TW201405487A - 影像感測方法、以及使用此影像感測方法的影像感測裝置和光源判斷系統 - Google Patents

影像感測方法、以及使用此影像感測方法的影像感測裝置和光源判斷系統 Download PDF

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Abstract

一種影像感測方法，包含：使一同步控制器傳送一第一啟動訊號給一光源控制器；使該光源控制器於收到該第一啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器；以及使該同步控制器於收到該第一回應訊號時，控制一影像感測器開始執行影像感測動作。

Description

影像感測方法、以及使用此影像感測方法的影像感測裝置和光源判斷系 統
本發明有關於一影像感測方法以及使用此影像感測方法的影像感測裝置和光源判斷系統，特別有關於使光源和影像感測動作同步的影像感測方法以及使用此影像感測方法的影像感測裝置和光源判斷系統。
第1圖繪示了習知技術之移動感測裝置100。如第1圖所示，移動感測裝置100包含了遙控器101以及一顯示器103。顯示器103包含了一光源105，且遙控器101包含了一影像感測器107。藉由遙控器101相對應於顯示器103之移動動作，可控制顯示器103上的遊標Cr。而為了計算遙控器101之移動動作，須計算出遙控器101在不同時間點的位置資訊，並依此計算出遙控器101之移動動作。其中一種計算遙控器101的位置資訊之方式是將光源105做為參考點，並依此參考點來判斷出遙控器101的位置資訊。因此，影像感測器107用以擷取一影像，並判斷出光源105在影像中的成像位置。
然而，影像感測器107所擷取的影像中，除了光源105造成的影像外，亦包含了許多來自不同光源的影像成份，例如環境光造成的影像，或是顯示器103所顯示的影像。這些額外的影像會增加判斷光源105位置時的困難度，因此需要一種判斷機制，讓影像感測器107能夠正確的感測到光源105之影像並得以較精確的判斷出光源 105之位置。
因此，本發明之一目的在提供一種影像感測方法，使其可以正確的感測到光源之影像。
本發明之一實施例揭露了一種影像感測方法，包含：使一同步控制器傳送一第一啟動訊號給一光源控制器；使該光源控制器於收到該第一啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器；以及使該同步控制器於收到該第一回應訊號時，控制一影像感測器開始執行影像感測動作。
本發明之另一實施例揭露了使用上述影像感測方法的影像感測裝置，包含：一影像感測器；至少一光源；一同步控制器，用以輸出一第一啟動訊號；以及一光源控制器，接收該第一啟動訊號，於收到該第一啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於收到該第一回應訊號時，使該影像感測器開始執行影像感測動作。
本發明之另一實施例揭露了使用上述影像感測方法的一種光源判斷系統，包含：一顯示器，包含設置於其上的至少一光源；一遙控器，包含一影像感測器以及一同步控制器，該影像感測器用以擷取一影像並計算該光源在該影像中的成像位置，該同步控制器用以輸出一第一啟動訊號；以及一光源控制器，接收該第一啟動訊號，於收到該第一啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於收到該第一 回應訊號時，使該影像感測器開始執行影像感測動作。
本發明之實施例亦揭露了另一種影像感測方法，包含：使一同步控制器傳送一啟動訊號給一光源控制器；使該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來控制一影像感測器開始執行影像感測動作；以及使該光源控制器於收到該啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像。
本發明之另一實施例揭露了使用上述影像感測方法的一種影像感測裝置，包含：一影像感測器；至少一光源；一光源控制器；以及一同步控制器，用以輸出一啟動訊號給該光源控制器，且該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來使該影像感測器開始執行影像感測動作；其中該光源控制器於收到該啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像。
本發明之另一實施例揭露了使用上述影像感測方法的一種光源判斷系統，包含：一顯示器，包含設置於其上的至少一光源；一光源控制器；一遙控器，包含一影像感測器以及一同步控制器，該影像感測器用以擷取一影像並計算該光源在該影像中的成像位置，該同步控制器用以輸出一啟動訊號給該光源控制器，且該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來使該影像感測器開始執行影像感測動作；其中該光源控制器於收到該啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像。
藉由前述的同步動作以及捨棄錯誤的影像之動作，可以讓影像感測動作較為精準，因此可以正確的判斷出光源之位置。而且可以讓光源或影像感測器不會在非必要的情況下動作，可節省電能消耗。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。
第2圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置200。此外，第2圖所示的實施例中的元件形狀、位置與數量僅用以舉例，並非用以限定本發明之範圍。在第2圖的實施例中，移動感測裝置200與第1圖的移動感測裝置100類似，包含了遙控器201以及一顯示器203。顯示器203亦包含了設置於其上的一光源205，且遙控器201亦包含了一影像感測器207。除此之外，遙控器201更包含了一同步控制器208，且顯示器203包含了一光源控制器206。同步控制器208用以傳送訊號給光源控制器206並用以控制影像感測器207，使得光源205之動作和影像感測器207之動作得以同步。在一實施例中，光源控制器206和同步控制器208之間的訊號傳送均使用RF(Raido Frequency，射頻)訊號，但並不限定。可利用原本用於傳輸座標或其他資料之RF通道作為同步之依據，例如將用於同步的訊號與其他資料整合在同一個封包進行傳輸。或在發送同步的訊號時，利用未被使用而不相衝突的時段來進行其他資料的傳輸。
移動感測裝置200之動作將於底下詳細說明。然請留意，雖然以上的實施例均以移動感測裝置來做說明，但在判斷出光源的位置 後，並不一定要根據遙控器的移動動作來控制顯示器上的遊標，因此第2圖所示的移動感測裝置200亦可視為一光源判斷系統，用以判斷光源的位置。而且，光源205、光源控制器206、影像感測器207以及同步控制器208亦可視為一影像感測裝置，可用以產生並感測包含了光源205之成像的一影像。
第3圖至第8圖繪示了第2圖所示之移動感測裝置的動作示意圖。其中第3圖繪示了本發明之第一實施例，第4圖和第5圖則繪示了第一實施例的變化型態。而第6圖繪示了本發明之第二實施例，第7圖和第8圖則繪示了第二實施例的變化型態。如第3圖所示，遙控器會傳送啟動訊號OP1給光源控制器，光源控制器在收到啟動訊號OP1後，會控制至少一光源(此實施例中為兩個光源：光源1和光源2，但不限定)開始產生一預定發光圖像(pattern)。亦即光源1和光源2產生的光有一定的亮暗次序，例如在第3圖所示的實施例中，光源1在週期P1至P4間產生的光的亮暗次序為亮亮暗暗(P4之後的發光圖像在此省略)，而光源2在週期P1至P4間產生的光的亮暗次序為亮亮亮暗。而在收到下一個啟動訊號OP2時，光源1和光源2便會再產生預定發光圖像。請留意，收到不同的啟動訊號時，相對應不同啟動訊號的預定發光圖像可以是相同的也可以是不相同的。
而光源控制器在收到啟動訊號OP1、OP2、OP3時，會分別回傳回應訊號ACK1、ACK2、ACK3給同步控制器。而同步控制器於收到回應訊號ACK1、ACK2、ACK3時，會控制影像感測器開始執行影像感測動作。藉由這樣的機制，可以讓影像感測器開始執行影像 感測動作的動作和光源開始產生預定發光圖像的動作同步。
影像感測器和光源均開始動作後，有許多機制可用以判斷用以參考之光源的位置。以第3圖所示的實施例為例，可預先儲存光源1和2應產生的預定發光圖像，然後影像感測器於擷取連續影像後，會比對影像中那些部份會發出符合預定發光圖像的光，藉此判斷出那個光源才是所須的光源，藉以判斷光源1或2的所在位置。須注意的是，此方法不限制使用在光源數為2的狀態下，光源只有1個或是2個以上，亦可以使用相同的判斷方式。
此外，若光源數目為2個或以上時，可讓每個光源使用同一個發光圖像，但不同的該些光源使用的發光圖像彼此間具有一相位差。舉例來說，光源2與光源1的發光圖像相同(即亮暗次序相同)，但光源2之發光圖像比光源1之發光圖像延遲一段時間。而影像感測器則根據相位差來辨識或區分這些光源。光源2之發光圖像相較於光源1之發光圖像的延遲狀況可有多種表示方式，其中一種表示方式為”圖框數延遲”，也就是以圖框數來表示延遲的狀況。舉例來說，影像感測器207在擷取第N張影像時(其中N為正整數)光源1先開始發亮，然後在影像感測器207擷取第N+1張影像時，光源2才開始發亮。
在第3圖的實施例中，若同步控制器在發出啟動訊號一預定時間後，仍未收到相對應的回應訊號，同步控制器會再傳送另一啟動訊號給光源控制器，並使光源控制器於收到啟動訊號後回傳相對應的回應訊號給該同步控制器，且使同步控制器在未收到任一回應訊號前，不使影像感測器執行任何影像感測動作。會造成這樣的動作可 能會有兩種情況：光源控制器收到了同步控制器產生的啟動訊號OP亦回應了回應訊號ACK，但回應訊號ACK未能傳送至同步控制器。或者光源控制器未收到同步控制器產生的啟動訊號OP，因此亦無法產生回應訊號ACK給同步控制器。第4圖和第5圖即分別繪示了這兩種情況。
如第4圖所示，同步控制器傳送啟動訊號OP1給光源控制器時，光源控制器正常的回應了回應訊號ACK1給同步控制器，因此光源1、2和影像感測器會如第3圖所示的實施例般正常動作。然而，同步控制器傳送啟動訊號OP2、OP3給光源控制器時，光源控制器雖然傳送了回應訊號ACK2和ACK3，但回應訊號ACK2和ACK3未能正常的傳送回同步控制器。直到同步控制器傳送啟動訊號OP4給光源控制器時，光源控制器回應的回應訊號ACK4才正確的傳送到同步控制器。在此情況下，光源1和2在收到啟動訊號OP2、OP3、OP4時，會不斷的重新開始產生預定發光圖樣，但同步控制器因為沒有收到回應訊號ACK2和ACK3，因此不會讓影像感測器開始動作，直到收到回應訊號ACK4時，才讓影像感測器開始動作。
第5圖則繪示了光源控制器未收到啟動訊號之情況。同樣的，同步控制器傳送啟動訊號OP1給光源控制器時，光源控制器正常的回應了回應訊號ACK1給同步控制器，因此光源1、2和影像感測器會如第3圖所示的實施例般正常動作。然而，同步控制器傳送啟動訊號OP2、OP3給光源控制器時，光源控制器未能收到啟動訊號OP2、OP3，因此亦未能產生回應訊號給同步控制器。在此情況下，影像感測器和光源均不會動作，直到同步控制器正常的傳送啟動訊號 OP4給光源控制器時，而光源控制器亦回應了回應訊號ACK4為止。
第6圖至第8圖繪示了本發明之第二實施例。如第6圖所示，同步控制器在傳送啟動訊號OP1、OP2、OP3後，會去根據傳送啟動訊號OP1的時間預估光源控制器的開始運作時間，因此在收到回應訊號ACK1、ACK2、ACK3前，便會讓影像感測器開始執行影像感測動作。在一實施例中，同步控制器是根據射頻延遲(RF delay)RFD來預估光源控制器的開始運作時間。而光源控制器之動作與前述第3圖一樣，在收到啟動訊號OP1、OP2、OP3時，會控制光源1、2開始產生一預定發光圖像。
在第7圖所示的例子中，光源控制器可以正常的接收啟動訊號OP1和產生回應訊號ACK1，因此影像感測器和光源1、2會如第6圖所示的例子般運作。然而，同步控制器傳送啟動訊號OP2給光源控制器時，光源控制器雖然傳送了回應訊號ACK2，但回應訊號ACK2未能正常的傳送回同步控制器。在此情況下，因為在影像感測動作已經開始之後同步控制器才察覺到應收到回應訊號ACK2卻未收到，因此已經擷取了錯誤的影像。因此會將此影像捨棄不用(如第7圖中標示為B的動作)，然後再發出一啟動訊號OP3。光源控制器在收到啟動訊號OP2、OP3時，均會使光源1、2重新產生預定發光圖像。此動作會重覆執行，直到同步控制器收到應有的回應訊號為止。
在第8圖所示的例子中，與第7圖類似，光源控制器可以正常的接收啟動訊號OP1和產生回應訊號ACK1。然而，同步控制器傳送啟動訊號OP2給光源控制器時，光源控制器未收到，但同步控制器 仍在影像感測動作已經開始之後才察覺到應收到回應訊號ACK2卻未收到，因此會如第7圖般捨棄掉錯誤的影像(如第8圖中標示為B的動作)。而光源控制器在啟動訊號OP2產生後，因為未收到啟動訊號OP2，因此不會使光源1、2動作，但在收到啟動訊號OP3之後，會使光源1、2重新產生預定發光圖像。
根據前述之實施例，可得到一影像感測方法，如第9圖和第10圖所示。其中第9圖對應於第3圖至第5圖之實施例，而第10圖對應了第6圖至第8圖之實施例。
第9圖包含了下列步驟： 步驟901
使一同步控制器(如第2圖208)傳送一啟動訊號給一光源控制器(如第2圖206)。
步驟903
使光源控制器於收到啟動訊號時(如第3圖OP1、OP2、OP3)，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像，並回傳回應訊號(如第3圖ACK1、ACK2、ACK3)給同步控制器。
步驟905
使同步控制器於收到回應訊號時，控制一影像感測器開始執行影像感測動作。
第10圖包含了下列步驟： 步驟1001
使一同步控制器(如第2圖208)傳送一啟動訊號給一光源控制器(如第2圖206)。
步驟1003
使同步控制器根據傳送啟動訊號的時間預估光源控制器的開始運作時間(如根據射頻延遲時間RFD來預估)，來控制一影像感測器開始執行影像感測動作。
步驟1005
使光源控制器於收到啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像。
藉由前述的同步動作以及捨棄錯誤的影像之動作，可以讓影像感測動作較為精準，因此可以正確的判斷出光源之位置。而且可以讓光源或影像感測器不會在非必要的情況下動作，可節省電能消耗。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200‧‧‧移動感測裝置
101、201‧‧‧遙控器
103、203‧‧‧顯示器
105、205‧‧‧光源
206‧‧‧光源控制器
107、207‧‧‧影像感測器
208‧‧‧同步控制器
第1圖繪示了習知技術之移動感測裝置。
第2圖繪示了根據本發明之實施例的移動感測裝置。
第3圖至第8圖繪示了第2圖所示之移動感測裝置的動作示意圖。
第9圖和第10圖繪示了根據本發明之實施例的影像感測方法。
200‧‧‧移動感測裝置
201‧‧‧遙控器
203‧‧‧顯示器
205‧‧‧光源
206‧‧‧光源控制器
207‧‧‧影像感測器
208‧‧‧同步控制器

Claims (28)

  1. 一種影像感測方法，包含：使一同步控制器傳送一第一啟動訊號給一光源控制器；使該光源控制器於收到該第一啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器；以及使該同步控制器於收到該第一回應訊號時，控制一影像感測器開始執行影像感測動作。
  2. 如請求項第1項所述之影像感測方法，其中若該同步控制器在發出該第一啟動訊號一預定時間後，仍未收到該第一回應訊號，則使該同步控制器再傳送一第二啟動訊號給該光源控制器，並使該光源控制器於收到該第二啟動訊號後回傳一第二回應訊號給該同步控制器，且使該同步控制器在未收到該第二回應訊號前，不使該影像感測器執行任何影像感測動作。
  3. 如請求項第1項所述之影像感測方法，其中該第一啟動訊號和該第一回應訊號為射頻訊號。
  4. 如請求項第1項所述之影像感測方法，更包含若該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間接收到一第二啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
  5. 一種影像感測方法，包含：使一同步控制器傳送一啟動訊號給一光源控制器；使該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來控制一影像感測器開始執行影像感測動作；以及使該光源控制器於收到該啟動訊號時，控制至少一光源開始產生一預定發光圖像。
  6. 如請求項第5項所述之影像感測方法，其中該光源控制器於收到該啟動訊號時，回傳一回應訊號給該同步控制器，其中若該同步控制器在發出該啟動訊號後一預定時間點，仍未收到該回應訊號，則使該影像感測器捨棄包含了該預定時間點之一時間週期內所感測到的一影像。
  7. 如請求項第5項所述之影像感測方法，其中該啟動訊號和該回應訊號為射頻訊號。
  8. 如請求項第5項所述之影像感測方法，其中該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間，若接收到另一啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
  9. 一種影像感測裝置，包含：一影像感測器；至少一光源； 一同步控制器，用以輸出一第一啟動訊號；以及一光源控制器，接收該第一啟動訊號，於收到該第一啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於收到該第一回應訊號時，使該影像感測器開始執行影像感測動作。
  10. 如請求項第9項所述之影像感測裝置，其中若該同步控制器在發出該第一啟動訊號一預定時間後，仍未收到該第一回應訊號，則再傳送一第二啟動訊號給該光源控制器，該光源控制器於收到該第二啟動訊號後回傳一第二回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於在未收到該第二回應訊號前，不使該影像感測器執行任何影像感測動作。
  11. 如請求項第9項所述之影像感測裝置，其中該第一啟動訊號和該第一回應訊號為射頻訊號。
  12. 如請求項第9項所述之影像感測裝置，其中該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間，若接收到一第二啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
  13. 一種影像感測裝置，包含：一影像感測器；至少一光源； 一光源控制器；以及一同步控制器，用以輸出一啟動訊號給該光源控制器，且該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來使該影像感測器開始執行影像感測動作；其中該光源控制器於收到該啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像。
  14. 如請求項第13項所述之影像感測裝置，其中該光源控制器於收到該啟動訊號時回傳一回應訊號給該同步控制器，其中若該同步控制器在發出該第一啟動訊號後一預定時間點，仍未收到該第一回應訊號，則該影像感測器捨棄包含了該預定時間點之一時間週期內所感測到的一影像。
  15. 如請求項第13項所述之影像感測裝置，其中該啟動訊號和該回應訊號為射頻訊號。
  16. 如請求項第13項所述之影像感測裝置，其中該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間，若接收到另一啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
  17. 一種光源判斷系統，包含：一顯示器，包含設置於其上的至少一光源；一遙控器，包含一影像感測器以及一同步控制器，該影像感測器用 以擷取一影像並計算該光源在該影像中的成像位置，該同步控制器用以輸出一第一啟動訊號；以及一光源控制器，接收該第一啟動訊號，於收到該第一啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像，並回傳一第一回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於收到該第一回應訊號時，使該影像感測器開始執行影像感測動作。
  18. 如請求項第17項所述之光源判斷系統，其中若該同步控制器在發出該第一啟動訊號一預定時間後，仍未收到該第一回應訊號，則再傳送一第二啟動訊號給該光源控制器，該光源控制器於收到該第二啟動訊號後回傳一第二回應訊號給該同步控制器，該同步控制器於在未收到該第二回應訊號前，不使該影像感測器執行任何影像感測動作。
  19. 如請求項第17項所述之光源判斷系統，其中該第一啟動訊號和該第一回應訊號為射頻訊號。
  20. 如請求項第17項所述之光源判斷系統，其中該光源之數目不小於二，且不同的該些光源具有不同的發光圖像，該影像感測器根據該些不同的發光圖像來辨識或區分該些光源。
  21. 如請求項第17項所述之光源判斷系統，其中該光源之數目不小於二，且該些光源使用同一個發光圖像但不同的該些光源使用的 該發光圖像彼此間具有一相位差，該影像感測器根據該相位差來辨識或區分該些光源。
  22. 如請求項第17項所述之光源判斷系統，其中該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間，若接收到一第二啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
  23. 一種光源判斷系統，包含：一顯示器，包含設置於其上的至少一光源；一光源控制器；一遙控器，包含一影像感測器以及一同步控制器，該影像感測器用以擷取一影像並計算該光源在該影像中的成像位置，該同步控制器用以輸出一啟動訊號給該光源控制器，且該同步控制器根據傳送該啟動訊號的時間預估該光源控制器的開始運作時間，來使該影像感測器開始執行影像感測動作；其中該光源控制器於收到該啟動訊號時，使該光源開始產生一預定發光圖像。
  24. 如請求項第23項所述之光源判斷系統，其中該光源控制器於收到該啟動訊號時回傳一回應訊號給該同步控制器，其中若該同步控制器在發出該第一啟動訊號後一預定時間點，仍未收到該第一回應訊號，則該影像感測器捨棄包含了該預定時間點之一時間週期內所感測到的一影像。
  25. 如請求項第23項所述之光源判斷系統，其中該啟動訊號和該回應訊號為射頻訊號。
  26. 如請求項第23項所述之光源判斷系統，其中該光源之數目不小於二，且不同的該些光源具有不同的發光圖像，該影像感測器根據該些不同的發光圖像來辨識或區分該些光源。
  27. 如請求項第23項所述之光源判斷系統，其中該光源之數目不小於二，且該些光源使用同一個發光圖像但不同的該些光源使用的該發光圖像彼此間具有一相位差，該影像感測器根據該相位差來辨識或區分該些光源。
  28. 如請求項第23項所述之光源判斷系統，其中該光源控制器於該光源於產生該預定發光圖像期間，若接收到另一啟動訊號，則使該光源重新產生該發光圖像。
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