專利名稱：一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸屏，尤其涉及一種使用攝像頭作為觸摸檢測裝置的大屏幕觸摸屏。
背景技術(shù)：
觸摸屏這種最為輕松的人機(jī)交互技術(shù)，目前已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域，除了應(yīng)用于個人便攜式信息產(chǎn)品之外，應(yīng)用領(lǐng)域遍及信息家電、公共信息、電子游戲、通訊設(shè)備、辦公室自動化設(shè)備、信息收集設(shè)備及工業(yè)設(shè)備等等。隨著應(yīng)用范圍的推廣，對大尺寸的觸摸屏需求也在不斷增加。但是，觸摸屏由于受傳統(tǒng)觸摸檢測技術(shù)限制，尺寸越大成本越高，限制了大屏幕觸摸屏的推廣使用。在現(xiàn)有技術(shù)中，觸摸檢測一般采用矢量壓力傳感式、電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波等方式，無論哪種方式都因為材料成本、制造工藝問題而面臨成本大幅度上升問題。比如
公開日為2010年10月13日、公開號為CN101859216A的專利文獻(xiàn)公開了這樣一份技術(shù)方案一種觸摸屏，其包括一第一電極板，該第一電極板包括一第一導(dǎo)電層；一第二電極板，該第二電極板與第一電極板間隔設(shè)置，該第二電極板包括一第二導(dǎo)電層，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層相向設(shè)置；以及，一電阻式觸摸屏探測器，該電阻式觸摸屏探測器分別與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層電連接；其中，該觸摸屏進(jìn)一步包括一電容感應(yīng)器， 該電容感應(yīng)器與第一導(dǎo)電層電連接，該第二導(dǎo)電層為一電阻異向性透明導(dǎo)電膜。從結(jié)構(gòu)上可以看出，該方案隨著尺寸增加，所使用的專用電極板、導(dǎo)電層、透明導(dǎo)電膜等材料相應(yīng)大幅增加，同時生產(chǎn)工藝也會要求更高，因此，其制造成本會大幅提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的大尺寸觸摸屏成本高、造價高的技術(shù)問題， 提供一種基于攝像頭的觸摸屏，它采用攝像頭作為觸摸檢測裝置，從而使觸摸屏結(jié)構(gòu)簡單、 控制精度較高、制造成本大幅降低。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，包括顯示屏，還包括攝像頭，觸摸檢測器，攝像頭的圖像輸出端連接觸摸檢測器，攝像頭安裝在顯示屏的邊角上，攝像頭的視野覆蓋全屏幕。本方案在顯示屏的邊角處安裝攝像頭，使攝像頭能看到整個顯示屏，手指的位置在屏幕中移動時都會被攝像機(jī)看到，由觸摸檢測器對攝像頭圖像進(jìn)行計算處理并輸出手指觸摸點坐標(biāo)值。當(dāng)手指的觸摸點在顯示屏中的時候，假如在沒有手指時的圖像是A，有手指時的圖像是B，那么A-B后只有出現(xiàn)手指的位置相減后的值不為0，其它部分都為0.以此可以得到手指在顯示屏中的坐標(biāo)位置，從而實現(xiàn)觸摸方式控制。這種攝像頭和以處理器為主的觸摸檢測器組成的大屏幕觸摸裝置，所用材料價位低廉，結(jié)構(gòu)簡單，從而大幅降低了觸摸屏成本，尤其是對于大尺寸觸摸屏降低制造成本效果更為顯著。作為優(yōu)選，攝像頭包括第一攝像頭和第二攝像頭，第一攝像頭安裝在顯示屏左上角，第二攝像頭安裝在顯示屏右上角。通過攝像頭圖像中有手指時的圖像和無手指時的圖像可以經(jīng)過計算(比如像素計算)得出手指所在點的坐標(biāo)。但是由于圖像畸變、噪聲等原因會使計算出的坐標(biāo)值產(chǎn)生一定誤差，如果將整個顯示屏劃分出角度區(qū)域，通過這樣的角度區(qū)域換算出相應(yīng)角度值，再經(jīng)過幾何計算得出坐標(biāo)值就能夠大幅減少坐標(biāo)的測量誤差。 為此在顯示屏的左上角和右上角分別放置一個攝像頭，每個攝像頭都能看到整個顯示屏， 手指的觸摸點在屏幕中移動時都會被兩個攝像機(jī)看到，當(dāng)手指的觸摸點在顯示屏中某一點時，第一攝像頭測得該點到顯示屏左上角連線與顯示屏上邊緣線的夾角，第二攝像頭測得該點到顯示屏右上角連線與顯示屏上邊緣線的夾角，通過幾何中三角函數(shù)計算出這個點的坐標(biāo)。作為優(yōu)選，攝像頭設(shè)置有遮擋板，遮擋板安裝在攝像頭旁邊。遮擋板控制攝像頭視野范圍，通過加裝遮擋板將攝像頭的視野范圍控制在顯示屏前方小范圍內(nèi)，防止將顯示屏前方手勢的無意動作誤判為觸摸動作。作為優(yōu)選，觸摸檢測器依據(jù)χ = WXtgF/(tgE+tgF)、y = xXtgE計算觸摸點坐標(biāo)， 其中X是觸摸點橫坐標(biāo)，y是觸摸點縱坐標(biāo)，W是顯示屏上邊緣長度，F(xiàn)是觸摸點連線到右上角后與顯示器上邊緣形成的夾角，E是觸摸點連線到左上角后與顯示器上邊緣形成的夾角。由于顯示屏上邊緣長度W是已知的，夾角E和夾角F通過第一攝像頭、第二攝像頭可以測得，因此，觸摸點的坐標(biāo)χ，y便被計算出來。作為優(yōu)選，觸摸檢測器中設(shè)置有角度比對幀，角度比對幀包括左上角圖像角度比對幀，右上角圖像角度比對幀。為便于攝像頭角度測量，采用圖像幀比對方式確定上述角度 E和角度F。圖像角度比對幀形成過程是定義每個攝像機(jī)的作用范圍是90度，規(guī)定顯示屏上邊緣是0度，對于左上角攝像頭顯示屏左邊緣是90度，對于右上角攝像頭顯示屏右邊緣是90度，中間的任何位置分別連線到顯示屏左上角、右上角后與顯示屏上邊緣的夾角即為測量到的相應(yīng)角度。將左上角攝像機(jī)的視野區(qū)以左上角為中心分為90個分區(qū)，每個分區(qū)對應(yīng)一度，如果精度要求高，可以分為更多的區(qū)，由此形成左上角圖像角度比對幀，將右上角攝像頭的視野區(qū)做同樣分割，形成右上角圖像角度比對幀。在檢測到手指的觸摸點時，觸摸檢測器將第一攝像頭當(dāng)前幀與左上角圖像角度比對幀進(jìn)行比對，確定出夾角E，同樣，第二攝像頭的當(dāng)前幀與右上角圖像角度比對幀比對，確定出夾角F。本發(fā)明帶來的有益效果是采用攝像頭和以處理器為主的觸摸檢測器組成的顯示屏觸摸裝置，使觸摸屏結(jié)構(gòu)簡單、控制精度較高、制造成本大幅降低，可廣泛用于各種較大觸摸屏應(yīng)用場合，尤其在大屏幕觸摸屏上使用，低成本效果更加顯著。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的一種手指觸摸點坐標(biāo)計算原理圖；圖3是本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)處理流程圖。圖中1是第一攝像頭，2是第二攝像頭，3是顯示屏，4是遮擋板。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。實施例如圖1所示，本發(fā)明是一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，包括顯示屏3，第一攝像頭1，第二攝像頭2，觸摸檢測器，第一攝像頭1和第二攝像頭2的圖像輸出端連接觸摸檢測器，第一攝像頭1、第二攝像頭2分別安裝在顯示屏3左上角和右上角，第一攝像頭1 和第二攝像頭2旁邊分別安裝遮擋板4，每個攝像頭的視野覆蓋全屏幕。調(diào)整遮擋板4使第一攝像頭1和第二攝像頭2的視野限制在顯示屏3前方的小范圍內(nèi)。觸摸檢測器由處理器及存儲器組成，在存儲器中放置左上角圖像角度比對幀，右上角圖像角度比對幀以及數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊比對圖像當(dāng)前幀和圖像角度比對幀并計算出角度值，進(jìn)一步計算出手指觸摸點坐標(biāo)值。圖2所示為手指觸摸點坐標(biāo)計算原理，圖中的C點為手指觸摸點，可以看出tgE = y/x(1)tgF = y/ (ff-x)(2)根據(jù)⑴式，有y = XXtgE(3)根據(jù)⑵式，有y = (ff-x) X tgF(4)因為(3)式等于(4)式，所以有χ X tgE = (ff-x) XtgF (5)從(5)式得到χ = WXtgF/(tgE+tgF) (6)因為W是顯示器的寬度，是已知的，角度E和F由兩個攝像頭測量得出，所以坐標(biāo)值x，y可以通過(6)式、(3)式計算得到。如圖3所示，是數(shù)據(jù)處理基本流程。首先，建立左上角圖像角度比對幀和右上角圖像角度比對幀，供在進(jìn)行角度測量時調(diào)用；在進(jìn)行手指觸摸操作時，左上角攝像頭和右上角攝像頭同時攝取含有手指位置的當(dāng)前幀，觸摸檢測器將當(dāng)前幀臨時存儲，并將左上角圖像當(dāng)前幀與左上角圖像角度比對幀進(jìn)行減法運(yùn)算，再進(jìn)一步計算出夾角E，將右上角攝像頭當(dāng)前幀與右上角圖像角度比對幀進(jìn)行減法運(yùn)算，再進(jìn)一步計算出夾角F，利用χ = WXtgF/ (tgE+tgF)，y = χXtgE計算出手指觸摸點的坐標(biāo)值，將該坐標(biāo)值送往觸摸控制器或計算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)功能控制。所以本發(fā)明具有采用攝像頭和以處理器為主的觸摸檢測器組成的顯示屏觸摸裝置，使觸摸屏結(jié)構(gòu)簡單、控制精度較高、制造成本大幅降低，可廣泛用于各種較大觸摸屏應(yīng)用場合，尤其在大屏幕觸摸屏上使用，低成本效果更加顯著等特征。
權(quán)利要求
1.一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，包括顯示屏，其特征在于還包括攝像頭，觸摸檢測器，所述攝像頭的圖像輸出端連接觸摸檢測器，所述攝像頭安裝在顯示屏的邊角上，攝像頭的視野覆蓋全屏幕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，其特征在于所述攝像頭包括第一攝像頭和第二攝像頭，所述第一攝像頭安裝在顯示屏左上角，第二攝像頭安裝在顯示屏右上角，第一攝像頭和第二攝像頭連接觸摸檢測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，其特征在于所述攝像頭設(shè)置有遮擋板，遮擋板安裝在攝像頭旁邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，其特征在于所述觸摸檢測器依據(jù)χ = W*tgF/(tgE+tgF)、y = x*tgE確定觸摸點坐標(biāo)，其中χ是觸摸點橫坐標(biāo)，y是觸摸點縱坐標(biāo)，W是顯示屏上邊緣長度，F(xiàn)是觸摸點連線到右上角后與顯示器上邊緣形成的夾角，E是觸摸點連線到左上角后與顯示器上邊緣形成的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，其特征在于所述觸摸檢測器中設(shè)置有角度比對幀，所述角度比對幀包括左上角圖像角度比對幀，右上角圖像角度比對幀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于攝像頭的大屏幕觸摸屏，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的大尺寸觸摸屏成本高、造價高的技術(shù)問題，提供一種基于攝像頭的觸摸屏，它采用攝像頭作為觸摸檢測裝置，從而使觸摸屏結(jié)構(gòu)簡單、控制精度較高、制造成本大幅降低，它包括顯示屏，還包括攝像頭，觸摸檢測器，攝像頭的圖像輸出端連接觸摸檢測器，攝像頭安裝在顯示屏的邊角上，攝像頭的視野覆蓋全屏幕。它可廣泛用于各種較大觸摸屏應(yīng)用場合，尤其在大屏幕觸摸屏上使用，低成本效果更加顯著。
文檔編號G06F3/042GK102323867SQ201110261069
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者朱瑞, 鞠怡明 申請人:蘇州科雷芯電子科技有限公司