，用以产生预设光谱，并界定预设范围；

提供指向所述预设范围内的影像感测器；

利用该影像感测器接收所述预设光谱以形成数字影像；

判定该数字影像上所述参考点的成像位置和形状，并产生第一参数；

对该第一参数进行距离和角度补偿；

在所述预设范围内移动所述影像感测器的指向位置，并产生第二参数；以及

根据补偿后的所述第一参数和所述第二参数计算所述数字影像上所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动。

2、根据权利要求1所述的光标控制方法，该方法还包含下列步骤：在所述影像感测器的前方提供滤光器，以滤除所述预设光谱的频谱之外的光信号。

3、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，所述预设范围由所述参考点的发光角度以及所述影像感测器的视角共同决定。

4、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，所述方法还包含下列步骤：提供处理单元，该处理单元用以储存所述数字影像、所述第一参数和所述第二参数，并计算所述参考点成像位置的移动距离。

5、根据权利要求4所述的光标控制方法，其特征在于，所述处理单元以无线或电性连接的方式与所述影像显示装置进行信号传输，以相对控制所述光标的移动。

6、根据权利要求4所述的光标控制方法，其特征在于，所述处理单元储存有所述影像感测器在预设距离摄像时所述参考点在所述数字影像上的预设成像位置参数和预设成像距离参数；所述第一参数包含移动所述影像感测器的指向位置前所述参考点在所述数字影像上的第一成像位置参数、第一成像距离参数以及成像形状参数；所述第二参数包含移动所述影像感测器的指向位置后所述参考点在所述数字影像上的第二成像位置参数和第二成像距离参数。

7、根据权利要求6所述的光标控制方法，其特征在于，所述预设成像位置参数、所述第一成像位置参数以及第二成像位置参数为所述影像感测器的感测阵列所形成的平面空间上所述参考点所成影像的平均坐标；所述预设成像距离参数、所述第一成像距离参数以及第二成像距离参数为所述影像感测器所形成的平面空间上所述参考点所成影像间的距离。

8、根据权利要求7所述的光标控制方法，其特征在于，在计算所述数字影像上所述参考点成像位置的移动距离的步骤中，所述移动距离为所述第二成像位置参数与所述第一成像位置参数的相对距离。

9、根据权利要求7所述的光标控制方法，其特征在于，所述距离补偿为利用所述第一成像距离参数与所述预设成像距离参数的比例关系进行补偿。

10、根据权利要求7所述的光标控制方法，其特征在于，所述角度补偿利用下列公式进行：

$\left[\begin{array}{c}X\′\\ Y\′\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \left(\mathrm{\θ}\right)& -\sin \left(\mathrm{\θ}\right)\\ \sin \left(\mathrm{\θ}\right)& \cos \left(\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right]$

其中，θ表示所述第一成像位置参数与所述预设成像位置参数的旋转角度偏差，X、Y表示角度补偿前所述第一成像位置参数中的平均坐标，X′、Y′表示角度补偿后所述参考点成像位置的平均坐标。

11、根据权利要求6所述的光标控制方法，其特征在于，在进行角度补偿前还包含下列步骤：根据所述成像形状参数判定所述第一成像位置参数中所述参考点所成影像的个别位置。

12、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，所述参考点的大小和形状相同，所述光标控制方法还包含下列步骤：提供水银开关，以使所述影像感测器在摄像时的旋转角度大于180度时正确进行角度补偿。

13、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，在计算所述数字影像上的所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动的步骤中还包含下列步骤：提供比例参数以控制光标移动的灵敏度。

14、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，所述影像显示装置为电脑屏幕、游戏机或电视。

15、根据权利要求14所述的光标控制方法，其特征在于，所述影像显示装置内设于遥控器中。

16、根据权利要求15所述的光标控制方法，其特征在于，所述遥控器以无线或电性连接的方式与所述影像显示装置进行信号传输，以相对控制所述光标的移动。

17、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，在计算所述数字影像上的所述参考点成像位置的移动距离以相对控制所述光标的移动的步骤中，同时对所述第二参数进行距离和角度补偿。

18、根据权利要求1所述的光标控制方法，其特征在于，所述参考点被形成为独立元件或内设于所述影像显示装置中。

19、一种用以控制影像显示装置上的光标的光标控制装置，其特征在于，所述光标控制装置包含：

至少两个参考点，用以以产生预设光谱，并界定预设范围；

影像感测器，指向所述预设范围以接收所述预设光谱，并形成数字影像；以及

处理单元，接收所述数字影像并根据所述参考点在所述数字影像上成像位置的移动来相对控制所述光标的移动。

20、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述预设光谱为红外光光谱；所述影像感测器为红外光影像感测器。

21、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述参考点为产生所述预设光谱的自发性光源。

22、根据权利要求21所述的光标控制装置，其特征在于，所述参考点为红外光发光二极管。

23、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述参考点为反射所述预设光谱的非自发性光源。

24、根据权利要求23所述的光标控制装置，其特征在于，所述光标控制装置还包含产生所述预设光谱的光源。

25、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述光标控制装置还包含滤光器，该滤光器置于所述影像感测器的前方，用以滤除所述预设光谱频谱之外的光信号。

26、根据权利要求25所述的光标控制装置，其特征在于，所述影像感测器为CMOS影像感测器或CCD影像感测器。

27、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述光标控制装置包含二个参考点，该两个参考点为形状分别为条状和点状的参考点、两个不同大小的点状参考点或两个不同形状的参考点。

28、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述参考点被制作成独立的元件或内设于所述影像显示装置中。

29、根据权利要求19所述的光标控制装置，其特征在于，所述影像显示装置为电脑屏幕、电视或游戏机。

30、根据权利要求29所述的光标控制装置，其特征在于，所述影像感测器内设于遥控器中。

31根据权利要求29所述的光标控制装置，其特征在于，所述参考点具有相同形状和大小；所述遥控器还包含水银开关，用以使所述影像感测器在摄像时的旋转角度大于180度时正确进行光标控制。

32、一种电视遥控装置，其特征在于，所述装置包含：

电视，利用用户界面作为设定和功能调整的界面，且所述电视显示画面上显示有用以操控所述用户界面的光标；

至少两参考点，用以产生预设光谱，并界定预设范围；以及

遥控器，该遥控器包含：

影像感测器，用以指向所述预设范围以接收所述预设光谱，并形成数字影像；以及

处理单元，该处理单元电性连接所述影像感测器，用以根据所述参考点在所述数字影像上成像位置的移动来相对控制所述光标的移动。

33、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述遥控器还包含电性连接所述处理单元的无线发射装置，用以发送控制信号到所述电视以相对控制所述光标的移动。

34、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述遥控器还包含滤光器，该滤光器设置在所述影像感测器的前方，用以滤除所述预设光谱频谱之外的光信号。

35、根据权利要求34所述的电视遥控装置，其特征在于，所述影像感测器为CMOS影像感测器或CCD影像感测器。

36、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述参考点被制作成独立的元件，或被内设于所述电视中。

37、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述参考点为反射所述预设光谱的非自发性光源；所述遥控器还包含光源，用以提供所述参考点反射的预设光谱信号。

38、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述电视遥控装置包含四个参考点，该四个参考点包含三个相同的点以及一个条状参考点。

39、根据权利要求32所述的光标控制装置，其特征在于，所述电视遥控装置包含二个参考点，该两个参考点为形状分别为条状和点状的参考点、两个不同大小的点状参考点或两个不同形状的参考点。

40、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述预设光谱为红外光光谱。

41、根据权利要求32所述的电视遥控装置，其特征在于，所述参考点具有相同形状和大小；所述遥控器还包含水银开关，用以使所述影像感测器在摄像时的旋转角度大于180度时正确进行光标控制。

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