专利名称：感测系统及其取得指示物的位置的方法
技术领域：
本发明涉及一种触控领域的技术，特别是涉及一种感测系统及其取得指示物的位 置的方法。
背景技术：
请参阅图1所示，为现有习知的一种感测系统(sensing system)的立体图。此感 测系统100用以感测指示物(pointer) 102的位置。感测系统100除了包括有反射镜104、 反光元件106及108之外，还包括有影像感测装置110及处理电路112。反射镜104、反光 元件106及108，还有影像感测装置110皆配置在同一个平面114上，此平面114例如是一 个白板(whiteboard)。此外，标示116所指的矩形区域即是用以作为感测系统100的感测 区域。上述的反光元件106及108皆可将光线反射至感测区域116，而反射镜104则可 产生感测区域116的镜像(mirror image)。反射镜104可以是利用一平面反射镜(plane mirror)来实现，且其镜面118朝向感测区域116。至于影像感测装置110，其设置在感测区 域116的一个角落，且其感测范围涵盖感测区域116。处理电路112电性连接影像感测装置 110，以依据影像感测装置110所感测到的影像来计算出指示物102的位置。如图2所示，图2为感测系统100的操作方式的说明图。虚线202以下的部分，乃 是简略地绘示镜面118所会映照到的部分的感测系统100，而虚线202以上的部分，则是藉 由镜面118的映照而产生上述部份感测系统100的镜像。在此图中，标示106’所指的物就 是反光元件106的镜像，标示108’所指的物就是反光元件108的镜像，标示110’所指的物 就是影像感测装置110的镜像，而标示116’所指的区域就是感测区域116的镜像，至于标 示102’所指之物则是指示物102的镜像。因此，影像感测装置110能沿着感测路线204而 感测到指示物102，也能沿着感测路线206而感测到指示物102的镜像102’。图3即为图2的影像感测装置110所感测到的影像的示意图。在图3中，标示300 表示为影像感测装置110的影像感测窗(image sensingwindow)。而标示302所指的斜线 区域即是藉由反光元件106及反射镜104所反射的光线，而在影像上形成亮度较高的亮区 (bright zone)，此亮区302就是主要的感测区。至于标示304就是指示物102所造成的暗 纹，而标示306则是指示物102的镜像102’所造成的暗纹。如此一来，处理电路112就能 根据暗纹304及306在影像感测窗300中的位置，来进一步计算出指示物102的位置，而其 详细的计算方式可以参考台湾专利申请案第097126033号。然而，感测系统100有一个缺点，以图4来说明之。图4为感测系统100的操作方 式的另一说明图。如图4所示，当指示物102靠近感测区域116的边界192时，尽管影像感 测装置110还是能够沿着感测路线402而感测到指示物102，也能够沿着感测路线404而感 测到指示物102的镜像102’，然而由于感测路线402及404 二者太过相近，因此在影像感测 装置110所感测到的影像中，可能只会出现单一暗纹，以图5来说明之。图5即为图4的影像感测装置110所感测到的影像的示意图。如图5所示，标示502所指的暗纹已分不清是由指示物102所造成的暗纹，还是由指示物102的镜像102’所 造成的暗纹。在此情况下，感测系统100便会无法计算出指示物102的位置。由此可见，上述现有的感测系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟 待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道， 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问 题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的感测系统及其取得指 示物的位置的方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的感测系统存在的缺陷，而提供一种新型的感测系 统，所要解决的技术问题是使其其不管指示物位于感测区域的哪个位置，都可进行指示物 位置的计算，非常适于实用。本发明的另一目的在于，提供一种新型的取得指示物的位置的方法，所要解决的 技术问题是使其适用于上述的感测系统，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种感测系统，包括一感测区域；一反射镜，用以在该指示物邻近该感测区域时产生该 指示物的镜像；一影像感测装置，用以在该指示物邻近该感测区域时感测该指示物及其镜 像；以及一处理电路，当该指示物邻近该感测区域时，该处理电路便依据该影像感测装置所 感测到的影像及该指示物的一预定大小，来计算出该指示物的坐标值，其中该指示物在该 感测区域形成一假想正投影，该处理电路将该假想正投影视为一圆形投影，而该圆形投影 的半径即为该预定大小。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的感测系统，其中当该影像感测装置所感测到的对应于该指示物的影像及所 感测到的对应于该指示物的镜像的影像部分重叠时，该影像感测装置可沿一第一感测路线 感测该指示物的边缘，且该影像感测装置可沿一第二感测路线感测该指示物的镜像的边 缘，该指示物及其镜像介于该第一感测路线与该第二感测路线之间，而该处理电路则可确 定该第一感测路线及该第二感测路线的直线方程式，并定义该指示物目前的轴心坐标为一 第一未知坐标，以及定义该指示物的镜像目前的轴心坐标为一第二未知坐标，且该处理电 路还可依据该第一未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一方 程式，并依据该第二未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二 方程式，以便依据该第一方程式及该第二方程式计算出该第一未知坐标的值，进而作为该 指示物的坐标值，其中该第一方程式描述该第一未知坐标至该第一感测路线的距离为该预 定大小，而该第二方程式描述该第二未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种取得指示物的位置的方法，适用于一感测系统，其中该感测系统包括有一感测区域、一 反射镜及一影像感测装置，该反射镜用以在该指示物邻近该感测区域时产生该指示物的镜 像，而该影像感测装置用以在该指示物邻近该感测区域时感测该指示物及其镜像，该方法 包括判断该指示物是否邻近该感测区域；以及当判断为是时，依据该影像感测装置所感 测到的影像及该指示物的一预定大小来计算出该指示物的坐标值，其中该指示物在该感测区域形成一假想正投影，且该假想正投影被视为一圆形投影，而该圆形投影的半径即为该 预定大小。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明 一种感测系统及其取得指示物的位置的方法至少具有下列优点及有益效果本发明乃是在 发生上述影像部分重叠时，依据指示物的一预定大小来计算出指示物的坐标值，而此预定 大小乃是将指示物在感测区域所形成的一假想正投影视为一圆形投影，从而取得的圆形投 影的半径。在本发明中，只要能确定第一感测路线及第二感测路线的直线方程式，并定义 指示物目前的轴心坐标为第一未知坐标，以及定义指示物的镜像目前的轴心坐标为第二未 知坐标，然后再依据第一未知坐标、第一感测路线的直线方程式及上述的预定大小而获得 第一方程式，以及依据第二未知坐标、第二感测路线的直线方程式及上述的预定大小而获 得第二方程式，其中第一方程式描述第一未知坐标至第一感测路线的距离为上述的预定大 小，而第二方程式描述第二未知坐标至第二感测路线的距离亦为上述的预定大小。接下来， 就可依据第一方程式及第二方程式来计算出第一未知坐标的值，以作为指示物的坐标值。 藉由这样的操作，便可解决现有感测技术无法在发生上述影像部分重叠时计算指示物的坐 标值的问题。综上所述，本发明不管指示物位于感测区域的哪个位置，都可进行指示物位置的 计算。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新 设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为现有习知的一种感测系统的立体图。图2为感测系统100的操作方式的说明图。图3为图2的影像感测装置110所感测到的影像的示意图。图4为感测系统100的操作方式的另一说明图。图5为图4的影像感测装置110所感测到的影像的示意图。图6为依照本发明一实施例的取得指示物的预定大小的流程图。图7为取得指示物的预定大小的其中一种方式的说明图。图8为依照本发明另一实施例的取得指示物的预定大小的流程图。图9为感测系统100的操作方式的再一说明图。图10为依照本发明一实施例的取得指示物的坐标值的流程图。图11为取得指示物的坐标值的一说明图。图12为依照本发明一实施例的取得指示物的坐标值的另一流程图。图13为取得指示物的坐标值的另一说明图。图14为依照本发明一实施例的取得指示物的坐标值的再一流程图。图15为依照本发明一感测系统的取得指示物位置的方法的主要运作流程图。100 感测系统102 指示物
104 反射镜 110 影像感测装置 114 平面 118 镜面
106、108 反光元件 112 处理电路 116 感测区域 192 边界
102，、106，、108，、110，、116，镜像 202 虚线
204、206、402、404、902、904、1302、1304 感测路线 300 影像感测窗 302 亮区 304、306、502 暗纹 702 圆形投影 704、706 假想路线
S602、S604、S802、S804、S1002、S1004、S1006、S1008、S1202、S1204、S1206、S1208、
S1402、S1404、S1406、S1408、S1502、S1504 步骤
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的感测系统及其取得指示物的位置的方法其具体实 施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说 明之用，并非用来对本发明加以限制。以下将再利用图1所绘示的感测系统架构，来说明本发明所提出之取得指示物之 位置的方法，然在此实施方式中所提及之感测系统的操作方式，会与先前技术中所提及之 感测系统的操作方式不同，在此先予以说明。在本发明中，首先得取得指示物的大小的相关资讯，以用来解决现有感测技术无 法在发生前述影像部分重叠时计算指示物的坐标值的问题。因此，本发明的感测系统需具 有二种操作模式，第一种操作模式用以取得指示物的大小的相关资讯，而第二种操作模式 则是用以取得指示物的坐标值。以下先说明取得前述相关资讯的方式。请再参阅图1及图2所示。假设感测系统100目前处于第一种操作模式，且指示 物102垂直地立于感测区域116中。藉由环境光源的照射，指示物102会在感测区域116 形成一正投影，此正投影的形状一如图2的标示102所绘示的形状。在此例中，不管指示物 102的正投影呈现出什么形状，处理电路112都会将指示物102的正投影视为一圆形投影。 由于处理电路112是将指示物102的正投影视为一圆形投影，故处理电路112可按照图6 所示的步骤来取得指示物的大小的相关资讯，如下所述。请参阅图6与图7所示，图6为依照本发明一实施例的取得指示物的预定大小的 流程图，而图7为取得指示物的预定大小的其中一种方式的说明图。在图7中，标示702即 表示为上述的圆形投影，而标示116所指的区域则表示为感测区域。其中，感测区域116的 四个角落的坐标分别为(X。，Y0)、(xQ，y0+H)、(x。+W，y0)及(x0+ff, y0+H)。处理电路112可先 采用旧有的指示物位置感测方式，例如采用前述台湾专利申请案第097126033号中所揭露
8的计算方式，来取得上述指示物102的坐标值。在此例中，指示物102的坐标为(xp，yp)，而 指示物102的坐标与圆形投影702的圆心坐标会相同。换句话说，圆形投影702的圆心坐 标亦为(xp，yp)o而在此时，处理电路112亦可通过影像感测装置110来沿一假想路线，例 如沿着假想路线704而在圆形投影702上形成一切点(如图6的步骤S602所示)。承上述，在执行完步骤S602之后，处理电路112便可计算出指示物102的坐标至 上述切点的距离，以作为指示物102的一预定大小(如图6的步骤S604所示)。若假想路 线704的直线方程式为yzmx+bp那么处理电路112可按照下列式(1)所述方式来进行计 算
权利要求
一种感测系统，其特征在于其包括一感测区域；一反射镜，用以在该指示物邻近该感测区域时产生该指示物的镜像；一影像感测装置，用以在该指示物邻近该感测区域时感测该指示物及其镜像；以及一处理电路，当该指示物邻近该感测区域时，该处理电路便依据该影像感测装置所感测到的影像及该指示物的一预定大小，来计算出该指示物的坐标值，其中该指示物在该感测区域形成一假想正投影，该处理电路将该假想正投影视为一圆形投影，而该圆形投影的半径即为该预定大小。
2.根据权利要求1所述的感测系统，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的 对应于该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像部分重叠时，该影像感 测装置可沿一第一感测路线感测该指示物的边缘，且该影像感测装置可沿一第二感测路线 感测该指示物的镜像的边缘，该指示物及其镜像介于该第一感测路线与该第二感测路线之 间，而该处理电路则可确定该第一感测路线及该第二感测路线的直线方程式，并定义该指 示物目前的轴心坐标为一第一未知坐标，以及定义该指示物的镜像目前的轴心坐标为一第 二未知坐标，且该处理电路还可依据该第一未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该 预定大小而获得一第一方程式，并依据该第二未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及 该预定大小而获得一第二方程式，以便依据该第一方程式及该第二方程式计算出该第一未 知坐标的值，进而作为该指示物的坐标值，其中该第一方程式描述该第一未知坐标至该第 一感测路线的距离为该预定大小，而该第二方程式描述该第二未知坐标至该第二感测路线 的距离为该预定大小。
3.根据权利要求1所述的感测系统，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的对 应于该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像未发生重叠时，该影像感 测装置可沿一第一感测路线及一第二感测路线感测该指示物的边缘，该指示物介于该第一 感测路线与该第二感测路线之间，而该处理电路则可确定该第一感测路线及该第二感测路 线的直线方程式，并定义该指示物目前的轴心坐标为一未知坐标，且该处理电路还可依据 该未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一方程式，并依据该 未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二方程式，以便依据该 第一方程式及该第二方程式计算出该未知坐标的值，进而作为该指示物的坐标值，其中该 第一方程式描述该未知坐标至该第一感测路线的距离为该预定大小，而该第二方程式描述 该未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小。
4.根据权利要求1所述的感测系统，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的对 应于该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像未发生重叠时，该影像感 测装置可沿一第一感测路线及一第二感测路线感测该指示物的镜像的边缘，该指示物的镜 像介于该第一感测路线与该第二感测路线之间，而该处理电路可确定该第一感测路线及该 第二感测路线的直线方程式，并定义该指示物的镜像目前的轴心坐标为一未知坐标，且该 处理电路还可依据该未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一 方程式，并依据该未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二方 程式，以便依据该第一方程式及该第二方程式计算出该未知坐标的值，进而计算出该指示 物的坐标值，其中该第一方程式描述该未知坐标至该第一感测路线的距离为该预定大小，而该第二方程式描述该未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小。
5.根据权利要求1所述的感测系统，其特征在于其中所述的处理电路取得该预定大小 的步骤，是先取得该指示物的坐标值，而其中在此时，该处理电路可通过该影像感测装置来 沿一假想路线而在该圆形投影上形成一切点，接着该处理电路便计算该指示物的坐标至该 切点的距离，以作为该预定大小。
6.根据权利要求1所述的感测系统，其特征在于其中所述的处理电路取得该预定大小 的步骤，是先取得该指示物的镜像的坐标值，并将该指示物的镜像视为该圆形投影的镜像， 其中在此时，该处理电路可通过该影像感测装置来沿一假想路线而在该圆形投影的镜像上 形成一切点，接着该处理电路便计算该指示物的镜像的坐标至该切点的距离，以作为该预 定大小。
7.一种取得指示物的位置的方法，适用于一感测系统，其中该感测系统包括有一感测 区域、一反射镜及一影像感测装置，该反射镜用以在该指示物邻近该感测区域时产生该指 示物的镜像，而该影像感测装置用以在该指示物邻近该感测区域时感测该指示物及其镜 像，其特征在于该方法包括判断该指示物是否邻近该感测区域；以及当判断为是时，依据该影像感测装置所感测到的影像及该指示物的一预定大小来计算 出该指示物的坐标值，其中该指示物在该感测区域形成一假想正投影，且该假想正投影被视为一圆形投影， 而该圆形投影的半径即为该预定大小。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的对应 于该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像部分重叠时，该影像感测装 置可沿一第一感测路线感测该指示物的边缘，且该影像感测装置可沿一第二感测路线感测 该指示物的镜像的边缘，其中该指示物及其镜像介于该第一感测路线与该第二感测路线之 间，而计算该指示物的坐标值的步骤包括确定该第一感测路线及该第二感测路线的直线方程式，并定义该指示物目前的轴心坐 标为一第一未知坐标，以及定义该指示物的镜像目前的轴心坐标为一第二未知坐标；依据该第一未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一方程 式，该第一方程式描述该第一未知坐标至该第一感测路线的距离为该预定大小；依据该第二未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二方程 式，该第二方程式描述该第二未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小；以及依据该第一方程式及该第二方程式计算出该第一未知坐标的值，以作为该指示物的坐 标值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的对应于 该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像未发生重叠时，该影像感测装 置可沿一第一感测路线及一第二感测路线感测该指示物的边缘，其中该指示物介于该第一 感测路线与该第二感测路线之间，而计算该指示物的坐标值的步骤包括确定该第一感测路线及该第二感测路线的直线方程式，并定义该指示物目前的轴心坐 标为一未知坐标；依据该未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一方程式，该第一方程式描述该未知坐标至该第一感测路线的距离为该预定大小；依据该未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二方程式， 该第二方程式描述该未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小；以及依据该第一方程式及该第二方程式计算出该未知坐标的值，以作为该指示物的坐标值。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中当该影像感测装置所感测到的对应 于该指示物的影像及所感测到的对应于该指示物的镜像的影像未发生重叠时，该影像感测 装置可沿一第一感测路线及一第二感测路线感测该指示物的镜像的边缘，其中该指示物的 镜像介于该第一感测路线与该第二感测路线之间，而计算该指示物的坐标值的步骤包括确定该第一感测路线及该第二感测路线的直线方程式，并定义该指示物的镜像目前的 轴心坐标为一未知坐标；依据该未知坐标、该第一感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第一方程式， 该第一方程式描述该未知坐标至该第一感测路线的距离为该预定大小；依据该未知坐标、该第二感测路线的直线方程式及该预定大小而获得一第二方程式， 该第二方程式描述该未知坐标至该第二感测路线的距离为该预定大小；以及依据该第一方程式及该第二方程式计算出该未知坐标的值，以进一步计算该指示物的 坐标值。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述的感测系统更包括一处理电路， 而取得该预定大小的步骤包括取得该指示物的坐标值，其中在此时，该处理电路可通过该影像感测装置来沿一假想 路线而在该圆形投影上形成一切点；以及计算该指示物的坐标至该切点的距离，以作为该预定大小。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述的感测系统更包括一处理电路， 而取得该预定大小的步骤包括取得该指示物的镜像的坐标值，并将该指示物的镜像视为该圆形投影的镜像，其中在 此时，该处理电路可通过该影像感测装置来沿一假想路线而在该圆形投影的镜像上形成一 切点；以及计算该指示物的镜像的坐标至该切点的距离，以作为该预定大小。
全文摘要
本发明是有关于一种感测系统及其取得指示物的位置的方法，所述感测系统包括有感测区域、反射镜、影像感测装置及处理电路。反射镜用以在指示物邻近感测区域时产生指示物的镜像。影像感测装置用以在指示物邻近感测区域时感测指示物及其镜像。当指示物邻近感测区域时，处理电路便依据影像感测装置所感测到的影像及上述指示物的一预定大小，来计算出指示物的坐标值。其中，指示物在感测区域形成一假想正投影，处理电路将假想正投影视为一圆形投影，而此圆形投影的半径即为上述的预定大小。
文档编号G06F3/042GK101957689SQ200910158999
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者吕志宏, 林卓毅, 苏宗敏, 陈信嘉 申请人:原相科技股份有限公司