CN102999173A - 多视角的指向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具多视角的指向装置。所述指向装置具有大视角镜头与小视角镜头。在近距离时，所述指向装置使用大视角的镜头以提升可见范围。在远距离时，所述指向装置使用小视角的镜头以提升成像大小。另外，所述指向装置可同时通过大视角镜头与小视角镜头来传感，以得到本身转动的信息。如此，本发明除了提供位置信息以外，指向装置亦可提供角度信息。

Description

多视角的指向装置

技术领域

本发明涉及一种指向装置，特别是涉及一种具有多视角以提升适用范围的指向装置。

背景技术

多媒体互动系统一般可包括一显示器、一互动模块，以及一指向装置。互动模块，举例来说，如游乐器Wii，而指向装置为Wii遥控器(Wii Remote)。互动模块根据指向装置所提供的位置信息，控制显示器所显示的内容，如于显示器上显示一目标物(如光标)并根据所述位置信息移动。指向装置传感一参考点以据以得出所述位置信息，以据以提供给所述互动模块。更明确地说，参考点一般为一设置于显示器旁的光源，而指向装置通常设置一镜头、一图像传感器，以及一处理器。所述光源通过所述镜头，被所述图像传感器所传感，并据以产生一图像，处理器便可根据参考点于所述图像中的位置，推算以得出所述位置信息。

镜头的选用会影响到指向装置的适用范围。举例来说，若使用广视角的镜头时，指向装置可传感到的范围较广，比较不会有参考点超出视角范围的情况，但是通过广视角的镜头，参考点的成像会较小，因此指向装置与参考点的距离便不可太远。反的，使用窄视角的镜头可以让指向装置适用于较远的距离，然而却会提高参考点超出视角范围的机率。因此，在现有技术中若欲提高指向装置的视角，则必须牺牲指向装置的适用距离，而若欲增加指向装置的适用距离，则必须牺牲指向装置的视角，对于制造商来说，实在是进退两难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种具多视角的指向装置。所述指向装置包括一第一镜头，具有一第一视角；一第二镜头，具有一第二视角；一传感装置，用来通过所述第一镜头传感一参考点以产生一第一传感图像以及通过所述第二镜头传感所述参考点以产生一第二传感图像；以及一处理装置，包括一位置计算电路，用来根据所述第一传感图像或所述第二传感图像，产生一位置信息。

附图说明

图1说明本发明具多视角的指向装置。

图2说明在镜头切换模式中本发明的指向装置的操作情形。

图3说明本发明的指向装置转动时的情形。

图4说明本发明的指向装置的距离计算电路计算距离的情形。

其中，附图标记说明如下：

1000                              多媒体互动系统

100                               指向装置

200                               互动模块

300                               显示器

110                               传感装置

111、112                          传感数组

120                               位置计算电路

130                               切换控制电路

140                               角度计算电路

150                               距离计算电路

160                               处理装置

LN1、LN2                          镜头

I111、I112                        传感图像

D1、D3、D4                        信息

T、A1、A2                        角度

DX、D5、DP                       距离

具体实施方式

图1说明本发明具多视角的指向装置100。指向装置100适用于多媒体互动系统1000。多媒体互动系统1000包含指向装置100、互动模块200、显示器300，以及参考点R。参考点R可设置于显示器300附近，而可为一发出不可见光的光源(如发光二极管)或可为一特定图案。指向装置100包含镜头LN1与LN2、传感装置110，以及处理装置160。处理装置160包含位置计算电路120、切换控制电路130、角度计算电路140，以及距离计算电路150。传感装置110包含传感数组111与112。在本发明其它实施例中，传感数组111与112可以是整合为一单一传感数组，且传感数组111与112为单一传感数组的相邻传感区域。传感数组111通过镜头LN1，传感参考点R以产生传感图像I111；传感数组112通过镜头LN2，传感参考点R以产生传感图像I112。镜头LN1的视角大于镜头LN2的视角，因此镜头LN1适用于近距离、镜头LN2适用于远距离。指向装置100传感参考点R，产生一位置信息D1，以提供给互动模块200，互动模块200再据以控制显示器300所显示的内容，如根据指向装置100所提供的位置信息D1移动显示器300上的光标。

本发明的指向装置100可操作于一镜头切换模式与一角度侦测模式。于镜头切换模式中，传感数组111与112不会同时运作。于角度侦测模式中，传感数组111与112可同时运作。

图2说明在镜头切换模式中本发明的指向装置100的操作情形。在镜头切换模式中，设定一预定距离DP，作为切换传感数组111与112的条件，预定距离DP在特定成像位置对应至一成像尺寸或亮度。更明确地说，由于镜头LN1为大视角，适用于近距离，镜头LN2为小视角，适用于远距离，因此在当指向装置100与参考点R的间的距离小于所述预定距离DP时(近距离)，切换控制电路130关闭传感数组112并启动传感数组111，以使参考点R通过镜头LN1被传感数组111传感，而产生传感图像I111。此时位置计算电路120根据参考点R在传感图像I111中的位置，产生位置信息D1。反的，当指向装置100与参考点R的间的距离大于所述预定距离DP时(远距离)，切换控制电路130关闭传感数组111并启动传感数组112，以使参考点R通过镜头LN2被传感数组112传感，而产生传感图像I112。此时位置计算电路120根据参考点R在传感图像I112中的位置，产生位置信息D1。

在指向装置100与参考点R的间的相对距离的判断可通过传感图像I111与I112中的参考点的成像尺寸大小或亮度来进行。举例来说，初始状态下，指向装置100与参考点R的间的距离小于距离DP，因此切换控制电路130启动传感数组111进行传感而得出传感图像I111。此时位置计算电路120根据传感图像I111产生位置信息D1。在当指向装置100往远离参考点R的方向移动时，参考点R在传感图像I111中的成像会越来越小。因此，当参考点R在传感图像I111的成像的尺寸小于一预定值时，便可判断指向装置100与参考点R的间的距离大于距离DP，而切换控制电路130便将传感数组111关闭并启动传感数组112，以改以通过小视角的镜头LN2来传感参考点R，而位置计算电路120亦改以根据传感图像I112产生位置信息D1。另一方面，若在初始状态下，指向装置100与参考点R的间的距离大于距离DP，切换控制电路130启动传感数组112进行传感而得出传感图像I112。此时位置计算电路120根据传感图像I112产生位置信息D1。在当指向装置100往接近参考点R的方向移动时，参考点R在传感图像I112中的成像会越来越大。因此，当参考点R在传感图像I112中的尺寸大于所述预定值时，便可判断指向装置100与参考点R的间的距离小于距离DP，而切换控制电路130便将传感数组112关闭并启动传感数组111，以改以通过大视角的镜头LN1来传感参考点R，而位置计算电路120亦改以根据传感图像I111来产生位置信息D1。

另外，亦可分别对传感数组111及112设定不同门坎距离DP1及DP2，其中门坎距离DP1大于门坎距离DP2。当指向装置100以传感数组111进行传感时，若指向装置100离参考点R的距离大于门坎距离DP1时，切换控制电路130便可将传感数组111关闭并启动传感数组112。而当指向装置100以传感数组112进行传感时，若指向装置100离参考点R的距离小于门坎距离DP2时，切换控制电路130便可将传感数组112关闭并启动传感数组111。而当指向装置100离参考点R的距离介于门坎距离DP1及DP2的间时，指向装置100可同时启动传感数组111及112，并将两传感数组111及112的传感结果取平均值或加权平均值。

除了传感参考点的成像的尺寸的外，参考点的成像的亮度亦作为距离判断的依据。如当参考点的成像的亮度高于一预定值时，判断指向装置100与参考点R的距离小于距离DP；当参考点的成像的亮度低于所述预定值时，判断指向装置100与参考点R的距离大于距离DP。

图3说明本发明的指向装置100侦测转动角度时的情形。在角度侦测模式中，传感数组111与112可同时启动，以分别通过镜头LN1与LN2来传感参考点R而分别产生传感图像I111与I112。角度计算电路140根据参考点R在传感图像I111与I112的位置，得出角度信息D3。角度信息D3可提供给互动模块200，以得知指向装置100转动的方向与程度。举例来说，若指向装置100原本是处于水平方向，在当指向装置100转动时，通过角度计算电路140，可以得知指向装置100转动的程度以提供给互动模块200。图3说明本发明的指向装置100转动时的情形。当指向装置100转动角度T时，根据参考点R于传感数组111与112中的成像R’的位置，角度计算电路140可计算出转动角度T，并提供角度信息D3给互动模块200。互动模块200便可，举例来说，同样将显示器300上的游标转动角度T或是顺/逆时针转动。如此一来，指向装置100除了单纯地提供移动信息外，还亦能提供转动信息。若指向装置仅设置单一镜头且欲得知其转动程度的话，则在指向装置中必须设置陀螺仪方可得知转动角度。相较的下，本发明的指向装置100通过增设一个镜头，便可据以比较两个镜头的传感图像来获得转动角度的信息，而可省略陀螺仪。

图4说明本发明的指向装置的距离计算电路计算距离的情形。距离计算电路150用来更精确地计算指向装置100与参考点R的间的距离DX。由于两镜头LN1与LN2的间的距离D5为已知，且根据参考点R分别在传感图像I111与I112中的位置，可以获得角度A1与A2，因此距离计算电路150可以根据角度A1、A2与距离D5，来求得指向装置100与参考点R的间的距离DX，以据以提供距离信息D4给互动模块200。

此外，虽然于本发明中，传感装置是分别通过不同的传感数组来传感两个镜头的图像，实际上传感装置亦可仅使用单一传感数组来传感两个镜头的图像。举例来说，传感数组可以多任务的方式来分别传感不同镜头的图像，比方在第一时段传感一镜头而在第二时段传感另一镜头，而分别得到两个不同的传感图像，如此亦可以作为角度计算电路与距离计算电路计算角度与距离的依据。

综上所述，本发明所提供具多视角的指向装置，通过设置不同视角的镜头，可以让指向装置有效地提升视角以及使用范围。当指向装置与参考点的距离较近时，使用较大视角的镜头来传感图像；当指向装置与参考点的距离较远时，使用较小视角的镜头来传感图像。如此，在近距离时，本发明的指向装置可以具有较广的视角，而在远距离时，本发明的指向装置可以获得足够尺寸的图像。如此，可以降低对传感装置的分辨率的需求。此外，由于增设了额外的镜头，本发明所提供的指向装置可以另外获得转动角度的信息以及精确计算出与参考点的间的距离，提供给使用者更大的便利性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种具多视角的指向装置，其特征在于，所述指向装置包括：

一第一镜头，具有一第一视角；

一第二镜头，具有一第二视角；

一传感装置，用来通过所述第一镜头传感一参考点以产生一第一传感图像以及通过所述第二镜头传感所述参考点以产生一第二传感图像；以及

一处理装置，包括一位置计算电路，用来根据所述第一传感图像及/或所述第二传感图像，产生一位置信息。

2.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

一切换控制电路，用来接收所述第一与所述第二传感图像，并根据所述位置信息切换所述传感装置通过所述第一镜头及/或所述第二镜头传感所述参考点。

3.如权利要求2所述的指向装置，其特征在于，当所述第一传感图像符合一第一预定条件时，所述切换控制电路控制所述传感装置通过所述第二镜头传感所述参考点；当所述第二传感图像符合一第二预定条件时，所述切换控制电路控制所述传感装置通过所述第一镜头传感所述参考点。

4.如权利要求3所述的指向装置，其特征在于，当所述参考点于所述第一传感图像中的成像的尺寸小于一预定值时，所述第一传感图像符合所述第一预定条件；当所述参考点于所述第二图像中的成像的尺寸大于所述预定值时，所述第二传感图像符合所述第二预定条件。

5.如权利要求3所述的指向装置，其特征在于，当所述参考点于所述第一传感图像中的成像的亮度低于一预定值时，所述第一传感图像符合所述第一预定条件；当所述参考点于所述第二图像中的成像的亮度高于所述预定值时，所述第二传感图像符合所述第二预定条件。

6.如权利要求3所述的指向装置，其特征在于，所述传感装置包括：

一第一传感数组，用来通过所述第一镜头传感所述参考点以产生所述第一传感图像；以及

一第二传感数组，用来通过所述第二镜头传感所述参考点以产生所述第一传感图像；

其中当所述第一传感图像符合所述第一预定条件时，所述切换控制电路关闭所述第一传感数组并启动所述第二传感单元；当所述第二传感图像符合所述第二预定条件时，所述切换控制电路关闭所述第二传感数组并启动所述第一传感数组。

7.如权利要求6所述的指向装置，其特征在于，所述第一传感数组及所述第二传感数组是整合于一单一传感数组。

8.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

一角度计算电路，用来根据所述第一传感图像以及所述第二传感图像，产生一角度信息。

9.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

一距离计算电路，用来根据所述第一传感图像与所述第二传感图像，产生一距离信息。

10.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述参考点为一特定图案。

11.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述参考点为一光源。

12.如权利要求1所述的指向装置，其特征在于，所述第一视角大于所述第二视角。

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