專利名稱：一種交互式紅外線電子白板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式紅外線電子白板。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是一種交互式紅外線電子白板，其中橫向、縱向排列在白板邊緣的紅外線發(fā)射陣列及同樣橫向、縱向排列在白板邊緣的與發(fā)射陣列對應(yīng)的紅外線接收陣列分別通過行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器與微處理器相連；紅外線發(fā)射陣列的列驅(qū)動(dòng)器的輸出端口與高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器相連；紅外線接收陣列的列驅(qū)動(dòng)器的輸出端口通過信號接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D與微處理器相連，紅外線發(fā)射陣列分別通過發(fā)射行驅(qū)動(dòng)線、列驅(qū)動(dòng)線分別與發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器相連；紅外線接收陣列分別通過接收行驅(qū)動(dòng)線、列驅(qū)動(dòng)線分別與接收行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器相連；發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器、接收行驅(qū)動(dòng)器通過行地址總線連接微處理器，發(fā)射列驅(qū)動(dòng)器、接收列驅(qū)動(dòng)器通過列地址總線連接微處理器，微處理器上有一外接儲存裝置，并通過控制RS232串行口或USB接口的芯片與電腦相連。
本發(fā)明采用兩個(gè)完整統(tǒng)一的發(fā)射、接收陣列，它們由各自的陣列驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，有利于線路板布線，也節(jié)省驅(qū)動(dòng)電路。采用模塊陣列可以使生產(chǎn)簡單化、標(biāo)準(zhǔn)化，而且可以根據(jù)需要使用不同數(shù)量的模塊就可以生產(chǎn)出大小不同的電子白板，而且本發(fā)明無需特殊書寫筆及擦除裝置、無需依賴特殊的書寫平面，不受使用環(huán)境影響、成本較低、表面耐久性好、可以降低電子白板電子線路復(fù)雜程度，為了提高紅外線捕捉的分辨率，本發(fā)明還利用光粒子密度與靠近光軸中心的距離平方成反比的反平方定律，建立光軸通道受攔截物遮擋時(shí)紅外線接收管輸出電壓變化與移動(dòng)目標(biāo)移動(dòng)距離間的關(guān)系，從而得出精確的移動(dòng)目標(biāo)軌跡坐標(biāo)，極大地提高紅外線捕捉的分辨率，實(shí)現(xiàn)了利用紅外線捕捉手寫筆跡的技術(shù)，具有高分辨率捕捉能力的紅外線線電子白板。
圖1是本發(fā)明電子白板紅外線發(fā)射、接收管位置分布圖；圖2是紅外線發(fā)射、接收管位于電子白板上的截面示意圖；圖3是紅外線發(fā)射、接收模塊電路原理圖；圖4是紅外線發(fā)射、接收管的模塊線路板圖；圖5是紅外線發(fā)射、接收管模塊之間連接原理圖；圖6是電子白板系統(tǒng)控制電路框架圖；圖7是移動(dòng)目標(biāo)捕捉流程框圖；圖8是單一移動(dòng)目標(biāo)識別與重現(xiàn)流程框圖；圖9是模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換子流程框圖；圖10是交互模式流程框圖；圖11是紅外線光軸通道示意圖；圖12是光軸光粒子分布模型與模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D電壓變化圖；圖13是移動(dòng)目標(biāo)尺寸、坐標(biāo)模型圖。
為了提高紅外線掃描捕捉的分辨率，本發(fā)明建立一個(gè)以光軸通道光粒子分布密度為模型，以及利用光軸通道受攔截物遮擋導(dǎo)致光粒子密度減少與接收管輸出電壓變化的關(guān)系，建立了一個(gè)以遮擋距離為自變量x，接收管輸出電壓變化為函數(shù)的含有tan(x)函數(shù)的曲線方程或是一個(gè)二次或者二次以上的函數(shù)的曲線方程，所述方程的次數(shù)越高，取得的結(jié)果越精確，通常到了五次方的函數(shù)，取得就可以作到足夠精確；當(dāng)然，在一些精度要求不高的情況下，如果采用一次線性方程也是可以的。并通過利用該標(biāo)準(zhǔn)方程式計(jì)算出攔截物在光軸通道中的具體攔截位置或長度的方法，于是提出了一種提高捕捉分辨率的新方法。本發(fā)明在以發(fā)射、接收管的排列序號為坐標(biāo)的同時(shí)，以捕獲接收管輸出電壓值判斷攔截物在發(fā)射、接收對管光軸通道中的遮擋距離，這樣可以將發(fā)射、接收管的坐標(biāo)進(jìn)一步細(xì)分，同時(shí)可以提供一個(gè)非常高而精確的輸入分辨率。如圖11所示，它的原理是，當(dāng)一一對應(yīng)發(fā)射管1100、接收管1102位于同一個(gè)光軸上，并形成一個(gè)呈圓柱型的光軸通道1103，通道橫切面直徑等于發(fā)射管凸鏡的直徑(設(shè)接收管、發(fā)射管凸鏡直徑相同)。當(dāng)有物體1101移動(dòng)并經(jīng)過該光軸通道時(shí)，來自發(fā)射管的光束有一部分或全部被遮擋，于是光軸通道隨著目標(biāo)1101的移動(dòng)逐漸消失，通過該通道的光粒子(光束)也隨著目標(biāo)移動(dòng)逐漸減少。1104是被遮擋弓形部分，1105是通道被遮擋后的剩余部分。我們知道光線是以直線傳播的，經(jīng)衍射到達(dá)接收管的光粒子是非常少的，可以忽略不計(jì)。根據(jù)光學(xué)理論，越靠近光軸中心部分的光粒子(光束)密度越高，所以，在光軸通道切面上的光粒子(光束)的分布應(yīng)是不均勻的，而到達(dá)接收管的光粒子密度也不是平均分布的。為此，計(jì)算光通道受遮擋后剩余部分的密度，就要利用到反平方定律。
根據(jù)光學(xué)理論的反平方定律(Inverse Square Law)；即光粒子(光束)的密度與靠近光軸中心的距離的平方成反比，于是建立了如圖12所示的以發(fā)射光照切面為模型的光粒子密度分布圖S，和以光通道中光粒子密度分布曲線圖I。圖中Y軸是光軸通道中光粒子密度或接收管輸出電壓值，X軸為光軸通道直徑尺寸。曲線I中，D點(diǎn)是光粒子密度最高點(diǎn)，也是通道的中心，C、E點(diǎn)的光粒子密度最低，也是通道的邊緣。
光軸通道被遮擋的部分呈弓形，而被遮擋的過程，是該弓形慢慢變大的過程，也是該弓形的高度變大的過程。將目標(biāo)沿X軸移動(dòng)時(shí)光通道切面有效面積的變化(即，光通道的有效面積(無遮擋部分弓形的面積)＝光通道切面總面積—受遮擋部分弓形面積)分成無數(shù)個(gè)段，由大到小，再根據(jù)，光粒子通道密度分布的模型S，通過微積分計(jì)算，推導(dǎo)出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、目標(biāo)沿X軸方向移動(dòng)時(shí)光軸通道中的光粒子(光束)量的變化曲線H，該標(biāo)準(zhǔn)曲線是以遮擋距離為自變量x，接收管輸出電壓變化為函數(shù)的含有tan(x)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程或是一個(gè)多次函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，其中A點(diǎn)是光粒子數(shù)量最多，因?yàn)橥ǖ罌]有被遮擋；B點(diǎn)是分水嶺，即只有一半光粒子通過；E點(diǎn)是最低點(diǎn)，因?yàn)橥ǖ辣蝗空趽?，沒有光粒子通過。
由于光軸通道中光粒子(光束)數(shù)量＝接收管接收到的光粒子(光束)數(shù)量，而光粒子(光束)數(shù)量的變化與接收管輸出電壓呈線性正比的關(guān)系，即上述光軸通道受遮擋時(shí)光粒子變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線亦等于紅外線接收管在接收紅外線時(shí)輸出電壓的變化曲線。
本發(fā)明使用了一個(gè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器來將接收管輸出電壓變化曲線轉(zhuǎn)換成移動(dòng)距離，它可以將紅外線接收管輸出的模擬電壓幅值分成若干分，再量化為離散的數(shù)值表現(xiàn)，若使用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，即可輸出量化為28＝256個(gè)不同的電壓數(shù)值，在此可將A/D轉(zhuǎn)換器的滿格電壓調(diào)為標(biāo)準(zhǔn)曲線H中A點(diǎn)的電壓值，最高為255，最低為0，再擬合于標(biāo)準(zhǔn)曲線H上，在相對應(yīng)的X軸上，即可找到與其相應(yīng)的256個(gè)X坐標(biāo)。因此，將A/D輸出的電壓值代入到該標(biāo)準(zhǔn)曲線方程式，即可求得目標(biāo)移動(dòng)光軸通道中攔截部分的具體長度(即遮擋部分弓形的高度)，再將該高度(長度)與樣品實(shí)驗(yàn)采集建立的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較、擬合、取值后取得最后的精確長度d值。該存在于微處理器或電腦中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)所得，它結(jié)合不同發(fā)射、接收管的直徑尺寸，將目標(biāo)在光軸通道中移動(dòng)時(shí)，紅外線接收管所產(chǎn)生的電壓值與目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di的一一對應(yīng)關(guān)系排列而成。微處理器可以根據(jù)獲得的紅外線接收管所產(chǎn)生的電壓值直接在該表中對應(yīng)取得目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di的值，從而進(jìn)行對紅外線電子白板上的移動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)捕捉、識別、軌跡重現(xiàn)及儲存；或者將通過曲線方程獲得的目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di值與該表進(jìn)行擬合，以獲得更加精確的數(shù)值。
根據(jù)圖13所示，設(shè)接收管(發(fā)射管)尺寸為L；W為攔截物的直徑；d為目標(biāo)在光軸通道中攔截部分的寬度，即攔截部分弓形的高度；j為X軸上接收管的排列序號；k為Y軸上接收管的排列序號。
根據(jù)圖13所示，移動(dòng)目標(biāo)M1的直徑(即接收管受遮擋部分的寬度)W＝d7+d8+d9可推倒出移動(dòng)目標(biāo)的直徑數(shù)學(xué)表達(dá)式為W=Σi=jNdi=dj+dj+1Λdj+n,N=j+n]]>X、Y坐標(biāo)為的數(shù)學(xué)表達(dá)式為X=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>Y=k×L-dk+(Σi=kNdi)÷2]]>將已知數(shù)j、k、L、d代入上公式，便可獲得任何攔截目標(biāo)的大小尺寸，及其精確坐標(biāo)。
根據(jù)圖13中移動(dòng)目標(biāo)M1(X1，Y1)與M2(X2，Y2)的距離為D=(X2-X1)2+(Y2-Y1)2]]>可推導(dǎo)出，同一個(gè)目標(biāo)，在周期n與周期n-1捕獲的坐標(biāo)之間的距離的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下Dn=(Xn-Xn-1)2+(Yn-Yn-1)2]]>在同一周期n內(nèi)有多個(gè)目標(biāo)捕獲時(shí)，兩個(gè)不同移動(dòng)目標(biāo)m、m-1之間距離的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下D(m)=(X(m)n-X(m-1)n)2+(Y(m)n-Y(m-1)n)2]]>若在相鄰的兩個(gè)周期n、n-1內(nèi)有捕獲目標(biāo)m時(shí)，該目標(biāo)m在不同周期內(nèi)的捕獲的坐標(biāo)距離的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下D(m)n=(X(m)n-X(m)n-1)2+(Y(m)n-Y(m)n-1)2]]>為了進(jìn)一步提高精確度，在微處理機(jī)中或電腦中，還需要建立一個(gè)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)所得標(biāo)準(zhǔn)化的接收管輸出電壓變化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表，該電壓變化值表現(xiàn)了光軸通道受移動(dòng)目標(biāo)遮擋逐步由大變小的變化過程，表中有不同的電壓值和與其相對應(yīng)的移動(dòng)坐標(biāo)或距離。建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表的目的是利用實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)值作為參考，并將掃描過程中得到的A/D轉(zhuǎn)換電壓值與其比較，隨即取得移動(dòng)坐標(biāo)，或者利用該數(shù)值與由標(biāo)準(zhǔn)曲線方程式所取得的坐標(biāo)值進(jìn)行比較、擬合，再得出最后的精確坐標(biāo)。
在目標(biāo)捕捉時(shí)，要得到目標(biāo)在白板上移動(dòng)的軌跡，就必須快速的由第一對發(fā)射、接收管開始，重復(fù)不斷地進(jìn)行每對發(fā)射、接收單元的掃描直至完成最后一個(gè)單元為止，隨即完成一個(gè)掃描周期。然后持續(xù)不斷的快速重復(fù)以上掃描周期捕捉移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)，隨即將每周期內(nèi)所捕獲的坐標(biāo)上傳到電腦。文字的書寫包含斷筆和續(xù)筆，要準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)軌跡重現(xiàn)，就必需能夠?qū)喙P或續(xù)筆進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，本發(fā)明是通過應(yīng)用軟件將上個(gè)周期捕獲的坐標(biāo)，與該周期內(nèi)捕獲的坐標(biāo)，進(jìn)行距離運(yùn)算求得D值，然后利用該值判斷坐標(biāo)是一個(gè)點(diǎn)或是另一條線的開端，還是一條線軌跡的延續(xù)，若是一條線軌跡的延續(xù)，則將相鄰的兩個(gè)坐標(biāo)利用線條連接在一起，若否，則在坐標(biāo)上畫輸出一個(gè)點(diǎn)，同時(shí)顯示在電腦屏幕上，即可實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)目標(biāo)軌跡的捕捉、重現(xiàn)等目的。
這種利用目標(biāo)距離差值來判斷和連接相鄰的兩個(gè)坐標(biāo)的方法的好處是，利用這種方法可以同時(shí)將多個(gè)捕獲的坐標(biāo)的軌跡再次重現(xiàn)，這種方法是有別于現(xiàn)有紅外線觸摸屏和一些手寫電腦書寫板的軌跡重現(xiàn)的方法。現(xiàn)有軌跡重現(xiàn)方法只是單一的依靠判斷目標(biāo)是否離開捕捉范圍(或平面)，來確定所捕獲的坐標(biāo)是一條線的開端還是一條線的軌跡的延續(xù)，如有多個(gè)用戶同時(shí)在捕捉平面上(即白板)上書寫的話，若利用這種方法判斷哪一個(gè)目標(biāo)在什么時(shí)間離開捕捉范圍是非常復(fù)雜和困難的，因此利用現(xiàn)有軌跡重現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)在白板上書寫也是非常困難的。而本發(fā)明的方法正好克服了這一多用戶同時(shí)使用的障礙。
捕捉物體是通過掃描進(jìn)行的，掃描是由第一對發(fā)射、接收管開始直至完成最后一對為止，隨即完成一個(gè)掃描周期。對擦除裝置進(jìn)行自動(dòng)識別是根據(jù)其大小尺寸W值來判斷的，在經(jīng)過一個(gè)周期的掃描后，只要能判斷出移動(dòng)目標(biāo)尺寸大于筆劃(筆頭)尺寸(可由用戶通過軟件所定義)，便可以確認(rèn)在白板上移動(dòng)的物體是板擦。一般情況下，被識別的裝置應(yīng)該是接近圓形的。該擦除裝置可以是板擦，也可能是手指，因?yàn)槭种赣谄矫嫔弦苿?dòng)時(shí)，其接觸面積是一個(gè)接近圓的橢圓型，亦可視為圓型來進(jìn)行處理。在此，只說明一下圓型擦除裝置是如何被捕捉、處理及實(shí)現(xiàn)的。
實(shí)現(xiàn)捕獲擦除裝置的移動(dòng)軌跡，及屏幕擦除效果重現(xiàn)的基本原理與捕獲筆是一樣的。由前文中知道，移動(dòng)目標(biāo)大小是可以通過，接收管攔截長度計(jì)算出W=Σi=jNdi=dj+dj+1Λdj+n,N=j+n]]>來的，同樣，通過如下公式可得出擦除裝置的直徑大小當(dāng)電腦接收到這個(gè)坐標(biāo)，和物體的直徑W后，應(yīng)用軟件利用直徑W，在目標(biāo)移動(dòng)的坐標(biāo)(X，Y)上畫出一個(gè)白色實(shí)體圓，隨后根據(jù)的目標(biāo)移動(dòng)，重復(fù)不斷地在接收到的(Xn，Yn)坐標(biāo)上畫出以直徑為W的實(shí)體圓，即可實(shí)現(xiàn)擦除裝置的應(yīng)用了。
當(dāng)然，這種判斷的目標(biāo)只能是規(guī)則圓形。如果目標(biāo)是正方形、長方形，用戶在使用前，就必需將擦除裝置垂直放在白板上，然后系統(tǒng)先進(jìn)行一次掃描識別，目的是通過掃描捕捉長方形或正方形的長和寬度，然后計(jì)算出對角線的長度，再通過幾何原理計(jì)算出長方形或方形的旋轉(zhuǎn)角度，便可以得出板擦的擦除面積和軌跡。
在解釋過本發(fā)明工作原理之后，下面結(jié)合


本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用程序圖1是是該發(fā)明所使用的紅外線發(fā)射、接收管的位置分布圖。其中，有一紅外線發(fā)射陣列，分為兩部分，一部分102位于白板左側(cè)的邊沿位置上，按序號排列，是用于Y軸發(fā)射掃描的；另一部分101位于白板上邊沿位置，按序號排列，是用于X軸發(fā)射掃描的。另有一紅外線接收陣列，分為兩部分，一部分103位于102對面邊沿上，按序號排列，是用于Y軸接收掃描的；另一部分104位于在101對面邊沿上，按序號排列，是用于X軸接收掃描的。101，102，103，104都是以模塊形式，通過連接器連接形成，而每個(gè)模塊是由發(fā)射、接收管單元構(gòu)成。
其中，在X軸上的，每對發(fā)射、接收管都是一一對應(yīng)的，且具有相同的X軸序號。當(dāng)沒有物體在發(fā)射管和接收管之間移動(dòng)時(shí)，接收管是可以正常接收到發(fā)射管所發(fā)出的高頻脈沖信號，但如有物體開始在X軸方向移動(dòng)時(shí)，X軸的某個(gè)或某些發(fā)射管所發(fā)出的紅外線信號會(huì)被物體105截?cái)?，?dǎo)致相對應(yīng)的接收管X=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>Y=k×L-dk+(Σi=kNdi)÷2]]>無法接收到正常的脈沖信號，同時(shí)根據(jù)這個(gè)接收管或發(fā)射管所在位置的序號，通過應(yīng)用A/D轉(zhuǎn)換程序，計(jì)算出攔截物在光軸通道中遮擋部分的寬度，再利用如下公式，便可以知道物體105在X軸上移動(dòng)的坐標(biāo)X值了。同樣，在Y軸上，每對發(fā)射、接收管也都是一一對應(yīng)的，而且也具有相同的Y軸序號。當(dāng)物體在發(fā)射管和接收管之間移動(dòng)時(shí)，有某個(gè)Y軸上的接收管無法接收到發(fā)射管所發(fā)出的脈沖信號時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)接收或發(fā)射管的Y軸序號，通過如上方法，便可以得到物體105在Y軸上移動(dòng)的坐標(biāo)Y值了。通過周而復(fù)始的對X，Y軸上的每個(gè)紅外發(fā)射管輪流輸出脈沖信號，進(jìn)行掃描，同時(shí)也對位于其對面相應(yīng)的每個(gè)接收管進(jìn)行信號讀取，物體105在X軸和Y軸的移動(dòng)坐標(biāo)軌跡便隨即可得。
圖2是該發(fā)明的橫向切面圖，其中203是該發(fā)明所說的書寫平面，其材料可以是任何平面材料包括堅(jiān)固耐用的搪瓷金屬白板，或是價(jià)格廉宜的噴塑金屬白板。其中201是位于白板左側(cè)或頂端的紅外線發(fā)射管，206是紅外線發(fā)射模塊的線路板。202是一個(gè)位于紅外線發(fā)射、接收管之前的過濾裝置，是由深紅色透明塑料材料制作而成，主要用于過濾在日照光中對紅外線產(chǎn)生干擾的光線，利用該裝置可提高紅外信號的接收質(zhì)量，避免錯(cuò)亂誤碼造成的誤動(dòng)作。205是位于白板右側(cè)或下端的紅外線接收管，208是紅外線接收模塊的線路板，204是與202相同的紅外線接收管的過濾裝置。207，209是由鋁合金材料制作而成的白板外框包圍白板四邊，用于保護(hù)紅外管。201與205是一一對應(yīng)，且具有相同X、Y軸排列序號，其中紅外線發(fā)射、接收模塊的線路板206、208與白板平面垂直安裝在白板兩側(cè)的外框內(nèi)。
圖3是本發(fā)明的紅外線發(fā)射、接收模塊電路原理圖，在發(fā)射模塊上的每個(gè)紅外管是以陣列方式連接。而陣列的具體排列方法和大小可根據(jù)白板的具體尺寸大小情況而定，如下是本發(fā)明所包含的其中一種具體的陣列連接方式，但本發(fā)明所涉及的技術(shù)并不只限于這種方式的連接。在圖中所示是一個(gè)32×2的陣列，其中有行驅(qū)動(dòng)線305共32條，其一端分別與兩個(gè)連接器301，302相連接，另一端與每個(gè)紅外線發(fā)射管或紅外線接收管304的正極相連接。有列驅(qū)動(dòng)線306共2條，其一端與連接器303相連接，另一端與每個(gè)紅外線發(fā)射管或接收管304的負(fù)極相連接。
圖4是本發(fā)明上的紅外線發(fā)射管、接收管的模塊線路板(PCB)零件分布圖。其中位于線路板407的兩端有兩個(gè)行驅(qū)動(dòng)線連接器401和406(即圖3中的301和302)與32條行驅(qū)動(dòng)線相連接，其目的是用于模塊與模塊之間行驅(qū)動(dòng)線連接的。連接器403(即圖3中的303)是與列驅(qū)動(dòng)線連接的共2條。402是紅外線發(fā)射管單元或接收管單元，是直接焊接在線路板上的，共有64個(gè)。其中每個(gè)發(fā)射或接收管的正極與連接器401和406相連接，負(fù)極與列驅(qū)動(dòng)線連接，形成一個(gè)32×2的陣列。404是一個(gè)螺絲孔，用于固定該模塊。
圖5是每個(gè)紅外線發(fā)射管、接收管模塊之間連接原理圖。根據(jù)圖中所示，白板501是由多個(gè)紅外線模塊圍繞在中間的。其中，紅外線模塊的使用數(shù)量是根據(jù)白板的大小而定的。如圖中所示，發(fā)射陣列，共有21個(gè)發(fā)射模塊，其中有9個(gè)模塊是用于對白板501左側(cè)，用于Y軸紅外線發(fā)射掃描的，12個(gè)模塊位于501的上邊緣，是用于X軸發(fā)射掃描的。同樣，在發(fā)射模塊的對面有著相同數(shù)目的接收模塊。如該發(fā)明所使用的紅外管的大小尺寸為2mm，根據(jù)如下方法可以計(jì)算出白板書寫面積的有效尺寸。模塊尺寸為64×2mm＝128mm，X軸掃描范圍是128×12(發(fā)射模塊)＝1536mm，以同樣方法可計(jì)算出Y軸掃描范圍是1152mm，即可得出白板的有效面積為1536×1152平方毫米。如想增加或縮小白板的大小尺寸，可相應(yīng)的調(diào)整模塊使用的數(shù)量，或使用不同大小的紅外管即可，若使用5mm，即白板的大小為3840mm×2880mm。
在前文中所述，模塊與模塊之間是靠連接器連接的。在圖5所示，發(fā)射模塊502頭尾相接串連在一起構(gòu)成一個(gè)32×42的紅外發(fā)射陣列。其中發(fā)射管模塊的行驅(qū)動(dòng)線504共32條連接于模塊之間，再連接至發(fā)射陣列的行驅(qū)動(dòng)器接口506。發(fā)射模塊的列驅(qū)動(dòng)線503有21個(gè)，每個(gè)2條，共42條與控制板的發(fā)射陣列的列驅(qū)動(dòng)器接口505連接。同樣接收模塊的連接方式如同上述。接收模塊507頭尾相接，行驅(qū)動(dòng)線509與接收陣列的行驅(qū)動(dòng)器接口511連接，共32條。列驅(qū)動(dòng)線508與接收陣列的列驅(qū)動(dòng)器的接口510連接，共42條，構(gòu)成一個(gè)32×42的紅外接收陣列。
有紅外管發(fā)射陣列32×42共1344個(gè)發(fā)射管，有接收陣列32×42共1344個(gè)接收管用于捕捉白板上移動(dòng)物體。掃描是由第一對發(fā)射、接收管開始，按排列序號，直至將1344對發(fā)射、接收管全部輪流掃描一次，即完成一個(gè)掃描周期。如要捕捉一個(gè)平滑連續(xù)的移動(dòng)坐標(biāo)，掃描的周期應(yīng)越快越好，每秒內(nèi)掃描的次數(shù)應(yīng)越多越好。
圖6是該發(fā)明的核心部分的控制電路結(jié)構(gòu)框架圖，其中包括四大部分第一部份是微處理器控制部分其中包括有微處理器637，主要是用于輸出掃描發(fā)射、接收管的地址信號，控制某一對發(fā)射、接收管導(dǎo)通，及記錄目標(biāo)的移動(dòng)位置，和上傳坐標(biāo)數(shù)據(jù)給電腦等。LED指示燈634是用于反映白板的使用狀態(tài)，電源633提供電源給微處理器，632是一個(gè)晶體是微處理器所需的振蕩頻率。
第二部分是紅外線發(fā)射控制電路其中，發(fā)射陣列的行驅(qū)動(dòng)器606的一輸入端經(jīng)過一個(gè)限流電阻608與電源638正極相連，提供電壓給發(fā)射管，輸出端是32個(gè)行驅(qū)動(dòng)線609與發(fā)射陣列611上的每個(gè)發(fā)射管正極相連；同時(shí)，列驅(qū)動(dòng)器607的輸入端口是42個(gè)列驅(qū)動(dòng)線610與發(fā)射陣列上的每個(gè)發(fā)射管的負(fù)極相連，輸出端口與一個(gè)高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器相連，可產(chǎn)生高頻脈沖信號，可發(fā)射出帶高頻調(diào)制的紅外線信號。
其中，行驅(qū)動(dòng)器606是根據(jù)微處理器發(fā)出的“行”地址碼，將其輸入端口與其輸出端，即該地址碼所指向的行驅(qū)動(dòng)線609中的某一行導(dǎo)通；列驅(qū)動(dòng)器607是根據(jù)微處理器發(fā)出的“列”地址碼，將其輸出端口與其輸入端，即該地址碼所指向的列驅(qū)動(dòng)線610中的某一列導(dǎo)通；電路611是由21個(gè)發(fā)射模塊串連在一起的發(fā)射管陣列，見圖5；單元601所示的是611中的其中一個(gè)被導(dǎo)通的發(fā)射管；高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器640可給導(dǎo)通的發(fā)射管611提供一個(gè)300kHz左右的高頻調(diào)制。
第三部分是紅外線接收控制電路，接收列陣的行驅(qū)動(dòng)器616的一輸入端口與電源正極相連，可提供電壓給接收管，輸出端是32個(gè)行驅(qū)動(dòng)線619與接收陣列621上的每個(gè)接收管的正極相連，而列驅(qū)動(dòng)器617的輸入端口是42個(gè)列驅(qū)動(dòng)線與接收陣列621上每個(gè)接收管的負(fù)極相連，輸出端口與一帶通濾波器641偶合連接，可將無用干擾信號過濾掉，而后信號通過一個(gè)多級帶通放大器642將有用的高頻調(diào)制信號放大，再經(jīng)過一個(gè)調(diào)制解調(diào)643將高頻信號解調(diào)出來，然后將檢波后的光電模擬信號輸入到一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D644中，信號通過A/D轉(zhuǎn)換后輸出8位二進(jìn)制的數(shù)字信號給微處理器。
其中，行驅(qū)動(dòng)器616是根據(jù)微處理器發(fā)出的“行”地址碼，將其輸入端口與其輸出端，即該地址碼所指向的行驅(qū)動(dòng)線619中的某一行導(dǎo)通；列驅(qū)動(dòng)器617是根據(jù)微處理器發(fā)出的“列”地址碼，將其輸出端口與其輸入端，即該地址碼所指向的列驅(qū)動(dòng)線620中的某一列導(dǎo)通；同樣，電路621是21個(gè)接收模塊串連在一起的紅外線接收管陣列，見圖5；單元622是621之中的一個(gè)被導(dǎo)通的紅外線接收管；以上發(fā)射、接收陣列的行驅(qū)動(dòng)器606、616是通過行地址總線602與微處理器相連，而發(fā)射、接收陣列的列驅(qū)動(dòng)器607、617是通過列地址總線604與微處理器相連。其中微處理器對驅(qū)動(dòng)器606，607的控制是通過地址總線602，共5條線，即為25組合選擇，能提供32個(gè)行驅(qū)動(dòng)線的不同選址；對驅(qū)動(dòng)器616，617的控制是通過地址總線604，共5條線，提供32個(gè)列驅(qū)動(dòng)線的不同選址。
上述電路中，驅(qū)動(dòng)器電路606，607，616，和617可以由一個(gè)單元或多個(gè)單元的驅(qū)動(dòng)器芯片組成，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的行驅(qū)動(dòng)線或列驅(qū)動(dòng)線不夠用時(shí)，就需要增加驅(qū)動(dòng)芯片，通過使用選用線603，605便可選擇不同的驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行對行、列驅(qū)動(dòng)線的掃描每個(gè)驅(qū)動(dòng)器需要一個(gè)選用線，若行驅(qū)動(dòng)器電路606可驅(qū)動(dòng)32個(gè)驅(qū)動(dòng)線，那么，只需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和使用1條選用線即可。當(dāng)列驅(qū)動(dòng)器電路607需要有42條線的驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，就需要使用2個(gè)驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)需要利用2個(gè)選用線對需要使用的驅(qū)動(dòng)器芯片進(jìn)行選擇。這樣一來，在不增加地址線的情況下，可將驅(qū)動(dòng)器電路的驅(qū)動(dòng)能力按驅(qū)動(dòng)片的輸出能力增加而倍增，即利用2個(gè)32線驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)器，再通過利用2條選用線，即發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器606、接收行驅(qū)動(dòng)器616還可以通過行選擇地址總線603連接微處理器637，發(fā)射列驅(qū)動(dòng)器607、接收列驅(qū)動(dòng)器617還可以通過列選擇地址總線605連接微處理器637，這樣就可以驅(qū)動(dòng)具有64個(gè)行或列驅(qū)動(dòng)線的陣列，而無需增加地址總線的數(shù)量。在該實(shí)例中，使用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器芯片就足夠了驅(qū)動(dòng)該裝置的42條列驅(qū)動(dòng)線了。
第四部分是外接設(shè)備主要包括一個(gè)儲存部分Multi-Media卡(MMC)631或SmartMedia(SD)卡，與控制RS232串口通信集成電路626。由于電腦628的RS232串行口的接入電平與微處理器的輸出電平互不相同，所以該發(fā)明與電腦之間溝通是通過集成電路626進(jìn)行的。626將來自微處理器637的電平信號轉(zhuǎn)換成電腦628串連口RS232串行口可識別的電平信號，然后由應(yīng)用程序讀入RS232端口中的信號即可。經(jīng)過處理后，微處理器將捕獲的數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)，目標(biāo)的大小及掃描周期序號等通過RS232上傳給電腦，同時(shí)儲存到記憶體631中。當(dāng)需要裝置能獨(dú)立使用時(shí)，該發(fā)明直接由微處理器637，通過讀取在儲存裝置631中的數(shù)據(jù)后，在將該數(shù)據(jù)通過并行線總線635將捕獲的畫面直接輸出到打印設(shè)備636的并行接入口上打印。
以下根據(jù)實(shí)施實(shí)例流程示圖7，將具體說明一下該發(fā)明對移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)的捕捉、及儲存的主要步驟設(shè)n為掃描周期序號，i為常數(shù)范圍是1...∞；W為移動(dòng)目標(biāo)的直徑；L為接收管的物理尺寸；m為目標(biāo)身份序號；X(m)為目標(biāo)m的X坐標(biāo)；Y(m)為目標(biāo)m的Y坐標(biāo)。
1.有微處理器將“行”、“列”地址碼寫入“00H”，通過地址線接口輸出到發(fā)射、接收管陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器地址總線；2.發(fā)射陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器，接通位于該行該列的發(fā)射管，該管開始發(fā)出紅外線高頻調(diào)制脈沖，同時(shí)接收陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器也接通位于該行該列的接收管，由于每個(gè)發(fā)射、接收管是位于同一光軸上，且是一一對應(yīng)，接收管開始輸出的模擬脈沖信號；3.繼續(xù)步驟2，隨后通過接收轉(zhuǎn)換電路將接收到的模擬脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓幅值變化信號，然后輸入到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，將模擬電壓幅值變化信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)值表現(xiàn)；4.繼續(xù)步驟3，微處理器讀取A/D信號接入端的A/D電壓數(shù)值，并進(jìn)行判斷，若數(shù)值接近A/D電壓曲線中的最高點(diǎn)，即A/D值為滿格時(shí)，則可判斷為無攔截事件發(fā)生，進(jìn)入下一步。若否，則判斷為有攔截事件發(fā)生，隨即進(jìn)入A/D電壓值與移動(dòng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換子程序，取得Xn或Yn坐標(biāo)值，進(jìn)入下一步；5.繼續(xù)步驟4，判斷微處理器定時(shí)器是否溢出，若是，則進(jìn)入步驟6，若否，則返回步驟2；6.掃描到此時(shí)，已完成了一個(gè)單元的掃描循環(huán)，即一對發(fā)射、接收管的掃描工作。隨即，微處理器判斷是否完成所有發(fā)射、接收陣列的“行”驅(qū)動(dòng)線掃描。若是，則進(jìn)入步驟8，若否，則進(jìn)入下一步；7.微處理器將“行”地址碼加“01H”，并將該“行”地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)器地址總線上，隨即開始發(fā)射、接收陣列的下一行掃描工作，返回步驟2；8.判斷是否完成所有發(fā)射、接收陣列的“列”驅(qū)動(dòng)線掃描，若是，則進(jìn)入步驟10，若否，則進(jìn)入下一步；9.微處理器將“列”地址碼加“01H”，將“行”地址碼清“00H”。隨即將該“列”地址碼輸出到列驅(qū)動(dòng)地址總線，“行”地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)器地址總線，掃描開始進(jìn)入發(fā)射、接收陣列的下一列，隨即返回步驟2；10.掃描到此時(shí)，已完畢一個(gè)掃描周期，即全部發(fā)射、接收管的掃描工作。判斷是否有移動(dòng)目標(biāo)捕獲，若否，則進(jìn)入步驟12，若是，則進(jìn)入下一步；11.若捕獲單一目標(biāo)，則將該周期的內(nèi)捕捉到的移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)(Xn，Yn)及W值，按掃描周期的序號n儲存到與微處理器相連的MMC記憶卡中，并通過RS232端口上傳給電腦，隨即進(jìn)入步驟14。若捕獲多個(gè)目標(biāo)，則將該周期的內(nèi)捕捉到的移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、…(X(m+i)n，Y(m+i)n)，及W(m)、W(m+1)、…W(m+i)值按掃描周期的序號n儲存到MMC記憶卡中，并通過RS232端口上傳給電腦，隨即進(jìn)入步驟14；12.判斷電腦交互模式是否已打開，若否，則進(jìn)入步驟14，若是，則進(jìn)入下一步；13.判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有坐標(biāo)(X(n-1)、Y(n-1))被捕獲，若是，則通過RS232上傳一個(gè)“終止”標(biāo)記給電腦，通知電腦應(yīng)用程序移動(dòng)目標(biāo)已經(jīng)離開捕捉范圍，隨即進(jìn)入下一步；若否，則進(jìn)入下一步；14.微處理器將行地址碼清“00H”，列地址碼清“00H”，“列”地址碼輸出到列驅(qū)動(dòng)地址總線，“行”地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)器地址總線，返回步驟2，繼續(xù)掃描下一個(gè)周期。
通過周而復(fù)始地重復(fù)步驟1-14，微處理器將捕獲的移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)，通過RS232上傳電腦應(yīng)用程序，再由電腦應(yīng)用程序?qū)⒉东@的坐標(biāo)相連，再重新顯示在電腦屏幕上，即可達(dá)到實(shí)現(xiàn)屏幕重現(xiàn)的目的。
以下根據(jù)實(shí)施實(shí)例流程示圖9，具體說明該發(fā)明如何將A/D電壓值與移動(dòng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換程序主要步驟設(shè)接收管(發(fā)射管)尺寸為L；W為攔截物的直徑；d為目標(biāo)在光軸通道中攔截部分的寬度；j為X軸上接收管的排列序號；k為Y軸上接收管的排列序號，m為目標(biāo)身份序號；X(m)為目標(biāo)m的X坐標(biāo)；Y(m)為目標(biāo)m的Y坐標(biāo)。
1 微處理器讀入A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)后，隨即將該數(shù)據(jù)代入到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程式，然后，求得攔截目標(biāo)在該接收管的光軸通道中攔截的具體長度或?qū)挾萪i，即被遮擋部分弓型的高度；2 再將該值di與實(shí)驗(yàn)中采集建立的接收管輸出電壓變化曲線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較、擬合、取值后取得最后的精確位置di；3 利用以下公式，通過代入已知數(shù)j、k，接收管尺寸L，光軸通道受遮擋部分弓形高度di，進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，便可求得在掃描周期n內(nèi)，所捕獲的目標(biāo)，在X、Y軸上移動(dòng)的最終的位置，即Xn=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>Yn=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>4 將該轉(zhuǎn)化目標(biāo)移動(dòng)Xn或Yn坐標(biāo)值存儲到微處理器寄存器內(nèi)。若有多用戶同時(shí)使用白板時(shí)，即，在軸X或Y上應(yīng)有多過一個(gè)坐標(biāo)時(shí)，則將若干個(gè)(X(m)n、X(m+1)n...X(m+i)n或若干個(gè)(Y(m)n、Y(m+1)n...Y(m+i)n)存入微處理器寄存器內(nèi)。
5 返回主程序。
以下根據(jù)實(shí)施實(shí)例流程示圖8，將具體說明一下該發(fā)明如何對單一目標(biāo)移動(dòng)的識別、軌跡重現(xiàn)及儲存的主要步驟設(shè)n為掃描周期序號，i為常數(shù)范圍是1...∞；W為移動(dòng)目標(biāo)的直徑；L為接收管的物理尺寸。
1.電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀取由微處理器上傳的坐標(biāo)(Xn，Yn)、W值和掃描周期序號后，應(yīng)用程序開始判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有(X(n-1)，Y(n-1))坐標(biāo)被捕獲。若否，則進(jìn)入步驟3，若是，則進(jìn)入下一步。
2.將上一個(gè)掃描周期有捕獲(X(n-1)，Y(n-1))與目前的坐標(biāo)值(Xn，Yn)，根據(jù)公式D=(Xn-Xn-1)2+(Yn-Yn-1)2]]>進(jìn)行坐標(biāo)距離運(yùn)算，求得D值，并將D與標(biāo)準(zhǔn)值比較，判斷D值大小(該條件可由用戶自己通過應(yīng)用軟件調(diào)整，但最小不得小于2W)，若D＜2W，則進(jìn)入步驟4，若D≥2W，則進(jìn)入下一步。
3.可確定這是另一條線的開端或是另一個(gè)點(diǎn)，隨即繼續(xù)判斷目標(biāo)的種類，若W≤2L(同樣該條件可以通過應(yīng)用程序有用戶自己調(diào)整)，則確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為筆，同時(shí)，應(yīng)用軟件開始在屏幕上相對應(yīng)的(Xn，Yn)坐標(biāo)位置畫一個(gè)直徑為W，顏色為黑色點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)入步驟5；若W＞2L，則可確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為擦除裝置，同時(shí)，在相對應(yīng)的(Xn，Yn)坐標(biāo)位置畫一個(gè)直徑為W，顏色為白色的點(diǎn)，即擦除該點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)入步驟5。
4.繼續(xù)判斷目標(biāo)的種類，若W≤2L(同樣該條件可以通過應(yīng)用程序有用戶自己調(diào)整)，則確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為筆，并將坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))與坐標(biāo)(Xn，Yn)用一條直徑為W，顏色為黑色的線連接，然后進(jìn)入下一步；若W＞2L，則可確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為擦除裝置，并將坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))與坐標(biāo)(Xn，Yn)用一條直徑為W，顏色為白色的線連接，即擦除該線，然后進(jìn)入下一步。
5.繼續(xù)掃描RS232端口，然后返回步驟1。
通過周而復(fù)始重復(fù)步驟1至5，連續(xù)不斷的將坐標(biāo)(Xn+i，Yn+i)與(Xn+(i-1)，Yn+(i-1))相連。這樣一來，在白板上目標(biāo)移動(dòng)的軌跡或者說字跡，隨即實(shí)時(shí)地在電腦屏幕上重現(xiàn)，并根據(jù)需要，用戶可隨時(shí)儲存、讀取該畫面。
以下是該發(fā)明如何實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)書寫，即多目標(biāo)識別、軌跡重現(xiàn)及儲存的主要步驟設(shè)n為掃描周期序號；i為常數(shù)范圍是1...∞；m為目標(biāo)身份序號；X(m)為目標(biāo)m的X坐標(biāo)；Y(m)為目標(biāo)m的Y坐標(biāo)；D為不同目標(biāo)之間分隔距離；L發(fā)射、接收管尺寸；W為移動(dòng)目標(biāo)的直徑。
1.電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀取由微處理器上傳的坐標(biāo)數(shù)值(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、...(X(m+i)n，Y(m+i)n)，W(m)、W(m+1)、...W(m+i)值后及掃描周期序號后，隨即將該數(shù)據(jù)存入電腦記憶。并利用W值判斷目標(biāo)的類別，即是否W(m)或W(m+1)或W(m+i)≥2L(該條件可以由用戶調(diào)整，可以是W＞3L，或其它數(shù)值)，若是，則判斷為目標(biāo)是擦除裝置，隨即退出多目標(biāo)捕捉程序，并進(jìn)入單一目標(biāo)捕捉應(yīng)用程序。若否，則判斷為目標(biāo)可能是多個(gè)移動(dòng)攔截物，隨即進(jìn)入下一步。
2.利用公式D(m+i)=(X(m+i)-X(m+(i-1)))2+(Y(m+i)-Y(m+(i-1)))2,]]>將(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、...(X(m+i)n，Y(m+i)n)坐標(biāo)值代入，并對同一周期，不同目標(biāo)之間的距離進(jìn)行運(yùn)算，求得D(m+i)值后，判斷是否這些坐標(biāo)具有連續(xù)性特征，即是否D(m+i)＜2W，若是，則判斷為目標(biāo)是擦除裝置，進(jìn)入單一目標(biāo)捕捉應(yīng)用程序，若否，則判斷為目標(biāo)是多個(gè)移動(dòng)攔截物，隨即進(jìn)入下一步。
3.應(yīng)用程序開始判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有移動(dòng)目標(biāo)(m)n-1、(m+1)n-1、...(m+i)n-1坐標(biāo)被捕獲。若目標(biāo)m是，則進(jìn)入步驟4，若目標(biāo)m否，則在坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)畫出一寬度為W(m)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7。若目標(biāo)(m+1)是，則進(jìn)入步驟5，若(m+1)否，則在坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)畫出一寬度為W(m+1)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7。若(m+i)是，則進(jìn)入步驟6，若(m+i)否，則在坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)畫出一寬度為W(m+i)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7。
4.利用公式D(m)n=(X(m)n-X(m)n-1)2+(Y(m)n-Y(m)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m的坐標(biāo)(X(m)n-1，Y(m)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m)n，Y(m)n)進(jìn)行距離運(yùn)算。若結(jié)果D(m)n≥2W，則判斷是目標(biāo)m畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并開始在屏幕上坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)畫出一寬度為W(m)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7。若D(m)n＜2W，則將坐標(biāo)(X(m)n-1，Y(m)n-1)與坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)以寬為W(m)的線相連接，隨后進(jìn)入步驟7。
5.利用公式D(m+1)n=(X(m+1)n-X(m+1)n-1)2+(Y(m+1)n-Y(m+1)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m+1的坐標(biāo)(X(m+1)n-1，Y(m+1)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m+1)n，Y(m+1)n)進(jìn)行距離運(yùn)算。若結(jié)果D(m+1)n≥2W，則判斷是目標(biāo)m+1畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并在屏幕上坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)畫一寬度為W(m+1)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7。若D(m+1)n＜2W，則將坐標(biāo)(X(m+1)n-1，Y(m+1)n-1)與坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)以寬為W(m+1)的線相連接，隨后進(jìn)入步驟7。
6.利用公式D(m+i)n=(X(m+i)n-X(m+i)n-1)2+(Y(m+i)n-Y(m+i)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m+i的坐標(biāo)(X(m+i)n-1，Y(m+i)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m+i)n，Y(m+i)n)進(jìn)行距離差值運(yùn)算。若結(jié)果D(m+i)n≥2W，則判斷是目標(biāo)m+i畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并在屏幕上坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)畫一寬度為W(m+i)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入下一步。若D(m+i)n＜2W，則將坐標(biāo)(X(m+i)n-1，Y(m+i)n-1)與坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)以寬為W(m+i)的線相連接。隨后，進(jìn)入下一步。
7.繼續(xù)掃描RS232端口，然后返回步驟1。
通過周而復(fù)始重復(fù)步驟1至6，可連續(xù)不斷的將坐標(biāo)(X(m)n+i，Y(m)n+i)與(X(m)n+(i-1)，Y(m)n+(i-1))相連、將(X(m+1)n+i，Y(m+1)n+i)與(X(m+1)n+(i-1)，Y(m+1)n+(m-1))相連、...將(X(m+i)n+i，Y(m+i)n+i)與(X(m+i)n+(i-1)，Y(m+i)n+(i-1))相連。這樣一來，在白板上多個(gè)目標(biāo)移動(dòng)的軌跡或字跡，隨即實(shí)時(shí)地在電腦屏幕上重顯.并根據(jù)需要，用戶可隨時(shí)儲存、讀取該畫面。
以下根據(jù)實(shí)施實(shí)例流程示圖10，將具體說明該發(fā)明在進(jìn)入電腦交互操作模式后的主要步驟設(shè)n為掃描周期序號，i為常數(shù)范圍是1...∞；W為移動(dòng)目標(biāo)的直徑；L為接收管的物理尺寸。
1.電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀入由微處理器上傳的坐標(biāo)(Xn，Yn)或“終止”標(biāo)記。
2.繼續(xù)步驟1，判斷若收到的是坐標(biāo)“終止”標(biāo)記時(shí)，則進(jìn)入步驟4；若收到的是坐標(biāo)(Xn，Yn)和W值，則將鼠標(biāo)移動(dòng)到(Xn，Yn)對應(yīng)的屏幕位置上，隨即進(jìn)入下一步。
3.判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有目標(biāo)(Xn-1，Yn-1)被捕獲，若是，則判斷為觸摸正在進(jìn)行中，隨即進(jìn)入步驟6；若否，則判斷為觸摸開始切入，隨即打開計(jì)時(shí)器T，同時(shí)開計(jì)時(shí)，進(jìn)入步驟6。
4.應(yīng)用程序判斷計(jì)時(shí)器是否T＜100ms(該值可由用戶通過應(yīng)用軟件設(shè)置調(diào)整)，若否，則判斷為一個(gè)無效觸摸行為，隨即進(jìn)入步驟6，若是，則為有效觸摸，進(jìn)入下一步。
5.判斷該觸摸(點(diǎn)擊)位置(Xn，Yn)是否在指令有效范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行微軟視窗系統(tǒng)的點(diǎn)擊命令或其它應(yīng)用軟件指令，同時(shí)將計(jì)時(shí)器T清“0”，進(jìn)入下一步。若否，則將計(jì)時(shí)器T清“0”，進(jìn)入下一步。
6.繼續(xù)掃描RS232端口，返回步驟1，讀取由微處理器上傳的下一個(gè)周期捕獲的坐標(biāo)值。
電腦應(yīng)用程序，通過不斷重復(fù)步驟1-6，即可實(shí)現(xiàn)如上所述的該發(fā)明的交互式操作的目的。
權(quán)利要求
1.一種交互式紅外線電子白板，其中橫向、縱向排列在白板邊緣的紅外線發(fā)射陣列(611)及同樣橫向、縱向排列在白板邊緣的與發(fā)射陣列對應(yīng)的紅外線接收陣列(621)分別通過行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器與微處理器(637)相連；紅外線發(fā)射陣列(611)的列驅(qū)動(dòng)器(607)的輸出端口與高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器(640)相連；紅外線接收陣列(621)的列驅(qū)動(dòng)器(617)的輸出端口通過信號接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D(644)與微處理器(637)相連，其特征在于紅外線發(fā)射陣列(611)分別通過發(fā)射行驅(qū)動(dòng)線(609)、列驅(qū)動(dòng)線(610)分別與發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器(606)、列驅(qū)動(dòng)器(607)相連；紅外線接收陣列(621)分別通過接收行驅(qū)動(dòng)線(619)、列驅(qū)動(dòng)線(620)分別與接收行驅(qū)動(dòng)器(616)、列驅(qū)動(dòng)器(617)相連；發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器(606)、接收行驅(qū)動(dòng)器(616)通過行地址總線(602)連接微處理器(637)，發(fā)射列驅(qū)動(dòng)器(607)、接收列驅(qū)動(dòng)器(617)通過列地址總線(604)連接微處理器(637)，微處理器(637)上有一外接儲存裝置(631)，并通過控制RS232串行口或USB接口的芯片(626)與電腦(628)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于所述紅外線發(fā)射、接收陣列由模塊通過連接器連接而成，模塊上每個(gè)發(fā)射或接收管的正極與行驅(qū)動(dòng)線接口相連、負(fù)極與列驅(qū)動(dòng)線接口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于信號接收電路包括依次連接的帶通濾波器(641)、多級帶通放大器(642)、調(diào)制解調(diào)器(643)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于發(fā)射行驅(qū)動(dòng)器(606)、接收行驅(qū)動(dòng)器(616)、發(fā)射列驅(qū)動(dòng)器(607)、接收列驅(qū)動(dòng)器(617)根據(jù)驅(qū)動(dòng)陣列大小的需要，可以由一個(gè)或一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)芯片組成，行驅(qū)動(dòng)器(606)、(616)的芯片及列驅(qū)動(dòng)器(607)、(617)的芯片可以分別通過選用線(603)、(605)連接微處理器(637)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于有外框(207、209)包圍白板(203)四邊，紅外線發(fā)射管(201)、接收管(205)位于外框(207、209)內(nèi)，過濾裝置(204、202)安裝在紅外線發(fā)射管(201)、接收管(205)之前，紅外線發(fā)射、接收模塊的線路板(206)、(208)與白板平面垂直并安裝在白板兩側(cè)的外框內(nèi)。
6.一種交互式紅外線電子白板，其中橫向、縱向排列在白板邊緣的紅外線發(fā)射陣列(611)及同樣橫向、縱向排列在白板邊緣的與發(fā)射陣列對應(yīng)的紅外線接收陣列(621)分別通過行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器與微處理器(637)相連；紅外線發(fā)射陣列(611)的列驅(qū)動(dòng)器(607)的輸出端口與高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器(640)相連；紅外線接收陣列(621)的列驅(qū)動(dòng)器(617)的輸出端口通過信號接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D(644)與微處理器(637)相連，其特征在于通過一個(gè)包含有tan(x)函數(shù)的曲線方程或是一個(gè)2次或者2次方以上的曲線方程，建立紅外線接收管所產(chǎn)生的電壓值與目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di的關(guān)系，然后得出所述的計(jì)算目標(biāo)大小W的公式是W=Σi=jNdi=dj+dj+1Λdj+n,N=j+n]]>其中，j接收管的排列序號d光軸通道中遮擋部分的寬度n常數(shù)自變量以及所述的計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)(X，Y)的方程式是X=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>Y=k×L-dk+(Σi=kNdi)÷2]]>其中，jX軸接收管排列序號kY軸接收管排列序號d光軸通道中遮擋部分的長度NN＝j(luò)+n，n為常數(shù)自變量在確定W以及X、Y的取值后，就可以實(shí)現(xiàn)對紅外線電子白板上的移動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)捕捉、識別、軌跡重現(xiàn)及儲存。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于微處理器或電腦中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表，該表是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)所得，它結(jié)合不同發(fā)射、接收管的直徑尺寸，將目標(biāo)在光軸通道中移動(dòng)時(shí)，紅外線接收管所產(chǎn)生的電壓值與目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di的一一對應(yīng)關(guān)系排列而成，微處理器可以根據(jù)獲得的紅外線接收管所產(chǎn)生的電壓值直接在該表中對應(yīng)取得目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di的值，從而進(jìn)行對紅外線電子白板上的移動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)捕捉、識別、軌跡重現(xiàn)及儲存；或者將通過曲線方程獲得的目標(biāo)攔截物遮擋紅外線光軸通道寬度di值與該表進(jìn)行擬合，以獲得更加精確的數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于其移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)捕捉、識別、軌跡重現(xiàn)及儲存方法如下，設(shè)n為掃描周期序號；i為常數(shù)范圍1…∞；W為移動(dòng)目標(biāo)的直徑；L為紅外線發(fā)射、接收管的物理尺寸；m為目標(biāo)身份序號；X(m)為目標(biāo)m的X坐標(biāo)；Y(m)為目標(biāo)m的Y坐標(biāo)；移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)捕捉及儲存的步驟是1)由微處理器將“行”、“列”地址碼寫入“00H”，通過地址線接口輸出到發(fā)射、接收管陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器地址總線；2)發(fā)射陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器接通位于該行該列的發(fā)射管，該管開始發(fā)出紅外線高頻調(diào)制脈沖，同時(shí)接收陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器也接通位于相應(yīng)行列的接收管，由于每個(gè)發(fā)射、接收管是位于同一光軸上，且是一一對應(yīng)，接收管開始輸出模擬脈沖信號；3)繼續(xù)步驟2)，隨后通過接收轉(zhuǎn)換電路將接收到的模擬脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓幅值變化信號，然后輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D中，將模擬電壓幅值變化信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)值表現(xiàn)；4)繼續(xù)步驟3)，微處理器讀A/D信號接入端的A/D電壓數(shù)值，并進(jìn)行判斷，若數(shù)值接近A/D電壓曲線中的最高點(diǎn)，即A/D值為滿格時(shí)，可判斷為無攔截事件發(fā)生，進(jìn)入下一步；若否，則判斷為有攔截事件發(fā)生，隨即進(jìn)入A/D電壓與移動(dòng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換子程序，取得Xn或Yn坐標(biāo)值，進(jìn)入下一步；5)繼續(xù)步驟4)，判斷微處理器定時(shí)器是否溢出，若是，則進(jìn)入步驟6)；若否，則返回步驟2)；6)掃描到此時(shí)，已完成了一個(gè)單元的掃描循環(huán)，即一對發(fā)射、接收管的掃描工作；隨即，微處理器判斷是否完成所有發(fā)射、接收陣列的行驅(qū)動(dòng)線掃描；若是，則進(jìn)入步驟8)，若否，則進(jìn)入下一步；7)微處理器將行地址碼加“01H”，將該行地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)器地址總線上，隨即開始發(fā)射、接收陣列的下一行掃描工作，返回步驟2)；8)判斷是否完成所有發(fā)射、接收陣列的列驅(qū)動(dòng)線掃描，若是，則進(jìn)入步驟10)；若否，則進(jìn)入下一步；9)微處理器將列地址碼加“01H”，將行地址碼清“00H”；隨即將該列地址碼輸出到列驅(qū)動(dòng)地址總線，行地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)地址總線，掃描開始進(jìn)入發(fā)射、接收陣列的下一列，隨即返回步驟2)；10)掃描到此時(shí)，已完成一個(gè)掃描周期，即全部發(fā)射、接收管的掃描工作，判斷是否有移動(dòng)目標(biāo)捕獲，若否，則進(jìn)入步驟12)，若是，則進(jìn)入下一步；11)若捕獲單一目標(biāo)，則將該周期內(nèi)捕捉到的移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)(Xn，Yn)及W值按掃描周期的序號n儲存到與微處理器相連的儲存裝置MMC記憶卡中，并通過RS232端口上傳給電腦，隨即進(jìn)入步驟14)；若捕獲多個(gè)目標(biāo)，則將該周期內(nèi)捕捉到的移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、…(X(m+i)n，Y(m+i)n)，及W(m)、W(m+1)、…W(m+i)值按掃描周期的序號n儲存到MMC記憶卡中，并通過RS232端口上傳給電腦，隨即進(jìn)入步驟14)；12)判斷電腦交互模式是否打開，若否，則進(jìn)入步驟14)，若是，則進(jìn)入下一步；13)判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))被捕獲，若是，則通過RS232上傳一個(gè)“終止”標(biāo)記給電腦，通知電腦應(yīng)用程序移動(dòng)目標(biāo)已經(jīng)離開捕捉范圍，隨即進(jìn)入下一步；若否，則進(jìn)入下一步；14)微處理器將行地址碼清“00H”，列地址碼清“00H”，列地址碼輸出到列驅(qū)動(dòng)地址總線，行地址碼輸出到行驅(qū)動(dòng)地址總線，返回步驟2，繼續(xù)掃描下一周期；其中A/D電壓與移動(dòng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換子程序是設(shè)d為目標(biāo)在光軸通道中攔截部分的寬度、j為X軸上接收管的排列序號、k為Y軸上接收管的排列序號；1)微處理器讀入A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)后，隨即將該數(shù)據(jù)代入到含有tan(x)函數(shù)的曲線方程或是一個(gè)二次或二次以上的函數(shù)的曲線方程式，然后，求得攔截目標(biāo)在該接收管的光軸通道中攔截的具體長度或?qū)挾萪i，即被遮擋部分弓形的高度；2)再將該值di與實(shí)驗(yàn)中采集建立的接收管輸出電壓變化曲線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較、擬合、取值后取得最后的精確位置di；3)利用以下公式，通過代入已知數(shù)j、k，接收管尺寸L，光軸通道受遮擋部分弓形高度di，進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，便可求得在掃描周期n內(nèi)，所捕獲的目標(biāo)，在X、Y軸上移動(dòng)的最終的位置，即Xn=j×L-dj+(Σi=jNdi)÷2]]>Yn=k×L-dk+(Σi=kNdi)÷2]]>4)將該轉(zhuǎn)化目標(biāo)移動(dòng)Xn或Yn坐標(biāo)值存儲到微處理器寄存器內(nèi)，若有多用戶同時(shí)使用白板時(shí)，即，在軸X或Y上應(yīng)有多過一個(gè)坐標(biāo)時(shí)，則將若干個(gè)(X(m)n、X(m+1)n...X(m+i)n或若干個(gè)(Y(m)n、Y(m+1)n...Y(m+i)n)存入微處理器寄存器內(nèi)；5)返回主程序；其中對單一移動(dòng)目標(biāo)的識別、軌跡重現(xiàn)及儲存的方法如下1)電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀取由微處理器上傳的坐標(biāo)(Xn，Yn)、W值和掃描周期序號后，應(yīng)用程序開始判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有(X(n-1)，Y(n-1))坐標(biāo)被捕獲；若否，則進(jìn)入步驟3)；若是，則進(jìn)入下一步；2)將上一個(gè)掃描周期捕獲的坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))及目前的坐標(biāo)值(Xn，Yn)代入公式D=(Xn-X(n-1))2+(Yn-Y(n-1))2]]>進(jìn)行坐標(biāo)距離運(yùn)算，求得D值，并將D值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，標(biāo)準(zhǔn)值由用戶根據(jù)需要調(diào)整，但最小不得小于2W，若D＜2W，則進(jìn)入步驟4)，若D≥2W，則進(jìn)入下一步；3)可確定這是另一條線的開端或是另一個(gè)點(diǎn)，隨即繼續(xù)判斷目標(biāo)的種類，設(shè)定若W≤2L，這個(gè)條件也可以由用戶根據(jù)需要調(diào)整，則確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為筆，應(yīng)用軟件開始在屏幕上相應(yīng)的(Xn，Yn)坐標(biāo)位置畫一個(gè)直徑為W，顏色為黑色的點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)入步驟5)，若W＞2L，則可確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為擦除裝置，于是在相對應(yīng)的(Xn，Yn)坐標(biāo)位置畫一個(gè)直徑為W，顏色為白色的點(diǎn)，即擦除該點(diǎn)，進(jìn)入步驟5)；4)繼續(xù)判斷目標(biāo)的種類，設(shè)定若W≤2L，這個(gè)條件也可以由用戶根據(jù)需要調(diào)整，則確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為筆，將坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))與坐標(biāo)(Xn，Yn)用一條直徑為W，顏色為黑色的線連接，然后進(jìn)入下一步，若W＞2L，則可確認(rèn)移動(dòng)目標(biāo)為擦除裝置，并將坐標(biāo)(X(n-1)，Y(n-1))與坐標(biāo)(Xn，Yn)用一條直徑為W，顏色為白色的線連接，即擦除該線，然后進(jìn)入下一步；5)繼續(xù)掃描RS232端口，然后返回步驟1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或者7或者8所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于多移動(dòng)目標(biāo)捕捉、識別、軌跡重現(xiàn)及儲存方法如下1)電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀取由微處理器上傳的坐標(biāo)數(shù)值(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、...(X(m+i)n，Y(m+i)n)，W(m)、W(m+1)、...W(m+i)值后及掃描周期序號后，隨即將該數(shù)據(jù)存入電腦記憶，并利用W值判斷目標(biāo)的類別，即是否W(m)或W(m+1)或W(m+i)≥2L，該條件可以由用戶調(diào)整，可以是W＞3L或其它數(shù)值，若是，則判斷為目標(biāo)是擦除裝置，隨即退出多目標(biāo)捕捉程序，并進(jìn)入單一目標(biāo)捕捉應(yīng)用程序；若否，則判斷為目標(biāo)可能是多個(gè)移動(dòng)攔截物，隨即進(jìn)入下一步；2)利用公式D(m+i)=(X(m+i)-X(m+(i-1)))2+(Y(m+i)-Y(m+(i-1)))2,]]>將(X(m)n，Y(m)n)、(X(m+1)n，Y(m+1)n)、...(X(m+i)n，Y(m+i)n)坐標(biāo)值代入，并對同一周期，不同目標(biāo)之間的距離進(jìn)行運(yùn)算，求得D(m+i)值后，判斷是否這些坐標(biāo)具有連續(xù)性特征，即是否D(m+i)＜2W，若是，則判斷為目標(biāo)是擦除裝置，進(jìn)入單一目標(biāo)捕捉應(yīng)用程序，若否，則判斷為目標(biāo)是多個(gè)移動(dòng)攔截物，隨即進(jìn)入下一步；3)應(yīng)用程序開始判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有移動(dòng)目標(biāo)(m)n-1、(m+1)n-1、...(m+i)n-1坐標(biāo)被捕獲，若目標(biāo)m是，則進(jìn)入步驟4)；若目標(biāo)m否，則在坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)畫出一寬度為W(m)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7)；若目標(biāo)(m+1)是，則進(jìn)入步驟5)，若(m+1)否，則在坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)畫出一寬度為W(m+1)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7)；若(m+i)是，則進(jìn)入步驟6)，若(m+i)否，則在坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)畫出一寬度為W(m+i)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7)；4)利用公式D(m)n=(X(m)n-X(m)n-1)2+(Y(m)n-Y(m)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m的坐標(biāo)(X(m)n-1，Y(m)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m)n，Y(m)n)進(jìn)行距離運(yùn)算，若結(jié)果D(m)n≥2L，則判斷是目標(biāo)m畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并開始在屏幕上坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)畫出一寬度為W(m)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7)；若D(m)n＜2L，則將坐標(biāo)(X(m)n-1，Y(m)n-1)與坐標(biāo)(X(m)n，Y(m)n)以寬為W(m)的線相連接，隨后進(jìn)入步驟7)；5)利用公式D(m+1)n=(X(m+1)n-X(m+1)n-1)2+(Y(m+1)n-Y(m+1)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m+1的坐標(biāo)(X(m+1)n-1，Y(m+1)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m+1)n，Y(m+1)n)進(jìn)行距離運(yùn)算，若結(jié)果D(m+1)n≥2W，則判斷是目標(biāo)m+1畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并在屏幕上坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)畫一寬度為W(m+1)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入步驟7)；若D(m+1)n＜2W，則將坐標(biāo)(X(m+1)n-1，Y(m+1)n-1)與坐標(biāo)(X(m+1)n，Y(m+1)n)以寬為W(m+1)的線相連接，隨后進(jìn)入步驟7)；6)利用公式D(m+i)n=(X(m+i)n-X(m+i)n-1)2+(Y(m+i)n-Y(m+i)n-1)2,]]>將上一個(gè)掃描周期捕獲的目標(biāo)m+i的坐標(biāo)(X(m+i)n-1，Y(m+i)n-1)與目前該目標(biāo)的坐標(biāo)值(X(m+i)n，Y(m+i)n)進(jìn)行距離運(yùn)算，若結(jié)果D(m+i)n≥2W，則判斷是目標(biāo)m+i畫的一條線的開端，或是一個(gè)點(diǎn)，并在屏幕上坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)畫一寬度為W(m+i)的點(diǎn)，隨后進(jìn)入下一步；若D(m+i)n＜2W，則將坐標(biāo)(X(m+i)n-1，Y(m+i)n-1)與坐標(biāo)(X(m+i)n，Y(m+i)n)以寬為W(m+i)的線相連接；隨后，進(jìn)入下一步；7)繼續(xù)掃描RS232端口，然后返回步驟1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的一種交互式紅外線電子白板，其特征在于電子白板與電腦在交互操作模式下的程序是1)電腦通過應(yīng)用程序?qū)S232端口進(jìn)行掃描，并讀入由微處理器上傳的坐標(biāo)(Xn，Yn)或“終止”標(biāo)記；2)繼續(xù)步驟1)，判斷若收到的是坐標(biāo)“終止”標(biāo)記時(shí)，則進(jìn)入步驟4)；若收到的是坐標(biāo)(Xn，Yn)和W值，則將鼠標(biāo)移動(dòng)到(Xn，Yn)對應(yīng)的屏幕位置上，隨即進(jìn)入下一步；3)判斷在上一個(gè)掃描周期里是否有目標(biāo)(Xn-1，Yn-1)被捕獲，若是，則判斷為觸摸正在進(jìn)行中，隨即進(jìn)入步驟6)；若否，則判斷為觸摸開始切入，隨即打開計(jì)時(shí)器T，同時(shí)開計(jì)時(shí)，進(jìn)入步驟6)；4)應(yīng)用程序判斷計(jì)時(shí)器是否T＜100ms，該值可由用戶通過應(yīng)用軟件設(shè)置調(diào)整，若否，則判斷為一個(gè)無效觸摸行為，隨即進(jìn)入步驟6)；若是，則為有效觸摸，進(jìn)入下一步；5)判斷該觸摸或點(diǎn)擊位置(Xn，Yn)是否在指令有效范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行微軟視窗系統(tǒng)的點(diǎn)擊命令或其它應(yīng)用軟件指令，同時(shí)將計(jì)時(shí)器T清“0”，進(jìn)入下一步；若否，則將計(jì)時(shí)器T清“0”，進(jìn)入下一步；6)繼續(xù)掃描RS232端口，返回步驟1)，讀取由微處理器上傳的下一個(gè)周期捕獲的坐標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交互式紅外線電子白板，有圍繞四周的紅外線發(fā)射、接收陣列；發(fā)射陣列的列驅(qū)動(dòng)器的輸出端口與高頻調(diào)制信號產(chǎn)生器相連；接收陣列的列驅(qū)動(dòng)器的輸出端口通過信號接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D與微處理器相連，發(fā)射、接收陣列通過發(fā)射、接收驅(qū)動(dòng)線與發(fā)射、接收驅(qū)動(dòng)器相連；發(fā)射、接收驅(qū)動(dòng)器通過地址總線連接微處理器。本發(fā)明利用光學(xué)理論中的反平方定律及紅外線接收管接收的光粒子數(shù)量的變化與接收管輸出電壓呈線性正比的關(guān)系，將接收管輸出電壓的變化與紅外線光軸通道被遮擋的寬度聯(lián)系起來，從而精確計(jì)算出遮擋物的坐標(biāo)，提高了紅外線掃描的分辨率、可以自動(dòng)區(qū)分筆或擦除裝置、還可以讓多用戶同時(shí)使用。
文檔編號G06F3/042GK1424696SQ0214976
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者賀偉 申請人:賀偉