本發(fā)明涉及光學(xué)觸摸屏,尤其是指大視角反射成像觸控系統(tǒng)。
背景技術(shù):
本人在申請(qǐng)?zhí)枮?009101630727所描述的專利中公開(kāi)了一種大視角反射成像觸控系統(tǒng)。該裝置將人的觸摸控制從觸屏旁邊解放出來(lái):使用者用激光束作為控制器,只要把“光點(diǎn)”發(fā)射到觸屏上,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)觸屏的遙控點(diǎn)擊觸摸。使用該裝置,人們既可以在屏幕跟前實(shí)現(xiàn)操作,也可以離開(kāi)屏幕實(shí)現(xiàn)操作。
使用該裝置,為了在離開(kāi)屏幕較遠(yuǎn)的位置能夠看到激光點(diǎn),需要將光點(diǎn)的亮度調(diào)亮,但由于激光束強(qiáng)度較高,如果使用者在屏幕跟前操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)感覺(jué)到激光點(diǎn)的晃眼現(xiàn)象。
因此,人們需要得到一種設(shè)備,使得既能在離屏操作時(shí)能夠清楚的看到激光點(diǎn),又能在屏幕跟前操作時(shí)不受到晃眼的光點(diǎn)影響。這就需要一套裝置能夠兼容不同波長(zhǎng)的光源實(shí)現(xiàn)對(duì)屏幕的觸控操作。尤其是離開(kāi)屏幕的時(shí)候需要可見(jiàn)的強(qiáng)光操作,以及在屏幕跟前使用不可見(jiàn)的紅外光操作。
本人在申請(qǐng)?zhí)枮?00910169840x所描述的專利中公開(kāi)了一種基于光學(xué)原理進(jìn)行多點(diǎn)觸摸控制的裝置。該裝置能同時(shí)兼容多種波長(zhǎng)的光源實(shí)現(xiàn)觸屏操作。
該專利使用多個(gè)攝像機(jī)同時(shí)工作,在每一個(gè)攝像機(jī)前面使用不同波長(zhǎng)的濾光片,用以兼容不同波長(zhǎng)的光源觸屏操作。在實(shí)際使用中增加了成本,以及使用的復(fù)雜性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種大視角反射成像觸控系統(tǒng),尤其是指一種利用同一臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)兼容多種光源控制的光學(xué)觸摸屏,從而解決了如前所述現(xiàn)有光學(xué)觸摸屏方案面臨的問(wèn)題。
采用本新型所示的方法,由于兼容多種波長(zhǎng)的控制光源,使得用戶可以依據(jù)自己的需要選擇控制光源,從而獲得良好的觸控效果。
例如,選擇可見(jiàn)激光用于離屏操作,以及選擇不可見(jiàn)紅外光用于在屏幕跟前的操作,這就使得用戶既能在離屏操作時(shí)能夠清楚的看到激光點(diǎn),又能在屏幕跟前操作時(shí)不受到晃眼的光點(diǎn)影響。
為達(dá)到上述目的,本新型實(shí)施例中的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種大視角反射成像觸控系統(tǒng),其包括,
光學(xué)控制器(101)和(102),用于發(fā)送具有獨(dú)特顏色特征的光學(xué)控制信號(hào),將光學(xué)控制信號(hào)接射向光學(xué)顯示器(104)形成具有獨(dú)特身份標(biāo)識(shí)的光點(diǎn)(105)和(106);
信息處理器(103),包括信息處理核心(107),光點(diǎn)識(shí)別模塊(108)和視頻控制模塊(109);
光學(xué)顯示器(104),用于顯示信息。
其特征在于,所述光學(xué)控制器(101)、(102),還包括,激光發(fā)射器;激光發(fā)射器上有激光燈開(kāi)關(guān)控制按鈕,一旦按下則激光燈打開(kāi),分別發(fā)射激光束至(104)形成常亮的光點(diǎn)(105)、(106);激光發(fā)射器上激光燈控制按鈕抬起,則激光燈關(guān)閉,(105)、(106)滅;所述激光發(fā)射器還包括,激光筆、翻頁(yè)激光筆、激光教鞭、激光指示器、激光手電。
其特征在于,所述的具有獨(dú)特身份標(biāo)識(shí)的光點(diǎn)(105)、(106),分別依據(jù)發(fā)光控制器所發(fā)射的不同顏色光束的中心波長(zhǎng),作為光點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí);這些不同中心波長(zhǎng)的光點(diǎn)可以被后面所述的光點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別區(qū)分出來(lái)。
其特征在于,信息處理器(103)識(shí)別所述光點(diǎn)(105)和(106)所攜帶的控制信息,進(jìn)行處理,將處理的結(jié)果在光學(xué)顯示器(104)中顯示;其信息處理核心(107)具有微處理器和存儲(chǔ)器;存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有光點(diǎn)(105)和(106)的光學(xué)特征所對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)處理事件列表;由微處理器依據(jù)該列表進(jìn)行解釋、處理,最終將處理結(jié)果用文字、圖表、視頻、聲音等方式通過(guò)所連接的外設(shè)如視頻控制模塊(109)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行輸出。
其特征在于,所述光點(diǎn)(105)和(106)所攜帶的控制信息,還包括,利用不同的光點(diǎn)特征攜帶不同的控制信息。
其特征在于,光點(diǎn)(105)和(106)的特征,還包括,光點(diǎn)的明滅狀態(tài)、在光學(xué)顯示器(104)上的位置信息。
其特征在于,多光點(diǎn)觸摸控制裝置光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)處理事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表,包括如下關(guān)系,
光點(diǎn)特征(303),為光點(diǎn)(105)的亮或滅特征;
消息事件(304),為光點(diǎn)特征(303)映射的信息系統(tǒng)處理事件:鼠標(biāo)1的左鍵按下或抬起事件;
光點(diǎn)特征(305),為光點(diǎn)(105)在顯示屏幕上面的位置;
消息事件(306),為光點(diǎn)特征(305)映射到信息系統(tǒng)處理事件:將光標(biāo)1移動(dòng)到光點(diǎn)(105)指示的位置;
光點(diǎn)特征(307),為光點(diǎn)(105)在顯示屏幕上面一個(gè)固定位置保持常亮;
消息事件(308),為光點(diǎn)特征(307)映射到信息系統(tǒng)處理事件:鼠標(biāo)1右鍵單擊;
光點(diǎn)特征(309),為光點(diǎn)(106)的亮或滅特征;
消息事件(310),為光點(diǎn)特征(309)映射的信息系統(tǒng)處理事件:鼠標(biāo)2的左鍵按下或抬起事件;
光點(diǎn)特征(311),為光點(diǎn)(106)在顯示屏幕上面的位置;
消息事件(312),為光點(diǎn)特征(311)映射到信息系統(tǒng)處理事件:將光標(biāo)2移動(dòng)到光點(diǎn)(106)指示的位置;
光點(diǎn)特征(313),為光點(diǎn)(106)在顯示屏幕上面一個(gè)固定位置保持常亮;
消息事件(314),為光點(diǎn)特征(313)映射到信息系統(tǒng)處理事件:鼠標(biāo)2右鍵單擊。
其特征在于,微處理器在依據(jù)光點(diǎn)(105)和(106)的光學(xué)特征所對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)處理事件列表進(jìn)行解釋、處理的過(guò)程中,其對(duì)每一個(gè)具有獨(dú)特身份特征的光點(diǎn)處理的流程都是一樣的,包括如下步驟,
步驟(401),設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否;
步驟(402),攝像頭抓取新圖;
步驟(403),識(shí)別系統(tǒng)判斷步驟(402)所得的新圖里面有沒(méi)有光點(diǎn),若有,則執(zhí)行步驟(404),若沒(méi)有,則執(zhí)行步驟(405);
步驟(404),依據(jù)光點(diǎn)位置,設(shè)置信息系統(tǒng)的光標(biāo)位置;
步驟(405),判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)記錄有光點(diǎn),若是,則執(zhí)行步驟(406),若沒(méi)有,則執(zhí)行步驟(402);
步驟(406),觸發(fā)信息系統(tǒng)的左鍵抬起事件,并設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否;
步驟(407),判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)記錄有光點(diǎn),若否,則執(zhí)行步驟(408),若已經(jīng)記錄,則執(zhí)行步驟(409);
步驟(408),觸發(fā)信息系統(tǒng)的左鍵按下事件,設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為真;
步驟(409),判斷已有光點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)了設(shè)定的激發(fā)右鍵時(shí)間,以及光點(diǎn)位置是否保持不變,若是,則執(zhí)行步驟(410),若否,則執(zhí)行步驟(402);
步驟(410),觸發(fā)信息系統(tǒng)的右鍵單擊事件,設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否。
其特征在于,光點(diǎn)識(shí)別模塊(108)由數(shù)個(gè)濾光片和攝像頭(112)組成;濾光片(110)和(111)分別能夠透過(guò)光學(xué)控制器(101)和(102)所發(fā)射的中心波長(zhǎng)的光束,而濾掉其他波長(zhǎng)的光線。
其特征在于,攝像頭(112)還包括,cmos或者ccd攝像頭,用其對(duì)整個(gè)光學(xué)顯示(104)區(qū)域進(jìn)行拍攝,將數(shù)字圖像輸入信息處理核心(107)進(jìn)行識(shí)別處理,最終提取出光點(diǎn)(105)和(106)的特征信息。
其特征在于,所述光學(xué)顯示器還包括,使用投影儀投影。
其特征在于,多光點(diǎn)觸摸控制裝置之光學(xué)控制器,包括,
按鍵模塊(501),其內(nèi)部的各個(gè)按鍵有不同的按鍵id,存儲(chǔ)于微處理模塊(502)中;
微處理模塊(502),具有微處理器和存儲(chǔ)器;存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)了不同按鍵id對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)身份id和光點(diǎn)顏色信息列表;
發(fā)射光源模塊(503),可以按照微處理模塊(502)的控制發(fā)射出不同顏色的光束;
電源模塊(504),提供光學(xué)控制器運(yùn)行所需的能量;
光學(xué)控制器受控發(fā)光流程,包括如下步驟,
步驟(505),判斷是否有按鍵事件,若是,則執(zhí)行步驟(506),若否,則不做處理;
步驟(506),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里取出按鍵事件對(duì)應(yīng)的id;
步驟(507),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里由按鍵事件id取出對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)身份id;
步驟(508),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里由光點(diǎn)身份id取出相對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)顏色信息;
步驟(509),由微處理模塊(502)控制發(fā)光模塊發(fā)射出相應(yīng)顏色的光束;
光學(xué)控制器的硬件組成,還包括,
一按鍵(510);
一微處理電路板(511);
一發(fā)射光源(512);
一電池(513)。
其特征在于,使用多光點(diǎn)觸摸裝置的控制過(guò)程,包括以下步驟,
步驟(201),使用者通過(guò)按動(dòng)手中的光學(xué)控制器按鈕來(lái)控制發(fā)射不同光學(xué)特征光束的開(kāi)/關(guān),從而控制射到顯示屏幕上不同光學(xué)特征光點(diǎn)的亮/滅;通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手中光學(xué)控制器射出特征光束的方向,來(lái)控制顯示屏幕上不同光學(xué)特征光點(diǎn)的位置;
步驟(202),攝像頭不斷掃描、取得投影區(qū)域的圖像數(shù)據(jù);光點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)依據(jù)圖像數(shù)據(jù)識(shí)別出不同身份光點(diǎn)的亮/滅、位置特征;
步驟(203),信息處理器依據(jù)光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)處理事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系,觸發(fā)相應(yīng)的信息系統(tǒng)處理事件,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的大視角發(fā)射成像觸控系統(tǒng)組成圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的大視角發(fā)射成像觸控系統(tǒng)工作流程圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的大視角發(fā)射成像觸控系統(tǒng)之光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)處理事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖;
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白,下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
首先,介紹一下多光點(diǎn)觸摸控制裝置的工作原理:
用戶通過(guò)控制不同的光源,發(fā)射出不同光學(xué)特征的光點(diǎn)至顯示屏幕;多光點(diǎn)觸摸裝置里面依據(jù)各光點(diǎn)的不同光學(xué)特征給每種光點(diǎn)記錄有獨(dú)特的身份標(biāo)識(shí);多光點(diǎn)觸摸裝置能夠識(shí)別出顯示屏幕上的各個(gè)不同光點(diǎn),以及它們的移動(dòng)、明滅等特征;通過(guò)將光點(diǎn)的移動(dòng)、明滅特征對(duì)應(yīng)為信息系統(tǒng)的光標(biāo)移動(dòng)、點(diǎn)擊事件,多光點(diǎn)觸摸裝置能把每一個(gè)光點(diǎn)作為一個(gè)單獨(dú)的觸摸控制點(diǎn);這樣,用戶使用多個(gè)光點(diǎn)就可以作為多點(diǎn)觸摸控制輸入。
多光點(diǎn)觸摸控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
圖1所示為光點(diǎn)觸摸控制裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,包括光學(xué)控制器(101)、(102),信息處理器(103)和光學(xué)顯示器(104);
(101)為光學(xué)控制器,可以采用普通的650nm激光燈,激光燈功率小于5毫瓦,符合民用標(biāo)準(zhǔn);(101)上有激光燈開(kāi)關(guān)控制按鈕,一旦按下則激光燈打開(kāi),發(fā)射激光束至(104)形成常亮的光點(diǎn)(105);(101)上激光燈控制按鈕抬起,則激光燈關(guān)閉,(105)滅;
(102)為光學(xué)控制器,可以采用普通的532nm激光燈,激光燈功率小于5毫瓦,符合民用標(biāo)準(zhǔn);(102)上有激光燈開(kāi)關(guān)控制按鈕,一旦按下則激光燈打開(kāi),發(fā)射激光束至(104)形成常亮的光點(diǎn)(106);(102)上激光燈控制按鈕抬起,則激光燈關(guān)閉,(106)滅;
(103)為信息處理器,包括信息處理核心(107),光點(diǎn)識(shí)別模塊(108)和視頻控制模塊(109);
信息處理核心(107)可以采用intel或者amd或者arm等微處理平臺(tái),具有微處理器和存儲(chǔ)器功能,存儲(chǔ)有光點(diǎn)特征所對(duì)應(yīng)的處理消息,由微處理器進(jìn)行解釋、處理;并可以連接各種外設(shè),將處理結(jié)果用文字、圖表、視頻、聲音等方式進(jìn)行音視頻輸出,例如光點(diǎn)識(shí)別模塊(108)和視頻控制模塊(109),以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等;
光點(diǎn)識(shí)別模塊(108)由濾光片(110)、(111)和攝像頭(112)組成;其中,(110)采用能夠透過(guò)光學(xué)控制器(101)所采用的激光燈中心波長(zhǎng)的濾光片,濾掉其他波長(zhǎng)的可見(jiàn)光;(111)采用能夠透過(guò)光學(xué)控制器(102)所采用的激光燈中心波長(zhǎng)的濾光片,濾掉其他波長(zhǎng)的可見(jiàn)光;而(112)采用cmos或者ccd攝像頭,對(duì)整個(gè)(104)區(qū)域進(jìn)行拍攝,將數(shù)字圖像輸入(107)進(jìn)行識(shí)別處理,最終提取出(105)和(106)的特征信息;
視頻控制模塊(109)可以采用vga顯卡,是(107)控制光學(xué)顯示器(104)的接口;
(104)為光學(xué)顯示屏幕,可以用投影儀在白幕或者白墻上投影得到。
多光點(diǎn)觸摸控制過(guò)程:
圖2為多光點(diǎn)觸摸控制工作流程圖;
步驟(201),使用者通過(guò)開(kāi)/關(guān)激光筆來(lái)控制顯示屏幕上不同光學(xué)特征激光點(diǎn)的亮/滅;通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手中激光筆出射激光束的方向來(lái)控制顯示屏幕上不同光學(xué)特征激光點(diǎn)的位置;
步驟(202),攝像頭不斷掃描、取得投影區(qū)域的圖像數(shù)據(jù);光點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)依據(jù)圖像數(shù)據(jù)識(shí)別出不同身份激光點(diǎn)的亮/滅、位置特征;
步驟(203),信息處理器依據(jù)光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系,觸發(fā)相應(yīng)的控制事件,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。
多光點(diǎn)觸摸控制裝置光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)處理事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
圖3建立起多光點(diǎn)觸摸控制裝置之光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)處理事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
(301)表示用波長(zhǎng)為650nm的紅激光作為第一個(gè)光點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí);
(302)表示用波長(zhǎng)為532nm的綠激光作為第二個(gè)光點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí);這兩個(gè)不同波長(zhǎng)的激光可以被后面所述的光點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別區(qū)分出來(lái);
光點(diǎn)特征(303)為(301)的亮或滅特征;
消息事件(304)為(303)映射的信息系統(tǒng)鼠標(biāo)1的左鍵按下或抬起事件;
光點(diǎn)特征(305)為(301)在顯示屏幕上面的位置;
消息事件(306)為(305)映射到信息系統(tǒng)事件:將光標(biāo)1移動(dòng)到(301)指示的精確位置;
光點(diǎn)特征(307)為(301)在顯示屏幕上面一個(gè)固定位置保持常亮;
消息事件(308)為(307)映射到信息系統(tǒng)事件:鼠標(biāo)1右鍵單擊;
光點(diǎn)特征(309)為(302)的亮或滅特征;
消息事件(310)為(309)映射的信息系統(tǒng)鼠標(biāo)2的左鍵按下或抬起事件;
光點(diǎn)特征(311)為(302)在顯示屏幕上面的位置;
消息事件(312)為(311)映射到信息系統(tǒng)事件:將光標(biāo)2移動(dòng)到(302)指示的精確位置;
光點(diǎn)特征(313)為(302)在顯示屏幕上面一個(gè)固定位置保持常亮;
消息事件(314)為(313)映射到信息系統(tǒng)事件:鼠標(biāo)2右鍵單擊。
對(duì)于不同身份光點(diǎn),多光點(diǎn)觸摸控制裝置依據(jù)其光點(diǎn)的特征與信息系統(tǒng)事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系觸發(fā)相應(yīng)的流程都是一樣的:
多光點(diǎn)觸摸控制裝置之依據(jù)光點(diǎn)特征與信息系統(tǒng)事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系觸發(fā)相應(yīng)事件流程:
步驟(401),設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否;
步驟(402),攝像頭抓取新圖;
步驟(403),識(shí)別系統(tǒng)判斷步驟(402)所得的新圖里面有沒(méi)有光點(diǎn),若有,則執(zhí)行步驟(404),若沒(méi)有,則執(zhí)行步驟(405);
步驟(404),依據(jù)光點(diǎn)位置,設(shè)置信息系統(tǒng)的光標(biāo)位置;
步驟(405),判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)記錄有光點(diǎn),若是,則執(zhí)行步驟(406),若沒(méi)有,則執(zhí)行步驟(402);
步驟(406),觸發(fā)信息系統(tǒng)的左鍵抬起事件,并設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否;
步驟(407),判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)記錄有光點(diǎn),若否,則執(zhí)行步驟(408),若已經(jīng)記錄,則執(zhí)行步驟(409);
步驟(408),觸發(fā)信息系統(tǒng)的左鍵按下事件,設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為真;
步驟(409),判斷已有光點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)了設(shè)定的激發(fā)右鍵時(shí)間,以及光點(diǎn)位置是否保持不變,若是,則執(zhí)行步驟(410),若否,則執(zhí)行步驟(402);
步驟(410),觸發(fā)信息系統(tǒng)的右鍵單擊事件,設(shè)置已有光點(diǎn)記錄為否。
多光點(diǎn)觸摸控制裝置之光學(xué)控制器,包括,
按鍵模塊(501),各個(gè)按鍵有不同的按鍵id,存儲(chǔ)于微處理器模塊(502)中;
微處理模塊(502),具有微處理器和存儲(chǔ)器;存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)了不同按鍵id對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)身份id和光點(diǎn)顏色信息列表;
發(fā)射光源模塊(503),可以按照微處理器模塊(502)的控制發(fā)射出不同顏色的光束;
電源模塊(504),提供光學(xué)控制器運(yùn)行所需的能量;
光學(xué)控制器受控發(fā)光流程,包括如下步驟,
步驟(505),判斷是否有按鍵事件,若是,則執(zhí)行步驟(506),若否,則不做處理;
步驟(506),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里取出按鍵事件對(duì)應(yīng)的id;
步驟(507),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里由按鍵事件id取出對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)身份id;
步驟(508),在微處理模塊(502)存儲(chǔ)區(qū)里由光點(diǎn)身份id取出相對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)顏色信息;
步驟(509),由微處理模塊(502)控制發(fā)光模塊發(fā)射出相應(yīng)顏色的光束。
光學(xué)控制器的硬件組成,還包括,
按鍵(510);
微處理電路板(511);
發(fā)射光源(512);
電池(513)。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。