[實用新型]一種多點觸摸式人機交互裝置

無效

• 申請號: 200920112912.2
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN201331752Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 朱雋晨;厲力華
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G03B17/54
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術領域

本實用新型屬于電子技術領域，涉及一種觸摸屏電子設備，具體涉及一種可以區分多點觸摸并同時操作的觸摸式人機交互裝置。

背景技術

目前，觸控技術廣泛應用于公共信息查詢、工業控制、銀行、娛樂、醫療等領域。人們已經體會到觸摸技術帶來的便利，政府也看到觸摸行業將成為我國信息產業一個新的增長點，開始給予關注和支持。在國內市場上，隨著國內觸摸屏制造開發能力的增強，計算機應用能力的提高和顯示技術的進步，業界專家開發出了各種適合個性化用途且具備耐久性和可靠性的觸摸屏。隨著城市向信息化方向發展和電腦網絡在國民生活中的滲透，各企事業單位都大量使用多媒體信息查詢系統，以提高單位的整體形象和服務水準，幫助走上信息化服務的道路。

市場上的觸摸屏主要三大種類：電阻技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏、電容技術觸摸屏。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬(ITO氧化銦，透明的導電電阻)導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內表面也涂有一層ITO涂層、在他們之間有許多細小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層導電層隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸，控制器偵測到這一接觸并計算出(X，Y)的位置，再根據模擬鼠標的方式運作。表面聲波技術觸摸屏主要是利用聲波在物體的表面進行傳輸，當有物體觸摸到表面時，阻礙聲波的傳輸，換能器偵測到這個變化，反應給計算機，進而進行鼠標的模擬。電容技術觸摸屏則利用人體的電流感應進行工作。用戶觸摸屏幕時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置。但這些觸摸屏幕普遍存在的問題是有些觸摸精度、靈敏度不夠高，大部分只識別單點，而精度高的多點觸摸屏制造工藝復雜，成本又很高，只適合小尺寸的應用。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種多點觸摸式人機交互裝置，該裝置能提高觸摸屏的精度與靈敏度，不受尺寸大小的限制，降低了觸摸屏的制造成本。

本實用新型采用如下的技術方案：

一種多點觸摸式人機交互裝置，包括透明觸摸面板、投影軟幕、投影設備、紅外投光設備、紅外圖像采集設備、圖像處理器。投影軟幕附著在透明觸摸面板的背面。投影軟幕的下方設置有紅外圖像采集設備和投影設備，圖像處理器的一端與紅外圖像采集設備連接，另一端與投影設備連接。紅外圖像采集設備包括紅外攝像頭和位于紅外攝像頭前面的可見光濾波片。兩組紅外投光設備分別設置在透明觸摸面板背面的兩側，并且以與水平方向成α角投射到透明觸摸面板，42°≤α≤48°。

所述的透明觸摸面板為玻璃、有機玻璃、壓克力板中的一種。

本實用新型所具有的有益效果是：

1、通過圖像處理技術，實現了高靈敏度，高精度，不受尺寸大小限制的多點觸摸式人機交互。

2、該裝置能與用戶實時準確的交互，而且用廉價的紅外圖像采集設備和投影設備取代了傳統的昂貴觸摸屏硬件。

3、該裝置能識別同時發生在不同位置的多個觸摸點，也能分析各觸摸點的運動軌跡，得到用戶觸摸的正真意圖，從而對用戶的觸摸進行相應的反饋，使人與計算機之間的交互更自然、方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，多點觸摸式人機交互裝置包括透明觸摸面板1、投影軟幕2、投影設備6、紅外投光設備3、紅外圖像采集設備、圖像處理器7。投影軟幕2附著在透明觸摸面板1的背面。投影軟幕2的下方設置有紅外圖像采集設備和投影設備6，圖像處理器7的一端與紅外圖像采集設備連接，另一端與投影設備6連接。紅外圖像采集設備包括紅外攝像頭5和可見光濾波片4，可見光濾波片4位于紅外攝像頭5的前面。兩組紅外投光設備3分別位于透明觸摸面板1背面的兩側，并且以與水平方向成α角度投射到透明觸摸面板1，其中42°≤α≤48°。在本實施例中α＝45°，透明觸摸面板1選用普通玻璃。紅外投光設備3由紅外發光管組成，紅外光從透明觸摸面板1背面往表面射入觸摸面板，用于照亮觸摸物體；紅外攝像頭5用于捕捉被紅外光照亮的物體圖像并傳送給圖像處理器7進行分析。

開啟該裝置，用戶根據顯示的圖像在透明觸摸面板1上進行觸摸動作，紅外圖像采集設備能夠實時捕捉到由于阻擋而被反射的紅外光，紅外圖像采集設備將并傳送給圖像處理器7。圖像處理器7對當前觸摸圖像與初始圖像進行比較以剔除背景，去噪點，增加對比度等處理，根據處理后的圖像分析出單點或多點觸摸的坐標、力度及方向，判斷多點觸摸的運動軌跡，并據此分析出用戶動作的意圖，產生指令，調用程序進行事件響應控制投影設備顯示相應圖像反饋給用戶。