专利名称：利用不同时形成的光域的物体侦测系统及方法
技术领域：
本发明关于一种物体侦测系统及方法(object-detecting system andmethod)，并且特别地，本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
因此，本发明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，根据本发明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，本发明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。根据本发明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。根据本发明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。根据本发明的一较佳具体实施例的物体侦测方法。实施根据本发明的物体侦测方 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。根据本发明的物体侦测方法包 括以下步骤首先(a)控制第一发光单元以发射第一光，其中第一光通过指示空间进而形 成第一光域。接着，(b)根据本发明的物体侦测方法当第一光域形成时，于第一隅角处撷取 指示空间呈现于第一边缘上的部分周边构件的第一影像。接着，(c)根据本发明的物体侦 测方法控制第二发光单元、该第三发光单元以及该第四发光单元以发射第二光，其中第二 光通过指示空间进而形成第二光域。接着，(d)根据本发明的物体侦测方法当第二光域形 成时，于第一隅角处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。最 后，(e)根据本发明的物体侦测方法处理第一影像、该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，该光反射组件为平面镜或棱镜。于一具体实施例中，该物体信息是该目标位置相对于该指示平面的相对位置、该 物体投射于该指示平面的物体形状及/或物体面积或该物体位于该指示空间内的物体立 体形状及/或物体体积。于一具体实施例中，步骤(b)并且于该第二隅角处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三影像，步骤(d)并且撷取该指示空间呈现于该第四边缘上 的部分该周边构件的第四影像以及该指示空间藉由该光反射组件呈现于该第三边缘及该 第四边缘上的部分该周边构件的第二反射影像，步骤(e)处理该第一影像、该第二影像、该 第一反射影像、该第三影像、该第四影像以及该第二反射影像其中至少二者以决定该物体 fn息ο于一具体实施例中，该第一影像、该第二影像以及该第一反射影像藉由第一直线 式影像传感器撷取，该第三影像、该第四影像以及该第二反射影像藉由第二直线式影像传 感器撷取。与现有技术相比，本发明的物体侦测系统及方法利用不同时形成的光域以及单一 条直线式影像传感器，可以采用成本较低的影像传感器以及较少的运算资源来执行，以解 决现有技术中利用同时形成的光域以及昂贵的影像传感器所造成的问题。关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图IA绘示根据本发明的其中一较佳具体实施例的物体侦测系统的架构示意图；图IB绘示图IA中的第一发光单元、光反射组件以及周边构件沿A-A线的横截面 视图；图2A绘示第一光域与第二光域分别形成时，Pl及P2两输入点阻碍光线射至第一摄像单元及第二摄像单元的路径；图2B绘示第一摄像单元在TO及Tl两时间点分别撷取关于第一光域的影像以及关于第二光域的影像；图2C绘示第二摄像单元在TO及Tl两时间点分别撷取关于第一光域的影像以及 关于第二光域的影像；图3根据本发明的其中一较佳具体实施例的物体侦测方法的流程图。
具体实施例方式本发明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。此外，根据本发明的物体侦测系统及方法可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。并且特别 地，根据本发明的物体侦测系统及方法是利用不同时形成的光域。藉此，根据本发明的物体 侦测系统及方法可以采用成本较低的影像传感器以及较少的运算资源来执行。以下藉由对 本发明的较佳具体实施例的详细说明，藉以充分解说关于本发明的特征、精神、优点以及实 施上的可行性。请参阅图IA及图1B，图IA绘示根据本发明的其中一较佳具体实施例的物体侦测 系统1的架构示意图。图IB绘示图IA中的周边构件14、第一发光单元122、光反射组件13 沿A-A线的横截面视图。根据本发明的物体侦测系统1用以侦测至少一个物体(例如，手 指、指示笔等)在指示区域10上的位置(例如，图IA所示的两点位置(P1、P2))。如图IA所示，根据本发明的物体侦测系统1包含周边构件14(未绘示于图IA中， 请见图1B)、光反射组件13、控制/处理单元11、第一发光单元122、第二发光单元124、第 三发光单元126、第四发光单元128以及第一摄像单元16。周边构件14定义指示空间以及 指示空间内的指示平面10，以供物体指示在指示平面10上的目标位置(P1、P2)。周边构件 14与物体具有对比关系。指示平面10具有第一边缘102、与第一边缘102相邻的第二边缘 104、与第二边缘104相邻的第三边缘106以及与第三边缘106及第一边缘102相邻的第四 边缘108。第三边缘106与第四边缘108形成第一隅角Cl。第二边缘104与第三边缘106 形成第二隅角C2。 同样示于图1A，第一发光单元122电连接至控制/处理单元11。第一发光单元122 设置于周边构件14上，且位于第一边缘102。光反射组件13设置于周边构件14上，且位于 第一边缘102。第二发光单元124电连接至控制/处理单元11。第二发光单元124设置于 周边构件14上，且位于第二边缘104。第三发光单元126电连接至控制/处理单元11。第 三发光单元126设置于周边构件14上，且位于第三边缘106。第四发光单元128电连接至 控制/处理单元11。第四发光单元128设置于周边构件14上，且位于第四边缘108。第一 摄像单元16电连接控制/处理单元11，并且设置于第一隅角Cl的周边。第一摄像单元16 定义第一摄像点。如图1B，根据本发明的物体侦测系统1并且包含隆起并且环绕指示平面10的周边 构件14。周边构件14支撑第一发光单元122、光反射组件13、第二发光单元124、第三发光 单元126、第四发光单元128以及第一摄像单元16。于一具体实施例中，光反射组件13可以是为平面镜。
于另一具体实施例中，如图IB所示，光反射组件13可以包含第一反射面132及第 二反射面134。第一反射面132及第二反射面134大致上以直角相交，且朝向指示空间。指 示平面10定义主延伸平面。第一反射面132定义第一次延伸平面。第二反射面134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。于实际应用中，上述的光反射组件13可以为棱镜。
于实际应用中，第一发光单元122、第二发光单元124、第三发光单元126以及第 四发光单元128分别可以是线光源(line light source)。线光源(122、124、126、128)可 以由棒状导光组件以及装设在棒状导光组件的一端的发光二极管(例如，红外线发光二极 管)所构成。发光二极管发出的光从棒状导光组件的一端射入，棒状导光组件其结构将射 入的光导向指示平面10。线光源(122、124、126、128)也可以是一列发光二极管。第一发光单元122由控制/处理单元11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。第一摄像单元16由控制/处理单元11控制，当第一光域形成时撷 取指示空间呈现于第一边缘102上的部分周边构件14的第一影像。第一影像包含在指示 空间内的物体对第一光造成的阻碍，也就是投影在第一影像上的阴影。第二发光单元124、第三发光单元126以及第四发光单元128由控制/处理单元 11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。特别地，控制/处理单元 11控制第一光域与第二光域不同时发生。也就是说，控制/处理单元11控制第二发光单元 124、第三发光单元126以及第四发光单元128开启时，也控制第一发光单元122关闭。第 一摄像单元16并且由控制/处理单元11控制，当第二光域形成时撷取指示空间呈现于第 二边缘104上的部分周边构件14的第二影像，以及指示空间藉由光反射组件13呈现于第 二边缘104及第三边缘106上的部分周边构件14的第一反射影像。第二影像以及第一反 射影像包含在指示空间内的物体对第二光造成的阻碍，也就是投影在第二影像以及第一反 射影像上的阴影。于实际应用中，第一摄像单元16可以是直线式影像传感器。最后，控制/处理单元11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，物体信息包含目标位置相对于该指示平面10的相对位置。控 制/处理单元11根据第一影像中的物体于第一边缘102上或该第二影像中的物体于该第 二边缘104上决定第一物体点。控制/处理单元11并且根据第一反射影像中的物体于第 二边缘104及第三边缘106上决定第一反射物体点。控制/处理单元11并且根据第一摄 像点及第一物体点的联机关系决定第一直进路径，根据第一摄像点及第一反射物体点的联 机关系以及光反射组件13决定第一反射路径，并根据第一直进路径及第一反射路径的交 会点以决定相对位置。于一具体实施例中，物体信息包含物体投射于指示平面10的物体形状及/或物体 面积。控制/处理单元11根据第一影像中的物体于第一边缘102上或第二影像中的物体于 第二边缘104上决定第一物体点及第二物体点。控制/处理单元11并且根据第一反射影 像中的物体于第二边缘104及第三边缘106上决定第一反射物体点及第二反射物体点。控 制/处理单元11并且根据第一摄像点分别与第一物体点及第二物体点的联机关系决定第 一直进平面路径。控制/处理单元11并且根据第一摄像点分别与第一反射物体点及第二反射物体点的联机关系以及第一反射组件决定第一反射平面路径，并且根据第一直进平面 路径及第一反射平面路径的交会区域的形状及/或面积以决定物体形状及/或物体面积。 进一步，物体信息包含物体位于指示空间内的物体立体形状及/或物体体积。控制/处理 单元11分别将第一影像、第二影像以及第一反射影像区分为多个第一子影像、多个第二子 影像以及多个第一反射子影像。控制/处理单元11并且根据多个第一子影像、多个第二子 影像以及多个第一反射子影像决定多个物体形状及/或多个物体面积，并将多个物体形状 及/或多个物体面积沿指示平面10的法线方向依序堆栈，以决定物体立体形状及/或该物 体体积。
于一具体实施例中，物体信息包含物体位于指示空间内的物体立体形状及/或物 体体积。控制/处理单元11根据该第一影像中的物体于第一边缘102上或第二影像中的 物体于该第二边缘104上决定至少三个物体点。控制/处理单元11并且根据第一反射影 像中的物体于第二边缘104及第三边缘106上决定至少三个反射物体点。控制/处理单元 11并且根据第一摄像点分别与至少三个物体点的联机关系决定第一直进立体路径，根据第 一摄像点分别与至少三个反射物体点的联机关系以及光反射组件13决定第一反射立体路 径，并根据第一直进立体路径及第一反射立体路径的交会空间的立体形状及/或体积，以 决定物体立体形状及/或物体体积。同样如图1A，根据本发明的另一较佳具体实施例的物体侦测系统1进一步包含第 二摄像单元18。第二影像撷取单元18电连接控制/处理单元11，并且设置于第二隅角C2 的周边。第二摄像单元18定义第二摄像点。第二摄像单元18由控制/处理单元11控制，当第一光域形成时撷取指示空间呈 现于第一边缘102上的部分周边构件14的第三影像。第三影像包含在指示空间内的物体 对第一光造成的阻碍，也就是投影在第三影像上的阴影。第二摄像单元18并且由控制/处 理单元11控制，当第二光域形成时撷取指示空间呈现于第四边缘108上的部分周边构件14 的第四影像，以及指示空间藉由光反射组件13呈现于第三边缘106及第四边缘108上的部 分周边构件14的第二反射影像。第四影像以及第二反射影像包含在指示空间内的物体对 第二光造成的阻碍，也就是投影在第四影像以及第二反射影像上的阴影。于此较佳具体实 施例中，控制/处理单元11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。需强调的是，控制/处理单元11也可以控制第二发光单元124、第三发光单元126 以及第四发光单元128先开启，以先形成第二光域，再行控制第一发光单元122开启以形成
第一光域。于实际应用中，第二摄像单元18可以是直线式影像传感器。于实际应用中，上述第一反射影像以及第二反射影像的背景值会较弱，进而影响 对镜像投影在第一反射影像及第二反射影像上的阴影的判读。为了解决此问题，控制/处 理单元11可以控制第二发光单元124、第三发光单元126、第四发光单元128、第一摄像单 元16及第二摄像单元18等开启的时间长一些或开启两次，让第一反射影像与第二反射影 像的曝光时间较第一影像与第三影像的曝光时间长。此外，也可以藉由控制第一发光单元 122、第二发光单元124、第三发光单元126与第四发光单元128的增益值、发光二极管的驱 动电流或点亮其内发光二极管的颗数等方式来达成让第二光域的总光照量高于第一光域的总光照量。以下将以两个输入点(P1、P2)落于图IA中指示平面10内并藉由第一摄像单元16及第二摄像单元18为例，藉以说明根据本发明的物体侦测系统1其在不同时间形成光域以 及撷取的影像情况。如图2A所示，图中实线代表在TO时间点控制/处理单元11控制第一发光单元 122开启以形成第一光域且Pl及P2两输入点阻碍光线射至第一摄像单元16及第二摄像单 元18的路径(以角向量X表示)。图2A中的虚线代表在Tl时间点控制/处理单元11控 制第二发光单元124、第三发光单元126以及第四发光单元128开启以形成第二光域且Pl 及P2两输入点阻碍光线射至第一摄像单元16及第二摄像单元18的路径。同样示于图2A，Pl及P2两输入点在TO及Tl两时间点阻碍光线射至第一摄像单 元16的路径分别形成ΦΙ、Φ2、Φ3及Φ4四个角向量。如图2B所示，在TO时间点，第一 摄像单元16撷取关于第一光域的影像II，其上具有对应角向量Φ3的实像阴影。在Tl时 间点，第一摄像单元16撷取关于第二光域的影像12，其上具有对应角向量Φ4的实像阴影 以及角向量Φ1与角向量Φ2的镜像阴影。同样示于图2Α，Pl及Ρ2两输入点在TO及Tl两时间点阻碍光线射至第二摄像单 元18的路径分别形成θ 1、θ 2、θ 3及θ 4四个角向量。如图2C所示，在TO时间点，第二 摄像单元18撷取关于第一光域的影像13，其上具有对应角向量θ 3的实像阴影。在Tl时 间点，第二摄像单元18撷取关于第二光域的影像14，其上具有对应角向量θ 4的实像阴影 以及角向量θ 1与角向量θ 2的镜像阴影。明显地，藉由解析影像II、影像12、影像13以及影像14上阴影所指示的角向量， 根据本发明的物体侦测系统1可以准确地计算出图2Α所示Pl及Ρ2两输入点的位置。更 需强调的是，根据本发明的第一摄像单元16及第二摄像单元18皆可以是单一条直线式影 像传感器。藉此，根据本发明的物体侦测系统可以不必采用昂贵的影像传感器，其组装上也 能避免影像传感器感测到错的光域或感测不到光域的情况，也可免除会降低显示器的显示 清晰度的波导组件。请参阅图3，图3绘示根据本发明的其中一较佳具体实施例的物体侦测方法2的 流程图。实施根据本发明的物体侦测方法2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。第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元、第四发光单元以及光反射组件的 具体实施例请见图IA及图IB所示，在此不再赘述。如图3所示，根据本发明的物体侦测方法2首先执行步骤S20，控制第一发光单元 以发射第一光，其中第一光通过指示空间进而形成第一光域。接着，根据本发明的物体侦测方法2执行步骤S22，当第一光域形成时，于第一隅 角处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。
接着，根据本发明的物体侦测方法2执行步骤S24，控制第二发光单元、第三发光 单元以及第四发光单元，以发射第二光，其中第二光通过指示空间进而形成第二光域。接着，根据本发明的物体侦测方法2执行步骤S26，当第二光域形成时，于第一隅 角处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。
最后，根据本发明的物体侦测方法2执行步骤S28，处理第一影像、该第二影像以 及第一反射影像以决定物体位于指示空间内的物体信息。关于物体信息涵盖的内容以及其 决定的方式已于上文中详述，在此不再赘述。根据本发明的另一较佳具体实施例的物体侦测方法2并且与步骤S22同步，于第 二隅角处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。根据本发明的物体 侦测方法2并且与步骤S26同步，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。并且，于步骤S28中，物体信息藉由处理第一影像、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来决定。于一具体实施例中，第一影像、第二影像以及第一反射影像可以藉由单一条直线 式影像传感器撷取而得。第三影像、第四影像以及第二反射影像可以藉由另一条直线式影 像传感器撷取而得。于实际应用中，第二光域的总光照量高于第一光域的总光照量。藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神， 而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的 是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因 此，本发明所申请的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其 涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
权利要求
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。
2.如权利要求1所述的物体侦测系统，其特征在于该光反射组件为平面镜或棱镜。
3.如权利要求1所述的物体侦测系统，其特征在于该物体信息是该目标位置相对于该 指示平面的相对位置、该物体投射于该指示平面的物体形状及/或物体面积或该物体位于 该指示空间内的物体立体形状及/或物体体积。
4.如权利要求1所述的物体侦测系统，其特征在于该物体侦测系统进一步包含第二摄像单元，该第二摄像单元电连接该控制/处理单元并且设置于该第二隅角周 边，该第二摄像单元定义第二摄像点，该第二摄像单元由该控制/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三影像，该第二摄 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四 边缘上的部分该周边构件的第四影像以及该指示空间藉由该光反射组件呈现于该第三边 缘及该第四边缘上的部分该周边构件的第二反射影像；其中该控制/处理单元处理该第一影像、该第二影像、该第一反射影像、该第三影像、 该第四影像以及该第二反射影像其中至少二者以决定该物体信息。
5.如权利要求4所述的物体侦测系统，其特征在于该第一摄像单元以及该第二摄像单 元分别为直线式影像传感器。
6.一种物体侦测方法，其特征在于，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，光反射组件设置于该周边构件上且位于该第一边 缘，第一发光单元位于该第一边缘，第二发光单元位于该第二边缘，第三发光单元位于该第 三边缘，第四发光单元位于该第四边缘，该物体侦测方法包含以下步骤(a)控制该第一发光单元以发射第一光，其中该第一光通过该指示空间进而形成第一 光域；(b)当该第一光域形成时，于该第一隅角处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；(c)控制该第二发光单元、该第三发光单元以及该第四发光单元，以发射第二光，其中 该第二光通过该指示空间进而形成第二光域；(d)当该第二光域形成时，于该第一隅角处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；以及(e)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。
7.如权利要求6所述的物体侦测方法，其特征在于该光反射组件为平面镜或棱镜。
8.如权利要求6所述的物体侦测方法，其特征在于该物体信息是该目标位置相对于该 指示平面的相对位置、该物体投射于该指示平面的物体形状及/或物体面积或该物体位于 该指示空间内的物体立体形状及/或物体体积。
9.如权利要求6所述的物体侦测方法，其特征在于步骤(b)并且于该第二隅角处撷取 该指示空间呈现于该第一边缘上的部分该周边构件的第三影像，步骤(d)并且撷取该指示 空间呈现于该第四边缘上的部分该周边构件的第四影像以及该指示空间藉由该光反射组 件呈现于该第三边缘及该第四边缘上的部分该周边构件的第二反射影像，步骤(e)处理该 第一影像、该第二影像、该第一反射影像、该第三影像、该第四影像以及该第二反射影像其 中至少二者以决定该物体信息。
10.如权利要求9所述的物体侦测方法，其特征在于该第一影像、该第二影像以及该第 一反射影像藉由第一直线式影像传感器撷取，该第三影像、该第四影像以及该第二反射影 像藉由第二直线式影像传感器撷取。
全文摘要
本发明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。
文档编号G06F3/042GK101847063SQ201010130510
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者蔡华骏 申请人:苏州佳世达电通有限公司;佳世达科技股份有限公司