[發明專利]基于球形顯示的多點觸摸裝置及多點觸摸方法

無效

• 申請號: 201010276410.0
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN101950221A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 陳龍
• 申請（專利權）人: 陳龍
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

1.一種基于球形顯示的多點觸摸裝置，包括觸摸球幕、投影儀、紅外LED、其特征在于：還包括球幕鏡頭、具有紅外攝像頭的攝像機、專用濾鏡和計算機；所述觸摸球幕為能透過紅外光的投影球幕材料制成的觸摸球幕，所述觸摸球幕下部有一開口；所述紅外LED位于該開口處，向環觸摸球幕提供紅外光線；所述球幕鏡頭位于該開口正中，并將投影儀發出的色光投射到觸摸球幕上；所述計算機分別與攝像機和投影儀連接，所述計算機用于控制投影儀向所述觸摸球幕的投影、控制攝像機的紅外攝像頭對觸摸球幕上圖像的采集、對采集到的觸摸球幕上的觸摸事件進行分析計算，并根據分析計算結果對投影儀進行顯示控制；所述專用濾鏡包括設置在紅外攝像頭前面過濾掉紅外光以外的其他光線的濾可見光通紅外濾鏡和設置在投影儀鏡頭的前面過濾掉紅外光的紅外濾鏡。

2.根據權利要求1所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于所述紅外LED設置在所述觸摸球幕下部環繞開口邊緣內側或環繞球幕鏡頭頂端邊緣處或所述開口處未被球幕鏡頭遮擋的部分。

3.根據權利要求2所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于所述紅外LED環繞球幕下部開口邊緣內側設置兩周或者環繞球幕鏡頭設置兩周或在所述開口處未被球幕鏡頭遮擋的部分設置兩周，使得紅外光線能均勻地照射到所述觸摸球幕上。

4.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于：還包括一反射鏡，所述反射鏡的反射鏡片設置在球幕鏡頭內部，所述球幕鏡頭對應設置有反射鏡片的反射光通路和透射光通路，所述反射光通路正對紅外攝像頭，所述透射光通路位于投影儀的投射方向上，所述反射鏡能通過其他光線而反射紅外光；所述投影儀位于球幕鏡頭的下部，以向觸摸球幕投射影像。

5.根據權利要求4所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于：所述球幕鏡頭包括前組和后組，所述反射鏡片設置在前后組之間的位置上；所述紅外攝像頭設置在球幕鏡頭的內部，同樣位于前后組之間的位置上，用于接收上述的反射鏡片反射的紅外光，接收范圍能拍攝到整個觸摸球幕的圖像。

6.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于：還包括一反射鏡，所述反射鏡的反射鏡片設置在球幕鏡頭正下部，設置方式為能通過其他光線，反射紅外光；所述紅外攝像頭設置在球幕鏡頭的下部的側面，能接收上述的反射鏡片反射的紅外光，接收范圍可以拍攝到整個觸摸球幕的圖像；所述投影儀位于球幕鏡頭的下部，通過球幕鏡頭向觸摸球幕投射影像。

7.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于：還包括一反射鏡，所述反射鏡的反射鏡片設置球幕鏡頭正下部，設置方式為能通過紅外光而反射其他光線；所述紅外攝像頭設置在球幕鏡頭下反射鏡片的正下部，以接收通過所述反射鏡片的紅外光，接收范圍可以拍攝到整個觸摸球幕的圖像；所述投影儀設置在球幕鏡頭的下部的側面并且其投射光路位于所述反射鏡片的反射光路上，以通過所述反射鏡片向所述觸摸球幕投射影像。

8.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于：所述觸摸球幕為有機玻璃、壓克力板、超白玻璃、丙烯酸材料或聚甲基丙烯酸甲脂材料。

9.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸屏裝置，其特征在于：所述紅外LED紅外光波長為850nm--880nm，所述紅外濾光片是通導紅外線波長為相應波長的濾光片。

10.根據權利要求1或2或3所述的基于球形顯示的多點觸摸裝置，其特征在于，所述紅外攝像頭設置在所述開口處，且靠近所述球幕鏡頭設置。

11.一種用如權利要求1-10之一所述的多點觸摸裝置實現的多點觸摸方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)啟動紅外LED，紅外攝像頭和投影儀；

(2)投影儀將影像投向觸摸球幕；

(3)紅外攝像頭拍攝到觸摸球幕內的原始紅外圖像數據；

(4)紅外攝像頭將拍攝到的觸摸球幕上的原始紅外圖像數據送到計算機處理，通過軟件去背景，增加明暗對比度，濾掉噪點；

(5)驅動觸摸球幕上的多個點；

(6)紅外攝像頭拍攝觸摸球幕上的觸摸紅外圖像數據；

(7)紅外攝像頭將拍攝到的觸摸球幕上的觸摸紅外圖像數據送到計算機，計算機比較當前觸摸紅外圖像數據與原始紅外圖像數據，以識別觸摸點，確定有幾個觸點及每個點的位置和移動距離，并對位置和動作進行追蹤；

(8)計算機根據觸點的位置和動作做出反應，將畫面信號傳輸給投影儀；

(9)投影儀根據計算機指示實時在觸摸球幕上投影；

(10)重復步驟(5)-(9)，開始新的循環。