专利名称：指向位置辨识装置及其辨识方法
技术领域：
本发明是与位置辨识有关，更详而言之是指一种指向位置辨识装置及其辨识方法。
背景技术：
随着游戏科技的进步，指向位置辨识的技术与装置逐渐普及应用于游戏机台的设计上，以使得游戏者在射击类或其它拟真型游戏能更加具有身历其境的游戏感。请参阅图1，现有的指向位置辨识装置包含有一屏幕30、一光点产生器32、一影像撷取装置34以及一处理器36。该光点产生器32用以在该屏幕30上产生一光点。该影像撷取装置34用以撷取该光点以形成影像后输出。该处理器36用以接收该影像撷取装置34输出的影像，并利用影像推算出该光点的位置。而上述的指向位置辨识装置于装设时，须先利用该光点产生器32于该屏幕30上的各个预定位置处产生一基准光点，并利用该影像撷取装置34撷取后储存于处理器36中，以做为后续使用指向位置辨识装置时，该处理器36推算光点位置的基准。然而,该光点产生器32通常是产生红外线(Infrared rays, IR)光点于该屏幕30上，以避免光点影响游戏的画面，此将使得上述的指向位置辨识装置于装设或校正时，架设者通常须多使用一台红外线摄影机来判读基准光点是否位于该屏幕30上的预定位置处，进而造成装设与校正的困难度提升。另外，装设或校正完毕后，若上述的指向位置辨识装置受到轻微撞击或震动时，则容易导致该处理器36中储存的基准光点位置与实际位置有所差异，将会造成该处理器32在推算光点位置时将会有所偏差，而须重新进行校正，进而造成诸多的麻烦与不便。再者，上述的指向位置辨识装置大多设计仅能使用单一该光点产生器32，以避免于该屏幕30上产生过多光点，而造成光点位置判读错误，进而使得装设该指向位置辨识装置的游戏机台仅能单人进行游戏，而无法多个游戏者同时游戏，此将容易导致游戏者使用一段时间后逐渐丧失新鲜感，进而造成游戏机台的耐完度下降。是以，综合以上所述可得知，现有的指向位置辨识装置仍未臻完善，且尚有待改进之处。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种指向位置辨识装置及其辨识方法，不仅装设与校正方便，且可辨识多人指向的位置。缘以达成上述目的，本发明所提供的指向位置辨识装置包含有至少一屏幕、至少两个发光体、至少一光点产生器、至少一影像撷取装置以及一处理器；所述发光体设于该屏幕上，且相间隔有一定距离；该光点产生器，用以于该屏幕上产生至少一光点，且该光点以一预定频率闪烁；该影像撷取装置具有一镜头，且该镜头朝向该屏幕；该影像撷取装置用以撷取所述发光体的光源及该光点并形成影像后输出；该处理器与该影像撷取装置电性连接，用以接收该影像撷取装置输出的影像，并通过该影像中所述发光体与该光点的距离推算出该光点的位置。依据上述构思，该指向位置辨识装置包含有两个该光点产生器，分别为一第一光点产生器以及一第二光点产生器，用以分别于该屏幕上产生一第一光点以及一第二光点，且该第一光点与该第二光点交错闪烁。依据上述构思，该光点是依据该影像撷取装置的垂直扫描频率(Verticalscanning frequency, VSF)作预定时间间隔的闪烁。依据上述构思，该指向位置辨识装置包含有四个该发光体，且该四发光体分别设置于该屏幕的各端角。依据上述构思，该指向位置辨识装置包含有多个屏幕，所述屏幕相互连接，且各二该屏幕间设有至少一个该发光体。依据上述构思，该影像撷取装置是设置于一机体上，且该处理器设于该机体中。依据上述构思，该指向位置辨识装置包含有二个该影像撷取装置，分别为一第一影像撷取装置以及一第二影像撷取装置，该第一影像撷取装置是设置于一机体上，且该机体中设有该处理器；该第二影像撷取装置是设置于该光点产生器上。另外，依据上述构思，本发明更提供有一种指向位置辨识方法包含有下列步骤A.于该屏幕上至少两个固定位置处分别设置一发光体，且所述固定位置相间隔一预定距离；B.于该屏幕上产生至少一以预定频率闪烁的光点；C.撷取具有所述发光体及该光点的影像；D.依据该影像中所述光源与该光点的距离，计算出该光点的位置。依据上述构思，于步骤A中，是于该屏幕的四个端角分别设置一该发光体。依据上述构思，于步骤B中，是于该屏幕上产生两个光点，分别为一第一光点以及一第二光点，且该第一光点与该第二光点交错闪烁。依据上述构思，于步骤C中，是以预定的垂直扫描频率(Verticalscanningfrequency, VSF)撷取具有所述发光体及该光点的影像；另外，于步骤B中，该光点是依据该垂直扫描频率作预定时间间隔的闪烁。依据上述构思，于步骤D中，若影像中的光点未依预定频率进行闪烁时，则不计算该光点的位置。由此，通过上述该指向位置辨识装置及其辨识方法的设计，不仅能使得该指向位置辨识装置装设与校正方便，且亦可可辨识多人指向的位置，更可有效避免计算到噪声位置的情形。
为能更清楚地说明本发明，以下列举较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中图1为现有指向位置辨识装置的结构图。图2为本发明指向位置辨识装置的结构图。图3为本发明屏幕与发光体的正视图。图4揭示通过四个发光体来推算出光点的位置。
图5揭不第一光点产生时，第二光点熄灭。图6揭不第二光点产生时,第一光点熄灭。图7揭示可多装设影像撷取装置于光点产生器上。图8揭示可利用拼接屏幕来提升可辨识的范围。
具体实施例方式请参阅图2，本发明较佳实施例的指向位置辨识装置包含有一屏幕10、一与该屏幕10间相间隔约1-2米的机体12、多个发光体14、一光点产生器16、一设于该机体12上的影像撷取装置18，且该影像撷取装置18具有一朝向该屏幕10的镜头181、以及一设于该机体12中且与该影像撷取装置18电性连接的处理器20。由此，通过上述该指向位置辨识装置的架构并配合以下的指向位置辨识方法来达到位置辨识的目的，该方法包含有下列步骤A.于该屏幕10上至少两个固定位置处分别设置一该发光体14，且所述固定位置相间隔一预定距离；于本实施例中，是于该屏幕10的各端角分别设置有一该发光体14(如图3),且各该发光体14为一红外线发光二极管(Infrared rays Light-emitting diode,IR LED)，但不以此为限，亦可依需求改用其它发光体代替。B.利用该光点产生器16于该屏幕10上产生以预定频率闪烁的光点P ;于本实施例中，该光点产生器16是于该屏幕10上产生的该光点P为一红外线光点，但不以此为限，亦可依需求改用其它形式的光点代替。C.利用该影像撷取装置18通过其镜头181撷取所述发光体14的光源及该光点P并形成影像后输出。于本实施例中，该影像撷取装置18是选用互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS),但不以此为限，亦可选用电荷f禹合元件(Charge Coupled Device, (XD)或是其它可行的影像撷取装置。另外，该影像撷取装置18的镜头181上设置有一红外线滤光镜(Infrared rays Filter, IR Filter) 182，以通过滤除红外线以外光线的方式撷取具有所述红外线发光二极管的光源以及该红外线光点的影像。再者，于本实施例中，该影像撷取装置18的垂直扫描频率(Vertical scanningfrequency, VSF)为240赫兹，但不以此为限，亦可依需求改为120赫兹或其它的频率。D.该处理器20接收该影像撷取装置18输出的影像后，则依据影像中所述光源14与该光点P的距离，计算出该光点P的位置(如图4)。值得一提的是，上述步骤B中，该光点产生器16产生的光点P是依据步骤C中该影像撷取装置18的垂直扫描频率，作预定时间间隔的闪烁，于本实施例中，该光点P是每两次垂直扫描闪烁一次，但不以此为限，亦可依据其它频率或规律闪烁。而通过将该光点P依该预定频率闪烁的设计，将可使得该处理器20更能依据该预定频率精准地辨识出影像中该光点P，并可将其它可能在游戏环境中出现干扰辨识该光点P的噪声滤除，亦即，若测得影像中的光点并未依预定频率进行闪烁的作动，例如持续发亮并未进行闪烁，则代表此光点非为该处理器所需的正确光点，可进而将其排除，进而可避免因撷取到错误光源而造成错误判读作动的情况产生，而使得该处理器在计算该光点P的位置时能更为精准。再者，除如上述使用单一光点产生器16的设计外，该指向位置辨识装置还可包含有两台以上的光点产生器16，且可有效地辨识出所述光点产生器产生的光点的位置。举例而言，请参阅图5及图6，当指向位置辨识装置具有一第一光点产生器以及一第二光点产生器，而分别于该屏幕上产生一第一光点Pl以及一第二光点P2时，将控制该第一光点Pl与该第二光点P2交错闪烁,换言之,在同一时间点上,该屏幕10上仅产生该第一光点P2与该第二光点P2其中之一。由此，将使得该影像撷取装置18撷取的各个影像中，仅具有该第一光点Pl (如图5)或仅具有该第二光点P2 (如图6)，以通过交错闪烁的方式，使该处理器20可有效且精准地计算出该第一光点Pl与该第二光点P2的位置。值得一提的是，现有影像撷取装置的垂直扫描频率大多为60赫兹而已，而较现有不同之处在于，本发明的影像撷取装置18则是使用120赫兹或240赫兹或其它高倍率垂直扫描频率，其目的在于辨识两个或两个以上的光点时，通过控制所述光点依垂直扫描频率间的预定间隔交错闪烁的辨识方式，仍可使得各个光点具有60赫兹以上的被辨识频率，使得各光点可精准地被辨识及计算出其所在位置，而不易有计算失误或是飘移的情形产生。除如上述使用单一影像撷取装置18外，该指向位置辨识装置还可包含有两台以上的影像撷取装置，以可更有效地辨识出该光点产生器16产生的光点的位置。请参阅图7，当指向位置辨识装置具有一第一影像撷取装置183以及一第二影像撷取装置184时，该第一影像撷取装置183同样如前述设置于机体12上，而该第二影像撷取装置184则设置于该光点产生器16上，以通过上述设计达到多重摄影，使得该处理器20在计算光点的位置能更为精准与确实。另外，除使用单一屏幕10外，请参阅图8，本发明的指向位置辨识装置更可使用多个屏幕10相互连接，且各二该屏幕10间设有至少一个该发光体14，以达到大幅提升该指向位置辨识装置辨识范围的目的。再者，通过上述设计，该指向位置辨识装置于装设时，仅需将该机体12移动至预定位置上，使得该机体12上影像撷取装置18可撷取到所述发光体14的光源影像，即可达到计算光点位置的目的。而当指向位置辨识装置装设完毕后，即使受到撞击或震动后，仍是以屏幕10上的所述发光体14做为判断光点位置的基准，使得该处理器20在计算光点位置时不会有误差的情形产生，进而使得该指向位置辨识装置不须时常进行校正，进而使得该指向位置便式装置在装设与校正上能更为简单与方便。是以，综合以上所述可得知，本发明的指向位置辨识装置不仅装设与校正简单方便，且亦可辨识多个指向位置，更可有效地避免噪声干扰计算光点位置的情形。以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及中请专利范围所为的等效结构及方法变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.ー种指向位置辨识装置，包含 至少ー屏幕； 至少ニ个发光体，设于该屏幕上，且相间隔有一定距离； 至少一光点产生器，用以于该屏幕上产生至少一光点，且该光点以ー预定频率闪烁； 至少ー影像撷取装置，具有一镜头，且该镜头朝向该屏幕；该影像撷取装置用以撷取所述发光体的光源及该光点并形成影像后输出；以及 ー处理器，与该影像撷取装置电性连接，用以接收该影像撷取装置输出的影像，并通过该影像中所述发光体与该光点的距离推算出该光点的位置。
2.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，包含有两个该光点产生器，分别为ー第一光点产生器以及ー第二光点产生器，用以分别于该屏幕上产生ー第一光点以及ー第二光点，且该第一光点与该第二光点交错闪烁。
3.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，其中，该光点是依据该影像撷取装置的垂直扫描频率作预定时间间隔的闪烁。
4.如权利要求3所述的指向位置辨识装置，其中，该光点是每两次垂直扫描闪烁一次。
5.如权利要求3所述的指向位置辨识装置，其中，该影像撷取装置的垂直扫描频率为120赫兹或240赫兹。
6.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，包含有四个该发光体，且该四发光体分别设置于该屏幕的各端角。
7.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，包含有多个屏幕，所述屏幕相互连接，且各ニ该屏幕间设有至少ー个该发光体。
8.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，其中，所述发光体分别为ー红外线发光二极管，且该影像撷取装置上设置有ー红外线滤光镜。
9.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，其中，该光点产生器于该屏幕上产生的该光点为ー红外线光点，且该影像撷取装置上设置有ー红外线滤光镜。
10.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，其中，该影像撷取装置是选用电荷耦合元件与互补性氧化金属半导体其中之一。
11.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，其中，该影像撷取装置设置于一机体上，且该处理器设于该机体中。
12.如权利要求1所述的指向位置辨识装置，包含有ニ个该影像撷取装置，分别为ー第一影像撷取装置以及ー第二影像撷取装置，该第一影像撷取装置设置于一机体上，且该机体中设有该处理器；该第二影像撷取装置设置于该光点产生器上。
13.ー种指向位置辨识方法，包含有下列步骤 A.于ー屏幕上至少两个固定位置处分别设置ー发光体，且所述固定位置相间隔ー预定距离； B.于该屏幕上产生至少ー以预定频率闪烁的光点； C.撷取具有所述发光体及该光点的影像； D.依据该影像中所述光源与该光点的距离，计算出该光点的位置。
14.如权利要求13所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤A中，于该屏幕的四个端角分别设置ー该发光体。
15.如权利要求14所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤C中，以预定的垂直扫描频率撷取具有所述发光体及该光点的影像；另外，于步骤B中，该光点依据该垂直扫描频率作的预定时间间隔的闪烁。
16.如权利要求15所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤B中，该光点每两次垂直扫描闪烁一次。
17.如权利要求15所述的指向位置辨识方法，其中，该垂直扫描频率为120赫兹或240赫兹。
18.如权利要求13所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤B中，于该屏幕上产生两个光点，分别为ー第一光点以及ー第二光点，且该第一光点与该第二光点交错闪烁。
19.如权利要求13所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤D中，若影像中的光点未依预定频率进行闪烁时，则不计算该光点的位置。
20.如权利要求13所述的指向位置辨识方法，其中，所述的该发光体为ー红外线发光ニ极管。
21.如权利要求20所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤C中，以滤除红外线以外光线的方式撷取具有所述发光体的影像。
22.如权利要求13所述的指向位置辨识方法，其中，所述的该光点为ー红外线光点。
23.如权利要求22所述的指向位置辨识方法，其中，于步骤C中，以滤除红外线以外光线的方式撷取具有该光点的影像。
全文摘要
一种指向位置辨识方法，包含有下列步骤A.于一屏幕上至少两个固定位置处分别设置一发光体，且所述固定位置相间隔一预定距离；B.于该屏幕上产生至少一以预定频率闪烁的光点；C.撷取具有所述发光体及该光点的影像；D.依据该影像中所述光源与该光点的距离，计算出该光点的位置；另外，本发明还揭示有使用上述方法的指向位置辨识装置。
文档编号G03B17/12GK103028249SQ201110305369
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者郑秋豪, 郭泰荣 申请人:孕龙科技股份有限公司