專(zhuān)利名稱(chēng)：基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框、系統(tǒng)及計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輸入領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅外線攝像的觸摸顯示屏 邊框、系統(tǒng)及提高計(jì)算觸摸識(shí)別點(diǎn)精度的方法。
背景技術(shù)：
目前，觸摸屏系統(tǒng)可分為五個(gè)基本種類(lèi):矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技 術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。傳統(tǒng) 的紅外線技術(shù)觸摸屏由裝在屏幕外框的紅外線發(fā)射接收才幾與紅外反光條構(gòu)成， 系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射紅外光，經(jīng)特殊材料反射后，把紅外反射材料上的實(shí)時(shí)圖像，通 過(guò)攝像機(jī)成像于CMOS傳感器上，當(dāng)有任何觸摸物體可阻擋該點(diǎn)上的紅外線反 射，紅外線攝像頭記錄紅外光的明暗變化波形，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)分析， 計(jì)算出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并控制對(duì)應(yīng)顯示的光標(biāo)進(jìn)行觸摸操作。
現(xiàn)有基于紅外線攝像的觸摸系統(tǒng)紅外線攝像頭體積大、像素不高，容易受 到可見(jiàn)光和灰塵的干擾；而且設(shè)置有紅外線發(fā)射接收機(jī)或紅外反光條的邊框和 顯示器觸摸屏固定注塑在一起，不能分開(kāi)，同顯示器整體生產(chǎn)和出售，其外框 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便安裝和調(diào)整，也不能單獨(dú)拆裝更換維修其中一條壞的邊框。另 外現(xiàn)有基于紅外線攝像的觸摸系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和采樣速度慢，觸摸點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算不 精確，比如針對(duì)一個(gè)手指觸:l莫感應(yīng)，系統(tǒng)只能計(jì)算出指頭大小的觸點(diǎn)大概坐標(biāo)， 而不能精確計(jì)算到0.5-2毫米的觸摸識(shí)別點(diǎn)坐標(biāo)，影響觸摸操作的準(zhǔn)確性，這和 提高觸摸識(shí)別點(diǎn)精確度算法有很大關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框、系統(tǒng)及計(jì)算 方法，其系統(tǒng)具有活動(dòng)連接，可拆卸或折疊的帶紅外線攝像裝置的觸摸顯示屏 邊框，采用提高計(jì)算觸摸識(shí)別點(diǎn)位置精確度的插值算法。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框，包括裝在所 述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置、控制電路板，其中所述紅外線攝像裝置包括分別裝在所述觸摸顯示屏一條邊框同側(cè)兩角的兩個(gè)高分辨率紅外線攝像 頭，放置在所述紅外線攝像頭頂部或側(cè)邊的紅外發(fā)射管，以及設(shè)置于所述觸摸
顯示屏另外三條邊框內(nèi)側(cè)的紅外反光條;所述四條觸摸顯示屏邊框采用活動(dòng)連
接，并可從所述觸摸顯示屏上拆卸或折疊。
進(jìn)一步，所述四條觸摸顯示屏邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根據(jù)所述觸摸顯示屏 大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于紅外線攝像的觸摸系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、觸摸 顯示屏，以及裝在所述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置、控制電路板，其 中所述紅外線攝像裝置包括分別裝在所述觸摸顯示屏一條邊框同側(cè)兩角的兩個(gè) 高分辨率紅外線攝像頭，放置在所述紅外線攝像頭頂部或側(cè)邊的紅外發(fā)射管，
以及設(shè)置于所述觸摸顯示屏另外三條邊框內(nèi)側(cè)的紅外反光條；所述四條觸摸顯 示屏邊框采用活動(dòng)連接，并可從所述觸摸顯示屏上拆卸或折疊；
所述控制電路板將所述紅外線攝像頭采集到的紅外反光圖像變化數(shù)據(jù)傳 送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行交互比較分析，確定觸摸識(shí)別點(diǎn)坐標(biāo)，控制所述觸摸顯示屏 上與所述觸摸識(shí)別點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光標(biāo)操作。
進(jìn)一步，所述控制電路板由光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、圖像數(shù)據(jù)處理芯片、圖像 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)與控制輸出接口，比如USB接口依次連接組成，所述控制電路 板一端與所述紅外線攝像裝置連接，另一端與觸摸顯示屏和計(jì)算機(jī)連接。所述 控制電路板采用高速低功耗邏輯單元芯片與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)高速USB數(shù)據(jù)線或 高幀率傳感器傳輸數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實(shí)施例還提供的 一種應(yīng)用于上述觸摸系統(tǒng)的插值算法，其包括步
驟
(1 )通過(guò)所述觸摸系統(tǒng)的觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置拍攝記錄 一幀未觸4莫時(shí)的紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像；
(2) 拍攝記錄有觸摸時(shí)的紅外光亮度變化圖像；
(3) 將所述紅外光亮度變化圖像與所述紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，得到 一段不同亮度曲線變化的反光波形，判斷產(chǎn)生亮度曲線變化的該段反光波形的 位置；
(4 )將該段反光波形的波谷點(diǎn)作為基點(diǎn)B，已知基點(diǎn)B亮度值為b， X軸
6上坐標(biāo)是H,對(duì)所述基點(diǎn)B和前相鄰像素點(diǎn)A之間進(jìn)行N等分，從點(diǎn)A側(cè)算起 依次得到n-l個(gè)等分點(diǎn)Al、 A2、 ...A(n-l),其所述點(diǎn)A、 Al、 A2、 ...A(n-l) 上的亮度值分別為a、 al 、 a2、 ... a (n-l); 對(duì)所述基點(diǎn)B和后相鄰像素點(diǎn)C之 間進(jìn)行N等分，從點(diǎn)C側(cè)算起依次得到n-l個(gè)等分點(diǎn)Cl、 C2、 ，..C(n-l),所述 點(diǎn)C、 Cl、 C2、 ... C(n-l)上的亮度值分別為c、 cl、 c2、 ...c(n-l);
(5)設(shè)定一個(gè)門(mén)限閥值Y,判斷如果|a-c|<Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐
標(biāo)為H;否則分析如下
當(dāng)la-c一Y且a>c時(shí)，
判斷如果|b-al|<Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-(n-l); 否則判斷如果|b- a2 |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-(n-2); 否則直至判斷如果|b- a(n-l)卜Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-l; 當(dāng)la-c一Y且a<c時(shí)，
判斷如果|b-cl|<Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的位置為H+(n-l); 否則判斷如果|b- c2 |< Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+(n-2); 否則直至判斷如果|b- c(n-l) |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+l; 通過(guò)上述過(guò)程最后求得提高了 N-l倍精度后的所述觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)。
實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框，由于采 用體積輕巧、活動(dòng)連接，并可拆卸或折疊的帶紅外線才聶像裝置、控制電路板的 邊框設(shè)計(jì)，不僅方便運(yùn)輸安裝和單獨(dú)更換維修其中一條壞的邊框，而且還可單 獨(dú)生產(chǎn)、出售設(shè)置有紅外線攝像裝置、控制電路板的邊框，安裝在普通的顯示 屏上，加載相關(guān)控制程序，使其成為觸摸顯示屏。作為一種改進(jìn)方式，所述四 條觸摸顯示屏邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根據(jù)所述觸摸顯示屏大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短， 匹配不同尺寸的觸摸顯示屏。
本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸系統(tǒng)還具有體積小、高像素的攝像頭，以及采用 提高計(jì)算觸摸識(shí)別點(diǎn)位置精確度的插值算法，對(duì)于面積較大的觸點(diǎn)，進(jìn)行抽象 比較分析，從而得到精度更高的觸摸識(shí)別點(diǎn)屏幕位置，控制相應(yīng)光標(biāo)的移動(dòng)， 讓觸摸控制更加精準(zhǔn)。同時(shí)采用高速低功耗邏輯單元芯片與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)高 速USB數(shù)據(jù)線和高幀率傳感器傳輸數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)處理和采樣速度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于紅外線攝像的觸摸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外線攝像裝置結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的控制電路板結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸點(diǎn)三角算法示意圖5為無(wú)觸摸時(shí)本發(fā)明系統(tǒng)拍攝的觸摸屏紅外光亮度變化的圖像；
圖6為有觸摸時(shí)本發(fā)明系統(tǒng)拍攝的觸摸屏紅外光亮度變化的圖像；
圖7是用手指觸摸觸摸屏?xí)r模擬紅外線攝像示意圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的插值算法示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明更加容易理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但附圖 中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
如圖l所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于紅外線4氛像的觸摸系統(tǒng)，包括 計(jì)算機(jī)IO、觸摸顯示屏20，裝在所述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置30、 控制電路板40。所述控制電路板40—端與所述紅外線攝像裝置30連接，另一 端與觸摸顯示屏20和計(jì)算機(jī)10連接。
如圖2所示，所述紅外線攝像裝置包括分別裝在觸摸顯示屏一條邊框50 同側(cè)兩角的兩個(gè)高分辨率紅外線攝像頭301、放置在紅外線攝像頭頂部或側(cè)邊的 紅外發(fā)射管302、以及設(shè)置于所述觸摸顯示屏另外三條邊框50內(nèi)側(cè)的紅外反光 條303。所述四條觸摸顯示屏邊框采用活動(dòng)連接，比如可以采用螺絲旋轉(zhuǎn)連接， 或卡口連接，或接榫連接，或磁性連接。所述四條邊框和觸摸顯示屏之間采用
可拆卸的連接方式，比如螺絲固定連接、粘性連接、磁性連接等等，使所述四 條觸摸顯示屏邊框50可從所述觸摸顯示屏20上拆卸或折疊。
作為一種改進(jìn)的實(shí)施方式，所述四條觸摸顯示屏邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根 據(jù)所述觸摸顯示屏大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短。所述紅外線攝像頭采用高像素點(diǎn)和高精 度的攝像頭，并在鏡頭上設(shè)置有防塵濾光片。為防止其它可見(jiàn)光和灰塵影響紅 外線反射精度，所述紅外反光條表面上還設(shè)置有防塵濾光條。
如圖3所示，所述控制電路板包括依次連接的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊401、圖像數(shù)據(jù)處理芯片402、圖像數(shù)據(jù)存4奢器403、數(shù)揚(yáng)與控制輸出接口 404。所述控 制電路板采用高速低功耗邏輯單元芯片與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)高速USB數(shù)據(jù)形式和 高幀率傳感器傳輸數(shù)據(jù)。該控制電路板設(shè)置在任意一條所述觸摸顯示屏邊框的 背面或空腔中，也可設(shè)置在計(jì)算機(jī)主機(jī)中，通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)與控制接口與計(jì)算機(jī) 連線，比如USB接口。
本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸系統(tǒng)，由于采用體積輕巧、活動(dòng)連接，并可拆卸 或折疊的觸摸顯示屏邊框設(shè)計(jì)，不僅方便運(yùn)輸安裝和單獨(dú)更換維修其中一條壞 的邊框，而且還可單獨(dú)生產(chǎn)、出售設(shè)置帶有紅外線攝像裝置、控制電路板的邊 框，安裝在普通的顯示屏上，加載相關(guān)控制程序，使其成為觸摸顯示屏。作為 一種改進(jìn)方式，所述四條觸摸顯示屏邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根據(jù)所述觸摸顯示 屏大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短，匹配不同尺寸的觸摸顯示屏。
上述觸摸系統(tǒng)還具有體積小、高像素的攝像頭，以及釆用提高計(jì)算觸摸識(shí) 別點(diǎn)精確度的插值算法，讓觸摸控制更加精準(zhǔn)。同時(shí)采用高速低功耗邏輯單元 芯片與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)高速USB和高幀率傳感器傳輸數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)處理和 采樣速度。
上述觸摸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理是根據(jù)紅外光的逆反射特性，利用紅外反光邊框， 使紅外線發(fā)射管發(fā)出的光近似按原路返回，并由紅外4聶像頭拍攝返回的紅外線 光強(qiáng)圖。如發(fā)生觸摸，會(huì)減弱觸摸遮擋點(diǎn)返回的紅外光的強(qiáng)度，所述控制電路 板將紅外線攝像頭采集到的紅外光亮度明暗變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)等 處理后傳送給計(jì)算機(jī)分析，對(duì)比無(wú)觸摸和有觸摸的紅外亮度波形圖像，運(yùn)用三 角算法程序和/或結(jié)合插值算法程序確定觸摸遮擋點(diǎn)的坐標(biāo)。理論上邊框一側(cè)角 上的一個(gè)紅外攝像頭可以確定一根經(jīng)過(guò)觸摸點(diǎn)的射線，兩個(gè)攝像頭就可以根據(jù) 同時(shí)經(jīng)過(guò)觸摸遮擋點(diǎn)的兩根射線相交點(diǎn)確定觸摸遮擋點(diǎn)在屏幕上的位置，計(jì)算 出坐標(biāo)，進(jìn)而控制所迷觸摸顯示屏上對(duì)應(yīng)光標(biāo)的操作。
理想情況下，當(dāng)觸摸點(diǎn)很小，上述觸摸系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)里的三角算法程序 可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，所述三角算法原理如圖4所示，圖中W表示觸摸 屏寬度，相當(dāng)于橫坐標(biāo)軸，H表示觸摸屏寬度，相當(dāng)于縱坐標(biāo)軸，觸摸遮擋點(diǎn) 的坐標(biāo)為(x, y),當(dāng)分別由左、右紅外發(fā)射管發(fā)射的射線(圖中虛線所示)相 交與屏幕上觸摸遮擋點(diǎn)時(shí)，同時(shí)被左、右攝像頭攝像，由幾何關(guān)系得tan a = — = 一 x 丄
由以上兩式組成二元一次方程組解得
iff
x =-
及+ Z
一 , 》—i +丄
其中，兩條射線的角度a， b可由系統(tǒng)測(cè)量得到，根據(jù)已知的W和H值， 可計(jì)算得到L和R的值，進(jìn)而計(jì)算出觸摸點(diǎn)x和y的值；或者兩條射線在邊框 上的投影距離L和R的值可由系統(tǒng)測(cè)量得到，才艮據(jù)已知的W和H值，可計(jì)算 得到觸摸點(diǎn)x和y的值。這是其中一個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算，同理可以計(jì)算出更 多觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，應(yīng)用于多點(diǎn)觸摸。
如圖5所示，為無(wú)觸摸時(shí)， 一個(gè)紅外鏡頭攝取的紅外反光亮度變化的截圖， 其橫坐標(biāo)是邊框反光點(diǎn)的位置，即顯示屏X軸的坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為相應(yīng)亮度值。
如圖6所示，為有觸摸時(shí)， 一個(gè)紅外鏡頭攝取的紅外反光亮度變化的截圖， 其橫坐標(biāo)是邊框反光點(diǎn)的位置，即顯示屏X軸的坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為相應(yīng)亮度值。 與圖5相比，圖6中可見(jiàn)有一段反光波形亮度幅度有明顯變化，即A點(diǎn)到C點(diǎn) 之間的波形幅度有明顯變化。
如圖7所示，當(dāng)觸摸點(diǎn)較大時(shí)，比如一個(gè)手指的觸點(diǎn)面積有1平方厘米， 相對(duì)左、右邊的紅外攝像頭也許是遮擋住了反光邊框上20個(gè)直徑0.5毫米的反 光點(diǎn)的長(zhǎng)度，即邊框上Lmax反光點(diǎn)到Lmin反光點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，或Rmax反光 點(diǎn)到Rmin反光點(diǎn)之間的長(zhǎng)度。由于所述紅外攝像頭的像素點(diǎn)受硬件工藝技術(shù)的 限制，每個(gè)像素點(diǎn)攝取的可能是由反光邊框上5個(gè)反光點(diǎn)構(gòu)成的一小段波形曲 線。這給系統(tǒng)觸摸識(shí)別點(diǎn)坐標(biāo)的更大像素的精確計(jì)算帶來(lái)了一定難度，為進(jìn)一 步提高觸摸識(shí)別點(diǎn)精確度的計(jì)算，將每個(gè)像素點(diǎn)拍攝顯示的圖像作更細(xì)的等分 定位處理，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于上述觸摸系統(tǒng)的插值算法，其包 括步驟
(1) 攝像記錄一幀未觸摸時(shí)的紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像，參見(jiàn)圖5;
(2) 攝像記錄有觸摸時(shí)的紅外光亮度變化圖像，參見(jiàn)圖6;
(3) 將所述紅外光亮度變化圖像與所述紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像比較，得到一段不同亮度曲線變化的反光波形，判斷產(chǎn)生亮度曲線變化的該段反光波形的位置。
(4) 如圖8所示，為截取的一段產(chǎn)生亮度曲線變化的反光波形，將該段 反光波形的波谷點(diǎn)作為基點(diǎn)B,已知基點(diǎn)B亮度值為b， X軸上坐標(biāo)的是H，對(duì) 所述基點(diǎn)B和前相鄰像素點(diǎn)A之間進(jìn)行N等分，從點(diǎn)A側(cè)算起依次得到n-l個(gè) 等分點(diǎn)A1、 A2、…A(n畫(huà)l),其所述點(diǎn)A、 Al、 A2、 ... A(n-l)上的亮度值分別 為a、 al、 a2、 ... a (n-l); 對(duì)所述基點(diǎn)B和后相鄰像素點(diǎn)C之間進(jìn)行N等分， 從點(diǎn)C側(cè)算起依次得到n-l個(gè)等分點(diǎn)Cl、 C2、 ... C(n-l),所述點(diǎn)C、 Cl、 C2、... C(n-l)上的亮度值分別為c、 cl、 c2、…c(n-l)。
(5) 設(shè)定一個(gè)門(mén)限閥值Y, Y可根據(jù)計(jì)算的精確度需求而設(shè)定。在圖8
中，比如對(duì)所述基點(diǎn)B和前相鄰像素點(diǎn)A之間進(jìn)行4等分，對(duì)所述基點(diǎn)B和后
相鄰像素點(diǎn)C之間也進(jìn)行4等分，判斷如果|a-c|<Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐
標(biāo)為H;否則分析如下
當(dāng)la-cl〉Y且a>c時(shí)，
判斷如果|b- al |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐^f示為H-3; 否則判斷如果|b- a2 |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-2; 否則判斷如果|b- a3 |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-l; 當(dāng)la-c一Y且a<c時(shí)，
判斷如果|b-cl |<Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+3;
否則判斷如果|b- c2 |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+2;
否則判斷如果|b- c3 |< Y,則觸^J美識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+l;
結(jié)合2個(gè)攝像頭攝取的圖像比較分析，系統(tǒng)通過(guò)上述過(guò)程最后求得提高了 3倍精度后的所述觸4莫識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)，即對(duì)應(yīng)反光邊框上反光點(diǎn)的位置， 再結(jié)合上述三角算法可求得更精確的所迷觸摸識(shí)別點(diǎn)的屏幕Y軸坐標(biāo)。經(jīng)計(jì)算 提高了 3倍精度后的所述觸摸識(shí)別點(diǎn)位置比起最初采樣的一個(gè)手指大小的觸摸 點(diǎn)位置更精確。
需要說(shuō)明的是，可根據(jù)計(jì)算的精確度需求，選擇進(jìn)行N次等分計(jì)算求得所 述觸摸識(shí)別點(diǎn)位置，等分越多，求得的得所述觸摸識(shí)別點(diǎn)在屏幕上所占面積越 小，位置更精確。上述提高計(jì)算觸摸識(shí)別點(diǎn)位置精確度的插值算法還可應(yīng)用到 矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏中，不受觸摸屏具體硬件的限制。
以上所述是本發(fā)明的實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范 圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的 前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框，其特征在于，包括裝在所述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置、控制電路板，其中所述紅外線攝像裝置包括分別裝在所述觸摸顯示屏一條邊框同側(cè)兩角的兩個(gè)高分辨率紅外線攝像頭，放置在所述紅外線攝像頭頂部或側(cè)邊的紅外發(fā)射管，以及設(shè)置于所述觸摸顯示屏另外三條邊框內(nèi)側(cè)的紅外反光條；所述四條觸摸顯示屏邊框采用活動(dòng)連接，并可從所述觸摸顯示屏上拆卸或折疊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸顯示屏邊框，其特征在于，所述四條觸摸 顯示屏邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根據(jù)所述觸摸顯示屏大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸摸顯示屏邊框，其特征在于，所述控制 電路板設(shè)置在任意一條所述觸摸顯示屏邊框的背面或空腔中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸顯示屏邊框，其特征在于，所述紅外反光 條表面上還設(shè)置有防塵濾光條；所述紅外線攝像頭采用高像素的攝像頭，并在 鏡頭上設(shè)置有防塵濾光片。
5、 一種基于紅外線攝像的觸摸系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)、觸摸顯 示屏，以及裝在所述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置、控制電路板，其中 所述紅外線攝-(象裝置包括分別裝在所述觸摸顯示屏一條邊框同側(cè)兩角的兩個(gè)高 分辨率紅外線攝像頭，放置在所述紅外線攝像頭，部或側(cè)邊的紅外發(fā)射管，以 及設(shè)置于所述觸摸顯示屏另外三條邊框內(nèi)側(cè)的紅外反光條；所述四條觸摸顯示 屏邊框采用活動(dòng)連接，并可從所述觸摸顯示屏上拆卸或折疊；所述控制電路板將所述紅外線攝像頭采集到的紅外反光圖像變化數(shù)據(jù)傳 送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行交互比較分析，確定觸摸識(shí)別點(diǎn)坐標(biāo)，控制所述觸摸顯示屏 上與所述觸摸識(shí)別點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光標(biāo)操作。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸系統(tǒng)，其特征在于，所述四條觸摸顯示屏 邊框?yàn)樯炜s框結(jié)構(gòu)，可根據(jù)所述觸摸顯示屏大小調(diào)節(jié)邊框長(zhǎng)短。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的觸摸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路板由光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、圖像數(shù)據(jù)處理芯片、圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)與控制輸出 接口依次連接組成，所述控制電路板設(shè)置在任意一條所述觸摸顯示屏邊框的背 面或空腔中，所述控制電路板一端與所述紅外線攝像裝置連接，另一端與所述 觸摸顯示屏和計(jì)算機(jī)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的觸摸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路板 采用高速低功耗邏輯單元芯片與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)高速USB數(shù)據(jù)線或高幀率傳感 器傳輸數(shù)據(jù)。
9、 一種應(yīng)用于權(quán)利要求5所述觸摸系統(tǒng)的插值算法，其特征在于，包括步驟(1 )通過(guò)所述觸摸系統(tǒng)的觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置拍攝記錄 一幀未觸摸時(shí)的紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像；(2) 拍攝記錄有觸摸時(shí)的紅外光亮度變化圖像；(3) 將所述紅外光亮度變化圖像與所述紅外光標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，得到 一段不同亮度曲線變化的反光波形，判斷產(chǎn)生亮度曲線變化的該段反光波形的 位置；(4) 將該#爻反光波形的波谷點(diǎn)作為基點(diǎn)B,已知基點(diǎn)B亮度值為b, X軸 上坐標(biāo)是H，對(duì)所述基點(diǎn)B和前相鄰像素點(diǎn)A之間進(jìn)行N等分，從點(diǎn)A側(cè)算起 依次得到n-l個(gè)等分點(diǎn)Al、 A2、…A(n-1),其所述點(diǎn)A、 Al、 A2、…A(n-1) 上的亮度值分別為a、 al、 a2、 ... a (n-l); 對(duì)所述基點(diǎn)B和后相鄰像素點(diǎn)C之 間進(jìn)行N等分，從點(diǎn)C側(cè)算起依次得到n-l個(gè)等分點(diǎn)Cl、 C2、…C(n-1),所述 點(diǎn)C、 Cl、 C2、 ... C(n-l)上的亮度值分別為c、 cl、 c2、…c(n-l);(5) 設(shè)定一個(gè)門(mén)限閥值Y，判斷如果|a-c|<Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐 標(biāo)為H;否則分析如下當(dāng)la-c一Y且a>c時(shí)，判斷如果|b-al |<Y，則觸:漠識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-(n-l); 否則判斷如果|b- a2 |< Y,則觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-(n-2); 否則直至判斷如果|b-a(n-l)|<Y,則觸:漠識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H-l; 當(dāng)la-cl〉Y且a<c時(shí)，判斷如果|b-cl|<Y，則觸摸識(shí)別點(diǎn)的位置為H+(n-l); 否則判斷如果|b- c2 |< Y,則觸^l莫識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+(n-2); 否則直至判斷如果|b- c(n-l) |< Y，則觸4莫識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)為H+1; 通過(guò)上述過(guò)程最后求得提高了 N-l倍精度后的所述觸摸識(shí)別點(diǎn)的X軸坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了基于紅外線攝像的觸摸顯示屏邊框、系統(tǒng)及計(jì)算方法，其系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、觸摸顯示屏，以及裝在所述觸摸顯示屏邊框上的紅外線攝像裝置、控制電路板，其中所述紅外線攝像裝置包括分別裝在所述觸摸顯示屏一條邊框同側(cè)兩角的兩個(gè)高分辨率紅外線攝像頭，放置在所述紅外線攝像頭頂部或側(cè)邊的紅外發(fā)射管，以及設(shè)置于所述觸摸顯示屏另外三條邊框內(nèi)側(cè)的紅外反光條；所述四條觸摸顯示屏邊框采用活動(dòng)連接，并可從所述觸摸顯示屏上拆卸或折疊；所述觸摸顯示屏邊框可單獨(dú)靈活配置，所述觸摸系統(tǒng)可提高系統(tǒng)分辨率和觸摸識(shí)別點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算精確度。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101498980SQ200910038040
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者劉輝武, 尤天遠(yuǎn), 翱 徐, 湘 謝, 譚朝暉 申請(qǐng)人:廣州視源電子科技有限公司