TWI515622B - 光學式位置偵測方法及光學式位置偵測裝置 - Google Patents

Description

光學式位置偵測方法及光學式位置偵測裝置

本發明係有關於一種偵測裝置，特別係有關於光學式位置偵測裝置。

目前一般的光學式觸控設備係透過設置在該設備兩個角落的電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)/互補式金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)攝影機偵測遮蔽物所形成的陰影，再透過三角定位的方式從陰影處找出遮蔽物可能的位置。然而，僅透過兩個CCD/CMOS攝影機所偵測出陰影的範圍會較大，較大的範圍將包含較多種可能的遮蔽物位置，因此將較難從較多的可能位置中準確判斷出遮蔽物的位置。若將傳統的光學式觸控設備應用在電子白板上，將導致因無法準確得知已知尺寸板擦的位置，進而無法準確清除板擦擦拭的圖示或文字。

傳統的解決方式係透過增加光學式觸控設備上的CCD/CMOS攝影機，例如增加額外的CCD/CMOS攝影機在光學式觸控設備之其餘的兩個角落，以縮小陰影的範圍，進而減少可能擺放位置的數量，而能夠較為準確的從較少數量的位置中判斷出遮蔽物的位置。然而，由於此一方式需增加額外的CCD/CMOS攝影機，其將導致成本增加。因此，有需要提出一 種能夠準確偵測已知尺寸之矩形物體之位置而不會大幅增加成本的光學式觸控裝置。

有鑑於此，本發明之一實施例提出一種光學式位置偵測裝置，包括一光學發射器，用於發射光線。該光學式位置偵測裝置更包括一第一光學接收器，用於偵測因已知尺寸的一矩形物體遮蔽該光線所產生之一第一遮蔽角度。該光學式位置偵測裝置更包括一第二光學接收器，用於偵測因已知尺寸的該矩形物體遮蔽該光線所產生之一第二遮蔽角度。該光學式位置偵測裝置更包括一遮蔽範圍計算單元，耦接該第一光學接收器及該第二光學接收器，依據該第一遮蔽角度及該第二遮蔽角度所分別對應的一第一區域及一第二區域之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍。該光學式位置偵測裝置更包括一判斷單元，根據該矩形物體之一第一邊的長度及一第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置。該光學式位置偵測裝置更包括一選擇單元，根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之一真實擺放位置。

除此之外，本發明之一實施例提出一種光學式位置偵測方法，包括發射光線。該光學式位置偵測方法更包括偵測因已知尺寸的一矩形物體遮蔽該光線所產生之一第一遮蔽 角度。該光學式位置偵測方法更包括偵測因已知尺寸的該矩形物體遮蔽該光線所產生之一第二遮蔽角度。該光學式位置偵測方法更包括依據該第一遮蔽角度及該第二遮蔽角度所分別對應的一第一區域及一第二區域之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍。該光學式位置偵測方法更包括根據該矩形物體之一第一邊的長度及一第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置。該光學式位置偵測方法更包括根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之一真實擺放位置。

本發明之一實施例提出一種電腦可讀取儲存媒 體，用以儲存一電腦程式，該電腦程式被載入到一電腦，用以執行一種光學式位置偵測方法。該光學式位置偵測方法包括發射光線。該光學式位置偵測方法更包括偵測因已知尺寸的一矩形物體遮蔽該光線所產生之一第一遮蔽角度。該光學式位置偵測方法更包括偵測因已知尺寸的該矩形物體遮蔽該光線所產生之一第二遮蔽角度。該光學式位置偵測方法更包括依據該第一遮蔽角度及該第二遮蔽角度所分別對應的一第一區域及一第二區域之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍。該光學式位置偵測方法更包括根據該矩形物體之一第一邊的長度及一第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置。該光學式位置偵測方 法更包括根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之一真實擺放位置。

上述之光學式位置偵測裝置、光學式位置偵測方法能夠提昇偵測已知尺寸矩形物體位置的準確度。

10‧‧‧光學式位置偵測裝置

11‧‧‧顯示板

104a-104d‧‧‧邊

102a‧‧‧第一光學接收器

102b‧‧‧第二光學接收器

106‧‧‧遮蔽範圍計算單元

108‧‧‧判斷單元

110‧‧‧選擇單元

20‧‧‧矩形物體

D1‧‧‧第一邊

D2‧‧‧第二邊

θ 1‧‧‧第一遮蔽角度

θ 2‧‧‧第二遮蔽角度

A1‧‧‧第一區域

A2‧‧‧第二區域

Q1‧‧‧四邊形遮蔽範圍

X1‧‧‧第一頂點

X2‧‧‧第二頂點

X3‧‧‧第三頂點

X4‧‧‧第四頂點

S1‧‧‧第一邊

S2‧‧‧第二邊

S3‧‧‧第三邊

S4‧‧‧第四邊

L1‧‧‧第一線段

41a、42a‧‧‧第一頂點

41b、42b‧‧‧第二頂點

41c、42c‧‧‧第三頂點

41d、42d‧‧‧第四頂點

41ab、42ab‧‧‧第一邊

41bc‧‧‧第二邊

41cd‧‧‧第三邊

41da‧‧‧第四邊

t1‧‧‧既定距離

R1‧‧‧第一矩形

R2‧‧‧第二矩形

φ 1‧‧‧第一角度

φ 2‧‧‧第二角度

50、55‧‧‧線段

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之光學式位置偵測裝置10之示意圖。

第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之一已知尺寸之矩形物體。

第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之矩形物體遮蔽光線產生之四邊形遮蔽範圍之示意圖。

第3A-3B圖係分別顯示根據本發明一實施例所述之在第2圖中的該第一遮蔽角度θ 1及該第二遮蔽角度θ 2之角度-亮度示意圖。

第4A-4C圖係顯示根據本發明一實施例所述之該判斷單元108判斷該矩形物體20之複數候選擺放位置之流程圖。

第5A-5D圖係顯示根據本發明一實施例所述之選擇該矩形物體之真實擺放位置之示意圖。

要瞭解的是本說明書以下的揭露內容提供許多不 同的實施例或範例，以實施本揭露各種不同實施例的不同特徵。當然，這些特定的範例並非用以限定本揭露。另外，本揭露的說明中不同範例可能使用重複的參考符號及/或用字。這些重複符號或用字係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構的關係。再者，若是本說明書已下的揭露內容敘述了將第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。

本發明之概念為，根據一矩形物體遮蔽的光線判斷出一四邊形遮蔽範圍；接著，根據該矩形物體之正確尺寸或大略尺寸，從該四邊形遮蔽範圍中，找出該矩形物體的複數個可能的擺放位置，並進一步將該矩形物體移動的軌跡與該等可能的擺放位置進行比對，找出該矩形物體之實際擺放位置，透過此一方式，將能提昇偵測該矩形物體擺放位置的準確度而不會大幅增加成本。

第1圖係顯示將本發明一實施例所述之光學式位置偵測裝置10應用至電子白板之示意圖。電子白板(未圖示)更包括一顯示板11，用以於顯示文字或圖案。該光學式位置偵測裝置10包括一光學發射器(未圖示)、一第一光學接收器102a、一第二光學接收器102b、一遮蔽範圍計算單元106、一判斷單元108以及一選擇單元110。該遮蔽範圍計算單元106耦接該第一光學接收器102a及該第二光學接收器102b。該判斷單 元108耦接該遮蔽範圍計算單元106。該遮蔽範圍計算單元106耦接該選擇單元110。在一特定的實施例中，該光學發射器，更包含一第一光學發射器及一第二光學發射器，其中該第一光學發射器及該第二光學發射器分別與該第一光學接收器102a及該第二光學接收器102b搭配，以形成兩組之光學接收發射器。

如圖所示，該第一光學接收器102a設置於該顯示板11之邊104a、104b之夾角上。同樣的，該第二光學發射器與該第二光學接收器102b設置於該顯示板11之邊104a、104d之夾角上。該光學式位置偵測裝置10透過該第一光學接收器102a及該第二光學接收器102b用來偵測在該顯示板11上之板擦(未圖示)之擺放位置。應用本發明所述之該光學式位置偵測裝置10至電子白板，將能準確偵測板擦之位置，使得電子白板能準確清除已知尺寸之板擦所擦拭過的文字或圖示。

該光學式位置偵測裝置10更包括複數反射邊條(未圖示)，其可分別設置在該等邊104b、104c及104d上，用來反射該光學發射器所發射之光線。在一特定的實施例中，該第一光學接收器102a及一第二光學接收器102b為電荷耦合元件鏡頭(CCD)或互補式金屬氧化物半導體(CMOS)鏡頭，但不限定於此。該光學發射器可為紅外線發射器。

第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之一已知尺寸之矩形物體。一矩形物體20具有一第一邊D1及一第二邊D2，該第一邊D1之長度以及該第二邊D2之長度為已知(即該矩形物體20之尺寸為已知)。該矩形物體20之該第一邊D1為該 矩形物體20之長邊及寬邊之其中之一，在本實施例中，該第一邊D1為長邊，該第二邊D2為短邊，但不限定於此。當該矩形物體20之該第一邊D1為該矩形物體之長邊時，該矩形物體20之該第二邊D2為該矩形物體之寬邊，以及當該矩形物體20之該第一邊D1為該矩形物體之寬邊時，該矩形物體20之該第二邊D2為該矩形物體20之長邊。

第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之矩形物 體遮蔽光線產生之四邊形遮蔽範圍之示意圖。該矩形物體20置於該顯示板11上，一四邊形遮蔽範圍Q1由該矩形物體20遮蔽光線所產生。該第一光學接收器102a，用於偵測已知尺寸之該矩形物體20遮蔽該光線之一第一遮蔽角度θ 1。該第二光學接收器102b，用於偵測已知尺寸的該矩形物體20遮蔽該光線之一第二遮蔽角度θ 2。

判斷四邊形遮蔽範圍

該遮蔽範圍計算單元106，依據該第一遮蔽角度θ 1及該第二遮蔽角度θ 2所分別對應的一第一區域A1及一第二區域A2之重疊部分，得出該四邊形遮蔽範圍Q1。該第一區域A1指的是，以該第一光學接收器102a為基準點，延伸該第一遮蔽角度θ 1之兩夾邊所形成之區域。同樣的，該第二區域A2指的是，以該第二光學接收器102b為基準點，延伸該第二遮蔽角度θ 2之兩夾邊所形成之區域。在一特定實施例中，該遮蔽範圍計算單元106配合該第一光學接收器102a及該第二光學接收器102b在電子白板之該顯示區11的裝設位置及角度，運用三角定位法，決定出該四邊形遮蔽範圍Q1在該電子白板之該顯示區 11中的所在位置。需注意的是，在一特定的實施例中，當該四邊形遮蔽範圍Q1之面積大於一臨界面積值(例如是50平方公分)，或是當該第一遮蔽角度θ 1及該第二遮蔽角度θ 2大於一臨界角度(例如10度)時，該光學式位置偵測裝置10才會執行判斷該矩形物體之實際位置之操作。

第3A-3B圖係分別顯示根據本發明一實施例所述 之在第2圖中的該第一遮蔽角度θ 1及該第二遮蔽角度θ 2之角度-亮度示意圖。第3A圖顯示該第一光學接收器102a偵測到該第一遮蔽角度θ 1範圍內的亮度值相對低，同樣的，第3B圖顯示該第二光學接收器102b偵測到該第二遮蔽角度θ 2範圍內的亮度值相對低。因此，在一特定實施例中，該遮蔽範圍計算單元106能根據第3A-3B圖所示之亮度-角度關係圖，決定出該四邊形遮蔽範圍Q1。

判斷候選擺放位置

第4A-4C圖係顯示根據本發明一實施例所述之該判斷單元108判斷該矩形物體20之複數候選擺放位置之流程圖。為了簡潔起見，第4B及4C圖僅顯示說明用之標記。參照第4A圖，該四邊形遮蔽範圍Q1由一第一頂點X1、一第二頂點X2、一第三頂點X3、一第四頂點X4、一第一邊S1、一第二邊S2、一第三邊S3及一第四邊S4組成。在本發明之一實施例中，基於窮舉法的概念，該判斷單元108根據該矩形物體20之該第一邊D1的長度及該第二邊D2的長度，從該四邊形遮蔽範圍Q1判斷出該矩形物體20之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置。具體來說，當該矩形各個頂點與該四邊形遮蔽範圍Q1 之各邊或各角的最短距離小於一既定長度(例如是1mm，5mm)時，則意謂該矩形之該頂點與該四邊形遮蔽範圍Q1之邊或角接觸。基於以上概念，該矩形物體20在該四邊形遮蔽範圍Q1內之擺放方式，大略有三種：第一種，該矩形物體20之四個頂點均分別接觸該四邊形遮蔽範圍Q1之四個邊。第二種，僅該矩形物體20之其中一個頂點位於該四邊形遮蔽範圍Q1之一個頂點上。第三種，該矩形物體20的兩個對頂點分別位於該四邊形遮蔽範圍Q1之兩個對頂點上。需注意的是，以上三種接觸方式，儘為示範之用，並非用來限制本發明所述之矩形物體之擺放位置。本發明係基於上述之概念來找出各種可能的擺放方式，其可行的操作，將於下方進一步描述。

在本發明之一實施例中，該判斷單元108更執行一 第一操作，以根據該矩形物體20之該第一邊D1的長度及該第二邊D2的長度，從該四邊形遮蔽範圍Q1判斷出該矩形物體20之至少該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置，其中該第一操作包括複數個步驟(a)-(d)。該判斷單元108依序執行該等步驟，其細節將在下方更進一步描述。

在步驟(a)中，該判斷單元108設定該四邊形遮 蔽範圍Q1之任一端點或該等邊上的一選定點為一起始點，其中任一端點例如是該第一頂點X1、該第二頂點X2、該第三頂點X3及該第四頂點X4之一，以及其中該等邊例如是該第一邊S1、該第二邊S2、該第三邊S3或該第四邊S4。在一特定的實施例中，參照第4A圖，設定該第一頂點X1為該起始點，但不限定於此。

接著，進入步驟(b)，如第4A圖所示，計算該起 始點與該四邊形遮蔽範圍Q1之該第一邊S1連接所形成之一第一線段L1的長度。

接著，進入步驟(c)，當該第一線段L1之長度與 該矩形物體20之該第一邊D1的長度相差在一預設範圍(例如0.1cm)內時，則如第4A圖所示將該第一線段L1設為該第一候選擺放位置所對應之一第一矩形R1(參照第4B圖)之一第一邊41ab，其中該第一線段L1之兩端分別為該第一矩形R1之一第一頂點41a及一第二頂點41b。若該第一線段L1之長度小於該矩形物體20之該第一邊D1的長度且長度相差超過該預設範圍時，則將該第一線段L1之其中一端(即位在第二頂點X2、第三頂點X3連線上之一端)沿著第二頂點X2及第三頂點X3形成之線段，往該第三頂點X3移動，以增加該第一線段L1的長度，若該第一線段L1的長度持續增加，使得該第一線段L1的長度與該矩形物體20之該第一邊D1的長度相差在一預設範圍(例如0.1cm)內時，則如上所述，該第一線段L1為該第一矩形R1之該第一邊41ab。相反地，若該第一線段L1之長度大於該矩形物體20之該第一邊D1的長度且長度相差超過該預設範圍時，則將該第一線段L1之其中一端(即位在第二頂點X2、第三頂點X3連線上之一端)往該第二頂點X2移動，以減小該第一線段L1的長度，若該第一線段L1的長度持續減小，使得該第一線段L1的長度與該矩形物體20之該第一邊D1的長度相差在一預設範圍(例如0.1cm)內時，則如上所述，該第一線段L1為該第一矩形R1之該第一邊41ab。

最後，進入步驟(d)，如第4B圖所示，根據該矩 形物體20之該第二邊D2的長度，並以該第一線段L1為基準，得出該第一矩形R1的該第三頂點41c及該第四頂點41d。舉例來說，基於向量的原理，根據該第一邊41ab得到該第一矩形R1之一第二邊41bc，接著得到該第三邊41cd及該第四邊41da，進而判斷出該第一候選擺放位置所對應之該第一矩形R1。

判斷出該第一候選擺放位置所對應之該第一矩形 R1後，改變該起始點之位置，重複執行上述步驟(b)~(d)，以計算出該第二候選擺放位置。在本發明一特定實施例中，參照第4C圖，在該四邊形遮蔽範圍Q1之邊界上，設定距離該第一頂點X1一既定距離t1之點為一新的起始點，重複執行上述步驟(b)~(d)，以計算出由一第一頂點42a、一第二頂點42b、一第三頂點42c、一第四頂點42d所形成之一第二矩形R2，該第二矩形R2對應該第二候選擺放位置，其中該既定距離t1之長度例如是0.5cm。該第一矩形R1及該第二矩形R2之尺寸本質上與該矩形物體20之尺寸相等。需注意的是，在第4C圖中，新的起始點是設在該第一頂點X1及該第二頂點X2之間，此儘為示範之用。新的起始點也可設在該第一頂點X1及該第四頂點X4之間。

參照第4C圖，在本發明一實施例中，該判斷單元 108繼續執行判斷候選擺放位置之步驟，從前一次的起始點開始(即，從判斷出該第二候選擺放位置之起始點開始)至第二頂點X2為止，同樣的，每隔該既定距離t1(例如是0.5cm)，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第一複數候選擺放位 置。舉例來說，該第一複數候選擺放位置指的是，起始點從第一頂點X1開始至第二頂點X2為止，所判斷出的複數個候選擺放位置。或是，當該第二候選擺放位置所對應之起始點位於該第一頂點X1與該第四頂點X4之間時，則該第一複數候選擺放位置指的是，從第一頂點X1開始至第四頂點X4為止，所判斷出的複數個候選擺放位置。

在本發明一較佳實施例中，除了上述判斷該第一 複數候選擺放位置之步驟以外，判斷候選擺放位置之步驟更包括：從該四邊形遮蔽範圍之另一頂點開始至該四邊形遮蔽範圍之該第一頂點之對頂點為止，每隔該既定距離，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第二複數候選擺放位置。舉例來說，該第二複數候選擺放位置指的是，起始點從第二頂點X2開始至第三頂點X3為止，所判斷出之複數候選擺放位置。

選擇真實擺放位置

在本發明之一實施例中，該選擇單元110根據該第一候選擺放位置(對應該第一矩形R1)及該第二候選擺放位置(對應該第二矩形R2)個別相對於該四邊形遮蔽範圍Q1之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體20之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體20之一真實擺放位置。

在本發明之另一實施例中，該選擇單元110更執行一第二操作，以根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍Q1之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體20之已知擺放位置的相對位置，從 該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體20之一真實擺放位置，如第5A-5C圖所示。

第5A-5D圖係顯示根據本發明一實施例所述之選 擇該矩形物體之真實擺放位置之示意圖。該第二操作包括複數個步驟(a)-(c)，該選擇單元110依序執行該等步驟。

在步驟(a)中，該選擇單元110計算該第一矩形 R1之該第一頂點402a、第二頂點402b、第三頂點402c及第四頂點402d分別與該四邊形遮蔽範圍Q1之邊界(邊界例如是第一頂點X1、第二頂點X2、第三頂點X3、第四頂點X4、該第一邊S1、該第二邊S2、該第三邊S3及該第四邊S4之一)的第一至第四最短距離的一第一總合誤差值。舉例來說，參照第5A圖，由於該第一頂點41a位於該第一頂點X1上，因此第一最短距離為數值0。由於該第二頂點41b位於該第一邊S1上，因此第二最短距離為數值0。由於該第三頂點41c位於該第二邊S2上，因此第三最短距離為數值0；以及，該第四頂點41d與第三邊X3之間的第四最短距離，例如是數值5(即線段52之長度為5)。因此，該第一總和誤差值為上述數值之總和，即為數值5。在本發明一特定實施例中，當該第一矩形之一頂點與該四邊形遮蔽範圍Q1之任一邊或任一角之最短距離小於一臨界值時(例如是1mm或5mm)，該選擇單元110判斷該頂點與該任一邊或該任一角「接觸」。

在步驟(b)中，參照第5B圖，該選擇單元110計 算該第一矩形R1之該第一邊41ab與該既定時間前該矩形物體20之已知擺放位置所對應之一第三矩形R3之一第一邊43ab所 夾的一第一角度φ 1，其中該第三矩形R3之該第一邊43ab對應該第一矩形R1之該第一邊41ab。

在步驟(c)中，將該第一總合誤差值，例如是數值5，及該第一角度φ 1之角度值，例如是數值5，代入一數學方程式，以計算出該第一候選擺放位置所對應之一第一分數值，該方程式例如是：分數值=λ d+(1-λ)×φ (方程式一)

在該方程式中，λ：為一個比例參數，介於0~1之間；d：總和誤差值；φ：角度改變量。方程式一儘為示範之用，並非用來限制本發明。

假設λ為0.5，將第一總和誤差值，例如是數值5，以及該第一角度φ 1之角度值(即角度改變量)，例如是數值5，代入方程式一，可計算出第一分數值為數值5。

重複上述步驟(a)-(c)，以計算出該第二候選擺放位置所對應之一第二分數值。舉例來說，參照第5C圖，由於由於該第一頂點42a位於該第四邊S4上，因此第一最短距離為數值0。由於該第二頂點42b位於該第一邊S1上，因此第二最短距離為數值0。該第三頂點402c與該第三邊S3之一第三最短距離506，例如是數值5(即線段50之長度值為5)；以及，該第四頂點42d與第三邊S3之間的第四最短距離，例如是數值5(即線段55之長度值為5)。因此該第二總和誤差值為上述數值之總和，即為數值10。接著，參照第5D圖，該第一邊42ab與該既定時間前該矩形物體20之已知擺放位置所對應之該第三矩形R3之該第一邊43ab所夾的一第二角度φ 2，例如是數值 5。將該第二角度φ 2及第二總和誤差值代入方程式一，可計算出第二分數值為7.5。

該選擇單元110依據該第一分數值及該第二分數 值之較小者，選擇出該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。由於該第一分數值為5，第二分數值為7.5，因此該第一分數值所對應之該第一矩形R1所對應之該第一候選擺放位置為該矩形物體20之該真實矩形擺放位置。上述各數字及方程式儘為示範之用，並非用來限制本發明。

再參照第5A-5D圖，該選擇單元110計算分數之步 驟更包括計算該第一複數候選擺放位置之各個位置所對應之分數，以及選擇步驟更包括，依據該第一複數候選擺放位置中之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選則出該第一複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。

在本發明一較佳實施例中，除了上述計算該第一 複數候選擺放位置之各個位置所對應之分數，更包括計算該第二複數候選擺放位置所對應之分數；選擇步驟更包括：依據該第一複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值及該第二複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選擇出該第一複數候選擺放位置及該第二複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。

除此之外，本發明之一實施例提出一種光學式位 置偵測方法，包括發射光線。該光學式位置偵測方法更包括偵測已知尺寸的一矩形物體20遮蔽該光線之一第一遮蔽角度φ 1。該光學式位置偵測方法更包括偵測已知尺寸的該矩形物體20遮蔽該光線之一第二遮蔽角度φ 2。該光學式位置偵測方法更包括依據該第一遮蔽角度φ 1及該第二遮蔽角度φ 2所分別對應的一第一區域A1及一第二區域A2之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍Q1。該光學式位置偵測方法更包括根據該矩形物體20之一第一邊D1的長度及一第二邊D2的長度，從該四邊形遮蔽範圍Q1判斷出該矩形物體20之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置。該光學式位置偵測方法更包括根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍Q1之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體20之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體20之一真實擺放位置。

本發明另一實施例更提出一種電腦可讀取儲存媒 體，用以儲存一電腦程式，該電腦程式被載入到一電腦，以執行本發明所提出之光學式位置偵測方法。

根據以上所述之光學式位置偵測方法及光學式位 置偵測裝置10能夠提昇偵測已知尺寸矩形物體20位置的準確度。

本發明可至少部分實施於有形的機器可讀取儲存 媒體(例如，隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROMs)、光碟、數位影音光碟、藍光光碟、硬碟機(hard disk drives)、快閃記憶體、或其他有形的機器可讀取儲存媒體)之電腦程式碼，其中，當上述電腦程式碼已載入並執行於電腦，該電腦成 為實行本發明之一設備。本發明可至少實施於部分形式之電腦程式碼，不論是載入和/或執行於電腦，當上述電腦程式碼已載入並執行於電腦，該電腦成為執行本發明之一設備。當實施於一般目的之處理器，電腦程式碼區分配置該處理器以創造一特定邏輯電路。本發明可至少部分實施於特殊應用積體電路組成的數位信號處理器替代地完成本發明。

前述內容概略描述了幾種實施例的特性，使得本領域內之技藝人士能更好得瞭解本揭露的概念。本領域內之技藝人士應能領悟到他們能立即的使用本揭露的揭露作為基準以進行設計或修正其他程序及結構，來完成相同用途及/或達到於此所介紹實施例的相同優點。本領域內之技藝人士應能瞭解類似等效的結構並不脫離本揭露的精神與範疇，以及於此他們能有多種改變、替換以及選擇而沒有脫離本揭露的精神與範疇。

10‧‧‧光學式位置偵測裝置

11‧‧‧顯示板

104a-104d‧‧‧邊

102a‧‧‧第一光學接收器

102b‧‧‧第二光學接收器

106‧‧‧遮蔽範圍計算單元

108‧‧‧判斷單元

110‧‧‧選擇單元

Claims (20)

1. 一種光學式位置偵測裝置，包括：一光學發射器，用於發射光線；一第一光學接收器，用於偵測因已知尺寸的一矩形物體遮蔽該光線所產生之一第一遮蔽角度；一第二光學接收器，用於偵測因已知尺寸的該矩形物體遮蔽該光線所產生之一第二遮蔽角度；一遮蔽範圍計算單元，耦接該第一光學接收器及該第二光學接收器，依據該第一遮蔽角度及該第二遮蔽角度所分別對應的一第一區域及一第二區域之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍；一判斷單元，根據該矩形物體之一第一邊的長度及一第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置；以及一選擇單元，根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之一真實擺放位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學式位置偵測裝置，其中該判斷單元更執行一第一操作，以根據該矩形物體之該第一邊的長度及該第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置，其中該第一操作包括： (a)設定該四邊形遮蔽範圍之任一端點或邊上的一選定點為一起始點；(b)計算該起始點與該四邊形遮蔽範圍之一第一邊連接所形成之一第一線段的長度；(c)當該第一線段之長度與該矩形物體之該第一邊的長度相差在一預設範圍內時，將該第一線段設為該第一候選擺放位置所對應之一第一矩形之一第一邊，其中該第一線段之兩端分別為該第一矩形之一第一頂點及一第二頂點；(d)根據該矩形物體之該第二邊的長度，並以該第一線段為基準，得出該第一矩形的一第三頂點及一第四頂點；以及改變該起始點之位置，重複執行上述步驟(b)~(d)，以計算出該第二候選擺放位置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學式位置偵測裝置，其中該選擇單元更執行一第二操作，以從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之該真實擺放位置，其中該第二操作包括：計算該第一矩形之該第一至該第四頂點分別與該四邊形遮蔽範圍之邊界的第一至第四最短距離的一第一總合誤差值；計算該第一矩形之該第一邊與該既定時間前該矩形物體之已知擺放位置所對應之一第三矩形之一第一邊所夾的一第一角度，其中該第三矩形之該第一邊對應該第一矩形之該第一邊；根據該第一總合誤差值及該第一角度計算出該第一候選擺 放位置所對應之一第一分數值；重複上述步驟以計算出該第二候選擺放位置所對應之一第二分數值；以及依據該第一分數值及該第二分數值之較小者，選擇出該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學式位置偵測裝置，其中該判斷單元判斷候選擺放位置，更包括：從該四邊形遮蔽範圍之一第一頂點開始至相鄰該四邊形遮蔽範圍之該第一頂點之另一頂點為止，每隔一既定距離，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第一複數候選擺放位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學式位置偵測裝置，其中該選擇單元計算分數，更包括計算該第一複數候選擺放位置之各個位置所對應之分數，以及選擇步驟更包括，依據該第一複數候選擺放位置中之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選則出該第一複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學式位置偵測裝置，其中該判斷單元判斷候選擺放位置，更包括：從該四邊形遮蔽範圍之另一頂點開始至該四邊形遮蔽範圍之該第一頂點之對頂點為止，每隔該既定距離，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第二複數候選擺放位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學式位置偵測裝置，其中該 選擇單元計算分數，更包括計算該第二複數候選擺放位置所對應之分數，以及選擇步驟更包括依據該第一複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值及該第二複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選擇出該第一複數候選擺放位置及該第二複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學式位置偵測裝置，其中該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之長邊及寬邊之其中之一。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學式位置偵測裝置，其中當該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之長邊時，該矩形物體之該第二邊為該矩形物體之寬邊，以及當該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之寬邊時，該矩形物體之該第二邊為該矩形物體之長邊。
10. 如申請專利範圍第1項所述之光學式位置偵測裝置，更包括複數反射邊條，用來反射光線。
11. 如申請專利範圍第1項所述之光學式位置偵測裝置，其中該第一光學接收器及該第二光學接收器為電荷耦合元件鏡頭或互補式金屬氧化物半導體鏡頭。
12. 一種光學式位置偵測方法，包括：發射光線；偵測因已知尺寸的一矩形物體遮蔽該光線所產生之一第一遮蔽角度；偵測因已知尺寸的該矩形物體遮蔽該光線所產生之一第二 遮蔽角度；依據該第一遮蔽角度及該第二遮蔽角度所分別對應的一第一區域及一第二區域之重疊部分，得出一四邊形遮蔽範圍；根據該矩形物體之一第一邊的長度及一第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少一第一候選擺放位置及一第二候選擺放位置；以及根據該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置個別相對於該四邊形遮蔽範圍之相對位置及/或個別相對於一既定時間前該矩形物體之已知擺放位置的相對位置，從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之一真實擺放位置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光學式位置偵測方法，更執行一第一操作，以根據該矩形物體之該第一邊的長度及該第二邊的長度，從該四邊形遮蔽範圍判斷出該矩形物體之至少該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置，其中該第一操作包括：(a)設定該四邊形遮蔽範圍之任一端點或邊上的一選定點為一起始點；(b)計算該起始點與該四邊形遮蔽範圍之一第一邊連接所形成之一第一線段的長度；(c)當該第一線段之長度與該矩形物體之該第一邊的長度相差在一預設範圍內時，將該第一線段設為該第一候選擺放位置所對應之一第一矩形之一第一邊，其中該第一線段之兩端分別為該第一矩形之一第一頂點及一第二頂點； (d)根據該矩形物體之該第二邊的長度，並以該第一線段為基準，得出該第一矩形的一第三頂點及一第四頂點；以及改變該起始點之位置，重複執行上述步驟(b)~(d)，以計算出該第二候選擺放位置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學式位置偵測方法，更執行一第二操作，以從該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置中選出該矩形物體之該真實擺放位置，其中該第二操作包括：計算該第一矩形之該第一至該第四頂點分別與該四邊形遮蔽範圍之邊界的第一至第四最短距離的一第一總合誤差值；計算該第一矩形之該第一邊與該既定時間前該矩形物體之已知擺放位置所對應之一第三矩形之一第一邊所夾的一第一角度，其中該第三矩形之該第一邊對應該第一矩形之該第一邊；根據該第一總合誤差值及該第一角度，計算出該第一候選擺放位置所對應之一第一分數值；重複上述步驟以計算出該第二候選擺放位置所對應之一第二分數值；以及依據該第一分數值及該第二分數值之較小者，選擇出該第一候選擺放位置及該第二候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光學式位置偵測方法，其中判斷候選擺放位置之步驟更包括： 從該四邊形遮蔽範圍之一第一頂點開始至相鄰該四邊形遮蔽範圍之該第一頂點之另一頂點為止，每隔一既定距離，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第一複數候選擺放位置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之光學式位置偵測方法，其中計算分數之步驟更包括計算該第一複數候選擺放位置之各個位置所對應之分數，以及選擇步驟更包括，依據該第一複數候選擺放位置中之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選則出該第一複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
17. 如申請專利範圍第16項所述之光學式位置偵測方法，其中判斷候選擺放位置之步驟更包括：從該四邊形遮蔽範圍之另一頂點開始至該四邊形遮蔽範圍之該第一頂點之對頂點為止，每隔該既定距離，重複執行上述步驟(b)~(d)，以判斷出一第二複數候選擺放位置。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光學式位置偵測方法，計算分數之步驟更包括計算該第二複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數，以及選擇步驟更包括依據該第一複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值及該第二複數候選擺放位置之各個擺放位置所對應之分數值之較小者，選擇出該第一複數候選擺放位置及該第二複數候選擺放位置之一作為該矩形物體之該真實矩形擺放位置。
19. 如申請專利範圍第12項所述之光學式位置偵測方法，其中該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之長邊及寬邊之其中 之一。
20. 如申請專利範圍第18項所述之光學式位置偵測方法，其中當該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之長邊時，該矩形物體之該第二邊為該矩形物體之寬邊，以及當該矩形物體之該第一邊為該矩形物體之寬邊時，該矩形物體之該第二邊為該矩形物體之長邊。