一種光學(xué)觸摸屏制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種光學(xué)觸摸屏，它由圖像掃描裝置、邊框條、普通書寫白板組成，通過安裝在普通白板邊角上的二個(gè)或以上的圖像傳感器對(duì)相對(duì)的邊框條進(jìn)行圖像掃描，通過裝飾內(nèi)側(cè)邊框?yàn)榛译A獲得參考的觸摸平面，當(dāng)物體迸入觸摸區(qū)域時(shí)，邊框條中的灰階邊緣將引起破壞，由破壞點(diǎn)可以得出物體在兩個(gè)攝像裝置間的相交角度，并通過三角計(jì)算法獲得物體在白板區(qū)域的位置。本實(shí)用新型專利技術(shù)釆用了白板固有的邊框進(jìn)行圖像檢測，在不增加額外電子裝置情況下，實(shí)現(xiàn)了電子白板的交互信息。此外系統(tǒng)還進(jìn)一步引入移動(dòng)檢測和顏色識(shí)別，前者提高檢測檢測的準(zhǔn)確性，后者提供電子智能顏色筆功能。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種光學(xué)觸摸屏
本技術(shù)涉及電子白板領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
電子白板按觸摸技術(shù)可分為二類主動(dòng)觸摸式和被動(dòng)觸摸式,主動(dòng)的觸摸系統(tǒng)需要特殊的裝置去接觸觸摸表面，最常用的交互裝置是特制的電源供電的交互筆；而被動(dòng)的觸摸系統(tǒng)則不需要特殊的觸點(diǎn)去激活觸摸表面，用戶完全可以用手指或其他物體完成交互工作。從整個(gè)電子白板的發(fā)展趨勢看，被動(dòng)觸摸式電子白板已趨于主流，采用攝像掃描式的探測技術(shù)有以下幾種第一種，使用安裝在白板外的攝像機(jī)對(duì)整個(gè)白板進(jìn)行攝入，當(dāng)發(fā)光筆在白板上進(jìn)行書寫，攝像頭感知光點(diǎn)的移動(dòng)來獲得光筆的位置，其缺點(diǎn)是攝像頭需要安裝在白板外面， 當(dāng)人在前面書寫時(shí)，發(fā)光筆的光點(diǎn)會(huì)被阻擋。第二種，采用安裝在白板上的多個(gè)線陣CCD對(duì)發(fā)光筆進(jìn)行探測，通過判斷光點(diǎn)在每個(gè)線程CCD的位置進(jìn)行計(jì)算定位，其缺點(diǎn)是需要發(fā)光筆。第三種，采用安裝在白板上的多個(gè)攝像機(jī)對(duì)探測物體進(jìn)行掃描，通過判斷物體在每個(gè)攝像機(jī)中的特征量進(jìn)行坐標(biāo)定位，這種方式還是比較先進(jìn)的，但處理較為復(fù)雜，此外對(duì)攝像機(jī)的安裝具有很高的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種光學(xué)觸摸屏，它通過檢測輔助的白板框圖像，間接獲得觸摸信息，它允許手指或物體直接在白板上進(jìn)行觸摸，無需使用信號(hào)筆。本技術(shù)解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種基于圖像檢測的電子白板系統(tǒng)，主要包括白板，在白板上的左右邊角位置分別放置有第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置，其中第一圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第三邊框條進(jìn)行圖像采集，第二圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第一邊框條進(jìn)行圖像采集，第一邊框條、第二邊框條和第三邊框條在白板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有黑白交替邊界；第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置的中心光軸分別同其兩側(cè)邊框成一定角度，中心光軸的高度正對(duì)于黑白交替邊界；第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置分別與主處理器相連接。所述的第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置均由攝像頭和圖像處理單元構(gòu)成， 二個(gè)攝像頭的中心光軸分別同其兩側(cè)邊框成45度。所述的攝像頭由水平視場角大于90度的球面鏡頭和高清晰的CMOS彩色圖像傳感器組成。所述的主處理器通過USB裝置與計(jì)算機(jī)相連接。通過以上技術(shù)方案，本技術(shù)采用了白板固有的邊框進(jìn)行圖像檢測，在不增加額外電子裝置情況下，實(shí)現(xiàn)了電子白板的交互信息。它由引入的白板框作為圖像檢測目標(biāo)， 通過判斷該參考目標(biāo)的特征量變化，間接獲得物體在電子白板的觸摸信息，本系統(tǒng)的技術(shù)使白板裝置變得簡單，具有極高的實(shí)用價(jià)值。附圖說明圖I為本技術(shù)的系統(tǒng)組成示意圖；圖2為本技術(shù)系統(tǒng)邊框條裝飾示意圖；圖3為本技術(shù)的圖像攝入裝置的組成示意圖圖4為本技術(shù)的圖像處理單元的原理示意圖；圖5為本技術(shù)的主處理器單元的原理示意圖；圖6為本技術(shù)坐標(biāo)計(jì)算示意圖；圖7為本技術(shù)輔助光源安裝示意圖；附圖標(biāo)記說明第一圖像攝入裝置1，第二圖像攝入裝置2，第一邊框條3，第二邊框條4，第三邊框條5，白板6，主處理器7，黑白交替邊界11，球面鏡頭20，CMOS彩色圖像傳感器21，可編程邏輯器件22，數(shù)字信號(hào)處理器23，攝像頭26，圖像處理單元27，圖像數(shù)據(jù)緩沖裝置51，圖像噪聲濾波模塊52，邊緣提取模塊53，移動(dòng)檢測模塊54，顏色均值模塊55，數(shù)字信號(hào)模塊56，亮度數(shù)據(jù)60，色度數(shù)據(jù)61，曲線分析單元62，差異分析單元63，顏色分析單元64，單片機(jī)70，EPROM 71，USB模塊80，被測物體100，紅外LED 101，PCB板110。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說明如圖I所示，這種基于圖像檢測的電子白板系統(tǒng)，主要包括白板6，在白扳6上的左右邊角位置分別放置第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置2〔也可以二個(gè)以上〉。第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置2由攝像頭26和圖像處理單元27構(gòu)成(見圖3〉，攝像頭26由水平視場角大于90度的球面鏡頭20和高清晰的CMOS彩色圖像傳感器21組成， 安裝后的攝像頭的中心光軸同其兩側(cè)邊框成45度，第一圖像攝入裝置I對(duì)笫二邊框條4和笫三邊框條5進(jìn)行圖像采集，第二圖像攝入裝置2對(duì)第二邊框條4和第一邊框條3進(jìn)行圖像釆集，第一邊框條3、第二邊框條4和第三邊框條5在白板6的內(nèi)側(cè)面裝飾成黑白交替邊界11見圖2〔邊框內(nèi)側(cè)被裝飾成灰階分隔〉，調(diào)整攝像頭同白板6平面之間的安裝高度，使其中心光軸也正對(duì)邊框條的黑白交替邊界，如果書寫板是淺色的，邊框是深色的，我們也可直接使用兩者組裝出的邊界進(jìn)行圖像檢測。本技術(shù)的使用步驟如下I、在白板6上的左右邊角位置分別放置第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置 2，笫一邊框條3、第二邊框條4和第三邊框條5在白板6的內(nèi)側(cè)面設(shè)有黑白交替邊界11，第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置2的中心光軸分別同其兩側(cè)邊框成一定角度，調(diào)整中心光軸的髙度，使其正對(duì)于黑白交替邊界11 ;2、第一圖像攝入裝賈I對(duì)第二對(duì)邊框條4和第三邊框條5進(jìn)行圖像釆集，第二圖像攝入裝置2對(duì)第二對(duì)邊框條4和第一邊框條3進(jìn)行圖像釆集，即通過安裝在普通白板邊角上的二個(gè)圖像傳感器對(duì)相對(duì)的邊框條進(jìn)行圖像掃描；43、通過黑白交替邊界11為灰階獲得參考的觸摸平面，當(dāng)物體進(jìn)入觸摸區(qū)域時(shí)，邊框條中的灰階邊緣將引起破壞，由破壞點(diǎn)得出物體在兩個(gè)攝像裝置間的相交角度，并通過三角計(jì)算法獲得物體在白板區(qū)域的位置。圖像處理單元對(duì)內(nèi)側(cè)邊框的灰階圖像進(jìn)行邊緣提取，在沒有物體觸摸時(shí)，該提取的灰階邊緣輪廓是連續(xù)并且準(zhǔn)直的；當(dāng)有物體觸摸白板時(shí)， 邊框圖像受到物體的阻擋，其邊緣輪廓會(huì)產(chǎn)生扭曲或斷裂，通過獲知物體在兩個(gè)或以上的攝像裝置產(chǎn)生的變形點(diǎn)就可以計(jì)算出物體在白板的位置。(物體或手指進(jìn)入觸摸區(qū)時(shí)造成邊框采集圖像破壞，通過破壞間接獲得觸摸信息〕4、第一圖像攝入裝賈I和第二圖像攝入裝置2對(duì)白板邊框內(nèi)的圖像做移動(dòng)檢測， 第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置2對(duì)移入白板內(nèi)的物體做顏色識(shí)別。在使用了上述邊緣輪廓檢測的情況下，本技術(shù)還輔助釆用了移動(dòng)檢測判別，第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置對(duì)白板邊框內(nèi)的圖像做移動(dòng)檢測，其目的是提高檢測的準(zhǔn)確性，圖像處理單元通過分析邊框圖像的前后兩幀差異，判斷物體是否在觸摸區(qū)附近移動(dòng)。在本技術(shù)系統(tǒng)中，第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置對(duì)移入白板內(nèi)的物體做顏色識(shí)別，通過分析物體在彩色圖像傳感器的顏色成分，得出物體的顏色，把信息通知 PC進(jìn)行書寫著色。其好處在于用戶使用何種顏色的物體，就可以以何種顏色進(jìn)行書寫。本技術(shù)采用了白板固有的邊框進(jìn)行圖像檢測，在不增加額外電子裝置情況下，實(shí)現(xiàn)了電子白板的交互信息。它由引入的白板框作為圖像檢測目標(biāo)，通過判斷該參考目標(biāo)的特征量變化，間接獲得物體在電子白板的觸摸信息，本系統(tǒng)的技術(shù)使白板裝置變得簡單，具有極高的實(shí)用價(jià)值。此外系統(tǒng)還進(jìn)一步引入移動(dòng)檢測和顏色識(shí)別，前者提高檢測檢測的準(zhǔn)確性，后者提供電子智能顏色筆功能。圖像處理中元27由FPGA可編程邏輯器件22和DSP數(shù)字信號(hào)處理器23構(gòu)成，F(xiàn)PGA 負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)的前處理，DSP負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)的后處理。主處理器7負(fù)責(zé)接受來自第一圖像攝入裝置I和第二圖像攝入裝置2的數(shù)據(jù)，處理后的位置信息和顏色信息通過USB裝置傳送給計(jì)算機(jī)。其原理圖見圖5所示，由內(nèi)置USB 模塊80的單片機(jī)70和EPR0M本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光學(xué)觸摸屏，主要包括白板，其特征在于：在白板上的左右邊角位置分別放置有第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置，其中第一圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第三邊框條進(jìn)行圖像采集，第二圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第一邊框條進(jìn)行圖像采集，第一邊框條、第二邊框條和第三邊框條在白板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有黑白交替邊界；第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置的中心光軸分別同其兩側(cè)邊框成一定角度，中心光軸的高度正對(duì)于黑白交替邊界;第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置分別與主處理器相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)觸摸屏，主要包括白板，其特征在于在白板上的左右邊角位置分別放置有第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置，其中第一圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第三邊框條進(jìn)行圖像采集，第二圖像攝入裝置用于第二對(duì)邊框條和第一邊框條進(jìn)行圖像采集，第一邊框條、第二邊框條和第三邊框條在白板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有黑白交替邊界；第一圖像攝入裝置和第二圖像攝入裝置的中心光軸分別同其兩側(cè)邊框成一定角度，中心光軸的高度正對(duì)于黑白交替邊界；第一圖像攝入裝置和第二...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐榮輝，陳吉慶，全建勛，
申請(專利權(quán))人：杭州華銀教育多媒體科技股份有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：