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1、(10)申请公布号 CN 103793185 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103793185 A (21)申请号 201210424362.4 (22)申请日 2012.10.30 G06F 3/14(2006.01) (71)申请人 孕龙科技股份有限公司 地址 中国台湾新北市 (72)发明人 郑秋豪 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 周长兴 (54) 发明名称 指针定位系统 (57) 摘要 一种指针定位系统， 包含有一影像形成装置、 一光点产生装置、 一操控装置、 一运算电路以及一 主机 ； 该影像形成装置用以于一显示区域上形成。
2、 影像 ； 该光点产生装置用以于该显示区域上形成 复数光点 ； 该操控装置与该光点控制装置电性连 接， 用以指向该显示区域、 并撷取具有部分该些光 点的影像 ； 该运算电路依据撷取的影像运算出该 操控装置所指向于该显示区域上的位置 ； 该主机 依据运算的结果输出讯号给该影像形成装置， 以 于该显示区域上形成对应的影像。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图12页 (10)申请公布号 CN 103793185 A CN 103793185 A 1/2 页 2 1. 。
3、一种指针定位系统， 包含有 ： 一影像形成装置， 用以于一显示区域上形成影像 ； 一光点产生装置， 用以于该显示区域上以不可见光投射形成复数光点， 且该些光点包 含有复数个定位标识与复数个辨识标识 ； 其中， 该些定位标识依其排列方式将该显示区域 区分成复数个区块， 而每一区块至少涵括了一个辨识标识的一部份， 且每一区块所包含的 定位标识及辨识标识的排列方式皆不相同 ； 一操控装置， 用以指向该显示区域， 且具有一不可见光摄影机， 该不可见光摄影机用以 撷取该显示区域上的部份区域内的定位标识及辨识标识， 并依据该些定位标识和辨识标识 的排列方式输出一对应的标识讯号 ； 一运算电路， 包含有一内。
4、存， 该内存储存有一数据， 且该数据具有各该区块所包含的定 位标识及辨识标识的排列方式 ； 该运算电路与该不可见光摄影机电性连接， 用以接收该不 可见光摄影机所送出的标识讯号， 并运算该标识讯号后与该内存内的数据比对， 以取得该 不可见光摄影机所撷取的该部份区域所包含的区块的信息， 并据以输出一位置讯号 ； 以及 一影像电路， 与该影像形成装置以及该运算电路电性连接， 且接收该运算电路所出的 位置讯号 ； 该影像电路接收该位置讯号后， 输出一指针影像讯号至该影像形成装置， 并由该 影像形成装置于该不可见光摄影机所撷的该部份区域所包含的区块中形成一指针影像。 2. 根据权利要求 1 所述的指针定。
5、位系统， 其中， 该运算电路运算有该不可见光摄影机 所撷取的该部份区域的中心点所指向的该区块中的位置， 并依据于该区块中的位置推算出 该中心点于整个该显示区域中的位置， 而产生对应该显示区域中的位置的该位置讯号。 3. 根据权利要求 2 所述的指针定位系统， 其中， 该影像形成装置接收到该对应该位置 讯号的指针影像讯号后， 于该显示区域上对应该不可见光摄影机撷取的该部份区域的中心 点处， 形成对应的指针影像。 4. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 包含有复数个标记组件， 设于该显示区 域四周， 并可产生不可见光。 5. 根据权利要求 4 所述的指针定位系统， 其中， 该运算电路。
6、的内存所储存的数据包含 有该些标记组件的排列方式。 6. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 包含有一光点控制装置， 与该光点产生 装置以及该运算电路电性连接， 用以控制该光点产生装置所产生的定位标识与辨识标识于 该显示区域上的排列方式， 并可输出一调整讯号予该运算电路， 以修改该内存所储存的数 据的定位标识与辨识标识的排列方式。 7.根据权利要求1所述的指针定位系统， 其中， 该不可见光为中心波长850nm的红外线 激光。 8.根据权利要求1所述的指针定位系统， 其中， 该不可见光为中心波长940nm的红外线 激光。 9. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 该操控装。
7、置包含有一控制接口与该运 算电路电性连接， 供使用者操控而输出对应的控制讯号予该运算电路 ； 该运算电路接收该 控制讯号后， 依据运算结果与该控制讯号产生对应的该位置讯号予该影像电路。 10. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 该运算电路设于该操控装置上。 11. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 包含有一主机， 与该操控装置电性连 权 利 要 求 书 CN 103793185 A 2 2/2 页 3 接， 且该运算电路与该影像电路皆设于该主机中。 12. 根据权利要求 1 所述的指针定位系统， 其中， 包含有至少两个无线通信接口， 通过 无线传输的方式， 发送或接。
8、受该标识讯号、 位置讯号与指针影像讯号其中之一。 权 利 要 求 书 CN 103793185 A 3 1/5 页 4 指针定位系统 技术领域 0001 本发明与电子装置有关， 更详细地是指一种指针定位系统。 背景技术 0002 近年来， 随着人们生活质量的提升， 人们愈来愈重视休闲活动， 期以通过休闲活动 能释放生活中的压力， 并增进人与人之间的情感交流。 而随着游戏产业的蓬勃发展， 各式各 样的网络游戏或单机游戏， 已成为人们重要的休闲活动与生活的调剂品， 其中尤以大型射 击类游戏机台深受年轻人的喜爱。 0003 然而， 目前在射击类游戏机台中， 通常会利用光枪来取代一般游戏杆进行瞄准显 。
9、示屏上的目标物， 以提升游戏模拟的真实性。请参阅图 1 所示， 公知指针定位系统主要包含 有一光枪 150 以及一游戏主机 160， 且该光枪 150 的信号线直接连接至游戏主机 160， 当用 户利用该光枪 150 对准一显示屏 200 上一瞄准点发射一弹着点信号时， 该光枪 150 的一光 接收器 151 会接收到阴极射线管电子打在该显示屏 200 的瞄准点所产生的弹着点信号， 而 将此弹着点信号送回游戏主机 160， 令该游戏主机 160 所执行的游戏程序会根据此弹着点 信号， 配合游戏主机 160 的视讯信号， 计算出弹着点相对于该显示屏 200 上的瞄准坐标， 而 进行相关的游戏程序。
10、处理。 0004 由上述可知， 公知光枪 150 都必需靠于该显示屏 200 上所产生的弹着点讯号或同 步讯号， 才能做弹着点讯号处理或者计算弹着点 X、 Y 轴坐标值 ； 再者， 假如使用者在进行射 击游戏时， 其显示屏为 TFT LCD、 PDP 投射系统显示屏或一些不能产生弹着点信号或同步信 号的显示屏， 则该光枪 150 将无法使用在上述类型的显示屏， 进而导致使用者仅能应用在 CDT、 CRT 等可产生弹着点信号或同步信号的显示屏， 不仅整体的适用性差， 并会造成使用者 的不方便。 0005 如中国台湾申请号 95116011 的 指针定位装置及方法 ， 公开于 96 年 11 月 。
11、16 日 的中国台湾发明公开公报， 公开编号 200742600， 其利用产生一特定光谱的辅助定位点设置 该影像显示设备周围， 在影像传感器前方并设有滤光器， 使影像传感器仅能感测该特定光 谱讯号， 并将该光讯号转换为电讯号， 再以计算处理单元接收电讯号后， 计算并储存利用该 辅助定位点校正该影像传感器的指向指针所得的初始设定， 利用该辅助定位点做为校正初 始设定及指标定位的基准点， 并执行指标定位的计算， 以于该影像显示设备显示影像的特 定范围内进行指标定位。 0006 然而， 随着影像科技与面板产业的进步， 影像显示设备的尺寸越来越大， 但上述的 标定位装置仅能对特定范围内的影像显示设备的。
12、显示影像进行指针定位， 且实际实施上， 亦不可能在大尺寸显示设备的面板上直接装设辅助定位点， 因此， 将导致大尺寸影像显示 设备将无法进行指针定位， 而让其指针定位装置在使用上受到限制。 0007 再者， 亦有厂商利用 G-sensor、 Gyroscope 作为定位判断方式， 此方式虽可运用于 TFT LCD、 PDP 投射系统显示屏或一些不能产生弹着点信号或同步信号的显示屏， 但其侦测 计算得到的坐标是相对坐标， 便需与显示屏作一精准对位， 若位置设定出现误差时， 便会让 说 明 书 CN 103793185 A 4 2/5 页 5 瞄准点与弹着点的位置产生偏移， 让用户瞄准到目标物时， 。
13、亦无法作出击中的判断， 导致使 用者无法顺畅进行游戏。 发明内容 0008 本发明的目的在于提供一种指针定位系统， 可适用于不同显示屏上， 且同时可达 到精准定位的效果。 0009 为实现上述目的， 本发明提供的指针定位系统， 包含有 ： 0010 一影像形成装置， 用以于一显示区域上形成影像 ； 0011 一光点产生装置， 用以于该显示区域上以不可见光投射形成复数光点， 且该些光 点包含有复数个定位标识与复数个辨识标识 ； 其中， 该些定位标识依其排列方式将该显示 区域区分成复数个区块， 而每一区块至少涵括了一个辨识标识的一部份， 且每一区块所包 含的定位标识及辨识标识的排列方式皆不相同 ；。
14、 0012 一操控装置， 用以指向该显示区域， 且具有一不可见光摄影机， 该不可见光摄影机 用以撷取该显示区域上的部份区域内的定位标识及辨识标识， 并依据该些定位标识和辨识 标识的排列方式输出一对应的标识讯号 ； 0013 一运算电路， 包含有一内存， 该内存储存有一数据， 且该数据具有各该区块所包含 的定位标识及辨识标识的排列方式 ； 该运算电路与该不可见光摄影机电性连接， 用以接收 该不可见光摄影机所送出的标识讯号， 并运算该标识讯号后与该内存内的数据比对， 以取 得该不可见光摄影机所撷取的该部份区域所包含的区块的信息， 并据以输出一位置讯号 ； 以及 0014 一影像电路， 与该影像形成。
15、装置以及该运算电路电性连接， 且接收该运算电路所 出的位置讯号 ； 该影像电路接收该位置讯号后， 输出一指针影像讯号至该影像形成装置， 并 由该影像形成装置于该不可见光摄影机所撷的该部份区域所包含的区块中形成一指针影 像。 0015 所述的指针定位系统， 其中， 该运算电路运算有该不可见光摄影机所撷取的该部 份区域的中心点所指向的该区块中的位置， 并依据于该区块中的位置推算出该中心点于整 个该显示区域中的位置， 而产生对应该显示区域中的位置的该位置讯号。 0016 所述的指针定位系统， 其中， 该影像形成装置接收到该对应该位置讯号的指针影 像讯号后， 于该显示区域上对应该不可见光摄影机撷取的该。
16、部份区域的中心点处， 形成对 应的指针影像。 0017 所述的指针定位系统， 其中， 包含有复数个标记组件 (infrared marker)， 设于该 显示区域四周， 并可产生不可见光。 0018 所述的指针定位系统， 其中， 该运算电路的内存所储存的数据包含有该些标记组 件的排列方式。 0019 所述的指针定位系统， 其中， 包含有一光点控制装置， 与该光点产生装置以及该运 算电路电性连接， 用以控制该光点产生装置所产生的定位标识与辨识标识于该显示区域上 的排列方式， 并可输出一调整讯号予该运算电路， 以修改该内存所储存的数据的定位标识 与辨识标识的排列方式。 0020 所述的指针定位系统。
17、， 其中， 该不可见光为中心波长 850nm 的红外线激光。 说 明 书 CN 103793185 A 5 3/5 页 6 0021 所述的指针定位系统， 其中， 该不可见光为中心波长 940nm 的红外线激光。 0022 所述的指针定位系统， 其中， 该操控装置包含有一控制接口与该运算电路电性连 接， 供使用者操控而输出对应的控制讯号予该运算电路 ； 该运算电路接收该控制讯号后， 依 据运算结果与该控制讯号产生对应的该位置讯号予该影像电路。 0023 所述的指针定位系统， 其中， 该运算电路设于该操控装置上。 0024 所述的指针定位系统， 其中， 包含有一主机， 与该操控装置电性连接， 且。
18、该运算电 路与该影像电路皆设于该主机中。 0025 所述的指针定位系统， 其中， 包含有至少两个无线通信接口， 通过无线传输的方 式， 发送或接受该标识讯号、 位置讯号与指针影像讯号其中之 0026 由此， 通过上述设计， 各该指针定位系统便可适用于不同显示屏上， 且同时可达到 精准定位的效果。 附图说明 0027 图 1 为公知指针定位系统的结构图 ； 0028 图 2 为本发明较佳实施的指针定位系统结构图 ； 0029 图 3 为本发明较佳实施的指针定位系统方块图 ； 0030 图 4 为显示区域上的光点分布图 ； 0031 图 5 为不可见光摄影机所撷取的影像 ； 0032 图 6 揭示。
19、图 5 指向图 3 上的哪些区块 ； 0033 图 7 揭示图 5 的中心点位于图 6 的区块 II ； 0034 图 8 为可提升中间区块定位辨识度的光点分布图 ； 0035 图 9 揭示可于图 3 的架构下， 增设光点控制装置 ； 0036 图 10 为本发明另一较佳实施的指针定位系统方块图 ； 0037 图 11 揭示图 9 可增加无线传输接口来传输讯号 ； 0038 图 12 揭示图 10 可增加无线传输接口来传输讯号。 0039 附图中主要组件符号说明 ： 0040 10 影像形成装置 ； 20 光点产生装置 ； 30 光点控制装置 ； 40 操控装置 ； 42 不可见光 摄影机 ；。
20、 44 控制接口 ； 46 运算电路 ； 50 主机 ； 52 影像电路 ； 60 影像形成装置 ； 62 光点产生 装置 ； 64 光点控制装置 ； 70 操控装置 ； 80 主机 ； 82 运算电路 ； 90 无线传输接口 ； 100 显示区 域 ； P 定位标识 ； Q 辨识标识 ； O 中心点 ； M 指针影像 ； I VIII 区块 ； 150 光枪 ； 151 光接收 器 ； 160 游戏主机 ； 200 显示屏。 具体实施方式 0041 本发明所提供的指针定位系统包含有一影像形成装置、 一光点产生装置、 一操控 装置、 一运算电路以及一影像电路 ； 其中， 该影像形成装置用以于一。
21、显示区域上形成影像 ； 该光点产生装置用以于该显示区域上以不可见光投射形成复数光点， 且该些光点包含有复 数个定位标识与复数个辨识标识 ； 其中， 该些定位标识依其排列方式将该显示区域区分成 复数个区块， 且每一区块至少涵括了一个辨识标识的一部份， 且每一区块所包含的定位标 识及辨识标识的排列方式皆不相同 ； 该操控装置用以指向该显示区域， 且具有一不可见光 说 明 书 CN 103793185 A 6 4/5 页 7 摄影机， 该不可见光摄影机用以撷取该显示区域上的部份区域内的定位标识及辨识标识， 并依据该些定位标识和辨识标识的排列方式输出一对应的标识讯号 ； 该运算电路包含有一 内存， 该。
22、内存储存有一数据， 且该数据具有各该区块所包含的定位标识及辨识标识的排列 方式 ； 该运算电路与该不可见光摄影机电性连接， 用以接收该不可见光摄影机所送出的标 识讯号， 并运算该标识讯号后与该内存内的数据比对， 以取得该不可见光摄影机所撷取的 该部份区域所包含的区块的信息， 并据以输出一位置讯号 ； 该影像电路与该影像形成装置 以及该运算电路电性连接， 且接收该运算电路所出的位置讯号 ； 该影像电路接收该位置讯 号后， 输出一指针影像讯号至该影像形成装置， 并由该影像形成装置于该不可见光摄影机 所撷的该部份区域所包含的区块中形成一指针影像。 0042 为能更清楚地说明本发明， 举较佳实施例并配。
23、合附图详细说明如后。 0043 请参阅图 2 及图 3， 本发明第一较佳实施例的指针定位系统包含有一影像形成装 置 10、 一光点产生装置 20、 一操控装置 40、 一运算电路 46 以及一主机 50。其中 ： 0044 该影像形成装置 10 用以于一显示区域 100 上形成影像。于本实施例中， 该影像形 成装置 10 为一投影机， 且该显示区域 100 为一 1280800 的宽型屏幕。 0045 请参阅图 4， 该光点产生装置 20 用以于该显示区域 100 上以不可见的中心波长为 850nm或940nm的红外线激光投射形成复数个光点， 且该些光点包含有复数个定位标识P与 辨识标识Q。 。
24、其中， 该些定位标识P依其排列方式将该显示区域100区分出坐标以及复数个 区块 I VIII， 且每一区块 I VII 涵括有数个辨识标识的一部份。该些辨识标识 Q 位于 各区域 I VIII 的边缘， 且每一区块 I VII 所包含的定位标识 P 及辨识标识 Q 的排列方 式皆不相同， 而使各区块 I VIII 形成与其它区块 I VIII 相异处。 0046 该操控装置40用以供用户指向该显示区域100， 且具有一不可见光摄影机42以及 一控制接口 44。该不可见光摄影机 42 用以撷取该显示区域 100 上的部份区域内的定位标 识 P 及辨识标识 Q( 如图 5)， 并据以输出一对应的标。
25、识讯号。该控制接口 44 用以供用户操 控而输出对应控制指令 ( 如拖拉、 点击等指令 ) 的控制讯号， 于本实施例中， 该控制接口 44 为一按钮。 0047 该运算电路 46 设于该操控装置 40 上， 且具有一内存 ( 图未示 ) 事先储存有一数 据， 而该数据中具有该些定位标识 P 与辨识标识位置 Q 的排列方式。另外， 该运算电路 46 与该不可见光摄影机 42 以及该控制接口 44 电性连接， 用以接收该标识讯号以及该控制讯 号。由此， 该运算电路 46 运算该标识讯号， 取得该不可见光摄影机 42 所撷取的定位标识 P 及辨识标识 Q 的排列后， 与该内存内的数据比对， 以取得该。
26、不可见光摄影机所撷取的该部 份区域所包含的区块 I、 II、 III、 V、 VI、 VII( 如图 6) 的信息， 进而推算出该部份区域的中心 点 O 所指向的该区块 II 中的位置 ( 如图 7)， 并依据该区块 II 中的位置运算出该中心点 O 于整个该显示区域 100 中的坐标位置， 而后， 该运算电路 46 便依据运算所得的坐标位置产 生一对应的位置讯号。另外， 当用户操控该控制接口 44 而产生该控制讯号时， 该运算电路 46 则依据运算所得的坐标位置与该控制讯号产生含有对应的控制指令的位置讯号。 0048 该主机50具有一影像电路52， 用以与该影像形成装置10以及该运算电路46。
27、电性 连接， 且当该影像电路52接收该运算电路46产生的该位置讯号后， 便输出一对应该位置讯 号的指针影像讯号予该影像形成装置10， 以使该影像形成装置10于该显示区域100上对应 该不可见光摄影机42撷取的画面的中心点O位置处， 形成如图7所示对应的指针影像M(除 说 明 书 CN 103793185 A 7 5/5 页 8 箭头外、 亦可为掌型、 准星等 )、 以及对应该指针影像移动的画面动作 ( 如位移、 缩放等 )。 0049 由此， 通过上述的设计， 该指针定位系统便可适用于一般的 CDT、 CRT 屏幕、 TFT LCD、 PDP 投射系统显示屏、 或一些不能产生弹着点信号或同步信。
28、号的显示屏上。另外， 除上 述区域均等的分布方式外， 还可修改该光点产生装置 20 于该显示区域 100 上的定位标识 与辨识标识形成如图 8 所示区域不均等的分布， 使得在一些需要定位辨识较为精准的区域 ( 如该显示区域 100 的中间区块 ) 能得到较佳的定位效果。 0050 另外， 请参阅图 9， 在图 3 的架构下， 还可增设一光点控制装置 30 与该光点产生装 置 20 以及该运算电路 46 电性连接， 用以控制该光点产生装置 20 所产生的定位标识 P 与辨 识标识 Q 于该显示区域 100 上的位置， 并可输出一调整讯号予该运算电路 46 来修改该内存 所储存的数据中定位标识 P。
29、 与辨识标识 Q 的排列方式。如此一来， 便可直接通过该光点控 制装置 30 直接修改定位标识 P 与辨识标识 Q 的位置， 而可随时依据不同显示区域的大小进 行调整。 0051 另外， 请参阅图 10， 本发明第二较佳实施例的指针定位系统同样包含有一影像形 成装置 60、 一光点产生装置 62、 一光点控制装置 64、 一操控装置 70、 一主机 80、 以及一运算 电路 82。而与上述实施例不同之处在于该运算电路 82 改设置于该主机 80 上， 由此便可大 幅降低该操控装置70的体积与重量， 进而使得使用者拿取该操控装置70时能更加顺手， 同 时亦可降低使用者拿取该操控装置 70 进行操。
30、作时的负担。 0052 再者， 在上述图9及图10的设计架构下， 请参阅图11与图12， 该影像形成装置10、 60、 该光点产生装置 20、 62、 该光点控制装置 30、 64、 该操控装置 40、 70 以及该主机 50、 80 上 还可分别增加设置有一无线传输接口 90， 以通过无线传输的方式进行操控或是传输该调整 讯号、 该控制讯号、 该标识讯号、 该位置讯号以及该指针影像讯号， 进而使得用户可免去被 传输线材缠绕或是干扰的情形。 0053 值得一提的是， 在上述图 4 与图 8 中， 于该显示区域 100 周围的定位标识 P 除使用 该光点产生装置 20 投射形成外， 亦可使用可产。
31、生不可见光的标记组件 (infrared marker) 代替。意即， 只要使该内存所储存的数据中包含有该些标记组件的位置， 该显示区域 100 周 围的光点亦可用实体的标记组件代替来达到同样的效果。 0054 以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已， 举凡应用本发明说明书及权利要求范 围所为的等效结构变化， 理应包含在本发明的权利要求范围内。 说 明 书 CN 103793185 A 8 1/12 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 9 2/12 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 10 3/12 页 11 图 3 说 明 书 附 。
32、图 CN 103793185 A 11 4/12 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 12 5/12 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 13 6/12 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 14 7/12 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 15 8/12 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 16 9/12 页 17 图 9 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 17 10/12 页 18 图 10 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 18 11/12 页 19 图 11 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 19 12/12 页 20 图 12 说 明 书 附 图 CN 103793185 A 20 。