一种光学成像触摸传感系统及其成像方法

摘要

一种光学成像触摸传感系统，包括触摸屏、红外电子笔、图像处理电路；所述图像处理电路包括两个成像传感器件，两个成像传感器件分别安装在触摸屏两侧；所述成像传感器件包括带滤可见光光学镜头。红外电子笔在触摸屏上运动时，发出不可见红外线，经过滤光片镜头，在触摸屏两侧的成像传感器件上形成亮斑图像，图像处理电路对图像进行计算，解析出红外线发光笔在触摸屏上的二维坐标，最后通过USB接口将坐标数据传送到计算机，经过计算机定位程序实现了红外光笔到计算机鼠标位置信息转换。本发明简化了传感器的光路结构，减少光学设备以及硬件设备，同时利用特殊的算法优化了图像处理方式，提高系统的抗干扰性。

主权项

1.一种光学成像触摸传感系统的成像方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：红外电子笔在触摸屏上运动时，发出不可见红外线，经过滤光片镜头，在屏幕左右两侧的成像传感器件形成亮斑图像；所述光学成像触摸传感系统，包括触摸屏、红外电子笔、图像处理电路；所述图像处理电路包括两个成像传感器件，两个成像传感器件分别安装在触摸屏两侧；所述成像传感器件包括带滤可见光光学镜头；步骤二：图像处理电路对bmp图像进行解析，采用逐行逐列扫描成像图像的每一个像素点，判断每个像素点的RGB值，采用动态算法进行解析成像图像RGB值，从而判断红外发光笔亮点位置，解析出信号源产生的观点二维坐标；步骤三：通过USB接口将坐标数据输送到计算机，经过计算机定位程序实现红外线光笔位置到计算机鼠标位置信息转换；所述转换方法包括：由于CCD安装位置的限制,CCD的坐标轴与屏幕显示坐标轴有一定的角度偏差，CCD像面坐标系与显示屏幕的坐标系之间存在着坐标原点的差异、坐标轴不平行差异，设其旋转角为θ，采用较大的矩形表示CCD的摄像区域，里边较小的区域表示大屏幕显示区域，其中xoy坐标系表示CCD像面坐标系，XOY坐标系表示大屏幕显示坐标系；设XOY坐标系和xoy坐标系的单位量X^*、Y^*、x^*、y^*之间存在着以下的比例关系:X^*=m₁x^*     x^*=m₂y^*Y^*=n₁x^*     y^*=n₂y^*      (1)若x₀、y₀表示XY坐标系原点在xoy坐标系中的坐标值，则： X＝m₁(y₀sinθ-x₀cosθ)+m₁xcosθ-m₁ysinθ令m_a＝m₁cosθ，m_b＝-m₁sinθ，则有：设A是光笔在屏幕上产生的特殊光点，其在CCD像面上的坐标是(x，y)，带入（3）式可求得该点在屏幕上的坐标（X，Y），再通过软件程序控制光标移到A点；由于（3）式中的系数x₀′、y₀′，m_a，m_b，n_a，n_b是未知的，因此要先通过坐标定位先求得这些系数；在矩形屏幕边缘的三个顶点上投影出三个固定亮点D₁、D₂、D₃作为定位点，对于已知分辨率的屏幕来说这三个点的屏幕坐标值确定已知的,设其为(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃)；用光笔指到这三个亮点位置，通过信号处理可以得到其在CCD像面上的坐标值(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃),通过这三对坐标可以构造一个六元一次方程组,可以求得未知数： x′₀＝X₁-m_ax₁-m_by₁y′₀＝Y₁-n_ax₁-n_by₁                      (4)经过图像处理电路的坐标转换后，该坐标为图像传感器像面坐标，通过USB通信把该坐标信息上传给PC机，PC机服务程序再进行坐标转换成鼠标坐标信息。