[發(fā)明專(zhuān)利]采用線陣CCD攝像機(jī)的交互式電子白板

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710070122.8
• 申請(qǐng)日: 2007-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101102513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海峰;劉旭;黃文標(biāo);劉向東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N9/09
• 分類(lèi)號(hào): H04N9/09;G01B11/03;G03B29/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用線陣CCD攝像機(jī)的交互式電子白板，可以實(shí)現(xiàn)輸入光筆或手指等遮擋物在白板上坐標(biāo)的高精度探測(cè)定位。

背景技術(shù)

交互式電子白板系統(tǒng)目前廣泛應(yīng)用于教育、辦公等場(chǎng)合。交互式電子白板可以和投影機(jī)聯(lián)合使用，其優(yōu)點(diǎn)在于它可以借助投影機(jī)或顯示器，把人們?cè)诎装迳蠒?shū)寫(xiě)的內(nèi)容通過(guò)投影機(jī)或顯示器顯示出來(lái)，從而拋棄傳統(tǒng)的黑板和粉筆。

交互式電子白板的關(guān)鍵技術(shù)在于書(shū)寫(xiě)筆的位置探測(cè)，目前現(xiàn)有的交互式電子白板的探測(cè)技術(shù)包括紅外線、超聲波以及CCD探測(cè)器。紅外線探測(cè)技術(shù)是把紅外發(fā)光二極管一個(gè)接一個(gè)的安置于白板的一側(cè)，與其相對(duì)的另一側(cè)放置一排光電探測(cè)器。當(dāng)筆或其他物體遮擋住紅外光時(shí)，光電探測(cè)器上會(huì)產(chǎn)生陰影，根據(jù)陰影的位置可計(jì)算出遮擋物的位置。但由于發(fā)光二級(jí)管和光電探測(cè)器的體積較大，在白板四周排列時(shí)發(fā)光管和探測(cè)器的個(gè)數(shù)有限，因此分辨率不是很高。此外由于發(fā)光二級(jí)管發(fā)出的光平行性較差，因此筆在探測(cè)器陣列上的陰影大小和遮擋物離探測(cè)器的遠(yuǎn)近有關(guān)系。這也影響了測(cè)量的精度。

采用CCD探測(cè)器的技術(shù)有幾種，一是采用CCD面陣，在白板的法線方向上安裝CCD攝像機(jī)對(duì)白板進(jìn)行拍攝，當(dāng)發(fā)光筆在白板上書(shū)寫(xiě)時(shí)，在CCD上可以拍攝到一個(gè)光點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算光點(diǎn)在CCD面陣中的位置可以測(cè)定光筆的位置。其缺點(diǎn)是CCD攝像機(jī)安裝在遠(yuǎn)離白板的地方，不能和白板合成一體。另一種方法是采用CCD線陣，在白板上方左右角上各安置一個(gè)CCD攝像機(jī)，這樣光筆和二個(gè)攝像機(jī)構(gòu)成一個(gè)三角形。通過(guò)二臺(tái)CCD攝像機(jī)可以測(cè)得光筆對(duì)二臺(tái)CCD的夾角，通過(guò)求三角形的交點(diǎn)可以得到光筆的位置。在這種方法中，當(dāng)筆離二臺(tái)攝像機(jī)的連線較近時(shí)，由于三角形趨向于一條直線，會(huì)造成探測(cè)精度降低。此外由于只采用了二個(gè)CCD探測(cè)器，每個(gè)CCD必須探測(cè)整個(gè)白板平面，而CCD鏡頭有一定的景深，當(dāng)筆接近CCD相機(jī)時(shí)，CCD上的光點(diǎn)成像就會(huì)變得很模糊，這同樣降低了探測(cè)位置的精度。而且由于CCD分辨率自身的限制，使得測(cè)量精度不可能高于單個(gè)CCD的自身物理分辨率。

當(dāng)前由于投影機(jī)的分辨率在不斷提高以及無(wú)縫拼接顯示技術(shù)的發(fā)展，交互式電子白板也提出了不斷提高探測(cè)分辨率及定位精度的要求。本發(fā)明通過(guò)多個(gè)CCD攝像機(jī)，分區(qū)域測(cè)量，解決了CCD攝像機(jī)的景深造成的測(cè)量誤差，同時(shí)通過(guò)測(cè)量坐標(biāo)的拼接，突破了單個(gè)CCD的分辨率限制，提高了測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用線陣CCD攝像機(jī)的交互式電子白板?？梢源蟠筇岣叻直媛屎投ㄎ痪?。

一種采用線陣CCD攝像機(jī)的交互式電子白板包括第一組線陣CCD攝像機(jī)、第二組線陣CCD攝像機(jī)、第三組線陣CCD攝像機(jī)、第四組線陣CCD攝像機(jī)、CCD信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、發(fā)光筆、白板，其中白板的四周每組線陣CCD攝像機(jī)至少有一個(gè)線陣CCD攝像機(jī)，整個(gè)白板被平分成至少四個(gè)測(cè)量區(qū)域，其中第一組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量屏幕上C、D區(qū)域的橫向位置，第二組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量A、B區(qū)域的橫向位置，第三組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量A、C區(qū)域的縱向位置，第四組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量B、D區(qū)域的縱向位置。

所述的在白板上書(shū)寫(xiě)的發(fā)光筆筆端向平行于白板面的四周發(fā)射光線，光點(diǎn)位置至少被每組線陣CCD攝像機(jī)探測(cè)到。光筆包括干電池、光源、導(dǎo)光棒、散射段和筆殼，筆殼設(shè)有相連接的電池、光源，光源前方設(shè)有導(dǎo)光棒，導(dǎo)光棒前端設(shè)有散射段。

CCD信號(hào)轉(zhuǎn)換電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)分別與第一CCD信號(hào)采集電路、第二CCD信號(hào)采集電路、第三CCD信號(hào)采集電路、第器CCD信號(hào)采集電路、USB轉(zhuǎn)換芯片相連。

第一CCD信號(hào)采集電路、第二CCD信號(hào)采集電路、第三CCD信號(hào)采集電路、第器CCD信號(hào)采集電路相同，其中第一CCD信號(hào)采集電路：第一組線陣CCD攝像機(jī)與域值觸發(fā)器、單片機(jī)相連接，第一組線陣CCD攝像機(jī)與單片機(jī)相連接，脈沖信號(hào)發(fā)生器與單片機(jī)的第一路計(jì)數(shù)器、第二路計(jì)數(shù)器相連接。

另一種采用線陣CCD攝像機(jī)的交互式電子白板包括第一組線陣CCD攝像機(jī)、第二組線陣CCD攝像機(jī)、第三組線陣CCD攝像機(jī)、第四組線陣CCD攝像機(jī)、CCD信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、白板、LED發(fā)光管、散射板，其中白板的四周每組線陣CCD攝像機(jī)至少有一個(gè)線陣CCD攝像機(jī)，電子白板四周排布LED發(fā)光管，在發(fā)光管前側(cè)加散射板，每組線陣CCD攝像機(jī)置于LED層上端，整個(gè)白板被平分成至少四個(gè)測(cè)量區(qū)域，其中第一組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量屏幕上C、D區(qū)域的橫向位置，第二組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量A、B區(qū)域的橫向位置，第三組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量A、C區(qū)域的縱向位置，第四組線陣CCD攝像機(jī)測(cè)量B、D區(qū)域的縱向位置。