[发明专利]基于一字平行光及投影显示的多点触控装置及方法

权利要求书

1.一种基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：包括提供一组一字平行光源、一摄像头、一投影镜头及一中央处理系统；投影镜头将显示图像或图形投影到投影显示平面上形成投影显示区域；在投影显示平面上安设有一组一字平行光源，且一字平行光源照射出去形成的扇形光平面完全覆盖住投影显示区域；摄像头垂直于一字平行光源照射出去形成的扇形光平面且高于一字平行光源放置，以保证投影显示区域位于摄像头的可视区域内；一字平行光源、投影镜头和摄像头均与中央处理系统电连接。

2.一种基于一字平行光及投影显示的多点触控方法，其特征在于：

步骤一：确定初始“光斑”的坐标参数

当需要在投影显示区域实现虚拟触摸控制时，中央处理系统控制打开一字平行光源、投影镜头和摄像头；投影镜头把显示图像或图形投影到投影显示平面，一字平行光源在略高于投影显示平面上一字照射出去并把形成的一扇形光平面完全覆盖住投影显示区域，当有物体(比如触控笔、手指头等)进入投影显示区域内时，此物体的受光面必将反射一字平行光源的光线，由于经物体反射光的存在，会在此物体的受光面及周围产生特定波长的单个或多个“光斑”，摄像头拍摄有这些“光斑”的图像并把它传输给中央处理系统，中央处理系统通过运算得到这些“光斑”的坐标参数并转换为投影显示区域内实际触摸控制的坐标参数；由于摄像头、投影镜头和一字平行光源高度固定且相对位置坐标也固定，这时中央处理系统可以将这些“光斑”在摄像头的可视区域内的相对位置和坐标参数精确计算出来；

步骤二：根据滑动“光斑”的运行轨迹，来操控界面

当一字平行光源中的物体(比如触控笔、手指头等)朝某个方向滑动时，摄像头能将“光斑”形成的轨迹记录下来，中央处理系统记录光斑移动所花的时间，中央处理系统根据“光斑”移动轨迹与初始“光斑”坐标参数的对比，可以判定“光斑”移动的方向以及移动的速度，来控制切换或滑动投影镜头投影到投影显示平面的图像或图形以及控制切换或滑动投影镜头投影到投影显示平面的图像或图形的速度；

步骤三：根据多个“光斑”的运行轨迹，来操控界面

当需要在投影显示区域实现多点虚拟触摸控制时，首先，当有多个物体(比如触控笔、手指头等)进入投影显示区域内时，摄像头能识别到多个“光斑”，中央处理系统计算并记录多个初始“光斑”的坐标参数，当多个一字平行光源中的物体(比如触控笔、手指头等)朝多个个方向滑动时，摄像头能将多个“光斑”形成的轨迹记录下来，中央处理系统记录光斑移动所花的时间，中央处理系统根据每个“光斑”运动轨迹与初始“光斑”坐标参数的对比，可以判定多个“光斑”移动的方向以及移动的速度并以此来控制初始“光斑”所在区域图像或图形的缩放及缩放的速度。

3.根据权利要求1所述的基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述一字平行光源发射出特定波长的扇形平行光可以为肉眼可见的可见光，也可以为紫外线、红外线等不可见光。

4.根据权利要求1所述的基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述一字平行光源发射出的扇形平行光形成的光平面与投影显示平面的高度可由实际的应用需求来进行设定；并且一字平行光源在略高于投影显示平面上，一字照射出去并把形成的一扇形光平面完全覆盖住投影显示区域。

5.根据权利要求1所述的基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述摄像头可以为CCD或CMOS摄像头。

6.根据权利要求1所述的基于基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述摄像头在采集“光斑”的过程中，镜头处可以根据实际的使用环境来决定是否需要加装特定波长的滤镜，来过滤环境光线。

7.根据权利要求1所述的基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：根据应用的实际需求，投影镜头可以为LCos投影镜头、DLP投影镜头或LCD投影镜头等投影镜头。

8.根据权利要求1所述的基于基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述中央处理系统由具有逻辑计算功能的器件所构成。

9.根据权利要求1所述的基于基于一字平行光及投影显示的多点触控装置，其特征在于：所述中央处理系统可安装滤波软件或加装硬件滤波器件，对摄像头采集到的“光斑”数据信息进行环境光线过滤处理，采用仅保留住图像主要的亮度或色度信号的方式，让图像的主体信息“光斑”更加明显。