CN104635999B - 光学式位置检测方法及光学式位置检测装置 - Google Patents

Abstract

一种光学式位置检测方法及光学式位置检测装置，光学式位置检测装置包括：第一、第二光学接收器，分别检测已知尺寸的矩形物体遮蔽光线的第一、第二遮蔽角度，遮蔽范围计算单元，依据第一、第二遮蔽角度分别对应的第一区域及第二区域的重叠部分，得出四边形遮蔽范围，判断单元，根据矩形物体的第一、第二边的长度，从四边形遮蔽范围判断出矩形物体的至少第一、第二候选摆放位置，以及选择单元，根据第一、第二候选摆放位置个别相对于四边形遮蔽范围的相对位置及/或个别相对于一既定时间前矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从第一、第二候选摆放位置中选出矩形物体的真实摆放位置。

Description

光学式位置检测方法及光学式位置检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别涉及光学式位置检测装置。

背景技术

目前一般的光学式触控设备通过设置在该设备两个角落的电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)/互补式金氧半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)摄影机检测遮蔽物所形成的阴影，再通过三角定位的方式从阴影处找出遮蔽物可能的位置。然而，仅通过两个CCD/CMOS摄影机所检测出阴影的范围会较大，较大的范围将包含较多种可能的遮蔽物位置，因此将较难从较多的可能位置中准确判断出遮蔽物的位置。若将传统的光学式触控设备应用在电子白板上，将导致因无法准确得知已知尺寸板擦的位置，进而无法准确清除板擦擦拭的图示或文字。

传统的解决方式是通过增加光学式触控设备上的CCD/CMOS摄影机，例如增加额外的CCD/CMOS摄影机在光学式触控设备的其余的两个角落，以缩小阴影的范围，进而减少可能摆放位置的数量，而能够较为准确的从较少数量的位置中判断出遮蔽物的位置。然而，由于此一方式需增加额外的CCD/CMOS摄影机，其将导致成本增加。因此，有需要提出一种能够准确检测已知尺寸的矩形物体的位置而不会大幅增加成本的光学式触控装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的一实施例提出一种光学式位置检测装置，包括一光学发射器，用于发射光线。该光学式位置检测装置更包括一第一光学接收器，用于检测因已知尺寸的一矩形物体遮蔽该光线所产生的一第一遮蔽角度。该光学式位置检测装置更包括一第二光学接收器，用于检测因已知尺寸的该矩形物体遮蔽该光线所产生的一第二遮蔽角度。该光学式位置检测装置更包括一遮蔽范围计算单元，耦接该第一光学接收器及该第二光学接收器，依据该第一遮蔽角度及该第二遮蔽角度所分别对应的一第一区域及一第二区域的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围。该光学式位置检测装置更包括一判断单元，根据该矩形物体的一第一边的长度及一第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置。该光学式位置检测装置更包括一选择单元，根据该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置个别相对于该四边形遮蔽范围的相对位置及/或个别相对于一既定时间前该矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的一真实摆放位置。

除此之外，本发明的一实施例提出一种光学式位置检测方法，包括发射光线。该光学式位置检测方法更包括检测因已知尺寸的一矩形物体遮蔽该光线所产生的一第一遮蔽角度。该光学式位置检测方法更包括检测因已知尺寸的该矩形物体遮蔽该光线所产生的一第二遮蔽角度。该光学式位置检测方法更包括依据该第一遮蔽角度及该第二遮蔽角度所分别对应的一第一区域及一第二区域的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围。该光学式位置检测方法更包括根据该矩形物体的一第一边的长度及一第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置。该光学式位置检测方法更包括根据该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置个别相对于该四边形遮蔽范围的相对位置及/或个别相对于一既定时间前该矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的一真实摆放位置。

本发明的一实施例提出一种电脑可读取存储媒体，用以存储一电脑程序，该电脑程序被载入到一电脑，用以执行一种光学式位置检测方法。该光学式位置检测方法包括发射光线。该光学式位置检测方法还包括检测因已知尺寸的一矩形物体遮蔽该光线所产生的一第一遮蔽角度。该光学式位置检测方法更包括检测因已知尺寸的该矩形物体遮蔽该光线所产生的一第二遮蔽角度。该光学式位置检测方法更包括依据该第一遮蔽角度及该第二遮蔽角度所分别对应的一第一区域及一第二区域的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围。该光学式位置检测方法更包括根据该矩形物体的一第一边的长度及一第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置。该光学式位置检测方法更包括根据该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置个别相对于该四边形遮蔽范围的相对位置及/或个别相对于一既定时间前该矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的一真实摆放位置。

上述的光学式位置检测装置、光学式位置检测方法能够提升检测已知尺寸矩形物体位置的准确度。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例所述的光学式位置检测装置10的示意图。

图2A显示根据本发明一实施例所述的一已知尺寸的矩形物体。

图2B显示根据本发明一实施例所述的矩形物体遮蔽光线产生的四边形遮蔽范围的示意图。

图3A至图3B分别显示根据本发明一实施例所述的在图2B中的该第一遮蔽角度θ1及该第二遮蔽角度θ2的角度-亮度示意图。

图4A至图4C显示根据本发明一实施例所述的该判断单元108判断该矩形物体20的多个候选摆放位置的流程图。

图5A至图5D显示根据本发明一实施例所述的选择该矩形物体的真实摆放位置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10～光学式位置检测装置

11～显示板

104a-104d～边

102a～第一光学接收器

102b～第二光学接收器

106～遮蔽范围计算单元

108～判断单元

110～选择单元

20～矩形物体

D1～第一边

D2～第二边

θ1～第一遮蔽角度

θ2～第二遮蔽角度

A1～第一区域

A2～第二区域

Q1～四边形遮蔽范围

X1～第一顶点

X2～第二顶点

X3～第三顶点

X4～第四顶点

S1～第一边

S2～第二边

S3～第三边

S4～第四边

L1～第一线段

41a、42a～第一顶点

41b、42b～第二顶点

41c、42c～第三顶点

41d、42d～第四顶点

41ab、42ab～第一边

41bc～第二边

41cd～第三边

41da～第四边

t1～既定距离

R1～第一矩形

R2～第二矩形

φ1～第一角度

φ2～第二角度

50、55～线段

具体实施方式

要了解的是本说明书以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例，以实施本公开各种不同实施例的不同特征。当然，这些特定的范例并非用以限定本公开。另外，本公开的说明中不同范例可能使用重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字是为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述外观结构的关系。再者，若是本说明书已下的揭露内容叙述了将第一特征形成于一第二特征的上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦包含了尚可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。

本发明的概念为，根据一矩形物体遮蔽的光线判断出一四边形遮蔽范围；接着，根据该矩形物体的正确尺寸或大略尺寸，从该四边形遮蔽范围中，找出该矩形物体的多个可能的摆放位置，并进一步将该矩形物体移动的轨迹与该等可能的摆放位置进行比对，找出该矩形物体的实际摆放位置，通过此一方式，将能提升检测该矩形物体摆放位置的准确度而不会大幅增加成本。

图1显示将本发明一实施例所述的光学式位置检测装置10应用至电子白板的示意图。电子白板(未图示)更包括一显示板11，用以于显示文字或图案。该光学式位置检测装置10包括一光学发射器(未图示)、一第一光学接收器102a、一第二光学接收器102b、一遮蔽范围计算单元106、一判断单元108以及一选择单元110。该遮蔽范围计算单元106耦接该第一光学接收器102a及该第二光学接收器102b。该判断单元108耦接该遮蔽范围计算单元106。该该判断单元108耦接该选择单元110。在一特定的实施例中，该光学发射器更包含一第一光学发射器及一第二光学发射器，其中该第一光学发射器及该第二光学发射器分别与该第一光学接收器102a及该第二光学接收器102b搭配，以形成两组的光学接收发射器。

如图所示，该第一光学接收器102a设置于该显示板11的边104a、104b的夹角上。同样的，该第二光学发射器与该第二光学接收器102b设置于该显示板11的边104a、104d的夹角上。该光学式位置检测装置10通过该第一光学接收器102a及该第二光学接收器102b用来检测在该显示板11上的板擦(未图示)的摆放位置。应用本发明所述的该光学式位置检测装置10至电子白板，将能准确检测板擦的位置，使得电子白板能准确清除已知尺寸的板擦所擦拭过的文字或图示。

该光学式位置检测装置10更包括多个反射边条(未图示)，其可分别设置在该等边104b、104c及104d上，用来反射该光学发射器所发射的光线。在一特定的实施例中，该第一光学接收器102a及一第二光学接收器102b为电荷耦合元件镜头(CCD)或互补式金属氧化物半导体(CMOS)镜头，但不限定于此。该光学发射器可为红外线发射器。

图2A显示根据本发明一实施例所述的一已知尺寸的矩形物体。一矩形物体20具有一第一边D1及一第二边D2，该第一边D1的长度以及该第二边D2的长度为已知(即该矩形物体20的尺寸为已知)。该矩形物体20的该第一边D1为该矩形物体20的长边及宽边的其中之一，在本实施例中，该第一边D1为长边，该第二边D2为短边，但不限定于此。当该矩形物体20的该第一边D1为该矩形物体的长边时，该矩形物体20的该第二边D2为该矩形物体的宽边，以及当该矩形物体20的该第一边D1为该矩形物体的宽边时，该矩形物体20的该第二边D2为该矩形物体20的长边。

图2B显示根据本发明一实施例所述的矩形物体遮蔽光线产生的四边形遮蔽范围的示意图。该矩形物体20置于该显示板11上，一四边形遮蔽范围Q1由该矩形物体20遮蔽光线所产生。该第一光学接收器102a，用于检测已知尺寸的该矩形物体20遮蔽该光线的一第一遮蔽角度θ1。该第二光学接收器102b，用于检测已知尺寸的该矩形物体20遮蔽该光线的一第二遮蔽角度θ2。

判断四边形遮蔽范围

该遮蔽范围计算单元106，依据该第一遮蔽角度θ1及该第二遮蔽角度θ2所分别对应的一第一区域A1及一第二区域A2的重叠部分，得出该四边形遮蔽范围Q1。该第一区域A1指的是，以该第一光学接收器102a为基准点，延伸该第一遮蔽角度θ1的两夹边所形成的区域。同样的，该第二区域A2指的是，以该第二光学接收器102b为基准点，延伸该第二遮蔽角度θ2的两夹边所形成的区域。在一特定实施例中，该遮蔽范围计算单元106配合该第一光学接收器102a及该第二光学接收器102b在电子白板的该显示区11的装设位置及角度，运用三角定位法，决定出该四边形遮蔽范围Q1在该电子白板的该显示区11中的所在位置。需注意的是，在一特定的实施例中，当该四边形遮蔽范围Q1的面积大于一临界面积值(例如是50平方公分)，或是当该第一遮蔽角度θ1及该第二遮蔽角度θ2大于一临界角度(例如10度)时，该光学式位置检测装置10才会执行判断该矩形物体的实际位置的操作。

图3A至图3B分别显示根据本发明一实施例所述的在图2B中的该第一遮蔽角度θ1及该第二遮蔽角度θ2的角度-亮度示意图。图3A显示该第一光学接收器102a检测到该第一遮蔽角度θ1范围内的亮度值相对低，同样的，图3B显示该第二光学接收器102b检测到该第二遮蔽角度θ2范围内的亮度值相对低。因此，在一特定实施例中，该遮蔽范围计算单元106能根据图3A-图3B所示的亮度-角度关系图，决定出该四边形遮蔽范围Q1。

判断候选摆放位置

图4A至图4C显示根据本发明一实施例所述的该判断单元108判断该矩形物体20的多个候选摆放位置的流程图。为了简洁起见，图4B及图4C仅显示说明用的标记。参照图4A，该四边形遮蔽范围Q1由一第一顶点X1、一第二顶点X2、一第三顶点X3、一第四顶点X4、一第一边S1、一第二边S2、一第三边S3及一第四边S4组成。在本发明的一实施例中，基于穷举法的概念，该判断单元108根据该矩形物体20的该第一边D1的长度及该第二边D2的长度，从该四边形遮蔽范围Q1判断出该矩形物体20的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置。具体来说，当该矩形各个顶点与该四边形遮蔽范围Q1的各边或各角的最短距离小于一既定长度(例如是1mm，5mm)时，则意谓该矩形的该顶点与该四边形遮蔽范围Q1的边或角接触。基于以上概念，该矩形物体20在该四边形遮蔽范围Q1内的摆放方式，大略有三种：第一种，该矩形物体20的四个顶点均分别接触该四边形遮蔽范围Q1的四个边。第二种，仅该矩形物体20的其中一个顶点位于该四边形遮蔽范围Q1的一个顶点上。第三种，该矩形物体20的两个对顶点分别位于该四边形遮蔽范围Q1的两个对顶点上。需注意的是，以上三种接触方式，尽为示范之用，并非用来限制本发明所述的矩形物体的摆放位置。本发明是基于上述的概念来找出各种可能的摆放方式，其可行的操作，将于下方进一步描述。

在本发明的一实施例中，该判断单元108更执行一第一操作，以根据该矩形物体20的该第一边D1的长度及该第二边D2的长度，从该四边形遮蔽范围Q1判断出该矩形物体20的至少该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置，其中该第一操作包括多个步骤(a)-(d)。该判断单元108依序执行该等步骤，其细节将在下方更进一步描述。

在步骤(a)中，该判断单元108设定该四边形遮蔽范围Q1的任一端点或该等边上的一选定点为一起始点，其中任一端点例如是该第一顶点X1、该第二顶点X2、该第三顶点X3及该第四顶点X4之一，以及其中该等边例如是该第一边S1、该第二边S2、该第三边S3或该第四边S4。在一特定的实施例中，参照图4A，设定该第一顶点X1为该起始点，但不限定于此。

接着，进入步骤(b)，如图4A所示，计算该起始点与该四边形遮蔽范围Q1的该第一边S1连接所形成的一第一线段L1的长度。

接着，进入步骤(c)，当该第一线段L1的长度与该矩形物体20的该第一边D1的长度相差在一预设范围(例如0.1cm)内时，则如图4A所示将该第一线段L1设为该第一候选摆放位置所对应的一第一矩形R1(参照图4B)的一第一边41ab，其中该第一线段L1的两端分别为该第一矩形R1的一第一顶点41a及一第二顶点41b。若该第一线段L1的长度小于该矩形物体20的该第一边D1的长度且长度相差超过该预设范围时，则将该第一线段L1的其中一端(即位在第二顶点X2、第三顶点X3连线上的一端)沿着第二顶点X2及第三顶点X3形成的线段，往该第三顶点X3移动，以增加该第一线段L1的长度，若该第一线段L1的长度持续增加，使得该第一线段L1的长度与该矩形物体20的该第一边D1的长度相差在一预设范围(例如0.1cm)内时，则如上所述，该第一线段L1为该第一矩形R1的该第一边41ab。相反地，若该第一线段L1的长度大于该矩形物体20的该第一边D1的长度且长度相差超过该预设范围时，则将该第一线段L1的其中一端(即位在第二顶点X2、第三顶点X3连线上的一端)往该第二顶点X2移动，以减小该第一线段L1的长度，若该第一线段L1的长度持续减小，使得该第一线段L1的长度与该矩形物体20的该第一边D1的长度相差在一预设范围(例如0.1cm)内时，则如上所述，该第一线段L1为该第一矩形R1的该第一边41ab。

最后，进入步骤(d)，如图4B所示，根据该矩形物体20的该第二边D2的长度，并以该第一线段L1为基准，得出该第一矩形R1的该第三顶点41c及该第四顶点41d。举例来说，基于向量的原理，根据该第一边41ab得到该第一矩形R1的一第二边41bc，接着得到该第三边41cd及该第四边41da，进而判断出该第一候选摆放位置所对应的该第一矩形R1。

判断出该第一候选摆放位置所对应的该第一矩形R1后，改变该起始点的位置，重复执行上述步骤(b)～(d)，以计算出该第二候选摆放位置。在本发明一特定实施例中，参照图4C，在该四边形遮蔽范围Q1的边界上，设定距离该第一顶点X1一既定距离t1的点为一新的起始点，重复执行上述步骤(b)～(d)，以计算出由一第一顶点42a、一第二顶点42b、一第三顶点42c、一第四顶点42d所形成的一第二矩形R2，该第二矩形R2对应该第二候选摆放位置，其中该既定距离t1的长度例如是0.5cm。该第一矩形R1及该第二矩形R2的尺寸本质上与该矩形物体20的尺寸相等。需注意的是，在图4C中，新的起始点是设在该第一顶点X1及该第二顶点X2之间，此尽为示范之用。新的起始点也可设在该第一顶点X1及该第四顶点X4之间。

参照图4C，在本发明一实施例中，该判断单元108继续执行判断候选摆放位置的步骤，从前一次的起始点开始(即，从判断出该第二候选摆放位置的起始点开始)至第二顶点X2为止，同样的，每隔该既定距离t1(例如是0.5cm)，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第一多个候选摆放位置。举例来说，该第一多个候选摆放位置指的是，起始点从第一顶点X1开始至第二顶点X2为止，所判断出的多个候选摆放位置。或是，当该第二候选摆放位置所对应的起始点位于该第一顶点X1与该第四顶点X4之间时，则该第一多个候选摆放位置指的是，从第一顶点X1开始至第四顶点X4为止，所判断出的多个候选摆放位置。

在本发明一较佳实施例中，除了上述判断该第一多个候选摆放位置的步骤以外，判断候选摆放位置的步骤更包括：从该四边形遮蔽范围的另一顶点开始至该四边形遮蔽范围的该第一顶点的对顶点为止，每隔该既定距离，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第二多个候选摆放位置。举例来说，该第二多个候选摆放位置指的是，起始点从第二顶点X2开始至第三顶点X3为止，所判断出的多个候选摆放位置。

选择真实摆放位置

在本发明的一实施例中，该选择单元110根据该第一候选摆放位置(对应该第一矩形R1)及该第二候选摆放位置(对应该第二矩形R2)分别相对于该四边形遮蔽范围Q1的相对位置及/或分别相对于一既定时间前该矩形物体20的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体20的一真实摆放位置。

在本发明的另一实施例中，该选择单元110更执行一第二操作，以根据该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置分别相对于该四边形遮蔽范围Q1的相对位置及/或分别相对于一既定时间前该矩形物体20的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体20的一真实摆放位置，如图5A至图5C所示。

图5A至图5D显示根据本发明一实施例所述的选择该矩形物体的真实摆放位置的示意图。该第二操作包括多个个步骤(a)-(c)，该选择单元110依序执行该等步骤。

在步骤(a)中，该选择单元110计算该第一矩形R1的该第一顶点、第二顶点、第三顶点及第四顶点分别与该四边形遮蔽范围Q1的边界(边界例如是第一顶点X1、第二顶点X2、第三顶点X3、第四顶点X4、该第一边S1、该第二边S2、该第三边S3及该第四边S4之一)的第一至第四最短距离的一第一总合误差值。举例来说，参照图5A，由于该第一顶点41a位于该第一顶点X1上，因此第一最短距离为数值0。由于该第二顶点41b位于该第一边S1上，因此第二最短距离为数值0。由于该第三顶点41c位于该第二边S2上，因此第三最短距离为数值0；以及，该第四顶点41d与第三边X3之间的第四最短距离，例如是数值5(即线段52的长度为5)。因此，该第一总和误差值为上述数值的总和，即为数值5。在本发明一特定实施例中，当该第一矩形的一顶点与该四边形遮蔽范围Q1的任一边或任一角的最短距离小于一临界值时(例如是1mm或5mm)，该选择单元110判断该顶点与该任一边或该任一角“接触”。

在步骤(b)中，参照图5B，该选择单元110计算该第一矩形R1的该第一边41ab与该既定时间前该矩形物体20的已知摆放位置所对应的一第三矩形R3的一第一边43ab所夹的一第一角度φ1，其中该第三矩形R3的该第一边43ab对应该第一矩形R1的该第一边41ab。

在步骤(c)中，将该第一总合误差值，例如是数值5，及该第一角度φ1的角度值，例如是数值5，代入一数学方程式，以计算出该第一候选摆放位置所对应的一第一分数值，该方程式例如是：

分数值＝λd+(1-λ)×φ(方程式一)

在该方程式中，λ：为一个比例参数，介于0～1之间；d：总和误差值；φ：角度改变量。方程式一尽为示范之用，并非用来限制本发明。

假设λ为0.5，将第一总和误差值，例如是数值5，以及该第一角度φ1的角度值(即角度改变量)，例如是数值5，代入方程式一，可计算出第一分数值为数值5。

重复上述步骤(a)-(c)，以计算出该第二候选摆放位置所对应的一第二分数值。举例来说，参照图5C，由于该第一顶点42a位于该第四边S4上，因此第一最短距离为数值0。由于该第二顶点42b位于该第一边S1上，因此第二最短距离为数值0。该第三顶点与该第三边S3的一第三最短距离506，例如是数值5(即线段50的长度值为5)；以及，该第四顶点42d与第三边S3之间的第四最短距离，例如是数值5(即线段55的长度值为5)。因此该第二总和误差值为上述数值的总和，即为数值10。接着，参照图5D，该第一边42ab与该既定时间前该矩形物体20的已知摆放位置所对应的该第三矩形R3的该第一边43ab所夹的一第二角度φ2，例如是数值5。将该第二角度φ2及第二总和误差值代入方程式一，可计算出第二分数值为7.5。

该选择单元110依据该第一分数值及该第二分数值的较小者，选择出该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实矩形摆放位置。由于该第一分数值为5，第二分数值为7.5，因此该第一分数值所对应的该第一矩形R1所对应的该第一候选摆放位置为该矩形物体20的该真实矩形摆放位置。上述各数字及方程式尽为示范之用，并非用来限制本发明。

再参照图5A至图5D，该选择单元110计算分数的步骤更包括计算该第一多个候选摆放位置的各个位置所对应的分数，以及选择步骤更包括，依据该第一多个候选摆放位置中的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实矩形摆放位置。

在本发明一较佳实施例中，除了上述计算该第一多个候选摆放位置的各个位置所对应的分数，更包括计算该第二多个候选摆放位置所对应的分数；选择步骤更包括：依据该第一多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值及该第二多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置及该第二多个候选摆放位置的一作为该矩形物体的该真实矩形摆放位置。

除此之外，本发明的一实施例提出一种光学式位置检测方法，包括发射光线。该光学式位置检测方法更包括检测已知尺寸的一矩形物体20遮蔽该光线的一第一遮蔽角度φ1。该光学式位置检测方法更包括检测已知尺寸的该矩形物体20遮蔽该光线的一第二遮蔽角度φ2。该光学式位置检测方法更包括依据该第一遮蔽角度φ1及该第二遮蔽角度φ2所分别对应的一第一区域A1及一第二区域A2的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围Q1。该光学式位置检测方法更包括根据该矩形物体20的一第一边D1的长度及一第二边D2的长度，从该四边形遮蔽范围Q1判断出该矩形物体20的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置。该光学式位置检测方法更包括根据该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置个别相对于该四边形遮蔽范围Q1的相对位置及/或个别相对于一既定时间前该矩形物体20的已知摆放位置的相对位置，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体20的一真实摆放位置。

本发明另一实施例更提出一种电脑可读取存储媒体，用以存储一电脑程序，该电脑程序被载入到一电脑，以执行本发明所提出的光学式位置检测方法。

根据以上所述的光学式位置检测方法及光学式位置检测装置10能够提升检测已知尺寸矩形物体20位置的准确度。

本发明可至少部分实施于有形的机器可读取存储媒体(例如，随机存储器(RAM)、只读存储器(ROMs)、光碟、数码影音光碟、蓝光光碟、硬碟机(hard disk drives)、闪存、或其他有形的机器可读取存储媒体)的电脑程序，其中，当上述电脑程序已载入并执行于电脑，该电脑成为实行本发明的一设备。本发明可至少实施于部分形式的电脑程序，不论是载入和/或执行于电脑，当上述电脑程序已载入并执行于电脑，该电脑成为执行本发明的一设备。当实施于一般目的的处理器，电脑程序区分配置该处理器以创造一特定逻辑电路。本发明可至少部分实施于特殊应用集成电路组成的数字信号处理器替代地完成本发明。

前述内容概略描述了几种实施例的特性，使得本领域内的技艺人士能更好得了解本公开的概念。本领域内的普通技术人员应能领悟到他们能立即的使用本公开的揭露作为基准以进行设计或修正其他程序及结构，来完成相同用途及/或达到于此所介绍实施例的相同优点。本领域内的普通技术人员应能了解类似等效的结构并不脱离本公开的精神与范畴，以及于此他们能有多种改变、替换以及选择而没有脱离本公开的精神与范畴。

Claims (20)

1.一种光学式位置检测装置，包括：

一光学发射器，用于发射光线；

一第一光学接收器，用于检测因已知尺寸的一矩形物体遮蔽该光线所产生的一第一遮蔽角度；

一第二光学接收器，用于检测因已知尺寸的该矩形物体遮蔽该光线所产生的一第二遮蔽角度；

一遮蔽范围计算单元，耦接该第一光学接收器及该第二光学接收器，依据该第一遮蔽角度及该第二遮蔽角度所分别对应的一第一区域及一第二区域的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围；

一判断单元，根据该矩形物体的一第一边的长度及一第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置；以及

一选择单元，根据所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置分别相对于该四边形遮蔽范围的相对位置及/或分别相对于一既定时间前该矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的一真实摆放位置。

2.如权利要求1所述的光学式位置检测装置，其中该判断单元被配置为还执行一第一操作，以根据该矩形物体的该第一边的长度及该第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置，其中该第一操作包括：

(a)设定该四边形遮蔽范围的任一端点或边上的一选定点为一起始点；

(b)计算该起始点与该四边形遮蔽范围的一第一边连接所形成的一第一线段的长度；

(c)当该第一线段的长度与该矩形物体的该第一边的长度相差在一预设范围内时，将该第一线段设为该第一候选摆放位置所对应的一第一矩形的一第一边，其中该第一线段的两端分别为该第一矩形的一第一顶点及一第二顶点；

(d)根据该矩形物体的该第二边的长度，并以该第一线段为基准，得出该第一矩形的一第三顶点及一第四顶点；以及

改变该起始点的位置，重复执行上述步骤(b)～(d)，以计算出该第二候选摆放位置。

3.如权利要求2所述的光学式位置检测装置，其中该选择单元被配置为还执行一第二操作，以从所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的该真实摆放位置，其中该第二操作包括：

计算该第一矩形的该第一顶点至该第四顶点分别与该四边形遮蔽范围的边界的第一最短距离至第四最短距离的一第一总合误差值；

计算该第一矩形的该第一边与该既定时间前该矩形物体的已知摆放位置所对应的一第三矩形的一第一边所夹的一第一角度，其中该第三矩形的该第一边对应该第一矩形的该第一边；

根据该第一总合误差值及该第一角度计算出该第一候选摆放位置所对应的一第一分数值；

重复上述步骤以计算出该第二候选摆放位置所对应的一第二分数值；以及

依据该第一分数值及该第二分数值的较小者，选择出所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

4.如权利要求3所述的光学式位置检测装置，其中该判断单元被配置为判断候选摆放位置，还包括：

从该四边形遮蔽范围的一第一顶点开始至相邻该四边形遮蔽范围的该第一顶点的另一顶点为止，每隔一既定距离，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第一多个候选摆放位置。

5.如权利要求4所述的光学式位置检测装置，其中该选择单元被配置为计算分数，还包括计算该第一多个候选摆放位置的各个位置所对应的分数，以及选择步骤还包括，依据该第一多个候选摆放位置中的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

6.如权利要求5所述的光学式位置检测装置，其中该判断单元被配置为判断候选摆放位置，还包括：从该四边形遮蔽范围的另一顶点开始至该四边形遮蔽范围的该第一顶点的对顶点为止，每隔该既定距离，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第二多个候选摆放位置。

7.如权利要求6所述的光学式位置检测装置，其中该选择单元被配置为计算分数，还包括计算该第二多个候选摆放位置所对应的分数，以及选择步骤还包括依据该第一多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值及该第二多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置及该第二多个候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

8.如权利要求1所述的光学式位置检测装置，其中该矩形物体的该第一边为该矩形物体的长边及宽边的其中之一。

9.如权利要求8所述的光学式位置检测装置，其中当该矩形物体的该第一边为该矩形物体的长边时，该矩形物体的该第二边为该矩形物体的宽边，以及当该矩形物体的该第一边为该矩形物体的宽边时，该矩形物体的该第二边为该矩形物体的长边。

10.如权利要求1所述的光学式位置检测装置，还包括多个反射边条，用来反射光线。

11.如权利要求1所述的光学式位置检测装置，其中该第一光学接收器及该第二光学接收器为电荷耦合元件镜头或互补式金属氧化物半导体镜头。

12.一种光学式位置检测方法，包括：

发射光线；

检测因已知尺寸的一矩形物体遮蔽该光线所产生的一第一遮蔽角度；

检测因已知尺寸的该矩形物体遮蔽该光线所产生的一第二遮蔽角度；

依据该第一遮蔽角度及该第二遮蔽角度所分别对应的一第一区域及一第二区域的重叠部分，得出一四边形遮蔽范围；

根据该矩形物体的一第一边的长度及一第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的至少一第一候选摆放位置及一第二候选摆放位置；以及

根据所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置分别相对于该四边形遮蔽范围的相对位置及/或分别相对于一既定时间前该矩形物体的已知摆放位置的相对位置，从所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的一真实摆放位置。

13.如权利要求12所述的光学式位置检测方法，其中，根据该矩形物体的该第一边的长度及该第二边的长度，从该四边形遮蔽范围判断出该矩形物体的所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置的步骤进一步包括：

(a)设定该四边形遮蔽范围的任一端点或边上的一选定点为一起始点；

(b)计算该起始点与该四边形遮蔽范围的一第一边连接所形成的一第一线段的长度；

(c)当该第一线段的长度与该矩形物体的该第一边的长度相差在一预设范围内时，将该第一线段设为该第一候选摆放位置所对应的一第一矩形的一第一边，其中该第一线段的两端分别为该第一矩形的一第一顶点及一第二顶点；

(d)根据该矩形物体的该第二边的长度，并以该第一线段为基准，得出该第一矩形的一第三顶点及一第四顶点；以及

改变该起始点的位置，重复执行上述步骤(b)～(d)，以计算出该第二候选摆放位置。

14.如权利要求13所述的光学式位置检测方法，其中，从该第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置中选出该矩形物体的该真实摆放位置的步骤进一步包括：

计算该第一矩形的该第一顶点至该第四顶点分别与该四边形遮蔽范围的边界的第一最短距离至第四最短距离的一第一总合误差值；

计算该第一矩形的该第一边与该既定时间前该矩形物体的已知摆放位置所对应的一第三矩形的一第一边所夹的一第一角度，其中该第三矩形的该第一边对应该第一矩形的该第一边；

根据该第一总合误差值及该第一角度，计算出该第一候选摆放位置所对应的一第一分数值；

重复上述步骤以计算出该第二候选摆放位置所对应的一第二分数值；以及

依据该第一分数值及该第二分数值的较小者，选择出所述至少一第一候选摆放位置及该第二候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

15.如权利要求14所述的光学式位置检测方法，其中判断候选摆放位置的步骤更包括：

从该四边形遮蔽范围的一第一顶点开始至相邻该四边形遮蔽范围的该第一顶点的另一顶点为止，每隔一既定距离，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第一多个候选摆放位置。

16.如权利要求15所述的光学式位置检测方法，其中计算分数的步骤还包括计算该第一多个候选摆放位置的各个位置所对应的分数，以及选择步骤更包括，依据该第一多个候选摆放位置中的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

17.如权利要求16所述的光学式位置检测方法，其中判断候选摆放位置的步骤还包括：从该四边形遮蔽范围的另一顶点开始至该四边形遮蔽范围的该第一顶点的对顶点为止，每隔该既定距离，重复执行上述步骤(b)～(d)，以判断出一第二多个候选摆放位置。

18.如权利要求17所述的光学式位置检测方法，计算分数的步骤还包括计算该第二多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数，以及选择步骤还包括依据该第一多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值及该第二多个候选摆放位置的各个摆放位置所对应的分数值的较小者，选择出该第一多个候选摆放位置及该第二多个候选摆放位置之一作为该矩形物体的该真实摆放位置。

19.如权利要求12所述的光学式位置检测方法，其中该矩形物体的该第一边为该矩形物体的长边及宽边的其中之一。

20.如权利要求18所述的光学式位置检测方法，其中当该矩形物体的该第一边为该矩形物体的长边时，该矩形物体的该第二边为该矩形物体的宽边，以及当该矩形物体的该第一边为该矩形物体的宽边时，该矩形物体的该第二边为该矩形物体的长边。