专利名称：三维互动显示装置及其操作方法
技术领域：
本发明涉及触控领域的技术，且特别是有关于ー种三维互动显示装置及其操作方法。
背景技术：
一般在操作采用光感测器的三维互动显示装置的时候，使用者只需要使三维互动显示装置所附的一光源产生器(例如是光笔)所发出的光源投射在三维互动显示装置的显示面板上，三维互动显示装置就可通过显示面板中的光感测器来撷取影像，进而依据影像中的光点来判断光源产生器的位置信息。所述的位置信息例如是光源产生器相对于显示面板的显示面的ニ维位置，或者是光源产生器相对于上述显示面的距离。然而，当上述的这种三维互动显示装置同时与至少ニ个同样的光源产生器搭配操作的情况下，这种三维互动显示装置便会无法辨识出上述的这些光源产生器，因而无法与这些光源产生器进行互动。也就是说，目前的这种三维互动显示装置无法进行多点互动的 操作。
发明内容
本发明提供一种三维互动显示装置，其可进行多点互动的操作。本发明另提供ー种适用于上述的三维互动显示装置的操作方法。本发明提出一种三维互动显示装置。此三维互动显示装置包括有一显示面板、一第一光源产生器、一第二光源产生器与ー处理电路。所述的显示面板具有多个光感测器。所述的第一光源产生器具有第一出光面，且此第一出光面具有第一图腾，而第一图腾具有第一形状边缘总长度。所述的第二光源产生器具有第二出光面，且此第二出光面具有第二图腾，而第二图腾具有第二形状边缘总长度。至于所述的处理电路，其电性连接上述的光感测器，以处理通过这些光感测器撷取的一影像，并计算此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度，以依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。本发明另提出一种三维互动显示装置的操作方法。所述的三维互动显示装置包括有一显不面板、一第一光源产生器与一第二光源产生器。所述的显不面板具有多个光感测器。所述的第一光源产生器具有第一出光面，且此第一出光面具有第一图腾，而第一图腾具有第一形状边缘总长度。而所述的第二光源产生器具有第二出光面，且此第二出光面具有第二图腾，而第二图腾具有第二形状边缘总长度。所述的操作方法包括有下列步骤通过上述那些光感测器撷取ー影像；计算上述影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度；以及依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。综上所述，本发明乃是在每一光源产生器的出光面上附加ー图腾，且不同的光源产生器的图腾具有不同的形状边缘总长度。而本发明所设计的处理电路则能计算撷取的影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度。因此，只要使用者将光源产生器所发出的光源投射在三维互动显示装置的显示面板上，使得三维互动显示装置中的处理电路可去处理通过显示面板中的光感测器所撷取的一影像，那么此处理电路就能计算此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度，并依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。换句话说，本发明的三维互动显示装置可辨识出不同的光源产生器，因此可进行多点互动的操作。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图I为依照本发明ー较佳实施例的一三维互动显示装置的示意图；图2为另ー显示面板的剖面示意图；图3用以特别再列举多个具不同形状边缘总长度的T形图腾；图4为依照本发明ー实施例的三维互动显示装置的操作方法的流程图。 其中，附图标记100 :三维互动显示装置110、210 :显示面板112、212:显示面114、214 :光感测器120、130 :光源产生器121、131:出光面122、132:图腾124、134:光源125、135:轴线126、136 :出光面的中心140 :处理电路133 :黑色区域Φ1、Φ2 :光源产生器所发出的光源的光行进方向相对于显示面板的显示面的夹角216 :红外线滤光装置S402 S406 :步骤
具体实施例方式图I为依照本发明ー较佳实施例的一三维互动显示装置的示意图。请參照图1，此三维互动显示装置100包括有显示面板110、光源产生器120、光源产生器130与处理电路140。显示面板110具有显示面112,且显示面板110具有多个光感测器(如标示114所示)，而这些光感测器114例如是排列成矩阵而平均散布在显示面板110中。光源产生器120具有出光面121，而此出光面121具有ー图腾122 (在此例为一 T形图腾)。此图腾122的形成方式例如是将出光面121中除图腾122以外的区域涂黑，使得光线仅能通过图腾122的形状边缘以内的区域。因此，出光面121的图腾122具有第一形状边缘总长度(也就是T形图腾的形状边缘长度)。而光源产生器120通过出光面121投射出光源124，因此光源124所照射的平面上也会呈现出图腾122的样式。此外，光源产生器130具有出光面131，而此出光面131具有ー图腾132 (在此例亦为ー T形图腾，且其尺寸相同于标示122所示的T形图腾)。此图腾132的形成方式例如是将出光面131中除图腾132以外的区域涂黑，并在图腾132中増加一黒色区域133，使得光线仅能通过图腾132的形状边缘以内及黒色区域133以外的区域。因此，出光面131的图腾132具有第二形状边缘总长度(也就是T形图腾的形状边缘长度加上黒色区域的形状边缘长度)。而光源产生器130通过出光面131投射出光源134，因此光源134所照射的平面上也会呈现出图腾132的样式。至于处理电路140，其电性连接上述每一光感测器114，以接收并处理这些光感测器114所撷取的一影像，并计算此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度。举例来说，处理电路140可以是先依据ー边缘检测演算法来标示出此影像中亮度变化明显的像素，而所述的边缘检测演算法可以是采用梯度运算子来进行边缘检测，例如是采用Sobel梯度运算子、Prewitt梯度运算子、Robert梯度运算子、Laplacian梯度运算子、LoG梯度运算子或是其他种类的梯度运算子。当然，所述的边缘检测演算法也可以是采用其他的方式来进行边缘检测，例如是采用Canny式边缘检测方式。在标示出影像中亮度变化明显的像素后，处理电路140便可以加总属于同一图腾的形状边缘的被标示像素，进而将每ー图腾的形状边缘的像素总数视为其形状边缘总长度而在计算出此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度之后，处理电路140就可以依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。当然，处理电路140还可去计算此影像中所呈现的每ー图腾所对应的光源产生器的位置信息，所述的位置信息包括有所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于显示面板Iio的显示面112的ニ维位置，以及所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于显示面112的距离至少其中之一。其中，光源产生器相对于显示面112的距离例如可以是利用影像中的图腾的大小来判断。此外，处理电路140还可进一步依据上述影像的影像信息来判断所计算出的每一形状边缘总长度的对应光源产生器所发出的光源的光行进方向相对于显示面板110的显示面112的夹角(如标示φ 与φ2所示)，以及对应光源产生器本身沿ー轴线(如标示125与126所示)旋转的角度至少其中之一，而所述的轴线垂直于光源产生器的出光面，并通过出光面的中心(如标示126与136所示)。在图I中，光源产生器120可沿轴线125而旋转，使得其所投射出的T形图腾也跟着旋转。而光源产生器130可沿轴线135而旋转，使得其所投射出的T形图腾也跟着旋转。处理电路140例如可以是利用影像中的图腾的长宽比来判断光源产生器所发出的光源的光行进方向相对于显示面板110的显示面112的夹角(即φ 与φ2的值)。而由于图腾的形状可设计成不具対称性，因而处理电路140也可以利用影像中的图腾的旋转角度来判断光源产生器本身沿其对应轴线的旋转角度。通过上述的设计，本发明的三维互动显示装置100可辨识出不同的光源产生器，因此可进行多点互动的操作。而尽管在上述例子中仅以ニ个光源产生器来做说明，但本发明并不以此为限。图3特别再列举多个具不同形状边缘总长度的T形图腾。如图3所示，这些T形图腾具有不同的黒色区域数目，因而具有不同的形状边缘总长度。值得ー提的是，光源产生器120与130 二者所产生的光源皆可为红外线光，以避免干扰到显示面板110所显示的画面。当然，显示面板中也应对应配置红外线滤光装置，以图2来说明之。图2为另ー显示面板的剖面示意图。请參照图2,此显示面板210具有显示面212，且此显示面板210中除了配置有多个光感测器(如标示214所示)之外，还配置有多 个红外线滤光装置(如标示216所示)。这些红外线滤光装置216皆仅允许红外线光通过，且每一光感测器214皆通过这些红外线滤光装置216的其中之一来感测影像。当然，若是每一光感测器214本身即是用以感测红外线的光感测器吋，那么显示面板210中就不需要配置红外线滤光装置216。
通过上述的教示，本领域普通技术人员当可归纳出本发明的三维互动显示装置的ー些基本操作步骤，一如图4所示。图4为依照本发明ー实施例的三维互动显示装置的操作方法的流程图。请參照图4，所述的三维互动显示装置包括有一显示面板、一第一光源产生器与一第二光源产生器。所述的显示面板具有多个光感测器。所述的第一光源产生器具有第一出光面，且此第一出光面具有第一图腾，而第一图腾具有第一形状边缘总长度。所述的第二光源产生器具有第二出光面，且此第二出光面具有第二图腾，而第二图腾具有第二形状边缘总长度。所述的操作方法包括有下列步骤通过上述的光感测器撷取ー影像(如步骤S402所示)；计算此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度(如步骤S404所示)；以及依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器(如步骤S406所示)。综上所述，本发明乃是在每一光源产生器的出光面上附加ー图腾，且不同的光源产生器的图腾具有不同的形状边缘总长度。而本发明所设计的处理电路则能计算撷取的影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度。因此，只要使用者将光源产生器所发出的光源投射在三维互动显示装置的显示面板上，使得三维互动显示装置中的处理电路可去处理通过显示面板中的光感测器所撷取的一影像，那么此处理电路就能计算此影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度，并依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。换句话说，本发明的三维互动显示装置可辨识出不同的光源产生器，因此可进行多点互 动的操作。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种三维互动显示装置，其特征在于，包括 一显示面板，具有多个光感测器； 一第一光源产生器，具有一第一出光面，该第一出光面具有一第一图腾，且该第一图腾具有一第一形状边缘总长度； 一第二光源产生器，具有一第二出光面，该第二出光面具有一第二图腾，且该第二图腾具有一第二形状边缘总长度；以及 ー处理电路，电性连接这些光感测器，以处理通过这些光感测器撷取的一影像，并计算该影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度，以依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器的一位置信息。
2.根据权利要求I所述的三维互动显示装置，其特征在于，其中该处理电路依据ー边缘检测演算法来标示出该影像中亮度变化明显的像素，以加总属于同一图腾的形状边缘的被标示像素，进而将每ー图腾的形状边缘的像素总数视为其形状边缘总长度。
3.根据权利要求I所述的三维互动显示装置，其特征在于，其中该处理电路更计算该影像中所呈现的每ー图腾所对应的光源产生器的一位置信息，该位置信息包括所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于该显示面板的一显示面的ニ维位置，以及所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于该显示面的距离至少其中之一。
4.根据权利要求I所述的三维互动显示装置，其特征在于，其中该处理电路还依据该影像的影像信息来判断所计算出的每一形状边缘总长度的对应光源产生器所发出的光源的光行进方向相对于该显示面板的ー显示面的夹角，以及对应光源产生器本身沿一轴线旋转的角度至少其中之一，该轴线垂直于光源产生器的出光面，并通过出光面的中心。
5.根据权利要求I所述的三维互动显示装置，其特征在于，其中该第一光源与该第二光源皆为红外线光，且该显示面板中还配置有多个红外线滤光装置，这些红外线滤光装置仅允许红外线光通过，且每一光感测器皆通过这些红外线滤光装置的其中之一来感测影像。
6.一种三维互动显示装置的操作方法，其特征在干，所述的三维互动显示装置包括有一显不面板、一第一光源产生器与一第二光源产生器，该显不面板具有多个光感测器，该第一光源产生器具有一第一出光面，该第一出光面具有一第一图腾，且该第一图腾具有一第一形状边缘总长度该第二光源产生器具有一第二出光面，该第二出光面具有一第二图腾，且该第二图腾具有一第二形状边缘总长度，该操作方法包括 通过这些光感测器撷取ー影像； 计算该影像中所呈现的每ー图腾的形状边缘总长度；以及 依照每ー计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器的一位置信息。
7.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，其中计算每一图腾的形状边缘总长度的步骤包括 依据ー边缘检测演算法来标示出该影像中亮度变化明显的像素； 加总属于同一图腾的形状边缘的被标示像素；以及 将每ー图腾的形状边缘的像素总数视为其形状边缘总长度。
8.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，其还包括计算该影像中所呈现的每一图腾所对应的光源产生器的一位置信息，该位置信息包括所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于该显示面板的一显示面的ニ维位置，以及所计算出的形状边缘总长度所对应的光源产生器相对于该显示面的距离至少其中之一。
9.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，其还包括判断所计算出的每一形状边缘总长度的对应光源产生器所发出的光源的光行进方向相对于该显示面板的一显示面的夹角，以及对应光源产生器本身沿ー轴线旋转的角度至少其中之一，该轴线垂直于光源产生器的出光面，并通过出光面的中心。
10.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，其中该第一光源与该第二光源皆为红外线光，且该显示面板中还配置有多个红外线滤光装置，这些红外线滤光装置仅允许红外线光通过，且每一光感测器皆通过这些红外线滤光装置的其中之一来感测影像。
全文摘要
一种三维互动显示装置及其操作方法。所述装置包括具有多个光感测器的一显示面板、二个光源产生器与一处理电路。上述二个光源产生器的出光面皆具有一图腾，但二个出光面的图腾具有不同的形状边缘总长度。此外，每一光源产生器皆用以通过其出光面而投射出一光源。处理电路用以处理通过上述那些光感测器所撷取的一影像，并计算影像中所呈现的每一图腾的形状边缘总长度，以依照每一计算出的形状边缘总长度来判断对应的光源产生器。
文档编号G06F3/041GK102662512SQ201210083218
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月21日 优先权日2011年12月30日
发明者卓恩宗, 张钧杰, 王国振, 黄乙白, 黄书怡 申请人:友达光电股份有限公司