CN101149653B

CN101149653B - 判读影像位置的装置

Info

Publication number: CN101149653B
Application number: CN2006101278753A
Authority: CN
Inventors: 林志雄; 洪一平
Original assignee: TIMES OPTO-ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIMES OPTO-ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: CN101149653A

Abstract

本发明一种判读影像位置的装置，是利用第一、二反射镜分别将一标的物的影像反射至至少一摄影机的镜头，而分别被镜头摄取为第一、二影像：一微处理器处理该第一、二影像，以获得标的物在一操作面范围的相对坐标值；该至少一摄影机的水平光轴平行于该操作面，能较快判读使用者碰触输入区的位置，以提升数据输入装置的输入效率，且能较正确判读使用者是否碰触输入区，以提升数据输入装置输入的正确性。

Description

判读影像位置的装置

技术领域

本发明是有关判读影像位置的装置，尤其是有关数据输入装置的判读影像位置的装置。

背景技术

美国专利第6,650,318号，名称为″数据输入装置(Data inputdevice)″，揭示利用一数据输入装置产生供使用者输入数据的光学影像；利用传感器感测使用者碰触光学影像中至少一输入区域的操作状态；利用一处理器电气连接传感器，以将使用者碰触至少一输入区的操作转换为相对应的输入信号。

为了使数据输入装置较能正确、快速的产生与使用者的输入操作相对应的输入数据，且较节省制造成本。申请人曾申请，并已公开的美国专利申请公开第20060158435号，名称为″数据输入装置(Data input device)″，揭示的装置包括：一微处理器电气连接摄影装置；一镜子置于摄影装置的镜头前方，使摄影装置摄取由该镜子反射的一参考影像；当该微处理器侦测到摄影装置摄取使用者碰触一影像的至少一输入区的参考影像时，才再依据摄影装置摄取使用者碰触至少一输入区的输入影像，产生一相对应的输入信号。

发明内容

本发明目的是为了加快数据输入装置判读使用者碰触输入区的位置，而提出本发明。

本发明的主要目的，是提供一种判读影像位置的装置，能较快判读使用者碰触输入区的位置，以提升数据输入装置的输入效率。

本发明的另一目的，是提供一种判读影像位置的装置，能较正确判读使用者是否碰触输入区，以提升数据输入装置输入的正确性。

一种判读影像位置的装置，是利用摄影机摄取标的物影像，以获得标的物的位置信息者，包括：

一摄影机，该摄影机具有一镜头，用以摄取影像；

一第一反射镜，置于该镜头的视角范围内，用以将一标的物的影像反射至该镜头，而被该镜头摄取为第一反射镜的影像中的第一影像；

一第二反射镜，置于该镜头的视角范围内，用以将该标的物的影像反射至该镜头，而被该镜头摄取为第二反射镜的影像中的第二影像；

一微处理器，电气连接该摄影机，用以处理该摄影机所摄取的该第一、二影像，加以分析运算以获得该标的物在一操作面范围的相对坐标值；

其中，该摄影机的水平光轴平行于该操作面，即该摄影机的坐标系统的x’z’平面平行于该操作面所在的xz平面，能较快判读使用者碰触输入区的位置，以提升数据输入装置的输入效率，且能较正确判读使用者是否碰触输入区，以提升数据输入装置输入的正确性。

本发明的其它目的、功效，请参阅图式及实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明数据输入装置第一实施例的示意图；

图2A为本发明第一数字摄影机摄取第一反射镜的影像的示意图；

图2B为本发明第二数字摄影机摄取第二反射镜的影像的示意图；

图3为本发明数据输入装置第二实施例的示意图；

图4为本发明数据输入装置第三实施例的示意图；

图5A为本发明第四数字摄影机摄取第一反射镜的影像的示意图；

图5B为本发明第四数字摄影机摄取第二反射镜的影像的示意图。

【主要组件符号说明】

11第一摄影机 12第二摄影机

111第一镜头 121第二镜头

13第一反射镜 13’、14’影像

14第二反射镜 15微处理器

16第三摄影机 161第三镜头

17第三反射镜 18第四摄影机

181第四镜头 20标的物

20’第一影像 20”第二影像

201中心点 30操作面

41、42虚拟延长线 411第一夹角

421第二夹角

具体实施方式

请参阅图1、图2A、图2B所示。本发明判读影像位置的装置，是利用摄影机摄取标的物影像，以快速获得标的物的位置信息者，本发明装置的第一实施例，包括：

一第一摄影机11，具有一第一镜头111，用以摄取影像；

一第二摄影机12，具有一第二镜头121，用以摄取影像；第二镜头121与第一镜头111可在同一水平面或不在同一水平面；

一第一反射镜13，置于第一镜头111的视角范围内，用以将一标的物20的影像反射至第一镜头111，而被第一镜头111摄取为第一反射镜13的影像13’中的第一影像20’；

一第二反射镜14，置于第二镜头121的视角范围内，用以将标的物20的影像反射至第二镜头121，而被第二镜头121摄取为第二反射镜14的影像14’中的第二影像20”；

一微处理器15，分别电气连接第一、二摄影机11、12，以处理第一、二摄影机11、12摄取的第一、二影像20’、20”，加以分析运算以获得标的物20在一操作面30范围的三度空间的相对坐标值。微处理器15亦可为一般计算机内的中央处理单元。

其中，第一、二摄影机11、12的水平光轴平行于标的物20的操作面30，即第一、二摄影机11、12的坐标系统的x’z’平面平行于操作面30所在的xz平面，使第一、二摄影机11、12只能分别摄取第一、二反射镜13、14所反射，操作面30至其上方很短距离范围内的影像13’、14’，如图2A、2B所示的条状影像。

第一、二摄影机11、12分别摄取第一、二反射镜13、14所反射标的物20的第一、二影像20’、20”，分别显示于影像13’、14’内。

标的物20的a、b点投射于第一反射镜13的光线，可分别虚拟延伸交会于第一反射镜13后方的点A。标的物20的c、d点投射于第二反射镜14的光线，可分别虚拟延伸交会于第二反射镜14后方的一点B。A点及B点可连成一虚拟直线L。

以标的物20的b、c点为例，b点投射至第一反射镜13的光线及其虚拟的延长线41与虚拟直线L形成一第一夹角411；c点投射至第二反射镜14的光线及其虚拟的延长线42与虚拟直线L形成一第二夹角421。b点投射至第一反射镜13的光线及c点投射至第二反射镜14的光线，分别虚拟延伸至标的物20的中心点201。若知道虚拟直线L的长度及第一、二夹角411、421的值，即可计算得知标的物20的中心点201在xz平面的相对坐标值。

而第一、二夹角411、421的值分别与影像13’、14’内的第一、二影像20’、20”距离影像13’、14’的参考点的水平距离有关。例如第一夹角411大于第二夹角421时，如图1所示，第一影像20’的水平距离大于第二影像20”的水平距离，如图2A、图2B所示。参考点可分别为影像13’、14’的一端或中心点等。

通过由理论计算或实际的试验，可获得第一、二夹角411、421的值分别与第一、二影像20’、20”的水平距离的对应关系，进而获得标的物20在xz平面与第一、二影像20’、20”的水平距离的对应关系。因此通过由分析标的物20的第一、二影像20’、20”的水平距离，即可获得标的物20在xz平面的相对坐标值。

通过由第一、二影像20’、20”中至少一影像相对于第一、二反射镜13、14的影像13’、14’底端的垂直距离，即可得知标的物20下端的相对Y坐标值。

请参阅图3所示。本发明判读标的物位置的装置的第二实施例，是包括第一、二、三摄影机11、12、16及第一、二、三反射镜13、14、17及一微处理器15；其中第一、二、三摄影机11、12、16及第一、二、三反射镜13、14、17之间的配置状态，及第一、二、三摄影机11、12、16及微处理器15连接状态，如第一实施例中所述者。第三摄影机16具有一第三镜头161。第一、二、三摄影机11、12、16通过由第一、二、三反射镜13、14、17可分别摄取第一、二、三影像。任选其中两个摄影机摄取的影像，如第一实施例中所述，加以分析即可获得标的物20的相对坐标值，亦能达成相同的功效。但第一、二、三摄影机11、12、16可呈一直线的配置，或呈不在一直线的配置。第一、二、三摄影机11、12、16若不在一直线成三角形排列时，可分别以不同角度摄取多个标的物的影像，使多个标的物之间较不会互相阻挡，而不能被摄取影像。

请参阅图4、图5A、图5B所示。本发明影像位置的装置的第三实施例，包括：

一第四摄影机18，具有一第四镜头181用以摄取影像；

一第一反射镜13，置于第四镜头181的视角范围内，用以将一标的物20的影像反射至第四镜头181，而被第四镜头181摄取为第一反射镜13的影像13’中的第一影像20’；

一第二反射镜14，置于第四镜头181的视角范围内，用以将标的物20的影像反射至第四镜头181，而被第四镜头181摄取为第二反射镜14的影像14’中的第二影像20”；

一微处理器15，电气连接第四摄影机18，以处理第四摄影机18摄取的第一、二影像20’、20”，加以分析运算以获得标的物20的三度空间的相对坐标值。微处理器15亦可为一般计算机内的中央处理单元。

其中，第四摄影机18的水平光轴平行于标的物20的操作面30，即第四摄影机18的坐标系统的x’z’平面平行于操作面30所在的xz平面，使第四摄影机18只能分别摄取第一、二反射镜13、14所反射，操作面30至其上方很短距离范围内的影像13’、14’，如图5A、图5B所示的条状影像。第四摄影机18分别摄取第一、二反射镜13、14所反射标的物20的第一、二影像20’、20”，分别显示于影像13’、14’内。

如第一实施例中所述者，本实施例亦可通过由分析标的物20的第一、二影像20’、20”的水平距离，即可获得标的物20在xz平面的相对坐标值。通过由第一、二影像20’、20”至少一影像相对于第一、二反射镜13、14的影像13’、14’底端的垂直距离，即可得知标的物20下端的相对Y坐标值。

上述第一、二、三反射镜13、14、17可为平面镜或凸面镜或凹面镜。

上述标的物20可为操作者的手指头、一棒状标的物等。

经由上述说明，本发明判读影像位置的装置，能较快判读使用者碰触输入区的位置，以提升数据输入装置的输入效率，且能较正确判读使用者是否碰触输入区，以提升数据输入装置输入的正确性。

以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例所揭示。

Claims

1.一种判读影像位置的装置，是利用摄影机摄取标的物影像，以获得标的物的位置信息者，其特征在于包括：

一第一摄影机，具有第一镜头，用以摄取影像；

一第二摄影机，具有第二镜头，用以摄取影像；

一第一反射镜，置于该第一镜头的视角范围内，用以将一标的物的影像反射至该第一镜头，而被该第一镜头摄取为第一反射镜的影像中的第一影像；

一第二反射镜，置于该第二镜头的视角范围内，用以将该标的物的影像反射至该第二镜头，而被该第二镜头摄取为第二反射镜的影像中的第二影像；

一微处理器，电气连接该第一、二摄影机，用以处理该第一、二摄影机所分别摄取的该第一、二影像，加以分析运算以获得该标的物在一操作面范围的相对坐标值；

其中，该第一、二摄影机的水平光轴平行于该操作面，即该第一、二摄影机的坐标系统的x’z’平面平行于该操作面所在的xz平面；该微处理器是通过由分析该第一、二影像相对于该镜头摄取的该第一、二反射镜的影像中的水平距离，以获得该标的物在xz平面的相对坐标值。

2.如权利要求1所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第一、二摄影机只能分别摄取该第一、二反射镜所反射，该操作面至其上方很短距离范围内的影像。

3.如权利要求1所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该微处理器是通过由分析该第一、二影像中至少一影像相对于该第一、二反射镜的影像底端的垂直距离，以获得该标的物的下端的相对Y坐标值。

4.如权利要求1所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第一、二反射镜为选自平面镜、凸面镜或凹面镜其中之一。

5.如权利要求1所述的判读影像位置的装置，其特征在于，进一步包括一第三摄影机及一第三反射镜；该第三摄影机具有一第三镜头；该第三反射镜分别置于该第三镜头的视角范围内，用以将一标的物的影像分别反射至该第三镜头，而分别被该第三镜头摄取为第三反射镜的影像中的第三影像；该微处理器电气连接该第三摄影机，用以处理该第三摄影机所摄取的该第三影像，结合选自上述该第一、二影像其中的一影像，加以分析运算以获得该标的物在一操作面范围的相对坐标值；其中，该第三摄影机的水平光轴平行于该操作面，即该第三摄影机的坐标系统的x’z’平面平行于该操作面所在的xz平面；该微处理器是通过由分析该第一、二、三影像中至少两影像分别相对于该镜头摄取的该第一、二反射镜的影像中的水平距离，以获得该标的物在xz平面的相对坐标值。

6.如权利要求5所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第一、二、三摄影机只能分别摄取该第一、二、三反射镜所反射，该操作面至其上方很短距离范围内的影像。

7.如权利要求5所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该微处理器是通过由分析该第一、二、三影像中至少一影像相对于该第一、二、三反射镜的影像底端的垂直距离，以获得该标的物的下端的相对Y坐标值。

8.如权利要求5所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第一、二、三反射镜为选自平面镜、凸面镜或凹面镜其中之一。

9.一种判读影像位置的装置，是利用摄影机摄取标的物影像，以获得标的物的位置信息者，其特征在于包括：

一第四摄影机，该第四摄影机具有一第四镜头，用以摄取影像；

一第一反射镜，置于该第四镜头的视角范围内，用以将一标的物的影像反射至该第四镜头，而被该第四镜头摄取为第一反射镜的影像中的第一影像；

一第二反射镜，置于该第四镜头的视角范围内，用以将该标的物的影像反射至该第四镜头，而被该第四镜头摄取为第二反射镜的影像中的第二影像；

一微处理器，电气连接该第四摄影机，用以处理该第四摄影机所摄取的该第一、二影像，加以分析运算以获得该标的物在一操作面范围的相对坐标值；其中，该第四摄影机的水平光轴平行于该操作面，即该第四摄影机的坐标系统的x’z’平面平行于该操作面所在的xz平面；所述该微处理器是通过由分析该第一、二影像相对于该第四镜头摄取的该第一、二反射镜的影像中的水平距离，以获得该标的物在xz平面的相对坐标值。

10.如权利要求9所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第四摄影机分别摄取该第一、二反射镜所反射，该操作面至其上方很短距离范围内的影像。

11.如权利要求9所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该微处理器是通过由分析该第一、二影像中至少一影像相对于该第一、二反射镜的影像底端的垂直距离，以获得该标的物的下端的相对Y坐标值。

12.如权利要求9所述的判读影像位置的装置，其特征在于，所述该第一、二反射镜为选自平面镜、凸面镜或凹面镜其中之一。