專利名稱：一種光學(xué)觸摸互動終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)觸摸互動終端。
背景技術(shù)：
為進(jìn)行教學(xué)演示、影像顯示等，一般要采用投影設(shè)備進(jìn)行圖像、視頻的顯示，而為了進(jìn)行互動，投影設(shè)備一般需要外接一筆記本進(jìn)行控制。這樣，在進(jìn)行投影時要同時完成操作者的控制，只能通過操作者操作筆記本來實現(xiàn)，人機(jī)交互性不夠，而且可操作性較差。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種光學(xué)觸摸互動終端，以大大提高人機(jī)互動性及趣味性，可操作性好。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提出了一種光學(xué)觸摸互動終端，包括機(jī)殼，以及設(shè)置于機(jī)殼中的投影模組、紅外燈、用于感應(yīng)物體反射的紅外光的紅外感應(yīng)模組，以及分別與所述投影模組、紅外燈、紅外感應(yīng)模組相連的、用于根據(jù)所述紅外感應(yīng)模組的反饋信號識別物體動作以進(jìn)行投影內(nèi)容控制的主控模組。進(jìn)一步地，所述光學(xué)觸摸互動終端還包括與所述主控模組相連的、用于捕捉書寫筆紅外光的紅外光捕捉模組。進(jìn)一步地，所述紅外光捕捉模組為光學(xué)動態(tài)信號感應(yīng)器，所述紅外感應(yīng)模組為配備有紅外線接收鏡頭的高清動態(tài)攝像頭。進(jìn)一步地，所述主控模組通過USB接口分別與所述紅外感應(yīng)模組及紅外光捕捉模組相連。進(jìn)一步地，所述主控模組通過主控電壓轉(zhuǎn)換模塊與一供電模塊相連。進(jìn)一步地，所述主控模組還連接有一語音模組。進(jìn)一步地，所述機(jī)殼上開設(shè)有AV家庭影院輸出端子、USB擴(kuò)展接口和/或網(wǎng)絡(luò)接□。進(jìn)一步地，所述投影模組通過一顯卡與所述主控模組相連，所述網(wǎng)絡(luò)接口通過一網(wǎng)卡與所述主控模組相連，所述主控模組還通過一 PS2接口與外接鍵盤相連。進(jìn)一步地，所述投影模組上下分別設(shè)置散熱器，所述機(jī)殼采用三面開槽流通散熱， 并且所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇。本實用新型實施例通過提供一種光學(xué)觸摸互動終端，包括機(jī)殼，以及設(shè)置于機(jī)殼中的投影模組、紅外燈、用于感應(yīng)物體反射的紅外光的紅外感應(yīng)模組，以及分別與所述投影模組、紅外燈、紅外感應(yīng)模組相連的、用于根據(jù)所述紅外感應(yīng)模組的反饋信號識別物體動作以進(jìn)行投影內(nèi)容控制的主控模組，這樣，紅外燈發(fā)射的紅外光經(jīng)物體反射后，由紅外感應(yīng)模組進(jìn)行感應(yīng)，之后主控模組對前后獲得的感應(yīng)信號進(jìn)行差分處理得到運動部分，并以該運動部分進(jìn)行對投影內(nèi)容的控制，這樣就實現(xiàn)了人機(jī)互動，保證了其趣味性和可操作性。

圖1是本實用新型實施例的光學(xué)觸摸互動終端的主要結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型實施例的光學(xué)觸摸互動終端的主要電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本實用新型實施例的光學(xué)觸摸互動終端的主要結(jié)構(gòu)圖，圖2是本實用新型實施例的光學(xué)觸摸互動終端的主要電路圖，參照圖1及圖2，光學(xué)觸摸互動終端主要包括機(jī)殼1，以及設(shè)置于機(jī)殼1中的投影模組2、紅外燈、用于感應(yīng)物體反射的紅外光的紅外感應(yīng)模組3，以及分別與投影模組2、紅外燈、紅外感應(yīng)模組3相連的、用于根據(jù)紅外感應(yīng)模組3的反饋信號識別物體動作以進(jìn)行投影內(nèi)容控制的主控模組4，與主控模組4相連的還有用于捕捉書寫筆紅外光的紅外光捕捉模組5、兩個USB接口、主控電壓轉(zhuǎn)換模塊6、 語音模組7、顯卡、網(wǎng)卡、PS2接口等，而兩個USB接口分別與紅外感應(yīng)模組3及紅外光捕捉模組5相連，供電模塊8與主控電壓轉(zhuǎn)換模塊6相連，投影模組2與顯卡相連，網(wǎng)卡與主控模組4相連，PS2接口與外接鍵盤相連，另外，機(jī)殼1上還開設(shè)有AV家庭影院輸出端子9、USB 擴(kuò)展接口 10、以及與網(wǎng)卡相連的網(wǎng)絡(luò)接口 11。具體地，紅外光捕捉模組5為光學(xué)動態(tài)信號感應(yīng)器，而紅外感應(yīng)模組3為配備有紅外線接收鏡頭的高清動態(tài)攝像頭。投影模組2上下分別設(shè)置散熱器，機(jī)殼1采用三面開槽流通散熱，并且機(jī)殼1內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇12。上述光學(xué)觸摸互動終端的原理可從如下幾點進(jìn)行描述光學(xué)觸摸互動終端系統(tǒng)采用互動投影運作原理，首先是通過捕捉設(shè)備對目標(biāo)影像進(jìn)行捕捉拍攝，然后由影像分析系統(tǒng)分析，從而產(chǎn)生被捕捉物體的動作，該動作數(shù)據(jù)結(jié)合實時影像互動系統(tǒng)，使參與者與屏幕之間產(chǎn)生緊密結(jié)合的互動效果。光學(xué)觸摸互動終端由四部份組成成像部份、信號采集部分、分析系統(tǒng)部分及信號處理部分成像部分，其利用投影模組2把影像呈現(xiàn)在特定的位置；信號采集部分，其根據(jù)互動需求進(jìn)行捕捉拍攝，捕捉設(shè)備有紅外感應(yīng)模組3及紅外光捕捉模組5 ；分析系統(tǒng)部分，其根據(jù)投影模組2的位置成像變化，把實時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 得到最終處理的坐標(biāo)點；信號處理部分，其通過分析系統(tǒng)部分所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在后臺進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。A、核心技術(shù)光是一種電磁波，它的波長區(qū)間從幾個納米(nm)到1毫米(mm)左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光，可見光的波長范圍為380nm 780nm，可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅外光長的稱為紅外光。普通的攝像頭感光芯片分為CCD或者CMOS，它們都有一種特殊的本領(lǐng)，那就是感知人眼看不到的區(qū)域。它們對近紅外線也都非常敏感。那么當(dāng)使用濾光片技術(shù)過濾掉可見光以后，那么攝像機(jī)看到的是一片由紅外輻射組成的圖像。[0030]投影模組2投射的光線是可見光部分，它的紅外部分被它內(nèi)部的過濾膜過濾掉了，這樣對于紅外感應(yīng)模組3來講它看不到投影模組2投射的內(nèi)容，然后通過CCD傳感器接受紅外，那么就解決了互動投影中人體與背景虛擬對象的分割，紅外感應(yīng)模組3得到的是一副黑白的單色背景的包括人的圖像。差分就是把紅外感應(yīng)模組3得到的連續(xù)兩幀的圖像進(jìn)行相減，那么得到的是運動的部分，所以說只要人在動，差分就會把人動的部分截取下來。接下來就是分析得到的數(shù)據(jù)了，再將虛擬部分投射出來了。經(jīng)過對圖像的差分，是系統(tǒng)實現(xiàn)手操作的基本原理，基于差分基本思路，能實現(xiàn)對任意角度進(jìn)入場景的目標(biāo)分析，利用計算機(jī)記憶學(xué)習(xí)法，找到頂點坐標(biāo)，通過一系列的轉(zhuǎn)換，最終形成操作系統(tǒng)的像素坐標(biāo)。B、多點觸摸技術(shù)每個基于光學(xué)原理的多點觸摸技術(shù)都包含光學(xué)感應(yīng)器(通常為高清動態(tài)攝像頭)、 紅外光源(通常為紅外燈)以及對投影模組2投影內(nèi)容進(jìn)行顯示的屏幕。在多點觸摸技術(shù)中，紅外光源主要作用是區(qū)別觸摸表面的可視界面和手指或物體痕跡。鑒于項目系統(tǒng)以投影模組2作為顯示的設(shè)備，因此如何讓光學(xué)感應(yīng)器僅讀取手指或物體反饋的觸摸點是我們需要解決的關(guān)鍵。紅外線是不可見光的一種，位于人眼可以看到的可見光的紅光外側(cè)，在光譜中波長自0. 76微米(μ m)至400 μ m，“近紅外”(英文簡稱OTR)處于紅外光譜上的最低處，一般被認(rèn)可的波長為700nm到IOOOnm。大多數(shù)數(shù)碼攝像頭的傳感器對紅外線很敏感， 所以通常的攝像頭都加裝一塊可以濾去紅外線的鏡頭，以便于攝像頭只捕捉可見光。但這與我們所需要的相反，我們需要捕捉紅外光，因此我們需要將一塊可以濾除其它波長光只接收相對應(yīng)紅外線波長光的鏡頭(即紅外線接收鏡頭)，替換原先的過濾鏡片來達(dá)到我們的目的。通過改裝攝像頭，讓它僅讀取在觸摸表面上所需要反饋的觸摸點。C、人機(jī)互動技術(shù)投影模組2是先將光線照射到圖像顯示元件上來產(chǎn)生影像，然后通過鏡頭進(jìn)行投影。投影模組2的圖像顯示元件包括利用透光產(chǎn)生圖像的透過型和利用反射光產(chǎn)生圖像的反射型。無論哪一種類型，都是將投影光線分成紅、綠、藍(lán)三色，再產(chǎn)生各種顏色的圖像。因為圖像顯示元件本身只能進(jìn)行單色顯示，因此就要利用3枚元件分別生成3色成分。然后再通過棱鏡將這3色圖像合成為一個圖像，最后通過鏡頭投影到屏幕上。對于物體的識別， 應(yīng)給主控模組4進(jìn)行分析處理，做出反應(yīng)結(jié)果。D、手寫與書寫可選操作技術(shù)從系統(tǒng)原理來講，書寫筆操作光源在筆，要求周圍無紅外光干擾，對筆發(fā)出的紅外光識別定位。而手操作，是在紅外光環(huán)境下，識別進(jìn)入場景物體的姿態(tài)，在同一臺設(shè)備上，實際上是一個矛盾體，本光學(xué)觸摸互動終端通過圖像處理算法，在設(shè)備上安裝個紅外燈，通過軟件實現(xiàn)開關(guān)控制，在手操作模式下紅外燈亮，切換到筆操作的模式自動將紅外燈關(guān)閉。而且，目前市面上的產(chǎn)品，例如電子白板，對抗環(huán)境紅外線的干擾能力不強(qiáng)，我們通過圖像校正做到比較高的抗紅外干擾。E、防紅外干擾的書寫筆在書寫筆上，做了特殊的光路設(shè)計，是光源更聚合，更穩(wěn)定。F、高安全性安全的實現(xiàn)，設(shè)計到網(wǎng)絡(luò)傳輸、硬件加密、軟件加密。系統(tǒng)提供有效的安全保密措施，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源的安全，防止對系統(tǒng)資源的非法侵入，應(yīng)對違背安全事件記錄并報
5警；記錄詳盡的數(shù)據(jù)訪問日志，做到事后監(jiān)督和出現(xiàn)問題時有據(jù)可查。G、產(chǎn)品散熱問題散熱是光學(xué)觸摸數(shù)字智能終端遇到最大的難題，由于產(chǎn)品集成度高，使用環(huán)境決定了整體的體積，尺寸為長:345mm*寬^Omm*高133mm。在終端內(nèi)部投影模組2是一個大的發(fā)熱體，它占整個終端散熱量的三分之二。采用在投影模組2上下增加兩個散熱器，機(jī)殼1設(shè)計采用三面流通散熱方式，增加一個高性能散熱風(fēng)扇12。本實用新型實施例的光學(xué)觸摸互動終端有如下有益效果1、人機(jī)互動的實現(xiàn)通過人體在投影幕上操作，設(shè)備作出相應(yīng)的處理。終端通過投影的方式，投射在投影幕上，顯示界面，人體在投影幕上操作，終端識別人體的動作，產(chǎn)生數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交給后臺進(jìn)行處理，處理后得到結(jié)果，根據(jù)結(jié)果投影幕成像做出相應(yīng)的反應(yīng)。2、切換靈活性從系統(tǒng)原理來講，書寫筆操作光源在筆，要求周圍無紅外光干擾，而手操作，需要外界有較強(qiáng)的紅外光，在同一臺設(shè)備上，實際上是一個矛盾體，泰利公司通過圖像處理算法，解決了這個問題。3、精確度本產(chǎn)品相對于同類比較，在精確度上有較大的提高，精確度達(dá)到5像
ο4、多點觸摸能實現(xiàn)多點的同時操作，同時響應(yīng)。多點達(dá)到20的觸點以上。5、顯示界面的靈活性可隨意切換界面的顯示方向。6、集成度真正的做到的產(chǎn)品一體化，安裝簡易化。7、安全的實現(xiàn)，設(shè)計到網(wǎng)絡(luò)傳輸、硬件加密、軟件加密。系統(tǒng)提供有效的安全保密措施，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源的安全，防止對系統(tǒng)資源的非法侵入，應(yīng)對違背安全事件記錄并報警；記錄詳盡的數(shù)據(jù)訪問日志，做到事后監(jiān)督和出現(xiàn)問題時有據(jù)可查。8、散熱好。上述光學(xué)觸摸互動終端可廣泛應(yīng)用于娛樂、公共互動體驗、仿真演示、教育培訓(xùn)、 家庭影院等多個行業(yè)，給用戶帶來全新的體驗和逼真的互動感1、家庭影院應(yīng)用光學(xué)觸摸互動終端可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)龐大的家庭投影機(jī)，其具有精巧化、便攜化、微小化、娛樂化、實用化等特點，使投影技術(shù)帶來了全新的視聽覺變化，更加貼近生活和娛樂。設(shè)備可以內(nèi)置CMMB功能，也可以直接連接機(jī)頂盒播放電視節(jié)目，更可以同過寬帶或無線上網(wǎng)，變成一個互聯(lián)網(wǎng)電視。光學(xué)觸摸互動終端是一個完全面向三網(wǎng)合一的新一代微投式家庭影院，而且基本沒有輻射，對孕婦，近視眼人群做到了充分的保護(hù)作用。2、教育培訓(xùn)應(yīng)用光學(xué)觸摸互動終端可作為全新的互動電子白板產(chǎn)品，由于無需粉筆或鼠標(biāo)，演示清晰完整，擴(kuò)展并豐富了傳統(tǒng)計算機(jī)多媒體的工具功能，更加提高了視聽效果，電子白板中的拖放、照相、隱藏、拉幕、涂色、匹配、即時反饋等功能模塊，這些精彩的視覺及聽覺效果，大大提高了學(xué)生的注意力和理解力，激發(fā)了學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中來。利用特定的定位筆代替鼠標(biāo)在白板上進(jìn)行操作，可以運行任何應(yīng)用程序，可以對文件進(jìn)行編輯、注釋、保存等在計算機(jī)上利用鍵盤及鼠標(biāo)可以實現(xiàn)的任何操作。 交流互動性強(qiáng)，真正實現(xiàn)了 “教與學(xué)的互動”，實現(xiàn)了高品質(zhì)、高效率的教學(xué)模式。3、娛樂應(yīng)用光學(xué)觸摸互動終端可應(yīng)用于KTV、游樂場等娛樂場所，特定編制的互動游戲，通過高科技的智能捕捉及三維成像技術(shù)，圖像逼真炫酷，音效奇佳，展現(xiàn)出炫酷的互動效果，精確定制的互動軟件，帶來差異化競爭，提升品牌形象，強(qiáng)化行業(yè)競爭力。給酒吧、KTV、游樂場等各種娛樂場所，帶來完全不同于傳統(tǒng)的游戲效果，讓玩家通過肢體活動就能簡單操控多款游戲，并可多人互動暢玩，聚集人氣，增添娛樂氣氛，有效刺激消費。4、仿真體驗應(yīng)用光學(xué)觸摸互動終端可應(yīng)用于為公共場合的互動體驗活動，配合以定制的仿真軟件及流媒體內(nèi)容的高匹配融合，用戶可以隨意使用肢體完成基于各行業(yè)應(yīng)用的逼真的互動業(yè)務(wù)體驗，在如景區(qū)仿真、工業(yè)虛擬、園林虛擬、道路交通、數(shù)字城市、高端會議、立體教學(xué)、立體影視、數(shù)字地產(chǎn)、應(yīng)急預(yù)案、數(shù)字博物館、數(shù)字規(guī)劃館等眾多行業(yè)可以得意大面積的推廣。以上所述是本實用新型的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，包括機(jī)殼，以及設(shè)置于機(jī)殼中的投影模組、紅外燈、用于感應(yīng)物體反射的紅外光的紅外感應(yīng)模組，以及分別與所述投影模組、紅外燈、紅外感應(yīng)模組相連的、用于根據(jù)所述紅外感應(yīng)模組的反饋信號識別物體動作以進(jìn)行投影內(nèi)容控制的主控模組。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述光學(xué)觸摸互動終端還包括與所述主控模組相連的、用于捕捉書寫筆紅外光的紅外光捕捉模組。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述紅外光捕捉模組為光學(xué)動態(tài)信號感應(yīng)器，所述紅外感應(yīng)模組為配備有紅外線接收鏡頭的高清動態(tài)攝像頭。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述主控模組通過USB接口分別與所述紅外感應(yīng)模組及紅外光捕捉模組相連。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述主控模組通過主控電壓轉(zhuǎn)換模塊與一供電模塊相連。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述主控模組還連接有一語音模組。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述機(jī)殼上開設(shè)有AV家庭影院輸出端子、USB擴(kuò)展接口和/或網(wǎng)絡(luò)接口。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述投影模組通過一顯卡與所述主控模組相連，所述網(wǎng)絡(luò)接口通過一網(wǎng)卡與所述主控模組相連，所述主控模組還通過一 PS2接口與外接鍵盤相連。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的光學(xué)觸摸互動終端，其特征在于，所述投影模組上下分別設(shè)置散熱器，所述機(jī)殼采用三面開槽流通散熱，并且所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種光學(xué)觸摸互動終端，包括機(jī)殼，以及設(shè)置于機(jī)殼中的投影模組、紅外燈、用于感應(yīng)物體反射的紅外光的紅外感應(yīng)模組，以及分別與所述投影模組、紅外燈、紅外感應(yīng)模組相連的、用于根據(jù)所述紅外感應(yīng)模組的反饋信號識別物體動作以進(jìn)行投影內(nèi)容控制的主控模組，這樣，紅外燈發(fā)射的紅外光經(jīng)物體反射后，由紅外感應(yīng)模組進(jìn)行感應(yīng)，之后主控模組對前后獲得的感應(yīng)信號進(jìn)行差分處理得到運動部分，并以該運動部分進(jìn)行對投影內(nèi)容的控制，這樣就實現(xiàn)了人機(jī)互動，保證了其趣味性和可操作性。
文檔編號G06F3/048GK202171794SQ201120289210
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者傅東華 申請人:深圳市泰利信息技術(shù)有限公司