對(duì)象追蹤裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種對(duì)象追蹤裝置，其包含一參考對(duì)象，一光學(xué)傳感器以及一控制器。參考對(duì)象具有至少一發(fā)光單元，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)。光學(xué)傳感器用以感測(cè)光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)?？刂破鞲鶕?jù)識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以輸入?yún)⒖紝?duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整光學(xué)訊號(hào)。本發(fā)明另提出一種對(duì)象追蹤裝置的控制方法。
【專利說明】對(duì)象追蹤裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)象追蹤裝置及其控制方法，特別是指一種通過適應(yīng)性調(diào)整發(fā)光單元的光學(xué)訊號(hào)以節(jié)省消耗電能的對(duì)象追蹤裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)電子游戲裝置已借助華麗的影像與逼真的音效，及配合外圍裝置偵測(cè)到游戲者的指令，進(jìn)而達(dá)到三度空間模擬真實(shí)環(huán)境的實(shí)時(shí)互動(dòng)游戲的效果。游戲者可以操作游戲外圍裝置上設(shè)置的方向游戲桿或按鈕以控制影像中的特定對(duì)象，甚至隨著游戲劇情的高潮起伏而施展各種操控技巧。一般而言，此種電子游戲裝置是利用影像傳感器來(lái)擷取顯示端參考點(diǎn)的發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的光學(xué)指令?，F(xiàn)有技術(shù)的參考點(diǎn)，無(wú)論影像傳感器與參考點(diǎn)之間相對(duì)距離為何，皆使用固定亮度與固定數(shù)目的LED，且該多個(gè)LED排列成水平直線，因此其參考點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度與形狀始終保持固定。如此，造成電子游戲裝置整體的電能消耗。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明即針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種對(duì)象追蹤裝置及其控制方法，可動(dòng)態(tài)地調(diào)整參考點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度與形狀，可大幅提升參考點(diǎn)的辨識(shí)度與整體的控制質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種對(duì)象追蹤裝置。
[0005]本發(fā)明另一目的在于，提出一種對(duì)象追蹤裝置的控制方法。
[0006]為達(dá)上述目的，就其中一觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種對(duì)象追蹤裝置，包含:一參考對(duì)象，具有多個(gè)發(fā)光單元，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)；一光學(xué)傳感器，用以感測(cè)該光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)該光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)；以及一控制器，根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以輸入該參考對(duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度。
[0007]就另一觀點(diǎn)言，本發(fā)明也提供了一種對(duì)象追蹤裝置的控制方法，包含下列步驟:提供一參考對(duì)象，該參考對(duì)象具有多個(gè)發(fā)光單兀，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)；感測(cè)該光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)該光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)；以及根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以輸入該參考對(duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度。
[0008]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該多個(gè)發(fā)光單元安排為一預(yù)設(shè)形狀，該預(yù)設(shè)形狀在旋轉(zhuǎn)360度時(shí)、其每個(gè)角度時(shí)的形狀都不與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。
[0009]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，以產(chǎn)生該光學(xué)訊號(hào)。
[0010]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該光學(xué)訊號(hào)包括一可見光訊號(hào)、一紅外光訊號(hào)或一預(yù)設(shè)電磁波訊號(hào)。
[0011]在另一種實(shí)施型態(tài)中，該對(duì)象追蹤裝置宜更包含一通訊單元，以傳送該識(shí)別訊號(hào)至該控制器；其中該通訊單元包括一紅外線(IR)發(fā)射/接收接口或一射頻(RF)發(fā)射/接收接口。[0012]在再一種實(shí)施型態(tài)中，該控制器可根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一角度信息或位置信息，對(duì)應(yīng)于該參考對(duì)象與該光學(xué)傳感器的一相對(duì)角度或一相對(duì)位置。
[0013]在另一種實(shí)施型態(tài)中，該控制器可將該識(shí)別訊號(hào)與一預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)比較而產(chǎn)生一比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果，產(chǎn)生該控制訊號(hào)。
[0014]在一種實(shí)施型態(tài)中，該控制訊號(hào)控制該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度，使其組合為一預(yù)設(shè)形狀。當(dāng)該光學(xué)傳感器無(wú)法偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀時(shí)，則該控制訊號(hào)增加或減少該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目、及/或增強(qiáng)或降低該多個(gè)發(fā)光單元的亮度。
[0015]下面通過具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0016]圖1顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的方塊示意圖；
[0017]圖2顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的示意圖；
[0018]圖3A顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置適應(yīng)性調(diào)整參考對(duì)象的光學(xué)訊號(hào)的不意圖；
[0019]圖3B顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置適應(yīng)性調(diào)整參考對(duì)象的光學(xué)訊號(hào)的不意圖；
[0020]圖4A顯示參考對(duì)象的多發(fā)光單元的一形狀；
[0021]圖4B顯示參考對(duì)象的多發(fā)光單元的另一形狀；
[0022]圖4C顯示參考對(duì)象的多發(fā)光單元的又一形狀；
[0023]圖4D顯示參考對(duì)象的多發(fā)光單元的再一形狀；
[0024]圖5顯示對(duì)象追蹤裝置的光學(xué)傳感器于使用時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30度的示意圖；
[0025]圖6A顯示參考對(duì)象的多個(gè)發(fā)光單元可于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通的示意圖；
[0026]圖6B-6C用以比較顯示發(fā)光時(shí)序的安排可協(xié)助辨識(shí)；
[0027]圖7顯示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的方塊示意圖；
[0028]圖8顯示本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的控制方法的流程圖。
[0029]圖中符號(hào)說明
[0030]100, 200對(duì)象追蹤裝置
[0031]12,22參考對(duì)象
[0032]121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f 發(fā)光單元
[0033]13，23光學(xué)傳感器
[0034]14，24控制器
[0035]25通訊單元
[0036]26參考距離量測(cè)單元
[0037]CS控制訊號(hào)
[0038]IS識(shí)別訊號(hào)
[0039]LI, L2, L3 距離
[0040]OS光學(xué)訊號(hào)
[0041]RS參考距離訊號(hào)[0042]tl, t2, t3, t4 時(shí)間【具體實(shí)施方式】
[0043]請(qǐng)參閱圖1，其顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的方塊示意圖。本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置100包含參考對(duì)象12，光學(xué)傳感器13以及控制器14。參考對(duì)象12具有例如但不限于多個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f，以產(chǎn)生光學(xué)訊號(hào)OS。光學(xué)傳感器13用以感測(cè)參考對(duì)象12所產(chǎn)生的光學(xué)訊號(hào)OS，并根據(jù)此光學(xué)訊號(hào)OS產(chǎn)生識(shí)別訊號(hào)IS。識(shí)別訊號(hào)IS可使用各種方式產(chǎn)生，例如可根據(jù)將光學(xué)傳感器13所取得影像上，亮度大于預(yù)設(shè)門坎值的像素，取這些像素的運(yùn)算值，來(lái)作為識(shí)別訊號(hào)IS，等等。更詳細(xì)舉例言之，亮度大于預(yù)設(shè)門坎值的各像素，可取其中心、重心、周邊代表點(diǎn)、或?qū)⒏飨袼亓炼却碇道奂?、或?jīng)加權(quán)后累加等等；當(dāng)然，亦可不預(yù)設(shè)門坎值，而將所有像素的亮度代表值累加、經(jīng)加權(quán)后累加、或取其中心、重心、周邊代表點(diǎn)等。實(shí)施時(shí)不受限于以上舉例，僅需使識(shí)別訊號(hào)IS能相關(guān)于參考對(duì)象12成像于光學(xué)傳感器13上的成像大小與成像亮度即可?？刂破?4耦接于參考對(duì)象12，并且控制器14根據(jù)識(shí)別訊號(hào)IS，產(chǎn)生一控制訊號(hào)CS，以輸入?yún)⒖紝?duì)象
12,進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整參考對(duì)象12所產(chǎn)生的光學(xué)訊號(hào)OS。光學(xué)訊號(hào)OS例如可以為一可見光訊號(hào)、一紅外光訊號(hào)或一預(yù)設(shè)電磁波訊號(hào)，本實(shí)施例以不可見光舉例說明，如:紅外光訊號(hào)，于其它實(shí)施例中，亦可選用其它適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)訊號(hào)OS,如:可見光訊號(hào)或電磁波訊號(hào)。在本實(shí)施例中，發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f以產(chǎn)生紅外光訊號(hào)的紅外光發(fā)光二極管元件為舉例說明，于其它實(shí)施例中，發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f亦可采用其它適當(dāng)?shù)陌l(fā)光元件。如圖1所示，本實(shí)施例的參考對(duì)象12具有多個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f，其數(shù)目可依實(shí)際的設(shè)計(jì)而有不同，本實(shí)施例以六個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f為舉例說明。此外，在本實(shí)施例中，控制訊號(hào)CS包含一發(fā)光單元數(shù)目訊號(hào)與一亮度訊號(hào)，其中，發(fā)光單元數(shù)目訊號(hào)相關(guān)于導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元的數(shù)目，而亮度訊號(hào)相關(guān)于各導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元的亮度。光學(xué)傳感器13例如但不限于一種能擷取參考對(duì)象12的影像的影像傳感器，例如:互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(Complementary MetalOxide Semiconductor ；CM0S)傳感器或電荷f禹合兀件(Charge Coupled Device ；CCD)傳感器。
[0044]請(qǐng)參閱圖2，其顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的示意圖。如圖2所示，于正常操作時(shí)，參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離例如為適中的距離LI，此時(shí)，舉例而言在本實(shí)施例中，控制訊號(hào)CS可令參考對(duì)象12的四個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121e、121f為導(dǎo)通(ON)的狀態(tài)，其余的二個(gè)發(fā)光單元121c、121d為非導(dǎo)通(OFF)的狀態(tài)，并控制導(dǎo)通的發(fā)光單元121a、121b、121e、121f的亮度(例如為預(yù)設(shè)亮度)。此四個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121e、121f所產(chǎn)生的光學(xué)訊號(hào)OS為發(fā)光單元數(shù)目與亮度的綜合結(jié)果。
[0045]請(qǐng)同時(shí)參考圖2、圖3A與圖3B。圖3A與圖3B顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置適應(yīng)性調(diào)整參考對(duì)象的光學(xué)訊號(hào)的示意圖。如圖3A所示，參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離為L(zhǎng)2，其中L2大于LI。也就是說，此時(shí)參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離L2較于正常操作時(shí)的圖2所示的相對(duì)距離LI遠(yuǎn)。光學(xué)傳感器13根據(jù)光學(xué)訊號(hào)OS產(chǎn)生識(shí)別訊號(hào)IS，其中此識(shí)別訊號(hào)IS相關(guān)于參考對(duì)象12成像于光學(xué)傳感器13上的成像大小與成像亮度。控制器14將識(shí)別訊號(hào)IS與預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)比較而產(chǎn)生比較結(jié)果。此預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)相關(guān)于辨識(shí)光學(xué)訊號(hào)OS時(shí)所需的較佳成像大小與成像亮度范圍，例如可以包括上下限，其中該上下限可依實(shí)際的需求來(lái)設(shè)計(jì)。當(dāng)相對(duì)距離為L(zhǎng)2時(shí)，參考對(duì)象12于光學(xué)傳感器13上的成像的大小較小且成像的亮度較暗，因此造成前述的比較結(jié)果為:識(shí)別訊號(hào)IS未達(dá)預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)(未達(dá)下限)。據(jù)此，控制器14根據(jù)比較結(jié)果，產(chǎn)生控制訊號(hào)CS，以輸入?yún)⒖紝?duì)象12，進(jìn)而調(diào)整光學(xué)訊號(hào)OS，以增強(qiáng)光學(xué)訊號(hào)OS。增強(qiáng)光學(xué)訊號(hào)OS的方式可以是單獨(dú)增強(qiáng)發(fā)光單元數(shù)目，即增加參考對(duì)象12上導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元的數(shù)目(例如，使其從四個(gè)變?yōu)榱鶄€(gè)，意即六個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f?為導(dǎo)通(ON)的狀態(tài))。或者，亦可以是單獨(dú)增強(qiáng)亮度，即增強(qiáng)參考對(duì)象12上各導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元121a、121b、121e、121f的亮度。或者，亦可以是同時(shí)增強(qiáng)發(fā)光單元數(shù)目與亮度。
[0046]如圖3B所示，參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離為L(zhǎng)3，其中L3小于LI。也就是說，此時(shí)參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離L3較于正常操作時(shí)的圖2所示的相對(duì)距離LI近。光學(xué)傳感器13根據(jù)光學(xué)訊號(hào)OS與相對(duì)距離L3產(chǎn)生識(shí)別訊號(hào)IS，其中此識(shí)別訊號(hào)IS相關(guān)于參考對(duì)象12于相對(duì)距離為L(zhǎng)3時(shí)，參考對(duì)象12成像于光學(xué)傳感器13上的成像大小與成像亮度。控制器14將識(shí)別訊號(hào)IS與前述的預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)比較而產(chǎn)生比較結(jié)果。當(dāng)相對(duì)距離為L(zhǎng)3時(shí)，參考對(duì)象12于光學(xué)傳感器13上的成像的大小較大且成像的亮度較亮，因此造成前述的比較結(jié)果為:識(shí)別訊號(hào)IS大于前述的預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)(大于上限)。據(jù)此，控制器14根據(jù)比較結(jié)果，產(chǎn)生控制訊號(hào)CS，以輸入?yún)⒖紝?duì)象12，進(jìn)而調(diào)整光學(xué)訊號(hào)OS，以降低光學(xué)訊號(hào)OS。降低光學(xué)訊號(hào)OS的方式可以是單獨(dú)降低發(fā)光單元數(shù)目，即降低參考對(duì)象12上導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元121的數(shù)目(例如，使其從四個(gè)變?yōu)槎€(gè)，意即二個(gè)發(fā)光單元121a、121f為導(dǎo)通(ON)的狀態(tài))?；蛘撸嗫梢允菃为?dú)降低亮度，即降低參考對(duì)象12上各導(dǎo)通(ON)的發(fā)光單元121a、121b、121e、121f的亮度?；蛘?，亦可以是同時(shí)降低發(fā)光單元數(shù)目與亮度。
[0047]本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置100在參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離較大時(shí)，適應(yīng)性地增強(qiáng)參考對(duì)象12的光學(xué)訊號(hào)OS，以提升參考對(duì)象12于光學(xué)傳感器13成像的訊號(hào)強(qiáng)度。此外，本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置100亦可在參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離較小時(shí)，適應(yīng)性地降低參考對(duì)象12所產(chǎn)生光學(xué)訊號(hào)OS的亮度或減少其中發(fā)光單元導(dǎo)通的數(shù)目，使參考對(duì)象12不致過度耗電，以節(jié)省電能消耗。相較于現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)象追蹤裝置，無(wú)論參考對(duì)象與光學(xué)傳感器的距離為何，參考對(duì)象的發(fā)光單元持續(xù)性地維持在導(dǎo)通狀態(tài)。本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置100可以在參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離改變的同時(shí)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)光單元121的數(shù)目及亮度，可大幅提升參考對(duì)象12控制的質(zhì)量并節(jié)省電能。
[0048]請(qǐng)參閱圖4A、圖4B、圖4C以及圖4D，其顯示本發(fā)明的參考對(duì)象的多個(gè)發(fā)光單元可安排為不同形狀的數(shù)個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例的參考對(duì)象12具有例如但不限于多個(gè)發(fā)光單元，且組合成一預(yù)設(shè)形狀，例如但不限于如圖4A所示的L形、或是例如但不限于如圖4B、圖4C以及圖4D所示的形狀。
[0049]上述預(yù)設(shè)形狀宜在旋轉(zhuǎn)360度時(shí)、除了 360度外，其每個(gè)角度時(shí)的形狀都不會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)(O度)的形狀完全重疊相同。例如，直線形狀于旋轉(zhuǎn)180度時(shí)會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同；三角形于旋轉(zhuǎn)120度或240度時(shí)會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同；正方形于于旋轉(zhuǎn)90度、 180度或270度時(shí)會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同、圓形于任何角度都會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。但圖4A、圖4B、圖4C以及圖4D所示的形狀，于旋轉(zhuǎn)360度時(shí)除了 360度外，都不會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。如此設(shè)計(jì)的目的是，當(dāng)光學(xué)傳感器13的坐標(biāo)系統(tǒng)相對(duì)于參考對(duì)象12發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，其位置與角度仍可以辨識(shí)出。
[0050]請(qǐng)同時(shí)參閱圖2與圖5。圖2顯不光學(xué)傳感器13于使用時(shí)未旋轉(zhuǎn)的不意圖。圖5顯示本發(fā)明光學(xué)傳感器13于使用時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30度的示意圖。以下說明將以六個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f組合成L形為例，但本發(fā)明不局限于此。于其它實(shí)施例中，亦可排列成任意的形狀，例如但不限于如前述的圖4B、圖4C以及圖4D所示。
[0051]當(dāng)使用者使用對(duì)象追蹤裝置時(shí)，在啟始階段，可先設(shè)定光學(xué)傳感器13和參考對(duì)象12間的基準(zhǔn)角度關(guān)系。例如，假設(shè)使用者初始使用對(duì)象追蹤裝置時(shí)，狀態(tài)如圖2所示，參考對(duì)象12與光學(xué)傳感器13彼此之間的相對(duì)距離為L(zhǎng)I，在較佳范圍內(nèi)，因此參考對(duì)象12的四個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121e、121f如前所述為導(dǎo)通(ON)的狀態(tài)，其余的二個(gè)發(fā)光單元121c、121d如前所述為非導(dǎo)通(OFF)的狀態(tài)。由于光學(xué)傳感器13相對(duì)于參考對(duì)象12未旋轉(zhuǎn)，因此參考對(duì)象12的發(fā)光單元在光學(xué)傳感器13上產(chǎn)生的影像如左下方圖所示。
[0052]光學(xué)傳感器13根據(jù)光學(xué)訊號(hào)OS產(chǎn)生識(shí)別訊號(hào)IS，根據(jù)識(shí)別訊號(hào)IS，可定義光學(xué)傳感器13和參考對(duì)象12間的基準(zhǔn)角度關(guān)系。
[0053]假設(shè)使用者于后續(xù)動(dòng)作中如圖5所示，將光學(xué)傳感器13于相對(duì)于參考對(duì)象12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30度，則參考對(duì)象12成像于光學(xué)傳感器13的影像亦會(huì)有變化，如左下方圖所示。此時(shí)，光學(xué)傳感器13所產(chǎn)生的識(shí)別訊號(hào)IS不同于未旋轉(zhuǎn)時(shí)的識(shí)別訊號(hào)IS，據(jù)此可得到兩者間的差異，此差異即對(duì)應(yīng)于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30度的角度信息。據(jù)此，本實(shí)施例可以取得參考對(duì)象12成像于光學(xué)傳感器13的相對(duì)角度變化。需說明的是，使用者在啟始階段時(shí)，不限于必須如圖2所示，使光學(xué)傳感器13和參考對(duì)象12間無(wú)相對(duì)旋轉(zhuǎn)；事實(shí)上，可根據(jù)使用者的使用習(xí)慣，在啟始階段時(shí)，光學(xué)傳感器13和參考對(duì)象12間可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)任意角度，并以此作為角度基準(zhǔn)值。此外，光學(xué)傳感器13和參考對(duì)象12間的基準(zhǔn)角度關(guān)系也可以是默認(rèn)值，而不必經(jīng)過使用者設(shè)定的程序。
[0054]除了相對(duì)于角度基準(zhǔn)值的角度信息外，以上同樣的方法也可得到相對(duì)于位置基準(zhǔn)值的位置信息。位置基準(zhǔn)值類似于角度基準(zhǔn)值，可以由使用者在啟始階段設(shè)定，或?yàn)槟J(rèn)值而不經(jīng)過使用者設(shè)定的程序。
[0055]當(dāng)參考對(duì)象12具有預(yù)設(shè)形狀(不論此形狀是否旋轉(zhuǎn)后會(huì)重疊)時(shí)，若光學(xué)傳感器13無(wú)法偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀，則可通過控制訊號(hào)CS來(lái)增加或減少該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目、及/或增強(qiáng)或降低該多個(gè)發(fā)光單元的亮度，直到可偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀。所謂“光學(xué)傳感器13無(wú)法偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀”是一種概念上的描述方式，意思包括“光學(xué)傳感器13無(wú)法偵測(cè)出可辨識(shí)的形狀”、或是“光學(xué)傳感器13雖偵測(cè)出可辨識(shí)的形狀但后端控制器14無(wú)法計(jì)算出該預(yù)設(shè)形狀”等。
[0056]請(qǐng)參閱圖6A，其顯示本發(fā)明的參考對(duì)象的多個(gè)發(fā)光單元可以于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通。本實(shí)施例的參考對(duì)象12具有例如但不限于多個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f，且組合成一預(yù)設(shè)形狀，例如但不限于如圖5所示的L形。多個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f可于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通(ON)，以此產(chǎn)生光學(xué)訊號(hào)OS。舉例來(lái)說，一開始時(shí)，六個(gè)發(fā)光單元121a、121b、121c、121d、121e、121f為非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。于時(shí)間tl時(shí)，發(fā)光單元121c為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)，發(fā)光單元121a、121b、121d、121e、121f為非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。于時(shí)間t2時(shí)，發(fā)光單元121b、121d為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)，發(fā)光單元121a、121c、121e、121f為非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。于時(shí)間t3時(shí)，發(fā)光單元121a、121e為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)，發(fā)光單元121b、121c、121d、121f為非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。于時(shí)間t4時(shí)，發(fā)光單元121a、121f為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)，發(fā)光單元121b、121c、121d、121e為非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。
[0057]令多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，可以達(dá)成多種作用，至少包括:第一、可以節(jié)省能耗；第二、可以調(diào)整整體亮度；第三、可以構(gòu)成不同的發(fā)光形狀以利辨識(shí)光學(xué)傳感器13的坐標(biāo)系統(tǒng)相對(duì)于參考對(duì)象12是否發(fā)生旋轉(zhuǎn)；第四、可以根據(jù)時(shí)序來(lái)辨識(shí)是否發(fā)生旋轉(zhuǎn)。舉例而言，假設(shè)參考對(duì)象12的多個(gè)發(fā)光單元安排為直線形狀，則于旋轉(zhuǎn)180度時(shí)會(huì)與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。但如果多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上自右至左發(fā)光，則旋轉(zhuǎn)180度時(shí)會(huì)變?yōu)樽宰笾劣野l(fā)光，就可辨識(shí)出來(lái)。換言之，如令多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，則多個(gè)發(fā)光單元的形狀安排就可不受限制，即使旋轉(zhuǎn)后與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀可能完全重疊相同也無(wú)妨。
[0058]發(fā)光時(shí)序的安排可協(xié)助辨識(shí)，再舉一例說明，請(qǐng)參閱圖6B-6C。假設(shè)多個(gè)發(fā)光單元安排成圖4A的形狀，則雖然旋轉(zhuǎn)后與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀并不會(huì)完全重疊相同，但假設(shè)環(huán)境中的噪聲較為惡劣(例如空氣中水氣較多造成反射)，則此時(shí)有可能感測(cè)到如圖6B中間所示的形狀、甚至更惡劣時(shí)可能感測(cè)到如圖6B右方所示的形狀。這種情況下，雖仍然可以計(jì)算出中心、重心、周邊代表點(diǎn)等，但辨識(shí)旋轉(zhuǎn)的計(jì)算難度較高。然而如果多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光時(shí)序分為兩組，如圖6C所示，則辨識(shí)旋轉(zhuǎn)的計(jì)算就容易得多。以上顯示發(fā)光時(shí)序的安排可增進(jìn)對(duì)參考對(duì)象12的旋轉(zhuǎn)辨識(shí)、或是降低計(jì)算的難度。
[0059]現(xiàn)有技術(shù)辨識(shí)旋轉(zhuǎn)角度的方式是使用另一偵測(cè)元件，例如陀螺儀、重力偵測(cè)器等；這種方式需要增加元件，且不利于單芯片整合制程，因此會(huì)增加制造成本。本發(fā)明通過發(fā)光形狀的設(shè)計(jì)、或是發(fā)光時(shí)序的設(shè)計(jì)，達(dá)成辨識(shí)旋轉(zhuǎn)角度的功能，可不需要使用另一偵測(cè)元件，因此優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
[0060]請(qǐng)參閱圖7，其顯示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的方塊示意圖。本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置200與前述的對(duì)象追蹤裝置100采用相似的概念，二者不同處在于:本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置200更包含通訊單元25以及參考距離量測(cè)單元26。本實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置200的參考對(duì)象22、光學(xué)傳感器23以及控制器24可具有前述的對(duì)象追蹤裝置100的參考對(duì)象12、光學(xué)傳感器13以及控制器14所提及的特征與功效，在此便不再贅述。
[0061]通訊單元25用以傳送光學(xué)傳感器23所產(chǎn)生的識(shí)別訊號(hào)IS至控制器24。此通訊單元25例如可以為一紅外線(IR)發(fā)射/接收接口或一射頻(RF)發(fā)射/接收接口，其將識(shí)別訊號(hào)IS傳送至控制器24，使識(shí)別訊號(hào)IS被與控制器24相連的一紅外線接收器(未繪示)或一射頻接收器(未繪示)所接收。需注意的是，在本實(shí)施例中，通訊單元25是以耦接于光學(xué)傳感器23為舉例說明，于其它實(shí)施例中，通訊單元25亦可耦接于控制器24。
[0062]請(qǐng)繼續(xù)參考圖7，參考距離量測(cè)單元26耦接于光學(xué)傳感器23，其根據(jù)參考對(duì)象22與光學(xué)傳感器23彼此之間的相對(duì)距離,產(chǎn)生一參考距離訊號(hào)RS,以無(wú)線傳輸方式輸入控制器24。需注意的是，在本實(shí)施例中，參考距離量測(cè)單元26是以耦接于光學(xué)傳感器23為舉例說明，于其它實(shí)施例中，參考距離量測(cè)單元26亦可耦接于參考對(duì)象22或控制器24。
[0063]請(qǐng)參閱圖8，其顯示本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的對(duì)象追蹤裝置的控制方法的流程圖。[0064]首先，如圖8的步驟SlOl所示，提供一參考對(duì)象，該參考對(duì)象具有多個(gè)發(fā)光單元，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)。具體而言，光學(xué)訊號(hào)例如可以為一可見光訊號(hào)、一紅外光訊號(hào)或一預(yù)設(shè)電磁波訊號(hào)。安排多個(gè)發(fā)光單元為一預(yù)設(shè)形狀，其中各發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，以產(chǎn)生光學(xué)訊號(hào)。
[0065]接著，如圖8的步驟S102所示，感測(cè)光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)。
[0066]再接著，如圖8的步驟S103所示，比較識(shí)別訊號(hào)與一預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)以產(chǎn)生一比較結(jié)果，并根據(jù)比較結(jié)果，產(chǎn)生控制訊號(hào)，以輸入?yún)⒖紝?duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整光學(xué)訊號(hào)。具體而言，調(diào)整光學(xué)訊號(hào)的方式可以是調(diào)整導(dǎo)通的發(fā)光單元的數(shù)目或調(diào)整各導(dǎo)通的發(fā)光單元的亮度。
[0067]或者，在步驟S102之后，如圖8的步驟S104所示，根據(jù)識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一角度信息或位置信息。
[0068]本發(fā)明的對(duì)象追蹤裝置，可以在參考對(duì)象與光學(xué)傳感器彼此之間的相對(duì)距離改變的同時(shí)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)光單元的數(shù)目及亮度，可大幅提升參考對(duì)象控制的質(zhì)量。此外，對(duì)象追蹤裝置可以獲知光學(xué)傳感器和參考對(duì)象間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的信息，而不需要使用另外的偵測(cè)元件。
[0069]以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來(lái)說明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來(lái)限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化。例如，在所示各實(shí)施例中，光學(xué)傳感器和參考對(duì)象之間，不限于以無(wú)線方式溝通，亦可用其它方式溝通；又例如參考距離量測(cè)單元，不限于以無(wú)線方式傳輸訊號(hào)，亦可用其它方式傳輸訊號(hào)。凡此種種，皆可根據(jù)本發(fā)明的教示類推而得，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)涵蓋上述及其它所有等效變化。此外，本發(fā)明的任一實(shí)施型態(tài)不必須達(dá)成所有的目的或優(yōu)點(diǎn)，因此，權(quán)利要求書的任一項(xiàng)也不應(yīng)以此為限。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)象追蹤裝置，其特征在于，包含: 一參考對(duì)象，具有多個(gè)發(fā)光單兀，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)； 一光學(xué)傳感器，用以感測(cè)該光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)該光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)；以及 一控制器，根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以輸入該參考對(duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該多個(gè)發(fā)光單元安排為一預(yù)設(shè)形狀，該預(yù)設(shè)形狀在旋轉(zhuǎn)360度時(shí)、除了 360度外，其每個(gè)角度時(shí)的形狀都不與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。
3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，以產(chǎn)生該光學(xué)訊號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該光學(xué)訊號(hào)包括一可見光訊號(hào)、一紅外光訊號(hào)或一預(yù)設(shè)電磁波訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，還包含一通訊單元，以傳送該識(shí)別訊號(hào)至該控制器。
6.如權(quán)利要求4所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該通訊單元包括一紅外線發(fā)射/接收接口或一射頻發(fā)射/接收接口。
7.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該控制器根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一角度信息或位置信息，對(duì)應(yīng)于該參考對(duì)象與該光學(xué)傳感器的一相對(duì)角度或一相對(duì)位置。
8.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該控制器將該識(shí)別訊號(hào)與一預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)比較而產(chǎn)生一比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果，產(chǎn)生該控制訊號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，該控制訊號(hào)控制該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度，使其組合為一預(yù)設(shè)形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，當(dāng)該光學(xué)傳感器無(wú)法偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀時(shí)，則該控制訊號(hào)增加或減少該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目、及/或增強(qiáng)或降低該多個(gè)發(fā)光單元的亮度。
11.一種對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其特征在于，包含下列步驟: 提供一參考對(duì)象，該參考對(duì)象具有多個(gè)發(fā)光單兀，以產(chǎn)生一光學(xué)訊號(hào)； 感測(cè)該光學(xué)訊號(hào)，并根據(jù)該光學(xué)訊號(hào)，產(chǎn)生一識(shí)別訊號(hào)；以及 根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以輸入該參考對(duì)象，進(jìn)而適應(yīng)性調(diào)整該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度。
12.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，還包含下列步驟:安排該多個(gè)發(fā)光單元為一預(yù)設(shè)形狀，該預(yù)設(shè)形狀在旋轉(zhuǎn)360度時(shí)、除了 360度外，其每個(gè)角度時(shí)的形狀都不與原本未旋轉(zhuǎn)時(shí)的形狀完全重疊相同。
13.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，該光學(xué)訊號(hào)包括一可見光訊號(hào)、一紅外光訊號(hào)或一預(yù)設(shè)電磁波訊號(hào)。
14.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，該多個(gè)發(fā)光單元于時(shí)序上交錯(cuò)地導(dǎo)通，以產(chǎn)生該光學(xué)訊號(hào)。
15.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，還包含下列步驟:根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)，產(chǎn)生一角度信息或位置信息。
16.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，該根據(jù)該識(shí)別訊號(hào)產(chǎn)生一控制訊號(hào)的步驟包括:比較該識(shí)別訊號(hào)與一預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)以產(chǎn)生一比較結(jié)果，并根據(jù)該比較結(jié)果，產(chǎn)生該控制訊號(hào)。
17.如權(quán)利要求11所述的對(duì)象追蹤裝置的控制方法，其中，該控制訊號(hào)控制該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目或亮度，使其組合為一預(yù)設(shè)形狀。
18.如權(quán)利要求17所述的對(duì)象追蹤裝置，其中，當(dāng)感測(cè)該光學(xué)訊號(hào)時(shí)無(wú)法偵測(cè)出該預(yù)設(shè)形狀時(shí)，則該控制訊號(hào)增加或減少該多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光數(shù)目、及/或增強(qiáng)或降低該多個(gè)發(fā)光單元的亮度。`
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK103677237SQ201210353446
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】楊文毓, 梁家鈞, 黃啟揚(yáng), 程瀚平, 高銘璨 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司