DE102007044196A1

DE102007044196A1 - Steuergerät und Verfahren zum Steuern eines Bilddisplays

Info

Publication number: DE102007044196A1
Application number: DE102007044196A
Authority: DE
Inventors: Cho Yi Lin; Ming Hui Kuo
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: US8345002B2; CN100590673C; DE102007044196B4; US20080180396A1; US20130082926A1; CN101246642A; JP2008192146A; TW200831169A; TWI330541B

Abstract

Ein Steuergerät zum Steuern eines Bilddisplays enthält mindestens ein Bezugobjekt zum Erzeugen eines Signals des vorbestimmten Spektrums; eine Modulationseinheit zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums mit einem vorbestimmten Verfahren und eine Fernsteuerung. Die Fernsteuerung enthält einen Bildsensor zum Empfangen des modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Erzeugen eines digitalen Signals und eine Verarbeitungseinheit zum Empfagen des digitalen Signals, Demodulieren des digitalen Signals, um ein digitales Bild zu erzeugen, welches nur das Bild des Bezugsobjektes enthält, und Berechnen einer Bildabweichung des Bildes des Bezugsobjektes, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist, wobei die Fernsteuerung das Bilddisplay gemäß der Bildabweichung steuert, wodurch die Störung von einer Lichtquelle beseitigt wird, welche ein Lichtband erzeugt, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums überlappt. Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Steuerverfahren zum Steuern eines Bilddisplays.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern eines Bilddisplays, welches mindestens ein Bezugsobjekt zum Erzeugen von modulierten Spektrumsignalen und einen Bildsensor zum Erfassen der Spektrumsignale und zum Berechnen einer Bildabweichung (image variation) des Bezugsobjektes verwendet, um das Bilddisplay zu steuern.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein herkömmliches Cursorsteuerverfahren, welches in der taiwanesischen Patentveröffentlichung Nr. 200540687 mit dem Titel „Apparatus for cursor control and method thereof" offenbart ist, liefert eine tragbare Vorrichtung bzw. ein Handgerät zum Steuern eines Cursors in einem Display. Erst wird eine Bewegung durch das Handgerät erfasst. Eine Positionsdifferenz wird gemäß der erfassten Bewegung berechnet. Dann überträgt das Handgerät die Positionsdifferenz drahtlos zu einer bestimmten Vorrichtung, um die Cursoraktivität entsprechend zu steuern und eine Anwendung auf der bestimmten Vorrichtung gemäß der Cursoraktivität zu betätigen. Wenn das Handgerät verwendet wird, um eine Bildfläche zu erfassen, kann bei praktischer Verwendung jedoch die Position des erfassten Bildes auf einer Abtastanordnung des Handgerätes durch einen Abstand zwischen dem Handgerät und dem zu fotografierenden Objekt und auch durch einen Drehwinkel des Handgeräts während dem Fotografieren beeinträchtigt werden. Wenn der Abstand und der Drehwinkel nicht korrigiert werden, kann eine Fehlerüberwachung der Cur soraktivität während der Betätigung auftreten. Da das erfasste Bild alle Objekte im Betrachtungswinkel des Handgerätes enthält, ist die Bilderkennung zudem relativ kompliziert.
Zum Lösen des in der Technik bestehenden Problems wird bei der gemeinschaftlich angemeldeten taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 095116011 mit dem Titel „Pointer positioning apparatus and method" und der taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 0951149408 mit dem Titel „Cursor controlling method and apparatus using the same" mindestens ein Bezugsobjekt zum Erzeugen eines Infrarotsignals verwendet, mit einer Wellenlänge von z. B. 940 nm, und ein Infrarotfilter auf einem Bildsensor integriert, um optische Signale außerhalb des Bandes des Infrarotsignals derart herauszufiltern, dass der Bildsensor nur Infrarotsignale erfassen kann, welche vom Bezugsobjekt erzeugt wurden, um dadurch die Komplexität der Bilderkennung zu verringern. Ein Bilddisplay kann gemäß einer Bildabweichung, z. B. Positionsverschiebung, des Bildes des Bezugsobjektes gesteuert werden, welches durch den Bildsensor erfasst wurde. Zwar wird die Funktion des Bildsensors während der Betätigung in einer Umgebung mit einer Leuchtstofflampe (Wellenlängen von 350 bis 750 nm) nicht gestört werden, aber sie wird jedoch noch durch eine Lichtquelle einer Halogenlampe (Wellenlängen von 350 bis 1100 nm) gestört werden, welche in der gleichen Umgebung vorhanden ist, insbesondere wenn die Lichtquelle der Halogenlampe nahe dem Bezugsobjekt angeordnet ist. Das durch den Bildsensor durch das Infrarotfilter erfasste Bild wird sowohl das Bezugsobjekt als auch die Lichtquelle der Halogenlampe derart enthalten, dass eine Fehlererkennung während der Bildnachbearbeitung auftreten wird, und infolgedessen kann es unmöglich sein, das Bilddisplay richtig zu steuern. Zudem ist Sonnenlicht eine weitere Lichtquelle, welche die normale Funktion des Steuergerätes beeinträchtigen kann.
Folglich besteht eine Notwendigkeit das herkömmliche Steuergerät des Bilddisplays weiter zu verbessern, um die Steuergenauigkeit desselben zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuergerät und Verfahren zum Steuern eines Bilddisplays zu liefern, welches mindestens ein Bezugsobjekt zum Erzeugen eines modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums verwendet. Eine Fernsteuerung erfasst das modulierte Signal des vorbestimmten Spektrums und steuert das Bilddisplay gemäß der Erfassung desselben. Da die Fernsteuerung die Störung von den umgebenden Lichtquellen beseitigen kann, kann die Steuergenauigkeit auf dem Bilddisplay erhöht werden.
Zum Erzielen der oben erwähnten Aufgabe enthält das Steuergerät nach der vorliegenden Erfindung mindestens ein Bezugsobjekt zum Erzeugen eines Signals des vorbestimmten Spektrums; eine Modulationseinheit zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums mit einem vorbestimmten Verfahren; und eine Fernsteuerung. Die Fernsteuerung enthält einen Bildsensor zum Empfangen des modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und zum Erzeugen eines digitalen Signals; und eine Einrichtung zum Empfangen des digitalen Signals, zum Demodulieren des digitalen Signals, um ein digitales Bild zu erzeugen, welches nur das Bild des Bezugsobjektes enthält, und zum Berechnen einer Bildabweichung des Bildes des Bezugobjektes, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist, wobei die Fernsteuerung das Bilddisplay gemäß der Bildabweichung entsprechend steuert, wodurch die Störung von einer anderen Lichtquelle beseitigt wird, welche ein Lichtband erzeugt, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums überlappt.
Die vorliegende Erfindung liefert zudem ein Steuerverfahren zum Steuern eines Bilddisplays, welches die folgenden Schritte aufweist: Liefern mindestens eines Bezugsobjektes zum Erzeugen eines Signals des vorbestimmten Spektrums; Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums mit einem vorbestimmten Verfahren; Liefern eines Bildsensors zum Empfangen des modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Erzeugen eines digitalen Signals; Demodulieren des digitalen Signals zum Erzeugen eines digitalen Bildes, welches nur das Bild des Bezugsobjektes enthält; Berechnen einer Bildabweichung des Bildes des Bezugsobjektes, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist; und Steuern des Bilddisplays gemäß der Bildabweichung, wodurch die Störung von einer anderen Lichtquelle beseitigt wird, welche ein Lichtband erzeugt, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums überlappt.
Das Steuergerät und Verfahren zum Steuern eines Bilddisplays nach der vorliegenden Erfindung kann angewendet werden, um jegliche Bilddisplayarten zu steuern, z. B. einen Computerbildschirm, den Bildschirm einer Spielvorrichtung, einen Projektionsbildschirm, einen Monitor oder Fernseher. In einer Ausführungsform kann das Steuergerät und Steuerverfahren zum Steuern der Aktivität eines Cursors auf einer Steuerschnittstelle oder Benutzerschnittstelle des Bilddisplays verwendet werden, wodurch das Einstellen und Regeln des Funktionsstatus desselben durchgeführt wird. In einer anderen Ausführungsform kann eine Fernsteuerung des Steuergeräts während dem Betrieb gedreht werden, um die Drehung eines analogen Knopfes zu simulieren, wodurch der Funktionsstatus des Bilddisplays gesteuert wird. Der Fernseher kann ein CRT-Display (Kathodenstrahlröhrendis plag), ein LCD (Flüssigkristalldisplay) oder eine PDP (Plasmaanzeige) sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlicher werden, wenn in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuergeräts zum Steuern eines Bilddisplays nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2a zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch einen Bildsensor des Steuergeräts nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei das Steuergerät eine Modulationseinheit zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums aufweist, um die Störung von den umgebenden Lichtquellen zu beseitigen.
2b zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch einen Bildsensor des Steuergeräts nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei das Steuergerät keine Modulationseinheit zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums aufweist und die Störung von umgebenden Lichtquellen nicht beseitigt werden kann.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuergerätes zum Steuern eines Bilddisplays nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt einen Ablaufplan zum Steuern der Bewegung eines Cursors auf einem Bilddisplay mittels des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5a zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei sich der Bildsensor während dem Fotografieren um einen Winkel Θ im Uhrzeigersinn dreht.
5b zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei sich der Bildsensor während dem Fotografieren um einen Winkel θ, welcher größer als 180 Grad ist, im Uhrzeigersinn dreht.
6 zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei der Bildsensor in unterschiedlichen Fotografierabständen fotografiert.
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei der Bildsensor während dem Fotografieren unterschiedliche Stellen anvisiert.
8 zeigt einen Ablaufplan zum Steuern des Funktionsstatus eines Bilddisplays mittels des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9a zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Berechnen eines Drehwinkels der Fernsteuerung während dem Fotografieren.
9b zeigt eine schematische Ansicht eines anderen Verfahrens zum Berechnen eines Drehwinkels der Fernsteuerung während dem Fotografieren.
10a zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei sich die Fernsteuerung während dem Fotografieren nicht dreht.
10b zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei die Fernsteuerung während dem Fotografieren um 30 Grad im Uhrzeigersinn gedreht wird.
10c zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei die Fernsteuerung während dem Fotografieren um 60 Grad im Uhrzeigersinn gedreht wird.
10d zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei die Fernsteuerung während dem Fotografieren um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht wird.
10e zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, welches durch den Bildsensor des Steuergerätes nach der Ausführungs form der vorliegenden Erfindung erfasst wurde, wobei die Fernsteuerung während dem Fotografieren um 120 Grad im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In Bezug auf 1 wird ein Steuergerät 100 zum Steuern eines Bilddisplays 10 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Steuergerät 100 enthält ein Bilddisplay 10 mit einem Bildschirm 102 zum Anzeigen von Abbildungen des Bildes, zwei Bezugsobjekte 12 und 14, eine Modulationseinheit 16 und eine Fernsteuerung 20. Die Ausführungsform des Bilddisplays 10 wird aus einer Gruppe ausgewählt, welche aus einem Fernseher, einem Bildschirm einer Spielvorrichtung, einem Projektionsbildschirm, einem Monitor, einem Computerbildschirm und jeglichen anderen Arten an Vorrichtungen besteht, welche Abbildungen des Bildes anzeigen können. Das Einstellen und Regeln des Funktionsstatus des Bilddisplays 10, z. B. Lautstärkenregelung, Kanalauswahl, Farbtoneinstellung, Klangeinstellung etc., kann durch eine Benutzerschnittstelle aktiviert werden. Die Benutzerschnittstelle kann durch einen Cursor 104 gesteuert werden, welcher auf dem Bildschirm 102 angezeigt wird, und der Cursor 104 wird durch ein Steuerpult (nicht gezeigt) oder die Fernsteuerung 20 gesteuert.
Die Bezugsobjekte 12 und 14 erzeugen ein Signal in einem vorbestimmten Spektrum. Eine Ausführungsform der Bezugsobjekte 12 und 14 ist eine Kombination von IR-LEDs (Infrarot-Lumineszenzdioden), z. B. LEDs mit einer Wellenlänge von 940 nm. Die Bezugsobjekte 12 und 14 können durch verschiedene Kombinationen von IR-LEDs konfiguriert sein, um unterschiedliche Formen zu bilden. Beispielsweise sind in dieser Ausführungsform die Bezugsobjekte 12 und 14 jeweils als Linienform durch das Anordnen von drei IR-LEDs in einer geraden Linie konfiguriert. In einer anderen Ausführungsform können die Bezugsobjekte 12 und 14 als Sternform mit unterschiedlichen Flächen konfiguriert sein; in einer alternativen Ausführungsform kann eines derselben als Linienform und das andere als Punktform konfiguriert sein. Die Modulationseinheit 16 ist an die Bezugsobjekte 12, 14 zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums, welches von denselben in einem vorbestimmten Verfahren erzeugt wurde, elektrisch gekoppelt, z. B. periodische Modulation mit einer vorbestimmten Modulationsfrequenz. Beispielsweise beträgt in einer Ausführungsform die vorbestimmte Modulationsfrequenz 20 Hz und wird zum gleichzeitigen Modulieren der Signale des vorbestimmten Spektrums verwendet, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt wurden. In einer anderen Ausführungsform können die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt wurden, jeweils mit unterschiedlichen, vorbestimmten Modulationsfrequenzen moduliert werden. Es sollte angemerkt werden, dass wenn die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt wurden, jeweils durch zwei unterschiedliche, vorbestimmte Modulationsfrequenzen moduliert werden, die zwei unterschiedlichen, vorbestimmten Modulationsfrequenzen vorzugsweise ein Vielfaches voneinander sind, um die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche durch das Bezugsobjekt 12 erzeugt wurden, mit dem Bezugsobjekt 14 zu synchronisieren. Wenn die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche durch das Bezugsobjekt 12 erzeugt wurden, mit 20 Hz moduliert werden (Beleuchtung einmal pro 50 ms), während die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche durch das Bezugsobjekt 14 erzeugt wurden, mit 40 Hz moduliert werden (Beleuchtung einmal pro 25 ms), dann leuchtet beispielsweise jedes Mal, wenn das Bezugsobjekt 14 zum zweiten Mal leuchtet, das Bezugsobjekt 14 einmal, und die Bezugsobjekte 12 und 14 leuch ten vorzugsweise gleichzeitig, um miteinander zu synchronisieren bzw. synchron zu laufen. Zudem können die Bezugsobjekte 12 und 14 durch umgekehrte Frequenzen moduliert werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Signal des vorbestimmten Spektrums durch eine nicht periodische Modulation moduliert werden. Auf diese Weise können die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt werden, von umgebenden Lichtquellen unterschieden werden, welche ein Lichtband emittieren, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums teilweise oder vollständig überlappt. Zudem können die Bezugsobjekte 12 und 14 und die Modulationseinheit 16 auf dem Bilddisplay 10 integriert sein oder als diskretes Bauteil hergestellt werden, welches während dem Betrieb nahe dem Bilddisplay 10 angeordnet ist.
Die Fernsteuerung 20 enthält ein optisches Filter 22, einen Bildsensor 24, eine Verarbeitungseinheit 26 und eine drahtlose Kommunikationseinheit 28. Die Fernsteuerung 20 empfängt die Signale des vorbestimmten Spektrums von den Bezugsobjekten 12 und 14 durch den Bildsensor 24, um ein digitales Bild zu bilden, und steuert entsprechend das Bilddisplay 10 gemäß einer Bildabweichung, z. B. eine Positionsabweichung oder Drehwinkelabweichung, der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist; Details werden in den folgenden Absätzen veranschaulicht werden. Wenn das Bilddisplay 10 beispielsweise ein Fernseher ist, dann ist die Fernsteuerung 20 eine Fernbedienung des Fernsehers, um allgemeine Fernsehsteuerungen durchzuführen; wenn das Bilddisplay 10 der Bildschirm einer Spielvorrichtung ist, dann wird die Fernsteuerung 20 zum Steuern des Spiels verwendet, welches auf dem Bildschirm gespielt wird; wenn das Bilddisplay 10 ein Projektionsbildschirm ist, dann ist die Fernsteuerung 20 eine Maus oder ähnliches zum Steuern einer Software auf dem Projektionsbild schirm. Es sollte klar sein, dass die oben erwähnten Displayarten und Steuerverfahren nur beispielhafte Ausführungsformen sind und nicht zum Beschränken der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann jede Art von Steuerungen auf anderen Arten von Displays durchgeführt werden. Die drahtlose Kommunikationseinheit 28 befindet sich unter der Steuerung der Prozessor- bzw. Verarbeitungseinheit 26 und sendet dann ein Steuersignal S zum Bilddisplay 10 und steuert das Bilddisplay 10 entsprechend.
In Bezug auf die 1, 2a und 2b, wird, wenn die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während dem Betrieb bzw. in Betrieb ist, zum Zweck der Veranschaulichung angenommen, dass eine Lichtquelle 30 nahe dem Bilddisplay 10 vorhanden ist und sich im Betrachtungswinkel des Bildsensors 24 befindet. Die Lichtquelle 30, z. B. eine Halogenlampe oder eine Sonnenlichtquelle, emittiert Lichtsignale, deren Band einen Teil des Bandes oder das ganze Band der Signale des vorbestimmten Spektrums überlappt, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt werden. Erst wird angenommen, dass die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche durch die Bezugsobjekte 12 und 14 erzeugt werden, durch die Modulationseinheit 16 mit einer periodischen Modulation moduliert werden, welche eine vorbestimmte Modulationsfrequenz aufweist. Damit der Bildsensor 24 die Signale des vorbestimmten Spektrums erfasst, ist die vorbestimmte Modulationsfrequenz vorzugsweise niedriger als eine Bildabtastfrequenz des Bildsensors 24, welche die Rahmenanzahl ist, die der Bildsensor 24 pro Sekunde abtastet. Die Bildabtastfrequenz weist vorzugsweise ein Vielfaches voneinander mit der vorbestimmten Modulationsfrequenz auf, um die Bildabtastung des Bildsensors 24 mit der Beleuchtung der Bezugsobjekte 12 und 14 zu synchronisieren. Beispielsweise beträgt in einer Ausführungsform die Abtastfrequenz des Bildsen sors 24 200 Hz (Abtastung einmal pro 5 ms) und die vorbestimmte Modulationsfrequenz, welche zum Modulieren der Bezugsobjekte 12 und 14 verwendet wird, 20 Hz (Beleuchtung einmal pro 50 ms). Wenn der Bildsensor 24 die zehn Mal abtastet, leuchten die Bezugsobjekte 12 und 14 beide derart gleichzeitig, dass der Bildsensor 24 die Signale des vorbestimmten Spektrums von den Bezugsobjekten 12 und 14 erfolgreich erfassen kann. Es sollte klar sein, dass wenn die Bezugsobjekte 12 und 14 jeweils durch zwei unterschiedliche, vorbestimmte Modulationsfrequenzen moduliert werden, jede der vorbestimmten Modulationsfrequenzen ein Vielfaches voneinander mit der Abtastfrequenz des Bildsensors 24 aufweist.
Dann empfängt der Bildsensor 24 die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche durch die Bezugsobjekte 12 und 14 erzeugt wurden, durch das optische Filter 22. Da das optische Filter 22 die Signale außerhalb des Bandes des Signals des vorbestimmten Spektrums herausfiltern kann, kann der Bildsensor 24 nur die optischen Signale der Bezugsobjekte 12, 14 und der Lichtquelle 30 erfassen und erzeugt dann ein digitales Signal „DS". Die Verarbeitungseinheit 26 empfängt das digitale Signal „DS" und steuert entsprechend das Bilddisplay 10 gemäß einer Bildvarianz der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14. In der vorliegenden Erfindung steuert die Verarbeitungseinheit 26 das Bilddisplay 10 basierend auf der Berechnung der Bildabweichungen der Bezugsobjekte 12 und 14, und wenn das Signal der Lichtquelle 30 im Berechnungsverfahren besteht, kann die Fehlerüberwachung auftreten. Daher muss die Verarbeitungseinheit 26 die modulierten Signale von den digitalen Signalen „DS" demodulieren, um ein digitales Bild zu bilden, welches nur die Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 enthält, wie in 2a gezeigt, wobei I₁₂ und I₁₄ Bilder der Bezugsobjekte 12 bzw. 14 bezeichnen. Schließlich berechnet die Verarbeitungseinheit 26 die Bildabweichungen der Bilder I₁₂ und I₁₄ der Bezugsobjekte 12, 14 und steuert die drahtlose Kommunikationseinheit 28, um ein Steuersignal S zum Bilddisplay 10 zu senden und dasselbe entsprechend zu steuern. Auf diese Weise kann die Störung am Steuergerät 100, welche durch andere Lichtquellen in der Umgebung verursacht wurde, beseitigt werden, wodurch die Steuergenauigkeit erhöht wird. Wenn das Steuergerät 100 nicht die Modulations- und Demodulationseinrichtungen aufweist, kann das digitale Bild, welches durch die Verarbeitungseinheit 26 erzeugt wurde, dagegen alle Bilder der Bezugsobjekte 12, 14 und die Lichtquelle 30, d. h. I₁₂, I₁₄ und I₃₀ enthalten, wie in 2b gezeigt.
In Bezug auf 3 wird ein Steuergerät 200 zum Steuern eines Bilddisplays 10 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei die Fernsteuerung 20 am Bilddisplay 10 elektrisch angeschlossen ist, um dasselbe entsprechend zu steuern. Bei einem Spielsystem kann die Fernsteuerung beispielsweise am Bildschirm elektrisch angeschlossen werden, um den Spielvorgang zu steuern. Das Steuergerät 200 enthält auch das Bilddisplay 10, die Bezugsobjekte 12 und 14, die Modulationseinheit 16 und die Fernsteuerung 20. Ähnlich empfängt die Fernsteuerung 20 die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt wurden, durch den Bildsensor 24 und bildet ein digitales Signal „DS". Die Verarbeitungseinheit 26 erzeugt ein digitales Bild gemäß dem digitalen Signal „DS" und steuert das Bilddisplay 10 gemäß der Bildabweichung der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 auf dem digitalen Bild. Die Modulationseinheit 16 wird verwendet, um die durch die Bezugsobjekte 12 und 14 erzeugten Signale des vorbestimmten Spektrums mit dem vorbestimmten Verfahren, welches in der ersten Ausführungsform veranschaulicht ist, derart zu modulieren, dass das digitale Bild, welches vom digitalen Signal „DS" durch die Verarbeitungseinheit 26 demoduliert wird, die Störung beseitigen kann, welche durch andere Lichtquellen in der Umgebung verursacht wird. Es sollte angemerkt werden, dass zwar zwei Bezugsobjekte 12 und 14 als Beispiel zum Veranschaulichen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber nicht, um die vorliegenden Erfindung zu beschränken. In einer anderen Ausführungsform kann auch nur ein Bezugsobjekt als Bezug zur Bilderkennung verwendet werden oder es wird nur eines der Bezugsobjekte 11 und 12 durch die Modulationseinheit 16 moduliert und das modulierte Bezugsobjekt wird als Bezug zur Bilderkennung verwendet. Die folgenden Absätze veranschaulichen zwei Ausführungsformen, in welchen das Steuergerät 100 oder 200 das Bilddisplay 10 gemäß einer Bildabweichung, z. B. Positionsabweichung oder Drehwinkelabweichung, der Bilder der Bezugsobjekte 12, 14 steuert, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist.
In Bezug auf die 4 bis 7 wird in einer Ausführungsform das Steuergerät 100 oder 200 zum Steuern der Bewegung eines Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 des Bilddisplays 10 verwendet. Die Bezugsobjekte 12, 14 sind hierin als identische Sternform aber mit unterschiedlichen Flächen konfiguriert, z. B. ist das Bezugsobjekt 12 eine große sternförmige Konfiguration und das entsprechende Bild desselben wird als I₁₂ gezeigt; das Bezugsobjekt 14 ist eine kleine sternförmige Konfiguration und das entsprechende Bild desselben wird als I₁₄ gezeigt. Das Cursorverfahren enthält die folgenden Schritte: Liefern von zwei Bezugsobjekten zum Erzeugen eines modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Definieren eines vorbestimmten Bereiches, welcher die Bezugsobjekte umgibt (Schritt 150); Liefern eines Bildsensors zum Anvisieren einer Stelle im vorbestimmten Bereich (Schritt 250); Verwenden des Bildsensors zum Empfangen des Signals des vorbestimmten Spekt rums und zum Bilden eines digitalen Bildes (Schritt 300); Erkennen der Positionen und Formen der Bilder der Bezugsobjekte auf dem digitalen Bild und Erzeugen eines ersten Parameters (Schritt 400); Durchführen der Abstandskompensation und Drehwinkelkompensation auf dem ersten Parameter (Schritt 500); Bewegen des Zielpunktes des Bildsensors im vorbestimmten Bereich und Erzeugen eines zweiten Parameters (Schritt 600); und Berechnen eines Bewegungsabstands bzw. einer Bewegungsstrecke der Bilder der Bezugsobjekte auf dem digitalen Bild gemäß dem zweiten Parameter und dem kompensierten ersten Parameter, um die Bewegung des Cursors entsprechend zu steuern (Schritt 700), wobei im Schritt 700 die Abstands- und Drehwinkelkompensation auf dem zweiten Parameter zusammen mit der Berechnung durchgeführt werden (Schritt 710). Ein Maßstabsparameter wird im Schritt 700 zum Einstellen der Bewegungsempfindlichkeit des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 verwendet (Schritt 720), wobei der Schritt 720 gemäß anderen Anwendungen vernachlässigt werden kann.
In Bezug auf die 1, 4 und 5a werden ein vorbestimmter Positionsparameter und ein vorbestimmter Abstandsparameter vorzugsweise in der Verarbeitungseinheit 26 gespeichert, bevor das Steuergerät 100 oder 200 die Fabrik verlässt. Sie sind Parameter, welche gemäß den Bildern I₁₂ und I₁₄ der Bezugsobjekte 12 und 14 erhalten werden, wie in 5a gezeigt, wobei die Bilder I₁₂ und I₁₄ durch den Bildsensor 24 erfasst werden, wenn die Fernsteuerung 20 in einem vorbestimmen Abstand, beispielsweise 3 Meter, von den Bezugsobjekten 12 und 14 arbeitet. Die Parameter werden als Referenzen zur Abstandkompensation und Drehwinkelkompensation verwendet. Der vorbestimmte Positionsparameter und vorbestimmte Abstandsparameter können gemäß einem ebenen Koordinatensystem definiert werden, welches durch die Abtastanordnung des Bildsensors 24 gebildet ist, z. B. ein ebenes Koordinatensystem mit der Mitte „+" der Abtastanordnung als Ausgangspunkt desselben. Beispielsweise kann der vorbestimmte Positionsparameter Koordinaten der Bilder I₁₂ und I₁₄ der Bezugsobjekte 12 und 14, die Durchschnittskoordinate (X₀, Y₀) derselben und einen Neigungswinkel einer Verbindungslinie zwischen den Bildern I₁₂ und I₁₄ im ebenen Koordinatensystem enthalten und der vorbestimmte Abstandsparameter einen Abstand „L" zwischen den zwei Bildern I₁₂ und I₁₄ und/oder einen Abstand „D" zwischen der Durchschnittskoordinate (X₀, Y₀) der Bilder I₁₂, I₁₄ und der Mitte „+" der Abtastanordnung im ebenen Koordinatensystem enthalten.
Erst erzeugen die Bezugsobjekte 12 und 14 Signale des vorbestimmten Spektrums, z. B. Infrarotsignale. Dann kann ein wahrnehmbarer Bereich „A" gemäß dem Betrachtungswinkel des Bildsensors 24 und dem Emittierwinkel der Bezugsobjekte 12 und 14 bestimmt werden (Schritt 150). Als nächstes ist der Bildsensor 24 der Fernsteuerung 20 zum Anvisieren eines willkürlichen Punktes im wahrnehmbaren Bereich „A" zu verwenden (Schritt 250). Da der Bildsensor 24 der vorliegenden Erfindung nur die Signale des vorbestimmten Spektrums abtasten kann und die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt werden, durch die Modulationseinheit 16 moduliert werden, erzeugt die Verarbeitungseinheit 26 ein digitales Bild, welches nur die Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14, d. h. I₁₂' und I₁₄', enthält, wie in 5a gezeigt (Schritt 300). Zudem wird in dieser Ausführungsform angenommen, dass sich die Fernsteuerung 20 bei Betrieb um einen Winkel θ im Uhrzeigersinn dreht, und daher besteht eine Winkelabweichung θ zwischen den Bildern I₁₂, I₁₄' und den Bildern I₁₂, I₁₄, welche durch den Bildsensor 24 während dem Fotografieren im vorbestimmten Abstand erfasst werden. Die Durchschnittskoordinate (X, Y) der Bilder I₁₂' und I₁₄' und die Durchschnittskoordinate (X₀, Y₀) der Bilder I₁₂ und I₁₄ werden an unterschiedlichen Positionen auf dem digitalen Bild erscheinen, obwohl sie beide durch den Bildsensor 24 erfasst werden, welcher den gleichen Punkt im wahrnehmbaren Bereich „A" anvisiert.
In Bezug auf die 1, 4, 5a und 5b erkennt die Verarbeitungseinheit 26 die Positionen und Formen der Bilder I₁₂' und I₁₄' und erzeugt einen ersten Parameter, welcher einen ersten Positionsparameter, einen ersten Abstandsparameter und einen Formparameter enthält (Schritt 400). Die Verarbeitungseinheit 26 kompensiert die Bilder I₁₂ und I₁₄ gemäß dem Winkel θ zwischen dem ersten Positionsparameter, welcher eine Durchschnittskoordinate der Bilder I₁₂' und I₁₄' und einen Neigungswinkel der Verbindungslinie zwischen denselben enthält, und dem vorbestimmten Positionsparameter, welcher eine Durchschnittskoordinate der Bilder I₁₂ und I₁₄ und einen Neigungswinkel der Verbindungslinie zwischen denselben enthält. Die Drehwinkelkompensation wird durch die Gleichung (1):
ausgeführt, wobei θ eine Winkelabweichung zwischen dem ersten Positionsparameter und dem vorbestimmten Positionsparameter bezeichnet; X und Y die Durchschnittskoordinaten des ersten Positionsparameters vor der Kompensation bezeichnen; und X' und Y' die Durchschnittskoordinaten des ersten Positionsparameters nach der Kompensation bezeichnen. Nachdem die Drehwinkelkompensation gehalten wird, werden die Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 zu Bildern gemäß der gleichen Basis kompensiert, d. h. ein Benutzer, welcher die Fernsteuerung 20 im gleichen Abstand vom Bilddisplay 10 betätigt. Auf diese Weise kann der Bildsensor 24 identische Bilder unter jedem Drehwinkel erfassen, solange er den gleichen Punkt anvisiert.
Wenn die Winkelabweichung θ mehr als 180 Grad beträgt, um die Bilder I₁₂'' und I₁₄'' zu bilden, wie in 5b gezeigt, und es keinen Unterschied zwischen den Bezugsobjekten 12 und 14 gibt, d. h. die Bezugsobjekte 12 und 14 weisen identische Größen und Formen auf, ist es nicht möglich zu unterscheiden, dass bzw. ob die Bilder I₁₂'' und I₁₄'' durch das Drehen der Bilder I₁₂' und I₁₄', wie in 5a gezeigt, oder durch Bewegen derselben gebildet sind. Daher werden in dieser Ausführungsform zwei Bezugsobjekte 12 und 14 mit unterschiedlichen Größen verwendet. Jede Position der Bilder der Bezugsobjekte I₁₂ und I₁₄ wird erst gemäß dem Formparameter erkannt werden, z. B. Flächen der Bilder der Bezugsobjekte I₁₂ und I₁₄, welcher in der Verarbeitungseinheit 26 gespeichert ist, und kompensiert dann den Drehwinkel. Auf diese Weise kann die Drehwinkelkompensation richtig durchgeführt, obwohl der Drehwinkel der Fernsteuerung 20 während dem Betrieb mehr als 180 Grad beträgt.
In Bezug auf 6 wird ein Verfahren zum Durchführen der Abstandskompensation gezeigt, welches in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Bilder I₁₂ und I₁₄ werden auch durch den Bildsensor 24 der Fernsteuerung 20 während dem Fotografieren im vorbestimmten Abstand erfasst. Wenn sich der Fotografierabstand zwischen der Fernsteuerung 20 und den Bezugsobjekten 12 und 14 vergrößert, verkleinern sich die durch den Bildsensor 24 erfassten Bilder und die Durchschnittskoordinate der Bilder I₁₂ und I₁₄ nähert sich der Mitte „+" der Abtastanordnung des Bildsensors 24, in 6 als I₁₂''' und I₁₄''' gezeigt. Eine durch diesen Vorgang verursachte Positionsabweichung stellt jedoch nicht dar, dass der Benutzer seinen Zielpunkt der Fernsteuerung 20 auf dem Bildschirm 102 verändert. Wenn die Positionsabweichung nicht korrigiert wird, wird eine Fehlererkennung des Bewegens des Zielpunktes der Fernsteuerung 20 auftreten, wenn der Fotografierabstand der Fernsteuerung 20 verändert wird. In der Veranschaulichung hierin wird angenommen, dass der Abstand zwischen zwei vorbestimmten Bildern I₁₂ und I₁₄ „L" und der Abstand zwischen der vorbestimmten Durchschnittskoordinate der Bilder der Bezugsobjekte I₁₂, I₁₄ und der Mitte „+" der Abtastanordnung „D" ist; der Abstand zwischen zwei Bildern I₁₂''' und I₁₄''' im ersten Abstandsparameter „1" und der Abstand zwischen der Durchschnittskoordinate der Bilder der Bezugsobjekte I₁₂''' und I₁₄''' im ersten Abstandsparameter und der Mitte „+" der Abtastanordnung „d" ist. Die Abstandsabweichung kann durch die Gleichung (2) (Schritt 500):
kompensiert werden.
In Bezug auf 7 wird angenommen, dass die Bilder, nachdem sie kompensiert wurden, i₁₂ und i₁₄ sind und dass sie Bilder basierend auf einem vorbestimmten Abstand und einer Drehwinkelbasis sind und die Durchschnittskoordinate derselben (X_i, Y_i) ist. Dann ist der Zielpunkt der Fernsteuerung 20 in den wahrnehmbaren Bereich „A" zu bewegen (Schritt 600). Der Bildsensor 24 überträgt kontinuierlich das erfasste digitale Signal „DS" desselben zur Verarbeitungseinheit 26, welche dann einen zweiten Parameter gemäß dem digitalen Signal „DS" erzeugt. Der zweite Parameter enthält einen zweiten Positionsparameter und einen zweiten Abstandsparameter und sie werden aus den Bildern der Bezugsobjekte 12 und 14 erhalten, welche durch die Fernsteuerung 20 nach dem Bewegen des Zielpunktes derselben er fasst werden. Der zweite Positionsparameter kann als eine Durchschnittskoordinate der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 gemäß einem ebenen Koordinatensystem definiert sein, welches durch die Abtastanordnung des Bildsensors 24 gebildet ist, z. B. ein ebenes Koordinatensystem mit der Mitte „+" der Abtastanordnung als Ausgangspunkt desselben. Der zweite Abstandsparameter kann als ein Abstand zwischen den Bildern der Bezugsobjekte 12 und 14 gemäß dem gleichen ebenen Koordinatensystem definiert sein. Die Verarbeitungseinheit 26 berechnet kontinuierlich die Bewegungsstrecke ΔS der Bilder i₁₂ und i₁₄ gemäß dem zweiten Positionsparameter und dem kompensieren ersten Positionsparameter und der zweite Parameter wird durch den zuvor erwähnten Abstand und die Drehwinkelkompensation während der Berechnung kompensiert (Schritt 710), um das Bewegen des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 korrekt zu steuern. Da die Kompensationen auf dem zweiten Parameter identisch zu denen auf dem ersten Parameter sind, werden die Details derselben hierin nicht beschrieben werden. Die Verarbeitungseinheit 26 überträgt dann auf elektrische oder drahtlose Weise die Berechnungsergebnisse zum Bilddisplay 10. Vorzugsweise ist eine Anwendungssoftware im Bilddisplay 10 zum Steuern der Benutzerschnittstelle desselben und des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 installiert. Nachdem die Anwendungssoftware das Steuersignal S von der Verarbeitungseinheit 26 empfängt, kann sie den Cursor 104 entsprechend steuern, sich auf dem Bildschirm 102 zu bewegen (Schritt 700). Zudem kann während der Berechnung der Bewegungsstrecke ΔS der Bilder i₁₂ und i₁₄ eine Gruppe an Maßstabsparametern X_Maßstab und Y_Maßstab darin eingegeben werden (Schritt 720), welche verwendet werden, um eine Bewegungsempfindlichkeit des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 zu steuern. Beispielsweise kann die Bewegungsstrecke ΔS durch die Gleichung (3):
gesteuert werden, wobei ΔS_X eine Bewegungstrecke in horizontaler Richtung und ΔS_Y eine Bewegungsstrecke in vertikaler Richtung bezeichnet. Aus der Gleichung (3) kann erkannt werden, dass sich die Bewegungsempfindlichkeit des Cursors 104 verringert, wenn sich die Werte X_Maßstab und Y_Maßstab erhöhen, d. h. die Bewegungsstrecke des durch die Fernsteuerung 20 anvisierten Zielpunktes relativ groß sein muss, um den gleichen Bewegungseffekt des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 zu erhalten; und sich im Gegensatz die Bewegungsempfindlichkeit des Cursors 104 erhöht, wenn sich die Werte X_Maßstab und Y_Maßstab verringern, d. h. die Bewegungsstrecke des durch die Fernsteuerung 20 anvisierten Zielpunktes nicht so groß sein muss, um den gleichen Bewegungseffekt des Cursors 104 auf dem Bildschirm 102 zu erhalten. Auf diese Weise kann die Anwendbarkeit des Steuergerätes 100 oder 200 erhöht werden.
In Bezug auf die 8 bis 10e kann das Steuergerät 100 oder 200 in einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine Drehung eines analogen Knopfes zu simulieren, um den Funktionsstatus des Bilddisplays 10 zu steuern. Nun in Bezug auf 8, enthält das Steuerverfahren die folgenden Schritte: Liefern von zwei Bezugsobjekten zum Erzeugen eines modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Definieren eines vorbestimmten Bereiches, welcher die Bezugsobjekte umgibt (Schritt 1100); Liefern eines Bildsensors zum Anvisieren eines Punktes im vorbestimmten Bereich (Schritt 1200); Verwenden des Bildsensors zum Empfangen des Signals des vorbestimmten Spektrums und zum Bilden eines digitalen Bildes (Schritt 1300); Erkennen der Positionen der Bilder der Bezugsobjekte auf dem digitalen Bild und Erzeugen eines ersten Parameters (Schritt 1400); Drehen des Bildsensors zum Simulieren einer Drehung eines analogen Knopfes und Erzeugen eines zweiten Parameters (Schritt 1500); Berechnen eines Drehwinkelunterschieds aus dem ersten und zweiten Parameter, um den Funktionsstatus des Bilddisplays entsprechend zu steuern (Schritt 1600).
In Bezug auf die 1, 8 und 9a, erzeugen erst die Bezugsobjekte 12 und 14 ein Signal des vorbestimmten Spektrums, d. h. Infrarotlicht mit Wellenlängen zwischen 0,84 und 0.94 Mikrometer. Ein wahrnehmbarer Bereich „A" kann definiert sein, die Bezugsobjekte 12 und 14 zu umgeben, und wird durch einen Emittierwinkel der Bezugsobjekte 12 und 14 und einen Betrachtungswinkel des Bildsensors 24 bestimmt (Schritt 1100). Als nächstes ist der Bildsensor 24 zu verwenden, um einen Punkt im wahrnehmbaren Bereich „A" anzuvisieren (Schritt 1200). Da die Signale des vorbestimmten Spektrums, welche von den Bezugsobjekten 12 und 14 erzeugt wurden, durch die Modulationseinheit 16 moduliert werden, können nur die Bilder I₁₂ und I₁₄ auf der Abtastanordnung des Bildsensors 24 gebildet werden (Schritt 1300), wie in 9a gezeigt, und die Bildinformationen werden in der Verarbeitungseinheit 26 gespeichert. Dann erkennt die Verarbeitungseinheit 26 die Positionen der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 und erzeugt einen ersten Parameter (Schritt 1400), welcher auch in der Verarbeitungseinheit 26 gespeichert wird. Der erste Parameter enthält die Koordinaten und Durchschnittskoordinate der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 auf einem ebenen Koordinatensystem, welches durch die Abtastanordnung des Bildsensors 24 gebildet ist, z. B. eine ebenes Koordinatensystem mit der Mitte „+" der Abtastanordnung als Ausgangspunkt desselben. Beispielsweise sind die Koordinaten der Bilder der Bezugsobjekte I₁₂ und I₁₄ (X₁₂, Y₁₂) bzw. (X₁₄, Y₁₄) und die Durchschnittskoordinate derselben (X, Y), wie in 9a gezeigt.
Dann kann ein Benutzer (nicht gezeigt) die Fernsteuerung 20 drehen, um eine Drehung des analogen Knopfes zu simulieren. Da der Bildsensor 24 in der Fernsteuerung 20 integriert ist, dreht sich der Bildsensor 24 gleichzeitig. Beispielsweise dreht der Benutzer in dieser Ausführungsform die Fernsteuerung 20 im Uhrzeigersinn, und daher drehen sich die Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14, welche sich auf der Abtastanordnung des Bildsensors 24 bilden, um einen Winkel θ im Uhrzeigersinn, wie in 9a gezeigt, wobei die Bilder I₁₂ und I₁₄ nach der Drehung die Bilder I₁₂' und I₁₄' werden und die neuen Koordinaten derselben (X₁₂', Y₁₂') bzw. (X₁₄', Y₁₄') sind und die neue Durchschnittskoordinate derselben (X', Y') ist (Schritt 1500); und die Informationen nach dem Drehen auch in der Verarbeitungseinheit 26 gespeichert werden. In dieser Ausführungsform gibt es zwei Optionen zum Berechnen des Drehwinkels der Fernsteuerung 20 (Bildsensor 24). Die erste derselben ist einen Winkel zwischen der Verbindungslinie von der Durchschnittskoordinate (X, Y) zur Mitte „+" der Abtastanordnung des Bildsensors 24 und der Verbindungslinie von der Durchschnittskoordinate (X', Y') zur Mitte „+" der Abtastanordnung des Bildsensors 24 zu verwenden, um den Drehwinkel des Bildsensors 20 zu berechnen, wie in 9a gezeigt, und er wird als Winkel θ gezeigt.
In Bezug auf 9b wird ein anderes Verfahren zum Berechnen des Drehwinkels der Fernsteuerung 20 gezeigt, wobei I₁₂ und I₁₄ die Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 vor dem Drehen der Fernsteuerung 20 bezeichnen und I₁₂' und I₁₄' die Bilder der Bezugsobjekte nach dem Drehen der Fernsteuerung 20 bezeichnen. Der Drehwinkel ist ein Winkel θ zwischen der Verbindungslinie der Bilder I₁₂, I₁₄ und der Verbindungslinie der Bilder I₁₂', I₁₄'. Die Verarbeitungseinheit 26 kann das Regeln und Einstel len des Funktionsstatus des Bilddisplays 10 gemäß dem berechneten Drehwinkel entsprechend steuern.
Wieder in Bezug auf 8, kann zum Regeln bzw. Justieren einer Abweichungsempfindlichkeit des Funktionsstatus ein Parameter eines Schrittes während der Berechnung des Drehwinkels in die Verarbeitungseinheit 26 eingegeben werden (Schritt 1610). In dieser Ausführungsform ist der Parameter des Schrittes als 2 Grad definiert. Mit anderen Worten kann das quasianaloge Knopfsteuerverfahren nach der vorliegenden Erfindung mindestens 2 Rotationsgrad erkennen. Da ein erkennbarer Bereich zwischen 358 Grad im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn liegt, gibt es 179 Schritte, welche justiert werden können. In einer anderen Ausführungsform kann der erkennbare Winkel durch das Verändern des Parameters des Schrittes verändert werden und es ist möglich, eine niedrige Abweichungsempfindlichkeit durch das Eingeben eines großen Schrittparameters zu definieren, d. h. ein relativ großer Drehwinkel der Fernsteuerung 20 wird erfordert, um die Abweichung des Funktionsstatus zu bilden. Es ist auch möglich eine hohe Abweichungsempfindlichkeit durch das Eingeben eines kleinen Schrittparameters zu definieren. Die Definitionen hängen alle von unterschiedlichen Anwendungen ab.
In Bezug auf die 10a∼10e werden digitale Bilder gezeigt, welche durch das quasianaloge Knopfsteuerverfahren gemäß unterschiedlichen Drehwinkeln im Uhrzeigersinn gebildet wurden. Wie in 10a gezeigt, wird ein auf der Fernsteuerung 20 gebildetes digitales Bild ohne Drehung gezeigt, wobei die Positionen der Bilder I₁₂' und I₁₄' mit denen der Bilder I₁₂ und I₁₄ im Schritt 1400 identisch sind, welche auch vorbestimmte Bilder sein können. Der Funktionsstatus kann gemäß dieser Situation als keine Abweichung definiert sein. Wie in 10b gezeigt, wird ein auf der Fernsteuerung 20 gebildetes digitales Bild nach dem Drehen um 30 Grad im Uhrzeigersinn gezeigt und der Drehwinkel zwischen den Bildern I₁₂', I₁₄' und den Bildern I₁₂, I₁₄ durch die zuvor erwähnte erste Option berechnet. In diesem Zustand kann eine Abweichung des Funktionsstatus definiert sein, um 20% des Wertes zu- oder abzunehmen. Wie in 10c gezeigt, wird ein auf der Fernsteuerung 20 gebildetes digitales Bild nach dem Drehen um 60 Grad im Uhrzeigersinn gezeigt. In diesem Zustand kann eine Abweichung des Funktionsstatus definiert sein, um 40% des Wertes zu- oder abzunehmen. Wie in 10d gezeigt, wird ein auf der Fernsteuerung 20 gebildetes digitales Bild nach dem Drehen um 90 Grad im Uhrzeigersinn gezeigt. In diesem Zustand kann eine Abweichung des Funktionsstatus definiert sein, um 60% des Wertes zu- oder abzunehmen. Wie in 10e gezeigt, wird ein auf der Fernsteuerung 20 gebildetes digitales Bild nach dem Drehen um 120 Grad im Uhrzeigersinn gezeigt. In diesem Zustand kann eine Abweichung des Funktionsstaus definiert sein, um 80% des Wertes zu- oder abzunehmen. Es sollte angemerkt werden, dass die hierin definierten Werte nur eine Art der Ausführungsform sind und dieselben nicht verwendet werden, um die vorliegende Erfindung zu beschränken. In einer anderen Ausführungsform können die Werte gemäß anderen Anwendungen anders definiert sein. Zwar sind die oben erwähnten Veranschaulichungen nur auf die Drehung der Fernsteuerung 20 im Uhrzeigersinn gerichtet, aber die Operation und detaillierten Verfahren bei der Drehung der Fernsteuerung 20 entgegen dem Uhrzeigersinn ähneln zudem denen der Drehung im Uhrzeigersinn und die Details sind hierin nicht beschrieben. Zwar zeigen die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur die Positionsabweichung und Drehwinkelabweichung der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14, aber sie werden nicht verwenden, um die vorliegende Erfindung zu beschränken. In einer anderen Ausführungsform können andere Arten an Bildabweichungen der Bilder der Bezugsobjekte 12 und 14 als Referenz verwendet werden, um das Bilddisplay 10 entsprechend zu steuern.
Wie oben beschrieben wurde, kann das herkömmliche Steuergerät zum Steuern eines Bilddisplays durch umgebende Lichtquellen gestört werden und weist das Problem der Fehlerüberwachung des Bilddisplays auf. Das Bilddisplaysteuergerät der vorliegenden Erfindung, das in den 1 und 3 gezeigt ist, kann die durch die umgebenen Lichtquellen verursachten Störungen durch das Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums beseitigen, welches durch das Bezugsobjekt erzeugt wird. Auf diese Weise wird während der Bilderkennung nur das Bild des Bezugsobjektes berechnet werden; die Bildverarbeitungskomplexität kann verringert und die Steuergenauigkeit erhöht werden.
Zwar wurde die Erfindung in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform derselben erläutert, aber sie wird nicht verwendet, um die Erfindung zu beschränken. Es sollte klar sein, dass viele andere mögliche Modifikationen und Variationen von jemandem mit technischen Fähigkeiten vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung abzuweichen, die nachstehend beansprucht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- TW 200540687 [0002]
- TW 095116011 [0003]
- TW 09511408 [0003]

Claims

Steuergerät zum Steuern eines Bilddisplays mit: mindestens einem Bezugsobjekt zum Erzeugen eines Signals eines vorbestimmten Spektrums; einer Modulationseinheit zum Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums mit einem vorbestimmten Verfahren; und eine Fernsteuerung mit: einem Bildsensor zum Empfangen des modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Erzeugen eines digitalen Signals; und eine Einrichtung zum Empfangen des digitalen Signals, Demodulieren des digitalen Signals, um ein digitales Bild zu erzeugen, welches nur das Bild des Bezugsobjektes enthält, und Berechnen einer Bildabweichung des Bildes des Bezugsobjektes, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist; wobei die Fernsteuerung das Bilddisplay gemäß der Bildabweichung entsprechend steuert und dadurch die Störung von einer Lichtquelle beseitigt, welche ein Lichtband erzeugt, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums überlappt.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei das Bilddisplay aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche aus einem Fernseher, dem Bildschirm einer Spielvorrichtung, einem Monitor oder Projektionsbildschirm besteht.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Verfahren eine periodische Modulation ist, welche eine vorbestimmte Modulationsfrequenz aufweist.
Steuergerät nach Anspruch 3, wobei der Bildsensor eine Bildabtastfrequenz aufweist, wobei die vorbestimmte Modulationsfrequenz niedriger als die Bildabtastfrequenz ist; und wobei die vorbestimmte Modulationsfrequenz und Bildabtastfrequenz ein Vielfaches voneinander sind.
Steuergerät nach Anspruch 3, welches zwei Bezugsobjekte aufweist, wobei die Modulationseinheit das Signal des vorbestimmten Spektrums von einem der Bezugsobjekte mit einer ersten vorbestimmten Modulationsfrequenz und das Signal des vorbestimmten Spektrums des anderen Bezugsobjektes mit einer zweiten vorbestimmten Modulationsfrequenz moduliert; und wobei die erste und zweite vorbestimmte Modulationsfrequenz ein Vielfaches voneinander sind.
Steuergerät nach Anspruch 5, wobei der Bildsensor eine Bildabtastfrequenz aufweist, wobei die erste und zweite vorbestimmte Modulationsfrequenz beide niedriger als die Bildabtastfrequenz sind und wobei die Bildabtastfrequenz jeweils ein Vielfaches der ersten und der zweiten vorbestimmten Modulationsabtastfrequenz ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, welches zudem ein optisches Filter aufweist, welches vor dem Bildsensor zum Herausfiltern von Spektrumsignalen angeordnet ist, welche sich außerhalb des Bandes des Signals des vorbestimmten Spektrums befinden.
Steuergerät nach Anspruch 7, wobei das vorbestimmte Spektrum ein Infrarotspektrum und das optische Filter ein Infrarotfilter ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Fernsteuerung zudem eine drahtlose Kommunikationseinheit zum Senden eines Steuersignals an das Bilddisplay aufweist, wodurch das Bilddisplay entsprechend gesteuert wird.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Fernsteuerung am Bilddisplay elektrisch angeschlossen ist, wodurch das Bilddisplay entsprechend gesteuert wird.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor ein CMOS-Bildsensor oder ein CCD-Bildsensor ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei das Bezugsobjekt und die Modulationseinheit auf dem Bilddisplay integriert oder als diskretes Bauteil hergestellt sind.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Bildabweichung eine Positionsabweichung oder Drehwinkelabweichung des Bildes des Bezugsobjektes ist, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist.
Steuerverfahren zum Steuern eines Bilddisplays, welches die folgenden Schritte aufweist: Liefern mindestens eines Bezugsobjektes zum Erzeugen eines Signals des vorbestimmten Spektrums; Modulieren des Signals des vorbestimmten Spektrums mit einem vorbestimmten Verfahren; Liefern eines Bildsensors zum Empfangen des modulierten Signals des vorbestimmten Spektrums und Erzeugen eines digitalen Signals; Demodulieren des digitalen Signals, um ein digitales Bild zu erzeugen, welches nur das Bild des Bezugsobjektes enthält; Berechnen einer Bildabweichung des Bildes des Bezugsobjektes, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist; und Steuern des Bilddisplays gemäß der Bildabweichung, wodurch die Störung von einer Lichtquelle beseitigt wird, welche ein Lichtband erzeugt, welches das Band des Signals des vorbestimmten Spektrums überlappt.
Steuerverfahren nach Anspruch 14, welches zudem den Schritt zum Anordnen eines optischen Filters vor dem Bildsensor zum Herausfiltern von Spektrumsignalen aufweist, welche sich außerhalb des Bandes des Signals des vorbestimmten Spektrums befinden.
Steuerverfahren nach Anspruch 15, wobei das vorbestimmte Spektrum ein Infrarotspektrum und das optische Filter ein Infrarotfilter ist.
Steuerverfahren nach Anspruch 14, wobei das vorbestimmte Verfahren eine periodische Modulation ist, welche eine vorbestimmte Modulationsfrequenz aufweist.
Steuerverfahren nach Anspruch 14, wobei der Bildsensor eine Bildabtastfrequenz aufweist und das Steuerverfahren zudem den folgenden Schritt aufweist: Einstellen der vorbestimmten Modulationsfrequenz, niedriger als die Bildabtastfrequenz zu sein, und Einstellen der Bildabtastfrequenz auf ein Vielfaches der vorbestimmten Modulationsfrequenz.
Steuerverfahren nach Anspruch 14, wobei der Bildsensor ein CMOS-Bildsensor oder ein CCD-Bildsensor ist.
Steuerverfahren nach Anspruch 14, wobei die Bildabweichung eine Positionsabweichung oder eine Drehwinkelabweichung des Bildes des Bezugsobjektes ist, welche auf dem digitalen Bild gebildet ist.