被所述术语 限定。所述术语只用于把一种构成要素区别于其它构成要素的目的。例如，在不超出本发 明的权利范围的前提下，第1构成要素可以命名为第2构成要素，类似地，第2构成要素也 可以命名为第1构成要素。
[0081] 在本申请中使用的术语只是为了说明特定实施例而使用，并非要限定本发明。只 要在文理上未明确表示不同，单数的表现包括复数的表现。在本申请中，"包括"或"具有" 等术语应理解为，只是要指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其 组合的存在，不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其 组合的存在或附加可能性。
[0082] 只要未进行不同地定义，包含技术或科学术语在内，在此使用的所有术语具有与 本发明所属技术领域的普通技术人员一般理解的内容相同的意义。
[0083] 与一般使用的词典中定义的内容相同的术语，应理解为具有与相关技术的文理上 所具有的含义一致的含义，只要本申请中未明确定义，不得解释为理想的或过度地形式上 的含义。
[0084] 下面参照附图，更详细地说明本发明的优选实施例。
[0085] 本发明一个实施例的光学跟踪系统及利用其的跟踪方法，在诸如患处或手术器械 的标的物上附着至少一个标记单元后，通过成像单元接受从所述标记单元释放的平行出射 光，使所述标记单元中包含的图案部的放大图像成像后，使得能够利用所述图案部的放大 图像，通过处理器算出标的物的空间位置和方向，参照附图对其详细构成进行说明。
[0086] 〈实施例1>
[0087] 图1是本发明第1实施例的跟踪系统的概略图，图2是图示标记单元的图案部的 一个示例的图。
[0088] 如果参照图1及图2,本发明第1实施例的跟踪系统包括标记单元110、成像单元 120及处理器130。
[0089] 所述标记单元110附着于标的物，为使内部包含的图案部111图像能够放大并成 像，使所述图案部111的平行出射光释放。
[0090] 例如，所述标记单元110可以包括图案部111、光源112及第1透镜部113。
[0091] 就所述图案部111而言，多个图案部Illa以一定的形态和间隔形成。例如，所述 图案部111可以制作得除多个图案部Illa形成的部分之外，其余部分可以使光透过。又例 如，所述图案部ill可以制作得只有图案部Illa形成的部分使光透过，其余部分无法使光 透过。再例如，所述图案部111也可以制作得使从所述光源112照射的光可以被反射。其 中，所述图案部111可以配置于后述第1透镜部113的焦距。
[0092] 所述光源112向所述图案部111照射光。例如，所述光源112可以配置于所述标 记单元110的内部，使得位于所述图案部111的后方部。如上所述，在所述光源112配置于 图案部111的后方部的情况下，所述图案部111使从所述光源112照射的光的一部分透过， 入射到后述的成像单元120。又例如，所述光源112也可以配置于所述标记单元110的外 部。在所述光源112配置于所述标记单元110的外部的情况下，从所述光源112照射的光被 所述图案部111反射，入射到后述的成像单元120。其中，所述光源112可以是LED(Light Emitting Diode)〇
[0093] 所述第1透镜部113配置于所述图案部111的前方部，使得从所述光源112照射 从而穿过所述图案部111或被所述图案部111反射的光，可以以平行出射光形态释放并入 射到所述成像单元120。例如，所述第1透镜部113可以是使得所述图案部111的图像放大 并能够成像于成像单元120的物镜。
[0094] 所述成像单元120可以接受从所述标记单元110释放的所述图案部111的平行出 射光，使放大的图案部111图像成像。其中，所述成像单元120可以是摄像头，所述摄像头 通过透镜部121接受从所述标记单元110释放的所述图案部111的平行出射光，借助于所 述平行出射光而使放大的图案部111图像成像于传感器部122。
[0095] 所述处理器130可以与所述成像单元120连接，利用成像于所述成像单元120的 放大的图案部111图像，算出所述标记单元110的空间位置和方向。其中，所述处理器130 可以利用成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的位置和大小变化，算出所述 标记单元110的空间位置。另外，所述处理器130可以利用所述放大的图案部111的各区 域的图案部位置和图案部Illa大小的变化，算出所述标记单元110的方向。
[0096] 参照图1至图7d，对利用本发明第1实施例的光学跟踪系统算出标的物的空间位 置和方向的过程进行说明。
[0097] 图3是用于说明利用本发明第1实施例的光学跟踪系统跟踪标的物的过程的流程 图，图4是用于说明光从标记单元释放的过程的图，图5是用于说明平行出射光入射到成像 单元的过程的图，图6是用于说明利用本发明第1实施例的光学跟踪系统算出标的物的方 向的过程的图，图7a至图7d是用于说明利用本发明第1实施例的光学跟踪系统算出标的 物的空间位置的过程的图，图8是用于说明算出标记单元的空间位置和方向的过程的流程 图，图9是用于说明算出标记单元的方向的过程的流程图，图10是用于说明算出标记单元 的空间位置的过程的流程图。
[0098] 如果参照图1至图7d，为了利用本发明第1实施例的光学跟踪系统跟踪标的物，首 先，为使图案部111图像能够放大并成像，使从附着于标的物的标记单元110释放所述图案 部111的平行出射光SllO。
[0099] 如果对使图案部111的平行出射光释放的过程进行更详细说明，首先，启动光源 112,向所述图案部111照射光，使得从所述光源112照射的光透过所述图案部111或被所 述图案部111反射。透过所述图案部111或被所述图案部111反射的光如图4所示，穿过 由物镜构成的第1透镜部113,以平行出射光形态释放。
[0100] 穿过所述第1透镜部113而从标记单元110释放的图案部111的平行出射光入射 到成像单元120,使放大的图案部111图像成像S120。
[0101] 如果对使放大的图案部111图像成像的过程进行更详细说明，穿过所述第1透镜 部113而从标记单元110释放的图案部111的平行出射光如图5所示，穿过成像单元120 的透镜部121。穿过所述成像单元120的透镜部121的图案部111的平行出射光，使放大的 图案部111图像成像于传感器部122。如上所述，放大的图案部111图像成像于成像单元 120后，处理器130利用所述放大的图案部111图像，算出所述标记单元110的空间位置和 方向S130。
[0102] 下面参照图8,对算出所述标记单元110的空间位置和方向的过程进行更详细说 明。
[0103] 图8是用于说明算出标记单元的空间位置和方向的过程的流程图。
[0104] 如果参照图8,为了通过所述处理器130而算出所述标记单元110的空间位置和方 向，通过所述处理器130,利用成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像，算出所述 标记单元110旋转的角度，算出所述标记单元110的方向S131。
[0105] 如上所述，借助于处理器130而算出所述标记单元110的旋转的角度后，通过所述 处理器130,利用成像于所述成像单元120的放大的图案部111的图像和所述标记单元110 的旋转的角度，算出所述标记单元110的空间位置S132。
[0106] 其中，所述成像单元120的空间位置及方向信息已存储于所述处理器130。
[0107] 下面参照图6及图9,对算出所述标记单元110的方向的步骤S131进行更详细说 明。
[0108] 图9是用于说明算出标记单元的方向的过程的流程图。
[0109] 如果参照图9,为了算出所述标记单元110的方向，首先，通过所述处理器130,测 量成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的各区域的图案部Illa位置和图案 部Illa的大小变化S1310。
[0110] 在测量了所述图案部111图像的各区域的图案部Illa位置和图案部Illa的大小 变化后，对在所述处理器130中已存储的所述图案部111图像的各区域的基准图案部Illa 位置及基准图案部Illa大小，与成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的各区 域的图案部Illa位置和图案部Illa大小变化进行比较，算出标记单元110的旋转的角度， 从而算出所述标记单元110的方向S1311。
[0111] 即，如图6所示，如果标记单元110进行旋转，则成像于成像单元120的放大的图 案部111图像Il的图案部Illa位置和大小也发生变化，从而，如果比较在所述处理器130 中已存储的所述图案部图像12的各区域的基准图案部Illa位置及基准图案部Illa大小 与成像于所述成像单元120的图案部图像Il的各区域的图案部Illa位置和图案部Illa 大小变化，则可以算出所述标记单元110的旋转的角度，因而能够算出所述标记单元110的 方向。
[0112] 下面参照图7a至图7d及图10,对算出所述标记单元的空间位置的步骤S132进行 更详细说明如下。
[0113] 图10是用于说明算出标记单元的空间位置的过程的流程图。
[0114] 如果参照图10,为了算出所述标记单元110的空间位置，首先，通过所述处理器 130,测量成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的位置和大小S1320。
[0115] 测量所述图案部111图像的位置和大小之后，通过所述处理器130,比较在所述处 理器130中已存储的所述图案部111图像的基准位置及大小与成像于所述成像单元120的 放大的图案部111图像的位置及大小，算出标记单元110的空间位置S1321。
[0116] 图7a图示了当所述标记单元110存在于处理器130中已存储的位置时，所述图案 部111的图像成像于成像单元120的基准位置及大小，如图7b所示，在标记单元110与成 像单元120之间的隔开距离D2比基准距离Dl短的情况下，与在处理器130中已存储的图 案部111图像的基准大小Al相比，放大的图案部111图像大小A2更大地成像于所述成像 单元120。因此，通过处理器130,比较所述图案部111图像的基准大小Al与成像于所述成 像单元120的放大的图案部111图像的大小A2,可以算出所述标记单元110的空间位置。
[0117] 另一方面，虽然图中未示出，但在标记单元110与成像单元120之间的隔开距离D2 比基准距离Dl长的情况下，与在处理器130中已存储的图案部图像基准大小Al相比，放大 的图案部111图像的大小A2较小地成像于所述成像单元120。
[0118] 而且，如图7c所示，在标记单元110位于基准位置Bl下方的情况下，由于与在所 述处理器130中已存储的图案部111图像的基准位置Cl (参照图7a)相比，所述放大的图 案部111图像位于上部，从而成像于所述成像单元120。因此，通过处理器130,比较所述图 案部111图像的基准位置Cl与成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的位置 C2,可以算出所述标记单元110的空间位置。
[0119] 另一方面，虽然图中未示出，但在标记单元110位于基准位置Bl上的情况下，与在 所述处理器130已存储的图案部111图像的基准位置Cl相比，以所述放大的图案部111图 像位于下部的方式成像于所述成像单元120
[0120] 而且，在所述标记单元110与成像单元120之间的隔开距离D2与基准距离Dl不 同，且所述标记单元110不位于基准位置Bl的情况下，比较在所述处理器130中已存储的 所述图案部图像的基准位置Cl及大小Al与成像于所述成像单元120的放大的图像的位置 C2及大小A2,从而可以算出标记单元110的空间位置。
[0121] 另一方面，如图7d所示，在所述标记单元110与成像单元120之间的隔开距离D2 与基准距离Dl相同，且所述标记单元110位于基准位置Bl的状态下，在只有所述标记单元 110的方向变更了 Θ的情况下，成像于所述成像单元120的放大的图案部111图像的大小 A2和位置C2与在所述处理器130中已存储的所述图案部111图像的基准位置Cl及大小Al 相同地算出。因此，所述标记单元110的方向如S1311步骤所作的说明，可以比较所述放大 的图案部111图像Il的各区域的图案部Illa位置和图案部Illa的大小变化与在处理器 130中已存储的图案部图像12的各区域的基准图案部Illa位置及基准图案部Illa大小， 算出标记单元110的旋转的角度，从而算出所述标记单元110的方向。
[0122] 〈实施例2>
[0123] 本实施例的光学跟踪系统除配置有两个成像单元的内容外，实质上与第1实施例 的光学跟踪系统相同，因而除与成像单元配置相关的一部分内容外，对其它构成要素和内 容的详细说明予以省略。
[0124] 图11是本发明第2实施例的光学跟踪系统的概略图。
[0125] 如果参照图11，本实施例的光学跟踪系统包括一个标记单元210、第1、2成像单元 220a、220b 及处理器