CN102566829A - 设有摄像头的触摸检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种基于光学原理的触摸屏。设有摄像头的触摸检测***，包括微型处理器***、发光装置、触摸位置检测模块，触摸位置检测模块包括摄像装置，摄像装置的信号输出端连接微型处理器***；发光装置的发光面朝向前方，形成一红外光光面；摄像装置的摄像头朝向前方，形成一摄像区域；红外光光面与摄像区域存在重合，形成一触摸区域。由于采用上述技术方案，本发明通过摄像处理的方式实现虚拟触摸的功能，具有结构简单、成本低廉等优点。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种基于光学原理的触摸屏。
背景技术
现在越来越多的设备上采用了触摸屏。触摸屏是一种操作便捷、直观的输入设备。但是现有的触摸屏面临体积较大、不便于安装、抗干扰能力差、易于损坏的问题。这些问题限制了操作人员对触摸屏功能选择的自由性、限制了触摸屏的使用环境。
随着光电技术的发展，电子设备对相关影像的识别和定位能力越来越强。比如，已有的激光虚拟键盘上的影像定位***具有较高的识别和定位能力，能够较为精确的获得操作人员的点击位置；现有的影像互动技术，也已经能够较好的对相关影像进行识别和定位。但是现有的影像互动技术结构复杂，成本高，不适合推广使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设有摄像头的触摸检测***，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
设有摄像头的触摸检测***，包括一微型处理器***、一发光装置、一触摸位置检测模块，其特征在于，所述触摸位置检测模块包括一摄像装置，所述摄像装置的信号输出端连接所述微型处理器***；
所述发光装置的发光面朝向前方，形成一红外光光面；所述摄像装置的摄像头朝向前方，形成一摄像区域；所述红外光光面与所述摄像区域存在重合，形成一触摸区域；
所述摄像装置采集所述触摸区域的摄像信息，并传输给所述微型处理器***，所述微型处理器***对所述摄像信息进行处理，当所述触摸区域内有触摸件触摸时，所述微型处理器***判断出所述触摸件的触摸点在所述摄像信息上的坐标信息，进而确定所述触摸点在所述触摸区域内的坐标信息。采用摄像装置采集触摸点的触摸信息，与传统的采用光学镜组的方式相比较，具有结构简单、成本低廉，识别效果好等优点。
所述微型处理器***接收所述摄像信息，判断出所述触摸区域内的触摸点至少有两个时，分别确定至少两个所述触摸点在所述触摸区域内的坐标信息，所述微型处理器***根据至少两个所述坐标信息，确定至少两个所述触摸点的触摸操作。
所述设有摄像头的触摸检测***还包括一投影装置，所述投影装置连接所述微型处理器***，所述投影装置所投射的画面形成一画面区域，所述画面区域位于所述触摸区域内。投影装置可以根据需要设定所投射的画面，也可以是微型处理器***控制投影装置的所投射的画面，所投射的画面可以是键盘画面、图片画面等。
所述触摸区域的面积大于所述显示区域的面积，且小于所述显示区域的面积的三分之四。以便投影装置所投射的画面全部位于触摸区域内，且不会因所形成的所述触摸区域过大而造成***运行负担。
所述显示区域与所述摄像区域重合。摄像装置用于摄制投影装置所投射的画面，将显示区域和摄像区域设置为重合，可避免摄像装置摄制不必要的画面。
为了实现触摸区域的手势控制，微型处理器***可以采用当前触摸手机放大或缩小图片等画面的处理方式，也可以采用如下方式：
所述微型处理器***接收所述摄像信息，判断出所述触摸区域内的触摸点有两个时，所述微型处理器***分别确定出两个所述触摸点的坐标信息，计算两个所述触摸点的当前距离；
所述微型处理器***将当前距离与上一时间计算的两个触摸点的前一距离进行比较，当前距离大于前一距离，则微型处理器***将放大画面指令传送给所述投影装置，所述投影装置放大所投射的画面；当前距离小于前一距离，则微型处理器***将缩小画面指令传送给所述投影装置，所述投影装置缩小所投射的画面。上述设计，可以实现对触摸区域中所投射的画面的简单放大或缩小。
当需要移动所述触摸区域的图像时，微型处理器***可以采用当前触摸手机滑动图片等画面的处理方式，也可以采用如下方式：
所述微型处理器***存储前一时刻的触摸点的坐标信息、存储当前时刻的触摸点的坐标信息、存储下一时刻的触摸点的坐标信息，所述微型处理器***将三个坐标信息进行比较，三个所述坐标信息处于同一直线上时，认为所述触摸件的触摸点的触摸操作为移动操作；
三个所述坐标信息趋于往右时，认为所述触摸点的触摸操作为向右移动，所述微型处理器***将所述右移指令传送给所述投影装置，所述投影装置右移所投射的画面；
三个所述坐标信息趋于往左时，认为所述触摸点的触摸操作为向左移动，所述微型处理器***将所述左移指令传送给所述投影装置，所述投影装置左移所投射的画面。上述设计，可以实现对触摸区域的所投射的画面简单移动。
所述触摸件可以为人的手指，也可以为其他触摸设备。优选人的手指，手指使用灵活，放大、缩小、移动触摸区域简单方便。
所述摄像装置可以采用基于COMS架构的摄像装置或采用基于CCD架构的摄像装置。
所述发光装置包括一排列成列的红外LED阵列。所述红外LED阵列呈条状。所述红外LED阵列上罩有一光准直罩体，所述光准直罩体呈一具有宽度的条状，在沿宽度方向的两端分别设有开口，且两个开口联通；所述红外LED阵列设置在一所述开口侧，另一所述开口朝向外部。采用红外LED作为发光装置，节能环保、成本低廉，采用光准直罩体后，大大减少了红外LED向上或向下发射红外线，使红外LED组成阵列可以在发光装置前方形成一近似水平的一个红外光光面。
所述投影装置的所投射的画面包括一键盘画面，所述摄像装置采集所述键盘画面的摄像信息；当所述触摸件触摸所述键盘画面中的按键时，所述微型处理器***根据所述摄像装置采集的摄像信息，确定触摸件的触摸点在键盘画面中的坐标信息。
本发明可以根据使用者手掌大小及键盘使用习惯自动调整键盘画面，本发明可以采用如下方式调整所述投影装置所投射的画面：
方式一：
所述投影装置的所投射的画面包括一标准键盘英文a～z的画面，所述微型处理器***提示使用者输入三个不同位置的字母；
所述微型处理器***通过触摸位置检测模块分别确定出至少三个不同触摸点的至少三个坐标信息，所述微型处理器***控制所述投影装置，调整键盘画面的大小及键盘画面上的按键的间距。上述方法可以实现自动调整键盘画面各按键的大小及间距，使得其符合使用者的使用特征。
所述微型处理器***计算三个所述坐标信息中两两之间的使用距离，当所述使用距离大于标准键盘上两个字母间的距离时，所述微型处理器***控制所述投影装置缩小键盘画面；
当所述使用距离小于标准键盘上两个字母键的距离时，所述微型处理器***控制所述投影装置放大键盘画面。
方式二：
当触摸点至少十次连续触摸键盘画面中的按键，至少有70％的几率触摸到至少两个按键时，所述微型处理器***控制所述投影装置放大所述键盘画面。
当触摸点至少十次连续触摸键盘画面中的按键，至少有70％的几率没有触摸到任何一个按键时，所述微型处理器***控制所述投影装置缩小所述键盘画面。
所述设有摄像头的触摸检测***还包括一按钮，所述按钮连接所述微型处理器***；所述微型处理器***接收到触发所述按钮的信号后，进入键盘调整程序。本发明只要触发按钮，微型处理器***可根据上述方式一、方式二的调整方式对键盘画面进行相应的调整。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明通过摄像处理的方式实现虚拟触摸的功能，具有结构简单、成本低廉等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1、图2，设有摄像头的触摸检测***，包括微型处理器***1、发光装置3、触摸位置检测模块，触摸位置检测模块包括摄像装置4，摄像装置4的信号输出端连接微型处理器***1；发光装置3的发光面朝向前方，形成一红外光光面；摄像装置4的摄像头朝向前方，形成一摄像区域；红外光光面与摄像区域存在重合，形成一触摸区域5；摄像装置4采集触摸区域5的摄像信息，并传输给微型处理器***1，微型处理器***1对摄像信息进行处理，当触摸区域5内有触摸件触摸时，微型处理器***1判断出触摸件的触摸点在摄像信息上的坐标信息，进而确定触摸点在触摸区域5内的坐标信息。采用摄像装置4采集触摸点的触摸信息，与传统的采用光学镜组的方式相比较，具有结构简单、成本低廉，摄像效果好等优点。本发明可以用在具有画面的设备上，如显示器上。将本发明放置的显示器的一侧，触摸区域5即为显示器的显示画面区域；摄像装置4的摄像头41拍摄显示画面区域。通过本发明的采集触摸件功能，可以将没有触摸功能的显示器成为具有触摸功能的显示器，实现极其简单方便，成本低廉，便于推广使用。摄像装置4可以采用基于COMS架构的摄像装置或采用基于CCD架构的摄像装置。发光装置3包括一排列成列的红外LED阵列所述红外LED阵列呈条状。红外LED阵列上罩有一光准直罩体，光准直罩体呈一具有宽度的条状，在沿宽度方向的两端分别设有开口，且两个开口联通；红外LED阵列设置在一开口侧，另一开口朝向外部。采用红外LED作为发光装置，节能环保、成本低廉，采用光准直罩体后，大大减少了红外LED向上或向下发射红外线，使红外LED组成阵列可以在发光装置前方形成一近似水平的一个红外光光面。红外LED阵列中的红外LED采用扁平LED封装的红外LED。红外LED阵列中相邻的两个红外LED发出的红外线所投射的区域存在重合。红外LED阵列中相邻的两个红外LED的排列方式采用红外线所投射的区域存在重合的方式排列。以便保证在发光装置3前方形成的红外光光面无盲区。
设有摄像头的触摸检测***还包括投影装置6，投影装置6连接微型处理器***1。投影装置6所投射的画面形成一画面区域，画面区域位于触摸区域内5。投影装置6可以根据需要设定所投射的画面，也可以是微型处理器***1控制投影装置6的所投射的画面，所投射的画面可以是键盘画面、图片画面等。触摸区域5的面积大于显示区域的面积，且小于显示区域的面积的三分之四。以便投影装置6所投射的画面全部位于触摸区域内，且不会因所形成的触摸区域5过大而造成***运行负担。显示区域与摄像区域重合。摄像装置4用于摄制投影装置所投射的画面，将显示区域和摄像区域设置为重合，可避免摄像装置摄制不必要的画面。
微型处理器***1接收摄像信息，判断出触摸区域5内的触摸点至少有两个时，分别确定至少两个触摸点在触摸区域5内的坐标信息，微型处理器***1根据至少两个坐标信息，确定至少两个触摸点的触摸操作。为了实现触摸区域5的手势控制，微型处理器***1可以采用当前触摸手机放大或缩小图片等画面的处理方式，也可以采用如下方式：微型处理器***1接收摄像信息，判断出触摸区域5内的触摸点有两个时，微型处理器***1分别确定出两个触摸点的坐标信息，计算两个触摸点的当前距离；微型处理器***1将当前距离与上一时间计算的两个触摸点的前一距离进行比较，当前距离大于前一距离，则微型处理器***1将放大画面指令传送给投影装置6，投影装置6放大所投射的画面；当前距离小于前一距离，则微型处理器***1将缩小画面指令传送给投影装置6，投影装置6缩小所投射的画面。上述设计，可以实现对触摸区域5中所投射的画面的简单放大或缩小。
当需要移动触摸区域5的图像时，微型处理器***1可以采用当前触摸手机滑动图片等画面的处理方式，也可以采用如下方式：微型处理器***1存储前一时刻的触摸点的坐标信息、存储当前时刻的触摸点的坐标信息、存储下一时刻的触摸点的坐标信息，微型处理器***1将三个坐标信息进行比较，三个坐标信息处于同一直线上时，认为触摸件的触摸点的触摸操作为移动操作；至少三个坐标信息趋于往右时，认为触摸点的触摸操作为向右移动微型处理器***1将右移指令传送给投影装置6，投影装置6右移所投射的画面；至少三个坐标信息趋于往左时，认为触摸点的触摸操作为向左移动，微型处理器***1将左移指令传送给投影装置6，投影装置6左移所投射的画面。触摸件可以为人的手指，也可以为其他触摸设备。优选人的手指，手指使用灵活，放大、缩小、移动触摸区域5简单方便。
投影装置6的所投射的画面包括一键盘画面，摄像装置4采集键盘画面的摄像信息，当触摸件触摸键盘画面中的按键时，微型处理器***1确定触摸件的触摸点在键盘画面上的坐标信息。本发明可以根据使用者手掌大小及键盘使用习惯自动调整键盘画面，本发明可以采用如下方式调整投影装置6所投射的画面。设有摄像头的触摸检测***还包括一按钮，按钮连接微型处理器***1。微型处理器***1接收到触发按钮的信号后，进入键盘调整程序，允许按照如下方式一、方式二所讲述的方式进行调整。
方式一：投影装置6的所投射的画面包括标准键盘英文a～z的画面，微型处理器***1提示使用者输入三个不同位置的字母；例如a、b、p；微型处理器***1可以要求使用者按照标准键盘输入指法输入三个不同位置的字母。投影装置6所投射的画面可以包括一提示画面，用以提示使用者按照标准键盘输入指法输入至少三个不同位置的字母。微型处理器***1还可以连接一语音提示装置，语音提示装置用以提示使用者按照标准键盘输入指法输入至少三个不同位置的字母。微型处理器***1通过触摸位置检测模块分别确定出至少三个不同触摸点的至少三个坐标信息，微型处理器***1控制投影装置6，调整键盘画面的大小及键盘画面上的按键的间距。微型处理器***1计算三个坐标信息两两之间的使用距离，当使用距离大于标准键盘上两个字母间的距离时，微型处理器***1控制投影装置6缩小键盘画面。当使用距离小于标准键盘上两个字母键的距离时，微型处理器***1控制投影装置6放大键盘画面。上述方法可以实现自动调整键盘画面各按键的大小及间距，使其符合使用者的使用特征。
方式二：触摸点连续至少十次触摸键盘画面中的按键时，当有至少有70％的几率触摸到至少两个按键时，微型处理器***1控制投影装置6放大键盘画面；当至少有70％的几率没有触摸到任何一个按键时，微型处理器***1控制投影装置6缩小键盘画面。投影装置6的所投射的画面可以同时包括键盘画面和其他画面，所投射的画面可以与手机的短信输入画面类似。使用者可以触摸键盘画面来输入相关信息，使用者也可以触摸其他画面来控制投影装置6的所投射的画面，本发明可以完全不用显示屏，使本发明成为一完全虚拟触摸显示功能的装置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (14)
1.设有摄像头的触摸检测***，包括一微型处理器***、一发光装置、一触摸位置检测模块，其特征在于，所述触摸位置检测模块包括一摄像装置，所述摄像装置的信号输出端连接所述微型处理器***；
所述发光装置的发光面朝向前方，形成一红外光光面；所述摄像装置的摄像头朝向前方，形成一摄像区域；所述红外光光面与所述摄像区域存在重合，形成一触摸区域；
所述摄像装置采集所述触摸区域的摄像信息，并传输给所述微型处理器***，所述微型处理器***对所述摄像信息进行处理，当所述触摸区域内有触摸件触摸时，所述微型处理器***判断出所述触摸件的触摸点在所述摄像信息上的坐标信息，进而确定所述触摸点在所述触摸区域内的坐标信息。
2.根据权利要求1所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述微型处理器***接收所述摄像信息，判断出所述触摸区域内的触摸点至少有两个时，分别确定至少两个所述触摸点在所述触摸区域内的坐标信息，所述微型处理器***根据至少两个所述坐标信息，确定至少两个所述触摸点的触摸操作。
3.根据权利要求1所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述摄像装置采用基于COMS架构的摄像装置。
4.根据权利要求1所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述发光装置包括一排列成列的红外LED阵列，所述红外LED阵列呈条状；
所述红外LED阵列上罩有一光准直罩体，所述光准直罩体呈一具有宽度的条状，在沿宽度方向的两端分别设有开口，且两个开口联通；所述红外LED阵列设置在一所述开口侧，另一所述开口朝向外部。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述设有摄像头的触摸检测***还包括一投影装置，所述投影装置连接所述微型处理器***，所述投影装置所投射的画面形成一画面区域，所述画面区域位于所述触摸区域内。
6.根据权利要求5所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述触摸区域的面积大于所述显示区域的面积，且小于所述显示区域的面积的三分之四。
7.根据权利要求5所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述微型处理器***接收所述摄像信息，判断出所述触摸区域内的触摸点有两个时，所述微型处理器***分别确定出两个所述触摸点的坐标信息，计算两个所述触摸点的当前距离；
所述微型处理器***将当前距离与上一时间计算的两个触摸点的前一距离进行比较，当前距离大于前一距离，则微型处理器***将放大所投射的画面指令传送给所述投影装置，所述投影装置放大所述所投射的画面；当前距离小于前一距离，则微型处理器***将缩小所投射的画面指令传送给所述投影装置，所述投影装置缩小所述所投射的画面。
8.根据权利要求6所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述微型处理器***存储前一时刻的触摸点的坐标信息、存储当前时刻的触摸点的坐标信息、存储下一时刻的触摸点的坐标信息，所述微型处理器***将三个坐标信息进行比较，三个所述坐标信息处于同一直线上时，认为所述触摸件的触摸点的触摸操作为移动操作；
三个所述坐标信息趋于往右时，认为触摸点的触摸操作为向右移动，所述微型处理器***将右移指令传送给所述投影装置，所述投影装置右移所述所投射的画面；
三个所述坐标信息趋于往左时，认为触摸点的触摸操作为向左移动，所述微型处理器***将左移指令传送给所述投影装置，所述投影装置左移所述所投射的画面。
9.根据权利要求6所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述投影装置的所投射的画面包括一键盘画面，所述摄像装置采集所述键盘画面的摄像信息；当所述触摸件触摸所述键盘画面中的按键时，所述微型处理器***根据所述摄像装置采集的摄像信息，确定触摸件的触摸点在键盘画面中的坐标信息。
10.根据权利要求9所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，还包括一按钮，所述按钮连接所述微型处理器***；
所述微型处理器***接收到触发所述按钮的信号后，进入键盘调整程序。
11.根据权利要求10所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述投影装置的所投射的画面包括一标准键盘英文a～z的画面，所述微型处理器***提示使用者输入三个不同位置的字母；
所述微型处理器***通过触摸位置检测模块分别确定出至少三个不同触摸点的至少三个坐标信息，所述微型处理器***控制所述投影装置，调整键盘画面的大小及键盘画面上的按键的间距。
12.根据权利要求11所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述微型处理器***计算三个所述坐标信息中两两之间的使用距离，当所述使用距离小于标准键盘上两个字母键的距离时，所述微型处理器***控制所述投影装置放大键盘画面。
13.根据权利要求11所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，所述微型处理器***计算三个所述坐标信息中两两之间的使用距离，当所述使用距离大于标准键盘上两个字母间的距离时，所述微型处理器***控制所述投影装置缩小键盘画面。
14.根据权利要求10所述的设有摄像头的触摸检测***，其特征在于，当触摸点至少十次连续触摸键盘画面中的按键时，至少有70％的几率触摸到至少两个按键时，所述微型处理器***控制所述投影装置放大所述键盘画面。
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