專利名稱：一種用于計算機(jī)觸摸屏的光電檢測定位系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過檢測觸摸物在多個光電器件陣列上生成的圖像的原理，來確定觸摸屏上觸摸物的位置的系統(tǒng)和方法，屬于光電技術(shù)和計算機(jī)多媒體技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明適用于各種以微處理器為核心的數(shù)字信息設(shè)備的人機(jī)交互界面，尤其是作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用于計算機(jī)觸摸屏上。
隨著計算機(jī)多媒體技術(shù)的普及應(yīng)用，計算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)輸入技術(shù)中的手寫輸入技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，各種手寫輸入技術(shù)競相得到普及應(yīng)用。其中以電阻膜、電磁感應(yīng)、電容技術(shù)等手寫輸入技術(shù)已經(jīng)基本發(fā)展成熟。但是縱觀這些現(xiàn)有的手寫輸入技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)他們都有或多或少的缺點(diǎn)。首先，傳統(tǒng)的電阻膜、電容、表面聲波、紅外觸摸輸入技術(shù)都無法離開一個屏幕或者框架，觸摸物的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集都需要依靠這塊屏幕或者框架來完成，因此其應(yīng)用范圍自然受到了框架或者屏幕的限制，既不能隨意調(diào)整屏幕的大小，也難以隨時攜帶并與其他需要觸摸輸入的表面相配合使用；其次，這些技術(shù)因本身技術(shù)的限制，都不適合大屏幕上使用，尤其是應(yīng)用在背投的投影屏幕和各種電子白板上；再者，這些技術(shù)還都存在著產(chǎn)品成品率較低、使用壽命較短、綜合成本過高的缺點(diǎn)。新近發(fā)展起來的超聲波手寫技術(shù)雖然適合大尺寸的屏幕和電子白板上使用，但是這種技術(shù)要求用于手寫的筆是一只專用的、能夠發(fā)射超聲波有源手寫筆，利用檢測超聲波在空氣中的傳播時間的方法，才能夠?qū)崿F(xiàn)對手寫筆位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，因此適用性也受到了很大限制，無法使用手指、教鞭、白板筆、粉筆等常用的手段實(shí)現(xiàn)觸摸輸入的目的。另外，超聲波還容易受到各種噪音的干擾，不適合在嘈雜的環(huán)境下使用。
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有觸摸屏或者電子白板所使用的各種定位系統(tǒng)和方法的缺陷，公開一種綜合成本低、適用性廣的光電圖像傳感的方式，實(shí)現(xiàn)觸摸物或者手寫筆的位置坐標(biāo)檢測的定位系統(tǒng)和方法，使其適用于多種通用物體作為定位標(biāo)的物，并容易調(diào)整而通用于多種觸摸或者手寫尺寸。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案整個光電檢測定位系統(tǒng)由光學(xué)元件、光電傳感器陣列、光電信號處理電路、微控制器系統(tǒng)等構(gòu)成；其中光電傳感器陣列至少有兩套，分別安裝在顯示表面的兩個角上；每套傳感器中至少包含有一個像素尺寸已知的線陣，其中包含有內(nèi)置或者外置的用于控制陣列中每個像素單元的選擇和信號輸出的伺服電路，其信號輸出端與光電信號處理電路的輸入端耦合連接；這里的光學(xué)元件，是與光電傳感器陣列的感光面的距離為已知數(shù)的凸透鏡或者小孔；與各自對應(yīng)的光電傳感器陣列組合而構(gòu)成了光電傳感系統(tǒng)，其位置在參照坐標(biāo)系中是已知的；光電信號處理電路包含有A/D變換電路，其輸入端與光電傳感器陣列的輸出端耦合連接，其輸出端與所述微控制器系統(tǒng)的I/O端口相連接；同時該微控制器系統(tǒng)通過控制線，分別與上述傳感器陣列的控制輸入端、A/D變換器的控制輸入端連接；并且該微控制器系統(tǒng)還有一個與使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信端口。
并且，在所述微控制器系統(tǒng)及其使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)的非易失性存儲器內(nèi)，存儲有一組系統(tǒng)控制代碼、一組圖像處理代碼、一組數(shù)值計算代碼、一組通信控制代碼，以及上述各個已知數(shù)；這里系統(tǒng)控制代碼存儲與所述的微控制器系統(tǒng)的之內(nèi)，用于控制光電傳感器陣列和A/D變換器協(xié)調(diào)工作；圖像處理代碼存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)，包含有一段初始化數(shù)據(jù)存儲代碼，用于得到并存儲自檢階段從光電傳感器的每個有效單元得到的背景信號數(shù)據(jù)，一段數(shù)據(jù)比較代碼，用于將當(dāng)前從上述光電傳感器陣列中每個有效單元的輸出的信號數(shù)據(jù)，與所述存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的相對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)相比較，從而得到是否有觸摸物和在有觸摸物時，觸摸物的在光電傳感器上形成的影像的輪廓數(shù)據(jù)，以及根據(jù)已經(jīng)得到的觸摸物的輪廓數(shù)據(jù)和光電傳感器陣列中每個有效像素的實(shí)際尺寸，得到所述影像的幾何中心點(diǎn)；數(shù)值計算代碼存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)或者所述的上位計算機(jī)之內(nèi)，包含有一段直線方程生成代碼，用于根據(jù)前述的光學(xué)元件與所述光電傳感器陣列的感光面的距離和已經(jīng)得到的影像的幾何中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計算得到由光學(xué)元件的中心和觸摸物的幾何中心所確定的直線在參照坐標(biāo)系中的方程；一段坐標(biāo)值計算代碼，用于根據(jù)從至少兩個所述的光電傳感系統(tǒng)得到的直線方程，計算得到觸摸物在參照坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)；所述通信控制代碼，存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)，用于控制所述的通信端口，接收上位計算機(jī)的控制指令，并將本傳感檢測系統(tǒng)處理、計算得到的中間數(shù)據(jù)，或者最終得到的觸摸物在參考坐標(biāo)系內(nèi)的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過通信端口傳送到上位計算機(jī)。
這個系統(tǒng)可以由一個微控制器系統(tǒng)控制多套光電傳感系統(tǒng)、A/D變換器，通過模擬開關(guān)或者數(shù)據(jù)鎖存器切換各個光電傳感系統(tǒng)與微控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸渠道來構(gòu)成，也可以由多個子系統(tǒng)構(gòu)成。如果由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，這時每個子系統(tǒng)都包含至少一套光電傳感系統(tǒng)、一個A/D變換器和一個微控制器子系統(tǒng)；各個微控制器子系統(tǒng)之間通過內(nèi)部通信接口相連接；這樣在各個微控制器子系統(tǒng)內(nèi)的非易失性存儲器中，都還存儲有控制所述的內(nèi)部通信的代碼；并且選擇一個包含有所述與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信端口，以及所述的通信控制代碼的子系統(tǒng)作為主模塊，統(tǒng)一與上位計算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)系并傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然，也可以是上述兩種基本結(jié)構(gòu)的混合體。
這套按照上述結(jié)構(gòu)構(gòu)建的光電檢測定位系統(tǒng)，采用了如下的方法來實(shí)現(xiàn)觸摸物為之坐標(biāo)的檢測，現(xiàn)說明如下(A).微控制器啟動后，通過控制線控制光電傳感器陣列和A/D變換器，逐一讀取在沒有觸摸物的情況下，所述每個光電傳感陣列中每個有效像素的輸出的當(dāng)前值，作為背景數(shù)據(jù)存儲起來，構(gòu)成背景數(shù)據(jù)庫；(B).重復(fù)步驟(A)，再次得到每套光電傳感陣列中每個有效像素的輸出的當(dāng)前值，并調(diào)用背景數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的像素的背景值，與現(xiàn)在得到的當(dāng)前值相比較，如果兩個數(shù)值之間的差值不超出預(yù)先設(shè)定的范圍，則放棄當(dāng)前值，繼續(xù)讀取并比較下一個像素當(dāng)前值與背景值之差；如果所述差值超出了預(yù)先設(shè)定的范圍，則另外存儲該像素的當(dāng)前值，而后繼續(xù)讀取并比較下一個像素當(dāng)前值與背景值之差，直到最后一個像素；并且被另外存儲的各個像素的當(dāng)前值構(gòu)成了目標(biāo)數(shù)據(jù)庫。
(C).執(zhí)行圖像處理代碼，直接或者通過所述通信端口調(diào)用目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)的圖像輪廓，進(jìn)而得到目標(biāo)即觸摸物在所述光電傳感陣列上圖像的中心點(diǎn)所在的像素及其在傳感陣列上的位置；
(D).執(zhí)行數(shù)值計算代碼，根據(jù)所述圖像中心點(diǎn)所在像素的實(shí)際位置和光學(xué)元件與光電傳感器陣列感光面之間的距離值，計算得到由該被選定的光電傳感系統(tǒng)中光學(xué)元件的中心和觸摸物的幾何中心所確定的直線在參照坐標(biāo)系中的方程；(E).聯(lián)合解析每套光電傳感系統(tǒng)完成了上述步驟的操作后得到直線方程，得到各條直線之間的焦點(diǎn)，即觸摸物在所述參照坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；(F).啟動通信端口，將上述坐標(biāo)值傳送到上位計算機(jī)，然后程序跳轉(zhuǎn)到步驟(B)開始下一個循環(huán)。
上述的各個步驟，可以全部在微控制器內(nèi)完成，最后只是將觸摸標(biāo)的物在參考坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值傳輸?shù)绞褂眠@套系統(tǒng)的上位計算機(jī)內(nèi)，也可以充分利用上位計算機(jī)強(qiáng)大的計算功能，將部分計算任務(wù)交給上位機(jī)來完成，以縮短微控制器的處理周期，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。具體情況需要根據(jù)要求的系統(tǒng)性能和微控制器的處理能力來決定是否將部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)交給上位機(jī)來完成，或者將哪些部分交給上位機(jī)。
通過上面對技術(shù)方案的描述，可以看到本發(fā)明有如下的優(yōu)點(diǎn)。首先，由于系統(tǒng)主要使用成品的圖像傳感元件和微控制器構(gòu)成，所以大大簡化了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，并且現(xiàn)在這些成品元器件的成本已經(jīng)非常低廉，因此大幅度地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)和維護(hù)成本；其次，在一定的尺寸范圍內(nèi)，觸摸檢測的尺寸是由光電傳感系統(tǒng)在參照坐標(biāo)系內(nèi)的安裝位置決定的，因此可以通過相關(guān)坐標(biāo)值的設(shè)定來設(shè)定檢測范圍，非常容易在不同尺寸的顯示器或者白板上通用；第三，由于系統(tǒng)是通過圖像傳感的方式來確定觸摸或者手寫標(biāo)的物的位置，因此只要求該觸摸物能夠一定程度地反射光線即可，因而能夠檢測手指和絕大多數(shù)常用的書寫、指示工具的位置，具有非常優(yōu)秀的適用性。
下面根據(jù)附圖，結(jié)合具體的實(shí)施結(jié)構(gòu)來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1光電圖像傳感系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)和檢測原理示意2光電圖像傳感系統(tǒng)與觸摸標(biāo)的物的影像之間的一種幾何關(guān)系示意3光電圖像傳感系統(tǒng)與觸摸標(biāo)的物的影像之間的另外一種幾何關(guān)系示意4光電傳感系統(tǒng)輸出的背景數(shù)據(jù)與目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的示意5一種子模塊結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)框6硬件系統(tǒng)另外一種混合結(jié)構(gòu)的示意框7系統(tǒng)的工作流程8數(shù)據(jù)檢測的子程序流程9輔助照明元件的一種安裝示意10集成光路輔助照明結(jié)構(gòu)的示意圖系統(tǒng)中光電圖像傳感器在被檢測表面的安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。這里所說的被檢測表面101，可以是一個顯示器的顯表面，也可以是一塊手寫板或者電子白板的表面。在這個被檢測表面的兩個角上，安裝有兩套分別由光學(xué)元件104、光電傳感器陣列102和光學(xué)元件105、光電傳感器陣列103構(gòu)成的光電圖像檢測系統(tǒng)。這里光學(xué)元件104、光電傳感器陣列102和光學(xué)元件105、光電傳感器陣列103在參照坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)是已知的，因此光學(xué)元件與傳感器陣列的感光面之間的距離也是已知的。這里，光電傳感器的類型沒有限制，可以選用CCD、CMOS、CIS類型的光電傳感器，一般選擇線陣結(jié)構(gòu)的就可以了。但是也可以使用面陣結(jié)構(gòu)的光電傳感器，這時只需選擇面陣中的一條線陣用于傳感。在此稱這些用于傳感的所必需的像素為有效像素。
如果如圖中所示，假設(shè)線陣圖象傳感器102、103的軸向與參照坐標(biāo)平面XOY平行，且其法線106、107都與X軸和Y軸都成45°角，那么只要得到通過觸摸標(biāo)的物108中心的和兩個光學(xué)元件中心點(diǎn)直線109和110分別與X軸的夾角α和β，就可以得到這兩條支線的方程，通過聯(lián)立求解這兩個方程，即可以得到觸摸標(biāo)的物(觸摸物)在參照坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值。本發(fā)明就是利用觸摸物反射的光線來替代圖中的直線109、110，從而通過計算而得到觸摸物108的在參照坐標(biāo)系XOY內(nèi)的坐標(biāo)P(x，y)。
圖2和圖3就比較清楚地揭示了圖1中各個部分之間的幾何關(guān)系。由于線陣圖象傳感器102、103都與坐標(biāo)軸X和Y成45°角，因此可以很容易得到直線109、110的斜率，進(jìn)而得到直線方程。下面簡要分析其數(shù)學(xué)模型。
在圖2中，設(shè)置光學(xué)元件的中心在參考坐標(biāo)系XOY中的原點(diǎn)(0，0)，從觸摸物反射的、延伸通過觸摸物橫截面的中心和透鏡中心的光線109，與坐標(biāo)系X軸的夾角為α，與線陣的交點(diǎn)坐標(biāo)為B0(x’，y’)，并且設(shè)置光學(xué)元件線陣傳感器感光面之間的距離為D；通過光學(xué)元件中心的線陣的法線106與線陣相交于線陣的中心點(diǎn)A0，同時規(guī)定A0以為中心點(diǎn)0，以圖中規(guī)定的、指向“+”符號的箭頭方向的距離為正，則B0與A0之間的距離d0，以及上述各個數(shù)值與夾角α之間的關(guān)系有 因此，可以得到通過點(diǎn)(0，0)和觸摸物的中心(x，y)的直線方程，為y=x·tgα=D-d0D+d0x]]>同理對于圖3，設(shè)置透鏡中心在參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(a，0)，其他符號或者數(shù)值依然按照圖2的規(guī)則進(jìn)行設(shè)定，這樣對于反射光線110，其與參照坐標(biāo)系X軸的夾角β與D與da之間的關(guān)系為 因此，可以得到通過點(diǎn)(a，0)和觸摸物的中心的直線方程，為y=(x-a)tgβ=D-daD+da(x-a)]]>聯(lián)立求解由上面兩個直線方程構(gòu)成的方程組y=D-d0D+d0xy=D-daD+da(x-a)...(1)]]>即可得到觸摸標(biāo)的物P(x，y)在參照坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值。
雖然方程組(1)是在上述的設(shè)置中得到的，但是對于其他的設(shè)置方式或者符號系統(tǒng)，依然可以得到相同的結(jié)果。由于這部分內(nèi)容屬于純粹的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，其所涉及的數(shù)學(xué)知識均包含在初等數(shù)學(xué)的內(nèi)容之內(nèi)，因此在這里就不詳細(xì)列舉并說明了。
從上面的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以看到，由于光電傳感器陣列與坐標(biāo)軸的夾角、光學(xué)元件與光電傳感器陣列之間的距離等數(shù)據(jù)都是人為設(shè)定的，因此是已知或可知的，所以得到直線方程進(jìn)而求解得到觸摸物位置坐標(biāo)的關(guān)鍵，是得到上述兩條“光線”在傳感器陣列上成像的位置，即d0和da的值。本發(fā)明的軟硬件系統(tǒng)就是為了得到這個值而設(shè)定的。如圖4所示，建立直角坐標(biāo)系VOP，縱軸V是各個像素單元輸出的電壓，橫軸P表示像素單元的排列方向，中點(diǎn)設(shè)為A0，粗黑線403表示該傳感線陣及其長度。如果能夠得到在被檢測表面內(nèi)沒有觸摸物時，光電傳感器輸出的背景信號401，然后再得到觸摸標(biāo)的物時光電傳感器輸出的疊加在背景信號上的實(shí)時信號402，那么比較這兩個信號，就能夠得到觸摸物的圖像。對于一種特定型號的光電傳感線陣，其相鄰像素單元之間的距離是一個可知的固定值，這樣再根據(jù)圖像邊緣的位置求出圖像中心的位置B0，和就能夠得到任何一個線陣上d0和da的值，進(jìn)而得到直線的斜率和方程。從理論上來說，本發(fā)明只需要兩套光電傳感(成像)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的，而且在實(shí)際應(yīng)用中，也完全能夠達(dá)到一般的精度要求；但是對于高精度的要求，最好還是增加一至二套光電傳感系統(tǒng)，安裝在被檢測表面另外的一個或者兩個角上。因?yàn)樵趫D1中靠近參照坐標(biāo)系X附近的位置，在X方向上的檢測精度會降低。圖5就是根據(jù)實(shí)現(xiàn)上述較高精度要求而構(gòu)建的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，另外的光電傳感系統(tǒng)如圖1中111所示，安裝在被檢測表面其余的角上。
在圖5中，光電傳感系統(tǒng)依然由光學(xué)元件104和光電傳感陣列102構(gòu)成。這里光學(xué)元件可以是一個凸透鏡或者一個凸透鏡組，也可以使用一個小孔，利用針孔成像的原理替代凸透鏡，只是這樣靈敏度低一些；而光電傳感陣列102不僅僅包含有光電敏感像素單元，還應(yīng)當(dāng)包含有內(nèi)置或者外置的伺服電路，用于控制陣列中每個像素單元的選擇和信號的輸出。對于現(xiàn)有的成品光電傳感陣列，這個伺服電路基本上都與傳感陣列集成為一個不可拆分的單個元件，因此一般都不需要另外附加伺服電路。即使萬一需要，光電傳感器件的數(shù)據(jù)或者使用手冊上都有技術(shù)規(guī)范，故在此也無需說明。光電傳感陣列的信號輸出端與光電信號處理電路501的輸入端相耦合連接，該光電信號處理電路的核心是一個A/D變換電路，可能還需要根據(jù)光電傳感陣列所輸出的電信號的特性，增加信號放大器、取樣保持電路等其他輔助調(diào)理電路。A/D變換器的輸出端與一個微控制器系統(tǒng)的502的I/O端口相連接；同時該微控制器系統(tǒng)通過控制線504，分別與上述傳感器陣列的控制輸入端、A/D變換器的控制輸入端連接，這樣為控制器就能同步控制光電傳感陣列和A/D變換器正常工作。對于不同型號的光電傳感陣列和A/D變換電路；這些連接的方式是不相同的，只能根據(jù)元器件的技術(shù)手冊進(jìn)行個案設(shè)計，在此也無法給出統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式。在這種結(jié)構(gòu)下，每個微控制器系統(tǒng)只控制一套傳感系統(tǒng)和A/D變換器，因此整個系統(tǒng)至少需要相同結(jié)構(gòu)的兩套子系統(tǒng)構(gòu)成，如圖5中的虛線框內(nèi)包含的子系統(tǒng)模塊505；如果為提高精度再增加傳感器的數(shù)量，則還要增加更多的子系統(tǒng)，如圖中另一個虛線框所示的模塊507等。這時，整個系統(tǒng)就要靠內(nèi)部通信接口506，在微控制器的內(nèi)部非易失性存儲器內(nèi)存儲的內(nèi)部通信程序的控制下，來互相連接以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的同步工作的目的。在這些子系統(tǒng)中，可以任選或者指定一個子系統(tǒng)為主模塊，如圖中被選定的以微控制器502為核心構(gòu)建的子系統(tǒng)模塊，在該模塊上開辟一個與使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通用通信端口503，如標(biāo)準(zhǔn)的COM口、USB接口等。與這個結(jié)構(gòu)相配合，在這個主模塊內(nèi)部的非易失性存儲器內(nèi)，還要存儲比其他模塊更多的可執(zhí)行程序，以完成與上位計算機(jī)通信、更多的數(shù)值計算等任務(wù)。
圖6是本系統(tǒng)的另外兩種結(jié)構(gòu)形式的一種混合結(jié)構(gòu)。一內(nèi)部通信接口506位界線，上半部分是一種利用多路模擬開關(guān)601以分時復(fù)用的方式，將多套光電傳感系統(tǒng)依次連接到A/D變換器的輸入端，其他部分與圖5相同。這種結(jié)構(gòu)的連接方式是將各套光電傳感系統(tǒng)的信號輸出端分別連接到多路模擬開關(guān)的602、603等各個靜觸點(diǎn)上，而動觸點(diǎn)604則與A/D變換器的輸入端相聯(lián)接。這時，微控制器的控制線605還需要與模擬開關(guān)的控制輸入端相聯(lián)接，控制其與光電傳感系統(tǒng)和A/D變換器同步協(xié)調(diào)工作。在內(nèi)部通信接口506的另一端，即圖紙的下方，則是用了另外的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)成多路復(fù)用系統(tǒng)。這里A/D變換器606、607的數(shù)據(jù)輸出端應(yīng)該帶是3態(tài)輸出，通過控制線605內(nèi)的片選信號，將微控制器與被選擇正在工作的光電傳感系統(tǒng)和A/D變換器相聯(lián)通，同步控制模塊內(nèi)的各個部分協(xié)調(diào)工作。當(dāng)然，整個系統(tǒng)可以在圖中的兩種形式中選擇一種結(jié)構(gòu)來構(gòu)建，也可以正如圖中所示意的那樣，由混合結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
圖7給出了圖5或者圖6所示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的工作流程圖。在這里之所以稱為工作流程圖而沒有稱為程序流程圖，是因?yàn)檫@個工作流程不一定是由一個程序完成的，也不一定完全在系統(tǒng)的微控制器內(nèi)完成的。這是因?yàn)橥ㄟ^系統(tǒng)與使用系統(tǒng)的上位計算機(jī)之間的通用通信接口，可以將按照該流程圖工作而得到的中間值傳送到上位計算機(jī)中，充分利用上位計算機(jī)強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力來完成部分如數(shù)值計算等數(shù)據(jù)處理工作，從而縮短本發(fā)明系統(tǒng)的檢測周期，提高反應(yīng)速度。因此，實(shí)現(xiàn)上述工作流程的程序代碼，既可以全部存儲在微控制器系統(tǒng)的非易失性存儲器內(nèi)，又可以一部分存儲在微控制器系統(tǒng)的非易失性存儲器內(nèi)，另一部分存儲在上位計算機(jī)的非易失性存儲器內(nèi)，根據(jù)系統(tǒng)所使用的微控制器的數(shù)據(jù)處理能力和要求的響應(yīng)速度等條件綜合考慮而確定具體的技術(shù)方案。
但是由于微控制器必須完成一些最基本的工作，因此有些程序代碼必須存儲在微控制器系統(tǒng)內(nèi)，這些代碼包括系統(tǒng)控制代碼，用于控制光電傳感器陣列和A/D變換器協(xié)調(diào)工作；圖像處理代碼，其中包含有一段初始化數(shù)據(jù)存儲代碼，用于得到并存儲自檢階段從光電傳感器的每個有效單元得到的背景信號數(shù)據(jù)，還包含有一段數(shù)據(jù)比較代碼，用于將當(dāng)前從上述光電傳感器陣列中每個有效單元的輸出的信號數(shù)據(jù)，與所述存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的相對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)相比較，從而得到是否有觸摸物和在有觸摸物時，觸摸物的在光電傳感器上形成的影像的輪廓數(shù)據(jù)，并根據(jù)已經(jīng)得到的觸摸物的輪廓數(shù)據(jù)和光電傳感器陣列中每個有效像素的實(shí)際尺寸，得到所述影像的幾何中心點(diǎn)。當(dāng)然這部分代碼也可以全部或者部分存儲在上位計算機(jī)中，由上位計算機(jī)來完成相同的工作，但是由于這部分?jǐn)?shù)據(jù)處理的任務(wù)量不是很大，一般微控制器能夠在很短的時間內(nèi)完成，因此可以交給微控制器來處理。還有必須存儲在微控制器內(nèi)的是通信控制代碼，這部分代碼用于控制所述的通信端口，接收上位計算機(jī)的控制指令，并將本傳感檢測系統(tǒng)處理、計算得到的中間數(shù)據(jù)，或者最終得到的觸摸物在參考坐標(biāo)系內(nèi)的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過通信端口傳送到上位計算機(jī)。
而數(shù)值計算代碼則可以存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)，或者存儲在上位計算機(jī)之內(nèi)。這部分代碼包含有一段直線方程生成代碼，用于根據(jù)前述的光學(xué)元件與所述光電傳感器陣列的感光面的距離和已經(jīng)得到的影像的幾何中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計算得到由光學(xué)元件的中心和觸摸物的幾何中心所確定的直線在參照坐標(biāo)系中的方程；一段坐標(biāo)值計算代碼，用于根據(jù)從至少兩個所述的光電傳感系統(tǒng)得到的直線方程，計算得到觸摸物在參照坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)。
下面接合圖7來說明系統(tǒng)的工作流程。事實(shí)上，圖7給出的也是全部操作均在微控制器系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行時的主程序流程。系統(tǒng)啟動后，第一個步驟701執(zhí)行自檢、內(nèi)存清理等操作，完成后開始步驟702，獲取該字模塊內(nèi)各個光電傳感系統(tǒng)的背景信號的數(shù)據(jù)，存儲到緩沖區(qū)內(nèi)的背景數(shù)據(jù)庫703中。下面開始的步驟，就是以幀為單位檢測每套光電傳感系統(tǒng)內(nèi)每個有效像素單元的當(dāng)前數(shù)據(jù)，完成獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)的操作704，構(gòu)建目標(biāo)數(shù)據(jù)庫706。每掃過一個像素單元，幀標(biāo)志判斷步驟705判斷一次幀結(jié)束標(biāo)志位的狀態(tài)，如果該標(biāo)志位為0，則返回掃描采樣步驟704；當(dāng)一個子系統(tǒng)模塊完成了一次對全部有效像素單元，即一幀的掃描輸出以后，寄存器內(nèi)的幀結(jié)束標(biāo)志被置1，判斷步驟705則控制程序進(jìn)入下一個步驟。隨后的步驟是簡單的圖像處理操作目標(biāo)識別步驟707調(diào)用目標(biāo)數(shù)據(jù)庫706，根據(jù)706內(nèi)存儲的像素單元的輸出值，判斷得到觸摸物在光電傳感陣列上成像的位置，得到這個圖像的輪廓；更進(jìn)一步，取影像輪廓的中心點(diǎn)為觸摸物所反射光線的“投影”點(diǎn)，即延長線通過觸摸物中心的反射光線通過光學(xué)元件后，與光電傳感陣列的交點(diǎn)。這樣，再根據(jù)已知條件，通過步驟708就能夠得到d0或者da的值，利用前面得到的幾何關(guān)系，得到前述的直線方程。在實(shí)際應(yīng)用中，如果光學(xué)元件由透鏡或透鏡組構(gòu)成，通常都會產(chǎn)生一定的、可預(yù)制的畸變，這時如果要得到較高的精度，就需要做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。由于這種畸變是可知的，因此可以參考相關(guān)的光學(xué)原理，通過查表、實(shí)時計算等方法來補(bǔ)償。然后，執(zhí)行操作709，判斷本模塊是否是主模塊，如果是主模塊，則執(zhí)行步驟711，綜合本模塊得到的和從其他子模塊通過內(nèi)部通信接口傳輸?shù)?、由其他系統(tǒng)得到的另外的直線方程，以公式(1)的形式構(gòu)建聯(lián)立方程組，并求解得到觸摸(標(biāo)的)物在參照坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)值，最后執(zhí)行通信步驟712，將上述坐標(biāo)值通過通用通信接口503傳送到上位機(jī)，程序返回到步驟704，準(zhǔn)備下一個循環(huán)的開始。如果本模塊不是主模塊，則執(zhí)行步驟710，啟動內(nèi)部通信功能，將本模塊得到的直線方程通過內(nèi)部通信接口506傳送到設(shè)定的主模塊，然后返回到步驟704，準(zhǔn)備下一個循環(huán)的開始。
如果將圖7看作系統(tǒng)的工作流程圖，則需要根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的執(zhí)行內(nèi)容和上位計算機(jī)所執(zhí)行的工作內(nèi)容，在步驟707與708之間，或者708與711之間，插入一個判斷步驟，判斷是否有將系統(tǒng)得到的上述相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到上位計算機(jī)的執(zhí)行代碼。如果有這種執(zhí)行代碼，則將該判斷步驟之前所得到的、有關(guān)觸摸標(biāo)的物圖像及其初步解析的結(jié)果，通過通用通信接口503傳送到上位計算機(jī)，然后程序返回到步驟704準(zhǔn)備開始下一個循環(huán)；并且該判斷步驟之后的其他操作，就轉(zhuǎn)移到上位計算機(jī)內(nèi)執(zhí)行；同時，圖7種判斷是否是主模塊的步驟709，也應(yīng)該轉(zhuǎn)移到所述向上位計算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)以前，以保證各個子模塊所得到的數(shù)據(jù)都能傳送到上位計算機(jī)，使得上位機(jī)能夠按照圖7其余步驟完成全部的數(shù)據(jù)處理操作。當(dāng)然，有些基本數(shù)據(jù)，如開機(jī)后自動監(jiān)測或者因人為干涉而檢測得到的背景信號數(shù)據(jù)、前面涉及的距離D、線陣內(nèi)每個像素單元的實(shí)際尺寸等，只需要傳送一次即可。
圖8是實(shí)現(xiàn)圖7中步驟704的一種程序流程圖，即主工作程序中的一個子程序。這里采用了定時中斷的方式來啟動目標(biāo)數(shù)據(jù)采集的操作。當(dāng)微控制器響應(yīng)了定時器發(fā)出的中斷請求801后，程序跳轉(zhuǎn)到該子程序，首先啟動像素單元的計數(shù)器802。由于主程序在初始化階段已經(jīng)將像元計數(shù)器清零，所以這時為了選擇光電傳感陣列中的第一個像素單元，需要將計數(shù)器加1，然后通過前面說明的控制總線控制光電傳感系統(tǒng)中的伺服電路，選擇第一個像元將其輸出的光電信號送到輸出到A/D變換器的輸入端，然后再通過控制總線執(zhí)A/D變換操作803，隨后執(zhí)行通過I/O讀取該像元經(jīng)A/D變換后的實(shí)時數(shù)據(jù)的操作804。被讀取得到的該像素單元被送到數(shù)據(jù)比較器內(nèi)，通過數(shù)據(jù)比較操作805后，如果這個像素單元所輸出的數(shù)據(jù)在設(shè)定的誤差設(shè)定值之內(nèi)，與背景數(shù)據(jù)庫中該像元的背景數(shù)據(jù)相同，則認(rèn)為該像元上沒有觸摸物的圖像，這時將該數(shù)據(jù)拋棄不作處理；如果這個像素單元所輸出的數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)庫707中該元素的數(shù)據(jù)在一定的誤差設(shè)定值之外，則認(rèn)為可能已經(jīng)有觸摸物的反射光線已經(jīng)在該像素單元上，而將這個數(shù)據(jù)送到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫704。微控制器然后進(jìn)入下一個判斷步驟806，判斷像元計數(shù)器是否已經(jīng)計數(shù)到頂。如果像元計數(shù)器已經(jīng)倒頂，則執(zhí)行步驟807，將像元計數(shù)器清零，并在指定的寄存器單元內(nèi)置幀結(jié)束標(biāo)志1，然后執(zhí)行中斷返回步驟807，將像素計數(shù)器清零，為下一個讀取操作做準(zhǔn)備，然后退出定時中斷，返回到主程序之中；如果該像元計數(shù)器沒有到頂，則說明還有像素單元未被系統(tǒng)采集，則直接執(zhí)行中斷返回步驟808，結(jié)束中斷，返回到主程序之中。
由于光電圖像傳感器所接收的是觸摸標(biāo)的物所的反射光線，因此通過鏡頭的光通量是決定能否清晰成像的重要因素。尤其當(dāng)使用小孔成像的方式構(gòu)建光學(xué)元件時，這個問題更為突出。解決的方案有兩個一個是選用靈敏度更高的光電傳感器，缺點(diǎn)是當(dāng)周圍環(huán)境比較暗時，依然難以分辨背景和觸摸物；另一個是增加照明手段。為此，本發(fā)明還設(shè)計了一個輔助照明的技術(shù)方案供選擇，供在必要時選用。這里公布了兩種技術(shù)方案，如圖9和圖10所示。在圖9中，在被檢測表面的邊緣上，安裝有用于輔助照明的發(fā)光二極管902。圖中901和902是由光電傳感陣列和光學(xué)元件構(gòu)成的光電圖像傳感系統(tǒng)。第二種如圖10所示，是一種光路集成結(jié)構(gòu)的輔助照明方案。如圖所示，在光電傳感系統(tǒng)內(nèi)的光電傳感器陣列的感光面與光學(xué)元件之間的空間內(nèi)，安裝有一個截面為直角的三棱鏡；該三棱鏡的一個直角面與光電傳感器陣列的感光面相平行，另一個直角面與其感光面垂直，并且該棱鏡的軸線可以與光電傳感器線陣的延伸方向相平行，如圖中三棱鏡的軸線與光電傳感器陣列102的像素的排列延伸方向相平行，也可以與像素的排列延伸方向相垂直。照明用的發(fā)光二極管安裝在三棱鏡與感光面垂直的直角面一側(cè)，其光軸方向與所述直角面相垂直。輔助照明用的二極管最好使用紅外發(fā)光二極管，以免對使用者產(chǎn)生干擾，而一般光電感光元件都對紅外線敏感。并且，如果使用紅外光照明，還可以在光學(xué)元件的表面安裝上紅外濾光片，或者鍍上紅外濾光膜，這樣就可以避免周圍直射的或者物體所反射的可見光對檢測產(chǎn)生的干擾。
權(quán)利要求
1.一種用于計算機(jī)觸摸屏的光電檢測定位系統(tǒng)，由光學(xué)元件、光電傳感器陣列、光電信號處理電路、微控制器系統(tǒng)等構(gòu)成，其特征在于所述光電傳感器陣列至少有兩套，分別安裝在被檢測表面的兩個角上；每套傳感器中至少包含有一個像素尺寸已知的線陣，其中包含有內(nèi)置或者外置的用于控制陣列中每個像素單元的選擇和信號輸出的伺服電路，其信號輸出端與光電信號處理電路的輸入端耦合連接；所述光學(xué)元件，是與所述光電傳感器陣列的感光面的距離為已知常數(shù)的凸透鏡或者小孔；與各自對應(yīng)的光電傳感器陣列組合而構(gòu)成了光電傳感系統(tǒng)，其位置在參照坐標(biāo)系中是已知的；所述光電信號處理電路包含有A/D變換電路，該A/D變換電路的輸入端與所述光電傳感器陣列的輸出端耦合連接，其輸出端與所述微控制器系統(tǒng)的I/O端口相連接；同時該微控制器系統(tǒng)通過控制線，分別與所述傳感器陣列的控制輸入端、A/D變換器的控制輸入端連接；并且該微控制器系統(tǒng)還有一個與使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信端口；在所述微控制器系統(tǒng)及其使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)的非易失性存儲器內(nèi)，存儲有一組系統(tǒng)控制代碼、一組圖像處理代碼、一組數(shù)值計算代碼、一組通信控制代碼，以及上述各個已知數(shù)；所述系統(tǒng)控制代碼存儲與所述的微控制器系統(tǒng)的之內(nèi)，用于控制光電傳感器陣列和A/D變換器協(xié)調(diào)工作；所述圖像處理代碼存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)，包含有一段初始化數(shù)據(jù)存儲代碼，用于得到并存儲自檢階段從光電傳感器的每個有效單元得到的背景信號數(shù)據(jù)，一段數(shù)據(jù)比較代碼，用于將當(dāng)前從上述光電傳感器陣列中每個有效單元的輸出的信號數(shù)據(jù)，與所述存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的相對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)相比較，從而得到是否有觸摸物和在有觸摸物時，觸摸物的在光電傳感器上形成的影像的輪廓數(shù)據(jù)，以及根據(jù)已經(jīng)得到的觸摸物的輪廓數(shù)據(jù)和光電傳感器陣列中每個有效像素的實(shí)際尺寸，得到所述影像的幾何中心點(diǎn)；所述數(shù)值計算代碼存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)或者所述的上位計算機(jī)之內(nèi)，包含有一段直線方程生成代碼，用于根據(jù)前述的光學(xué)元件與所述光電傳感器陣列的感光面的距離和已經(jīng)得到的影像的幾何中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計算得到由光學(xué)元件的中心和觸摸物的幾何中心所確定的直線在參照坐標(biāo)系中的方程；一段坐標(biāo)值計算代碼，用于根據(jù)從至少兩個所述的光電傳感系統(tǒng)得到的直線方程，計算得到觸摸物在參照坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)；所述通信控制代碼，存儲在所述的微控制器系統(tǒng)之內(nèi)，用于控制所述的通信端口，接收上位計算機(jī)的控制指令，并將本傳感檢測系統(tǒng)處理、計算得到的中間數(shù)據(jù)，或者最終得到的觸摸物在參照坐標(biāo)系內(nèi)的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過通信端口傳送到上位計算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)內(nèi)的光電傳感系統(tǒng)與所述A/D變換器之間，通過一個模擬開關(guān)耦合連接；所述每套光電傳感系統(tǒng)的信號輸出端與模擬開關(guān)的靜觸點(diǎn)相耦合連接，A/D變換器的信號輸入端與模擬開關(guān)的動觸點(diǎn)耦合連接；模擬開關(guān)的控制輸入端與所述微控制器系統(tǒng)的控制線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)內(nèi)的光電傳感系統(tǒng)與所述A/D變換器之間串行耦合連接，A/D變換器的輸出端口帶有3態(tài)輸出的數(shù)據(jù)鎖存器，與微控制器的I/O端口直接連接，并且其片選端與微控制器的控制線相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，每個子系統(tǒng)包含至少一套光電傳感系統(tǒng)、一個A/D變換器和一個微控制器子系統(tǒng)；各個微控制器子系統(tǒng)之間通過內(nèi)部通信接口相連接；在所述各個微控制器子系統(tǒng)內(nèi)的非易失性存儲器中，還存儲有控制所述的內(nèi)部通信的代碼；并且至少一個子系統(tǒng)包含有所述與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信端口，以及所述的通信控制代碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于在被檢測表面的邊緣上，還安裝有用于輔助照明的發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于在所述的光電傳感系統(tǒng)內(nèi)的光電傳感器陣列的感光面與光學(xué)元件之間的空間內(nèi)，安裝有一個截面為直角的三棱鏡；所述三棱鏡的一個直角面與光電傳感器陣列的感光面相平行，另一個直角面與所述感光面垂直，并且該棱鏡的軸線與所述光電傳感器線陣的延伸方向相平行或者垂直；在所述三棱鏡與所述感光面垂直的直角面一側(cè)，安裝有發(fā)光二極管；該發(fā)光二極管的光軸方向與所述直角面相垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求5、6所述的光電檢測定位系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)光二極管是紅外發(fā)光二極管；并且在所述的光學(xué)元件的表面，安裝有紅外濾光片，或者鍍有紅外濾光膜。
8.一種由光學(xué)元件、光電傳感器陣列、光電信號處理電路、微控制器系統(tǒng)等構(gòu)成的計算機(jī)觸摸屏的光電檢測定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含至少兩套光電傳感器陣列，分別安裝在被檢測表面的兩個角上；每套傳感器中至少包含有一個像素尺寸已知的線陣，其中包含有內(nèi)置或者外置的用于控制陣列中每個像素單元的選擇和信號輸出的伺服電路，其信號輸出端與光電信號處理電路的輸入端耦合連接；所述光學(xué)元件，是與所述光電傳感器陣列的感光面的距離為已知常數(shù)的凸透鏡或者小孔；與各自對應(yīng)的光電傳感器陣列組合而構(gòu)成了光電傳感系統(tǒng)，其位置在參照坐標(biāo)系中是已知的；所述光電信號處理電路包含有A/D變換電路，該A/D變換電路的輸入端與上述光電傳感器陣列的信號輸出端耦合連接，其輸出端與所述微控制器系統(tǒng)的I/O端口相連接；同時該微控制器系統(tǒng)通過控制線，分別與所述傳感器陣列的控制輸入端、A/D變換器的控制輸入端相連接；并且該微控制器系統(tǒng)還有一個與使用該系統(tǒng)的上位計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信端口；該系統(tǒng)用于控制光電傳感系統(tǒng)和A/D變換器工作的可執(zhí)行代碼，用于圖像處理的可執(zhí)行代碼，以及微控制器系統(tǒng)與所述上位計算機(jī)之間通信的代碼，安裝在所述的微控制器系統(tǒng)的非易失性存儲器內(nèi)；用于數(shù)值計算的可執(zhí)行代碼，安裝在所述微控制器系統(tǒng)或者所述上位計算機(jī)的非易失性存儲器之內(nèi)；該系統(tǒng)的特征是使用下面的方法來確定觸摸物在被檢測表面的位置(A).微控制器啟動后，通過控制線控制光電傳感器陣列和A/D變換器，逐一讀取在沒有觸摸物的情況下，所述每個光電傳感陣列中每個有效像素的輸出的當(dāng)前值，作為背景數(shù)據(jù)存儲起來，構(gòu)成背景數(shù)據(jù)庫；(B).重復(fù)步驟(A)，再次得到每套光電傳感陣列中每個有效像素的輸出的當(dāng)前值，并調(diào)用背景數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的像素的背景值，與現(xiàn)在得到的當(dāng)前值相比較，如果兩個數(shù)值之間的差值不超出預(yù)先設(shè)定的范圍，則放棄當(dāng)前值，繼續(xù)讀取并比較下一個像素當(dāng)前值與背景值之差；如果所述差值超出了預(yù)先設(shè)定的范圍，則另外存儲該像素的當(dāng)前值，而后繼續(xù)讀取并比較下一個像素當(dāng)前值與背景值之差，直到最后一個像素；并且被另外存儲的各個像素的當(dāng)前值構(gòu)成了目標(biāo)數(shù)據(jù)庫。(C).執(zhí)行圖像處理代碼，直接或者通過所述通信端口調(diào)用目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)的圖像輪廓，進(jìn)而得到目標(biāo)即觸摸物在所述光電傳感陣列上圖像的中心點(diǎn)所在的像素及其在傳感陣列上的位置；(D).執(zhí)行數(shù)值計算代碼，根據(jù)所述圖像中心點(diǎn)所在像素的實(shí)際位置和光學(xué)元件與光電傳感器陣列感光面之間的距離值，計算得到由該被選定的光電傳感系統(tǒng)中光學(xué)元件的中心和觸摸物的幾何中心所確定的直線在參照坐標(biāo)系中的方程；(E).聯(lián)合解析每套光電傳感系統(tǒng)完成了上述步驟的操作后得到直線方程，得到各條直線之間的焦點(diǎn)，即觸摸物在所述參照坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；(F).啟動通信端口，將上述坐標(biāo)值傳送到上位計算機(jī)，然后程序跳轉(zhuǎn)到步驟(B)開始下一個循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征還在于在步驟(B)中還包含有一個定時中斷的步驟，該步驟啟動微控制器內(nèi)的定時器，在定時器達(dá)到預(yù)定值后，向所述微控制器的CPU發(fā)出中斷請求，所述CPU在響應(yīng)了這個定時中斷后才開始步驟(B)中的其他操作，并在完成步驟(B)以后退出中斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征還在于在步驟(C)與(D)或(D)與(E)之間，有一個判斷是否有與所述上位計算機(jī)通信的指令的步驟；如果有所述的通信指令，則啟動通信端口，將相應(yīng)的上一步驟執(zhí)行后得到的結(jié)果，以及上述背景數(shù)據(jù)庫和所述的各種已知數(shù)，以及傳送到上位計算機(jī)，其中背景數(shù)據(jù)庫和已知數(shù)只在第一次傳輸時傳送，然后程序跳轉(zhuǎn)到步驟(B)開始下一個循環(huán)；如果沒有上述通信指令，則所述微控制器繼續(xù)按順序執(zhí)行下一個步驟。
全文摘要
一種用于計算機(jī)觸摸屏的光電檢測定位系統(tǒng)，由至少兩套安裝在被檢測表面的角上的光學(xué)元件、光電傳感器陣列，以及信號處理電路、微控制器系統(tǒng)等構(gòu)成。通過分別檢測觸摸物在光電傳感器陣列上成像的位置，利用光學(xué)和幾何原理，就可以分別計算得到由觸摸物與不同的光學(xué)元件的中心所決定的、在特定參照坐標(biāo)系內(nèi)直線的方程，求解上述方程即可得到觸摸物在該坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。該系統(tǒng)適用于各種尺寸的觸摸屏，具有低成本高通用性的特點(diǎn)。
文檔編號G06F3/033GK1635541SQ200310112919
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者劉建軍, 葉新林 申請人:北京匯冠新技術(shù)有限公司