[發(fā)明專(zhuān)利]用于與顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互操作的方法及設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710041127.8
• 申請(qǐng)日: 2007-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101067761A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司秉玉;陳黎平;蔣健明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 司秉玉
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;H04B10/10
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 徐筱梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人機(jī)交互操作的方法及設(shè)備，特別是一種用于與顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互操作的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

作為與計(jì)算機(jī)交互的輔助手段，顯示交互成為目前被廣泛關(guān)注的領(lǐng)域之一。從教學(xué)、會(huì)議以及娛樂(lè)等領(lǐng)域，顯示交互系統(tǒng)越來(lái)越扮演了重要的角色。在教學(xué)上，傳統(tǒng)意義上使用投影儀作為顯示設(shè)備，在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)之前，教師要準(zhǔn)備好要講的稿，通過(guò)計(jì)算機(jī)將文件在課堂上展示出來(lái)。這種方式存在幾個(gè)問(wèn)題：第一、老師可能在編寫(xiě)講稿時(shí)存在疏忽、遺漏。由于編輯需要通過(guò)計(jì)算機(jī)操作并且需要打斷正常的教學(xué)，從而導(dǎo)致不能夠?qū)Τ霈F(xiàn)偏差的地方及時(shí)更正；第二、老師可能需要類(lèi)似黑板的平臺(tái)，來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行書(shū)寫(xiě)和講解，這就使得現(xiàn)在的課堂不能夠徹底的將傳統(tǒng)的黑板去除，并且需要老師在黑板和投影儀之間來(lái)回切換，而寫(xiě)在黑板上的內(nèi)容不能夠保留。最后，老師只能通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)投影儀所示的內(nèi)容進(jìn)行操作，這些操作包括，打標(biāo)記，修改，加重等。針對(duì)這些問(wèn)題，從上世紀(jì)90年代初，各國(guó)的研究者或者相應(yīng)的顯示設(shè)備公司就開(kāi)始了大量的研究并且由之產(chǎn)生了相應(yīng)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品主要包括：基于超聲、鐳射、紅外矩陣、壓敏觸摸屏等。基于超聲的方法，主要利用超聲對(duì)磁性筆進(jìn)行探測(cè)，并通過(guò)信號(hào)處理設(shè)備進(jìn)行信息處理和位置計(jì)算；該方法由于定位準(zhǔn)確使用方便，成為目前市場(chǎng)上普遍采用的方法。然而，該方法的缺點(diǎn)在于：第一、響應(yīng)速度慢，超聲產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)信號(hào)濾波、整形、放大等處理，然后進(jìn)行位置信息計(jì)算；第二、超聲設(shè)備安裝問(wèn)題，由于需要配合顯示屏的相應(yīng)坐標(biāo)位置，超聲設(shè)備的安裝位置和角度需要進(jìn)行人為配準(zhǔn)，這一過(guò)程一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間；第三、該設(shè)備需要較昂貴的硬件成本費(fèi)用，這主要是需要一個(gè)較強(qiáng)的信號(hào)處理器；第四、該設(shè)備對(duì)環(huán)境噪聲敏感，如果環(huán)境中存在與超聲頻率相近的頻率，則超聲定位將變得不可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種用于與顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互操作的方法及設(shè)備，它將光學(xué)、電子學(xué)和圖象處理學(xué)相結(jié)合，產(chǎn)生一種適用于目前所有的顯示系統(tǒng)的交互操作，并具有定位準(zhǔn)確、可靠性高、響應(yīng)速度快、成本低等特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于與顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互操作的方法，特點(diǎn)是用戶(hù)手持近紅外偏振光發(fā)光器進(jìn)入顯示系統(tǒng)的顯示屏前，計(jì)算機(jī)將交互界面顯示在顯示屏上，手持近紅外偏振光發(fā)光器對(duì)顯示屏接觸并在顯示屏上發(fā)出命令，通過(guò)圖象成像器對(duì)顯示屏進(jìn)行圖象采集，并由圖象處理器完成對(duì)手持近紅外偏振器光斑位置的計(jì)算以及接收所發(fā)出的命令信息，圖象處理器將光斑位置信息和命令信息進(jìn)行編碼并傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)位置信息及命令信息與顯示系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的交互操作。

實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備包括顯示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、圖象成像器、圖象處理器和近紅外偏振發(fā)光器，計(jì)算機(jī)分別連接顯示系統(tǒng)、圖象處理器，圖象處理器連接圖象成像器，近紅外偏振發(fā)光器接觸顯示系統(tǒng)。

所述圖象成像器是電荷耦合器件(CCD)攝象機(jī)或互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)攝象機(jī)，并在圖象采集器鏡頭前或在鏡頭與成像器之間設(shè)置偏振光檢偏器及可見(jiàn)光濾波片。

所述近紅外偏振發(fā)光器由電池、兩組紅外線發(fā)射管、編碼器、偏振光起偏器、可見(jiàn)光濾波器、按鈕組成；其中可見(jiàn)光濾波器、偏振光起偏器貼合在一起后將可見(jiàn)光濾波器貼合在一組紅外線發(fā)射管上，該組紅外線發(fā)射管連接電源開(kāi)關(guān)，編碼器分別連接按鈕、電源開(kāi)關(guān)及另一組紅外線發(fā)射管。

所述圖象處理器包括數(shù)據(jù)接口、信號(hào)處理器、信號(hào)編碼器、通信接口及紅外接收器，數(shù)據(jù)接口連接數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器連接信號(hào)編碼器，信號(hào)編碼器連接紅外接收器，信號(hào)編碼器連接通信接口。

所述顯示系統(tǒng)是液晶(LCD)顯示器、背投影顯示器、前投影儀、等離子顯示器或陰極射線管(CRT)顯示器。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

定位準(zhǔn)確：由計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)光斑的方式，可以唯一進(jìn)行光斑中心定位。

可靠性高：由于采用近紅外配以可見(jiàn)光濾波器和偏振光檢測(cè)，所以對(duì)外界自然光和近紅外光以及室內(nèi)環(huán)境光都不敏感。

響應(yīng)速度快：由于顯示內(nèi)容的刷新率通常為60場(chǎng)/秒，本發(fā)明的定位速度也達(dá)到了這一速度。

成本低：本發(fā)明可以采用普通的黑白微型攝像機(jī)，和常用的LED作為主要組成設(shè)備，所以成本要比超聲等設(shè)備低很多。自動(dòng)配準(zhǔn)：本發(fā)明能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)將顯示系統(tǒng)的顯示位置進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)軟件處理，自動(dòng)進(jìn)行配準(zhǔn)。