專利名稱：光學(xué)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)定位系統(tǒng)，特別是有關(guān)于一種可降低背景光源干擾的光學(xué)定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用者能透過遙控器對電子裝置進行遠程控制，而不需要時常移動到電子裝置旁。傳統(tǒng)電子裝置功能簡單，遙控器的按鍵多半僅針對特定功能，例如開啟/關(guān)閉、選擇、輸入或調(diào)整設(shè)定等。隨著科技快速發(fā)展，電子裝置的種類和功能越來越多，提供互動式應(yīng)用的智能家庭生活已成為主流。智能家庭生活可視為一光學(xué)定位系統(tǒng)，其包含許多電子裝置，例如電視機、機上盒、多媒體播放器，或藍光播放機等數(shù)字家庭的產(chǎn)品。相較于傳統(tǒng)遙控器，智能家庭生活的遙控器功能更多。舉例來說，當(dāng)機上盒有內(nèi)建上網(wǎng)的瀏覽器時，遙控器便需要提供指向接口以操作瀏覽器；當(dāng)有搜尋功能或是輸入網(wǎng)址的需求時，遙控器便需提供輸入接口。針對指向性操作，使用者握持遙控器的方式會影響指向光標(biāo)在屏幕上的操作方向，因此需提供能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)電子裝置和其控制裝置之間的相對位置與角度的光學(xué)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述習(xí)知技藝的問題，本發(fā)明的目的就是在提供一種電荷回收電路，以減少一驅(qū)動電路的電源消耗。為達到上述的目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)定位系統(tǒng)，包括一第一光源，設(shè)置于一目標(biāo)物上的一第一目標(biāo)點，用來提供波長在一第一預(yù)定范圍內(nèi)的光線；一第二光源，設(shè)置于該目標(biāo)物上的一第二目標(biāo)點，用來提供波長在一第二預(yù)定范圍內(nèi)的光線；一圖像接收器，用來偵測該第一光源和該第二光源的光學(xué)信號以產(chǎn)生相對應(yīng)的一第一圖像和一第二圖像；以及一分析單元，用來根據(jù)該第一圖像和該第二圖像計算出該圖像接收器和該目標(biāo)物之間的一相對位置。本發(fā)明更提供一種光學(xué)定位方法，包括在一目標(biāo)物上的一第一目標(biāo)點提供波長在一第一預(yù)定范圍內(nèi)的一第一光線；在該目標(biāo)物上的一第二目標(biāo)點提供波長在一第二預(yù)定范圍內(nèi)的一第二光線；一圖像接收器偵測該第一光線和該第二光線以產(chǎn)生相對應(yīng)的一第一圖像和一第二圖像；以及根據(jù)該第一圖像和該第二圖像計算出該圖像接收器和該目標(biāo)物之間的一相對位置。本發(fā)明的優(yōu)點為能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)電子裝置和其控制裝置之間的相對位置與角度的光學(xué)系統(tǒng)。


圖I為本發(fā)明第一實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)的功能方塊圖。圖2為本發(fā)明第二實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖3為本發(fā)明第三實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)的功能方塊圖 。圖4為本發(fā)明第一實施例中光學(xué)定位系統(tǒng)運作時光源的訊號圖。圖5為本發(fā)明第二或第三實施例中光學(xué)定位系統(tǒng)運作時光源的訊號圖。圖6為本發(fā)明光學(xué)定位系統(tǒng)中光源設(shè)置方式的示意圖。圖7和圖8為本發(fā)明光學(xué)定位系統(tǒng)中圖像接收器的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下100,200,300光學(xué)定位系統(tǒng)LTl LTn光源10圖像接收器20分析單元30環(huán)境光偵測器40調(diào)整單元SRO SRn光學(xué)傳感器R, G，B，IR，IRl IRn 光學(xué)涂層
具體實施例方式圖I為本發(fā)明第一實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)100的功能方塊圖。光學(xué)定位系統(tǒng)100包含多個光源LTl LTn (η為不小于2的整數(shù))、一圖像接收器10，以及一分析單元20。光源LTl LTn可設(shè)置在一目標(biāo)物上，例如設(shè)置在一顯示裝置的殼體正面。圖像接收器10和分析單元20可設(shè)置在此目標(biāo)物的一控制裝置內(nèi)，例如設(shè)置在顯示裝置的遙控器內(nèi)。光源LTl LTn可為不同色的多個可見光光源、不同頻率的多個紅外線光源，或是前述兩種類型光源的任意組合，因此可分別提供波長在第一至第η預(yù)定范圍內(nèi)的光線。在本發(fā)明第一實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)100中，圖像接收器10可偵測光源LTl LTn的光學(xué)信號并以產(chǎn)生相對應(yīng)的圖像。圖2為本發(fā)明第二實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)200的功能方塊圖。光學(xué)定位系統(tǒng)200包含多個光源LTl LTn、一圖像接收器10、一分析單元20，以及一調(diào)整單元40。光源LTl LTn和調(diào)整單元40可設(shè)置在一目標(biāo)物上，例如設(shè)置在一顯示裝置的殼體正面。圖像接收器10和分析單元20可設(shè)置在此目標(biāo)物的一控制裝置內(nèi)，例如設(shè)置在顯示裝置的遙控器內(nèi)。光源LTl LTn可為不同色的多個可見光光源、不同頻率的多個紅外線光源，或是前述兩種類型光源的任意組合，因此可分別提供波長在第一至第η預(yù)定范圍內(nèi)的光線。在本發(fā)明第二實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)200中，圖像接收器10可偵測光源LTl LTn的光學(xué)信號并以產(chǎn)生相對應(yīng)的圖像，并偵測背景光學(xué)信號。分析單元20 (或是圖像接收器10本身)可計算出背景光學(xué)信號的工作周期(duty cycle)，調(diào)整單元40再依此調(diào)整光源LTl LTn的工作周期以降低背景光學(xué)信號的干擾。圖3為本發(fā)明第三實施例中一光學(xué)定位系統(tǒng)300的功能方塊圖。光學(xué)定位系統(tǒng)300包含多個光源LTl LTn、一圖像接收器10、一分析單元20、一環(huán)境光偵測器30，以及一調(diào)整單元40。光源LTl LTn、環(huán)境光偵測器30和調(diào)整單元40可設(shè)置在一目標(biāo)物上，例如設(shè)置在一顯示裝置的殼體正面。圖像接收器10和分析單元20可設(shè)置在此目標(biāo)物的一控制裝置內(nèi)，例如設(shè)置在顯示裝置的遙控器內(nèi)。光源LTl LTn可為不同色的多個可見光光源、不同頻率的多個紅外線光源，或是前述兩種類型光源的任意組合，因此可分別提供波長在第一至第η預(yù)定范圍內(nèi)的光線。在本發(fā)明第三實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)300中，圖像接收器10可偵測光源LTl LTn的光學(xué)信號并以產(chǎn)生相對應(yīng)的圖像，環(huán)境光偵測器30可偵測背景光學(xué)信號并計算出背景光學(xué)信號的工作周期，調(diào)整單元40再依此調(diào)整光源LTl LTn的工作周期以降低背景光學(xué)信號的干擾。圖4為本發(fā)明第一實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)100運作時光源LTl LTn的信號圖。在圖4所示的實施例中，第一至第η預(yù)定范圍中每一預(yù)定范圍并無交集，或分布大致上相異，使得彼此之間可根據(jù)波長特性加以區(qū)分。例如光源LTl LTn可分別提供波長為λ I λ η的光線(λ I關(guān)λ 2關(guān)…關(guān)λ η)。如此，圖像接收器10可偵測光源LTl LTn的光學(xué)信號并以產(chǎn)生相對應(yīng)的第一至第η圖像。由于λ λ η相異，第一至第η圖像的特性不同，分析單元20可依此計算出控制裝置和目標(biāo)物之間的相對位置或角度。圖5為本發(fā)明第二實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)200或第三實施例的光學(xué)定位系統(tǒng)300 運作時光源LTl LTn的信號圖。在圖5所示的實施例中，第一至第η預(yù)定范圍中每一預(yù)定范圍并無交集，或分布大致上相異，使得彼此之間可根據(jù)波長特性加以區(qū)分。例如光源LTl LTn可分別提供波長為λ I λ η的光線(λ I關(guān)λ 2關(guān)…關(guān)λ η)。另一方面，圖像接收器10或環(huán)境光偵測器30可偵測背景光源，并依此計算出光源LTl LTn的工作周期Tl Τη。如此，圖像接收器10可偵測光源LTl LTn的光學(xué)信號并以產(chǎn)生相對應(yīng)的第一至第η圖像。由于λ λ η相異，第一至第η圖像的特性不同，分析單元20可依此計算出控制裝置和目標(biāo)物之間的相對位置或角度。由于工作周期Tl Tn是由背景光源來決定，圖像接收器10所偵測的光學(xué)信號可隔絕背景光學(xué)信號的干擾，使得分析單元20能更準(zhǔn)確地計算出控制裝置和目標(biāo)物之間的相對位置或角度。在本發(fā)明一實施例中，工作周期Tl Tn可具相同值，或為整數(shù)倍關(guān)系。在本發(fā)明其它實施例中，工作周期Tl Tn可具不同值。圖6為本發(fā)明光學(xué)定位系統(tǒng)100，200和300中光源LTl LTn設(shè)置方式的示意圖。光源LTl LTn可分別設(shè)置于目標(biāo)物上的不同目標(biāo)點，η值和每一光源彼此之間的相對位置可根據(jù)目標(biāo)物的設(shè)計或應(yīng)用而有所變化，圖6所示僅為本發(fā)明的實施例，并不限定本發(fā)明的范疇。圖7和圖8為本發(fā)明光學(xué)定位系統(tǒng)100，200和300中圖像接收器10的示意圖。在圖7所示的實施例中，圖像接收器10可包含單一光學(xué)傳感器SR0，其包含多個畫素。每一畫素上可覆蓋著不同種類和數(shù)量的光學(xué)涂層以用來阻擋波長在相對應(yīng)預(yù)定范圍之外的光線，進而提供濾波器的功能，圖7中以R、G，B，IR，IRl和IR2來表示不同種類的光學(xué)涂層。在圖7中，覆蓋著光學(xué)涂層R的畫素僅讓紅色可見光通過(波長范圍大約介于600 780nm之間)，覆蓋著光學(xué)涂層G的畫素僅讓綠色可見光通過(波長范圍大約介于500 600nm之間)，覆蓋著光學(xué)涂層B的畫素僅讓藍色可見光通過(波長范圍大約介于380 500nm之間)，而覆蓋著光學(xué)涂層IR，IRl和IR2的畫素器僅讓特定波長的紅外光通過(波長大約介于780 1400nm之間)。在圖8所示的實施例中，圖像接收器10可包含多個光學(xué)傳感器SRl SRn，每一光學(xué)傳感器包含包含多個畫素。每一畫素上可覆蓋著不同種類和數(shù)量的光學(xué)涂層以用來阻擋波長在相對應(yīng)預(yù)定范圍之外的光線，進而提供濾波器的功能，圖8中以R、G、B、IR、IR1 IR來表示不同種類的光學(xué)涂層。在圖8中，覆蓋著光學(xué)涂層R的光學(xué)傳感器僅讓紅色可見光通過(波長范圍大約介于600 780nm之間)，覆蓋著光學(xué)涂層G的光學(xué)傳感器僅讓綠色可見光通過(波長范圍大約介于500 600nm之間)，覆蓋著光學(xué)涂層B的光學(xué)傳感器僅讓藍色可見光通過(波長范圍大約介于380 500nm之間)，而覆蓋著光學(xué)涂層IR、IRl IRn的光學(xué)傳感器僅讓特定波長的紅外光通過(波長大約介于780 1400nm之間)。圖像接收器10可根據(jù)設(shè)計或應(yīng)用而采用單一或多個光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)，畫素上覆蓋的光學(xué)涂層其種類和數(shù)量可由光源LTl LTn的種類和數(shù)量來決定，并視需求改變?yōu)V波器的排列方式。圖7和圖8所示僅為本發(fā)明的實施例，并不限定本發(fā)明的范疇。本發(fā)明提供一光學(xué)定位系統(tǒng)，在一電子裝置上不同目標(biāo)點分別設(shè)置波長在不同預(yù)定范圍的多個光源，并透過調(diào)整多個光源的工作周期以減少背景光源的干擾，因此能準(zhǔn)確地判斷電子裝置和其控制裝置之間的相對位置與角度，無論使用者以何種方式手持控制裝置，皆能精準(zhǔn)地對目標(biāo)電子裝置下達指向性指令。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括 一第一光源，設(shè)置于一目標(biāo)物上的一第一目標(biāo)點，用來提供波長在一第一預(yù)定范圍內(nèi)的光線； 一第二光源，設(shè)置于該目標(biāo)物上的一第二目標(biāo)點，用來提供波長在一第二預(yù)定范圍內(nèi)的光線； 一圖像接收器，用來偵測該第一光源和該第二光源的光學(xué)信號以產(chǎn)生相對應(yīng)的一第一圖像和一第二圖像；以及 一分析單元，用來根據(jù)該第一圖像和該第二圖像計算出該圖像接收器和該目標(biāo)物之間的一相對位置。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該圖像接收器更包括 一光學(xué)傳感器，包括 一第一畫素，其上覆蓋著一第一光學(xué)涂層，用來阻擋波長在該第一預(yù)定范圍之外的光線；以及 一第二畫素，其上覆蓋著一第二光學(xué)涂層，用來阻擋波長在該第二預(yù)定范圍之外的光線。
3.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該圖像接收器包括 一第一光學(xué)傳感器，包括多個畫素，其上覆蓋著一第一光學(xué)涂層，用來阻擋波長在該第一預(yù)定范圍之外的光線；以及 一第二光學(xué)傳感器，包括多個畫素，其上覆蓋著一第二光學(xué)涂層，用來阻擋波長在該第二預(yù)定范圍之外的光線。
4.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué)定位系統(tǒng)另包括 一調(diào)整單元，用來調(diào)整該第一光源的一第一工作周期和該第二光源的一第二工作周期。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué)定位系統(tǒng)更包括 一環(huán)境光偵測器，用來偵測該光學(xué)定位系統(tǒng)運作時的一背景光學(xué)信號，并根據(jù)該背景光學(xué)信號計算出該第一工作周期和該第二工作周期。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該圖像接收器更用來偵測該光學(xué)定位系統(tǒng)運作時的一背景光學(xué)信號，并根據(jù)該背景光學(xué)信號計算出該第一工作周期和該第二工作周期。
7.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)定位系統(tǒng)，其特征在于，該第一光源和該第二光源系為不同色的兩可見光光源或不同頻率的兩紅外線光源，或是分別為一可見光光源和一紅外線光源。
8.一種光學(xué)定位方法，其特征在于，包括 在一目標(biāo)物上的一第一目標(biāo)點提供波長在一第一預(yù)定范圍內(nèi)的一第一光線； 在該目標(biāo)物上的一第二目標(biāo)點提供波長在一第二預(yù)定范圍內(nèi)的一第二光線； 一圖像接收器偵測該第一光線和該第二光線以產(chǎn)生相對應(yīng)的一第一圖像和一第二圖像；以及 根據(jù)該第一圖像和該第二圖像計算出該圖像接收器和該目標(biāo)物之間的一相對位置。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)定位方法，其特征在于，該光學(xué)定位方法更包括在該第一目標(biāo)點以一第一工作周期提供該第一光線；以及 在該第二目標(biāo)點以一第二工作周期提供該第二光線。
10.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)定位方法，其特征在于，該光學(xué)定位方法更包括 偵測一背景光學(xué)信號，并根據(jù)該背景光學(xué)信號計算出該第一工作周期和該第二工作周期。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)定位方法，其特征在于，該第一工作周期和該第二工作周期相異于該背景光學(xué)信號的周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)定位系統(tǒng)。該光學(xué)定位系統(tǒng)包含多個光源、一圖像接收器，以及一分析單元。該多個光源分別設(shè)置于一目標(biāo)物上多個目標(biāo)點，用來提供波長在多個預(yù)定范圍內(nèi)的光線。該圖像接收器用來偵測該多個光源的光學(xué)信號以產(chǎn)生相對應(yīng)的多個圖像。分析單元用來根據(jù)多個圖像計算出圖像接收器和目標(biāo)物之間的一相對位置或角度。因此，本發(fā)明的優(yōu)點為能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)電子裝置和其控制裝置之間的相對位置與角度的光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號G01S5/16GK102981142SQ20111026079
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者高銘璨, 黃昭薦, 梁家鈞, 柯怡賢 申請人:原相科技股份有限公司