CN101770314A - 红外一字激光多点触摸屏装置及触摸定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零压力，大屏幕的多点触摸装置及定位方法，其目的是提供一种支持多点触摸的触摸屏装置和一种对多点触摸进行识别和定位的方法。它包括：透明的触摸面板，红外一字激光器，投影软幕，红外摄像头，红外带通滤镜，投影仪和计算机。红外一字激光器在触摸屏表明形成一层红外线平面，手指等物体贴近触摸屏时，红外线平面上的红外线被反射，形成亮点，红外摄像头捕捉到这些亮点，并将画面传给计算机，计算机对这些画面进行处理和分析，识别出触摸事件及其位置，然后调用相应的指令，作出反馈，并生产新的图像，然后将新的图像通过投影仪投射到投影软幕上。

Description

红外一字激光多点触摸屏装置及触摸定位方法

技术领域

本发明涉及一种多点触摸屏装置电子设备，该设备能区分一个或者多个触摸点，并能对这一个或者多个触摸点进行定位.

背景技术

触摸技术已经在各种电子设备中广泛使用，用来操作电子设备实现各种功能.在计算机应用***中，触摸输入起到了替代键盘和鼠标进行输入控制的功能，让操作过程更加直观.通常，触摸屏包含一个覆盖显示屏可视区域的透明触摸板，一个控制器和相应的驱动软件，触摸板捕捉触摸事件，并把触摸信号传送到控制器，控制器对信号进行处理，然后把触摸事件和触摸位置数据传给计算机，计算机对触摸事件进行解释并做出对此触摸事件的反馈.

目前常见的触摸技术有：电容式，电阻式，超声波式，红外光栅式等.在电容式的技术中，触摸屏表面覆盖一层能储存电荷的透明膜，当有触摸事件发生时，触摸点的电荷会发生变化，通过测量电荷可以确定触摸事件发生的位置；在电阻式的技术中，触摸板的表面有一层透明导电膜，还有一层透明的带有水平和垂直电极的透明电阻层膜，有触摸事件时，这两层相应的位置会发生接触，通过在水平和垂直方向施加电压，得到代表触摸位置的电压输出，测量这个电压便能得到相应的位置编码；红外光栅触技术通过在水平和垂直方向设置红外收发LED对，形成交叉光栅，有触摸事件发生时，某些光栅被遮挡，导致某些LED接收不到红外光线，通过测定水平和垂直位置红外接收LED的导通情况便可确定触摸事件的发生位置.目前这些技术都不能很好的解决多个触摸事件同时发生时判定触摸事件发生位置的问题.

此外，目前也有几种多点触摸技术：其中一种是电容式，通过增加触摸板上每个微电容单元的引线，然后检测触摸板上每个电容单元的电容变化，实现触摸板上同时发生却在不同位置的触摸事件，并对每个触摸事件进行位置判定；另外一种是电容式，同样是通过增加触摸板上每个应变单元的引线数目，通过测定每个应变单元的电阻变化来判定触摸事件的位置.目前，这两种技术只适用于小尺寸的触摸屏，如果要用目前的这些技术实现大屏幕的多点触摸，触摸板的制作难度大，控制电路的复杂程度高.除以上两种技术外，还有一种技术，该技术应用压克力等材料的全内反射的特性，通过在触摸板的四周设置红外LED光带，把红外光照射进压克力面板中，有触摸事件发生时，触摸板的全内反射特性遭到破坏，触摸位置处有会有红外线被反射，此时，至于触摸板下方的红外摄像头捕捉到被反射的红外线，然后，摄像头捕捉到的画面被传送到电脑，电脑对图像进行触摸，判定出触摸点的位置.这项技术的制作和设置比较复杂，需要有LED光带，触摸板上还要均匀的涂上一层硅胶，而且，触摸事件需要有一定的触摸力度才会发生，手指等物体的压力不够时，容易出现触摸点无法判定或者消失的情况.

鉴于上述现有技术的局限性，提供一种能支持大尺寸触摸屏，而且能实现零压力的多点触摸技术显得非常必要.

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种零压力，大尺寸的多点触摸屏装置.

本发明的第二个目的是提供一种上使用上述零压力，大尺寸多点触摸屏装置实现同时多点触摸事件识别和位置判定的方法.

为了实现上述的第一个目的，可以采用以下适用于手指触摸的技术方案

红外一字激光多点触摸屏装置，它包括：

一块透明触摸屏；

一块投影软幕，置于触摸屏下方；

多个红外一字激光发生器，生产红外线平面；

一个红外摄像头，位于触摸屏和投影软幕下方，并可以拍摄到整个触摸屏；

一个红外带通滤镜，至于红外摄像头镜头前，用于过滤环境光；

一台投影仪，该投影仪位于触摸屏和投影软幕的背面，用于向投影软幕投射图像；

一台计算机，用于接收摄像头的捕捉到的画面，并对接受到的画面进行图像处理，判定触摸事件发生的位置，并对触摸事件进行分析和处理，然后把处理后的图像通过投影仪投射到投影软幕上.

红外摄像头捕捉触摸事件，并把信号传给计算机，计算机对这些信号进行分析和处理，识别触摸事件并判定触摸事件的位置，然后执行相应的操作，再把操作后的图像通过投影仪投射到投影软幕上.

为了实现上述第二个目的，可以采用以下方法：

该方法包括：红外摄像头接收原始图像数据，该图像数据包含由于触摸事件而产生的红外线亮点，该方法还包括对触摸屏由于触摸事件而产生的红外线亮点数据的预处理，保留有效的数据，并进行分析，以确定触摸到的目标.该方法还包括把当前数据和以前的图像进行比较，以确定触摸屏上触摸目标的变量.

本发明实现多点触摸事件位置判定主要包含以下步骤：

(1)启动计算机，投影仪，红外摄像头和红外一字激光发生器；

(2)投影仪将计算机产生的图像投射到投影软幕；

(3)触摸事件发生，红外摄像头拍摄触摸屏上的原始图像数据；

(4)红外摄像头将拍摄到的图像数据传给计算机，计算机对原始图像数据进行降噪和调节对比度处理，识别出触摸点；

(5)计算机对这些触摸点对应的触摸事件做出反馈，执行相应的动作和命令，并生产新的图像；

(6)重复步骤(2)-(5)，开始新的循环.

采用本发明的红外一字激光多点触摸屏装置，并使用本发明的多点触摸事件的识别和位置判定方法，触摸屏装置就能同时识别多个触摸事件并判定其位置；在此基础上，根据触摸点坐标位置的变化，可以识别出各个触摸点的运动方向和路径，并由此给不同的触摸动作以不同的功能定义，比如：如果两个触摸点中有一个固定不变，另一个的位置发生变化，由此可以对图片进行缩放和旋转；一个触摸点作波浪形运动则可以定义为调出某个操作菜单等等.具体的动作定义可以根据需要来设置.

附图说明

本发明是通过以下附图进一步描述，其中相同的附图标记表示相同的结构部件：

图1是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置的一个实施例结构图.

图2是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置的触摸事件捕捉原理图.

图3是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置在实际使用中摄像头播种到的图像.

图4是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置的在实际使用中计算机对摄像头捕捉到的图像进行分析和处理后得到的触摸事件输入点的图像.

图5是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置实施例的流程图。

图6是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置进行超大屏拼接的结构图.

图7是本发明中红外一字激光多点触摸屏装置进行超大屏拼接实施例的流程图.

具体实施方式

实施例1：

图1是本发明的其中一个实施例结构示意图.该装置包括：

一块透明触摸屏3；

四个红外一字激光发生器1，激光波长为980纳米，分别置于触摸屏3的四个角落，红外一字激光发生器1在触摸屏3表面1毫米高的位置形成一个红外线平面2，当有触摸物体如手指贴近触摸屏3表面时，红外线被手指反射，形成红外线两点；

一块投影软幕4，贴于触摸屏3下方，用于接受投影仪5投射的图像；

一个红外摄像头6，用于捕捉被手指反射的红外线形成的亮点，并把图像传到计算机；

一块红外带通滤镜7，置于红外摄像头6镜头的上方，用于过滤980纳米以外的环境光线，防止产生误判；

一个投影仪5，用于把计算机里的图像投射到投影软幕4上.

图2是图1所示触摸屏装置捕捉触摸事件并进行定位的原理图.红外一字激光发生器1在触摸屏3表面形成一个红外线平面2，当手指贴近触摸屏3时，触摸事件发生位置的红外线被手指反射，形成红外线亮点，此时，置于触摸屏3下方的红外摄像头摄像头6捕捉到亮点，并把图像传给计算机，计算机对图像进行处理，分析并识别触摸事件及触摸事件发生的位置，完成对触摸事件的识别和定位.

本实施例实现多点触摸事件捕捉和判定的流程如下(参见图5)：

(1)启动计算机，投影仪，红外摄像头和红外一字激光发生器21；

(2)投影仪将计算机产生的图像投射到投影软幕22；

(3)触摸事件发生，红外摄像头拍摄触摸屏上的原始图像数据23；

(4)红外摄像头将拍摄到的图像数据传给计算机，计算机对原始图像数据进行降噪和调节对比度处理，识别出触摸点24；

(5)计算机对这些触摸点对应的触摸事件做出反馈，执行相应的动作和命令，并生产新的图像25；

(6)重复步骤(2)-(5)，开始新的循环.

使用本发明的红外一字激光多点触摸屏装置和多点触摸定位方法，可以实现各种多点触摸操作。

实施例2：

当单一的红外一字激光多点触摸屏装置不能满足需求时，可以利用实施例1中所示的红外一字多点触摸屏装置进行图6所示的拼接.

该超大尺寸红外一字激光多点触摸屏装置包括：

一块超大尺寸的透明触摸屏3；

八个红外一字激光发射器1，激光波长为980纳米，用于在超大尺寸触摸屏3表面1毫米高处生产红外线平面2；

一块超大尺寸投影软幕4，贴于超大尺寸触摸屏3下方；多个投影仪5，将已经由计算机进行分割的图像投影到投影软幕4上；

每个摄像头6镜头前放置一块红外带通滤镜7，过滤掉干扰光线；多个红外摄像头6，用于捕捉触摸事件，并将图像传到计算机，计算机对这些图像进行拼接处理，判断出触摸事件及其发生的位置，并调用相应指令.

所有的投影仪5和红外摄像头6做到无缝拼接，正好覆盖整个触摸屏3.

本实施例实现超大屏多点触摸事件捕捉和判定的流程如下(参见图7)：

(1)启动计算机，投影仪，红外摄像头和红外一字激光发生器41；

(2)投影仪将计算机产生的图像投射到投影软幕42；

(3)触摸事件发生，红外摄像头拍摄触摸屏上的原始图像数据43；

(4)红外摄像头将拍摄到的图像数据传给计算机44；

(5)计算机对多个红外摄像头获取的图像进行拼接，并进行降噪等处理，识别出触摸点45；

(6)计算机对这些触摸点对应的触摸事件做出反馈，执行相应的动作和命令，并生产新的图像46；

(7)计算机通过程序对图像进行分割，并传送到相应的投影仪47；

(8)重复步骤(2)-(7)，开始新的循环.

Claims (4)

1.一种多点触摸屏装置，其特征包括：

一块透明触摸屏；

一个或多个红外一字激光发生器，用于产生红外线平面；

一台投影仪，用于投身计算机图像；

一个红外摄像头，用于捕捉触摸事件；

一块红外带通滤镜，用于过滤环境光干扰；

一块投影软幕，贴于触摸屏下方，用于接受投影仪投射到图像；

一台计算机，用于接收并处理红外摄像头捕捉到的图像，并进行分析处理，然后将新生产的图像通过投影仪投射到投影软幕上。

手指等物体贴近触摸屏，红外线平面的红外线被反射，形成亮点，红外摄像头将捕捉到图像并传给计算机，计算机通过相应软件对图像进行处理和分析，识别触摸事件并定位，然后调用相应命令，并生产新的图像，然后将图像传给投影仪，投影仪把新生成的图像投射到投影软幕上，形成一次完整的触摸操作。

2.一种多点触摸屏装置，其特征包括：

一块超大触摸屏；

多个红外一字激光发生器，由于产生红外线平面；

多台投影仪，用于投射计算机图像到各自对应区域的投影软幕上；

多个红外摄像头，由于捕捉各自对应区域的触摸事件；

多块红外带通滤镜，由于过滤环境光对各个摄像头的干扰；

一块超大投影软幕，贴于超大触摸屏下方，由于接收投影仪投射的图像；

一台计算机，由于接收并处理多个红外摄像头捕捉到的影像，并进行拼接，处理和分析，然后产生新的图像，并对新图像进行分割，传送到相应的投影仪，投射到超大投影软幕的相应区域.

手指等物体贴近超大触摸屏，红外线平面的红外线被反射，形成亮点，各个红外摄像头将捕捉到图像并传给计算机，计算机通过相应软件对图像进行拼接，处理和分析，识别触摸事件并定位，然后调用相应命令，并生产新的图像，然后将图像分割并传给相应的投影仪，各个投影仪把新生成的图像投射到投影软幕上，形成一次完整的触摸操作。

3.一种使用如权利要求1所示的触摸屏装置实现多点触摸到方法，其特征包含以下步骤：

(1)启动计算机，投影仪，红外摄像头和红外一字激光发生器21；

(2)投影仪将计算机产生的图像投射到投影软幕22；

(3)触摸事件发生，红外摄像头拍摄触摸屏上的原始图像数据23；

(4)红外摄像头将拍摄到的图像数据传给计算机，计算机对原始图像数据进行降噪和调节对比度处理，识别出触摸点24；

(5)计算机对这些触摸点对应的触摸事件做出反馈，执行相应的动作和命令，并生产新的图像25；

(6)重复步骤(2)-(5)，开始新的循环。

4.一种使用如权利要求2所示的触摸屏装置实现多点触摸的方法，其特征是超大触摸屏和超大投影软幕已经多台投影仪和摄像头的拼接，其实施步骤如下：

(1)启动计算机，投影仪，红外摄像头和红外一字激光发生器41；

(2)投影仪将计算机产生的图像投射到投影软幕42；

(3)触摸事件发生，红外摄像头拍摄触摸屏上的原始图像数据43；

(4)红外摄像头将拍摄到的图像数据传给计算机44；

(5)计算机对多个红外摄像头获取的图像进行拼接，并进行降噪等处理，识别出触摸点45；

(6)计算机对这些触摸点对应的触摸事件做出反馈，执行相应的动作和命令，并生产新的图像46；

(7)计算机通过程序对图像进行分割，并传送到相应的投影仪47；

(8)重复步骤(2)-(7)，开始新的循环.。

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