專利名稱：一種多重觸控交互裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于控制技術領域，涉及一種多重觸控交互裝置。
背景技術：
目前有許多類型的與計算機交互的輸入設備，如，鼠標、鍵盤、觸摸板、 遙控器、觸摸屏。而觸摸屏因其操作簡單、自然，已經(jīng)越來越普及了。觸摸 屏允許用戶使用手指或觸摸筆通過簡單觸摸顯示屏來進行選擇和移動光標。
觸摸屏現(xiàn)己廣泛應用于公共信息查詢、工業(yè)控制、銀行、娛樂、醫(yī)療等 領域。人們已經(jīng)體會到觸摸技術帶來的便利，政府也看到觸摸行業(yè)將成為我 國信息產(chǎn)業(yè)一個新的增長點，開始給予關注和支持。隨著城市向信息化方向 發(fā)展和電腦網(wǎng)絡在國民生活中的滲透，各企事業(yè)單位都大量使用多媒體信息 查詢系統(tǒng)，以提高單位的整體形象和服務水準，幫助走上信息化服務的道路。
觸摸屏一般包括一個觸摸面板、 一個控制器、 一個事件響應軟件。觸摸 面板是位于顯示器正面的帶有觸摸敏感表面的透明面板，用于記錄觸摸事件， 并把信號發(fā)送給控制器?？刂破鲗@些信號進行處理并發(fā)送給計算機系統(tǒng)。 事件響應軟件把觸摸事件翻譯成計算機指令，然后進行相應的操作。
市場上的觸摸屏主要三大種類電阻技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏、 電容技術觸摸屏。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電 阻薄膜屏，這是一種多層的復合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層， 表面圖有一層透明氧化金屬(IT0氧化銦，透明的導電電阻)導電層，上面 在蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層IT0
涂層、在他們之間有許多細小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層 導電層隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸， 控制器偵測到這一接觸并計算出(X， Y )的位置，再根據(jù)模擬鼠標的方式運 作。表面聲波技術觸摸屏主要是利用聲波在物體的表面進行傳輸，當有物體 觸摸到表面時，阻礙聲波的傳輸，換能器偵測到這個變化，反映給計算機，進而進行鼠標的模擬。電容技術觸摸屏則利用人體的電流感應進行工作。用 戶觸摸屏幕時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對 于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。 這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與 手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出 觸摸點的位置。
這些觸摸屏技術普遍存在的問題是，即使當傳感表面有多個目標時，也 只能報告一個觸摸點，它們無法同時追蹤多個觸摸點。
目前也有多點式觸摸屏技術，但由于面板的制作工藝難度和控制計算電 路的復雜程度很大，該技術只適用在尺寸較小的屏幕上，如果屏幕尺寸較大， 精度會比較低，而且成本會很高。因此，提供一種高精度，又不受尺寸大小 限制的多重觸控交互裝置非常重要。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種多重觸控交互裝 置，該裝置可以提高觸摸屏的精度與靈敏度，不受尺寸大小的限制，降低觸 摸屏的制造成本。
本實用新型包括圖像釆集盒、觸摸面板、投光裝置、圖像采集裝置、圖 像處理器。所述的圖像采集盒為等高的盒體，其頂面開放、側面和底面封閉。 觸摸面板為透明材料面板，形狀及大小與圖像采集盒的頂面匹配，觸摸面板 設置在圖像采集盒的頂面，圖像采集盒和觸摸面板圍合成圖像采集腔，圖像 采集裝置設置在圖像采集腔內(nèi)。圖像采集裝置的攝像頭朝向觸摸面板設置， 且觸摸面板位于圖像采集裝置的攝像頭的焦平面。圖像釆集裝置用于捕捉物 體接觸薄膜后的圖像，圖像采集腔可以有效減少外界環(huán)境對圖像采集設備的 干擾。觸摸面板可以采用普通玻璃或有機玻璃或壓克力板等透明材料。觸摸 面板上覆有不透明的薄膜，用于產(chǎn)生觸摸點和顯示投影設備投影出的圖像； 投光裝置設置在觸摸屏幕的正上方，可以將顯示圖像投影到薄膜上。圖像處 理器與圖像采集裝置信號連接，圖像處理器對圖像釆集設備采集到的圖像進 行處理并分析，得到觸摸點坐標以及觸摸動作意圖，轉(zhuǎn)換成指令，調(diào)用程序 進行事件響應，控制投影設備顯示相應圖像反饋給用戶。本實用新型的多點觸摸式人機交互裝置高靈敏度、高精度、不受尺寸大 小限制，能夠和用戶實時準確的交互，而且用廉價的紅外圖像采集設備和投 影設備取代了傳統(tǒng)的昂貴觸摸屏硬件。本實用新型能識別同時發(fā)生在不同位 置的多個觸摸點；也能分析各觸摸點的運動軌跡，得到用戶觸摸的正真意圖， 從而對用戶的觸摸進行相應的反饋。能通過手勢來指揮計算機進行相應的操 作，使人與計算機之間的交互更自然、方便。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

如圖1所示， 一種多重觸控交互裝置包括圖像采集盒4、觸摸面板3、投 光裝置l、圖像采集裝置5、圖像處理器。
圖像采集盒4為長方盒體，頂面開放、四個側面和底面封閉。觸摸面板3 為矩形的透明材料面板，設置在圖像采集盒4的頂面，圖像采集盒4和觸摸 面板3圍合成圖像采集腔，圖像釆集裝置5設置在圖像采集腔內(nèi)。圖像采集 裝置5的攝像頭朝向觸摸面板設置，且觸摸面板位于圖像采集裝置的攝像頭 的焦平面。觸摸面板3上覆有不透明的薄膜2，用于產(chǎn)生觸摸點和顯示投影設 備投影出的圖像。投光裝置1設置在觸摸屏幕的正上方，可以將顯示圖像投 影到薄膜上。圖像處理器與圖像采集裝置5信號連接，圖像處理器對圖像采 集設備采集到的圖像進行處理并分析，得到觸摸點坐標以及觸摸動作意圖， 轉(zhuǎn)換成指令，調(diào)用程序進行事件響應，控制投影設備顯示相應圖像反饋給用 戶。
該裝置的具體工作步驟是
(1) 開啟投光裝置，將白光照在白色薄膜表面；
(2) 圖像采集裝置采集觸摸板無觸點時的初始圖像(白色薄膜背面的圖 像)，由于光照的原因，初始圖像亮度比較亮，而且整幅圖像的亮度比較均勻；
(3) 用戶觸摸薄膜表面，接觸部分把上方照射下來的光線擋住，產(chǎn)生單個 或多個暗點；
(4) 圖像采集裝置對觸摸板實時采集圖像，并將觸摸圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給圖像 處理器；(5) 圖像處理器把當前觸摸圖像與初始圖像進行相減剔除背景，得到產(chǎn) 生暗點的幾個區(qū)域，然后對這些區(qū)域進行去噪點，增加對比度，腐蝕膨脹等 處理，最后根據(jù)特定的閾值得到幾個形狀規(guī)則的區(qū)域，這幾個區(qū)域就是觸摸 點在整幅圖像中的位置。通過這些區(qū)域在圖像中的像素坐標與屏幕坐標之間 的轉(zhuǎn)換得到觸摸點的屏幕坐標。用戶單點觸摸時，可以對判斷該觸摸點移動 方向，觸摸點的面積，以及觸摸點何時消失，可以據(jù)此分析出用戶的觸摸意
圖；用戶多點觸摸時，如果有新增觸摸點，則對該觸摸點進行注冊、編號并 跟蹤，實時分析各個觸摸點之間的位置關系，如果有觸摸點消失，則注銷該 觸摸點，根據(jù)這些信息可以得出用戶的觸摸意圖，將觸摸意圖轉(zhuǎn)換成指令數(shù) 據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)傳送程序；
(6) 數(shù)據(jù)傳送程序?qū)?shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換、封裝以便適用不同類型接口的應 用程序，然后發(fā)送給應用程序；
(7) 應用程序根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進行動作，反饋給用戶。
權利要求1、一種多重觸控交互裝置，包括圖像采集盒、觸摸面板、投光裝置、圖像采集裝置、圖像處理器，其特征在于所述的圖像采集盒為等高的盒體，其頂面開放、側面和底面封閉；觸摸面板為透明材料面板，形狀及大小與圖像采集盒的頂面匹配，觸摸面板設置在圖像采集盒的頂面，圖像采集盒和觸摸面板圍合成圖像采集腔，圖像采集裝置設置在圖像采集腔內(nèi)；觸摸面板上覆有不透明的薄膜，投光裝置設置在觸摸屏幕的正上方，圖像處理器與圖像采集裝置信號連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多重觸控交互裝置。現(xiàn)有裝置無法同時追蹤多個觸摸點。本實用新型包括圖像采集盒、觸摸面板、投光裝置、圖像采集裝置、圖像處理器。觸摸面板設置在圖像采集盒的頂面，圖像采集盒和觸摸面板圍合成圖像采集腔，圖像采集裝置設置在圖像采集腔內(nèi)，圖像采集裝置的攝像頭朝向觸摸面板設置。觸摸面板上覆有不透明的薄膜，投光裝置設置在觸摸屏幕的正上方，圖像處理器與圖像采集裝置信號連接。本實用新型的多點觸摸式人機交互裝置高靈敏度、高精度、不受尺寸大小限制，能夠和用戶實時準確的交互，能夠識別同時發(fā)生在不同位置的多個觸摸點，使人與計算機之間的交互更自然、方便。
文檔編號G06F3/042GK201383135SQ20092011768
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權日2009年4月13日
發(fā)明者厲力華, 朱雋晨 申請人:杭州電子科技大學