[發明專利]屏內3D虛擬觸控系統

在審

• 申請號: 201210234436.8
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102799272A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 吳宇玨
• 申請（專利權）人: 吳宇玨
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/033;G06F3/042
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司 11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發明涉及電子智能技術領域，具體地說是一種屏內3D虛擬觸控系統。

背景技術

隨著個人電子智能產品不斷的技術創新和觀念突破，人類對智能設備的交流已經不再受限于鍵盤和鼠標和平面的顯示器，大量的觸控技術，如基于感應的電阻、電容和電磁式的觸控屏，基于視覺成像的虛擬操控，基于方位和加速度的操控，已經涌現，3D顯示屏更是各種技術、各種規格層出不窮，3D相機、3D視頻、3D游戲和操作界面更是比比皆是。

但奇觀的是在屏內3D虛擬觸控技術方面卻一直沒有一種簡便而且好用的技術或產品可以提供最終用戶任何一種可以在屏幕內操控虛擬3D對象的體驗；而這方面的潛在需求確實非常非常的強烈的。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，提供一種屏內3D虛擬觸控系統，讓用戶除了眼睛能感受3D虛擬世界外，更可以用手和身體感受3D虛擬世界帶來的樂趣。

為實現上述目的，設計一種屏內3D虛擬觸控系統，包括攝像頭、3D虛擬操控筆、內置有控制系統的觸屏，其特征在于：在內置有控制系統的觸屏四個直角處設有4個攝像頭，內置有控制系統的觸屏上設有3D虛擬操控筆；所述的3D虛擬操控筆由色環、活動筆桿、固定筆桿組成，活動筆桿的一端嵌入固定筆桿內，活動筆桿的另一端套設有色環，固定筆桿的末端靠近活動筆桿處設有另一色環；3D虛擬操控筆接觸內置有控制系統的觸屏，進行3D虛擬觸點坐標推算和顯示的計算，流程如下：（a）3D觸控軟件開啟獲得內置有控制系統的觸屏中心位置X0，Y0，Z0，并且攝像頭也一并開啟，攝像頭自動捕獲用戶雙眼中心的位置X3，Y3，Z3；（b）當3D虛擬操控筆觸碰到內置有控制系統的觸屏時，3D觸控軟件獲得觸點的3D絕對坐標X1，Y1，Z1，與此同時，攝像頭獲得色環的圖像，計算出色環的位置x’，y’及角度σ’0，φ’0，并且推算出色環的3D絕對坐標X2，Y2，Z2，ω1；（c）3D觸控軟件根據觸點及色環的絕對坐標推算出觸點到色環的初始長度L及極坐標角度值σ1，φ1，ω1；（d）當3D虛擬操控筆的觸點及色環的位置發生移動、壓縮或拉升活動筆桿時，3D觸控軟件隨時更新觸點及色環的動態坐標及動態極坐標角度值；（e）3D觸控軟件根據初始長度L，動態極坐標角度值及色環的動態坐標，推算出虛擬觸點的動態絕對坐標X’3，Y’3，Z’3；（f）當3D虛擬操控筆在旋轉運動時，攝像頭自動捕捉色環的不同狀態并推算出轉動值ω’1；（g）3D觸控軟件得到虛擬觸點的移動、擺動及伸縮量；（h）將3D觸控軟件中預設的虛擬觸控工具外形、顏色及物理特性，3D觸控軟件得出的移動、擺動及伸縮量，轉動值ω’1以及捕獲用戶雙眼中心的位置X3，Y3，Z3計算出需要在內置有控制系統的觸屏上顯示的觸控工具、觸控對象、觸控結果及背景圖像。

所述的3D虛擬操控筆由固定筆桿、活動筆桿、控制電路板、藍牙天線、馬達電源、壓敏開關、壓力彈簧、絲桿馬達、絲桿彈簧、螺旋絲杠、螺旋螺母組成，活動筆桿的一端嵌入至固定筆桿內，活動筆桿內嵌設有螺旋絲杠，螺旋絲杠外套設有絲桿彈簧，絲杠彈簧的一端連接螺旋螺母，絲桿彈簧的另一端連接絲杠馬達的一端，絲杠馬達的另一端連接壓力彈簧的一端，壓力彈簧的另一端連接壓敏開關的一端，壓敏開關的另一端連接馬達電源的一端，所述的3D虛擬操控筆內置設有控制電路板，所述的3D虛擬操控筆外置設有藍牙天線。

所述的色環與另一色環上顏色順序為紅色、紫色、藍色、青色、綠色、黃色，并且相鄰兩個顏色之間相差60°。