[發明專利]一種基于線陣激光的多點觸發方法及其系統

無效

• 申請號: 200910085709.5
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101566899A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 史元春;姜皓;秦永強;時岳
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G03B29/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

本發明屬于人機交互的多點觸控技術領域。

背景技術

近年來，隨著信息技術的迅猛發展，計算機的運算能力已經可以滿足大多數應用場景的需求，創建人機之間自然、和諧的交互通道由此成為了提升計算機整體可用性的新途徑。連接計算主機的投影儀、CRT/LCD屏幕等一類顯示設備為運行在主機上的應用程序和數據提供了基于視覺模態的顯示輸出，是計算機用戶獲取信息的重要通道。觸控技術是應用在顯示表面上的直接操縱技術，允許用戶使用手指或觸控筆在屏幕上對顯示內容進行點擊、拖拽等動作對應用程序施加命令，具有交互動作便捷、直觀等優點。

多點觸控技術在原始的單點觸控技術上進行擴展，允許用戶同時使用多個手指或觸控筆操控屏幕表面，并可施加基于多個手指的手勢命令，如雙手縮放、旋轉等；同時，多點觸控技術可支持多用戶同時使用，使應用程序具有極強的多人互動性和良好的用戶體驗。該項技術可用于構建具有多用戶共享交互功能的顯示表面，如交互桌面、交互墻面等產品，具有廣泛的市場前景。

在多點觸控技術領域，現有的實現方法包括基于電容的透明介質觸摸面板(如專利申請號200580011740.4，公開號CN1942853)、基于雙目立體視覺的多點觸摸方法(如專利申請號200810201934.6，公開號CN101393497)、基于聲波定位的多點觸摸屏裝置(如專利申請號200810007915.X，公開號CN101251785)，以及基于計算機視覺識別的多點觸控屏幕技術幾大類。本發明提出的技術隸屬于最后一類。

基于計算機視覺識別的多點觸控技術主要原理為：接觸顯示屏幕表面的手指或觸控筆尖端會干預預先布設的光源發出的光路，并體現在在觸點處產生光亮變化；該變化可被攝像機或其它感光設備捕獲，并能夠經過視覺識別技術計算出多個觸點的位置。在這一大類技術中，根據光源及感光設備的放置位置不同，已有專利及實現包括沿屏幕側邊給光，屏幕后方放置攝像機的受抑全反射技術(專利申請號200810065714.5，公開號CN101231450)、沿矩形屏幕的一條長邊和一條短邊發射紅外信號，沿另外兩邊安裝紅外接收裝置的技術(專利申請號200710031082.6，公開號CN101149656)、沿矩形屏幕的四周安裝紅外發光帶，在屏幕四角安裝線陣圖像傳感器的技術(專利申請號200810024770.4，公開號CN101271372)，以及在屏幕后側同時安置紅外光源和攝像機的技術(專利申請號200820127898.9，公開號CN201234731)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于線陣激光的多點觸發方法及其系統。

本發明中所述多點觸發方法的特征在于，依次含有以下步驟：

步驟1.在投影屏幕面對人眼方向的前側且緊靠所述投影屏幕的四角處，安放發射波長為不可見光波段的四個線陣激光器，其線陣輻射角為90度，所述各線陣激光器的縱軸與所述投影屏幕上各邊的夾角均為45度，使所述各線陣激光器發射的扇形光面均能覆蓋所述整個投影屏幕；

步驟2.調整所述各線陣激光器的扇形光面，使得均與所述投影屏幕表面平行；

步驟3.調整所述各線陣激光器的位置，使得所發射的各扇形光面共面；

步驟4.在所述扇形光面的范圍內，用多只手指或觸控筆觸摸所述投影屏幕，所述扇形光面被所述多只手指穿越，導致光路受阻，并沿著所述扇形光面的橫截面的邊緣散射產生散射光點以指示多個手指或觸控筆在所述投影屏幕上的觸控位置。

本發明中所述多點觸發系統的特征在于，含有：計算機、投影儀、投影屏幕、攝像機及四個線陣激光器，其中：

四個線陣激光器，位于所述投影屏幕面對人眼方向的前側且靠近該投影屏幕的四角處，所述各線陣激光器的線陣輻射角為90度，所述各線陣激光器的縱軸與所述投影屏幕各邊的夾角均為45度，每一個所述線陣激光器發出的扇形光面均平行且緊貼于所述投影屏幕前側表面，所有四個素數線陣激光器發出的扇形光面共面，而所述個線陣激光器的發射波長都在不可見光段；

計算機，位于所述投影屏幕后側，機箱連接一個投影儀，所述攝像機位于所述計算機和投影屏幕間，靠近所述投影屏幕，在該攝像機鏡頭上加裝一個對應于所述線陣激光器波長的濾光片。