利用不同时形成的光域的物体侦测系统及方法技术方案

本发明专利技术揭露一种利用不同时形成的光域的物体侦测系统及方法，用以侦测物体位于指示空间内的物体信息，例如，物体指示在指示平面上的目标位置。特别地，本发明专利技术利用不同时形成的光域的影像撷取关于指示空间的影像，进而根据这些撷取的影像决定物体位于指示空间内的物体信息，从而解决利用同时形成的光域以及昂贵的影像传感器的现有技术所造成的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种物体侦测系统及方法(object-detecting system andmethod)，并且特别地，本专利技术关于一种利用不同时形成的光域(non-coincidentfields of light) 以及单一条直线式影像传感器(line image sensor)的物体侦测系统及方法。
技术介绍
由于触控式屏幕(touch screen)能让操作者直觉地透过接触方式进行相对显示 器的坐标输入的优点，触控式屏幕已成为现今显示器常见配置的输入装置。触控式屏幕以 广泛地应用于各类具有显示器的电子产品中，例如，监视器、笔记型计算机、平板计算机、自 动柜员机、销售点终端机、游客导览系统、工业控制系统等。除了传统电阻式、电容式等操作者必须接触的触控屏幕外，利用摄像组件 (image-capturing device)让操作者无需真正接触到显示器的坐标输入方式也已被采用。 利用摄像组件的非接触式触控屏幕(或称为光学式触控屏幕)的相关现有技术请见美国专 利公告号第4，507, 557号专利，在此不多做赘述。为了更准确解析输入点的位置甚至能支持多点输入，关于光学式触控屏幕的现有 技术，已有多种不同光源型态、光反射组件与导光组件的设计方案被提出，以提供更多关于 输入点位置的角函数，以利准确地解析输入点的位置。例如，美国专利公告号第7，460，110 号专利，其揭露利用一片波导组件(waveguide)以及装设波导组件两边缘的反射镜配合光 源可以造成上、下两层且同时形成的光域(coincident fields of light)，藉此摄像单元 可以同时撷取上、下两层不同的影像。然而，若要同时撷取上、下两层不同的影像，必须采用成本较高的矩阵式影像传感 器(area image sensor)、多重直线式影像传感器(multiple-line imagesensor)或两条 直线式影像传感器。此外，采用矩阵式影像传感器、多重直线式影像传感器或两条直线式影 像传感器，光学式触控屏幕需要耗费较多的运算资源才能解析这些影像传感器所撷取的影 像，尤其是采用矩阵式影像传感器。此外，采用矩阵式影像传感器、多重直线式影像传感器 或两条直线式影像传感器，光学式触控屏幕其系统组装所造成的误差会导致这些影像传感 器感测到错的光域或感测不到光域的情况，尤其是采用两条直线式影像传感器。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种物体侦测系统及方法，用以同样地利用光 学方式侦测物体在指示平面上的目标位置。并且特别地，根据本专利技术的物体侦测系统及方 法利用不同时形成的光域(non-coincident fields of light)以及单一条直线式影像传 感器，以解决上述利用同时形成的光域以及昂贵的影像传感器的现有技术所造成的问题。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种物体侦测系统及方法，用以侦测物体在包 含指示平面的指示空间内的物体形状、物体面积、物体立体形状以及物体体积等物体信息。根据本专利技术的其中一较佳具体实施例的物体侦测系统，其周边构件(peripheralmember)、光反射组件(light-reflecting device)、控制 / 处理单元(controlling/ processing unit)、第一发光单元(light-emitting unit)、第二发光单元以及第一摄像单 元(image-capturing unit)。周边构件定义指示空间以及指示空间内的指示平面，以供物 体指示在指示平面上的目标位置。周边构件与物体具有对比关系。指示平面具有第一边 缘、与第一边缘相邻的第二边缘、与第二边缘相邻的第三边缘以及与第三边缘及第一边缘 相邻的第四边缘。第三边缘与第四边缘形成第一隅角。第二边缘与第三边缘形成第二隅 角。光反射组件设置于周边构件上，且位于第一边缘。第一发光单元电连接至控制/处理 单元。第一发光单元设置于周边构件上，且位于第一边缘。第一发光单元由控制/处理单 元控制，以发射第一光。第一光通过指示空间进而形成第一光域。第二发光单元电连接至 控制/处理单元。第二发光单元设置于周边构件上，且位于第二边缘。第三发光单元电连 接至控制/处理单元。第三发光单元设置于周边构件上，且位于第三边缘。第四发光单元 电连接至控制/处理单元。第四发光单元设置于周边构件上，且位于第四边缘。第二发光 单元、第三发光单元以及第四单元由控制/处理单元控制，以发射第二光。第二光通过指示 空间进而形成第二光域。第一摄像单元电连接控制/处理单元，并且设置于第一隅角周边。 第一摄像单元定义第一摄像点。第一摄像单元由控制/处理单元控制，当第一光域形成时 撷取指示空间呈现于第一边缘上的部分周边构件的第一影像。第一摄像单元并且由控制/ 处理单元控制，当第二光域形成时撷取指示空间呈现于第二边缘上的部分周边构件的第二 影像，以及指示空间藉由光反射组件呈现于第二边缘及第三边缘上的部分周边构件的第一 反射影像。控制/处理单元处理第一影像、第二影像以及第一反射影像以决定物体位于指 示空间内的物体信息。于一具体实施例中，光反射组件为平面镜或棱镜。于另一具体实施例中，光反射组件包含第一反射面及第二反射面。第一反射面及 第二反射面大致上以直角相交，且朝向指示空间。指示平面定义主延伸平面。第一反射面 定义第一次延伸平面。第二反射面定义第二次延伸平面。第一次延伸平面与第二次延伸平 面各与主延伸平面大致上以45度角相交。于一具体实施例中，第一摄像单元为直线式影像传感器。根据本专利技术的另一较佳具体实施例的物体侦测系统，进一步包含第二摄像单元。 第二摄像单元电连接控制/处理单元，并且设置于第二隅角周边。第二摄像单元定义第二 摄像点。第二摄像单元由控制/处理单元控制，当第一光域形成时撷取指示空间呈现于第 一边缘上的部分周边构件的第三影像。第二摄像单元并且由控制/处理单元控制，当第二 光域形成时撷取指示空间呈现于第四边缘上的部分周边构件的第四影像，以及指示空间藉 由光反射组件呈现于第三边缘及第四边缘上的部分周边构件的第二反射影像。控制/处理 单元处理第一影像、第二影像、第一反射影像、第三影像、第四影像以及第二反射影像其中 至少二者以决定物体信息。于一具体实施例中，第二摄像单元为直线式影像传感器。于一具体实施例中，第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元以及第四发光单 元分别为线光源。根据本专利技术的一较佳具体实施例的物体侦测方法。实施根据本专利技术的物体侦测方 法的基础包含周边构件、光反射组件、第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元以及第四发光单元。周边构件定义指示空间以及指示空间内的指示平面，以供物体指示在指示平 面上的目标位置。周边构件与物体具有对比关系。指示平面具有第一边缘、与第一边缘相邻 的第二边缘、与第二边缘相邻的第三边缘以及与第三边缘及第一边缘相邻的第四边缘。第 三边缘与第四边缘形成第一隅角。第二边缘与第三边缘形成第二隅角。光反射组件设置于 周边构件上，且位于第一边缘。第一发光单元位于第一边缘。第二发光单元位于第二边缘。 第三发光单元位于第三边缘。第四发光单元位于第四边缘。根据本专利技术的物体侦测方法包 括以下步骤首先(a)控制第一发光单元以发射第一光，其中第一光通过指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体侦测系统，其特征在于该物体侦测系统包含：周边构件，该周边构件定义指示空间以及该指示空间内的指示平面以供物体指示在该指示平面上的目标位置，该周边构件与该物体具有对比关系，该指示平面具有第一边缘、与该第一边缘相邻的第二边缘、与该第二边缘相邻的第三边缘以及与该第三边缘及该第一边缘相邻的第四边缘，该第三边缘与该第四边缘形成第一隅角，该第二边缘与该第三边缘形成第二隅角；光反射组件，该光反射组件设置于该周边构件上且位于该第一边缘；控制／处理单元；第一发光单元，该第一发光单元电连接至该控制／处理单元，该第一发光单元设置于该周边构件上且位于该第一边缘，该第一发光单元由该控制／处理单元控制以发射第一光，该第一光通过该指示空间进而形成第一光域；第二发光单元，该第二发光单元电连接至该控制／处理单元，该第二发光单元设置于该周边构件上；第三发光单元，该第三发光单元电连接至该控制／处理单元，该第三发光单元设置于该周边构件上；第四发光单元，该第四发光单元电连接至该控制／处理单元，该第四发光单元设置于该周边构件上，该第二发光单元、该第三发光单元以及该第四发光单元由该控制／处理单元控制以发射第二光，该第二光通过该指示空间进而形成第二光域；以及第一摄像单元，该第一摄像单元电连接该控制／处理单元并且设置于该第一隅角周边，该第一摄像单元定义第一摄像点，该第一摄像单元由该控制／处理单元控制当该第一光域形成时撷取该指示空间呈现于该第一边缘上的部分该周边构件的第一影像，该第一摄像单元并且由该控制／处理单元控制当该第二光域形成时撷取该指示空间呈现于该第二边缘上的部分该周边构件的第二影像以及该指示空间藉由该光反射组件呈现于该第二边缘及该第三边缘上的部分该周边构件的第一反射影像；其中该控制／处理单元处理该第一影像、该第二影像以及该第一反射影像以决定该物体位于该指示空间内的物体信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡华骏，
申请(专利权)人：苏州佳世达电通有限公司，佳世达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]