光學(xué)傳感定位電子白板及其定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)傳感定位電子白板及其定位方法，該電子白板包括白板基體、第一邊框、左紅外線發(fā)射裝置、右紅外線發(fā)射裝置、左光學(xué)攝像傳感器、右光學(xué)攝像傳感器、主控芯片、排線、USB接口、計(jì)算機(jī)和投影儀；第一邊框固定安裝在白板基體的頂端上，左紅外線發(fā)射裝置和左光學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的左端上，右紅外線發(fā)射裝置和右光學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的右端上；左光學(xué)攝像傳感器、右光學(xué)攝像傳感器分別通過(guò)排線與主控芯片電連接，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口與主控芯片電連接；投影儀與計(jì)算機(jī)電連接。本發(fā)明具有定位準(zhǔn)確、識(shí)別率高及安裝簡(jiǎn)易等的特點(diǎn)，左光學(xué)攝像傳感器及右光學(xué)攝像傳感器根據(jù)散射原理有效識(shí)別白板上的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容。
【專利說(shuō)明】光學(xué)傳感定位電子白板及其定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子白板領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)傳感定位電子白板及其定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電子白板的使用越來(lái)越廣泛，現(xiàn)階段的國(guó)際或者國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，具有代表性的 有電磁感應(yīng)式、紅外線式、電阻式、超聲波式等的電子白板。其可以將教師講課的部分內(nèi)容 顯示在白板上，從而使得聽(tīng)課效率提高，使用較多的是光學(xué)式白板，但是，光學(xué)電子白板還 存在著以下的缺陷：
[0003] 1、光學(xué)電子白板的使用基本都是被動(dòng)式的，先采用反射光學(xué)，再用不透明物體遮 擋光線來(lái)確定位置，這種方式無(wú)法正確測(cè)量和定位的準(zhǔn)確位置；雖然之后采用了紅外發(fā)射 筆，可以改善一些問(wèn)題，但是，紅外發(fā)射筆的價(jià)格比較高，且書(shū)寫(xiě)一定要用紅外發(fā)射筆，有時(shí) 會(huì)出現(xiàn)忘記帶筆或筆丟失等，就會(huì)造成書(shū)寫(xiě)無(wú)法進(jìn)行等問(wèn)題的出現(xiàn)。
[0004] 2、紅外發(fā)射筆在接收紅外線的過(guò)程中會(huì)存在盲區(qū)，因此很容易導(dǎo)致部分書(shū)寫(xiě)內(nèi)容 無(wú)法顯示；
[0005] 3、計(jì)算機(jī)直接外接電源，使用起來(lái)很不方便，并且不符合節(jié)能環(huán)保的要求。
[0006] 因此，市場(chǎng)上急需一種新型的電子白板，來(lái)解決上述的缺陷，既能準(zhǔn)確顯示講學(xué)者 預(yù)先準(zhǔn)備好的材料，又能使聽(tīng)課者能聽(tīng)清楚講課的內(nèi)容，從而提高課堂效率和質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種定位準(zhǔn)確、識(shí)別率高、操作便易 及安裝簡(jiǎn)易的光學(xué)傳感定位電子白板及其定位方法，左光學(xué)攝像傳感器及右光學(xué)攝像傳感 器根據(jù)散射原理有效識(shí)別白板上的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)傳感定位電子白板，包括白板基體、第一邊 框、用于發(fā)出與白板基體的板面平行的紅外光的左紅外線發(fā)射裝置及右紅外線發(fā)射裝置、 用于接收左紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光的左光學(xué)攝像傳感器和用于接收右紅外線發(fā) 射裝置散射回的紅外光的右光學(xué)攝像傳感器；所述第一邊框固定安裝在白板基體的頂端 上，所述左紅外線發(fā)射裝置和左光學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的左端上，所述右紅 外線發(fā)射裝置和右光學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的右端上；
[0009] 所述電子白板還包括主控芯片、排線、USB接口、計(jì)算機(jī)和投影儀；所述左光學(xué)攝 像傳感器和右光學(xué)攝像傳感器分別通過(guò)排線與主控芯片電連接，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口 與主控芯片電連接，所述投影儀與計(jì)算機(jī)電連接。
[0010] 其中，所述光學(xué)傳感定位電子白板還包括第二邊框、第三邊框和第四邊框；所述第 二邊框、第三邊框和第四邊框與第一邊框相適配且固定在白板基體的四周上。
[0011] 其中，所述白板基體為柔性白板基體。
[0012] 其中，所述左光學(xué)攝像傳感器上設(shè)有左輸出放大電路，所述右光學(xué)攝像傳感器上 設(shè)有右輸出放大電路；所述左輸出放大電路和右輸出放大電路分別與排線電連接。
[0013] 其中，所述左光學(xué)攝像傳感器和右光學(xué)攝像傳感器分別以每秒鐘120幀的速度輸 出視頻圖像。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種光學(xué)傳感定位電子白板的定位方法，包括以 下步驟：
[0015] A、左紅外線發(fā)射裝置和右紅外線發(fā)射裝置分別發(fā)出與白板基體的板面平行的紅 外光；
[0016] B、所述左紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn) 生散射現(xiàn)象，所述右紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn) 生散射現(xiàn)象；
[0017] C、左光學(xué)攝像傳感器接收左紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光，右光學(xué)攝像傳感器 接收右紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光；
[0018] D、主控芯片對(duì)左光學(xué)攝像傳感器和右光學(xué)攝像傳感器分別接收到的散射回的紅 外光進(jìn)行處理；主控芯片處理后得到適合計(jì)算機(jī)使用的坐標(biāo)信息；
[0019] E、所述計(jì)算機(jī)根據(jù)坐標(biāo)信息得到白板基體上的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容傳輸 給投影儀，投影儀將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容投影到白板基體上。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光學(xué)傳感定位電子白板及 其定位方法，具有以下技術(shù)效果：
[0021] 1、手指、教鞭等不透明物體在白板基體上書(shū)寫(xiě)或觸摸操作時(shí)，左右兩個(gè)紅外線發(fā) 射裝置發(fā)出與白板基體的板面平行的紅外光碰到物體時(shí)，產(chǎn)生散射現(xiàn)象，左右兩個(gè)攝像傳 感器通過(guò)接收紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光，能夠識(shí)別物體在白板基體上的位置，從而 實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的白板功能，從而實(shí)現(xiàn)白板的準(zhǔn)確測(cè)量、定位計(jì)算及互動(dòng)功能。
[0022] 2、在白板基體上書(shū)寫(xiě)的可以是普通筆、手或其他不透明物體，可有效防止現(xiàn)有技 術(shù)中指定要紅外發(fā)射筆書(shū)寫(xiě)的缺陷；同時(shí)，增加了白板的使用范圍。
[0023] 3、計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口與主控芯片電連接，無(wú)需外接電源，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求， 并且在通電啟動(dòng)時(shí)，主控芯片會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的檢測(cè)并自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0024] 4、主控芯片分析得到適合計(jì)算機(jī)使用的坐標(biāo)信息，計(jì)算機(jī)根據(jù)物體在白板基體上 的軌跡得到書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容傳輸給投影儀，投影儀將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容投影到白板上。
[0025] 5、總結(jié)：本發(fā)明具有定位準(zhǔn)確、識(shí)別率高、操作便易、安裝簡(jiǎn)易及使用范圍廣等特 點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的光學(xué)傳感定位電子白板的結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明的光學(xué)傳感定位電子白板的方框圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明的光學(xué)傳感定位電子白板的定位方法的工作原理圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明的光學(xué)傳感定位電子白板另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0030] 主要元件符號(hào)說(shuō)明如下：
[0031] 1、白板基體 2、第一邊框
[0032] 3、左紅外線發(fā)射裝置4、右紅外線發(fā)射裝置
[0033] 5、左光學(xué)攝像傳感器6、右光學(xué)攝像傳感器
[0034] 7、主控芯片 8、排線
[0035] 9、USB 接口 10、計(jì)算機(jī)
[0036] 11、投影儀 12、第二邊框
[0037] 13、第三邊框 14、第四邊框

【具體實(shí)施方式】
[0038] 為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0039] 請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明的光學(xué)傳感定位電子白板，包括白板基體1、第一邊框2、用 于發(fā)出與白板基體1的板面平行的紅外光的左紅外線發(fā)射裝置3及右紅外線發(fā)射裝置4、用 于接收左紅外線發(fā)射裝置3散射回的紅外光的左光學(xué)攝像傳感器5和用于接收右紅外線發(fā) 射裝置4散射回的紅外光的右光學(xué)攝像傳感器6 ;第一邊框2固定安裝在白板基體1的頂 端上，左紅外線發(fā)射裝置3和左光學(xué)攝像傳感器5分別安設(shè)在第一邊框2的左端上，右紅外 線發(fā)射裝置4和右光學(xué)攝像傳感器6分別安設(shè)在第一邊框2的右端上；
[0040] 電子白板還包括主控芯片7、排線8、USB接口 9、計(jì)算機(jī)10和投影儀11 ;左光學(xué)攝 像傳感器5和右光學(xué)攝像傳感器6分別通過(guò)排線8與主控芯片7電連接，計(jì)算機(jī)10通過(guò) USB接口 9與主控芯片7電連接，投影儀11與計(jì)算機(jī)10電連接。
[0041] 請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖4,光學(xué)傳感定位電子白板還包括第二邊框12、第三邊框13和第 四邊框14 ;第二邊框12、第三邊框13和第四邊框14與第一邊框2相適配且固定在白板基 體1的四周上。這樣就形成了四周都具有邊框的白板，當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于采用四個(gè)邊 框固定白板基體1的實(shí)施方式，可以根據(jù)需要進(jìn)行邊框數(shù)量的選取，只要保證固定在白板 基體1的頂端上的第一邊框2不變，如果是對(duì)固定在白板基體1的邊框數(shù)量的改變，那么也 可以理解為對(duì)本發(fā)明的簡(jiǎn)單變形或者變換，落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042] 在本實(shí)施例中，白板基體1為柔性白板基體。使用柔性材質(zhì)實(shí)現(xiàn)了白板基體1的展 開(kāi)與卷收，這種展開(kāi)與卷收的動(dòng)作適合只有一個(gè)第一邊框2或同時(shí)有第一邊框2及第三邊 框13的情況，當(dāng)不需要使用該電子白板時(shí)，將白板基體1順著第一邊框2的方向卷收起來(lái)， 如果需要使用的話，再將其放下，這樣可以有效防止白板基體1被損壞。同時(shí)，該白板基體 1既可以用水筆直接進(jìn)行傳統(tǒng)書(shū)寫(xiě)，也可以用紅外發(fā)射筆、直接用手書(shū)寫(xiě)或用其他可書(shū)寫(xiě)的 物體進(jìn)行書(shū)寫(xiě)也可以。即實(shí)現(xiàn)了該白板基體1即可以傳統(tǒng)書(shū)寫(xiě)也可以電子書(shū)寫(xiě)，大大提高 了使用范圍。
[0043] 在本實(shí)施例中，左光學(xué)攝像傳感器5上設(shè)有左輸出放大電路（圖未示），右光學(xué)攝 像傳感器6上設(shè)有右輸出放大電路（圖未不）；左輸出放大電路和右輸出放大電路分別與 排線8電連接。主控芯片7上輸出的時(shí)鐘、復(fù)位信號(hào)、數(shù)據(jù)及LED的控制電平，由此來(lái)控制 左右兩個(gè)光學(xué)攝像傳感器。左右兩個(gè)光學(xué)攝像傳感器分別輸出上述信息到各自的放大電路 上。放大后的信號(hào)通過(guò)排線8傳輸?shù)街骺匦酒?上進(jìn)行處理。
[0044] 在本實(shí)施例中，左光學(xué)攝像傳感器5和右光學(xué)攝像傳感器6分別以每秒鐘120的 速度輸出視頻圖像，上述的速度有效提高了該電子白板的工作效率。
[0045] 請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖3,本發(fā)明提供的光學(xué)傳感定位電子白板的定位方法，包括以下步 驟：
[0046] 第一步：左紅外線發(fā)射裝置3和右紅外線發(fā)射裝置4分別發(fā)出與白板基體1的板 面平行的紅外光；在無(wú)觸控的情況下在無(wú)觸控的情況下，左右兩個(gè)光學(xué)攝像傳感器接收不 到紅外光；
[0047] 第二步：當(dāng)使用手指、教鞭等不透明物體在白板基體1上書(shū)寫(xiě)或觸摸操作時(shí)，左紅 外線發(fā)射裝置3發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體1上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn)生散射現(xiàn)象，右紅 外線發(fā)射裝置4發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體1上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn)生散射現(xiàn)象；
[0048] 第三步：左光學(xué)攝像傳感器5接收左紅外線發(fā)射裝置3散射回的紅外光，右光學(xué)攝 像傳感器6接收右紅外線發(fā)射裝置4散射回的紅外光；且兩者均以每秒鐘120幀的速度輸 出視頻圖像，需要注意的是書(shū)寫(xiě)位置不同時(shí)，輸出視頻圖像也不同；
[0049] 第四步：主控芯片7對(duì)左光學(xué)攝像傳感器5和右光學(xué)攝像傳感器6分別接收到的 散射回的紅外光進(jìn)行處理；主控芯片7處理后得到適合計(jì)算機(jī)9使用的坐標(biāo)信息；即為主 控芯片7對(duì)左光學(xué)攝像傳感器5的第一輸出視頻和右光學(xué)攝像傳感器6的第二輸出視頻 進(jìn)行處理，并將輸出視頻圖像轉(zhuǎn)化成角度，再將該角度轉(zhuǎn)換成適合計(jì)算機(jī)10使用的坐標(biāo)信 息；
[0050] 第五步：計(jì)算機(jī)10根據(jù)坐標(biāo)信息得到白板基體上的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)10將書(shū)寫(xiě)內(nèi) 容傳輸給投影儀11，投影儀11將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容投影到白板基體1上。即為輸出坐標(biāo)信息通過(guò) USB接口 9傳輸給計(jì)算機(jī)10使用，計(jì)算機(jī)10根據(jù)輸出坐標(biāo)信息得到的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)10 將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容傳輸給投影儀11，投影儀11將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容投影到白板基體1上，提供給聽(tīng)課者使 用。
[0051] 上述五個(gè)步驟連續(xù)起來(lái)就完成了對(duì)白板基體1上的內(nèi)容進(jìn)行定位、處理和顯示。
[0052] 與目前市場(chǎng)上通用的技術(shù)相比，光學(xué)傳感定位互動(dòng)電子白板解決了現(xiàn)有的技術(shù)的 局限性較大及使用上亦不夠人性化的問(wèn)題，提出一種結(jié)構(gòu)合理、操作便易，精確度高的解決 方案，具有以下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步：
[0053] 1、通過(guò)兩個(gè)攝像傳感器和兩個(gè)紅外線發(fā)射裝置來(lái)測(cè)量和定位計(jì)算，非常的方便， 支持用手觸摸、用筆觸控或其他不透明物體觸控，并支持鼠標(biāo)的所有擊鍵功能，易于計(jì)算機(jī) 10操作，定位準(zhǔn)確，精度高，并支持兩支筆同時(shí)使用。
[0054] 2、兩個(gè)紅外線發(fā)射裝置及兩個(gè)光學(xué)攝像傳感器為獨(dú)立設(shè)計(jì)的，板面的劃傷不會(huì) 影響到感應(yīng)操作，通過(guò)USB接口 9與計(jì)算機(jī)10相連，無(wú)需外接電源，直接由計(jì)算機(jī)提供 500ma/5V直流電源即可，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求，并且在通電啟動(dòng)時(shí)，主控芯片7會(huì)進(jìn)行系統(tǒng) 參數(shù)的檢測(cè)并自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0055] 3、安裝變易、固定性好、成本及造價(jià)低廉，且具有結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)件簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、實(shí) 用性高等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。能夠做成有固定的框架白板，或者是柔性的白板。
[0056] 4、目前市場(chǎng)上的光學(xué)電子白板基本都是被動(dòng)式的，采用反射條反射光學(xué)，然后用 不透明物體遮擋光線來(lái)確定位置，而本發(fā)明是通過(guò)兩個(gè)紅外線發(fā)射裝置主動(dòng)發(fā)射光線。
[0057] 5、主控芯片7分析得到適合計(jì)算機(jī)10使用的坐標(biāo)信息，計(jì)算機(jī)10根據(jù)物體在白 板基體1上的軌跡得到書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)10將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容傳輸給投影儀11，投影儀11將書(shū)寫(xiě) 內(nèi)容投影到白板基體1上。
[0058] 以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng) 域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)傳感定位電子白板，其特征在于，包括白板基體、第一邊框、用于發(fā)出與白 板基體的板面平行的紅外光的左紅外線發(fā)射裝置及右紅外線發(fā)射裝置、用于接收左紅外線 發(fā)射裝置散射回的紅外光的左光學(xué)攝像傳感器和用于接收右紅外線發(fā)射裝置散射回的紅 外光的右光學(xué)攝像傳感器；所述第一邊框固定安裝在白板基體的頂端上，所述左紅外線發(fā) 射裝置和左光學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的左端上，所述右紅外線發(fā)射裝置和右光 學(xué)攝像傳感器分別安設(shè)在第一邊框的右端上； 所述電子白板還包括主控芯片、排線、USB接口、計(jì)算機(jī)和投影儀；所述左光學(xué)攝像傳 感器和右光學(xué)攝像傳感器分別通過(guò)排線與主控芯片電連接，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口與主 控芯片電連接，所述投影儀與計(jì)算機(jī)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感定位電子白板，其特征在于，所述光學(xué)傳感定位電 子白板還包括第二邊框、第三邊框和第四邊框；所述第二邊框、第三邊框和第四邊框與第一 邊框相適配且固定在白板基體的四周上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感定位電子白板，其特征在于，所述白板基體為柔性 白板基體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感定位電子白板，其特征在于，所述左光學(xué)攝像傳感 器上設(shè)有左輸出放大電路，所述右光學(xué)攝像傳感器上設(shè)有右輸出放大電路；所述左輸出放 大電路和右輸出放大電路分別與排線電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的光學(xué)傳感定位電子白板，其特征在于，所述左光學(xué)攝像傳 感器和右光學(xué)攝像傳感器分別以每秒鐘120幀的速度輸出視頻圖像。
6. -種光學(xué)傳感定位電子白板的定位方法，其特征在于，包括以下步驟： A、 左紅外線發(fā)射裝置和右紅外線發(fā)射裝置分別發(fā)出與白板基體的板面平行的紅外 光； B、 所述左紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn)生散 射現(xiàn)象，所述右紅外線發(fā)射裝置發(fā)出的紅外光碰到用于在白板基體上書(shū)寫(xiě)的物體后產(chǎn)生散 射現(xiàn)象； C、 左光學(xué)攝像傳感器接收左紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光，右光學(xué)攝像傳感器接收 右紅外線發(fā)射裝置散射回的紅外光； D、 主控芯片對(duì)左光學(xué)攝像傳感器和右光學(xué)攝像傳感器分別接收到的散射回的紅外光 進(jìn)行處理；主控芯片處理后得到適合計(jì)算機(jī)使用的坐標(biāo)信息； E、 所述計(jì)算機(jī)根據(jù)坐標(biāo)信息得到白板基體上的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容傳輸給投 影儀，投影儀將書(shū)寫(xiě)內(nèi)容投影到白板基體上。
【文檔編號(hào)】G06F3/042GK104102391SQ201310125059
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】孔飛 申請(qǐng)人:深圳市海亞科技發(fā)展有限公司