專利名稱：光標(biāo)與光學(xué)投影同步操作的裝置、方法及電腦可讀取媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手持式電腦光標(biāo)控制裝置、利用該手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制光標(biāo)的電腦設(shè)備、方法及電腦可讀取媒體，特別是使光標(biāo)跟隨光學(xué)投影的手持式電腦光標(biāo)控制裝置、電腦設(shè)備、方法及電腦可讀取媒體。
背景技術(shù)：
當(dāng)電腦普遍被使用于圖像式的簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)后，通常需要有大型的顯示設(shè)備以提供觀眾作為觀看的必要工具，例如各種具有大型投影屏幕的投影設(shè)備已被廣泛使用于大型會(huì)議的簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)中，呈現(xiàn)不同的圖像、文字或聲音等多媒體影音組合。這些技術(shù)的呈現(xiàn)，除了必須使簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)能與電腦設(shè)備間有著良好的溝通界面為其基礎(chǔ)外，而且為了使簡(jiǎn)報(bào)過程中能促進(jìn)簡(jiǎn)報(bào)者與觀眾間的良好的互動(dòng)關(guān)系，簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)尚須具有操作簡(jiǎn)單的特性，方能使簡(jiǎn)報(bào)者充分地掌握其與觀眾間的溝通互動(dòng)。
傳統(tǒng)上，簡(jiǎn)報(bào)者經(jīng)常使用指揮棒或者可以發(fā)射光源的投影筆，作為在投影屏幕上指示觀眾的溝通工具。以投影筆為例，傳統(tǒng)應(yīng)用于簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)的投影筆為一個(gè)可以發(fā)射光源的指示器，例如可以發(fā)射激光光源的投影筆即非常普遍地被應(yīng)用于投影屏幕上產(chǎn)生激光光點(diǎn)，以便于簡(jiǎn)報(bào)者配合簡(jiǎn)報(bào)的內(nèi)容指示觀眾目光應(yīng)該集中的焦點(diǎn)。只是傳統(tǒng)的投影筆僅具單純光學(xué)光標(biāo)的功能，簡(jiǎn)報(bào)者經(jīng)常需要另外使用電腦的周邊設(shè)備，例如使用電腦鼠標(biāo)，以操作電腦進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容的更替，使得簡(jiǎn)報(bào)者在簡(jiǎn)報(bào)過程必須一邊操作電腦，一邊指示簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容，不利簡(jiǎn)報(bào)過程的順暢。
有鑒于此，一種將投影筆整合于電腦鼠標(biāo)的新型簡(jiǎn)報(bào)裝置，即是針對(duì)上述傳統(tǒng)技術(shù)的改良。尤其是，將前述的投影筆整合于無線鼠標(biāo)裝置中，使該無線鼠標(biāo)裝置兼具有激光光點(diǎn)光標(biāo)(Laser Pointer)與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)的作用。然而，如圖1所示，由于激光光點(diǎn)光標(biāo)A點(diǎn)與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)B點(diǎn)，兩者并無法同步配合，因此當(dāng)簡(jiǎn)報(bào)者需要操作電腦時(shí)，通常必須回到電腦鼠標(biāo)功能后，再移動(dòng)電腦鼠標(biāo)光標(biāo)到所欲操作的位置，然后進(jìn)行操作，因此，此技術(shù)仍無法就激光投影筆光點(diǎn)所指的位置直接操作。
在美國(guó)專利案號(hào)6,331,848 B1中敘述了更為新型的投影簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)，其主要是利用獨(dú)立的圖像攝影裝置，以捕捉投影屏幕上亮度最高的光點(diǎn)作為激光光點(diǎn)光標(biāo)的圖像信號(hào)，并經(jīng)過電腦的分析運(yùn)算后，計(jì)算出該激光光點(diǎn)位于投影屏幕上的相關(guān)位置，并提供給電腦鼠標(biāo)光標(biāo)，以利電腦鼠標(biāo)進(jìn)行后續(xù)的電腦操作。雖此專利所披露的技術(shù)內(nèi)容可解決前述激光光點(diǎn)光標(biāo)與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)無法同步操作的困擾，然而，此專利用以計(jì)算光點(diǎn)位置的信號(hào)處理系統(tǒng)不但較為復(fù)雜，而且判斷投影屏幕上最亮光點(diǎn)作為該激光光點(diǎn)光標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，也常因?yàn)楹?jiǎn)報(bào)資料本身的亮度變化而影響了激光光點(diǎn)光標(biāo)的判斷，進(jìn)而使得光點(diǎn)位置判斷錯(cuò)誤，影響后續(xù)電腦操作的正確性與流暢度。此外，該專利用以捕捉激光光點(diǎn)光標(biāo)的圖像攝影裝置為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，此設(shè)計(jì)將限制簡(jiǎn)報(bào)者必須于固定的場(chǎng)所進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)，使用上欠缺便利性。
因此，一種有效且正確地整合電腦鼠標(biāo)光標(biāo)與光學(xué)投影光標(biāo)的系統(tǒng)與方法變得十分重要，使簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)的操作兼具便捷、流暢與人性化等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種手持式電腦光標(biāo)控制裝置，用以控制電腦設(shè)備的光標(biāo)，該光標(biāo)顯示于畫面上。該手持式電腦光標(biāo)控制裝置包含光學(xué)投影光標(biāo)元件、圖像獲取元件及信號(hào)傳輸元件。光學(xué)投影光標(biāo)元件用以產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上，圖像獲取元件于該畫面上取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像，以產(chǎn)生圖像信號(hào)，信號(hào)傳輸元件用以傳輸該圖像信號(hào)至該電腦設(shè)備。該電腦設(shè)備根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制光標(biāo)的電腦設(shè)備，該光標(biāo)顯示于畫面上，該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上，并于該畫面上取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像，以產(chǎn)生圖像信號(hào)。該電腦設(shè)備包含光標(biāo)位置運(yùn)算組件，根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制電腦設(shè)備光標(biāo)的方法，該光標(biāo)顯示于畫面上。該方法包含以下步驟(a)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上；(b)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置于該畫面的取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像；(c)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置根據(jù)該圖像產(chǎn)生圖像信號(hào)；以及(d)該電腦設(shè)備根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種電腦可讀取媒體，儲(chǔ)存電腦程序用以執(zhí)行一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制電腦設(shè)備光標(biāo)的方法。該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影，該光標(biāo)顯示于畫面上。該方法包含以下步驟(a)控制該手持式電腦光標(biāo)控制裝置于該畫面的取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像；(b)根據(jù)該圖像產(chǎn)生圖像信號(hào)；以及(c)根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。


圖1為公知簡(jiǎn)報(bào)投影顯示系統(tǒng)的示意圖；圖2為應(yīng)用本發(fā)明于電腦投影顯示系統(tǒng)的其中一實(shí)施例的示意圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明于電腦投影顯示系統(tǒng)的其中一實(shí)施例的示意圖；圖4為應(yīng)用本發(fā)明于簡(jiǎn)報(bào)者與投影面間具有夾角的示意圖；圖5為于圖4所示情形下應(yīng)用本發(fā)明于電腦投影顯示系統(tǒng)的其中一實(shí)施例的示意圖；以及圖6為應(yīng)用本發(fā)明于控制電腦設(shè)備的鼠標(biāo)光標(biāo)的流程圖。
主要元件標(biāo)記說明
10電腦12電腦屏幕20投影裝置30畫面(投影屏幕)32投影區(qū)域 34取像區(qū)域36光學(xué)投影40手持式電腦光標(biāo)控制裝置42光學(xué)投影光標(biāo)元件 44圖像獲取元件46光標(biāo)控制元件 48信號(hào)傳輸元件50光標(biāo)位置運(yùn)算元件具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D2，其顯示應(yīng)用本發(fā)明于電腦投影顯示系統(tǒng)之其中一具體實(shí)施例。整個(gè)電腦投影顯示系統(tǒng)包含電腦10、投影裝置20、畫面30、手持式電腦光標(biāo)控制裝置40。其中電腦10系可提供簡(jiǎn)報(bào)者操作簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容之用，使簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容通過投影裝置20產(chǎn)生投影圖像，而呈現(xiàn)于畫面30上。
具體而言，電腦10還包含電腦屏幕12，而儲(chǔ)存于電腦10中的簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容除可呈現(xiàn)于電腦屏幕12上之外，也可同時(shí)通過投影裝置20產(chǎn)生投影圖像，以呈現(xiàn)于畫面30上的投影區(qū)域32內(nèi)。須說明的是，任何可呈現(xiàn)圖像的畫面裝置皆可應(yīng)用于本發(fā)明，例如投影屏幕或是數(shù)字化電視屏幕等，以下將以投影屏幕為例具體說明之。
再者，應(yīng)用本發(fā)明所披露技術(shù)的電腦光標(biāo)控制裝置40為手持式裝置，此乃針對(duì)簡(jiǎn)報(bào)者的可攜帶性與操作便利性的人性化設(shè)計(jì)為考慮。手持式電腦光標(biāo)控制裝置40內(nèi)主要包含有光學(xué)投影光標(biāo)元件42、圖像獲取元件44、光標(biāo)控制元件46、信號(hào)傳輸元件48以及光標(biāo)位置運(yùn)算元件50。
明確而言，光學(xué)投影光標(biāo)元件42可產(chǎn)生光學(xué)投影36于投影屏幕30上，便于簡(jiǎn)報(bào)者于簡(jiǎn)報(bào)進(jìn)行的過程中，指示觀眾目光集中注意在簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容中簡(jiǎn)報(bào)者所欲強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。該光學(xué)投影光標(biāo)元件42可以是一個(gè)激光投影器(Laser Pointer)，其可產(chǎn)生激光投影光點(diǎn)于投影屏幕上。與已有技術(shù)不同的是，本發(fā)明的手持式電腦光標(biāo)控制裝置40具有圖像獲取元件44，此圖像獲取元件44可以是電荷耦合元件(Charge Coupled Device；簡(jiǎn)稱CCD)，或者是互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor；簡(jiǎn)稱CMOS)，其主要的功能是于投影屏幕30上獲取由投影裝置20所產(chǎn)生的投影圖像，并因而產(chǎn)生圖像信號(hào)。詳言之，圖像獲取元件44可獲取于投影屏幕30上形成取像區(qū)域34的圖像，以產(chǎn)生該圖像信號(hào)。應(yīng)用本發(fā)明所獲取的圖像信號(hào)至少包含以下幾種信息一、取像區(qū)域34的中心點(diǎn)位置坐標(biāo)(Xc，Yc)。二、投影區(qū)域32四個(gè)角落點(diǎn)的位置坐標(biāo)(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)。于實(shí)際應(yīng)用上，可提高四個(gè)角落點(diǎn)的亮度或以特定識(shí)別的方法以提高該四個(gè)角落點(diǎn)的辨識(shí)率。
以較佳之實(shí)施例而言，光學(xué)投影光標(biāo)元件42與該圖像獲取元件44兩者間在設(shè)置上相距的距離不宜過大，例如不宜超超過10厘米，其主要的考慮有二其一、若二者相距過大，勢(shì)必使得本發(fā)明的電腦光標(biāo)控制裝置體積過大，不便簡(jiǎn)報(bào)者使用。其二、光學(xué)投影光標(biāo)元件42與該圖像獲取元件44兩者間在設(shè)置上，應(yīng)使光學(xué)投影光標(biāo)元件42所產(chǎn)生激光投影光點(diǎn)的光路徑與圖像獲取元件44獲取圖像的光路徑，產(chǎn)生實(shí)質(zhì)相近又相互平行的效果，以利簡(jiǎn)報(bào)者可同步操作光學(xué)投影36與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)。換言之，光學(xué)投影光標(biāo)元件42于投影屏幕30上產(chǎn)生的激光投影光點(diǎn)將與圖像獲取元件44于投影屏幕30上所欲獲取圖像的取像區(qū)域34中心點(diǎn)兩者實(shí)質(zhì)上重合為一點(diǎn)。
其次，光標(biāo)控制元件46的功能與一般電腦周邊設(shè)備的鼠標(biāo)功能相同，可于電腦屏幕12上移動(dòng)一個(gè)電腦鼠標(biāo)光標(biāo)(圖中未示出)，也可產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)給該電腦10，以執(zhí)行該電腦鼠標(biāo)光標(biāo)所對(duì)應(yīng)的功能，提供使用者作為操作該電腦10之用。須說明的是，于電腦屏幕12上所產(chǎn)生的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)，可通過投影裝置20的作用于投影屏幕30上的投影區(qū)域32內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)應(yīng)的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)的圖像。操作者可通過投影區(qū)域32內(nèi)所呈現(xiàn)的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)圖像的操作，達(dá)到與在電腦屏幕12上操作電腦鼠標(biāo)光標(biāo)相同的效果。
再者，信號(hào)傳輸元件48主要的功能在于傳遞電腦10與手持式電腦光標(biāo)控制裝置40之間的信號(hào)。以本實(shí)施例而言，信號(hào)傳輸元件48是負(fù)責(zé)將光標(biāo)控制元件46所產(chǎn)生的光標(biāo)控制信號(hào)傳遞至該電腦10，以便于使簡(jiǎn)報(bào)者可操作電腦10進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)。于具體實(shí)施例中，信號(hào)傳輸元件可以是利用無線信號(hào)傳輸裝置，或者是以導(dǎo)線作為信號(hào)傳輸裝置亦可。此外，光標(biāo)位置運(yùn)算元件50用以分析前述圖像獲取元件44所產(chǎn)生的圖像信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算后，可使電腦鼠標(biāo)光標(biāo)跟隨光學(xué)投影36而移動(dòng)，便于使用者同步操作投影屏幕30上的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)與光學(xué)投影36或直接操作該單一電腦光標(biāo)。
在已有技術(shù)中，此投影區(qū)域32內(nèi)的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)與光學(xué)投影光標(biāo)元件42所產(chǎn)生的光學(xué)投影兩者為獨(dú)立操作，使得指向簡(jiǎn)報(bào)資料與控制電腦操作需要由簡(jiǎn)報(bào)者分開地執(zhí)行動(dòng)作，極為不便。然而，本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是，應(yīng)用本發(fā)明所披露的技術(shù)可同步操作光學(xué)投影36與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)，以達(dá)同步進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)與操作電腦之目的。其應(yīng)用之原理，茲詳述如下以圖像獲取元件44獲取圖像的光路徑與投影屏幕30間的夾角大致正交為例，請(qǐng)參照?qǐng)D3。首先，當(dāng)簡(jiǎn)報(bào)者啟動(dòng)簡(jiǎn)報(bào)系統(tǒng)后，顯示于電腦屏幕12上的簡(jiǎn)報(bào)資料內(nèi)容，可通過投影裝置20而呈現(xiàn)圖像在投影屏幕30上的投影區(qū)域32內(nèi)。其次，當(dāng)簡(jiǎn)報(bào)者進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)中，若欲指示觀眾注意該投影區(qū)域32內(nèi)某位置的資料時(shí)，可利用本發(fā)明手持式電腦光標(biāo)控制裝置40內(nèi)的光學(xué)投影光標(biāo)元件42，發(fā)射激光而形成激光光點(diǎn)于該位置上。其次，若簡(jiǎn)報(bào)者欲針對(duì)該簡(jiǎn)報(bào)資料進(jìn)行控制時(shí)，例如，卷動(dòng)該簡(jiǎn)報(bào)資料往上或往下，簡(jiǎn)報(bào)者須先移動(dòng)手持式電腦光標(biāo)控制裝置40，并使光學(xué)投影光標(biāo)元件42于投影區(qū)域32內(nèi)所形成的激光光點(diǎn)移動(dòng)到投影區(qū)域32內(nèi)卷動(dòng)簡(jiǎn)報(bào)資料的控制鈕位置A點(diǎn)上。接著，啟動(dòng)手持式電腦光標(biāo)控制裝置40內(nèi)的圖像獲取元件44，用以獲取投影區(qū)域3 2的四角落點(diǎn)位置坐標(biāo)(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)與取像區(qū)域34的中心點(diǎn)位置坐標(biāo)(Xc，Yc)。具體而言，于本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，可將啟動(dòng)圖像獲取元件的控制鍵與控制光學(xué)投影光標(biāo)元件兩者整合于一個(gè)控制鈕，而使該控制鈕具有兩段式控制功能，例如按下該控制鈕的第一段控制行程時(shí)僅為啟動(dòng)光學(xué)投影光標(biāo)元件，產(chǎn)生激光光點(diǎn)，接著按下該控制鈕的第二段控制行程時(shí)即可啟動(dòng)圖像獲取元件，以獲取相關(guān)圖像信息。
再次強(qiáng)調(diào)的是，如前所述，此圖像獲取元件44于投影屏幕30上所形成的取像區(qū)域34的中心點(diǎn)位置也會(huì)恰好落在該A點(diǎn)上，亦即A點(diǎn)的坐標(biāo)即為(Xc，Yc)。圖像獲取元件44實(shí)際上會(huì)將含有四角落點(diǎn)位置坐標(biāo)與中心點(diǎn)位置坐標(biāo)等資料的圖像信號(hào)傳遞予光標(biāo)位置運(yùn)算元件50，借以分析計(jì)算出電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新的坐標(biāo)值為多少。因此本發(fā)明所披露的技術(shù)并不需要如已有技術(shù)般判斷投影屏幕上最亮的光點(diǎn)作為重新定位該電腦鼠標(biāo)新坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，而是直接以取像區(qū)域的中心點(diǎn)位置以及投影區(qū)域的四角落點(diǎn)位置坐標(biāo)作為判斷依據(jù)，克服已有技術(shù)對(duì)于光點(diǎn)位置判斷困難而且容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的缺點(diǎn)。承上所述，其中內(nèi)建于光標(biāo)位置運(yùn)算元件50的第一計(jì)算關(guān)系式如下Xmouse＝Xscreen×(Xc-X1)/(X4-X1)Ymouse＝Y(jié)screen×(Yc-Y1)/(Y4-Y1)其中，Xmouse代表電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新的橫坐標(biāo)值，Ymouse代表電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新的縱坐標(biāo)值。Xscreen代表電腦屏幕的寬度，Yscreen代表電腦屏幕的長(zhǎng)度，且Xscreen電腦屏幕寬度與Yscreen電腦屏幕長(zhǎng)度兩者為已知值。
須說明的是，上述關(guān)系式是因投影屏幕上所顯示的投影圖像為電腦屏幕上的圖像經(jīng)投影而產(chǎn)生，因此兩者間具有比例關(guān)系。計(jì)算激光光點(diǎn)坐標(biāo)于投影區(qū)域的坐標(biāo)系統(tǒng)上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可推算出該激光光點(diǎn)坐標(biāo)于電腦屏幕上的相對(duì)應(yīng)位置點(diǎn)為多少，并且以此相對(duì)應(yīng)位置點(diǎn)重新定位為電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新的坐標(biāo)值。
換言之，將取像區(qū)域34的中心點(diǎn)位置(Xc，Yc)對(duì)應(yīng)于投影區(qū)域32的四角落點(diǎn)位置的比例關(guān)系設(shè)定為電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新坐標(biāo)點(diǎn)與電腦屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)間的關(guān)系。應(yīng)用前述數(shù)據(jù)，光標(biāo)位置運(yùn)算元件50便可計(jì)算出坐標(biāo)點(diǎn)(Xmouse，Ymouse)為電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)新的坐標(biāo)值，再將此新的坐標(biāo)點(diǎn)通過信號(hào)傳輸元件48傳遞給電腦10，使電腦10改變?cè)须娔X屏幕上電腦鼠標(biāo)光標(biāo)位置，將其重新設(shè)定于此坐標(biāo)點(diǎn)(Xmouse，Ymouse)。通過此重新設(shè)定電腦屏幕上電腦鼠標(biāo)的位置，便可以達(dá)到使電腦鼠標(biāo)光標(biāo)與光學(xué)投影兩者同步操作的目的，甚至亦可將電腦鼠標(biāo)光標(biāo)與光學(xué)投影二者整合為一個(gè)電腦光標(biāo)，以利于操作者僅控制一個(gè)光標(biāo)就可以同步達(dá)到光學(xué)投影與電腦鼠標(biāo)控制之目的。
簡(jiǎn)言之，操作者于每次需要同步控制光學(xué)投影與電腦鼠標(biāo)光標(biāo)時(shí)，利用本發(fā)明所披露的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，僅需重復(fù)如前所述的過程，即可輕易的重新定位電腦鼠標(biāo)光標(biāo)的位置，使這兩個(gè)光標(biāo)同步動(dòng)作，便于操作者的使用，克服已有技術(shù)操作復(fù)雜的缺點(diǎn)。
其次，以上所描述者是以圖像獲取元件獲取圖像的光路徑與投影屏幕的法線間兩者大致平行的情形。特別的是，本發(fā)明的光標(biāo)位置運(yùn)算元件中尚包含一個(gè)角度修正計(jì)算關(guān)系式(第二計(jì)算關(guān)系式)，即若獲取圖像的光路徑與投影屏幕的法線間具有夾角時(shí)，將可對(duì)以上的關(guān)系式作適當(dāng)?shù)眯拚岳诒景l(fā)明的手持式電腦光標(biāo)控制裝置更可符合于一般簡(jiǎn)報(bào)進(jìn)行中簡(jiǎn)報(bào)者會(huì)隨時(shí)移動(dòng)的實(shí)際狀況，如圖4與圖5所示。詳如下述假設(shè)投影屏幕為一個(gè)以X軸為橫軸、Y軸為縱軸、Z軸為垂直X、Y軸水平面的垂直軸，如圖4所示，圖中顯示獲取圖像的光路徑與投影面沿Z軸產(chǎn)生一個(gè)θ夾角，亦即簡(jiǎn)報(bào)者與投影面的Z軸間具有一個(gè)θ夾角。利用光學(xué)拉格朗日-亥姆霍茲定理(Lagrange HelmholtzTheorem)可計(jì)算出取像時(shí)X軸、Y軸在Z軸的角度偏差，再利用這些角度的偏差，即可求出(Xc，Yc)在電腦屏幕中的相對(duì)位置。
依據(jù)拉格朗日-亥姆霍茲定理ynu＝y(tǒng)′n′u′其中y為長(zhǎng)度，u為角度，n為折射率(空氣之折射率為1)因此改寫上式為yu＝y(tǒng)′u′u′＝y(tǒng)/y′×u旋轉(zhuǎn)角θ＝u-u′＝(1-y/y′)×u假設(shè)近軸角度u＝1則可得知θ＝1-y/y′須說明的是Y軸因簡(jiǎn)報(bào)者所站位置的不同而有角度旋轉(zhuǎn)的變化，如圖4所示，平面在遠(yuǎn)處會(huì)縮小。接著，再依下列關(guān)系式求得電腦鼠標(biāo)光標(biāo)的新坐標(biāo)值Y5＝Y(jié)2-(Y2-Y3)×(X2-Xc)/(X2-X3)Y6＝Y(jié)1+(Y4-Y1)×(X1-Xc)/(X1-X4)Ymouse＝Y(jié)screen×(Yc-Y6)/(Y5-Y6)將Y5、Y6帶入上式計(jì)算出Ymouse其次，X7＝Xc/CosθX8＝X4/Cosθ帶入由上式的Lagrange Helmholtz定理所求得的近似θ計(jì)算出X7、X8后并帶入下式計(jì)算出XmouseXmouse＝Xscreen×(X7-X1)/(X8-X1)由以上的角度修正計(jì)算關(guān)系式，光標(biāo)位置運(yùn)算元件50即可計(jì)算出修正角度后的電腦鼠標(biāo)光標(biāo)的新坐標(biāo)值(Xmouse，Y mouse)。
以上所述僅為本發(fā)明的一實(shí)施例，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可依據(jù)本發(fā)明所披露的技術(shù)做不同的變更，例如，可將本發(fā)明的手持式電腦光標(biāo)控制裝置中的光標(biāo)位置運(yùn)算元件設(shè)置于電腦系統(tǒng)上，使手持式電腦光標(biāo)控制裝置僅具有光學(xué)投影光標(biāo)元件、圖像獲取元件、光標(biāo)控制元件及信號(hào)傳輸元件等元件，此也為應(yīng)用本發(fā)明其中的一個(gè)實(shí)施例。須說明的是，此信號(hào)傳輸元件傳遞給電腦的信號(hào)與前述的實(shí)施例并不相同，此時(shí)所傳遞的信號(hào)并非已由光標(biāo)位置運(yùn)算元件處理過的光標(biāo)控制信號(hào)，而是由圖像獲取元件所獲取的原始圖像信號(hào)，包含取像區(qū)域的中心點(diǎn)位置坐標(biāo)(Xc，Yc)以及投影區(qū)域四個(gè)角落點(diǎn)的位置坐標(biāo)(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)等。
實(shí)際上本發(fā)明尚具有其他不同的實(shí)施例，例如，如前所述，呈現(xiàn)圖像的畫面裝置亦可為數(shù)字化家用電視。具體而言，將本發(fā)明的手持式電腦光標(biāo)控制裝置整合于電視遙控器上，使得操作者可直接利用電視遙控器所發(fā)射的光學(xué)投影光標(biāo)，直接控制該數(shù)字化家用電視中所內(nèi)含的電腦設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到控制該數(shù)字化家用電視的功能，而無需分別操作電視遙控器以及控制電腦的鼠標(biāo)裝置。
承上所述，本發(fā)明亦可提供一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制電腦設(shè)備鼠標(biāo)光標(biāo)的方法，如圖6所示，該鼠標(biāo)光標(biāo)顯示于畫面上，其包含以下步驟(a)利用該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上。
(b)利用該手持式電腦光標(biāo)控制裝置于該畫面的一個(gè)取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像。
(c)利用該手持式電腦光標(biāo)控制裝置根據(jù)該圖像產(chǎn)生圖像信號(hào)。
(d)該電腦設(shè)備根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
其中該圖像信號(hào)包含該取像區(qū)域內(nèi)的第一點(diǎn)坐標(biāo)、該圖像的四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)，而該第一點(diǎn)坐標(biāo)可以是該取像區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)。而步驟(d)還包含下列步驟(e)計(jì)算該四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)與該第一點(diǎn)坐標(biāo)之間的第一關(guān)系式。
(f)根據(jù)該第一關(guān)系式，計(jì)算該畫面上的第二點(diǎn)坐標(biāo)。
(g)根據(jù)該第二點(diǎn)坐標(biāo)，重新定位該光標(biāo)。
前述方法可利用一種電腦可讀取媒體，其儲(chǔ)存電腦程序使上述主機(jī)及/或終端裝置執(zhí)行前述的步驟。此電腦可讀取媒體可以是軟盤、硬盤、光盤、隨身盤、磁帶、可由網(wǎng)路存取的數(shù)據(jù)庫或所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易想到的具有相同功能的儲(chǔ)存媒體。
綜合上述，本發(fā)明是一種結(jié)合激光投影裝置與圖像獲取裝置的手持式電腦光標(biāo)控制裝置。讓使用者在利用激光光點(diǎn)光標(biāo)時(shí)，光點(diǎn)所指的位置與鼠標(biāo)光標(biāo)所指的位置兩者重合，使用者即可對(duì)電腦上的資料進(jìn)行操作，無須再移動(dòng)鼠標(biāo)光標(biāo)后才將光標(biāo)指向所要的屏幕位置。尤其是，本發(fā)明是一種手持式操作裝置，可適用于任何場(chǎng)所，便于使用者的操作與攜帶，不受場(chǎng)地限制，實(shí)際應(yīng)用上更是兼具活動(dòng)性與流暢性。
如所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所披露的精神下所完成的等效改變或改進(jìn)，均應(yīng)包含在所述的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種手持式電腦光標(biāo)控制裝置，用以控制電腦設(shè)備的光標(biāo)，其特征是該光標(biāo)顯示于畫面上，該手持式電腦光標(biāo)控制裝置包含光學(xué)投影光標(biāo)元件，用以產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上；圖像獲取元件，于該畫面上取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像，以產(chǎn)生圖像信號(hào)；以及信號(hào)傳輸元件，用以傳輸該圖像信號(hào)至該電腦設(shè)備；其中，該電腦設(shè)備根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該光學(xué)投影光標(biāo)元件與該圖像獲取元件二者間的距離不大于10厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該光學(xué)投影光標(biāo)元件為激光投影元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該圖像獲取元件為電荷耦合元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該信號(hào)傳輸元件為無線信號(hào)傳輸元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該圖像信號(hào)包含該取像區(qū)域內(nèi)的第一點(diǎn)坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是該圖像信號(hào)包含該圖像的四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式電腦光標(biāo)控制裝置，其特征是還包含光標(biāo)控制元件，用以通過該光標(biāo)操作該電腦設(shè)備。
9.一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制光標(biāo)的電腦設(shè)備，其特征是該光標(biāo)顯示于畫面上，該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上，并于該畫面上取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像，以產(chǎn)生圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)包含該取像區(qū)域內(nèi)的第一點(diǎn)坐標(biāo)及該圖像的四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)，該電腦設(shè)備包含光標(biāo)位置運(yùn)算組件，根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電腦設(shè)備，其特征是該第一點(diǎn)坐標(biāo)為該取像區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電腦設(shè)備，其特征是該光標(biāo)位置運(yùn)算組件根據(jù)下列步驟使該光標(biāo)跟隨該光學(xué)投影計(jì)算該四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)與該第一點(diǎn)坐標(biāo)之間的第一關(guān)系式；根據(jù)該第一關(guān)系式，計(jì)算該畫面上的第二點(diǎn)坐標(biāo)；以及根據(jù)該第二點(diǎn)坐標(biāo)，重新定位該光標(biāo)。
12.一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制電腦設(shè)備光標(biāo)的方法，其特征是該光標(biāo)顯示于畫面上，包含以下步驟(a)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影于該畫面上；(b)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置于該畫面的取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像；(c)該手持式電腦光標(biāo)控制裝置根據(jù)該圖像產(chǎn)生圖像信號(hào)；以及(d)該電腦設(shè)備根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征是該圖像信號(hào)包含該取像區(qū)域內(nèi)的第一點(diǎn)坐標(biāo)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征是該第一點(diǎn)坐標(biāo)為該取像區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征是該圖像信號(hào)還包含該圖像的四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是步驟(d)包含下列步驟(e)計(jì)算該四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)與該第一點(diǎn)坐標(biāo)之間的第一關(guān)系式；(f)根據(jù)該第一關(guān)系式，計(jì)算該畫面上的第二點(diǎn)坐標(biāo)；以及(g)根據(jù)該第二點(diǎn)坐標(biāo)，重新定位該光標(biāo)。
17.一種電腦可讀取媒體，儲(chǔ)存電腦程序用以執(zhí)行一種通過手持式電腦光標(biāo)控制裝置以控制電腦設(shè)備光標(biāo)的方法，其特征是該手持式電腦光標(biāo)控制裝置產(chǎn)生光學(xué)投影，該光標(biāo)顯示于畫面上，該方法包含以下步驟(a)控制該手持式電腦光標(biāo)控制裝置于該畫面的取像區(qū)域內(nèi)獲取圖像；(b)根據(jù)該圖像產(chǎn)生圖像信號(hào)；以及(c)根據(jù)該圖像信號(hào)，重新定位該光標(biāo)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電腦可讀取媒體，其特征是該圖像信號(hào)包含該取像區(qū)域內(nèi)的第一點(diǎn)坐標(biāo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電腦可讀取媒體，其特征是該第一點(diǎn)坐標(biāo)為該取像區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電腦可讀取媒體，其特征是該圖像信號(hào)還包含該圖像的四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電腦可讀取媒體，其特征是步驟(c)包含下列步驟(d)計(jì)算該四個(gè)角落點(diǎn)坐標(biāo)與該第一點(diǎn)坐標(biāo)之間的第一關(guān)系式；(e)根據(jù)該第一關(guān)系式，計(jì)算該畫面上的第二點(diǎn)坐標(biāo)；以及(f)根據(jù)該第二點(diǎn)坐標(biāo)，重新定位該光標(biāo)。
全文摘要
一種光標(biāo)與光學(xué)投影同步操作的裝置、電腦設(shè)備、方法及其電腦可讀取媒體，其是以光學(xué)投影光標(biāo)元件產(chǎn)生光學(xué)投影于畫面上后，再由圖像獲取元件獲取畫面上的圖像并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)，通過根據(jù)光標(biāo)位置運(yùn)算元件分析圖像信號(hào)后，重新定位電腦屏幕上的光標(biāo)位置。
文檔編號(hào)G03B21/26GK1979329SQ20051012751
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者吳承翰 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人資訊工業(yè)策進(jìn)會(huì)