專利名稱：網(wǎng)格信號(hào)接收器及具有網(wǎng)格信號(hào)接收器的無線指向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)格信號(hào)接收器及一種具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的無線指向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著諸如電視機(jī)(television；TV)、數(shù)字多功能光盤(digital versatile disc ； DVD)、視頻機(jī)頂盒(set-top box)、因特網(wǎng)協(xié)議(internet protocol ；IP)TV等視頻家電的發(fā)展，亟需例如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)(personal computer ;PC)的鼠標(biāo)等指向裝置。尤其是，因已開發(fā)出IPTV作為對一般家庭中所用個(gè)人計(jì)算機(jī)的替代，更需要具有例如個(gè)人計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等指向裝置。然而，如一般個(gè)人計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的有線裝置無法恰當(dāng)?shù)赜糜谝曨l家電，因此利用現(xiàn)有電視機(jī)遙控器來達(dá)成指向裝置。已揭露的一個(gè)專利是關(guān)于一種如下方法在該方法中，使用遙控器作為指向裝置， 并產(chǎn)生及傳送具有一網(wǎng)格圖案的光，一接收器接收該光并量測一網(wǎng)格線的一移動(dòng)方向、移動(dòng)速度、尺寸等等，藉此驅(qū)動(dòng)一指針(韓國專利公開案第10-2008-0064074號(hào))。圖1顯示利用此一網(wǎng)格圖案的一無線指向系統(tǒng)。在利用網(wǎng)格圖案的該無線指向系統(tǒng)中，一網(wǎng)格信號(hào)傳送器(包含于遙控器中)設(shè)置有一發(fā)光二極管(light emitting diode ；LED)及一網(wǎng)格產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生及傳送該網(wǎng)格圖案的光，且一網(wǎng)格信號(hào)接收器以網(wǎng)格線的形式感測該所傳送網(wǎng)格圖案的光，可量測該網(wǎng)格線的移動(dòng)方向、移動(dòng)速度及尺寸，進(jìn)而于例如電視機(jī)等視頻家電的屏幕上驅(qū)動(dòng)該指針。該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含兩對傳感器，即包含一對用以確定左右運(yùn)動(dòng)的傳感器以及一對用以確定上下運(yùn)動(dòng)的傳感器。一種確定運(yùn)動(dòng)的方法如下所述(A)移動(dòng)具有網(wǎng)格信號(hào)傳送器的遙控器，以移動(dòng)一所產(chǎn)生的網(wǎng)格圖案；(B)網(wǎng)格信號(hào)接收器接收該網(wǎng)格圖案的光；(C)根據(jù)所接收的圖案確定運(yùn)動(dòng)；以及(D)對一指標(biāo)應(yīng)用所確定的運(yùn)動(dòng)。圖2顯示當(dāng)網(wǎng)格信號(hào)傳送器向右移動(dòng)時(shí)確定運(yùn)動(dòng)的一實(shí)例。左右運(yùn)動(dòng)及上下運(yùn)動(dòng)的方向不同，但皆決定同一操作，故此處省略該對上下傳感器而僅顯示該對左右傳感器。如圖2所示，若網(wǎng)格線經(jīng)過該二傳感器，便產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。然而，因此種網(wǎng)格圖案無線指向方法是根據(jù)網(wǎng)格圖案的光，確定運(yùn)動(dòng)，故當(dāng)光的網(wǎng)格圖案傾斜或當(dāng)網(wǎng)格線的粗細(xì)及間距根據(jù)距離而變化時(shí)，在運(yùn)動(dòng)上可能會(huì)出現(xiàn)誤差。尤其是，使用者在用手抓握包含網(wǎng)格信號(hào)傳送器的遙控器時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，使得網(wǎng)格圖案的傾斜頻繁發(fā)生。據(jù)此，網(wǎng)格圖案的傾斜已成為造成誤操作的一問題所在。圖3描述了當(dāng)網(wǎng)格圖案傾斜時(shí)所造成的操作誤差的一實(shí)例。如圖3所示，當(dāng)網(wǎng)格圖案向右傾斜時(shí)，在一使用者向上移動(dòng)遙控器時(shí)，網(wǎng)格信號(hào)接收器將網(wǎng)格圖案的運(yùn)動(dòng)劃分成三個(gè)畫面(frame)。此時(shí)，因網(wǎng)格圖案向右傾斜，故網(wǎng)格線不僅向上移動(dòng)，且也經(jīng)過該對用于感測左右運(yùn)動(dòng)的傳感器，進(jìn)而造成逐漸向左運(yùn)動(dòng)的誤操作。此外，盡管減小程度較為微小，也出現(xiàn)向上運(yùn)動(dòng)的程度減小的誤操作。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的一方面提供一種網(wǎng)格信號(hào)接收器，其可防止因一網(wǎng)格信號(hào)傳送器傾斜而發(fā)生誤操作，并提供一種具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的無線指向系統(tǒng)。即，本發(fā)明的一目的是提供一種能夠補(bǔ)償一網(wǎng)格信號(hào)傳送器的傾斜的網(wǎng)格信號(hào)接收器以及一種具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的無線指向系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種網(wǎng)格信號(hào)接收器，用以自一網(wǎng)格信號(hào)傳送器接收一網(wǎng)格圖案的一信號(hào)并確定該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的運(yùn)動(dòng)，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含一用于感測一網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器以及一傾斜傳感器，該傾斜傳感器用以感測該網(wǎng)格的一傾斜， 以感測該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的一傾斜。該網(wǎng)格信號(hào)接收器可包含一對水平運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一垂直(Y 軸)圖案，以感測一水平(X軸)運(yùn)動(dòng)；一對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一水平(X 軸)圖案，以感測一垂直(Y軸)運(yùn)動(dòng)；以及該傾斜傳感器，用以感測該網(wǎng)格的該傾斜。該傾斜傳感器未與該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器或該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器設(shè)置于在同一線上。該傾斜傳感器可相對于該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器其中之一，設(shè)置于一垂直方向上，或者相對于該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器其中之一，設(shè)置于一水平方向上。該傾斜傳感器設(shè)置成使得該傾斜傳感器與設(shè)置于該垂直方向的一水平運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離等于該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離，或者使該傾斜傳感器與設(shè)置于該水平方向的一垂直運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離等于該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離。該傾斜傳感器與該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器一起感測該垂直(Y軸)圖案，并比較所述傳感器的相對感測時(shí)間，以計(jì)算該網(wǎng)格的一傾斜信息，或者該傾斜傳感器與該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器一起感測該水平(X軸)圖案，并比較所述傳感器的相對感測時(shí)間，以計(jì)算該網(wǎng)格的傾斜fe息。該網(wǎng)格的一垂直(Y軸)圖案信號(hào)與一水平(X軸)圖案信號(hào)在一頻帶上不同。此外，各該傳感器可包含一光電二極管(Photodiode)，用以感測一網(wǎng)格信號(hào)；以及一濾光器 (optical filter)，用以使該網(wǎng)格信號(hào)的該頻帶通過。該網(wǎng)格的該垂直(Y軸)圖案信號(hào)與該水平(X軸)圖案信號(hào)于該頻帶上不同，該水平運(yùn)動(dòng)傳感器及該垂直運(yùn)動(dòng)傳感器可設(shè)置有濾光器，以分別使該垂直(Y軸)圖案信號(hào)與該水平(X軸)圖案信號(hào)的所述頻帶通過，以及該傾斜傳感器可包含一濾光器，用于使該垂直(Y軸)圖案信號(hào)或該水平(X軸)圖案信號(hào)的頻帶通過。該網(wǎng)格信號(hào)接收器可更包含一運(yùn)動(dòng)向量處理器，用以自各該傳感器接收一感測信號(hào)，以處理一運(yùn)動(dòng)向量，并計(jì)算該網(wǎng)格的傾斜信息以補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量。該運(yùn)動(dòng)向量處理器可包含一方向偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一運(yùn)動(dòng)方向；一線偵測器，用以在每當(dāng)一條網(wǎng)格線移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一脈沖；一傾斜偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一傾斜；一運(yùn)動(dòng)向量提取器(motion vector extractor)，用以自該方向偵測器接收關(guān)于該網(wǎng)格的該移動(dòng)方向的信息以及自該線偵測器接收該脈沖，并提取一 X軸運(yùn)動(dòng)向量(水平運(yùn)動(dòng)向量)及一 Y軸運(yùn)動(dòng)向量(垂直運(yùn)動(dòng)向量)；以及一斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)自該傾斜偵測器接收的該傾斜信息，補(bǔ)償該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量。該運(yùn)動(dòng)向量處理器可更包含一低通濾波器(low-pass filter)，用以接收該斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器的輸出，并執(zhí)行低通濾波以抑制因一傳送端或一接收端中所產(chǎn)生的噪聲及抖動(dòng)(shaking)而引起的一運(yùn)動(dòng)向量的變化。該運(yùn)動(dòng)向量處理器可更包含一低通濾波器，其藉由接收該運(yùn)動(dòng)向量提取器的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量，執(zhí)行低通濾波，以減小在加速或負(fù)加速 (negative-acceleration)條件下出現(xiàn)的一誤差，并輸出所述經(jīng)過濾的X軸運(yùn)動(dòng)向量及Y軸運(yùn)動(dòng)向量至該斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器。該運(yùn)動(dòng)向量處理器可更包含一防抖動(dòng)決策單元(anti-shaking decision unit), 用以估計(jì)抖動(dòng)，俾根據(jù)該防抖動(dòng)決策單元的決策，停止該運(yùn)動(dòng)向量提取器。該運(yùn)動(dòng)向量處理器可包含一方向偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一運(yùn)動(dòng)方向；一線偵測器，用以在每當(dāng)一條網(wǎng)格線移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一脈沖；一傾斜偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一傾斜；一運(yùn)動(dòng)向量提取器，用以自該方向偵測器接收關(guān)于該網(wǎng)格的該運(yùn)動(dòng)方向的信息以及自該線偵測器接收一脈沖，并提取一X軸運(yùn)動(dòng)向量及一Y軸運(yùn)動(dòng)向量；一脈寬解調(diào)器(pulse width demodulator)，用以將與該網(wǎng)格的該運(yùn)動(dòng)有關(guān)的一周期轉(zhuǎn)換成一數(shù)字值；一脈基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)該經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字值，補(bǔ)償自該運(yùn)動(dòng)向量提取器接收的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量；以及一斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)自該傾斜偵測器接收的該傾斜信息，補(bǔ)償自該脈基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器接收的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量。所述傳感器可設(shè)置為一第一芯片，且該運(yùn)動(dòng)向量處理器可設(shè)置為不同于該第一芯片的一第二芯片。所述傳感器及該運(yùn)動(dòng)向量處理器可設(shè)置為一單一芯片。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種無線指向系統(tǒng)，包含一網(wǎng)格信號(hào)傳送器，用以產(chǎn)生并輸出具有一網(wǎng)格圖案信號(hào)的一信號(hào)；以及一網(wǎng)格信號(hào)接收器，用以處理一運(yùn)動(dòng)向量， 以接收該網(wǎng)格圖案的該信號(hào)并計(jì)算運(yùn)動(dòng)，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含一用以感測一網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器以及一傾斜傳感器，感測該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的一傾斜，并根據(jù)傾斜信息補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一網(wǎng)格信號(hào)接收器以及具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的一無線指向系統(tǒng)中，將可達(dá)成一種無線指向功能，而無線指向功能是為在例如IPTV等下一代視頻家電中所必需的。尤其是，感測并補(bǔ)償網(wǎng)格信號(hào)傳送器的傾斜，以防止因遙控器的傾斜而發(fā)生誤操作。進(jìn)一步，可透過各種信號(hào)處理而達(dá)成抖動(dòng)補(bǔ)償(shaking compensation)、平滑指向等。


圖1顯示使用一網(wǎng)格圖案的一無線指向系統(tǒng)；圖2顯示在該使用網(wǎng)格圖案的無線指向系統(tǒng)中，由一網(wǎng)格信號(hào)接收器對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行確定的一實(shí)施例；圖3顯示當(dāng)一網(wǎng)格信號(hào)傳送器傾斜時(shí)在網(wǎng)格信號(hào)接收器中所產(chǎn)生的一誤差；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一無線指向系統(tǒng)；圖5顯示網(wǎng)格信號(hào)接收器提取網(wǎng)格信號(hào)傳送器的一傾斜角度的一實(shí)施例；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一旋轉(zhuǎn)變換表達(dá)式及運(yùn)用；圖7至圖11顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器的一運(yùn)動(dòng)向量處理器；
圖12為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以硬件形式達(dá)成的網(wǎng)格信號(hào)接收器的方塊圖；以及圖13及圖14為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以軟件形式達(dá)成的網(wǎng)格信號(hào)接收器的方框圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參考附圖闡述本發(fā)明的實(shí)施例，以使熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明。然而，本發(fā)明可實(shí)施為諸多不同的形式，而不應(yīng)被視為僅限于本文所述的實(shí)施例； 相反地，所述實(shí)施例旨在使本揭露內(nèi)容透徹且完整，并向本發(fā)明所屬領(lǐng)域的具有通常知識(shí)者傳達(dá)本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例性實(shí)施例的一網(wǎng)格信號(hào)接收器及具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的一無線指向系統(tǒng)可感測一網(wǎng)格信號(hào)傳送器的傾斜并根據(jù)感測結(jié)果補(bǔ)償一運(yùn)動(dòng)向量，進(jìn)而執(zhí)行一可靠的無線指向功能。圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一無線指向系統(tǒng)10。參考圖4，本實(shí)施例的無線指向系統(tǒng)10包含一網(wǎng)格信號(hào)傳送器100，用以產(chǎn)生具有一網(wǎng)格圖案的一信號(hào)；以及一網(wǎng)格信號(hào)接收器200，用以接收該具有網(wǎng)格圖案的信號(hào)并根據(jù)所接收網(wǎng)格信號(hào)確定運(yùn)動(dòng)。網(wǎng)格信號(hào)傳送器100包含一光源(舉例而言，可使用一發(fā)光二極管(light emitting diode ；LED))及一網(wǎng)格產(chǎn)生器，使其可傳送一網(wǎng)格圖案的光，以執(zhí)行一指向功能。 而網(wǎng)格信號(hào)傳送器100所傳送的網(wǎng)格圖案的光將被網(wǎng)格信號(hào)接收器200以一網(wǎng)格線的形式感測，并計(jì)算該光的一移動(dòng)方向及一移動(dòng)速度，以獲得一運(yùn)動(dòng)向量，進(jìn)而在例如數(shù)字電視機(jī)等視頻家電的一屏幕上操作一指針。以下，將參考圖4更詳細(xì)地闡述本實(shí)施例的無線指向系統(tǒng)10。網(wǎng)格信號(hào)傳送器100包含微電腦120、X網(wǎng)格產(chǎn)生器140、Y網(wǎng)格產(chǎn)生器145、第一透鏡160以及第二透鏡165。網(wǎng)格信號(hào)傳送器100可產(chǎn)生具有一網(wǎng)格圖案的一紅外光信號(hào) (也可使用除了紅外光以外的光，只要其屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)即可)。微電腦120可在每一軸線(X軸及Y軸)上產(chǎn)生具有一載頻(carrier frequency) 的一信號(hào)。此處，X軸是指其中網(wǎng)格信號(hào)傳送器100沿一水平方向產(chǎn)生一網(wǎng)格線的軸線，Y 軸則是指其中網(wǎng)格信號(hào)傳送器100沿一垂直方向產(chǎn)生一網(wǎng)格線的軸線。此時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)可透過一紅外光LED轉(zhuǎn)換成紅外信號(hào)。此時(shí)，X軸載頻信號(hào)及Y軸載頻信號(hào)可使用相同的頻率，但較佳地是使用不同的頻率以防止干擾。舉例而言，X軸載頻信號(hào)可產(chǎn)生在30千赫茲至40千赫茲的一范圍內(nèi)，Y軸載頻信號(hào)則可產(chǎn)生在41千赫茲至50千赫茲的一范圍內(nèi)。X網(wǎng)格產(chǎn)生器140可接收X軸載頻信號(hào)并產(chǎn)生一 X軸圖案(IRX)。亦即，X網(wǎng)格產(chǎn)生器140透射由LED發(fā)出的光，進(jìn)而產(chǎn)生X軸圖案(IRX)。Y網(wǎng)格產(chǎn)生器145可接收Y軸載頻信號(hào)并產(chǎn)生一 Y軸圖案(IRY)。亦即，Y網(wǎng)格產(chǎn)生器145透射由LED發(fā)出的光，進(jìn)而產(chǎn)生 Y軸圖案(IRY)。X網(wǎng)格產(chǎn)生器140及Y網(wǎng)格產(chǎn)生器145可以板的形式來設(shè)置，所述板被蝕刻成分別具有X軸圖案及Y軸圖案，并可由可透射光(如紅外光)的玻璃等制成。第一透鏡160透射X軸圖案(IRX)并將其投射至網(wǎng)格信號(hào)接收器200。第二透鏡 165透射Y軸圖案(IRY)并將其投射至網(wǎng)格信號(hào)接收器200。此處，第一透鏡160及第二透鏡165是由能夠透射光(紅外光)的一材料制成。 在本實(shí)施例中，網(wǎng)格信號(hào)傳送器100如上所述分別產(chǎn)生X軸圖案信號(hào)及Y軸圖案信號(hào)，但并不僅限于此。另一選擇為，X軸圖案及Y軸圖案可同時(shí)產(chǎn)生(在此種情形中，是使用一 XY網(wǎng)格產(chǎn)生器作為網(wǎng)格產(chǎn)生器)，或者可使用一個(gè)載頻信號(hào)產(chǎn)生該網(wǎng)格圖案。
參見圖4，網(wǎng)格信號(hào)接收器200可包含一信號(hào)接收器220，用以感測網(wǎng)格信號(hào)傳送器100所產(chǎn)生的一紅外網(wǎng)格信號(hào)；以及一運(yùn)動(dòng)向量處理器對0，用以處理來自所接收網(wǎng)格信號(hào)的一運(yùn)動(dòng)向量。與現(xiàn)有技術(shù)相反，信號(hào)接收器220更包含一傾斜傳感器E，用以感測網(wǎng)格的傾斜， 且運(yùn)動(dòng)向量處理器240是根據(jù)信號(hào)接收器220所感測的傾斜而補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量。藉此，可防止運(yùn)動(dòng)向量的方向或大小畸變。信號(hào)接收器220包含水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B，用以確定左右運(yùn)動(dòng)(沿X軸的運(yùn)動(dòng))；垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D，用以確定上下運(yùn)動(dòng)(沿Y軸的運(yùn)動(dòng))；以及傳感器E，用以確定傾斜。在本實(shí)施例中，一種確定運(yùn)動(dòng)的方法如下所述。網(wǎng)格信號(hào)傳送器100移動(dòng)，因而網(wǎng)格信號(hào)傳送器100所產(chǎn)生的網(wǎng)格圖案也移動(dòng)。網(wǎng)格信號(hào)接收器200的信號(hào)接收器220可接收網(wǎng)格光。然后，根據(jù)所接收圖案來確定方向。所確定的方向則被應(yīng)用于指標(biāo)。各該傳感器A、B、C、D、E被設(shè)置為一發(fā)光二極管，其能夠感測光并將光轉(zhuǎn)換成一電信號(hào)。此處，為防止網(wǎng)格的水平⑴軸與垂直⑴軸之間發(fā)生干擾，網(wǎng)格信號(hào)傳送器100所產(chǎn)生的水平(X)軸及垂直(Y)軸的光具有不同的頻率。因此，各該傳感器A、B、C、D、E可采用一相應(yīng)的濾光器(optical filter)。水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B為用于確定左右(X軸)運(yùn)動(dòng)的傳感器。垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C 及D為用于確定上下(Y軸)運(yùn)動(dòng)的傳感器。傾斜傳感器E為一用于確定網(wǎng)格的傾斜的傳感器。傾斜傳感器E被配置成具有與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B或垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D相同的濾光器，俾使傾斜傳感器E可與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B —起感測傾斜或與垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D —起感測傾斜。水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B排列于一水平方向，而垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D排列于一垂直方向。倘若傾斜傳感器E與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B接收相同頻率的信號(hào)(即與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B —起感測傾斜)，則傾斜傳感器E可排列于與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B相同的在線，除了一水平位置之外的任意位置。此外，若傾斜傳感器E與垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D接收相同頻率的信號(hào)(即與垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D —起感測傾斜)，則傾斜傳感器E可排列于與垂直運(yùn)動(dòng)傳感器C及D相同的在線除一垂直位置外的任意位置。此處，其為垂直還是水平是基于在網(wǎng)格信號(hào)傳送器 100中所產(chǎn)生的網(wǎng)格的X軸及Y軸。以下，將根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例來闡述一種使傾斜傳感器E與水平運(yùn)動(dòng)傳感器A 及B—起感測傾斜的方法。在本實(shí)施例中，可藉由傳感器A及傳感器E確定傾斜。若網(wǎng)格傾斜，則傳感器A與傳感器E接收垂直網(wǎng)格圖案的時(shí)間會(huì)不同。藉此，確定網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的傾斜。若傳感器A與傳感器E排列于垂直方向上，則可為此種情形。即使其不排列于垂直方向上，也可藉由比較傳感器A、B及E的感測時(shí)間而確定傾斜。此外，也透過傳感器A、B及E確定傾斜的網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的方向及角度。首先，可根據(jù)傳感器接通的次序，確定網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的傾斜方向。表1顯示根據(jù)感測紅外信號(hào)的次序可獲得的信息。在下文中，當(dāng)傳感器A與B間的一距離等于傳感器A與E間的一距離時(shí)，可確定一 45度的參考值。表 1
感測次序信息返動(dòng)方向傾斜方向備注B-> A-> E左右 ；B-> E-> A左左E-> B-> A左左傾斜大于45度E-> A-> B右右A-> E-> B右左A-> B-> E右左傾斜大于45度圖5描述了網(wǎng)格信號(hào)接收器提取網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的一傾斜角度的一實(shí)施例。 倘若向右移動(dòng)，網(wǎng)格光按E- > A- > B的次序到達(dá)傳感器。在此種情形中，各自的到達(dá)時(shí)間分別為tEA及tAB。此外，所述傳感器間的距離非常短，使得向右運(yùn)動(dòng)的速度變化很小。因此， 如方程式1所示，假定該運(yùn)動(dòng)具有一恒定速度，則運(yùn)動(dòng)的距離與時(shí)間成正比。[方程式1]s = vt, ν = constant因此，tEA與tAB的比率等于《與(^的比率。此外，若傳感器A與傳感器E間的距離等于傳感器A與傳感器B間的距離，則dB等于dE。因此，計(jì)算《與4的比率。藉此，可藉由如方程式2所示的三角函數(shù)的運(yùn)算計(jì)算一梯度。[方程式2]
1 ^A] ^Aθ—tan —— =tan"——由方程式2所計(jì)算的梯度，將用以藉由旋轉(zhuǎn)變換來補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)向量。圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一旋轉(zhuǎn)變換表達(dá)式及運(yùn)用。若有一或多條光線位于所述傳感器之間，則在確定運(yùn)動(dòng)方向時(shí)會(huì)存在麻煩。因此， 若網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的傳送及接收距離內(nèi)的網(wǎng)格線的粗細(xì)大于所述傳感器間的距離，則在確定運(yùn)動(dòng)方向時(shí)便不會(huì)存在問題。此處，在形成網(wǎng)格光時(shí)使用一種攔截光的方法，因此易于增大線的粗細(xì)。圖7描述了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的一運(yùn)動(dòng)向量處理器。 請參考圖7，網(wǎng)格信號(hào)接收器200包含信號(hào)接收器220，被設(shè)置為用于感測光的傳感器；以及運(yùn)動(dòng)向量處理器對0，用以接收所感測信號(hào)并計(jì)算運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)向量處理器的配置如下所述。方向偵測器241可感測網(wǎng)格信號(hào)傳送器100的移動(dòng)方向。線偵測器242可在每當(dāng)一條線移動(dòng)時(shí)皆產(chǎn)生一脈沖。然后，運(yùn)動(dòng)向量提取器244可產(chǎn)生相對于水平方向及垂直方向的一運(yùn)動(dòng)向量，并將其傳送至斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器M5。運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器245可根據(jù)傾斜角度θ補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量，同時(shí)，傾斜偵測器243 可根據(jù)來自水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B與傾斜傳感器E的所感測信號(hào)2H、2V、IE,將傳送器的傾斜角度θ傳送至斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器Μ5。此處，信號(hào)2Η為自水平運(yùn)動(dòng)傳感器A及B接收的一垂直圖案紅外信號(hào)(IRX)，信號(hào)IE則為自傾斜傳感器E接收的一垂直圖案紅外信號(hào) (IRX)。斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器245接收二運(yùn)動(dòng)向量及θ，并接著執(zhí)行上述旋轉(zhuǎn)變換，以藉此輸出經(jīng)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)向量。圖8描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的一運(yùn)動(dòng)向量處理器。 參考圖8，網(wǎng)格信號(hào)接收器200在最末端子上連接低通濾波器246，以抑制因在傳送及接收端中產(chǎn)生的噪聲及抖動(dòng)而引起的運(yùn)動(dòng)向量的變化。藉此，網(wǎng)格信號(hào)接收器200可獲得平滑的運(yùn)動(dòng)向量。圖9描述了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的運(yùn)動(dòng)向量處理器。參考圖9，網(wǎng)格信號(hào)接收器200于運(yùn)動(dòng)向量提取器244的后部端子上連接低通濾波器246a，而非如圖8所示于最末端子上連接低通濾波器，進(jìn)而減小在加速或負(fù)加速條件下所產(chǎn)生的誤差。藉此，減小因加速或負(fù)加速而引起的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的誤差。圖10描述了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的運(yùn)動(dòng)向量處理器。 使用圖8所描述的低通濾波器246來抑制抖動(dòng)為一種被動(dòng)方法。更主動(dòng)地，如圖10所示， 防抖動(dòng)決策單元(anti-shaking decision unit) 247利用一種用于估計(jì)實(shí)際抖動(dòng)的算法并為運(yùn)動(dòng)向量提取器產(chǎn)生一停止條件，使該運(yùn)動(dòng)向量提取器可不會(huì)受到因微小運(yùn)動(dòng)引起的誤差。圖11描述了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的運(yùn)動(dòng)向量處理器。 若一運(yùn)動(dòng)向量根據(jù)各網(wǎng)格線之間的網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)達(dá)一個(gè)單位，則可顯示粗略的運(yùn)動(dòng)。此乃因在該方法中，根據(jù)結(jié)構(gòu)而存在網(wǎng)格分辨率極限值。然而，若設(shè)定一預(yù)定周期Twidth(其是指在網(wǎng)格信號(hào)傳送器100中所產(chǎn)生網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度)作為用于進(jìn)行確定的一基準(zhǔn)，則可達(dá)成正確補(bǔ)償。加速度及負(fù)加速度可根據(jù)周期Twidth的值加以確定，并且因此須考慮一種用于計(jì)算相應(yīng)于此而得到補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)向量的方法。此時(shí)，預(yù)定周期Twidth可由脈寬解調(diào)器(pulse width demodulator ;PWDM) 248 產(chǎn)生，脈寬解調(diào)器248將一脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(hào)。脈基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器249可根據(jù)脈寬解調(diào)器248所提供的預(yù)定周期來補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)向量。此一經(jīng)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)向量可傳送至斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器對5。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在達(dá)成接收網(wǎng)格信號(hào)及計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量的方法時(shí)，可考慮二種方法。其中一種是以硬件形式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)向量處理器，另一種則是利用一微控制單元 (micro control unit ；MCU)以軟件(韌體)形式轉(zhuǎn)換/實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)向量處理器的內(nèi)部功能。圖12為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以硬件形式實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)格信號(hào)接收器的方塊圖。參考圖12，此硬件型式被劃分成一虛線所示情形及一實(shí)線所示情形，在該虛線所示情形中，A 芯片201與B芯片202分別開發(fā)后融合成一個(gè)封裝(板)，該實(shí)線所示情形則是為使用二獨(dú)立芯片的解決方案。在B芯片202的一特定情形中，可能需要內(nèi)建式串行界面(built-in serial interface) 254以用于與一應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。軟件型式被劃分成相對于應(yīng)用程序而言于外部提供MCU的情形(參考圖13)與在內(nèi)部提供MCU的情形(參考圖14)。圖13為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例以軟件形式達(dá)成的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的方塊圖。 參考圖13，若于外部提供MCU沈0，則信號(hào)接收器220與MCU 260 二者皆設(shè)置于一個(gè)板203 中，且MCU 260與應(yīng)用程序進(jìn)行通訊。MCU 260在內(nèi)部設(shè)置有一系列程序以執(zhí)行運(yùn)動(dòng)向量處理器的功能，并藉由在外部將GPIO或IRQ (或其一組合)接腳連接至信號(hào)接收器220而接收信號(hào)，俾使串行接口 264可存取該應(yīng)用程序。此一軟件型式具有以下優(yōu)點(diǎn)可因應(yīng)與應(yīng)用程序相對應(yīng)的MCU而靈活地開發(fā)一獨(dú)立的板。另一方面，該獨(dú)立的板的MCU特征須與應(yīng)用程序相關(guān)，因而每當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)生變化時(shí)皆可能需要評價(jià)及測試所選MCU是否適合。圖14為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例以軟件形式達(dá)成的網(wǎng)格信號(hào)接收器200的方塊圖。 參考圖14，對其中應(yīng)用程序21設(shè)置有一內(nèi)建式MCU 22的裝置的開發(fā)可僅限于信號(hào)接收器 220。因使用應(yīng)用程序的內(nèi)建式MCU 22，須根據(jù)應(yīng)用程序先前所占用的資源對一運(yùn)動(dòng)向量處理器進(jìn)行程序化。上述的實(shí)施例僅用來例舉本發(fā)明的實(shí)施例，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范疇。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，用以自一網(wǎng)格信號(hào)傳送器接收一網(wǎng)格圖案的一信號(hào)并確定該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的運(yùn)動(dòng)，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含一用于感測一網(wǎng)格的一運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器外以及一傾斜傳感器，該傾斜傳感器感測該網(wǎng)格的一傾斜，以感測該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的一傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含 一對水平運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一垂直(Y軸)圖案，以感測一水平(X軸)運(yùn)動(dòng)；一對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一水平(X軸)圖案，以感測一垂直(Y軸)運(yùn)動(dòng)；以及該傾斜傳感器，用以感測該網(wǎng)格的該傾斜。
3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該傾斜傳感器未與該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器或該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器設(shè)置于在同一線上。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該傾斜傳感器相對于該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器其中之一，設(shè)置于一垂直方向上，或者相對于該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器其中之一，設(shè)置于一水平方向上。
5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該傾斜傳感器設(shè)置成使得該傾斜傳感器與設(shè)置于該垂直方向的一個(gè)水平運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離等于該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離，或者使該傾斜傳感器與設(shè)置于該水平方向的一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離等于該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器間的一距離。
6.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該傾斜傳感器與該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器一起感測該垂直(Y軸)圖案，并比較所述傳感器的相對感測時(shí)間，以計(jì)算該網(wǎng)格的傾斜信息，或者該傾斜傳感器與該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器一起感測該水平(X軸)圖案，并比較所述傳感器的相對感測時(shí)間，以計(jì)算該網(wǎng)格的傾斜信息。
7.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該網(wǎng)格的一垂直(Y軸)圖案信號(hào)與一水平(X軸)圖案信號(hào)在一頻帶上不同。
8.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，各該傳感器包含 一光電二極管(Photodiode)，用以感測一網(wǎng)格信號(hào)；以及一濾光器(optical filter)，用以使該網(wǎng)格信號(hào)的該頻帶通過。
9.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該網(wǎng)格的該垂直(Y軸)圖案信號(hào)與該水平(X軸)圖案信號(hào)于該頻帶上不同，該水平運(yùn)動(dòng)傳感器及該垂直運(yùn)動(dòng)傳感器設(shè)置有濾光器，以分別使該垂直(Y軸)圖案信號(hào)與該水平(X軸)圖案信號(hào)的所述頻帶通過，以及該傾斜傳感器包含一濾光器，用于使該垂直(Y軸)圖案信號(hào)或該水平(X軸)圖案信號(hào)的頻帶通過。
10.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，更包含一運(yùn)動(dòng)向量處理器，用以自各該傳感器接收一感測信號(hào)，以處理一運(yùn)動(dòng)向量，并計(jì)算該網(wǎng)格的傾斜信息以補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量。
11.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)向量處理器包含 一方向偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一運(yùn)動(dòng)方向；一線偵測器，用以在每當(dāng)一條網(wǎng)格線移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一脈沖； 一傾斜偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一傾斜；一運(yùn)動(dòng)向量提取器(motion vector extractor)，用以自該方向偵測器接收關(guān)于該網(wǎng)格的該運(yùn)動(dòng)方向的信息以及自該線偵測器接收一脈沖，并提取一 X軸運(yùn)動(dòng)向量(水平運(yùn)動(dòng)向量)及一Y軸運(yùn)動(dòng)向量(垂直運(yùn)動(dòng)向量)；以及一斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)自該傾斜偵測器接收的該傾斜信息，補(bǔ)償該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量。
12.如權(quán)利要求11所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)向量處理器更包含一低通濾波器(low-pass filter)，用以接收該斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器的輸出，并執(zhí)行低通濾波以抑制因一傳送端或一接收端中所產(chǎn)生的噪聲及抖動(dòng)(shaking)而引起的一運(yùn)動(dòng)向量的變化。
13.如權(quán)利要求11所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)向量處理器更包含一低通濾波器，藉由接收該運(yùn)動(dòng)向量提取器的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量，執(zhí)行低通濾波，以減小在加速或負(fù)加速(negative-acceleration)條件下出現(xiàn)的一誤差，并輸出所述經(jīng)過濾的X軸運(yùn)動(dòng)向量及Y軸運(yùn)動(dòng)向量至該斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器。
14.如權(quán)利要求11所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)向量處理器更包含一防抖動(dòng)決策單元(anti-shaking decision unit)，用以估計(jì)抖動(dòng)，根據(jù)該防抖動(dòng)決策單元的決策，停止該運(yùn)動(dòng)向量提取器。
15.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)向量處理器包含 一方向偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一移動(dòng)方向；一線偵測器，用以在當(dāng)一條網(wǎng)格線移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一脈沖； 一傾斜偵測器，用以偵測該網(wǎng)格的一傾斜；一運(yùn)動(dòng)向量提取器，用以自該方向偵測器接收關(guān)于該網(wǎng)格的該運(yùn)動(dòng)方向的信息以及自該線偵測器接收一脈沖，并提取一 X軸運(yùn)動(dòng)向量及一 Y軸運(yùn)動(dòng)向量；一脈寬解調(diào)器(pulse width demodulator)，用以將與該網(wǎng)格的該運(yùn)動(dòng)有關(guān)的一周期轉(zhuǎn)換成一數(shù)字值；一脈基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)該經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字值，補(bǔ)償自該運(yùn)動(dòng)向量提取器接收的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量；以及一斜基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器，用以根據(jù)自該傾斜偵測器接收的該傾斜信息，補(bǔ)償自該脈基運(yùn)動(dòng)向量補(bǔ)償器接收的該X軸運(yùn)動(dòng)向量及該Y軸運(yùn)動(dòng)向量。
16.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，所述傳感器被設(shè)置為一第一芯片，以及該運(yùn)動(dòng)向量處理器被設(shè)置為不同于該第一芯片的一第二芯片。
17.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其特征在于，所述傳感器及該運(yùn)動(dòng)向量處理器被設(shè)置為一單一芯片。
18.—種無線指向系統(tǒng)，其特征在于，包含一網(wǎng)格信號(hào)傳送器，用以產(chǎn)生并輸出具有一網(wǎng)格圖案信號(hào)的一信號(hào)；以及一網(wǎng)格信號(hào)接收器，用以處理一運(yùn)動(dòng)向量，以接收該網(wǎng)格圖案的該信號(hào)并計(jì)算運(yùn)動(dòng)； 其中，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含一用以感測一網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器以及一傾斜傳感器，感測該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的一傾斜，并根據(jù)傾斜信息補(bǔ)償該運(yùn)動(dòng)向量。
19.如權(quán)利要求18所述的無線指向系統(tǒng)，其特征在于，該網(wǎng)格信號(hào)接收器包含 一對水平運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一垂直(Y軸)圖案信號(hào)，以感測一水平(X 軸)運(yùn)動(dòng)；一對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器，用以感測該網(wǎng)格的一水平(X軸)圖案信號(hào)，以感測一垂直(Y 軸)運(yùn)動(dòng)；以及一傾斜傳感器，未與該對水平運(yùn)動(dòng)傳感器或該對垂直運(yùn)動(dòng)傳感器設(shè)置于在同一線上， 用以感測該網(wǎng)格的一傾斜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)格信號(hào)接收器及一種具有該網(wǎng)格信號(hào)接收器的無線指向系統(tǒng)。本發(fā)明的網(wǎng)格信號(hào)接收器，其中網(wǎng)格圖案的信號(hào)自網(wǎng)格圖案傳送器接收以辨別該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的移動(dòng)，包含一感測網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器，以及一傾斜傳感器，該傾斜傳感器感測該網(wǎng)格的傾斜，從而感測該網(wǎng)格信號(hào)傳送器的傾斜以修正運(yùn)動(dòng)向量。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK102197351SQ200980142696
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者尹世煥, 李光在, 金錫基 申請人:硅立康通訊科技株式會(huì)社