本发明涉及一种远程位置指定系统，尤其涉及一种包括一个适 合于发射具有同一频率但是不同相位的信号的发射器单元和一个适 合于从发射器接收这些信号来处理这些信号的接收器单元的远程位 置指定系统。

一般地，远程位置指定系统被用于各种电子设备，如电视、计 算机、VCR、LDP、DVD播放机、VOD系统、有线TV终端、通信终端、 家用视频游戏机和儿童用计算机。这种远程位置指定系统包括发射 器单元和接收器单元。发射器单元分别使用两个或更多个发射器向 装配在与发射器单元区间一定距离的电子设备中的接收器单元发射 信号。接收器单元根据使用放大电路的放大方法或光学放大方法放 大在那里接收到的信号。放大的信号然后被模拟/数字转换过程来处 理。此后，计算转换后的信号之间的差值并接着将该差值转换为坐 标系上的相应值。在对于远程位置指定系统难于区分同时在那里接 收到的信号的情况下，发射器装置分别以一定的时间区间发射这些 信号以允许接收器单元处理彼此不同的信号。因为这一原因，上面 提到的传统远程位置指定系统引起成本提高，这是由于它必须使用 非常复杂的需要高光学准确度以处理接收到的信号的电路。为了获 得准确度的改善，可使用相对简单的信号处理来进行处理的DC信号 被用作发射信号。但是，对于这种DC信号，难于与周围的噪音进行 区分，因此DC信号的使用不能提供增强的位置指定准确度。因为这 一原因，该方法是不实际的。

用在上述远程位置指定系统中的信号处理方法不能直接处理从 现存的任何发射器发射的信号。因为这一原因，难于简化远程位置 指定系统的结构。另外，与位置指定准确度直接相关的基本信号处 理使用大模拟电路来执行。因为这一原因，难于使远程位置指定系 统最小化。另外，不可能降低成本。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够通过接收器单元处理 从发射器单元以数字形式发射来的信号的远程位置指定系统，从而 从显示在使用远程位置指定系统的电子设备的屏幕上的菜单来实现 所需功能的简单的选择。

根据本发明，此目的通过提供一个用于指定远离一个平面的一 个位置处的平面上的选择位置的远程位置指定系统来完成，其包括： 包括适合于以同时方式分别发射具有相同频率但具有不同相位的信 号作为一个位置信号的发射器的一个发射器单元；用于接收从发射 器单元的发射器发射的复合信号形式的信号、放大接收到的复合信 号到一个饱和电平，并对放大信号进行信号处理以获得与放大信号 从一个参考相位的相移相关的位置信息的一个接收器单元；及基于 来自接收器单元的位置信息产生适合于在屏幕上显示被来自发射器 的位置信号所指定的位置的一个控制信号的一个控制单元。 本发明的远程位置指定系统适合于各种电子设备如电视、计算机、 VCR、LDP、DVD播放机、VOD系统、有线TV终端、通信终端、家用 视频游戏机和儿童用计算机。在这种情况下，光标的简单移动就可 以实现。

本发明的上述目的和其它特征及优点在联系附图阅读完下面的 具体说明后会更加明显，其中：

图1是表示一般发射器单元的方向特性曲线的图表；

图2a到2d是分别表示根据本发明的位置指定系统中相移产生 原理的波形图；

图3a和3b是分别表示根据本发明的位置指定系统中进行的坐 标确定过程的简单视图，其中图3a表示当位置被指定为屏幕的左侧 时的情况，而图3b表示当位置被指定为屏幕的右侧时的情况；

图4是表示包括在根据本发明的位置指定系统中的发射器单元 的框图；

图5a和5b是分别表示发射器单元的操作的流程图；

图6是在图4的发射器单元中进行的控制操作的时序图；

图7a和7b是分别表示包括在图4的发射器单元中的发射器安 排的透视图；

图8是表示根据本发明用方形波取代正弦曲线波的原理的波形 图；

图9是表示包括在根据本发明的远程位置指定系统的接收器单 元中的放大单元的框图；

图10是表示包括在根据本发明的远程位置指定系统的接收器单 元中的数字信号处理电路的框图；

图11是用于发射器代码比较和相位测量的信号的时序图；

图12是表示在图10的接收器单元中进行的数字滤波和解调过 程的流程图；

图13是表示在图10的接收器单元中进行的信号处理过程的流 程图；

图14是表示在图13的过程中产生接收完成中断信号后，包括 在远程位置指定系统中的控制单元的操作的流程图。

现在，本发明的优选实施例将联系附图具体来说明。

正弦和余弦波，其是彼此具有90度的相位差的正弦曲线波形， 分别具有以基本的数学单元来表达的波形。因此，这种正弦和余弦 波可被最简单地来计算。在这方面，这些正弦和余弦波满足对于用 于根据本发明的实施例的发射器单元的各种波中最简单的一种而给 出的条件。

当正弦和余弦波组合在一起时，所产生的复合波表现出由于正 弦和余弦波的组合而引起的振幅的变化带来的相移。现对该相移进 行说明。

通常，当具有X和Y轴坐标值x和y的点旋转一个角度θ时， 它的新坐标值x′和y′可以由如下旋转表达式来表示： $\left[\begin{array}{c}{x}^{\prime }\\ y^{\prime }\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\cos \theta -\sin \theta \\ \sin \theta +\cos \theta \end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\end{array}\right]$

从上面矩阵表达式，坐标值x′和y′可如下面来获得：

x′＝xcosθ-ysinθ

y′＝xsinθ-ycosθ

使用上面表达式，与sinθ和cosθ的相位的α相移可如下面来 表示：

cos(θ+α)＝cosθcosα-sinθsinα---------(1)

sin(θ+α)＝sinθcosα+cosθsinα---------(2)

上面表达式的建立是已知的。

根据本发明的优选实施例，发射器单元使用两个分别与平面的 横坐标轴和纵坐标轴相关的发射器来发射用于探测左或右位置的频 率信号。假设不同相位的两个频率信号同时分别从上述两个发射器 来发射，提供有信号处理单元的发射器单元不可避免的接收两个频 率信号的和作为其输入信号。在这种情况下，表达式(2)被适当地 应用。在来自发射器的输出信号具有一个sinθ的波形和一个cosθ 的波形，而其分别具有相同的频率，可获得与表达式(2)所表示的 相同的结果。这一点现在将更具体描述。

当接收器单元接收从两个发射器同时发射来的具有各自的sin θ和cosθ的波形的信号时，各个接收信号根据接收器单元的相对 于相关发射器的信号发射角度的信号接收位置而改变振幅，如图1 所示。这种振幅改变是由于相关发射器的方向特性导致的。假设输 入接收器单元的各个信号的振幅对于正弦波和余弦波分别为kA、kB， 所产生的复合输入信号应基于表达器(2)满足下面的条件：

假设A＝cosα，B＝sinα，

kAsinθ+kBcosθ＝ksin(θ+α)

这里k代表满足选择振幅的常数。

因此，建立下面的表达式： $\frac{B}{A}=\frac{\sin \alpha }{\cos \alpha }=\tan \alpha$

参考应用于本发明的上述理论，最终发现从分别从发射器单元 发射的正弦和余弦波相对于正弦和余弦波的振幅发生相移α，如下 表示： $\alpha =\mathrm{ta}{n}^{-1}\frac{B}{A}$

相反，当复合信号的相移α已知时，可以计算从正弦波发射器 输出的信号的振幅A与从余弦波发射器输出的信号的振幅B之间的 比率。因此，指向发射器单元的发射器的方向角可基于上述计算的 结果，即，发射器的方向特性曲线利用发射器的物理特性被准确计 算出来。

在使用发射器装置如远程控制器情况下，对于包括在发射器装 置中的各个发射器的发射角不必要与接收器单元的接收位置准确对 齐。在这种情况下，在各个发射器的发射角与接收器单元的接收位 置之间获得直线轨迹，如与目标物体直接对齐的直接发射的枪的射 程轨迹一样，是没有实际意义的。甚至在基于平面上的轴移动距离 考虑上面比例表达式而直接进行计算得到相移α时也没有明显的问 题。

为了证实上面的表达式，将联系图2a到2d进行描述。根据本 发明的正弦和余弦波的合成，要被用作参考信号的正弦波的合成波 与要被用作位置指定信号的正弦和余弦波的合成波一起产生。正弦 和余弦波的合成波被描述为与3个振幅状态相关，即，分别是其中 正弦和余弦波具有相同振幅(sin＝cos)的状态，其中正弦波的振幅 大于余弦波的振幅(sin＞cos)的状态，其中正弦波的振幅小于余弦 波的振幅(sin＜cos)的状态。

图2a的波形图表示两个发射器都分别输出正弦波作为参考信号 的情况。在这种情况下，尽管各个发射器输出振幅不同也没有相移。

图2b-2d的波形图表示在不同的振幅状态下发射器分别输出正 弦波和余弦波的情况。图2b的波形图表示sin＝cos的情况。在这种 情况下，因为tan-11(tan-11＝45°)，复合波表示出与正弦和余弦波 都有45度的相移。即，该复合波具有相应于正弦和余弦波之间的相 位差的一半的相移。图2c的波形图表示sin＜cos的情况。在这种情 况下，最终建立tan-10(tan-10＝0°)的状态。因此图2c的复合波表 现出以最终具有与余弦波相同的相位的形式的相移。另一方面，图 2d的波形图是sin＞cos的情况。在这种情况下，最终建立tan-1∞ (tan-1∞＝90°)的状态。因此图2d的复合波表现出以最终具有与正 弦波相同的相位的形式的相移。从而，可发现可获得与以上述表达 式表示的相同的结果。

在本发明的一个实施例中，使用了应用具有相对简单的电路结 构的红外光发射二极管的发射器和接收器单元。

通常，使用非常复杂的物理电路来产生分别具有正弦波形和余 弦波形的正弦曲线波。

当方波通过与方波的频率相关的带通滤波器时，仅方波的正弦 分量，即基本波分量被留下来。应用这一原理，分别具有正弦相位 和余弦相位的方波根据本发明的实施例初始从发射器单元产生。这 些方波信号在接收器单元中被接收，其使用分别与方波信号的频率 相关的带通滤波器依次对接收的方波信号进行滤波。因此，可获得 与接收到分别具有正弦波形和余弦波形的正弦曲线波的情况相同的 结果。在这种情况下，复合滤波信号产生的复合信号的相移与使用 上述计算表达式计算的结果相同。

图3a和3b简略表示根据本发明用于远程位置指定系统的坐标 确定过程。图3a是用来确定屏幕左侧点的坐标值的坐标确定过程， 而图3b是用来确定屏幕右侧点的坐标值的坐标确定过程。当发射器 单元1发射分别具有正弦和余弦波形的一定频率的信号给从屏幕2 中心向左移动了一定角度的状态中的屏幕2时，如图3a所示，因为 正弦波即左信号和余弦波即右信号由于如图2c所示的其特定方向特 性曲线而具有sin＜cos的关系，在接收器单元中接收的合成复合信 号表现与基本复合波的中心的向左相移。在这种情况下，因此，指 定了从屏幕2中心向左移动的点P1。

另一方面，当发射器单元1发射上述信号给从屏幕2中心向右 移动了一定角度的状态中的屏幕2时，如图3b所示，因为正弦波即 左信号和余弦波即右信号由于如图2c所示的其特定方向特性曲线而 具有sin＞cos的关系，在接收器单元中接收的合成复合信号表现与 基本复合波的中心的向右相移。在这种情况下，因此，指定了从屏 幕2中心向右移动的点P2。

图2c和2d所示的波形①、②、③和④相应于图3a和3b所示 的方向特性曲线的部分①、②、③和④并分别与发射器单元发射的 信号相关。

图4是表示包括在根据本发明的远程位置指定系统中的发射器 单元1的框图。图4中，参考序号“10”指代适合于输出预定数目 控制信号(在图示的实施例中为3个控制信号)给控制单元20的切 换输入单元。

控制单元20从切换输入单元10接收控制信号，从而分别输出 控制信号到时钟频率分频器30、方波产生单元40、选择单元50和 分配单元60。此后对此将进行描述。

参考序号“22”指代适合于产生用于计时的时钟的计时器。参 考序号“24”指代休眠控制电路。

时钟频率分频器30被来自应用于其启动终端EN的控制单元20 的控制信号激活，从而输出时钟信号。

方波产生单元40包括正弦相位方波产生单元42和余弦相位方 波产生单元44，其每一个被来自应用于其启动终端EN的控制单元20 的控制信号激活。在它们的激活状态，正弦和余弦相位方波产生单 元42和44产生分别具有与在它们的输入终端IN上接收到的来自时 钟频率分频器30的时钟同步的正弦相位和余弦相位的方波。从正弦 和余弦相位方波产生单元42和44产生的正弦相位和余弦相位的方 波具有与从现有发射器输出的载波信号的载波频率相同的频率以允 许远程位置指定系统具有与现有发射器和接收器的兼容性能。

选择单元50在它的选择终端S接收来自控制单元20的控制信 号。基于来自控制单元20的控制信号，选择单元50输出来自正弦 和余弦相位方波产生单元42和44的在其输入终端IN0和IN1上分 别被接收到的输出信号中的选择的一个。

分配单元60包括分别在它们的输入终端IN耦合于正弦相位方 波产生单元42的输出终端OUT和选择单元50的输出终端OUT的第 一分配单元62和第二分配单元64。第一分配单元62具有一个选择 终端S，来自控制单元20的控制信号施加到该终端S。响应于来自 控制单元20的控制信号，第一分配单元62输出适合于选择左右发 射器82和86中的一个的信号。第二分配单元64具有一个选择终端 S，来自控制单元20的控制信号施加到该终端S。响应于来自控制 单元20的控制信号，第二分配单元64输出适合于选择上下发射器 84和88中的一个的信号。

参考序号“70”指代电流放大单元，其包括分别耦合于第一分 配单元62的输出终端OUT0和OUT1的第一电流放大单元72和第二 电流放大单元74。电流放大单元70还包括分别耦合于第二分配单 元64的输出终端OUT0和OUT1的第三电流放大单元76和第四电流 放大单元78。第一到第四电流放大单元72、74、76和78发射红外 信号给发射器82、84、86和88，各发射器中的每一个在其一个终端 处被耦合于电流放大单元的相关的一个，而其另一终端则接地。各 个发射器82、84、86和88是红外发射器，响应于施加于那里的红 外信号用于发射红外光束。

图5a和5b是分别表示根据本发明的实施例的远程位置指定系 统中的发射器单元的流程图。如图5a和5b所示，当控制单元20接 收来自切换输入单元的按钮输入或计时器中断信号，即唤醒信号时， 它检查所接收的信号(步骤100)。此后，控制单元20输出控制信 号到时钟频率分频器30以启动参考时钟的振荡(步骤102)。控制 单元20还输出控制信号到选择单元50和分配单元60的各个选择终 端S从而允许正弦相位方波从选择的发射器中被输出(在图示的例 子中是左右发射器82和84)(步骤104)。

控制单元20还输出作为方波振荡控制信号的发射器识别代码给 方波产生单元40(步骤106)。然后确定是否发射器识别代码具有位 值0(步骤132)。在发射器识别代码具有位值0的情况下，正弦相 位方波产生单元42产生用于相应于1位的时间周期的正弦方波(步 骤134)。在发射器识别代码不具有位值0时，来自正弦相位方波产 生单元42的正弦相位方波的产生被停止了相应于1位的时间周期(步 骤135)。根据正弦相位方波的可控制的产生，发射器识别代码被输 出。

此后，确定是否发射器识别代码的输出已经完成(步骤108)。 在发射器识别代码的输出已经完成的情况下，控制单元20输出代表 第一按钮状态的第一按钮代码(步骤110)。然后确定是否第一按钮 代码具有0位值(步骤132)。基于对于第一按钮代码进行确定的结 果，执行用于产生正弦相位方波或停止正弦相位方波的产生的过程 (步骤134或135)。随后，控制单元20输出代表第二按钮状态的 第二按钮代码(步骤112)。然后确定是否第二按钮代码具有0位值 (步骤132)。基于对于第二按钮代码进行确定的结果，执行用于产 生正弦相位方波或停止正弦相位方波的产生的过程(步骤134或 135)。随后，控制单元20输出代表第三按钮状态的第三按钮代码(步 骤114)。然后确定是否第三按钮代码具有0位值(步骤132)。基于 对于第三按钮代码进行确定的结果，执行用于产生正弦相位方波或 停止正弦相位方波的产生的过程(步骤134或135)代表按钮状态 的增加数目的按钮代码可被指定。 此后，对于预定时间周期N执行参考相位发射(步骤116)。当选择 单元50的输入终端IN1响应于来自控制单元20的控制信号在参考 相位发射后被激活时，选择单元50选择余弦波形作为输出波形。因 此，发射器的输出波形以左发射器82发射从正弦相位方波产生单元 42输出的正弦波而右发射器86发射从余弦相位方波产生单元44输 出的余弦波的方式来选择(步骤118)。在选择输出波形后，对另一 个时间周期N进行左右相位发射(步骤120)。此后，第一和第二分 配单元62和64的输出终端OUT1被激活。因此，发射器的输出波形 以上发射器84发射从正弦相位方波产生单元42输出的正弦波而下 发射器88发射从余弦相位方波产生单元44输出的余弦波的方式来 选择(步骤122)。在选择输出波形后，对另一个时间周期N进行上 下相位发射(步骤124)。完成了上下相位发射后，参考时钟的振荡 被停止(步骤126)。在这种状态中，正弦和余弦相位方波的产生停 止(步骤128)。当控制单元20响应于方波产生的停止施加控制信 号到休眠控制单元24时，发射器单元进入休眠模式(步骤130)。 从而发射器单元处于停止状态。

图6是图4的发射器单元中进行的控制操作的时序图。图6中， 参考符号“a”指代时序信号，“b”是从控制单元20输出的参考时 钟控制信号，“c”是适合于对控制方波产生单元40与参考时钟控制 信号b一起分别进行控制的方波产生控制信号。方波产生控制信号 c具有包括发射器代码区间、按钮代码区间和相位检查区间的各种 信号区间。相位检查区间包括参考相位检查区间、左右相位检查区 间和上下相位检查区间。

在图6中，参考符号“d”指代从控制单元20输出的发射器波 形选择控制信号，参考符号“e”指代用于进行左右发射器或上下发 射器选择的选择控制信号。而且，参考符号“f”和“h”指代分别 从第一和第三电流放大单元72和76输出的频率信号，而参考符号 “g”和“i”指代分别从第二和第四电流放大单元74和78输出的 频率信号。

在图6中，参考符号“j”、“k”和“l”指代分别从切换输入 单元10输出的控制信号。

图4的发射器82、84、86和88被成对设置在水平线和垂直线 上，而与相关的线分别倾斜相同的角度。

如上所述，发射器82、84、86和88分别包括红外光发射二极 管。各个发射器对的红外光发射二极管分别用来发射相同频率但具 有不同相位的方波。但是，这些红外光发射二极管可构造来发射正 弦曲线波、三角波、锯齿波或其它形状的波来代替方波。

要用于参考相位的测量的相同相位的波从上述包括红外光发射 二极管的发射器被发射。随后，发射器发射不同相位的波或在不同 相位的波之后附加发射相同相位的波以测量参考相位。这样，发射 器发射参考信号和位置指定信号来探测时间区间处的相移。

图8是表示理论正弦曲线波和理论正弦曲线波与根据本发明的 方波的复合波及方波的复合波以及在把方波和方波的复合波分别通 过带通滤波器后分别获得的正弦曲线波。参考图8，可发现在把方 波通过带通滤波器后分别获得的正弦曲线波具有与相关的理论正弦 曲线波相同的相位。

图8中，参考符号“a”、“b”和“c”分别指代余弦波、正弦 波和余弦波与正弦波的复合波。

在图8中，参考符号“d”指代根据本发明实际应用的余弦相位 方波；参考符号“e”指代在使用如后将说明的接收器单元中的带通 滤波器对余弦相位方波进行处理后获得的正弦曲线波。而且，图8 中的参考符号“f”指代根据本发明实际应用的正弦相位方波；参考 符号“g”指代在使用如后将说明的接收器单元中的带通滤波器对正 弦相位方波f进行处理后获得的正弦曲线波。在图8中参考符号“h” 指代方波d和f的复合波，而参考符号“i”指代在使用接收器单元 中的带通滤波器对复合波h进行处理后获得的正弦曲线波。

甚至在对输入波进行滤波后获得的波具有由于使用的放大电路 和带通滤波电路的处理速度和延迟特性而引起的与输入波不同的相 位时，根据本发明也没有任何问题。这是因为根据本发明使用的所 有波使用单一滤波电路来滤波，从而所有的滤波后的波表现出相同 的相位差。即，与参考相位信号和用于位置探测的位置指定相位信 号相关发生的相移表现出相同的相位差。因此，根据本发明由于使 用了在接收器单元上被接收的参考相位和用于位置探测的复合相位 之间的相对差而不会出现错误。

图9是表示包括在根据本发明的远程位置指定系统中的接收器 单元的放大单元的结构的框图。如图9所示，以参考序号“200”指 代的放大电路包括一端接地的红外接收器201，和耦合于红外接收 器201的另一端并适合于放大信号、具有低于周围自然光的强度、 从发射器单元接收的而在放大期间减小接收信号的损失的阻抗转换/ 放大单元202。放大电路200还包括适合于从阻抗转换/放大单元202 输出的放大信号中除去噪音而放大已经放大的信号的AC分量的增益 控制单元204、适合于对来自增益控制单元204的输出信号进行滤 波从而输出接收信号的所需的频率分量的带通滤波器单元206，和 适合于基于从带通滤波器单元206输出的频率分量控制增益控制单 元204从而控制从带通滤波器单元206输出的频率分量的放大程度 的控制单元207。放大电路200还包括适合于放大从带通滤波器单 元206输出的频率分量的第一放大单元208，和适合于最终把来自 第一放大单元208的输出信号放大到饱和电平从而输出一个方波的 第二放大单元210。

根据本发明，无论接收到的复合波的振幅如何，对在接收器单 元中的接收到的复合波执行信号处理。该信号处理仅取决于接收到 的复合波的相移。因此，甚至在接收到的信号最终在第二放大单元 210中被放大到饱和电平时也不会有问题。

图10是表示包括在根据本发明的接收器中的数字信号处理单元 的结构的框图。在图10中以参考序号“300”指代的数字信号处理 单元用来完全进行相移测量过程。数字信号处理单元被耦合于放大 电路200的一个输出级来接收被放大为饱和电平的方波作为其输入 信号。

在图10中，参考序号“310”指代适合于产生所需频率的时钟 的时钟振荡单元，参考序号“312”指代耦合于放大电路200的输出 级来从放大电路200接收方波信号的锁相环(PLL)电路。PLL电路 312用来在相位测量区间的开始点处锁住与放大输入方波信号同相 的参考信号。PLL电路312在输入方波信号的上升沿发射参考信号 的相位值给相位差计数电路330作为参考相位信号、左右相位信号 或上下相位信号的相位值。

时钟振荡单元310产生时钟并将其应用于分频电路322。来自 分频电路322的输出信号被应用于如后所述的串行/并行转换电路 320。

在图10中，参考序号“314”指代适合于对从放大单元200输 出的方波信号进行滤波的数字带通滤波器单元。参考序号“316”指 代适合于对频率计数器的计数值是否在相应于载波频率的预定范围 内进行区分从而区分是否输入方波信号具有载波频率的频率区分单 元。参考序号“318”指代适合于对来自频率区分单元316的输出信 号，即包含在输入方波信号也就是载波信号中的发射器代码和按钮 代码进行解调的解调单元。解调单元318然后把解调的信号应用于 控制单元400。串行/并行转换电路320适合于把从解调单元318以 串行数据形式输出的解调信号转换为与从分频电路322输出的参考 时钟同步的并行数据。

参考序号“324”指代适合于对输入发射器代码与原来设置在接 收器单元中的发射器代码进行比较的发射器代码比较器。参考序号 “326”指代用来在其一个输入端接收来自相位比较区间发生器328 的输出信号及在其另一输入端接收来自控制单元400的控制信号并 输出基于接收信号产生的信号给控制单元400的R-S触发器。

相位比较区间发生器328响应于来自发射器代码比较器324的 输出信号产生用于位置信号测量的区间信号。相位差计数电路330 适合于接收从放大单元200被接收到的输入方波信号、来自PLL电 路312的输出信号和来自相位比较区间发生器328的输出信号并基 于接收到的信号产生集成的参考相位值、集成的左右相位值和集成 的上下相位值。

参考序号“332”指代用于接收从相位差计数电路330输出的集 成相位值从而计算左右相位差和上下相位差的相位差计算单元。参 考序号“334”指代用于存储从相位差计算单元332输出的计算相位 差的位置值存储器寄存器。参考序号“336”指代用于对来自位置值 存储器寄存器334的输出信号进行串行/并行处理并把合成的信号应 用于控制单元400的串行/并行接口。参考序号“338”指代系统复 位电路。

现在，具有上述结构的接收器单元将联系图12和13进行描述。

当对根据本发明的接收器单元通电时，其整个数字电路被初始 化(步骤500)，如图12所示。即，产生系统复位信号。基于系统 复位信号，包括在数字信号处理单元300中的各种寄存器和计数器 被初始化(步骤502)。这种初始化过程可基于来自数字信号处理单 元300的外部的控制单元400的复位请求信号来执行(步骤501)。 当从上述状态的放大单元200输入方波时(步骤504)，数字带通滤 波器单元314探测输入方波的频率变化(也称作“边缘探测过程”) (步骤506)。数字带通滤波器单元314然后确定是否探测到的频率 变化大于预定值(步骤508)。当在步骤508确定频率变化大于预定 值时，频率区分单元316确定是否频率计数器的计数值是否在预定 范围之内(步骤512)。另一方面，当在步骤508确定没有频率变化 大于预定值时，频率计数器的计数操作继续进行(步骤510)。同时， 过程返回步骤506以重复相位状态探测。

当在步骤512由频率区分单元316确定频率计数器的计数值在 预定范围之内的情况下，电平计数器的计数值被增加(步骤514)。 另一方面，当在步骤512确定频率计数器的计数值超出预定范围时， 电平计数器的计数值被减少(步骤516)。在两种情况下，然后确定 是否电平计数器的计数值不小于预定上限(步骤518)。当确定电平 计数器的计数值不小于预定上限时，具有逻辑值1的信号被输出(步 骤520)。此后，执行频率计数器复位过程(步骤528)。如果电平计 数器的计数值小于预定上限，然后确定是否电平计数器的计数值不 大于预定下限(步骤522)。当确定电平计数器的计数值不大于预定 下限时，具有逻辑值0的信号被输出(步骤524)。在这种情况下， 过程继续到步骤528以执行频率计数器复位过程。另一方面，当在 步骤522确定电平计数器的计数值大于预定下限时，原来输出的逻 辑值被保持下来(步骤526)。然后，过程继续到步骤528以执行频 率计数器复位过程。在步骤528之后，执行用于输出数字滤波器解 调信号的过程(步骤530)。

用于增加和减少电平计数器的计数值的过程是由频率区分单元 316执行的频率区分过程，而用于输出具有逻辑值1的信号和具有 逻辑值0的信号的过程是由解调单元318执行的解调过程。这些频 率区分和电平输出过程类似于在传统远程控制器中所进行的。因此， 传统远程控制器的功能可被组合到本发明的系统中而没有任何问 题。

当解调单元318输出上述数字滤波器解调信号时，接收器单元 处于信号接收的等待状态(步骤532)，如图13所示。串行/并行转 换电路320然后确定是否解调的信号具有逻辑值0(步骤534)。这 种确定是为了确定是否来自发射器的输入信号的最高有效位具有低 逻辑值。典型地，当没有解调信号时，产生具有逻辑值1的信号作 为解调信号。因此，解调信号的逻辑“0”状态相应于有解调输出的 状态。当在步骤534确定解调信号具有逻辑值0时，用于输入信号 的接收以预定的波特率开始(步骤536)。具有串行数据形式的接收 信号然后被串行/并行转换电路320转换为并行数据(步骤538)。 发射器代码比较器324对并行数据和设定发射器代码信号进行比 较。即，确定是否并行数据相应于设定发射器代码(步骤540)。当 并行数据不对应于设定发射器代码时，过程返回步骤532，在那里接 收器单元处于信号接收的等待状态。另一方面，当并行数据对应于 设定发射器代码时，执行PLL电路312的相位闭锁(步骤541)。此 后，并行数据中相邻区间即参考相位区间和该参考相位区间之前的 区间的相邻边缘之间的信号边界区间被相位比较区间发生器328去 除(步骤542)。对于产生的参考相位区间(即，N-t区间)，参考相 位被计算数次。对于参考相位的计算值然后被集成(步骤544)。此 后，并行数据中参考相位区间和左右相位区间的相邻边缘之间的信 号边界区间被相位比较区间发生器328去除(步骤546)。对于产生 的左右相位区间(即，N-t区间)，左右相位被计算数次。对于左右 相位的计算值然后被集成(步骤548)。接着，并行数据中左右相位 区间和上下相位区间的相邻边缘之间的信号边界区间被相位比较区 间发生器328去除(步骤550)。对于产生的上下相位区间(即，N- t区间)，上下相位被计算数次。对于上下相位的计算值然后被集成 (步骤552)。

此后，通过从集成参考相位值减去集成左右相位值计算左右相 位差(步骤554)。左右相位差被存储在寄存器中作为左右相位差值 (步骤560)。通过从集成参考相位值减去集成上下相位值也来计算 上下相位差(步骤562)。该上下相位差被存储在寄存器中作为上下 相位差值(步骤564)。此后，相位比较区间发生器328产生接收完 成中断信号(步骤568)。来自相位比较区间发生器328的该接收完 成中断信号被应用于R-S触发器326作为置位信号。响应于接收完 成中断信号，数字处理单元300被切换到接收等待状态。

图14表示响应于图13的过程产生的接收完成中断信号而执行 的控制单元400的控制操作的流程图。如图14所示，被维持在检查 R-S触发器326的状态的状态中的控制单元400确定是否R-S触发 器326处于具有逻辑值1的输出信号产生的设定状态中(步骤570)。 当在步骤570确定有具有逻辑值1的输出信号从R-S触发器326产 生的情况下，控制单元400读出存储在位置值存储器寄存器334中 的数据。此后，控制单元400对R-S触发器326进行复位(FF＝0)(步 骤572)。

控制单元400然后基于从寄存器334读出的左右相位值和上下 相位值进行坐标系转换，从而分别获得X和Y坐标值(步骤576)。 此后，执行用于由获得的X和Y坐标值指定的坐标区的分辨率纠正 以使坐标区的分辨率对应于屏幕的分辨率(步骤578)。坐标区然后 被显示(步骤580)。随后，确定是否有来自发射器单元的按钮输入 (步骤582)。在有来自发射器单元的按钮输入的情况下，执行与按 钮输入相关的功能(步骤584)。在没有来自发射器单元的按钮输入 的情况下，过程返回步骤570以确定是否R-S触发器326处于其设 定状态。

图11是用于发射器代码和相位测量的信号的时序图。在图11 中，参考符号“a”指代从图9的放大单元200输出的信号。该信号 具有用于确定相关发射器的信号区间A和用于测量相位变化的信号 区间B。如图11所示，用于发射器确定的信号区间A被分为两个区 间，即远程控制器识别代码区间和按钮代码区间。用于测量相位变 化的信号区间B被分为三个区间，即用于参考相位测量的参考相位 信号区间、用于水平轴位置信息测量的水平位置相位信号区间和用 于垂直轴位置信息测量的垂直位置相位信号区间。在图11中，参考 符号“t”指代相邻区间的相邻边缘之间的信号边界区间。

在图11中，参考符号“b”指代从发射器代码比较器324输出 的信号。信号b具有分别相应于信号a的信号区间A和B的区间。 参考符号“c”指代在完成了来自发射器代码比较器324的b信号的 相位变化测量区间B的时间点处从相位比较区间发生器328应用于 R-S触发器326的置位信号。

在图11中，参考符号“d”指代从控制单元400应用于R-S触 发器326的复位信号。参考符号“e”指代从R-S触发器326应用于 控制单元400的信号。

而且，图11中的参考符号“f”指代来自相位差计算单元332 的输出信号。信号f是与应用于位置值存储器寄存器334的位置信 息相关的数据信号。

从上述时序图明显看出，数字信号处理单元300在完成相位测 量的时间点处设置其区间R-S触发器326(图11中的“c”)，发射 从R-S触发器326输出的产生的信号到外部系统(图示的例子中为 控制单元400)以允许系统的所有控制电路被通知完成了新的位置 信息的测量，即完成位置信息更新(图11中的“e”)，并同时把测 量值存储在位置值存储器寄存器334(图11中的“f”)中来避免在 下一个随后接收到的值的测量期间数据的损失。

控制单元400在鉴定新的位置信息的测量被完成的时间点读出 存储在位置值存储器寄存器334中的数据。同时控制单元400对R- S触发器326复位以允许再次被鉴定的新数据的测量完成。来自位 置值存储器寄存器334的测量值经串行/并行接口336被发送给控制 单元400。控制单元400对于接收到的测量值利用坐标系进行转换 从而在屏幕2上显示测量数据。

尽管控制单元400被图示为包含在接收器单元之内，它可被构 造来组成外部微计算机电路或直接与个人计算机连接的外部系统。

根据本发明图示的实施例，在各个测量区间进行的相位测量利 用包括测量输入信号的相位数次并计算测量相位值的平均值的集成 方法来减少相位测量的误差。这是因为当相位比较基于通过测量输 入信号的相位仅一次而获得的值而进行时，会由于噪音的影响而带 来测量准确度的恶化，从而测量值会包括误差。

从上面描述很明显看出，左右信号或上下信号利用根据本发明 的图示实施例的单一红外接收器同时被接收到。因此，分别具有正 弦和余弦相位的方波在其振幅依据相关发射器的方向角以发射器的 方向特性带来的彼此不同的方式而变化的状态中被接收到。具有变 化的振幅的输入方波的合成方波在其中对接收的合成方波输入依次 进行放大、滤波和饱和处理以获得具有与图8h中的参考符号“h” 指定的正弦曲线相同相位的方波的接收器单元中被接收到。

从上面描述很明显看出，本发明的远程位置指定系统利用数目 被充分减少的光学装置而具有相对简单的电路结构。因此，可能获 得性能的提高和信噪比(S/N)的改善。这将导致成本降低的最小化 的远程位置指定系统。本发明的远程位置指定系统也具有使用方便 的优点，因为位置信息的发射和接收根据用户进行的简单地把发射 器单元指向目标位置的控制以射频方式来容易地达到。在通信方面 本发明的远程位置指定系统还与利用载波频率的传统远程控制器相 互兼容。因此，本发明的远程位置指定系统可被用来替代没有位置 指定功能的传统远程控制器。而且，本发明的远程位置指定系统可 不作任何电路改变而具有传统远程控制器的功能。

这样，本发明的远程位置指定系统提供了使用方便，因为平面 上的选择位置根据光标的移动是很容易指定的，象从移动的闪电发 射的光的发射轨迹一样。

根据本发明，各种位置显示方法均可使用。例如，基于位置信 号的单一发射，绝对坐标显示方法可用在其中平面上的选择位置被 指定的情况下。另一种可选择的情况是，可通过基于原来的位置调 整与当前位置相关的输入信号的相位变化来确定当前位置而使用相 对坐标系。

根据本发明，远程位置指定系统的接收器单元不进行模拟形式 的波探测，但是可通过在使用频率计数器进行参考时钟的分频时根 据数字信号处理测量输入信号的频率进行数字形式的波探测和解 调。因此，本发明提供一种进行能够使远程位置指定系统与传统远 程控制器兼容的解调的信号处理装置。

尽管本发明的远程位置指定系统利用红外发射器和红外接收器 已经被描述，同时也可利用其它的发射/接收结构。例如，可使用超 声发射器/接收器单元或RF发射器/接收器单元。

根据本发明，不必要使用要求线性的准确的放大器。与温度变 化相关的电路纠正很少需要或不需要。另外，本发明的远程位置指 定系统具有噪音引起的减弱的效果。

从上面描述很明显看出，本发明提供一种具有不需要复杂和指 定的放大电路或机制的集成电路结构从而能实现成本降低和性能改 善的远程位置指定系统。本发明的远程位置指定系统也与传统远程 控制器在信号处理和机制方面是兼容的。这使得能把远程位置指定 系统集成到传统远程控制器而去除通常机制和电路部分。本发明的 远程位置指定系统在严重的噪音状态下也具有非常小的对性能的影 响，因为它具有区分位置信号与噪音的优越能力。因此，可获得位 置指定方面的优越性能。

本发明的远程位置指定系统可用于各种电子设备，如电视、计 算机、VCR、LDP、DVD播放机、VOD系统、有线TV终端、通信终端、 家用视频游戏机和儿童用计算机。在这种情况下，可实现光标的简 单移动。

尽管本发明的优选实施例为了图示的目的进行了描述，熟悉本 领域的技术人员可以理解在不脱离后附权利要求所公开的发明的范 围和精神的情况下可进行各种修改、添加和替换。