專利名稱：可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多點觸控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于觸控技術(shù)且可自定義顯示界面范圍的展示方法。
背景技術(shù)：
多點觸控(Multitouch，也稱為Multi-touch)意即讓電腦使用者透過數(shù)只手指達至圖像應(yīng)用控制的輸入技術(shù)。相較之下，標(biāo)準(zhǔn)的觸控技術(shù)只能辨認一點，是其之間最大的分別。多點觸控技術(shù)可以實現(xiàn)更具個性化的人機交互方式，能夠為用戶帶來更好的應(yīng)用體驗。 多點觸控的展示載體通常為LCD或LED屏幕。觸摸屏為多點觸控典型的應(yīng)用，該應(yīng)用中，用戶透過自己的手指將信息傳給機器，機器透過視覺(顯示屏)來將這個信息解釋和展示給用戶。在這個過程中，用戶的手指往往要接觸觸摸屏，通過手指在觸控屏上的位置和運動傳遞信息給機器。能讓電腦感受到物理上的觸碰的事物包括熱力、指壓、高速攝影機、紅外線、 光學(xué)感應(yīng)、電阻改變、超聲波接收器，微音器、雷射波幅感應(yīng)器及影子感應(yīng)器等。要使用多點觸控技術(shù)，傳統(tǒng)裝置必需配備觸模屏或觸控版，同時需裝載可辨認多于一點同時觸碰的軟件。現(xiàn)有的多點觸控技術(shù)主要有
a)W0 2011078769 Al 為例的 FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)方法， 其在特定的展示載體(LED屏幕或LCD屏幕)的夾層中加入LED光線，當(dāng)用戶按下屏幕時，便會使夾層的光線造成不同的反射效果，感應(yīng)器接收光線變化而捕捉用戶的施力點，從而做出反應(yīng)。該方法的不足是
-必須選擇特定的展示載體-多點觸控屏幕；
-屏幕的尺寸為確定值，具體來說觸控顯示的尺度無法在使用時根據(jù)需要進行自定義調(diào)整。b)W0 2005/114359 A2公開的基于電容技術(shù)的透明多點觸控屏。它的不足是
-該技術(shù)需要一層透明電路層；
-該需要導(dǎo)致該觸控顯示技術(shù)的屏幕為固定屏幕，無法在使用中改變大小。c)W0 2011010037 Al公開的通過機械彈性波形技術(shù)來將普通物體轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎|控物體的技術(shù)，該技術(shù)的實現(xiàn)方式為首先通過至少一個彈性機械波發(fā)射器在指定物體上加載機械波，通過至少一個機械波接收器觀察該機械波的屬性，當(dāng)有至少一點接觸點發(fā)生時，被觀察的機械波則會發(fā)生相應(yīng)的改變，通過與預(yù)先存儲的參考信號進行比對，該技術(shù)可以通過模式識別的方式推導(dǎo)出接觸點的位置。該技術(shù)不需要特定屏幕為載體，可以在投影表面加載觸控功能。它的不足是觸控表面的尺寸和形狀為固定值，具體表現(xiàn)在多點觸控定位需要預(yù)先存儲的參考信號，而獲取該參考信號時的觸控表面的尺寸和形狀則決定了使用時的觸控表面的尺寸和形狀。綜上，常規(guī)的多點觸控展示方法，采用特定或固定尺寸形狀的展示載體(屏幕或投影表面)，限制了人機交互裝置的應(yīng)用范圍和場合，用戶無法在自己設(shè)定的展示載體和場合實現(xiàn)快速有效的多點觸控展示。以WO 2011010037 Al為例，用戶或者無法修改顯示尺寸，或每次更改顯示表面和尺寸時需要大量的信號校驗過程，成本昂貴，生產(chǎn)工藝亦不能重復(fù)化， 不能滿足多點觸控展示隨時隨地變更展示載體的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其包括如下步驟
(1)、利用投影儀將電腦或微處理芯片設(shè)定的多點觸控交互界面投影在指定應(yīng)用表面上，形成的投影圖形的形狀和尺寸構(gòu)成了多點觸控顯示界面的顯示范圍；
(2)、利用攝像頭獲取步驟(1)所得投影圖形，并由電腦或微處理芯片產(chǎn)生特定的投影圖形變化，根據(jù)投影圖形變化，比對電腦或微處理芯片設(shè)定的變化曲線，計算得出投影圖形距離投影儀的距離信息和投影儀的方向信息，并進而根據(jù)所述距離信息和投影儀的相關(guān)設(shè)定，獲得多點觸控顯示的尺度信息；
(3)、利用多點觸控技術(shù)獲取多點接觸位置信息，具體如下
a、取兩個彈性機械波發(fā)生/接受器，分別放置或固定在投影圖形的一條對角線的頂點上，所述彈性機械波發(fā)生/接受器包括
彈性機械波發(fā)生/接受裝置，其為壓電陶瓷片，作為發(fā)生裝置時，能夠通過在壓電陶瓷片上加載不高于10伏的可變頻率電壓信號激發(fā)彈性機械波的產(chǎn)生；作為接收裝置時，能夠通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接受到的彈性機械波轉(zhuǎn)換為電信號；
無線或藍牙通信裝置，其用于進行彈性機械波發(fā)生/接受裝置與電腦或微處理芯片之間的信號傳遞和溝通；
調(diào)節(jié)開關(guān)，其根據(jù)電腦或微處理芯片的指令使所述彈性機械波發(fā)生/接受器在發(fā)生器與接收器之間進行轉(zhuǎn)換；
b、規(guī)定兩個所述彈性機械波發(fā)生/接受器中的一個為彈性機械波發(fā)生器，另一個為彈性機械波接收器；
C、由所述彈性機械波發(fā)生器產(chǎn)生機械波，在投影圖形對應(yīng)的應(yīng)用表面上進行傳遞，并由所述彈性機械波接收器接收該機械波，存儲為參考信號；
d、所述彈性機械波接收器對接收到的機械波進行監(jiān)控，當(dāng)觀測到該機械波發(fā)生變化時，判定投影圖形的應(yīng)用表面與用戶手指發(fā)生了接觸，通過對變化后的機械波進行校驗和比對，推導(dǎo)出多點觸控位置信息，該多點觸控位置信息包含有接觸點的數(shù)量和各接觸點的位置信息；
e、通過電腦或微處理芯片的處理將所述多點觸控位置信息反應(yīng)為投影圖形上的相應(yīng)變化以及規(guī)定的人機互動操作。根據(jù)本發(fā)明，所述的應(yīng)用表面可以為各類投影展示載體例如墻壁，地板或桌面等。所述壓電陶瓷片為市售的各種壓電陶瓷，工作頻率在20kHz 2MHz之間。典型的壓電陶瓷是圓盤狀壓電陶瓷片，直徑為5mm，厚度為2mm。由于采用以上技術(shù)方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明利用傳統(tǒng)的價格低廉的投影儀作為顯示載體，用戶可以根據(jù)簡單的投影儀或電腦的操作調(diào)整投影的交互界面的范圍和尺寸，該交互界面的形狀和尺寸決定了多點觸控界面的形狀和尺寸；利用彈性機械波在接觸發(fā)生時發(fā)生衍射的特性來進行多點觸控信號的分析和定位，可以在投影表面上進行人機交互。多點觸控表面的應(yīng)用范圍從固定尺寸的液晶屏幕等，擴展到任意表面，如墻壁或地板等。因此，本發(fā)明是一種更便于用戶自定義多點觸控展示的場合和展示載體的方法，操作簡便，低成本、可無限制多次使用，適合于規(guī)模化生產(chǎn)的用戶可自定義使用場合和顯示大小的多點觸控展示儀器的生產(chǎn)制造。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的多點觸控展示方法的投影顯示和布置示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的使用攝像頭獲取顯示范圍尺度信息的示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的彈性機械波發(fā)生/接收器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是根據(jù)彈性機械波的變化獲取接觸點位置信息的工作原理示意圖； 其中1、用戶；2、投影儀；3、控制按鈕；4、電腦或微處理芯片；5、顯示載體；6、顯示范圍；7、攝像頭；8，9，10、定位點；11、彈性機械波發(fā)生/接收器；12、壓電陶瓷片；13、粘接片； 14，15、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；16、調(diào)節(jié)開關(guān)；17、藍牙模塊；18、彈性機械波發(fā)生器；19、彈性機械波接收器。
具體實施例方式本發(fā)明的展示方法包括下列步驟
(1)、利用投影儀設(shè)定多點觸控展示的顯示范圍
a、將電腦或微處理芯片與投影儀相連；
b、投影儀將電腦或微處理芯片設(shè)定的多點觸控交互界面投影在指定應(yīng)用表面，如墻壁或地板上；
(2)、利用攝像頭獲取多點觸控展示的顯示范圍信息
a、取一個攝像頭，安裝在投影儀頂部，獲取投影顯示的圖形；
b、由電腦或微處理芯片產(chǎn)生特定的投影圖形變化；
C、根據(jù)攝像頭獲取的投影圖形的變化，比對電腦或微處理芯片設(shè)定的變化曲線，通過計算得出投影圖形距離投影儀的距離信息和投影儀的方向信息；
d、根據(jù)該距離信息和投影儀的相關(guān)設(shè)定，獲得多點觸控展示的尺度信息；
(3)、利用新型多點觸控技術(shù)獲取多點接觸位置信息
a、取兩個彈性機械波發(fā)生/接受器，分別放置在投影表面的一條對角線的頂點上，例如分別放置在左上角和右下角(若投影表面為長方形)；
b、該彈性機械波發(fā)生/接受器為固定大小的圓盤狀壓電陶瓷片為主體，通過無線網(wǎng)絡(luò)或藍牙與電腦或微處理芯片進行信號傳遞和溝通的傳感器/傳動器，并且可以通過電腦或微處理芯片的指令在傳感與傳動之間進行切換；
C、規(guī)定其中一個彈性機械波發(fā)生/接受器為發(fā)生器，則另一個為接收器； d、由機械波發(fā)生器產(chǎn)生一定數(shù)量(大于20)的特有頻率的機械波，在投影表面的載體 (例如墻壁或地板)上進行傳遞，并被接收器接收該機械波，存儲為參考信號；e、接收器對接收到的機械波進行監(jiān)控，當(dāng)觀測到該機械波發(fā)生變化時，可以認為投影圖像的顯示載體與用戶手指發(fā)生了接觸，通過對變化后的機械波進行校驗和比對，可以推導(dǎo)出多點觸控位置信息；該位置信息包含有接觸點的數(shù)量和各接觸點的位置信息，該信息通過電腦或微處理芯片的處理，反應(yīng)為投影圖形上的相應(yīng)變化以及規(guī)定的人機互動操作。本發(fā)明利用彈性機械波發(fā)生/接受器檢測和定位至少一個接觸點的位置信息。該發(fā)生/接收器的特點是擁有一個彈性機械波發(fā)生/接受裝置，具體來說即圓盤狀壓電陶瓷片；擁有一個無線或藍牙通信裝置；當(dāng)該裝置為發(fā)生器時，可通過在壓電陶瓷片上加載不高于10伏的可變頻率電壓信號，激發(fā)彈性機械波的產(chǎn)生；當(dāng)該裝置為接收器時，可通過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將接收到的彈性機械波轉(zhuǎn)換為電信號并傳遞到電腦或微處理芯片處進行處理；該裝置可通過一個調(diào)節(jié)開關(guān)在發(fā)生器與接收器之間進行轉(zhuǎn)換。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步詳細的說明。參見圖1，用戶1可根據(jù)投影儀2的安裝位置和投影儀2上的控制按鈕3等，將電腦或微處理芯片4上指定的內(nèi)容投影在指定投影顯示載體5上，從而根據(jù)用戶1的要求定義多點觸控展示的顯示范圍6。參見圖2，由安置在投影儀2上的攝像頭7獲取投影顯示的內(nèi)容信息，首先通過電腦或微處理芯片4設(shè)定三個不同顏色參考定位點8，9，10。此三個定位點的相對位置為默認值，根據(jù)攝像頭7獲得的圖像經(jīng)過圖像處理后，可以獲得投影后三者的相對位置差，從而推導(dǎo)出投影顯示范圍6的尺度。此三個定位點可以布置在投影顯示范圍6的三個指定頂點。參見圖3，多點觸控所使用的彈性機械波發(fā)生/接收器11的主體部分為圓盤狀壓電陶瓷片12 (直徑5mm，厚度2mm)，該陶瓷片通過粘接片13與多點觸控展示平面相接觸。 該陶瓷片有兩種工作模式，一種為彈性機械波的發(fā)生器模式，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器14將指定電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動信號；一種為彈性機械波的接收器模式，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器15將接收到的機械波信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴煞N模式由電腦或微處理芯片4通過調(diào)節(jié)開關(guān)16進行選擇， 模式選擇信號和發(fā)生/接收的機械波信號經(jīng)過藍牙模塊17在電腦或微處理芯片4以及發(fā)生/接收器11間進行傳遞。參見圖4，在多點觸控的顯示范圍6對的一條對角線的頂點位置安置兩個上述的機械波發(fā)生/接收器11，選定其中一個為彈性機械波發(fā)生器18后，另一個則自動選擇為彈性機械波接收器19。彈性機械波發(fā)生器18的壓電陶瓷在特定頻率(20kHz到2MHz之間)下產(chǎn)生的彈性機械波在多點觸控展示的表面?zhèn)鬟f，被接收器19接收。當(dāng)多點觸控表面得到人手指的接觸時與傳遞的機械波發(fā)生接觸，從而影響接收器19的壓電陶瓷接收到的振動信息，該信息經(jīng)過與預(yù)先獲取的參考信號進行比對即可得到接觸點位置20的信息，提供給電腦進行人機交互操作。綜上，本發(fā)明適用于墻壁，地板，桌面等各類投影展示載體的可觸控化，并且支持投影顯示圖形范圍的可定義化。本發(fā)明方法可以提高多點觸控裝置的人機交互體驗。改進的多點觸控裝置支持用戶對多點觸控展示表面的快速調(diào)試，用戶可在不到一分鐘內(nèi)完成對普通投影表面的多點觸控化改造。以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其特征在于該展示方法包括如下步驟(1)、利用投影儀將電腦或微處理芯片設(shè)定的多點觸控交互界面投影在指定應(yīng)用表面上，形成的投影圖形的形狀和尺寸構(gòu)成了多點觸控顯示界面的顯示范圍；(2)、利用攝像頭獲取步驟(1)所得投影圖形，并由電腦或微處理芯片產(chǎn)生特定的投影圖形變化，根據(jù)投影圖形變化，比對電腦或微處理芯片設(shè)定的變化曲線，計算得出投影圖形距離投影儀的距離信息和投影儀的方向信息，并進而根據(jù)所述距離信息和投影儀的相關(guān)設(shè)定，獲得多點觸控顯示的尺度信息；(3)、利用多點觸控技術(shù)獲取多點接觸位置信息，具體如下a、取兩個彈性機械波發(fā)生/接受器，分別放置或固定在投影圖形的一條對角線的頂點上，所述彈性機械波發(fā)生/接受器包括彈性機械波發(fā)生/接受裝置，其為壓電陶瓷片，作為發(fā)生裝置時，能夠通過在壓電陶瓷片上加載不高于10伏的可變頻率電壓信號激發(fā)彈性機械波的產(chǎn)生；作為接收裝置時，能夠通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接受到的彈性機械波轉(zhuǎn)換為電信號；無線或藍牙通信裝置，其用于進行彈性機械波發(fā)生/接受裝置與電腦或微處理芯片之間的信號傳遞和溝通；調(diào)節(jié)開關(guān)，其根據(jù)電腦或微處理芯片的指令使所述彈性機械波發(fā)生/接受器在發(fā)生器與接收器之間進行轉(zhuǎn)換；b、規(guī)定兩個所述彈性機械波發(fā)生/接受器中的一個為彈性機械波發(fā)生器，另一個為彈性機械波接收器；c、由所述彈性機械波發(fā)生器產(chǎn)生機械波，在投影圖形對應(yīng)的應(yīng)用表面上進行傳遞，并由所述接收器接收該機械波，存儲為參考信號；d、所述彈性機械波接收器對接收到的機械波進行監(jiān)控，當(dāng)觀測到該機械波發(fā)生變化時，判定投影圖形的應(yīng)用表面與用戶手指發(fā)生了接觸，通過對變化后的機械波進行校驗和比對，推導(dǎo)出多點觸控位置信息，該多點觸控位置信息包含有接觸點的數(shù)量和各接觸點的位置信息；e、通過電腦或微處理芯片的處理將所述多點觸控位置信息反應(yīng)為投影圖形上的相應(yīng)變化以及規(guī)定的人機互動操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其特征在于 所述的應(yīng)用表面為各類投影展示載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其特征在于 所述的應(yīng)用表面為墻壁，地板或桌面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其特征在于 所述壓電陶瓷片的工作頻率為20kHz 2MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其特征在于所述的壓電陶瓷片為圓盤狀。
6.一種用于多點觸控的彈性機械波發(fā)生/接受器，其特征在于所述彈性機械波發(fā)生 /接受器包括彈性機械波發(fā)生/接受裝置，其為壓電陶瓷片，作為發(fā)生裝置時，能夠通道在壓電陶瓷片上加載不高于10伏的可變頻率電壓信號激發(fā)彈性機械波的產(chǎn)生；作為接收裝置時，能夠通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接受到的彈性機械波轉(zhuǎn)換為電信號；無線或藍牙通信裝置，其用于進行所述彈性機械波發(fā)生/接受裝置與電腦或微處理芯片之間的信號傳遞和溝通；調(diào)節(jié)開關(guān)，其根據(jù)電腦或微處理芯片的指令使所述彈性機械波發(fā)生/接受器在發(fā)生器與接收器之間進行轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于多點觸控的彈性機械波發(fā)生/接受器，其特征在于所述的壓電陶瓷片的工作頻率為20kHz 2MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于多點觸控的彈性機械波發(fā)生/接受器，其特征在于所述的壓電陶瓷片為圓盤狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可自定義顯示界面范圍的多點觸控展示方法，其包括利用彈性機械波發(fā)生/接受器檢測和定位至少一個接觸點的位置信息。本發(fā)明的方法可以提高多點觸控裝置的人機交互體驗，支持用戶對多點觸控展示表面的快速自定義和調(diào)試。本發(fā)明適用于墻壁、地板、桌面等各類投影展示載體的多點觸控改造，適合于用戶可自定義使用場合和顯示大小的多點觸控展示儀器的規(guī)?；a(chǎn)制造。
文檔編號G06F3/041GK102289320SQ201110225709
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者劉源, 楊光華 申請人:劉源