CN107229377A - 大视角反射成像触控*** - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例中公开了一种大视角反射成像触控***,尤其是指一种大视角反射成像触控***,该方法包括:光学控制器(101)、(102),信息处理器(103)和光学显示器(104)。用户通过控制不同的光学控制器(101)、(102),发射出不同光学特征的光点(105)、(106)至显示屏幕;多光点触摸装置能够识别出显示屏幕(104)上的各个不同光点,以及它们的移动、明灭等特征;通过将多个光点的移动、明灭特征对应为信息***的多个光标移动、点击事件,本装置实现了使用多个光点作为多点触摸控制输入。利用本发明所述的设备和方法,用户可以方便的实现大范围内的多点触摸,并且每个触摸光束之间可以穿透而互相无任何干扰,表现出来极优的控制速度和流畅性。
Description
技术领域
本发明涉及光学触摸屏,尤其是指大视角反射成像触控***。
背景技术
本人在申请号为2009101630727所描述的专利中公开了一种大视角反射成像触控***。该装置将人的触摸控制从触屏旁边解放出来:使用者用激光束作为控制器,只要把“光点”发射到触屏上,就能实现对触屏的遥控点击触摸。使用该装置,人们既可以在屏幕跟前实现操作,也可以离开屏幕实现操作。
使用该装置,为了在离开屏幕较远的位置能够看到激光点,需要将光点的亮度调亮,但由于激光束强度较高,如果使用者在屏幕跟前操作时间过长,会感觉到激光点的晃眼现象。
因此,人们需要得到一种设备,使得既能在离屏操作时能够清楚的看到激光点,又能在屏幕跟前操作时不受到晃眼的光点影响。这就需要一套装置能够兼容不同波长的光源实现对屏幕的触控操作。尤其是离开屏幕的时候需要可见的强光操作,以及在屏幕跟前使用不可见的红外光操作。
本人在申请号为200910169840X所描述的专利中公开了一种基于光学原理进行多点触摸控制的装置。该装置能同时兼容多种波长的光源实现触屏操作。
该专利使用多个摄像机同时工作,在每一个摄像机前面使用不同波长的滤光片,用以兼容不同波长的光源触屏操作。在实际使用中增加了成本,以及使用的复杂性。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的主要目的在于提供一种大视角反射成像触控***,尤其是指一种利用同一台摄像机实现兼容多种光源控制的光学触摸屏,从而解决了如前所述现有光学触摸屏方案面临的问题。
采用本新型所示的方法,由于兼容多种波长的控制光源,使得用户可以依据自己的需要选择控制光源,从而获得良好的触控效果。
例如,选择可见激光用于离屏操作,以及选择不可见红外光用于在屏幕跟前的操作,这就使得用户既能在离屏操作时能够清楚的看到激光点,又能在屏幕跟前操作时不受到晃眼的光点影响。
为达到上述目的,本新型实施例中的技术方案是这样实现的:
一种大视角反射成像触控***,其包括,
光学控制器(101)和(102),用于发送具有独特颜色特征的光学控制信号,将光学控制信号接射向光学显示器(104)形成具有独特身份标识的光点(105)和(106);
信息处理器(103),包括信息处理核心(107),光点识别模块(108)和视频控制模块(109);
光学显示器(104),用于显示信息。
其特征在于,所述光学控制器(101)、(102),还包括,激光发射器;激光发射器上有激光灯开关控制按钮,一旦按下则激光灯打开,分别发射激光束至(104)形成常亮的光点(105)、(106);激光发射器上激光灯控制按钮抬起,则激光灯关闭,(105)、(106)灭;所述激光发射器还包括,激光笔、翻页激光笔、激光教鞭、激光指示器、激光手电。
其特征在于,所述的具有独特身份标识的光点(105)、(106),分别依据发光控制器所发射的不同颜色光束的中心波长,作为光点的身份标识;这些不同中心波长的光点可以被后面所述的光点识别***识别区分出来。
其特征在于,信息处理器(103)识别所述光点(105)和(106)所携带的控制信息,进行处理,将处理的结果在光学显示器(104)中显示;其信息处理核心(107)具有微处理器和存储器;存储器存储有光点(105)和(106)的光学特征所对应的信息***处理事件列表;由微处理器依据该列表进行解释、处理,最终将处理结果用文字、图表、视频、声音等方式通过所连接的外设如视频控制模块(109)和网络设备进行输出。
其特征在于,所述光点(105)和(106)所携带的控制信息,还包括,利用不同的光点特征携带不同的控制信息。
其特征在于,光点(105)和(106)的特征,还包括,光点的明灭状态、在光学显示器(104)上的位置信息。
其特征在于,多光点触摸控制装置光点特征与信息***处理事件的对应关系列表,包括如下关系,
光点特征(303),为光点(105)的亮或灭特征;
消息事件(304),为光点特征(303)映射的信息***处理事件:鼠标1的左键按下或抬起事件;
光点特征(305),为光点(105)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(306),为光点特征(305)映射到信息***处理事件:将光标1移动到光点(105)指示的位置;
光点特征(307),为光点(105)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(308),为光点特征(307)映射到信息***处理事件:鼠标1右键单击;
光点特征(309),为光点(106)的亮或灭特征;
消息事件(310),为光点特征(309)映射的信息***处理事件:鼠标2的左键按下或抬起事件;
光点特征(311),为光点(106)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(312),为光点特征(311)映射到信息***处理事件:将光标2移动到光点(106)指示的位置;
光点特征(313),为光点(106)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(314),为光点特征(313)映射到信息***处理事件:鼠标2右键单击。
其特征在于,微处理器在依据光点(105)和(106)的光学特征所对应的信息***处理事件列表进行解释、处理的过程中,其对每一个具有独特身份特征的光点处理的流程都是一样的,包括如下步骤,
步骤(401),设置已有光点记录为否;
步骤(402),摄像头抓取新图;
步骤(403),识别***判断步骤(402)所得的新图里面有没有光点,若有,则执行步骤(404),若没有,则执行步骤(405);
步骤(404),依据光点位置,设置信息***的光标位置;
步骤(405),判断***是否已经记录有光点,若是,则执行步骤(406),若没有,则执行步骤(402);
步骤(406),触发信息***的左键抬起事件,并设置已有光点记录为否;
步骤(407),判断***是否已经记录有光点,若否,则执行步骤(408),若已经记录,则执行步骤(409);
步骤(408),触发信息***的左键按下事件,设置已有光点记录为真;
步骤(409),判断已有光点的持续时间是否超过了设定的激发右键时间,以及光点位置是否保持不变,若是,则执行步骤(410),若否,则执行步骤(402);
步骤(410),触发信息***的右键单击事件,设置已有光点记录为否。
其特征在于,光点识别模块(108)由数个滤光片和摄像头(112)组成;滤光片(110)和(111)分别能够透过光学控制器(101)和(102)所发射的中心波长的光束,而滤掉其他波长的光线。
其特征在于,摄像头(112)还包括,CMOS或者CCD摄像头,用其对整个光学显示(104)区域进行拍摄,将数字图像输入信息处理核心(107)进行识别处理,最终提取出光点(105)和(106)的特征信息。
其特征在于,所述光学显示器还包括,使用投影仪投影。
其特征在于,多光点触摸控制装置之光学控制器,包括,
按键模块(501),其内部的各个按键有不同的按键ID,存储于微处理模块(502)中;
微处理模块(502),具有微处理器和存储器;存储器里存储了不同按键ID对应的光点身份ID和光点颜色信息列表;
发射光源模块(503),可以按照微处理模块(502)的控制发射出不同颜色的光束;
电源模块(504),提供光学控制器运行所需的能量;
光学控制器受控发光流程,包括如下步骤,
步骤(505),判断是否有按键事件,若是,则执行步骤(506),若否,则不做处理;
步骤(506),在微处理模块(502)存储区里取出按键事件对应的ID;
步骤(507),在微处理模块(502)存储区里由按键事件ID取出对应的光点身份ID;
步骤(508),在微处理模块(502)存储区里由光点身份ID取出相对应的光点颜色信息;
步骤(509),由微处理模块(502)控制发光模块发射出相应颜色的光束;
光学控制器的硬件组成,还包括,
一按键(510);
一微处理电路板(511);
一发射光源(512);
一电池(513)。
其特征在于,使用多光点触摸装置的控制过程,包括以下步骤,
步骤(201),使用者通过按动手中的光学控制器按钮来控制发射不同光学特征光束的开/关,从而控制射到显示屏幕上不同光学特征光点的亮/灭;通过转动手中光学控制器射出特征光束的方向,来控制显示屏幕上不同光学特征光点的位置;
步骤(202),摄像头不断扫描、取得投影区域的图像数据;光点识别***依据图像数据识别出不同身份光点的亮/灭、位置特征;
步骤(203),信息处理器依据光点特征与信息***处理事件的对应关系,触发相应的信息***处理事件,实现多点触摸。
附图说明
图1为本发明实施例所述的大视角发射成像触控***组成图;
图2为本发明实施例所述的大视角发射成像触控***工作流程图;
图3为本发明实施例所述的大视角发射成像触控***之光点特征与信息***处理事件的对应关系图;
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白,下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
首先,介绍一下多光点触摸控制装置的工作原理:
用户通过控制不同的光源,发射出不同光学特征的光点至显示屏幕;多光点触摸装置里面依据各光点的不同光学特征给每种光点记录有独特的身份标识;多光点触摸装置能够识别出显示屏幕上的各个不同光点,以及它们的移动、明灭等特征;通过将光点的移动、明灭特征对应为信息***的光标移动、点击事件,多光点触摸装置能把每一个光点作为一个单独的触摸控制点;这样,用户使用多个光点就可以作为多点触摸控制输入。
多光点触摸控制装置的***结构:
图1所示为光点触摸控制装置***结构图,包括光学控制器(101)、(102),信息处理器(103)和光学显示器(104);
(101)为光学控制器,可以采用普通的650nm激光灯,激光灯功率小于5毫瓦,符合民用标准;(101)上有激光灯开关控制按钮,一旦按下则激光灯打开,发射激光束至(104)形成常亮的光点(105);(101)上激光灯控制按钮抬起,则激光灯关闭,(105)灭;
(102)为光学控制器,可以采用普通的532nm激光灯,激光灯功率小于5毫瓦,符合民用标准;(102)上有激光灯开关控制按钮,一旦按下则激光灯打开,发射激光束至(104)形成常亮的光点(106);(102)上激光灯控制按钮抬起,则激光灯关闭,(106)灭;
(103)为信息处理器,包括信息处理核心(107),光点识别模块(108)和视频控制模块(109);
信息处理核心(107)可以采用Intel或者AMD或者ARM等微处理平台,具有微处理器和存储器功能,存储有光点特征所对应的处理消息,由微处理器进行解释、处理;并可以连接各种外设,将处理结果用文字、图表、视频、声音等方式进行音视频输出,例如光点识别模块(108)和视频控制模块(109),以及网络设备等;
光点识别模块(108)由滤光片(110)、(111)和摄像头(112)组成;其中,(110)采用能够透过光学控制器(101)所采用的激光灯中心波长的滤光片,滤掉其他波长的可见光;(111)采用能够透过光学控制器(102)所采用的激光灯中心波长的滤光片,滤掉其他波长的可见光;而(112)采用CMOS或者CCD摄像头,对整个(104)区域进行拍摄,将数字图像输入(107)进行识别处理,最终提取出(105)和(106)的特征信息;
视频控制模块(109)可以采用VGA显卡,是(107)控制光学显示器(104)的接口;
(104)为光学显示屏幕,可以用投影仪在白幕或者白墙上投影得到。
多光点触摸控制过程:
图2为多光点触摸控制工作流程图;
步骤(201),使用者通过开/关激光笔来控制显示屏幕上不同光学特征激光点的亮/灭;通过转动手中激光笔出射激光束的方向来控制显示屏幕上不同光学特征激光点的位置;
步骤(202),摄像头不断扫描、取得投影区域的图像数据;光点识别***依据图像数据识别出不同身份激光点的亮/灭、位置特征;
步骤(203),信息处理器依据光点特征与信息***事件的对应关系,触发相应的控制事件,实现多点触摸。
多光点触摸控制装置光点特征与信息***处理事件的对应关系:
图3建立起多光点触摸控制装置之光点特征与信息***处理事件的对应关系;
(301)表示用波长为650nm的红激光作为第一个光点的身份标识;
(302)表示用波长为532nm的绿激光作为第二个光点的身份标识;这两个不同波长的激光可以被后面所述的光点识别***识别区分出来;
光点特征(303)为(301)的亮或灭特征;
消息事件(304)为(303)映射的信息***鼠标1的左键按下或抬起事件;
光点特征(305)为(301)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(306)为(305)映射到信息***事件:将光标1移动到(301)指示的精确位置;
光点特征(307)为(301)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(308)为(307)映射到信息***事件:鼠标1右键单击;
光点特征(309)为(302)的亮或灭特征;
消息事件(310)为(309)映射的信息***鼠标2的左键按下或抬起事件;
光点特征(311)为(302)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(312)为(311)映射到信息***事件:将光标2移动到(302)指示的精确位置;
光点特征(313)为(302)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(314)为(313)映射到信息***事件:鼠标2右键单击。
对于不同身份光点,多光点触摸控制装置依据其光点的特征与信息***事件的对应关系触发相应的流程都是一样的:
多光点触摸控制装置之依据光点特征与信息***事件的对应关系触发相应事件流程:
步骤(401),设置已有光点记录为否;
步骤(402),摄像头抓取新图;
步骤(403),识别***判断步骤(402)所得的新图里面有没有光点,若有,则执行步骤(404),若没有,则执行步骤(405);
步骤(404),依据光点位置,设置信息***的光标位置;
步骤(405),判断***是否已经记录有光点,若是,则执行步骤(406),若没有,则执行步骤(402);
步骤(406),触发信息***的左键抬起事件,并设置已有光点记录为否;
步骤(407),判断***是否已经记录有光点,若否,则执行步骤(408),若已经记录,则执行步骤(409);
步骤(408),触发信息***的左键按下事件,设置已有光点记录为真;
步骤(409),判断已有光点的持续时间是否超过了设定的激发右键时间,以及光点位置是否保持不变,若是,则执行步骤(410),若否,则执行步骤(402);
步骤(410),触发信息***的右键单击事件,设置已有光点记录为否。
多光点触摸控制装置之光学控制器,包括,
按键模块(501),各个按键有不同的按键ID,存储于微处理器模块(502)中;
微处理模块(502),具有微处理器和存储器;存储器里存储了不同按键ID对应的光点身份ID和光点颜色信息列表;
发射光源模块(503),可以按照微处理器模块(502)的控制发射出不同颜色的光束;
电源模块(504),提供光学控制器运行所需的能量;
光学控制器受控发光流程,包括如下步骤,
步骤(505),判断是否有按键事件,若是,则执行步骤(506),若否,则不做处理;
步骤(506),在微处理模块(502)存储区里取出按键事件对应的ID;
步骤(507),在微处理模块(502)存储区里由按键事件ID取出对应的光点身份ID;
步骤(508),在微处理模块(502)存储区里由光点身份ID取出相对应的光点颜色信息;
步骤(509),由微处理模块(502)控制发光模块发射出相应颜色的光束。
光学控制器的硬件组成,还包括,
按键(510);
微处理电路板(511);
发射光源(512);
电池(513)。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种大视角反射成像触控***,其包括,
光学控制器(101)和(102),用于发送具有独特颜色特征的光学控制信号,将光学控制信号接射向光学显示器(104)形成具有独特身份标识的光点(105)和(106);
信息处理器(103),包括信息处理核心(107),光点识别模块(108)和视频控制模块(109);
光学显示器(104),用于显示信息。
2.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光学控制器(101)、(102),还包括,激光发射器;激光发射器上有激光灯开关控制按钮,一旦按下则激光灯打开,分别发射激光束至(104)形成常亮的光点(105)、(106);激光发射器上激光灯控制按钮抬起,则激光灯关闭,(105)、(106)灭;所述激光发射器还包括,激光笔、翻页激光笔、激光教鞭、激光指示器、激光手电。
3.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的具有独特身份标识的光点(105)、(106),分别依据发光控制器所发射的不同颜色光束的中心波长,作为光点的身份标识;这些不同中心波长的光点可以被后面所述的光点识别***识别区分出来。
4.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,信息处理器(103)识别所述光点(105)和(106)所携带的控制信息,进行处理,将处理的结果在光学显示器(104)中显示;其信息处理核心(107)具有微处理器和存储器;存储器存储有光点(105)和(106)的光学特征所对应的信息***处理事件列表;由微处理器依据该列表进行解释、处理,最终将处理结果用文字、图表、视频、声音等方式通过所连接的外设如视频控制模块(109)和网络设备进行输出。
5.依据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述光点(105)和(106)所携带的控制信息,还包括,利用不同的光点特征携带不同的控制信息。
6.依据权利要求5所述的装置,其特征在于,光点(105)和(106)的特征,还包括,光点的明灭状态、在光学显示器(104)上的位置信息。
7.依据权利要求4所述的装置,其特征在于,多光点触摸控制装置光点特征与信息***处理事件的对应关系列表,包括如下关系,
光点特征(303),为光点(105)的亮或灭特征;
消息事件(304),为光点特征(303)映射的信息***处理事件:鼠标1的左键按下或抬起事件;
光点特征(305),为光点(105)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(306),为光点特征(305)映射到信息***处理事件:将光标1移动到光点(105)指示的位置;
光点特征(307),为光点(105)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(308),为光点特征(307)映射到信息***处理事件:鼠标1右键单击;
光点特征(309),为光点(106)的亮或灭特征;
消息事件(310),为光点特征(309)映射的信息***处理事件:鼠标2的左键按下或抬起事件;
光点特征(311),为光点(106)在显示屏幕上面的位置;
消息事件(312),为光点特征(311)映射到信息***处理事件:将光标2移动到光点(106)指示的位置;
光点特征(313),为光点(106)在显示屏幕上面一个固定位置保持常亮;
消息事件(314),为光点特征(313)映射到信息***处理事件:鼠标2右键单击。
8.依据权利要求4所述的装置,其特征在于,微处理器在依据光点(105)和(106)的光学特征所对应的信息***处理事件列表进行解释、处理的过程中,其对每一个具有独特身份特征的光点处理的流程都是一样的,包括如下步骤,
步骤(401),设置已有光点记录为否;
步骤(402),摄像头抓取新图;
步骤(403),识别***判断步骤(402)所得的新图里面有没有光点,若有,则执行步骤(404),若没有,则执行步骤(405);
步骤(404),依据光点位置,设置信息***的光标位置;
步骤(405),判断***是否已经记录有光点,若是,则执行步骤(406),若没有,则执行步骤(402);
步骤(406),触发信息***的左键抬起事件,并设置已有光点记录为否;
步骤(407),判断***是否已经记录有光点,若否,则执行步骤(408),若已经记录,则执行步骤(409);
步骤(408),触发信息***的左键按下事件,设置已有光点记录为真;
步骤(409),判断已有光点的持续时间是否超过了设定的激发右键时间,以及光点位置是否保持不变,若是,则执行步骤(410),若否,则执行步骤(402);
步骤(410),触发信息***的右键单击事件,设置已有光点记录为否。
9.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,光点识别模块(108)由数个滤光片和摄像头(112)组成;滤光片(110)和(111)分别能够透过光学控制器(101)和(102)所发射的中心波长的光束,而滤掉其他波长的光线。
10.依据权利要求9所述的装置,其特征在于,摄像头(112)还包括,CMOS或者CCD摄像头,用其对整个光学显示(104)区域进行拍摄,将数字图像输入信息处理核心(107)进行识别处理,最终提取出光点(105)和(106)的特征信息。
11.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光学显示器还包括,使用投影仪投影。
12.依据权利要求2所述的装置,其特征在于,多光点触摸控制装置之光学控制器,包括,按键模块(501),其内部的各个按键有不同的按键ID,存储于微处理模块(502)中;
微处理模块(502),具有微处理器和存储器;存储器里存储了不同按键ID对应的光点身份ID和光点颜色信息列表;
发射光源模块(503),可以按照微处理模块(502)的控制发射出不同颜色的光束;
电源模块(504),提供光学控制器运行所需的能量;
光学控制器受控发光流程,包括如下步骤,
步骤(505),判断是否有按键事件,若是,则执行步骤(506),若否,则不做处理;
步骤(506),在微处理模块(502)存储区里取出按键事件对应的ID;
步骤(507),在微处理模块(502)存储区里由按键事件ID取出对应的光点身份ID;
步骤(508),在微处理模块(502)存储区里由光点身份ID取出相对应的光点颜色信息;
步骤(509),由微处理模块(502)控制发光模块发射出相应颜色的光束;
光学控制器的硬件组成,还包括,
一按键(510);
一微处理电路板(511);
一发射光源(512);
一电池(513)。
13.据权利要求1所述的装置,其特征在于,使用多光点触摸装置的控制过程,包括以下步骤,步骤(201),使用者通过按动手中的光学控制器按钮来控制发射不同光学特征光束的开/关,从而控制射到显示屏幕上不同光学特征光点的亮/灭;通过转动手中光学控制器射出特征光束的方向,来控制显示屏幕上不同光学特征光点的位置;
步骤(202),摄像头不断扫描、取得投影区域的图像数据;光点识别***依据图像数据识别出不同身份光点的亮/灭、位置特征;
步骤(203),信息处理器依据光点特征与信息***处理事件的对应关系,触发相应的信息***处理事件,实现多点触摸。
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