TWI436241B - 遙控裝置及將其用於校正螢幕的控制系統及方法 - Google Patents

Description

遙控裝置及將其用於校正螢幕的控制系統及方法

本發明是關於一種遙控裝置及將其用於校正螢幕的控制系統及方法，且特別涉及一種運動感測式遙控裝置及將其用於校正螢幕的控制系統及方法。

在個人電腦(PC)平台上，現行的，不論國內或國外的三維(3D)空中滑鼠產品，都是搭配PC系統中既有的二維(2D)平面滑鼠的驅動程式及通訊介面來操作。所以，除了藉由感測手部運動來驅動游標的方式與現行的平面滑鼠藉由機構或光學的方式感測運動距離來控制游標運動不同之外，3D空中滑鼠本身的游標操作特性，依舊與藉由PC來控制平面滑鼠的操作方式一般，以致並未發揮3D空中滑鼠的運動感測操作特色，讓游標操控更為方便靈巧。反而是，當游標運動到螢幕的顯示區域的邊界時，上述游標控制方法造成運動感應式遙控器或是3D空中滑鼠的運動姿態或是定向會因為游標不再因應遙控器或是空中滑鼠的運動來運動而造成了隨後之手勢姿態方位與游標運動方向不一致的問題，進而造成使用者手勢定向無法對準游標來操作的困擾。

另外，在任天堂之遊戲平台上，雖然任天堂的Wii裝置藉由使用一影像感應器來感應兩個發光二極體(LED)光源，使遙控器可對應螢幕的一特定範圍內來操控其上的游標移動，但是上述的在PC平台上發生的遙控器姿勢無法保持對準游標而操作的缺失，卻依然存在。例如，一習知技術方案記載於美國第US 2010/0292007 A1號公開專利，其揭露用於包括一運動的控制裝置的系統和方法。

考慮下列情況：操作手持運動感應式遙控器來選擇螢幕上的電子選單，或以3D空中滑鼠操控游標而在螢幕幕上移動該游標以點選圖像(Icon)。請參閱第一圖(a)、第一圖(b)和第一圖(c)，其分別為在先前技術中運動遙控系統10的第一、第二和第三操作示意圖。如第一圖(a)、第一圖(b)和第一圖(c)所示，運動遙控系統10包括一遙控裝置11和一螢幕12；螢幕12具有一顯示區域121，顯示區域121具有一周邊1211，且在顯示區域121中顯示一游標H11。遙控裝置11可以是一運動感測遙控器或是一3D空中滑鼠。

就操控游標H11在水平方向移動為例，如第一圖(a)所示，在狀態E111中，遙控裝置11具有一定向(Orientation)N111，且定向N111以對齊方向V111對準游標H11；在狀態E112中，遙控裝置11具有一定向N112，且定向N112以對齊方向V112對準游標H11。遙控裝置11在空中的姿勢或定向所指出的方向，理想上，是要對準在螢幕12上移動的游標，以讓使用者以手勢及運動直覺地與游標H11所在的方向一致地來操作游標移動。

然而，該第一操作長久以來的困惑是如第一圖(b)所示的，在狀態E121中，遙控裝置11具有一定向N121，且定向N121以對齊方向V121對準游標H11；在狀態E122中，遙控裝置11具有一定向N122，且定向N122以對齊方向V122對準在顯示區域121外的一位置P11。在游標H11碰觸到顯示區域121的周邊1211的邊緣後，若遙控裝置11進一步運動或變更姿勢，只會讓遙控裝置11的定向如從定向N121改變成定向N122，而遙控裝置11的指向則對應地從原本指向游標H11的對齊方向V121改變成對齊方向V122，但卻不能進一步移動游標H11以跨越周邊1211。

如此，該第二操作將造成如第一圖(c)所示的現象。在狀態E131中，遙控裝置11具有一定向N131，且定向N131以對齊方向V131對準在顯示區域121外的一位置P12。當遙控裝置11往回運動以控制游標H11同步往回運動時，此時遙控裝置11的姿勢具有定向N131，定向N131對準位置P12，且讓遙控裝置11的指向不能以對齊方向V132來對準顯示區域121中的游標H11。如此，遙控裝置11不能回復到游標H11未碰觸周邊1211之前搖控裝置11在正常操作下的定向及姿勢而形成定向偏差。該定向偏差造成遙控裝置11不能在定向N132下以對齊方向V132對準游標H11來直覺地控制游標H11運動。如此，因為遙控裝置11的定向的對準方向與實際游標所在方向不一致，造成使用者操作時的困擾。

本發明的一目的在於修正一感測誤差，該感測誤差源於一遙控裝置與一螢幕之間的操作誤差。

本發明的第一實施例在於提出一種用於校正一螢幕的控制系統，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考。該控制系統包括一標誌裝置和一遙控裝置。該標誌裝置在該螢幕上發出與該第一幾何參考相關的一第一圖案。該遙控裝置從該螢幕獲得一影像，該影像具有一第二幾何參考和與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案和該第二幾何參考之間具有一第一幾何關係，該遙控裝置利用該第一幾何關係來將該第二圖案轉變為一第三圖案，且藉由該第三圖案而界定該第一幾何參考以控制該螢幕的該操作。

本發明的第二實施例在於提出一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考。該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；從該螢幕獲得一影像，該影像具有一第二幾何參考和與該第一圖案相關的一第二圖案，其中該第二圖案和該第二幾何參考之間具有一幾何關係；根據該幾何關係將該第二圖案轉變為一第三圖案；以及，藉由該第三圖案而在該遙控裝置中界定該第一幾何參考以控制該螢幕的該操作。

本發明的第三實施例在於提出一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考。該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向；根據該形狀定向，轉變該第二圖案，以獲得用於界定該第一幾何參考的一第二幾何參考；以及，使該遙控裝置以該第二幾何參考為基礎而控制該螢幕的該操作。

本發明的第四實施例在於提出一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一幾何參考。該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向；以及，根據該形狀定向而在該遙控裝置中界定該幾何參考，以控制該螢幕的該操作。

本發明的第五實施例在於提出一種遙控裝置，該遙控裝置用於控制一螢幕的一操作，其中該螢幕具有用於該操作的一幾何參考和與該幾何參考相關的一第一圖案。該遙控裝置包括一圖案產生器和一界定媒介。該圖案產生器產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向。該界定媒介根據該形狀定向而界定該幾何參考，以控制該螢幕的該操作。

請參閱第二圖，其為本發明第一實施例所提控制系統20的示意圖。如圖所示，控制系統20包括一螢幕22和用於校正螢幕22的一控制系統201。在一實施例中，螢幕22具有用於一操作的一幾何參考221；控制系統201包括一標誌裝置23和一遙控裝置21。標誌裝置23在螢幕22上發出與幾何參考221相關的一圖案G21。遙控裝置21從螢幕22獲得一影像Q21，影像Q21具有一幾何參考Q211和與圖案G21相關的一圖案G22，圖案G22和幾何參考Q211之間具有一幾何關係R11；遙控裝置21利用幾何關係R11來將圖案G22轉變為一圖案G23，且藉由圖案G23而界定幾何參考221以控制螢幕22的該操作。

在一實施例中，螢幕22更具有一操作區域222；操作區域222是一顯示區域或一矩陣顯示區域；例如，操作區域222具有一特徵矩形。幾何參考221用於界定操作區域222。例如，幾何參考221具有一參考矩形2211，參考矩形2211具有一參考區域2210以界定操作區域222，且具有四個參考位置221A、221B、221C和221D，且所述四個參考位置221A、221B、221C和221D分別位於操作區域222的一左上端點22A、一左下端點22B、一右下端點22C和一右上端點22D。影像Q21的幾何參考Q211的形狀與幾何參考221的形狀對應，例如，幾何參考Q211具有一參考矩形Q2111。例如，幾何參考Q211是固定的，且用於界定影像Q21的參考區域。

例如，圖案G21具有一特徵矩形E21。例如，圖案G21和幾何參考221之間可以具有一幾何關係RA1，且圖案G23和幾何參考Q211之間具有一幾何關係R12。遙控裝置21獲得幾何關係R11，藉由界定幾何參考221而界定操作區域222，且可以根據幾何關係RA1和幾何關係R12而將圖案G23轉變為一幾何參考GQ2以界定幾何參考221。

在一實施例中，遙控裝置21具有一定向(Orientation)NV1，定向NV1具有一參考方向U21，在參考方向U21下從螢幕22獲得影像Q21，且感測參考方向U21來獲得在參考方向U21下遙控裝置21的估計方向F21。幾何參考221可以用於界定操作區域222，且操作區域222包括一預定位置P21。遙控裝置21通過幾何關係R11獲得用於界定幾何參考221的幾何參考GQ2，以將參考方向U21與預定位置P21關聯。估計方向F21可用於表示在參考方向U21下對準預定位置P21的對齊方向V21；估計方向F21可以是一參考估計方向，預定位置P21可以是一參考位置。例如，操作區域222具有位於其上的一游標H21，預定位置P21位於操作區域222的中央，且作為游標H21的起始參考位置。遙控裝置21在參考方向U21下使游標H21位於預定位置P21。

在一實施例中，幾何參考Q211具有參考矩形Q2111，參考矩形Q2111具有一形狀中心CN1和一形狀主軸AX1，圖案G22具有與特徵矩形E21對應的一特徵矩形E22，特徵矩形E22具有一形狀中心CN2和一形狀主軸AX2，且圖案G23具有與特徵矩形E21對應的一特徵矩形E23，特徵矩形E23具有一形狀中心CN3和一形狀主軸AX3。圖案G22和幾何參考Q211之間具有幾何關係R11；幾何關係R11包括在形狀中心CN1和形狀中心CN2之間的一位置關係、以及在形狀主軸AX1和形狀主軸AX2之間的一方向關係。

遙控裝置21根據幾何關係R11而獲得一轉變參數PM1，且根據轉變參數PM1將圖案G22轉變為圖案G23，其中轉變參數PM1包括與該位置關係相關的一位移參數、以及與該方向關係相關的一旋轉參數。圖案G23和幾何參考Q211之間具有幾何關係R12；幾何關係R12包括形狀中心CN1與形狀中心CN3重合、以及形狀主軸AX1與形狀主軸AX3對齊。

在一實施例中，標誌裝置23利用一程式在操作區域222中展示一數位內容以顯示圖案G21。圖案G21可以以一特定頻率閃爍，也可以包括至少一發光的幾何圖案；例如，圖案G21可以搭配該數位內容而以該特定的頻率閃動，以明確與外界雜訊或背景光(背景雜訊)區分。螢幕22具有用於該操作的幾何參考221，遙控裝置21可以根據該操作的改變而控制該特定頻率的改變。

在一實施例中，圖案G21包括四個子圖案GA1、GB1、GC1和GD1，所述四個子圖案GA1、GB1、GC1和GD1是四個發光標誌或四個發光光點，並分佈在操作區域222的四個端點22A、22B、22C和22D的附近。在一實施例中，標誌裝置23包括四個光源裝置2311、2312、2313和2314。光源裝置2311、2312、2313和2314分別產生子圖案GA1、GB1、GC1和GD1。

在一實施例中，操作區域222具有一第一解析度，幾何參考Q211用於界定一區域Q211K，區域Q211K具有由影像Q21所提供的一第二解析度，且遙控裝置21利用該第一解析度和該第二解析度以將圖案G23與幾何參考221關聯。例如，透過該第一解析度和該第二解析度，圖案G23的尺寸與圖案G21的尺寸關聯，或者圖案G23的尺寸與幾何參考221的尺寸關聯。在一實施例中，遙控裝置21獲得在圖案G23的尺寸和操作區域222的尺寸之間的一比例關係，且根據該比例關係和圖案G23而將操作區域222轉換為幾何參考GQ2。

在一實施例中，遙控裝置21包括一處理單元21A，處理單元21A包括一影像感測單元211、一運動感測單元212、一通訊介面單元213和一控制單元214。影像感測單元211具有一影像感測區域211K，且通過影像感測區域211K從螢幕22獲得影像Q21來產生一訊號S11。運動感測單元212感測參考方向U21來產生一訊號S21。

控制單元214耦接於影像感測單元211、運動感測單元212和通訊介面單元213，根據訊號S11而獲得影像Q21，安排幾何參考Q211和影像感測區域211K之間的一幾何關係R31，獲得幾何關係R11，根據幾何關係R11將圖案G22轉變為圖案G23，藉由圖案G23而獲得幾何參考GQ2來界定幾何參考221，且根據幾何參考GQ2和該第二訊號S21而將參考方向U21與預定位置P21關聯。通訊介面單元213耦接於控制單元214，控制單元214通過通訊介面單元213控制螢幕22的該操作。

例如，遙控裝置21在參考方向U21下藉由控制單元214使游標H21位於預定位置P21。例如，控制單元214可以更具有圖案G21和幾何參考221之間的一幾何關係RA1，且利用幾何關係RA1和圖案G23來獲得幾何參考GQ2。

例如，圖案G21的子圖案GA1、GB1、GC1和GD1分別位於幾何參考221的四個參考位置221A、221B、221C和221D(或操作區域222的四個端點22A、22B、22C和22D)的附近，影像感測單元211感測子圖案GA1、GB1、GC1和GD1來產生訊號S11，控制單元214根據訊號S11並經由計算可直接界定出操作區域222的端點22A、22B、22C和22D、以及周邊2221(具有特徵矩形)。在一實施例中，運動感測單元212包括一陀螺儀2121、一加速度計2122和一電子羅盤2123。陀螺儀2121、加速度計2122和電子羅盤2123感測在參考方向U21時遙控裝置的速度，加速度或傾斜角度，及位置，來分別產生一子訊號S211、一子訊號S212和一子訊號S213，其中訊號S21包括子訊號S211、S212和S213。

在一實施例中，控制系統201可以更包括一處理模組24。處理模組24耦接於遙控裝置21、螢幕22和標誌裝置23，遙控裝置21控制處理模組24來控制螢幕22的該操作。在參考方向U21下，遙控裝置21可指示處理模組24以使游標H21位於預定位置P21。處理模組24控制標誌裝置23來發出圖案G21，且可控制圖案G21以一特定頻率閃爍。例如，遙控裝置21控制處理模組24來使標誌裝置23發出圖案G21，處理模組24可具有一程式，且利用該程式在操作區域222中展示一數位內容以顯示圖案G21。在一實施例中，處理模組24包括標誌裝置23。

在根據第二圖所提供的一實施例中，一種用於校正一螢幕22的控制方法被提出，其中螢幕22具有用於一操作的一幾何參考221。該控制方法包括下列步驟：在螢幕22上顯示與幾何參考221相關的一圖案G21；提供一遙控裝置21；產生與圖案G21相關的一圖案G22，其中圖案G22具有一形狀定向NG22；根據形狀定向NG22，轉變圖案G22，以獲得用於界定幾何參考221的幾何參考GQ2；以及，使遙控裝置21以幾何參考GQ2為基礎而控制螢幕22的該操作。

在一實施例中，圖案G22具有形狀中心CN2和形狀主軸AX2。形狀定向NG22包括形狀中心CN2和一形狀主軸方向FAX2，其中形狀主軸方向FAX2是形狀主軸AX2的方向。例如，遙控裝置G21可具有一預設參考座標，且形狀定向NG22以遙控裝置G21的該預設參考座標作為參考基準。

在一實施例中，遙控裝置21從螢幕22獲得一影像Q21，影像Q21具有一幾何參考Q211和圖案G22，其中幾何參考Q211具有一形狀定向NQ21。遙控裝置21根據在形狀定向NG22和形狀定向NQ21之間的關係RF1將圖案G22轉變為一圖案G23，且藉由圖案G23而將幾何參考221界定為幾何參考GQ2以控制螢幕22的該操作。

例如，幾何參考Q211具有形狀中心CN1和形狀主軸AX1。形狀定向NQ21包括形狀中心CN1和一形狀主軸方向FAX1，其中形狀主軸方向FAX1是形狀主軸AX1的方向。例如，在形狀定向NG22和形狀定向NQ21之間的關係RF1包括在形狀中心CN1和形狀中心CN2之間的一位置關係、以及在形狀主軸方向FAX1和形狀主軸方向FAX2之間的一方向關係。例如，遙控裝置21的控制單元214根據關係RF1而獲得一轉變參數PM1，且根據轉變參數PM1將圖案G22轉變為圖案G23。

例如，轉變參數PM1用以修正一感測誤差，該感測誤差源於遙控裝置21與螢幕22之間的對準誤差。例如，圖案G23具有一形狀定向NG23，形狀定向NG23包括形狀中心CN3和一形狀主軸方向FAX3，其中形狀主軸方向FAX3是圖案G23的形狀主軸AX3的方向，形狀主軸方向FAX3與形狀主軸方向FAX1對齊。

在根據第二圖的一實施例中，遙控裝置21用於控制螢幕22的一操作，其中螢幕22具有用於該操作的一幾何參考221和與幾何參考221相關的一圖案G21。遙控裝置21包括一圖案產生器27和一界定媒介28。圖案產生器27產生與圖案G21相關的一圖案G22，圖案G22具有一形狀定向NG22。界定媒介28根據形狀定向NG22而界定幾何參考221，以控制螢幕22的該操作。例如，圖案產生器27是影像感測單元211，且界定媒介28是控制單元214。在一實施例中，控制單元214包括圖案產生器27和界定媒介28，且界定媒介28耦接於圖案產生器27。

在根據第二圖的一實施例中，一種用於校正一螢幕22的控制方法被提出，其中螢幕22具有用於一操作的一幾何參考221。該控制方法包括下列步驟：在螢幕22上顯示與幾何參考221相關的一圖案G21；提供一遙控裝置21；產生與圖案G21相關的一圖案G22，其中圖案G22具有一形狀定向NG22；以及，根據形狀定向NG22而在遙控裝置21中界定幾何參考221，以控制螢幕22的該操作。

請參閱第三圖(a)、第三圖(b)和第三圖(c)，其分別為本發明第二實施例所提控制系統30的三個配置301、302和303的示意圖。如第三圖(a)、第三圖(b)和第三圖(c)所示，配置301、302和303的每一包括一遙控裝置21、一螢幕22和一標誌裝置23。標誌裝置23在螢幕22上發出一圖案G21。遙控裝置21包括影像感測單元211；例如，影像感測單元211是一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或一電荷耦合裝置(CCD)影像感測器。

螢幕22具有一操作區域222，操作區域222具有一幾何參考221，幾何參考221用於界定操作區域222。操作區域222具有一長度Ld、一寬度Wd和四個端點22A、22B、22C和22D；例如，操作區域222是一顯示區域，且可位於螢幕22上。標誌裝置23耦接於螢幕22，且在螢幕22上顯示與端點22A、22B、22C和22D相關的圖案G21。

在第三圖(a)中，在配置301中的標誌裝置23包括兩個光條產生單元2331和2332、和四個光點產生單元2341、2342、2343和2344。在配置301中的圖案G21包括特徵矩形E21、及用於界定特徵矩形E21的兩個光條G2131和G2132、和四個光點G2141、G2142、G2143和G2144，其中光條G2131和G2132是輔助用且水平的。光條產生單元2331和2332、和光點產生單元2341、2342、2343和2344分別產生光條G2131和G2132、和光點G2141、G2142、G2143和G2144；光點G2141和G2144位於光條G2131中，且光點G2142和G2143位於光條G2132中。

在第三圖(b)中，在配置302中的標誌裝置23包括兩個光條產生單元2351和2352、和四個光點產生單元2361、2362、2363和2364。在配置302中的圖案G21包括特徵矩形E21、及用於界定特徵矩形E21的兩個光條G2151和G2152、和四個光點G2161、G2162、G2163和G2164，其中光條G2151和G2152是輔助用且垂直的。光條產生單元2351和2352、和光點產生單元2361、2362、2363和2364分別產生光條G2151和G2152、和光點G2161、G2162、G2163和G2164；光點G2161和G2162位於光條G2151中，且光點G2163和G2164位於光條G2152中。

在第三圖(a)和第三圖(b)中，複數光條產生單元和複數光點產生單元均是外接式的光源裝置，且以上下或是左右的方式成對的安裝在操作區域222的外圍。遙控裝置21可以是一運動感測遙控器或是一3D空中滑鼠，圖案G21用來為遙控裝置21上的影像感測單元211指示操作區域222的端點22A、22B、22C和22D、以及周邊2221，且用於操作區域222中游標運動的絕對座標定位。

在第三圖(c)中，在配置303中的標誌裝置23包括一顯示裝置237；例如，螢幕22是顯示裝置237的一表面部分。標誌裝置23在操作區域222中播放數位內容，所述數位內容包括圖案G21，其中圖案G21包括特徵矩形E21、及用於界定特徵矩形E21的四個光點G2171、G2172、G2173和G2174；例如，標誌裝置23安排光點G2171、G2172、G2173和G2174在操作區域222的四個端點22A、22B、22C和22D處播放。上述使用外接光源裝置或是利用數位內容播放光點的方式除了可以常亮的方式操作光點之外，更可讓該等光點以一特定頻率閃動，以使該等光點明確與外界雜訊或背景光(背景雜訊)區分。

另外，遙控裝置21接收並處裡該等光點，藉由計算獲得幾何參考GQ2，且利用幾何參考GQ2界定操作區域222四個端點22A、22B、22C和22D(或幾何參考221的四個參考位置221A、221B、221C和221D)的座標，以便在遙控裝置21中指示操作區域222的周邊2221，其中操作區域222的左上端點22A、左下端點22B、右下端點22C和右上端點22D分別具有座標A1(XL,YU)、B1(XL,YD)、C1(XR,YD)以及D1(XR,YU)。例如，在配置301、302和303的每一配置中的四個光點具有一特徵矩形。

遙控裝置21的影像感測單元211具有一畫素矩陣(未顯示)。遙控裝置21具有一參考方向U21，在參考方向U21下，該畫素矩陣具有影像感測區域211K，且通過影像感測區域211K從螢幕22獲得螢幕22的影像Q21。在該畫素矩陣中的影像Q21具有一影像感測範圍Q212、一幾何參考Q211、和與圖案G21相關的圖案G22，其中影像感測範圍Q212代表影像感測區域211K的範圍。例如，影像感測區域211K可以是一矩陣感測區域、一畫素矩陣感測區域或一影像感測器感測區域。影像感測單元211產生具有影像Q21的訊號S11，遙控裝置21的控制單元214接收訊號S11，且從訊號S11中獲得影像Q21。

在一實施例中，控制單元214安排幾何參考Q211和影像感測範圍Q212之間的幾何關係R41。例如，幾何參考Q211用於界定影像感測範圍Q212。例如，幾何參考Q211用於界定在影像感測範圍Q212中的一特定範圍Q2121，特定範圍Q2121和影像感測範圍Q212之間具有一特定幾何關係，該特定幾何關係可包括相同的形狀、相同的形狀中心和相同的形狀主軸方向的至少其中之一。

請參閱第四圖(a)、第四圖(b)和第四圖(c)，其分別為本發明第二實施例所提控制系統30的三個圖案模型321、322和323的示意圖。控制系統30的控制單元214可以根據影像Q21而獲得圖案模型321、322和323。如第四圖(a)所示，圖案模型321包括幾何參考Q211和與圖案G21相關的圖案G22，例如，幾何參考Q211用於界定影像感測範圍Q212。幾何參考Q211具有參考矩形Q2111，參考矩形Q2111具有影像感測長度Lis、影像感測寬度Wis、影像感測區域中心點Ois(或形狀中心CN1)、形狀主軸AX1、和四個端點Ais、Bis、Cis與Dis，例如，形狀主軸AX1與x軸對齊。圖案G22具有一特徵矩形E22，且特徵矩形E22具有一特徵矩形區域，該特徵矩形區域可以是一圖案擷取區域或一圖案影像擷取顯示區域。

特徵矩形E22具有圖案區域長度Lid、圖案區域寬度Wid、圖案區域中心點Oid(或形狀中心CN2)、形狀主軸AX2、和四個端點Aid、Bid、Cid與Did。圖案區域中心點Oid相對影像感測區域中心點Ois在x軸方向的位移表示為Δx，圖案區域中心點Oid相對影像感測區域中心點Ois在y軸方向的位移表示為Δy，且圖案G22的橫(縱)軸(或定向或形狀主軸AX2)相對幾何參考Q211的橫(縱)軸(或定向或形狀主軸AX1)具有一角度θ。經由上述的分析，控制單元214獲得在圖案G22和幾何參考Q211之間的幾何關係R11。

例如，遙控裝置21利用座標轉換來將圖案G22轉變為圖案G23，以便校正螢幕22。在第四圖(a)中，影像感測區域中心點Ois是端點Ais、Bis、Cis與Dis的中心點，且圖案區域中心點Oid是端點Aid、Bid、Cid與Did的中心點。遙控裝置21的控制單元214使圖案區域中心點Oid與影像感測區域中心點Ois重合，在圖案區域中心點Oid與影像感測區域中心點Ois重合後，圖案G22的新中心點是Oidc。

接著，圖案G22以新中心點Oidc為旋轉中心點相對幾何參考Q211的橫軸轉動角度-θ，則圖案G22和幾何參考Q211間的角度θ被轉正，以使圖案G22和幾何參考Q211的橫(縱)軸或定向一致，以或使圖案G22所形成的圖案區域和幾何參考Q211的橫(縱)軸或定向一致。如第四圖(b)所示，圖案模型322包括幾何參考Q211和圖案G23。

控制單元214根據幾何關係R11而獲得一轉變參數PM1，且根據轉變參數PM1將圖案G22轉變為圖案G23，其中轉變參數PM1包括一位移參數和一旋轉參數。例如，該位移參數包括位移Δx和位移Δy，且該旋轉參數包括角度-θ。例如，圖案G23具有一特徵矩形E23，特徵矩形E23具有一特徵矩形區域；特徵矩形E23具有圖案區域長度Lidc、圖案區域寬度Widc、圖案區域中心點Oidc(或形狀中心CN3)、形狀主軸AX3、和四個端點Aidc、Bidc、Cidc與Didc，其中Lidc=Lid，且Widc=Wid。在圖案模型322中，圖案G23和幾何參考Q211之間具有幾何關係R12。

圖案G22和圖案G23之間具有下列關係：透過解聯立方程式，圖案區域中心點Oid可以由直線Aid-Cid與直線Bid-Did兩線的交點求得；角度θ則可以由公式求得，其中V=y_Did-y_Aid，且H=x_Did-x_Aid。如第四圖(a)和第四圖(b)所示，轉正的圖案G23完全落在幾何參考Q211中，圖案G23具有四個端點Aidc、Bidc、Cidc和Didc。至於，圖案G22分別在水平及垂直方向平移位移Δx和位移Δy並轉動角度θ的計算公式則是，其中x’: x_Aidc,x_Bidc,x_Cidc,x_Didc；y’: y_Aidc,y_Bidc,y_XCidc,y_Didc；x: x_Aid,x_Bid,x_Cid,x_Did；y’: y_Aid,y_Bid,y_XCid,y_Did。

圖案G23的圖案區域長度Lidc和圖案區域寬度Widc分別等於圖案G22的圖案區域長度Lid和圖案區域寬度Wid。控制單元214可以分別利用長度比例係數SL和寬度比例係數SW來調整圖案區域長度Lidc和圖案區域寬度Widc，以使調整的圖案區域長度和調整的圖案區域寬度分別與操作區域222的長度Ld和寬度Wd一致。長度比例係數SL可以是SL=Ld/Lidc，寬度比例係數SW可以是SW=Wd/Widc，亦即，Ld=Lidc×SL，Wd=Widc×SW。

在實際的應用上，控制單元214可以利用操作區域222的解析度和幾何參考Q211的解析度來獲得長度比例係數SL和寬度比例係數SW。一般型式的影像感測器的解析度可以具有下列幾種：CIF型式為352×288~100,000畫素；VGA型式為640 x 480~300,000畫素；SVGA型式為800 x 600~480,000畫素；XGA型式為1024 x 768~790,000畫素；HD型式為1280 x 960~1.2百萬畫素。一般個人電腦顯示器的解析度可以具有下列幾種：800 x 600畫素、1024 x 600畫素、1024 x 768畫素、1280 x 768畫素和1280 x 800畫素。

如第四圖(c)所示，圖案模型323包括圖案G24和幾何參考GQ2，幾何參考GQ2具有一參考矩形426，參考矩形426具有四個端點42A、42B、42C和42D，其中該些端點42A、42B、42C和42D用於界定幾何參考221和操作區域222。藉由長度比例係數SL和寬度比例係數SW，控制單元214轉換圖案G23以獲得該些端點42A、42B、42C和42D，其中圖案G23的端點Aidc、Bidc、Cidc與Didc分別被轉換為該些端點42A、42B、42C和42D，且該些端點42A、42B、42C和42D用於界定操作區域222的四個端點22A、22B、22C和22D。在一實施例中，圖案G21轉換為圖案G22，且圖案G22經過影像處理、座標轉換和比例轉換後被轉換為該些端點42A、42B、42C和42D。

控制單元214儲存該些端點42A、42B、42C和42D的座標，且藉由該些端點42A、42B、42C和42D的座標而界定該些端點42A、42B、42C和42D所形成的圖案區域421和圖案區域421的周邊4211，其中周邊4211包括四個邊界421P、421Q、421R和421S，且圖案區域421的長度Lg和寬度Wg分別與操作區域222的長度Ld和寬度Wd相同。這樣，圖案區域421的周邊4211和操作區域222的周邊2221可以具有相同尺寸和相同定向的直接對應關係。遙控裝置21將該些端點42A、42B、42C和42D的座標作為參考座標，以啟動一游標隨著遙控裝置21運動而運動。

在一實施例中，圖案G21與操作區域222的端點22A、22B、22C和22D之間具有一第一關係，例如，圖案G21的光點G2171、G2172、G2173和G2174與操作區域222四個端點22A、22B、22C和22D的座標A1(XL,YU)、B1(XL,YD)、C1(XR,YD)和D1(XR,YU)之間具有一位置關係。遙控裝置21可以預先獲得操作區域222的尺寸和該位置關係，根據圖案模型322、操作區域222的尺寸和該位置關係，遙控裝置21可以獲得圖案G23和操作區域222之間的一第二關係並將圖案G23轉換為圖案G24。圖案G24具有一特徵矩形E24，特徵矩形E24具有四個端點Aih、Bih、Cih和Dih，遙控裝置21獲得端點Aih、Bih、Cih和Dih的座標來分別界定幾何參考GQ2的端點42A、42B、42C和42D，且利用端點42A、42B、42C和42D來界定操作區域222的端點22A、22B、22C和22D和操作區域222的周邊2221。

綜上所述，本案所提出的技術方案充分展現了發明內容所設定的實施例。唯，以上所述者僅為本案之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10．．．運動遙控系統

11、21．．．遙控裝置

12、22．．．螢幕

121．．．顯示區域

1211、2221、4211．．．周邊

20、201、30．．．控制系統

211．．．影像感測單元

212．．．運動感測單元

213．．．通訊介面單元

214．．．控制單元

2121．．．陀螺儀

2122．．．加速度計

2123．．．電子羅盤

21A．．．處理單元

221、Q211、GQ2．．．幾何參考

2210．．．參考區域

2211、Q2111、426．．．參考矩形

221A、221B、221C、221D．．．參考位置

222．．．操作區域

22A、22B、22C、22D、Ais、Bis、Cis、Dis、Aidc、Bidc、Cidc、Didc、42A、42B、42C、42D、Aih、Bih、Cih、Dih．．．端點

23．．．標誌裝置

2311、2312、2313、2314．．．光源裝置

2331、2332、2351、2352．．．光條產生單元

2341、2342、2343、2344、2361、2362、2363、2364．．．光點產生單元

237．．．顯示裝置

24．．．處理模組

27．．．圖案產生器

28．．．界定媒介

301、302、303．．．配置

321、322、323．．．圖案模型

421P、421Q、421R、421S．．．邊界

AX1、AX2、AX3．．．形狀主軸

CN1、CN2、CN3．．．形狀中心

E111、E112、E121、E122、E131．．．狀態

E21、E22、E23、E24．．．特徵矩形

F21．．．估計方向

FAX1、FAX2、FAX3．．．形狀主軸方向

G21、G22、G23、G24．．．圖案

G2131、G2132、G2151、G2152．．．光條

G2141、G2142、G2143、G2144、G2161、G2162、G2163、G2164、G2171、G2172、G2173、G2174．．．光點

GA1、GB1、GC1、GD1．．．子圖案

H11、H21．．．游標

Ld、Lg．．．長度

Lis．．．影像感測長度

Lid、Lidc．．．圖案區域長度

N111、N112、N121、N122、N131、N132、NV1．．．定向

Ois．．．影像感測區域中心點

Oid、Oidc．．．圖案區域中心點

P11、P12．．．位置

P21．．．預定位置

PM1．．．轉變參數

Q21．．．影像

Q211K．．．區域

Q212．．．影像感測範圍

Q2121．．．特定範圍

R11、R12、R31、R41、R411、RA1．．．幾何關係

RF1．．．關係

S11、S21．．．訊號

S211、S212、S213．．．子訊號

SL．．．長度比例係數

SW．．．寬度比例係數

U21．．．參考方向

NG22、NG23、NQ21．．．形狀定向

V111、V112、V121、V122、V131、V132、V21．．．對齊方向

Wd、Wg．．．寬度

Wis．．．影像感測寬度

Wid、Widc．．．圖案區域寬度

Δx、Δy．．．位移

θ．．．角度

本案得藉由下列圖式之詳細說明，俾得更深入之瞭解：

第一圖(a)、第一圖(b)和第一圖(c)：分別為在先前技術中運動遙控系統的第一、第二和第三操作示意圖；

第二圖：本發明第一實施例所提控制系統的示意圖；

第三圖(a)、第三圖(b)和第三圖(c)：分別為本發明第二實施例所提控制系統的三個配置的示意圖；以及

第四圖(a)、第四圖(b)和第四圖(c)：分別為本發明第二實施例所提控制系統的三個圖案模型的示意圖。

21．．．遙控裝置

22．．．螢幕

2221．．．周邊

20、201．．．控制系統

211．．．影像感測單元

212．．．運動感測單元

213．．．通訊介面單元

214．．．控制單元

2121．．．陀螺儀

2122．．．加速度計

2123．．．電子羅盤

21A．．．處理單元

221、Q211、GQ2．．．幾何參考

2210．．．參考區域

2211、Q2111．．．參考矩形

221A、221B、221C、221D．．．參考位置

222．．．操作區域

22A、22B、22C、22D．．．端點

23．．．標誌裝置

2311、2312、2313、2314．．．光源裝置

24．．．處理模組

27．．．圖案產生器

28．．．界定媒介

AX1、AX2、AX3．．．形狀主軸

CN1、CN2、CN3．．．形狀中心

E21、E22、E23．．．特徵矩形

F21．．．估計方向

FAX1、FAX2、FAX3．．．形狀主軸方向

G21、G22、G23．．．圖案

GA1、GB1、GC1、GD1．．．子圖案

H21．．．游標

P21．．．預定位置

PM1．．．轉變參數

Q21．．．影像

Q211K．．．區域

R11、R12、R31、RA1．．．幾何關係

RF1．．．關係

S11、S21．．．訊號

S211、S212、S213．．．子訊號

U21．．．參考方向

NG22、NG23、NQ21．．．形狀定向

V21．．．對齊方向

Claims (14)

1. 一種用於校正一螢幕的控制系統，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考，該控制系統包括：一標誌裝置，在該螢幕上發出與該第一幾何參考相關的一第一圖案；以及一遙控裝置，從該螢幕獲得一影像，該影像具有一第二幾何參考和與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案和該第二幾何參考之間具有一第一幾何關係，該遙控裝置利用該第一幾何關係來將該第二圖案轉變為一第三圖案，且藉由該第三圖案而界定該第一幾何參考以控制該螢幕的該操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述的控制系統，其中：該螢幕更具有一操作區域，且該操作區域是一顯示區域；該第一幾何參考用於界定該操作區域，且具有一第一參考矩形，該第一參考矩形具有四個參考位置，所述四個參考位置分別位於該操作區域的一左上端點、一左下端點、一右下端點和一右上端點；該第二幾何參考是固定的，且具有一第二參考矩形；該第一圖案和該第一幾何參考之間具有一第二幾何關係，且該第三圖案和該第二幾何參考之間具有一第三幾何關係；以及該遙控裝置藉由界定該第一幾何參考而界定該操作區域，且根據該第二幾何關係和該第三幾何關係而將該第三圖案轉變為一第三幾何參考以界定該第一幾何參考。
3. 如申請專利範圍第2項所述的控制系統，其中該標誌裝置利用一程式在該操作區域中展示一數位內容以顯示該第一圖案。
4. 如申請專利範圍第2項所述的控制系統，其中：該標誌裝置包括四光源裝置；以及該第一圖案以一特定頻率閃爍且包括四子圖案，所述四子圖案是四發光標誌或四發光光點，並分別分佈在所述四個參考位置的附近。
5. 如申請專利範圍第2項所述的控制系統，其中該操作區域具有一第一解析度，該第二幾何參考用於界定一第一區域，該第一區域具有由該影像所提供的一第二解析度，且該遙控裝置利用該第一解析度和該第二解析度以將該第三圖案與該第一幾何參考關聯。
6. 如申請專利範圍第2項所述的控制系統，其中該遙控裝置獲得在該第三圖案的尺寸和該操作區域的尺寸之間的一比例關係，且根據該比例關係和該第三圖案而將該操作區域轉變為該第三幾何參考。
7. 如申請專利範圍第1項所述的控制系統，其中：該第一幾何參考用於界定在該螢幕上的一操作區域；該遙控裝置具有一參考方向，且該操作區域包括一預定位置；以及該遙控裝置包括：一影像感測單元，具有一影像感測區域，且在該參考方向下通過該影像感測區域從該螢幕獲得該影像來產生一第一訊號；一運動感測單元，感測該參考方向來產生一第二訊號；一控制單元，耦接於該影像感測單元和該運動感測單元，根據該第一訊號而獲得該影像，安排該第二幾何參考和該影像感測區域之間的一第二幾何關係，獲得該第一幾何關係，根據該第一幾何關係將該第二圖案轉變為該第三圖案，藉由該第三圖案而獲得一第三幾何參考來界定該第一幾何參考，且根據該第三幾何參考和該第二訊號而將該參考方向與該預定位置關聯；以及一通訊介面單元，耦接於該控制單元，該控制單元通過該通訊介面單元控制該操作。
8. 如申請專利範圍第7項所述的控制系統，其中：該控制單元更具有該第一圖案和該第一幾何參考之間的一第三幾何關係以獲得該第三幾何參考；該操作區域具有一游標；以及該遙控裝置在該參考方向下藉由該控制單元使該游標位於該預定位置。
9. 如申請專利範圍第1項所述的控制系統，其中：該第三圖案和該第二幾何參考之間具有一第二幾何關係；該第二幾何參考具有一第一形狀中心和一第一形狀主軸，該第二圖案具有一第二形狀中心和一第二形狀主軸，且該第三圖案具有一第三形狀中心和一第三形狀主軸；該第一幾何關係包括在該第一形狀中心和該第二形狀中心之間的一位置關係、以及在該第一形狀主軸和該第二形狀主軸之間的一方向關係；該遙控裝置根據該第一幾何關係而獲得一轉變參數，且根據該轉變參數將該第二圖案轉變為該第三圖案，其中該轉變參數包括與該位置關係相關的一位移參數、以及與該方向關係相關的一旋轉參數；以及該第二幾何關係該第二幾何關係包括該第一形狀中心與該第三形狀中心重合、以及該第一形狀主軸與該第三形狀主軸對齊。
10. 一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考，該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；從該螢幕獲得一影像，該影像具有一第二幾何參考和與該第一圖案相關的一第二圖案，其中該第二圖案和該第二幾何參考之間具有一幾何關係；根據該幾何關係將該第二圖案轉變為一第三圖案；以及藉由該第三圖案而在該遙控裝置中界定該第一幾何參考以控制該螢幕的該操作。
11. 一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考，該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向；根據該形狀定向，轉變該第二圖案，以獲得用於界定該第一幾何參考的一第二幾何參考；以及使該遙控裝置以該第二幾何參考為基礎而控制該螢幕的該操作。
12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中該形狀定向包括一形狀中心和一形狀主軸方向。
13. 一種用於校正一螢幕的控制方法，其中該螢幕具有用於一操作的一幾何參考，該控制方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該幾何參考相關的一第一圖案；提供一遙控裝置；產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向；以及根據該形狀定向而在該遙控裝置中界定該幾何參考，以控制該螢幕的該操作。
14. 一種遙控裝置，用於控制一螢幕的一操作，其中該螢幕具有用於該操作的一幾何參考和與該幾何參考相關的一第一圖案，該遙控裝置包括：一圖案產生器，產生與該第一圖案相關的一第二圖案，該第二圖案具有一形狀定向；以及一界定媒介，根據該形狀定向而界定該幾何參考，以控制該螢幕的該操作。