JP5090417B2

JP5090417B2 - センサーシステムと操作物の位置を検出する方法

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Publication number: JP5090417B2
Application number: JP2009213067A
Authority: JP
Inventors: 信嘉陳; 宗敏蘇; 志宏呂; 卓毅林
Original assignee: 原相科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-09-15
Also published as: JP2011003173A; TWI386835B; TW201101131A

Description

本発明は、タッチ式ディスプレイに関し、特にセンサーシステムと操作物の位置を検出する方法に関する。

図１は、操作物（ｐｏｉｎｔｅｒ）１０２の位置を検出するための従来のセンサーシステム（ｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）１００を示す斜視図である。前記センサーシステム１００は、反射鏡１０４と、反射素子１０６及び１０８と、イメージセンシング装置１１０と、処理回路１１２と、を含む。前記反射鏡１０４と、前記反射素子１０６及び１０８と、前記イメージセンシング装置１１０と、は、ホワイトボード（ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ）などから構成される前記センサーシステム１００の平面１１４に位置している。前記センサーシステム１００の中心に形成される矩形の区域は、センサーシステム１００のセンシング用区域１１６である。

前記反射素子１０６及び１０８は、入射される光線を前記センシング用区域１１６へ反射し、前記反射鏡１０４は、１つの平面鏡（ｐｌａｎｅｍｉｒｒｏｒ）を介して前記センシング用区域１１６の鏡像（ｍｉｒｒｏｒｉｍａｇｅ）を形成する。前記反射鏡１０４の鏡面１１８は、前記センシング用区域１１６を向き合うように形成されている。前記イメージセンシング装置１１０は、前記センシング用区域１１６のすべての区域を検出できるようにセンシング用区域１１６の１つの隅部に設置されている。前記処理回路１１２は、前記イメージセンシング装置１１０に電気接続されて、イメージセンシング装置１１０に形成されるイメージに基って操作物（ｐｏｉｎｔｅｒ）１０２の位置を検出する。

図２は、本発明のセンサーシステム１００の検出方式を説明する図である。図２で、点線２０２の以下の区域は、前記鏡面１１８に映るセンサーシステム１００の局部を示し、点線２０２の以上の区域は、前記鏡面１１８に形成される前記センサーシステム１００の鏡像を示す。前記点線２０２の以上の区域で、符号１０６’は、前記反射素子１０６の鏡像を示し、符号１０８’は、前記反射素子１０８の鏡像を示し、符号１１０’は、前記イメージセンシング装置１１０の鏡像を示し、符号１１６’は、前記センシング用区域１１６の鏡像を示し、符号１０２’は、前記操作物１０２の鏡像を示す。前記イメージセンシング装置１１０は、センシング路線２０４に沿って前記操作物１０２を検出するか、センシング路線２０６に沿って前記操作物１０２の鏡像１０２’を検出することができる。

図３は、図２のイメージセンシング装置１１０が検出するイメージを示す図である。図３で、符号３００は、前記イメージセンシング装置１１０のイメージセンシングウインドウ（ｉｍａｇｅｓｅｎｓｉｎｇｗｉｎｄｏｗ）を示し、符号３０２（斜線の区域）は、前記反射素子１０６及び反射鏡１０４に反射される光線により形成され、且つ他の区域より輝度が高いイメージの高輝度区域（ｂｒｉｇｈｔｚｏｎｅ）を示す。符号３０４は、前記操作物１０２により形成される暗影を示し、符号３０６は、前記操作物１０２の鏡像１０２’により形成される暗影を示す。前記処理回路１１２は、前記イメージセンシングウインドウ３００に形成される暗影３０４及び３０６により、前記操作物１０２の位置を検出する。前記操作物１０２の位置を検出する説明は台湾特許出願第０９７１２６０３３号明細書を参照することができる。

台湾特許出願第０９７１２６０３３号明細書

図４は、本発明のセンサーシステム１００の他の検出方式を説明する図である。図４に示すように、前記操作物１０２が前記センシング用区域１１６の辺部１９２を接近する場合、前記イメージセンシング装置１１０がセンシング路線４０２に沿って前記操作物１０２を検出し、且つセンシング路線４０４に沿って前記操作物１０２の鏡像１０２’を検出する。しかし、前記センシング路線４０２と前記センシング路線４０４が近すぎるから、前記イメージセンシング装置１１０が検出したイメージに１つの暗影しか生じない可能性がある。

図５は、図４のイメージセンシング装置１１０が検出するイメージを示す図である。前記イメージセンシング装置１１０が検出した図５のイメージには、１つの暗影しかないから、この暗影５０２が前記操作物１０２により形成されるか、前記操作物１０２の鏡像１０２’により形成されるか、区別することができない。この場合、前記センサーシステム１００が前記操作物１０２の位置を検出することができない。

本発明の主な目的は、操作物がセンシング用区域のいずれか位置にあっても前記操作物の位置を検出することができるセンサーシステムと操作物の位置を検出する方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明では、センシング用区域と、反射鏡と、イメージセンシング装置と、処理回路と、を含むセンサーシステムを提供する。前記反射鏡は、前記センシング用区域に接近する操作物の鏡像を表示する。前記イメージセンシング装置は前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、その操作物とその鏡像を感知する。前記処理回路は、前記操作物が前記センシング用区域に接近した場合、前記イメージセンシング装置が感知したイメージと前記操作物の予定サイズにより、前記操作物の座標値を算出し、且つセンシング用区域に形成される前記操作物の円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにする。

上記課題を解決するために本発明では、センシング用区域と、前記センシング用区域に接近する操作物の鏡像を形成する反射鏡と、前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記操作物とその鏡像を感知するイメージセンシング装置と、を含むセンサーシステムに適用する操作物の位置を検出する方法を提供する。前記操作物の位置を検出する方法は、前記操作物が前記センシング用区域に接近するかどうかを判断するステップと、前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記イメージセンシング装置が感知したイメージと前記操作物の予定サイズにより、前記操作物の座標値を算出するステップと、前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影を円状正射影にし、且つこの円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにするステップと、を含む。

前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置が第一センシング路線と第二センシング路線に沿って第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する前記操作物の辺部を検出する前記操作物の位置を検出する方法において、前記操作物の座標値を算出するステップは、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にするステップと、前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第一方程式を得るステップと、前記第一未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ、前記第一未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第二方程式を得るステップと、前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出し、且つこの座標値を前記操作物の座標値にステップと、を含む。

上述したセンサーシステムと操作物の位置を検出する方法で、前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる状況が発生しない場合、前記操作物の予定サイズにより操作物の座標を検出する。前記予定サイズは、前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影が円状形である場合、円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにし、前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影が非円状形である場合、非円状正射影を円状正射影に見なし、且つこの円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにする。本発明で、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にし、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第二未知座標にする。次に、第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第一方程式を得、前記第二未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第二方程式を得る。前記第一方程式は、前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離と、前記予定サイズと、の間の関係を示し、前記第二方程式は、前記第二未知座標と前記第二センシング路線との間の距離と、前記予定サイズと、の間の関係を示す。次に、前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にする。即ち、前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる状況でも、前記操作物の座標値を検出することができる。

操作物の位置を検出するための従来のセンサーシステムを示す斜視図である。本発明のセンサーシステムの検出方式を説明する図である。図２のイメージセンシング装置が検出するイメージを示す図である。本発明のセンサーシステムの他の検出方式を説明する図である。図４のイメージセンシング装置が検出するイメージを示す図である。本発明の第一実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の予定サイズを検出する過程を示す図である。図６に示す操作物の予定サイズを検出するためのセンサーシステムを示す図である。本発明の第二実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の予定サイズを検出する過程を示す図である。図８に示す検出方法で操作物を検出するためのセンサーシステムを示す図である。本発明の第三実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図である。図１０に示す操作物の座標値を検出するためのセンサーシステムを示す図である。本発明の第四実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図である。図１２に示す操作物の座標値を検出するためのセンサーシステムを示す図である。本発明の第五実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図である。本発明のセンサーシステムで操作物の座標値を検出する過程を示す図である。

以下、図１に示されるセンサーシステムを参照しながら、本発明の操作物の位置の検出方法に対して説明する。本発明のセンサーシステムの検出方式は、従来のセンサーシステムの検出方式が違い。

本発明のセンサーシステムの検出方式は、従来のセンサーシステムの検出方式が違い所は、本発明の検出方法が操作物の暗影と操作物の鏡像の暗影が重なって、前記操作物のサイズの座標値を分からないことを防ぐことである。即ち、本発明の検出方式は、前記操作物のサイズに関する情報を検出するステップと、前記操作物の位置に関する情報を検出するステップと、含む。以下、前記操作物の座標値を検出するステップに対して説明する。

図１及び図２を参照しなさい。図１と図２に示すセンサーシステムが従来の検出方式で前記操作物の位置を検出し、且つ前記操作物１０２が前記センシング用区域１１６に垂直するように立っていると仮定する。この場合、環状の光源の光線により、前記操作物１０２の正射影が前記センシング用区域１１６に形成される。前記操作物１０２の正射影の形状は、図２に示す前記操作物１０２の鏡像１０２’を参照することができる。前記操作物１０２の正射影の形状が非円状になる場合、前記処理回路１１２が操作物１０２の正射影の形状を円状と見なす。前記処理回路１１２が非円状になる操作物１０２の正射影を円状の正射影と見なす場合、前記操作物１０２サイズに関する情報を検出することができる（図６に示すステップを参照しなさい）。

図６は、本発明の第一実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の予定サイズを検出する過程を示す図であり、図７は、図６に示す操作物の予定サイズを検出するためのセンサーシステムを示す図である。図７で、符号７０２は操作物の円状射影を示し、符号１１６はセンシング用区域を示す。センシング用区域１１６の４つの隅部の座標は、
（外１）

である。処理回路１１２は、従来の操作物の位置を検出方法、例えば、台湾特許出願第０９７１２６０３３号明細書に記載される検出方法により、前記操作物１０２の座標値を算出することができる。本実施形態で、前記操作物１０２の座標が
（外２）

であり、且つ前記操作物１０２の座標と前記円状射影７０２の中心の座標が同じである。即ち、前記円状射影７０２の中心の座標も
（外３）

である。この場合、前記イメージセンシング装置１１０により前記処理回路１１２にセンシング路線が形成される。例えば、前記円状射影７０２の外環の接点に接近する接線がセンシング路線７０４になる（図６のステップＳ６０２を参照しなさい）。

図６のステップＳ６０２が終わると、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の座標から前記円状射影７０２の接点までの距離を算出して、前記操作物１０２の予定のサイズにする（図６のステップＳ６０４を参照しなさい）。直線になる前記センシング路線７０４を公式
（外４）

で示す場合、前記処理回路１１２が以下の公式（１）に基って前記操作物１０２の予定のサイズを算出することができる。

前記公式（１）の符号
（外５）

は、前記操作物１０２の座標と前記接点との間の距離を示す同時に、前記操作物１０２の予定サイズも示す。即ち、前記予定サイズ
（外６）

が上述した操作物１０２のサイズに関する情報である。前記操作物１０２の予定サイズ
（外７）

は、仮定するセンシング路線７０４により得るばかりでなく、仮定するセンシング路線７０６によっても得ることができる。または、前記センシング路線７０４により得る操作物１０２の第一予定サイズを検出し、前記センシング路線７０６により得る操作物１０２の第二予定サイズを検出した後、第一予定サイズと第二予定サイズの平均値を算出することにより、より正確である予定サイズを得ることができる。

上述した実施形態では、前記操作物１０２の座標値により操作物１０２の予定サイズを得たが、図８では、前記操作物１０２の鏡像１０２’の座標値により操作物１０２の予定サイズを得る。図８は、本発明の第二実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の予定サイズを検出する過程を示す図である。前記操作物１０２の鏡像１０２’の座標値により操作物１０２の予定サイズを得る場合、まず、前記操作物１０２の鏡像１０２’の座標値を検出し、且つ前記操作物１０２の鏡像１０２’を前記操作物の円状射影７０２と見なす。次に、前記イメージセンシング装置１１０により前記処理回路１１２に前記円状射影７０２の鏡像の接線になるセンシング路線を形成する（図８のステップＳ８０２を参照なさい）。次に、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の鏡像１０２’の座標値と前記接点（前記円状射影７０２の鏡像と前記センシング路線との間に形成される接点）との間の距離を算出して、前記操作物１０２の予定サイズにする（図８のステップＳ８０４を参照なさい）。他の実施形態で、前記操作物１０２の予定サイズを前記処理回路１１２の中に記録されている予定値を使ってもよい。

前記操作物１０２の予定サイズ
（外８）

を得た後、前記センサーシステム１００が前記操作物の位置に関する情報の検出を始める。この場合、前記処理回路１１２は、前記センシング装置１１０が感知する前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況を判断する。即ち、前記処理回路１１２が図５に示す状況が生ずるかどうか判断する。前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる場合、前記操作物１０２が前記センシング用区域１１６の辺部に近すぎることを説明する（図９を参照なさい）。図９は、図８に示す検出方法で操作物を検出するためのセンサーシステムを示す図である。図９で、図９の符号と図４の符号が同じであると、同じな部品を示すので、再度説明しない。図９に示すように、前記操作物１０２が前記センシング用区域１１６の辺部に近すぎる場合も、前記センシング装置１１０がセンシング路線９０２に沿って前記操作物１０２の接点を検出する同時に、センシング路線９０４に沿って前記操作物１０２の鏡像１０２’の接点を検出する。図９に示すように、前記操作物１０２と前記操作物１０２の鏡像１０２’は、前記センシング路線９０２と前記センシング路線９０４との間に位置している。

前記操作物１０２が前記センシング用区域１１６の辺部に近すぎる場合、前記処理回路１１２が図１０に示す検出方法で操作物１０２の座標値を検出する。図１０は、本発明の第三実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図であり、図１１は、図１０に示す操作物の座標値を検出するためのセンサーシステムを示す図である。図１１で、符号１０２’は、前記操作物１０２の鏡像を示し、符号１１６は、センシング用区域を示し、符号１１６’は、前記センシング用区域１１６の鏡像を示す。前記センシング用区域１１６の４つの隅部の座標は、
（外９）

であり、前記センシング用区域１１６の鏡像１１６’の４つの隅部の座標は、
（外１０）

である。前記座標値は、既知の座標値であり、且つみんな前記処理回路１１２に記録されている。

図１０のステップＳ１００２で、まず前記処理回路１１２が前記センシング路線９０２と前記センシング路線９０４に適用する直線方程式と、前記操作物１０２の軸心の座標値
（外１１）

と、前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外１２）

とを確認する。前記センシング路線９０２の直線方程式は、
（外１３）

であり、前記センシング路線９０４の直線方程式は、
（外１４）

である。次に、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の軸心の座標値
（外１５）

と、前記センシング路線９０２の直線方程式
（外１６）

と、前記操作物１０２の予定サイズ
（外１７）

により以下の公式２を得る。即ち、

前記公式２で、前記操作物１０２の軸心の座標値
（外１８）

と前記センシング路線９０２との間の距離が前記操作物１０２の予定サイズ
（外１９）

である（図１０のステップＳ１００４を参照なさい）。

次に、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外２０）

と、前記センシング路線９０４の直線方程式
（外２１）

と、前記操作物１０２の予定サイズ
（外２２）

により以下の公式３を得る。即ち、

前記公式３で、前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外２３）

と前記センシング路線９０４との間の距離が、前記操作物１０２の予定サイズ
（外２４）

である（図１０のステップＳ１００６を参照なさい）。

次に、前記処理回路１１２が公式（１）と公式（２）により検出する前記操作物１０２の軸心の座標値
（外２５）

を前記操作物１０２の座標値にする。前記操作物１０２の軸心の座標値
（外２６）

は、以下の公式により得ることができる。即ち、

上述したように、図５に示す前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況が発生しても、本発明のセンサーシステム１００が前記操作物１０２の座標値を検出することができる。即ち、従来の技術で、前記センシング装置１１０が感知する前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況が発生すると、前記操作物１０２の座標値を検出することができない問題を有効に解決することができる。図１０に示す操作物の座標値を検出過程で、ステップＳ１００４とステップＳ１００６の順に対して制限しない。即ち、まずステップＳ１００４を実施するか、まずステップＳ１００６を実施してもよい。

前記操作物のサイズに関する情報を検出した後、前記操作物の位置に関する情報を検出するステップで、前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況が発生しない場合、従来の技術で記述した検出方法で操作物の位置を検出することができる。例えば、台湾特許出願第０９７１２６０３３号明細書に記載される検出方法で操作物の位置を検出することができる。他の実施形態で、前記処理回路１１２が前で得る予定サイズ
（外２７）

を利用して前記操作物の位置を検出することもできる（図１２を参照なさい）。

図１２は、本発明の第四実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図であり、図１３は、図１２に示す操作物の座標値を検出するためのセンサーシステムを示す図である。前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況が発生しない場合、前記センシング装置１１０がセンシング路線１３０２及び１３０４により前記操作物１０２の辺部を検出する。図１３に示すように、前記操作物１０２は、前記センシング路線１３０２と前記センシング路線１３０４との間に位置している。図１２のステップＳ１２０２で、まず前記処理回路１１２が前記センシング路線１３０２及び１３０４に適用する直線方程式と、前記操作物１０２の軸心の座標値
（外２８）

を確認する。確認する前記センシング路線１３０２の直線方程式は
（外２９）

であり、前記センシング路線１３０４の直線方程式は
（外３０）

である。

次に、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外３１）

と、前記センシング路線１３０２の直線方程式
（外３２）

と、前記操作物１０２の予定サイズ
（外３３）

により以下の公式２を得る。即ち、

前記公式２で、前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外３４）

と前記センシング路線１３０２との間の距離が、前記操作物１０２の予定サイズ
（外３５）

である（図１２のステップＳ１２０４を参照なさい）。

次に、前記処理回路１１２が前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外３６）

と、前記センシング路線１３０４の直線方程式
（外３７）

と、前記操作物１０２の予定サイズ
（外３８）

により以下の公式４を得る。即ち、

前記公式４で、前記操作物１０２の鏡像の軸心の座標値
（外３９）

と前記センシング路線１３０４との間の距離が、前記操作物１０２の予定サイズ
（外４０）

である（図１２のステップＳ１２０６を参照なさい）。

次に、前記処理回路１１２が公式（２）と公式（４）により検出する前記操作物１０２の軸心の座標値
（外４１）

を前記操作物１０２の座標値にする（図１２のステップＳ１２０８を参照なさい）。前記操作物１０２の軸心の座標値
（外４２）

は、以下の公式により得ることができる。即ち、

図１２に示す操作物の座標値を検出過程で、ステップＳ１２０４とステップＳ１２０６の順に対して制限しない。即ち、まずステップＳ１２０４を実施するか、まずステップ１２０６を実施してもよい。

前記操作物１０２のイメージと前記操作物１０２の鏡像のイメージが重なる状況が発生しない場合、前記センシング装置１１０が第一センシング路線と第二センシング路線に沿って前記操作物１０２の鏡像１０２’の辺部を検出する。前記操作物１０２の鏡像１０２’は、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線との間に位置している。従って、前記処理回路１１２が前で得る予定サイズ
（外４３）

と前記操作物１０２の鏡像１０２’により前記操作物の座標を検出することができる。こんな検出方法は図１４を参照なさい。

図１４は、本発明の第五実施形態に係る操作物の位置の検出方法で操作物の座標値を検出する過程を示す図である。図１２で、まず第一センシング路線の直線方程式と、第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物１０２の鏡像１０２’の軸心の座標を確認する（図１４のステップＳ１４０２を参照なさい）。次に、前記操作物１０２の鏡像１０２’の軸心の座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、予定サイズ
（外４４）

と、に基って第一方程式を得る。前記第一方程式は、前記操作物１０２の鏡像１０２’の軸心の座標と前記第一センシング路線との間の距離を予定サイズ
（外４５）

にする（図１４のステップＳ１４０４を参照なさい）。次に、前記操作物１０２の鏡像１０２’の軸心の座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、予定サイズ
（外４６）

と、に基って第二方程式を得る。前記第二方程式は、前記操作物１０２の鏡像１０２’の軸心の座標と前記第二センシング路線との間の距離を予定サイズ
（外４７）

にする（図１４のステップＳ１４０６を参照なさい）。次に、前記第二方程式と前記第二方程式により前記操作物１０２の軸心の座標値
（外４８）

を検出する。即ち、前記操作物１０２の座標値を検出する（図１４のステップＳ１４０８を参照なさい）。

図１５は、本発明のセンサーシステムで操作物の座標値を検出する過程を示す図である。前記センサーシステムは、センシング用区域と、反射鏡と、イメージセンシング装置と、を含む。前記反射鏡は、前記センシング用区域に接近する操作物の鏡像を表示する。前記イメージセンシング装置は、前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記操作物とその鏡像を感知する。図１５で、まず、前記操作物が前記センシング用区域に接近するかどうかを判断する（図１５のステップＳ１５０２を参照なさい）。次に、前記操作物が前記センシング用区域に接近した場合、前記イメージセンシング装置が感知したイメージと前記操作物の予定サイズにより、前記操作物の座標値を検出する。前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影が円状形である場合、円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにし、前記正射影が非円状形である場合、非円状正射影を円状正射影に見なし、且つこの円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにする（図１５のステップＳ１５０４を参照なさい）。

上述したように、前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる状況が発生しない場合、前記操作物の予定サイズにより操作物の座標を検出する。前記予定サイズは、前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影が円状形である場合、円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにし、前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影が非円状形である場合、非円状正射影を円状正射影に見なし、且つこの円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにする。本発明で、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にし、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第二未知座標にする。次に、第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第一方程式を得、前記第二未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第二方程式を得る。前記第一方程式は、前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離と、前記予定サイズと、の間の関係を示し、前記第二方程式は、前記第二未知座標と前記第二センシング路線との間の距離と、前記予定サイズと、の間の関係を示す。次に、前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にする。即ち、前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる状況でも、前記操作物の座標値を検出することができる。

１００センサーシステム
１００センサーシステム
１０２操作物
１０４反射鏡
１０６反射素子
１０８反射素子
１１０イメージセンシング装置
１１２処理回路
１１４平面
１１６センシング用区域
１１８鏡面
１９２辺部
１０２’鏡面
１０６’鏡面
１０８’鏡面
１１０’鏡面
１１６’鏡面
２０２点線
２０４センシング路線
２０６センシング路線
４０２センシング路線
４０４センシング路線
９０２センシング路線
９０４センシング路線
１３０２センシング路線
１３０４センシング路線
３００イメージセンシングウインドウ
３０２高輝度区域
３０４暗影
３０６暗影
５０２暗影
７０２円状射影
７０４センシング路線
７０６センシング路線

Claims

センシング用区域と、
前記センシング用区域に接近する操作物の鏡像を表示する反射鏡と、
前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記操作物とその鏡像を感知するイメージセンシング装置と、
前記操作物が前記センシング用区域に接近した場合、前記イメージセンシング装置が感知したイメージと前記操作物の予定サイズにより、前記操作物の座標値を算出し、且つセンシング用区域に形成される前記操作物の円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにする処理回路と、を含むことを特徴とするセンサーシステム。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置は、第一センシング路線に沿って前記操作物の辺部を検出し、第二センシング路線に沿って前記操作物の鏡像の辺部を検出し、前記操作物と前記操作物の鏡像は、第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置し、
前記処理回路は、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にし、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第二未知座標にし、且つ、前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第一方程式を得、前記第二未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第二方程式を得、且つ前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にし、
前記第一方程式は、前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示し、前記第二方程式は、前記第二未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示すことを特徴とする請求項１の記載のセンサーシステム。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置は、第一センシング路線と第二センシング路線に沿って第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する前記操作物の辺部を検出し、
前記処理回路は、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にし、且つ前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第一方程式を得、第一未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第二方程式を得、且つ前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にし、
前記第一方程式は、前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示し、前記第二方程式は、前記第一未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示すことを特徴とする請求項１の記載のセンサーシステム。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置は、第一センシング路線と第二センシング路線に沿って第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する前記操作物の鏡像の辺部を検出し、
前記処理回路は、前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第一未知座標にし、且つ前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第一方程式を得、前記第一未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより第二方程式を得、且つ前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にし、
前記第一方程式は、前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示し、前記第二方程式は、前記第一未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示すことを特徴とする請求項１の記載のセンサーシステム。
前記処理回路が前記予定サイズを獲得するステップは、まず前記操作物の座標値を得るステップと、前記イメージセンシング装置が前記円状正射影の１つの接点に接線するセンシング路線を仮定するステップと、前記処理回路が前記操作物の座標と前記接点との間の距離を前記予定サイズにするステップと、を含むことを特徴とする請求項１の記載のセンサーシステム。
前記処理回路が前記予定サイズを獲得するステップは、まず前記操作物の鏡像の座標値を得るステップと、前記操作物の鏡像を前記円状正射影の鏡像にするステップと、前記イメージセンシング装置が前記円状正射影の鏡像の１つの接点に接線するセンシング路線を仮定するステップと、前記処理回路が前記操作物の鏡像の座標と前記接点との間の距離を前記予定サイズにするステップと、を含むことを特徴とする請求項１の記載のセンサーシステム。
センシング用区域と、前記センシング用区域に接近する操作物の鏡像を形成する反射鏡と、前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記操作物とその鏡像を感知するイメージセンシング装置と、を含むセンサーシステムに適用する操作物の位置を検出する方法において、
前記操作物が前記センシング用区域に接近するかどうかを判断するステップと、
前記操作物が前記センシング用区域に接近する場合、前記イメージセンシング装置が感知したイメージと前記操作物の予定サイズにより、前記操作物の座標値を算出するステップと、
前記センシング用区域に形成される前記操作物の正射影を円状正射影にし、且つこの円状正射影の半径を前記操作物の予定サイズにするステップと、を含むことを特徴とする操作物の位置を検出する方法。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置が第一センシング路線に沿って前記操作物の辺部を検出し、第二センシング路線に沿って前記操作物の鏡像の辺部を検出し、前記操作物と前記操作物の鏡像は、第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する操作物の位置を検出する方法において、前記操作物の座標値を算出するステップは、
前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にし、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第二未知座標にするステップと、
前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第一方程式を得るステップと、
前記第二未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第二未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第二方程式を得るステップと、
前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出して、前記操作物の座標値にするステップと、を含むことを特徴とする請求項７の記載の操作物の位置を検出する方法。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置が第一センシング路線と第二センシング路線に沿って第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する前記操作物の辺部を検出する操作物の位置を検出する方法において、前記操作物の座標値を算出するステップは、
前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の軸心の座標を第一未知座標にするステップと、
前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第一方程式を得るステップと、
前記第一未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ、前記第一未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第二方程式を得るステップと、
前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出し、且つこの座標値を前記操作物の座標値にステップと、を含むことを特徴とする請求項７の記載の操作物の位置を検出する方法。
前記イメージセンシング装置が感知した前記操作物のイメージと前記操作物の鏡像のイメージが重なる場合、前記イメージセンシング装置が第一センシング路線と第二センシング路線に沿って第一センシング路線と第二センシング路線との間に位置する前記操作物の鏡像の辺部を検出する操作物の位置を検出する方法において、前記操作物の座標値を算出するステップは、
前記第一センシング路線と前記第二センシング路線に関する直線方程式を確認し、前記操作物の鏡像の軸心の座標を第一未知座標にするステップと、
前記第一未知座標と、前記第一センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第一未知座標と前記第一センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第一方程式を得るステップと、
前記第一未知座標と、前記第二センシング路線の直線方程式と、前記操作物の予定サイズにより形成され、且つ前記第一未知座標と前記第二センシング路線との間の距離が前記予定サイズである関係を示す第二方程式を得るステップと、
前記第一方程式と前記第二方程式により前記第一未知座標の座標値を算出し、且つこの座標値を前記操作物の座標値にするステップと、含むことを特徴とする請求項７の記載の操作物の位置を検出する方法。
前記センサーシステムがさらに含む処理回路が予定サイズを獲得するステップは、
前記操作物の座標値を得るステップと、
前記イメージセンシング装置が前記円状正射影の１つの接点に接線するセンシング路線を仮定するステップと、
前記処理回路が前記操作物の座標と前記接点との間の距離を前記予定サイズにするステップと、を含むことを特徴とする請求項７の記載の操作物の位置を検出する方法。
前記センサーシステムがさらに含む処理回路が予定サイズを獲得するステップは、
前記操作物の鏡像の座標値を得るステップと、
前記操作物の鏡像を前記円状正射影の鏡像にするステップと、
前記イメージセンシング装置が前記円状正射影の鏡像の１つの接点に接線するセンシング路線を仮定するステップと、
前記処理回路が前記操作物の鏡像の座標と前記接点との間の距離を前記予定サイズにするステップと、を含むことを特徴とする請求項７の記載の操作物の位置を検出する方法。