TWI442269B - 控制裝置及將其用於控制螢幕的方法 - Google Patents

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Description

控制裝置及將其用於控制螢幕的方法
本發明是關於一種控制裝置及將其用於控制螢幕的方法，且特別是關於一種運動感測式控制裝置及將其用於控制螢幕的方法。
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指向與游標位置不一致的問題，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提出一種用於控制螢幕的裝置及其操作方法，讓運動感測式遙控器或是空中滑鼠可以保持原來的姿態及方位持續的點選電子選單或是控制游標在螢幕上運動，不論游標是否碰觸螢幕邊界。
本發明的第一構想在於提出一種控制裝置，該控制裝置用於控制一螢幕。該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考和與該第一幾何參考相關的一第一圖案。該控制裝置受配置依序具有多個參考方向和一第一參考方向，所述多個參考方向用於界定與該第一幾何參考對應的一參考方向範圍，該第一參考方向和該參考方向範圍之間具有一第一關係，且該控制裝置包括一處理單元。該處理單元在各所述多個參考方向下產生與該第一圖案相關的多個圖案，通過所述多個參考方向和所述多個圖案而估算該參考方向範圍，且通過估算該第一關係而控制該螢幕的該操作。
本發明的第二構想在於提出一種用於控制一螢幕的方法，該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考，該方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一控制裝置，該控制裝置受配置依序具有多個參考方向，其中所述多個參考方向用於界定與該第一幾何參考對應的一參考方向範圍；在各所述多個參考方向下，產生與該第一圖案相關的多個圖案；以及通過所述多個參考方向和所述多個圖案，估算該參考方向範圍，以控制該螢幕的該操作。
本發明的第三構想在於提出一種控制裝置，該控制裝置用於控制一螢幕。該螢幕具有用於一操作的一幾何參考和與該幾何參考相關的一第一圖案，該控制裝置受配置依序具有多個參考方向，所述多個參考方向用於界定與該幾何參考對應的一參考方向範圍，且該控制裝置包括一處理單元。該處理單元在各所述多個參考方向下產生與該第一圖案相關的多個圖案，通過所述多個參考方向和所述多個圖案而估算該參考方向範圍，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具有一第一影像解析度，幾何參考Q211用於界定一區域Q211K，區域Q211K具有一第二影像解析度，該第二影像解析度是影像Q21的解析度，且遙控裝置21利用該第一影像解析度和該第二影像解析度以將圖案G23與幾何參考221關聯。例如，操作區域222具有一第一影像，該第一影像解析度是該第一影像的解析度；透過該第一影像解析度和該第二影像解析度，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的尺寸之間的一尺寸關係，且根據該尺寸關係和圖案G23而將操作區域222轉換為幾何參考GQ2，其中該尺寸關係包括一比例關係。
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。影像感測單元211傳輸訊號S11到控制單元214以使控制單元214具有影像Q21。運動感測單元212感測參考方向U21來產生一訊號S21，其中訊號S21可包括子訊號S211、S212和S213。
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具有一參考定向NG22；根據參考定向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。參考定向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21可具有一預設參考座標，且參考定向NG22以遙控裝置21的該預設參考座標作為參考基準；例如，影像感測單元211的影像感測區域211K具有該預設參考座標。
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具有一參考定向NQ21。遙控裝置21根據在參考定向NG22和參考定向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。參考定向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，在參考定向NG22和參考定向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具有一參考定向NG23，參考定向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具有一參考定向NG22。界定媒介28根據參考定向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具有一參考定向NG22；以及，根據參考定向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。
然而，在手持進行實際操作的狀況中，影像感測單元211的感光面位於遙控裝置21的表面部分，且幾乎不可能與螢幕22平行，所以螢幕22周圍的四個定位光點在影像感測單元211的感光面上的實際感測的態樣，會如同第四圖(d)所示。第四圖(d)顯示本發明第二實施例所提控制系統30的圖案模型324的示意圖。在第四圖(d)中，圖案模型324包括幾何參考Q211和與圖案G21相關的圖案G27；例如，幾何參考Q211用於界定影像Q21的參考區域。圖案G27具有四個端點Aid1、Bid1、Cid1與Did1。如第四圖(d)所示，圖案G27是一個四邊形而不易是一個任兩邊是平行或垂直的矩形。如此的四邊形便不能套用於針對圖案模型321、322和323所提的計算方式。
為了解決此一問題，控制單元214受配置來具有一影像擷取及計算程式。影像感測單元211在遙控裝置21本身的姿態定向下感測到影像Q21，當控制單元214利用所述影像擷取及計算程式處理影像Q21後發現在幾何參考Q211中從圖案G27所導出的圖案已經很接近如同第四圖(a)中圖案G22的特徵矩形E22時，控制單元214便發出一訊號提示使用者下列情況：目前手持的遙控裝置21在此姿態下感測四光點所形成的四邊形可被轉換為一特徵矩形，並以針對圖案模型321、322和323所提的計算方式進行計算。例如，控制單元214使該所導出的圖案成為圖案G22，其中圖案G22具有特徵矩形E22。例如，控制單元214利用所述影像擷取及計算程式分別將圖案G27的端點Aid1、Bid1、Cid1與Did1轉變為在第四圖(a)中特徵矩形E22的端點Aid、Bid、Cid與Did。
另外，遙控裝置21的運動感測單元212包括一陀螺儀2121、一加速度計2122和一電子羅盤2123等。在一實施例中，當控制單元214發現該所導出的圖案已經很接近一矩形時，遙控裝置21的控制單元214於是儲存陀螺儀2121、加速度計2122和電子羅盤2123等的讀值，以便作為後續運算的參考值，該後續運算用以計算遙控裝置21的運動或姿態。
請參閱第五圖，其為本發明第三實施例所提控制系統50的示意圖。如圖所示，控制系統50包括一螢幕22和用於控制螢幕22的控制裝置51。螢幕22具有用於一操作的一幾何參考221和與幾何參考221相關的一圖案G21；控制裝置51受配置依序具有多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61。例如，控制裝置51是如第二圖所示的一遙控裝置21。所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61用於界定與幾何參考221對應的一參考方向範圍FU1。
在第五圖中，圖案G21具有光點G2171、G2172、G2173和G2174。例如，控制裝置51具有一定向(Orientation)NV1和一參考軸AR1，參考軸AR1具有一參考方向UR1。當控制裝置51具有一運動而使定向NV1改變時，參考方向UR1隨著定向NV1的改變而改變以使所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61在各別的不同時間代表參考方向UR1，且使控制裝置51依序具有所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61，其中所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61可以按照任意順序被排列。
在一實施例中，控制裝置51包括一處理單元51A。處理單元51A在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下產生與圖案G21相關的多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，通過所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62而估算參考方向範圍FU1，以控制螢幕22的該操作。
在一實施例中，控制裝置51受配置依序具有多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及一參考方向UV1。所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61用於界定與幾何參考221對應的一參考方向範圍FU1，且參考方向UV1和參考方向範圍FU1之間具有一關係RU1。處理單元51A在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下產生與圖案G21相關的多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，通過所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62而估算參考方向範圍FU1，且通過關係RU1而控制螢幕22的該操作。
例如，處理單元51A在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下感測所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61來產生多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61，根據所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62而獲得用於估算參考方向範圍FU1的一估計方向範圍FR1，藉由感測參考方向UV1而產生一估計方向FV1，其中估計方向FV1和估計方向範圍FR1之間具有用於估算關係RU1的一關係RV1；處理單元51A獲得關係RV1，且根據關係RV1而控制螢幕22的該操作。
例如，處理單元51A根據所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，獲得用於界定幾何參考221的一幾何參考GQ2、及在幾何參考GQ2和估計方向範圍FR1之間的一對應關係RR1，以控制螢幕22的該操作。螢幕22具有一操作區域222，且幾何參考221界定操作區域222。例如，操作區域222是一顯示區域，且具有顯示於操作區域222上的一游標H51。例如，螢幕22的該操作是與螢幕22相關的操作或是游標H51的動作；例如，螢幕22的該操作是決定在螢幕22上的一特定位置。
例如，幾何參考221具有與估計方向範圍FR1對應的一參考區域2210，以界定操作區域222。例如，幾何參考221具有一參考矩形2211，參考矩形2211具有一形心221F、一上邊界221S、一下邊界221Q、一左邊界221P和一右邊界221R，且上邊界221S、下邊界221Q、左邊界221P和右邊界221R分別具有四個特定位置221S1、221Q1、221P1和221R1。例如，所述多個特定位置221S1、221Q1、221P1和221R1分別是上邊界221S、下邊界221Q、左邊界221P和右邊界221R的中點。
例如，參考方向UV1是一可變參考方向，且估計方向FV1是一可變估計方向。當估計方向FV1在估計方向範圍FR1之外變化時，處理單元51A使游標H51停留在操作區域222的周邊2221上。當估計方向FV1從估計方向範圍FR1之外進入估計方向範圍FR1的內部時，該處理單元51A根據關係RV1和對應關係RR1而使游標H51移動到操作區域222的內部。
所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61包括參考方向U21、U31、U41、U51和U61；參考方向U21、U31、U41、U51和U61分別與形心221F和所述多個特定位置221S1、221Q1、221P1和221R1對應。所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62包括分別與參考方向U21、U31、U41、U51和U61對應的圖案G22、G32、G42、G52和G62。所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61包括分別與參考方向U21、U31、U41、U51和U61對應的估計方向F21、F31、F41、F51和F61。
處理單元51A在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下產生多個影像Q21、Q31、Q41、…、Q51和Q61，所述多個影像Q21、Q31、Q41、…、Q51和Q61分別包括所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，且更分別包括多個幾何參考Q211、Q311、Q411、…、Q511和Q611。所述多個幾何參考Q211、Q311、Q411、…、Q511和Q611包括分別與圖案G22、G32、G42、G52和G62對應的幾何參考Q211、Q311、Q411、Q511和Q611。例如，幾何參考Q211、Q311、Q411、Q511和Q611是固定的，且分別用於界定影像Q31、Q41、Q51和Q61的參考區域。
處理單元51A獲得在圖案G22和幾何參考Q211之間的一幾何關係R11，根據幾何關係R11產生一轉變參數PM1，藉由轉變參數PM1將圖案G22轉變為一圖案G23，且藉由圖案G23而獲得幾何參考GQ2，其中在圖案G23和幾何參考Q211之間具有一幾何關係R12。處理單元51A根據轉變參數PM1及幾何參考Q311、Q411、Q511和Q611而轉變各圖案G32、G42、G52和G62為圖案G33、G43、G53和G63，其中在圖案G33和幾何參考Q311之間具有一幾何關係R32，在圖案G43和幾何參考Q411之間具有一幾何關係R42，在圖案G53和幾何參考Q511之間具有一幾何關係R52，在圖案G63和幾何參考Q611之間具有一幾何關係R62。
例如，圖案G21具有特徵矩形E21，特徵矩形E21具有一上邊界、一下邊界、一左邊界和一右邊界。所述多個圖案G33、G43、G53和G63分別具有多個特徵線段E33、E43、E53和E63。所述多個特徵線段E33、E43、E53和E63分別與特徵矩形E21的該上邊界、該下邊界、該左邊界和該右邊界對應。例如，幾何關係R32包括圖案G33的特徵線段E33與幾何參考Q311的下邊界對應；幾何關係R42包括圖案G43的特徵線段E43與幾何參考Q411的上邊界對應；幾何關係R52包括圖案G53的特徵線段E53與幾何參考Q511的右邊界對應；幾何關係R62包括圖案G63的特徵線段E63與幾何參考Q611的左邊界對應。
例如，控制裝置51具有一參考方向範圍，該參考方向範圍與幾何參考221所界定的一區域(比如操作區域222)對應。所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61用於界定該參考方向範圍。例如，處理單元51A通過所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及圖案G21而獲得估計方向範圍FR1，其中估計方向範圍FR1用於界定該參考方向範圍。
處理單元51A根據幾何參考GQ2、估計方向F21、F31、F41、F51和F61、及幾何關係R12、R32、R42、R52和R62而獲得估計方向範圍FR1和對應關係RR1，以使估計方向範圍FR1與操作區域222對應。估計方向範圍FR1具有用於界定估計方向範圍FR1的一方向範圍參數FR1P，方向範圍參數FR1P包括一中間參考估計方向FR11、一上仰界限(Pitch-upward limit)估計方向FR12、一下俯界限(Pitch-downward limit)估計方向FR13、一左偏轉界限(Yaw-leftward limit)估計方向FR14和一右偏轉界限(Yaw-rightward limit)估計方向FR15，且估計方向F21、F31、F41、F51和F61分別用於界定中間參考估計方向FR11、上仰界限估計方向FR12、下俯界限估計方向FR13、左偏轉界限估計方向FR14和右偏轉界限估計方向FR15。
在一實施例中，處理單元51A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依序在所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下從螢幕22獲得與圖案G21相關的多個影像K21、K31、K41、…、K51和K61來產生一訊號S51。運動感測單元212依序感測所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及參考方向UV1來產生一訊號S52。
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，控制單元214根據訊號S51和訊號S52而獲得所述多個影像Q21、Q31、Q41、…、Q51和Q61、轉變參數PM1、幾何參考GQ2、所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61、所述多個幾何關係R12、R32、R42、R52和R62、估計方向範圍FR1、估計方向FV1、關係RV1及對應關係RR1，且根據關係RV1和對應關係RR1而控制螢幕22的該操作。
例如，運動感測單元212包括陀螺儀2121、加速度計2122和電子羅盤2123；控制單元214是一微控制器。控制單元214接收陀螺儀2121、加速度計2122和電子羅盤2123傳來的訊號S52。在控制裝置51的可變定向NV1被改變的情況下，控制裝置51的參考軸AR1在各不同時間具有所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及UV1。
控制單元214可以利用軟體程式來對訊號S52執行運算，以計算及決定分別與所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及UV1對應的所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61及FV1。透過通訊介面單元213，控制單元214控制螢幕22的該操作。例如，通訊介面單元213包括射頻(RF)/通用串列匯流排(USB)傳輸模組，且利用該射頻/通用串列匯流排傳輸模組來對外傳輸、或者接收外來的訊號以提供給控制單元214。
在一實施例中，控制單元214具有一影像擷取計算程式，控制單元214在參考方向U21下獲得影像K21，藉由該影像擷取計算程式來處理影像K21以將影像K21轉變為影像Q21，且獲得圖案G22的特徵矩形E22。例如，控制單元214藉由該影像擷取計算程式將各影像K31、K41、K51和K61轉變為影像Q31、Q41、Q51和Q61，以使圖案G32、G42、G52和G62被標準化，其中所述多個圖案G32、G42、G52和G62分別具有多個特徵線段。
例如，當參考方向UV1變化而使估計方向FV1在估計方向範圍FR1之內變化時，控制單元214根據關係RV1和對應關係RR1而使游標H51在操作區域222中進行移動；例如，控制單元214根據估計方向FV1和關係RV1而使游標H51在操作區域222中進行絕對座標變化的移動。例如，當參考方向UV1變化而使估計方向FV1在估計方向範圍FR1之外變化時，控制單元214使游標H51停留在操作區域222的周邊2221上。
例如，幾何參考GQ2具有一參考矩形426，參考矩形426具有一周邊4261，控制單元214利用幾何參考GQ2來界定幾何參考221和操作區域222。控制單元214獲得一方向範圍FR2，方向範圍FR2是估計方向範圍FR1之外的方向範圍。估計方向範圍FR1具有一方向範圍周邊FB1，方向範圍周邊FB1與方向範圍FR2相鄰。例如，方向範圍周邊FB1與周邊426對應。方向範圍周邊FB1包括一估計方向FR51和一估計方向FR52，其中估計方向FR51不同於估計方向FR52。方向範圍FR2包括與方向範圍周邊FB1相鄰的估計方向FR53。
例如，當參考方向UV1變化而使估計方向FV1從估計方向FR53變化到與方向範圍周邊FB1相交時，控制單元214啟動一游標同步運動的功能。例如，當參考方向UV1變化來使估計方向FV1先從估計方向FR51進入方向範圍FR2然後使估計方向FV1從方向範圍FR2進入估計方向FR52時，控制單元214進行一座標補償處理。例如，當參考方向UV1變化來使估計方向FV1從估計方向FR51進入方向範圍FR2時，控制單元214使游標H51停留在操作區域222的周邊2221中的一特定位置上，其中該特定位置與估計方向FR51對應。
在根據第五圖的一實施例中，一種用於控制螢幕22的方法被提出，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；提供一控制裝置51，控制裝置51受配置依序具有多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61，其中所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61用於界定與幾何參考221對應的一參考方向範圍FU1；在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下產生與圖案G21相關的多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62；通過所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，估算參考方向範圍FU1，以控制螢幕22的該操作。
例如，控制裝置51更受配置具有一參考方向UV1，參考方向UV1和參考方向範圍FU1之間具有關係RU1，且該方法更包括下列步驟：在各所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61下感測所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61來產生多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61；根據所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62而獲得用於估算參考方向範圍FU1的一估計方向範圍FR1；根據所述多個估計方向F21、F31、F41、…、F51和F61及所述多個圖案G22、G32、G42、…、G52和G62，獲得用於界定幾何參考221的一幾何參考GQ2、及在幾何參考GQ2和估計方向範圍FR1之間的一對應關係RR1，以控制該操作；藉由感測參考方向UV1而產生一估計方向FV1，其中估計方向FV1和估計方向範圍FR1之間具有用於估算關係RU1的一關係RV1；獲得估計關係RV1；以及，根據關係RV1，控制螢幕22的該操作。
請參閱第六圖(a)和第六圖(b)，其分別為本發明第三實施例所提控制系統50的第一配置501和第二配置502的示意圖。如第六圖(a)和第六圖(b)所示，第一配置501和第二配置502的每一包括控制裝置51和螢幕22，控制裝置51用於控制螢幕22。例如，控制裝置51是一遙控器或一空中滑鼠。螢幕22具有用於一操作的幾何參考221、操作區域222、和與幾何參考221相關的圖案G21，其中幾何參考221界定操作區域222。如前所述，控制裝置51具有多個參考方向。控制裝置51利用所述多個參考方向和圖案G21來估算與幾何參考221對應的一參考方向範圍FU1，以獲得一估計方向範圍FR1，且通過估計方向範圍FR1而控制螢幕22的該操作。
在第六圖(a)中，操作區域222的周邊2221包括左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R和上邊界222S；控制裝置51通過幾何參考221而界定左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R和上邊界222S及對應關係RR1。控制裝置51具有參考方向UV1，參考方向UV1是可變的，且控制裝置51產生在參考方向UV1下的估計方向FV1，其中估計方向FV1和估計方向範圍FR1之間具有關係RV1。控制裝置51做左右偏轉運動以根據關係RV1而在不同的時段中形成四種狀態LO、LI、RI、RO。在第六圖(b)中，控制裝置51做上下偏轉運動以根據關係RV1而在不同的時段中形成四種狀態UO、UI、DI、DO。在狀態LI、RI、UI和D1中，估計方向FV1在估計方向範圍FR1內變化，且在狀態LO、RO、UO和DO中，估計方向FV1在估計方向範圍FR1之外變化。例如，在第六圖(a)和第六圖(b)中，在狀態LI、RI、UI和DI的每一狀態中的估計方向FV1被表示到在方向範圍周邊FB1中的一各自估計方向。
例如，操作區域222具有端點22A、22B、22C和22D；與端點22A、22B、22C和22D相關的圖案G21具有分別與端點22A、22B、22C和22D對應的光點G2171、G2172、G2173和G2174，控制裝置51的影像感測單元211感測圖案G21而形成影像K21。控制裝置51處理影像K21來獲得影像Q21及分別與端點22A、22B、22C和22D對應的估計座標以形成幾何參考GQ2，且利用幾何參考GQ2來界定幾何參考221或操作區域222。控制裝置51通過幾何參考GQ2而利用控制單元214中的一位置座標程式來處理分別與端點22A、22B、22C和22D對應的估計座標，以定義出在狀態LI、RI、UI和DI中的游標起始運動位置和游標運動邊界。
在第六圖(a)和第六圖(b)中，控制裝置51包括處理單元51A(顯示於第五圖中)，處理單元51A包括影像感測單元211和一運動感測單元212。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。控制裝置51可以利用陀螺儀2121和加速度計2122來偵測控制裝置51的參考方向UV1以產生控制裝置51的估計方向FV1。例如，控制裝置51利用控制單元214中的一運動姿勢轉換座標程式來將控制裝置51的所述多個參考方向U21、U31、U41、…、U51和U61及參考方向UV1的座標空間轉換成與影像感測單元211的座標空間相同。
如第六圖(a)和第六圖(b)所示，控制裝置51可以預先界定操作區域222的左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R和上邊界222S。當控制裝置51在狀態LI和RI中以水平方向控制游標運動或是在狀態UI和DI中以垂直方向控制游標H51運動時，控制裝置51的指向(參考方向UV1)將可對準游標H51，且游標H51會隨控制裝置51的運動而運動。當控制裝置51在狀態LO和RO中以水平方向運動或是在狀態UO和DO中以垂直方向運動時，估計方向FV1在估計方向範圍FR1之外變化且控制裝置51的運動使游標H51停留在操作區域222的周邊2221上且並不會驅使游標H51在操作區域222上運動。如果使用者欲使游標H51恢復運動，則可以使控制裝置51恢復成在狀態LI、RI、UI和DI中，且使控制裝置51的參考方向UV1是指向操作區域222的範圍之內。在此條件下，游標H51會隨著控制裝置51的運動而運動。
例如，估計方向範圍FR1之外的範圍是方向範圍FR2；估計方向範圍FR1具有方向範圍周邊FB1，方向範圍周邊FB1與方向範圍FR2相鄰。如第六圖(a)和第六圖(b)所示，當控制裝置51的估計方向FV1被改變而從方向範圍FR2接近方向範圍周邊FB1並與方向範圍周邊FB1相交時，或是當控制裝置51具有下列第一至第四情況的其中之一時，控制裝置51啟動游標H51與控制裝置51同步運動的功能，於是游標H51在螢幕22上因應控制裝置51的三維空間運動而運動。
所述第一情況是：在狀態LO中的控制裝置51被移動而使控制裝置51的估計方向FV1接近方向範圍周邊FB1並使控制裝置51進入狀態LI。所述第二情況是：在狀態RO中的控制裝置51被移動而使控制裝置51的估計方向FV1接近方向範圍周邊FB1並使控制裝置51進入狀態RI。所述第三情況是：在狀態UO中的控制裝置51被移動而使控制裝置51的估計方向FV1接近方向範圍周邊FB1並使控制裝置51進入狀態UI。所述第四情況是：在狀態DO中的控制裝置51被移動而使控制裝置51的估計方向FV1接近方向範圍周邊FB1並使控制裝置51進入狀態DI。
如第六圖(a)和第六圖(b)所示，當控制裝置51從狀態LO、RO、UO和DO的其中之一經由狀態LI、RI、UI和DI的周邊而進入狀態LI、RI、UI和DI的其中之一時，此時，如果控制裝置51的目前姿勢定向的估計方向FV1與在狀態LI、RI、UI和DI中初始定義的姿勢定向的估計方向不相同，則控制裝置51將利用陀螺儀2121、加速度計2122和電子羅盤2123來獲得在此情況下控制裝置51目前的姿勢定向在操作區域222中對應的估計座標，且利用控制單元214中的一姿勢定向比較補償程式來比較目前狀態和初始定義狀態下的控制裝置51的姿勢定向的估計方向之間的差異。
在控制裝置51使游標H51在螢幕22上運動之前，控制裝置51根據所述姿勢定向的估計方向之間的差異進行座標補償，以便在控制裝置51以不同的姿勢定向使控制裝置51的指向點進入操作區域222時，游標H51在螢幕22上的起始運動點與控制裝置51的姿勢定向一致對應。當控制裝置51由狀態LO、RO、UO和DO的其中之一進入狀態LI、RI、UI和DI的其中之一而使控制裝置51的指向點在操作區域222中變化時，控制裝置51使螢幕22的游標H51隨著控制裝置51的運動而運動。
請參閱第七圖(a)和第七圖(b)，其分別為本發明第三實施例所提控制系統50的第三配置503和第四配置504的示意圖。第三配置503和第四配置504的構造與第一配置501和第二配置502的構造相似。以下說明第三配置503和第四配置504的特徵。在第七圖(a)和第七圖(b)中，操作區域222的周邊2221包括形心222F、左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R和上邊界222S，其中左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R和上邊界222S分別具有四個特定位置222P1、222Q1、222R1和222S1(例如四個中點)。
幾何參考221具有與估計方向範圍FR1對應的一參考區域2210，以界定操作區域222。例如，幾何參考221具有參考矩形2211，例如，參考矩形2211的形心221F、左邊界221P、下邊界221Q、右邊界221R、上邊界221S、及特定位置221P1、221Q1、221R1和221S1分別界定操作區域222的形心222F、左邊界222P、下邊界222Q、右邊界222R、上邊界222S、及特定位置222P1、222Q1、222R1和222S1。
在第七圖(a)中，控制裝置51在一時段中具有一狀態MM，然後，控制裝置51做上仰運動(Pitch-upward motion)MT11和下俯運動(Pitch-downward motion) MT12以在各不同的時段中形成兩種狀態UM和DM。在第七圖(b)中，控制裝置51做左偏轉運動(Yaw-leftward motion) MT21和右偏轉運動(Yaw-rightward motion) MT22以分別在各不同的時段中形成兩種狀態LM和RM。
如第七圖(a)所示，在狀態MM中，控制裝置51具有參考方向U21，且指向形心222F。在狀態UM中，控制裝置51具有參考方向U31，且指向特定位置222S1；在狀態DM中，控制裝置51具有參考方向U41，且指向特定位置222Q1。如第七圖(b)所示，在狀態LM中，控制裝置51具有參考方向U51，且指向特定位置222P1；在狀態RM中，控制裝置51具有參考方向U61，且指向特定位置222R1。
參考方向U21、U31、U41、U51和U61用於界定與幾何參考221對應的參考方向範圍FU1。控制裝置51在各參考方向U21、U31、U41、U51和U61下感測參考方向U21、U31、U41、U51和U61來產生分別與參考方向U21、U31、U41、U51和U61對應的估計方向F21、F31、F41、F51和F61，其中參考方向U21、U31、U41、U51和U61可以按照任意順序被排列。控制裝置51利用估計方向F21、F31、F41、F51和F61來界定控制裝置51的估計方向範圍FR1或參考方向範圍FU1。例如，估計方向範圍FR1具有用於界定估計方向範圍FR1的方向範圍參數FR1P，方向範圍參數FR1P包括一中間參考估計方向FR11、一上仰界限估計方向FR12、一下俯界限估計方向FR13、一左偏轉界限估計方向FR14和一右偏轉界限估計方向FR15，且估計方向F21、F31、F41、F51和F61分別用於界定中間參考估計方向FR11、上仰界限估計方向FR12、下俯界限估計方向FR13、左偏轉界限估計方向FR14和右偏轉界限估計方向FR15。
例如，在參考方向U21和參考方向U31之間具有角度θU ；在參考方向U21和參考方向U41之間具有角度θD ；在參考方向U21和參考方向U51之間具有角度θL ；在參考方向U21和參考方向U61之間具有角度θR 。例如，如第七圖(a)所示，當控制裝置51指向操作區域222的各自的上邊界222S和下邊界222Q時，控制裝置51指向螢幕22的參考方向U31和U41相對於操作區域222法線(或參考方向U21)的角度分別為θU 和θD 。如第七圖(b)所示，當控制裝置51指向操作區域222的各自的左邊界222P和右邊界222R時，控制裝置51指向螢幕22的參考方向U51和U61相對於操作區域222法線(或參考方向U21)的角度分別為θL 和θR 。
請參閱第八圖(a)、第八圖(b)、第八圖(c)、第八圖(d)、和第八圖(e)，其分別為本發明第三實施例所提控制系統50的五個圖案模型621、622、623、624和625的示意圖。控制裝置51在各參考方向U21、U31、U41、U51和U61下產生影像Q21、Q31、Q41、Q51和Q61，影像Q21、Q31、Q41、Q51和Q61分別包括圖案G22、G32、G42、G52和G62，且更分別包括幾何參考Q211、Q311、Q411、Q511和Q611。
幾何參考Q211、Q311、Q411、Q511和Q611分別用於界定影像Q21、Q31、Q41、Q51和Q61的參考區域。控制裝置51根據各影像Q21、Q31、Q41、Q51和Q61而產生圖案模型621、622、623、624和625。所述多個圖案模型621、622、623、624和625分別包括圖案G23、G33、G43、G53和G63，且更分別包括幾何參考Q211、Q311、Q411、Q511和Q611。圖案G23、G33、G43、G53和G63從圖案G21而被獲得，圖案G21具有特徵矩形E21、及用於界定特徵矩形E21的光點G2171、G2172、G2173和G2174。例如，圖案G33、G43、G53和G63是根據轉變參數PM1而被獲得的。
如第八圖(a)所示，圖案模型621包括幾何參考Q211和圖案G23。圖案G23包括一特徵矩形E23、及用於界定特徵矩形E23的四個光點T21、T22、T23和T24。用於界定操作區域222的周邊2221(具有特徵矩形)的四個光點G2171、G2172、G2173和G2174被轉變為在幾何參考Q311中間處的所述光點T21、T22、T23和T24。特徵矩形E23包括四個端點Aidc、Bidc、Cidc和Didc。在幾何參考Q211和圖案G23之間的詳細關係如第四圖(b)所示。例如，在特徵矩形E23和幾何參考Q211之間具有幾何關係R12。
如第八圖(b)所示，圖案模型622包括幾何參考Q311和圖案G33。圖案G33包括一特徵線段E33、及用於界定特徵線段E33的兩個光點T31和T34。用於界定操作區域222的上邊界222S的兩個光點G2171和G2174被轉變為在幾何參考Q311的下邊界Q31Q附近的所述光點T31和T34。特徵線段E33包括兩個端點Aidc3和Didc3。例如，在特徵線段E33和幾何參考Q311之間具有幾何關係R32。例如，幾何關係R32包括：在幾何參考Q311上的特徵線段E33與下邊界Q31Q平行，且其間的距離在一特定距離範圍內。
如第八圖(c)所示，圖案模型623包括幾何參考Q411和圖案G43。圖案G43包括一特徵線段E43、及用於界定特徵線段E43的兩個光點T42和T43。用於界定操作區域222的下邊界222Q的四個光點G2172和G2173被轉變為在幾何參考Q311的上邊界Q41S附近的所述光點T42和T43。特徵線段E43包括兩個端點Bidc4和Cidc4。例如，在特徵線段E43和幾何參考Q411之間具有幾何關係R42。例如，幾何關係R42包括：在幾何參考Q411上的特徵線段E43與上邊界Q41S平行，且其間的距離在一特定距離範圍內。
如第八圖(d)所示，圖案模型624包括幾何參考Q511和圖案G53。圖案G53包括一特徵線段E53、及用於界定特徵線段E53的兩個光點T51和T52。用於界定操作區域222的左邊界222P的兩個光點G2171和G2172被轉變為在幾何參考Q511的右邊界Q51R附近的所述光點T51和T52。特徵線段E53包括兩個端點Aidc5和Bidc5。例如，在特徵線段E53和幾何參考Q511之間具有幾何關係R52。例如，幾何關係R52包括：在幾何參考Q511上的特徵線段E53與右邊界Q51R平行，且其間的距離在一特定距離範圍內。
如第八圖(e)所示，圖案模型625包括幾何參考Q611和圖案G63。圖案G63包括一特徵線段E63、及用於界定特徵線段E63的兩個光點。用於界定操作區域222的右邊界222R的兩個光點G2173和G2174被轉變為在幾何參考Q611的左邊界Q61P附近的所述光點T63和T64。特徵線段E63包括兩個端點Cidc6和Didc6。例如，在特徵線段E63和幾何參考Q611之間具有幾何關係R62。例如，幾何關係R62包括：在幾何參考Q611上的特徵線段E63與左邊界Q61P平行，且其間的距離在一特定距離範圍內。
例如，當在一特定條件下時，控制單元214利用估計方向F21、F31、F41、F51和F61獲得與操作區域222(或幾何參考221)對應的估計方向範圍FR1。該特定條件是：在控制裝置51的各參考方向U21、U31、U41、U51、U61下，控制單元214獲得估計方向F21、F31、F41、F51和F61，且確認在圖案G23和幾何參考Q211之間、在圖案G33和幾何參考Q311之間、在圖案G43和幾何參考Q411之間、在圖案G53和幾何參考Q511之間、以及在圖案G63和幾何參考Q611之間分別具有幾何關係R12、R32、R42、R52和R62。
第七圖(a)、第七圖(b)和第八圖(a)到第八圖(e)分別顯示在控制裝置51的姿勢定向的參考方向U21、U31、U41、U51和U61及操作區域222的形心222F、上邊界222S、下邊界222Q、左邊界222P和右邊界222R之間的對應關係。如第七圖(a)所示，在狀態MM中，控制裝置51感測參考方向U21來產生估計方向F21以將參考方向U21與圖案模型621對應。估計方向F21用於表示控制裝置51的中間參考方向(或參考方向U21，其被轉變為中間參考估計方向FR11)。
如第七圖(a)所示，當控制裝置51上的影像感測單元211所感應到的影像被標準化而形成如第八圖(b)所示的圖案模型622時，則控制裝置51在狀態UM中且控制裝置51的參考方向U31相對於操作區域222的法線(或參考方向U21)的角度為θU ；例如，上仰角度θU 表示在操作區域222的上邊界222S與控制裝置51的上仰界限參考方向(或參考方向U31，其被轉變為上仰界限估計方向FR12)對應時在參考方向U31和參考方向U21之間的角度。
如第七圖(a)所示，當控制裝置51上的影像感測單元211所感應到的影像被標準化而形成如第八圖(c)所示的圖案模型623時，則控制裝置51在狀態DM中且控制裝置51的參考方向U41相對於操作區域222的法線(或參考方向U21)的角度為θD ；例如，下俯角度θD 表示在操作區域222的下邊界222Q與控制裝置51的下俯界限參考方向(或參考方向U41，其被轉變為下俯界限估計方向FR13)對應時在參考方向U41和參考方向U21之間的角度。此兩個角度θU 和θD 皆可由加速度計2122量測到。
相似地，控制裝置51的姿勢定向的參考方向可以是左偏角或是右偏角。如第七圖(b)所示，當控制裝置51上的影像感測單元211所感應到的影像被標準化而形成如第八圖(d)所示的圖案模型624時，則控制裝置51在狀態LM中且控制裝置51的參考方向U51相對於操作區域222的法線(或參考方向U21)的角度為θL ；例如左偏角度θL 表示在操作區域222的左邊界222P與控制裝置51的左偏轉界限參考方向(或參考方向U51，其被轉變為左偏轉界限估計方向FR14)對應時在參考方向U51和參考方向U21之間的角度。
如第七圖(b)所示，當控制裝置51上的影像感測單元211所感應到的影像被標準化而形成如第八圖(e)所示的圖案模型625時，則控制裝置51在狀態RM中且控制裝置51的參考方向U61相對於操作區域222的法線(或參考方向U21)的角度為θR ；例如右偏轉角度θR 表示在操作區域222的右邊界222R與控制裝置51的右偏轉界限參考方向(或參考方向U61，其被轉變為右偏轉界限估計方向FR15)對應時在參考方向U61和參考方向U21之間的角度。此兩個角度θL 和θR 皆可由陀螺儀2121量測到。
這些角度θU 、θD 、θL 和θR 可以用於界定前述的參考方向範圍。控制裝置51可以感測這些角度θU 、θD 、θL 和θR 來獲得估計方向範圍FR1以用於如第六圖(a)和第六圖(b)所示的螢幕操作。根據控制裝置51的估計方向FV1和估計方向範圍FR1之間的關係，控制裝置51啟動或停止游標H51隨著控制裝置51的運動而運動。
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、4261．．．周邊
20、201、30、50．．．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、51A．．．處理單元
221、GQ2、Q211、Q311、Q411、Q511、Q611．．．幾何參考
2210．．．參考區域
2211、Q2111、426．．．參考矩形
221A、221B、221C、221D．．．參考位置
221F、222F．．．形心
221P、222P．．．左邊界
221P1、221Q1、221R1、221S1、222P1、222Q1、222R1、222S1．．．特定位置
221Q、222Q．．．下邊界
221R、222R．．．右邊界
221S、222S．．．上邊界
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、Aid1、Bid1、Cid1、Did1、Aidc3、Didc3、Bidc4、Cidc4、Aidc5、Bidc5、Cidc6、Didc6．．．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、501、502、503、504．．．配置
321、322、323、324、621、622、623、624、625．．．圖案模型
421P、421Q、421R、421S．．．邊界
51．．．控制裝置
AR1．．．參考軸
AX1、AX2、AX3．．．形狀主軸
CN1、CN2、CN3．．．形狀中心
DI、DM、DO、E111、E112、E121、E122、E131、LI、LM、LO、MM、RI、RM、RO、UI、UM、UO．．．狀態
E21、E22、E23、E24．．．特徵矩形
E33、E43、E53、E63．．．特徵線段
F21、F31、F41、F51、F61、FR51、FR52、FR53、FV1．．．估計方向
FAX1、FAX2、FAX3．．．形狀主軸方向
FB1．．．方向範圍周邊
FR1．．．估計方向範圍
FR1P．．．方向範圍參數
FR11．．．中間參考估計方向
FR12．．．上仰界限估計方向
FR13．．．下俯界限估計方向
FR14．．．左偏轉界限估計方向
FR15．．．右偏轉界限估計方向
FR2．．．方向範圍
FU1．．．參考方向範圍
G21、G22、G23、G24、G27、G32、G42、G52、G62、G33、G43、G53、G63．．．圖案
G2131、G2132、G2151、G2152．．．光條
G2141、G2142、G2143、G2144、G2161、G2162、G2163、G2164、G2171、G2172、G2173、G2174、T21、T22、T23、T24、T31、T34、T42、T43、T51、T52、T63、T64．．．光點
GA1、GB1、GC1、GD1．．．子圖案
H11、H21、H51．．．游標
K21、K31、K41、K51、K61、Q21、Q31、Q41、Q51、Q61．．．影像
Ld、Lg．．．長度
Lis．．．影像感測長度
Lid、Lidc．．．圖案區域長度
MT11．．．上偏轉運動
MT12．．．下偏轉運動
MT21．．．左偏轉運動
MT22．．．右偏轉運動
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
K21、K31、K41、K51、K61、Q21、Q31、Q41、Q51、Q61．．．影像
Q211K．．．區域
Q212．．．影像感測範圍
Q2121．．．特定範圍
R11、R12、R31、R32、R41、R411、R42、R52、R62、RA1．．．幾何關係
RF1、RU1、RV1．．．關係
RR1．．．對應關係
S11、S21、S51、S52．．．訊號
S211、S212、S213．．．子訊號
SL．．．長度比例係數
SW．．．寬度比例係數
U21、U31、U41、U51、U61、UR1、UV1．．．參考方向
NG22、NG23、NQ21．．．參考定向
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、θD 、θL 、θR 、θU ．．．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；
第四圖(a)、第四圖(b)、第四圖(c)和第四圖(d)：分別為本發明第二實施例所提控制系統的四個圖案模型的示意圖；
第五圖：本發明第三實施例所提控制系統的示意圖；
第六圖(a)和第六圖(b)：分別為本發明第三實施例所提控制系統的第一配置和第二配置的示意圖；
第七圖(a)和第七圖(b)：分別為本發明第三實施例所提控制系統的第三配置和第四配置的示意圖；以及
第八圖(a)、第八圖(b)、第八圖(c)、第八圖(d)和第八圖(e)：分別為本發明第三實施例所提控制系統的五個圖案模型的示意圖。
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
22．．．螢幕
221、GQ2、Q211、Q311、Q411、Q511、Q611．．．幾何參考
2210．．．參考區域
2211、Q2111、426．．．參考矩形
221F．．．形心
221P．．．左邊界
221P1、221Q1、221R1、221S1．．．特定位置
221Q．．．下邊界
221R．．．右邊界
221S．．．上邊界
222．．．操作區域
2221、4261．．．周邊
50．．．控制系統
51．．．控制裝置
51A．．．處理單元
AR1．．．參考軸
E21、E22、E23．．．特徵矩形
E33、E43、E53、E63．．．特徵線段
F21、F31、F41、F51、F61、FR51、FR52、FR53、FV1．．．估計方向
FB1．．．方向範圍周邊
FR1．．．估計方向範圍
FR1P．．．方向範圍參數
FR11．．．中間參考估計方向
FR12．．．上仰界限估計方向
FR13．．．下俯界限估計方向
FR14．．．左偏轉界限估計方向
FR15．．．右偏轉界限估計方向
FR2．．．方向範圍
FU1．．．參考方向範圍
G21、G22、G23、G32、G42、G52、G62、G33、G43、G53、G63．．．圖案
G2171、G2172、G2173、G2174、T21、T22、T23、T24、T31、T34、T42、T43、T51、T52、T63、T64．．．光點
H51．．．游標
K21、K31、K41、K51、K61、Q21、Q31、Q41、Q51、Q61．．．影像
NV1．．．定向
PM1．．．轉變參數
K21、K31、K41、K51、K61、Q21、Q31、Q41、Q51、Q61．．．影像
R11、R12、R32、R42、R52、R62、RV1．．．幾何關係
RF1、RU1、RV1．．．關係
RR1．．．對應關係
S51、S52．．．訊號
U21、U31、U41、U51、U61、UR1、UV1．．．參考方向

Claims (10)

  1. 一種控制裝置，用於控制一螢幕，該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考和與該第一幾何參考相關的一第一圖案，該控制裝置受配置依序具有多個參考方向和一第一參考方向，所述多個參考方向用於界定與該第一幾何參考對應的一參考方向範圍，該第一參考方向和該參考方向範圍之間具有一第一關係，且該控制裝置包括：一處理單元，在各所述多個參考方向下產生與該第一圖案相關的多個圖案，通過所述多個參考方向和所述多個圖案而估算該參考方向範圍，且通過估算該第一關係而控制該螢幕的該操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中：該處理單元在各所述多個參考方向下感測所述多個參考方向來產生多個估計方向，根據所述多個估計方向和所述多個圖案而獲得用於估算該參考方向範圍的一估計方向範圍，藉由感測該第一參考方向而產生一第一估計方向，該第一估計方向和該估計方向範圍之間具有用於估算該第一關係的一第二關係，該處理單元獲得該第二關係，且根據該第二關係而控制該螢幕的該操作；該處理單元更根據所述多個估計方向和所述多個圖案，獲得用於界定該第一幾何參考的一第二幾何參考、及在該第二幾何參考和該估計方向範圍之間的一對應關係，以控制該操作；該螢幕更具有一操作區域，該第一幾何參考界定該操作區域，且該操作區域是一顯示區域並具有顯示於該操作區域上的一游標；該第一幾何參考具有一矩形，其中該矩形具有一形心、一上邊界、一下邊界、一左邊界和一右邊界，且該上邊界、該下邊界、該左邊界和該右邊界分別具有一第一特定位置、一第二特定位置、一第三特定位置和一第四特定位置；該第一參考方向是一可變參考方向，該第一估計方向是一可變估計方向；當該第一估計方向在該估計方向範圍之外變化時，該處理單元使該游標停留在該操作區域的周邊上；當該第一估計方向從該估計方向範圍之外進入該估計方向範圍的內部時，該處理單元根據該第一關係和該對應關係而使該游標移動到該操作區域的內部；所述多個參考方向包括一第二參考方向、一第三參考方向、一第四參考方向、一第五參考方向和一第六參考方向；該第二參考方向、該第三參考方向、該第四參考方向、該第五參考方向和該第六參考方向分別與該形心、該第一特定位置、該第二特定位置、該第三特定位置和該第四特定位置對應；所述多個圖案包括分別與該第二參考方向、該第三參考方向、該第四參考方向、該第五參考方向和該第六參考方向對應的一第二圖案、一第三圖案、一第四圖案、一第五圖案和一第六圖案；所述多個估計方向包括分別與該第二參考方向、該第三參考方向、該第四參考方向、該第五參考方向和該第六參考方向對應的一第二估計方向、一第三估計方向、一第四估計方向、一第五估計方向和一第六估計方向；該處理單元更在各所述多個參考方向下產生多個第一影像，所述多個第一影像分別包括所述多個圖案和多個幾何參考；所述多個幾何參考包括分別與該第二圖案、該第三圖案、該第四圖案、該第五圖案和該第六圖案對應的一第三幾何參考、一第四幾何參考、一第五幾何參考、一第六幾何參考和一第七幾何參考；該處理單元更獲得在該第二圖案和該第三幾何參考之間的一第一幾何關係，根據該第一幾何關係產生一轉變參數，藉由該轉變參數將該第二圖案轉變為一第七圖案，且藉由該第七圖案而獲得該第二幾何參考，其中在該第七圖案和該第三幾何參考之間具有一第二幾何關係；該處理單元根據該轉變參數、該第四幾何參考、該第五幾何參考、該第六幾何參考和該第七幾何參考而轉變各自的該第三圖案、該第四圖案、該第五圖案和該第六圖案為一第八圖案、一第九圖案、一第十圖案和一第十一圖案，其中在該第八圖案和該第四幾何參考之間具有一第三幾何關係，在該第九圖案和該第五幾何參考之間具有一第四幾何關係，在該第十圖案和該第六幾何參考之間具有一第五幾何關係，在該第十一圖案和該第七幾何參考之間具有一第六幾何關係；該處理單元根據該第二幾何參考、該第二、該第三、該第四、該第五與該第六估計方向、和該第二、該第三、該第四、該第五與該第六幾何關係而獲得該估計方向範圍和該對應關係，以使該估計方向範圍與該操作區域對應；以及該估計方向範圍具有用於界定該估計方向範圍的一方向範圍參數，該方向範圍參數包括一中間參考估計方向、一上仰界限估計方向、一下俯界限估計方向、一左偏轉界限估計方向和一右偏轉界限估計方向，且該第二估計方向、該第三估計方向、該第四估計方向、該第五估計方向和該第六估計方向分別用於界定該中間參考估計方向、該上仰界限估計方向、該下俯界限估計方向、該左偏轉界限估計方向和該右偏轉界限估計方向。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的控制裝置，其中該處理單元包括：一影像感測單元，依序在所述多個參考方向下從該螢幕獲得與該第一圖案相關的多個第二影像來產生一第一訊號；一運動感測單元，依序感測所述多個參考方向和該第一參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，根據該第一訊號和該第二訊號而獲得所述多個第一影像、該轉變參數、該第二幾何參考、所述多個估計方向、該第一、該第二、該第三、該第四、該第五與該第六幾何關係、該估計方向範圍、該第一估計方向、該第二關係和該對應關係，且根據該第二關係和該對應關係而控制該操作；以及一通訊介面單元，耦接於該控制單元，其中該控制單元通過該通訊介面單元而控制該操作。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中：當該第一參考方向變化而使該第一估計方向在該估計方向範圍之內變化時，該控制單元使該游標在該操作區域中進行移動；以及當該第一參考方向變化而使該第一估計方向在該估計方向範圍之外變化時，該控制單元使該游標停留在該操作區域的周邊上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中：該控制單元更獲得一第一方向範圍，該第一方向範圍是該估計方向範圍之外的方向範圍；該估計方向範圍更具有一方向範圍周邊，該方向範圍周邊與該第一方向範圍相鄰；該估計方向範圍周邊包括一第七估計方向和一第八估計方向，該第七估計方向不同於該第八估計方向；以及該第一方向範圍包括與該方向範圍周邊相鄰的一第九估計方向。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的控制裝置，其中：當該第一參考方向變化而使該第一估計方向從該第九估計方向變化到與該方向範圍周邊相交時，該控制單元啟動一游標同步運動的功能；以及當該第一參考方向變化來使該第一估計方向先從該第七估計方向進入該第一方向範圍然後使該第一估計方向從該第一方向範圍進入該第八估計方向時，該控制單元進行一座標補償處理。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中該處理單元更具有一影像擷取計算程式，該處理單元藉由該影像擷取計算程式來處理在所述多個第二影像中與該第二參考方向對應的一特定影像，以使該第二圖案具有一特徵矩形。
  8. 一種用於控制一螢幕的方法，該螢幕具有用於一操作的一第一幾何參考，該方法包括下列步驟：在該螢幕上顯示與該第一幾何參考相關的一第一圖案；提供一控制裝置，該控制裝置受配置依序具有多個參考方向，其中所述多個參考方向用於界定與該第一幾何參考對應的一參考方向範圍；在各所述多個參考方向下，產生與該第一圖案相關的多個圖案；以及通過所述多個參考方向和所述多個圖案，估算該參考方向範圍，以控制該螢幕的該操作。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中該控制裝置更受配置具有一第一參考方向，該第一參考方向和該參考方向範圍之間具有一第一關係，且該方法更包括下列步驟：在各所述多個參考方向下感測所述多個參考方向來產生多個估計方向；根據所述多個估計方向和所述多個圖案而獲得用於估算該參考方向範圍的一估計方向範圍；根據所述多個估計方向和所述多個圖案，獲得用於界定該第一幾何參考的一第二幾何參考，其中在該第二幾何參考和該估計方向範圍之間具有一對應關係；藉由感測該第一參考方向而產生一第一估計方向，其中該第一估計方向和該估計方向範圍之間具有用於估算該第一關係的一第二關係；獲得該第二關係；以及根據該第二關係，控制該操作。
  10. 一種控制裝置，用於控制一螢幕，該螢幕具有用於一操作的一幾何參考和與該幾何參考相關的一第一圖案，該控制裝置受配置依序具有多個參考方向，所述多個參考方向用於界定與該幾何參考對應的一參考方向範圍，且該控制裝置包括：一處理單元，在各所述多個參考方向下產生與該第一圖案相關的多個圖案，通過所述多個參考方向和所述多個圖案而估算該參考方向範圍，以控制該螢幕的該操作。
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