專利名稱：一種新型人機交互系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于人機交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型人機交互系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
多點觸摸是人機交互方式必然發(fā)展趨勢。近年來，隨著多點觸摸技術(shù)的興起，這方面的研究取得了很大的進步，帶來了巨大的經(jīng)濟效益。目前多點觸摸技術(shù)中常用的手勢(如縮放，拖動等)已在手機、平板電腦等小尺寸(< 10英寸)消費電子中得到廣泛應(yīng)用，但在大尺寸O 10英寸，尤其是更大尺寸> 19英寸)的觸摸面板中，由于基于電阻或者電容大尺寸觸控面板價格昂貴，動輒幾萬人民幣，這制約了大尺寸觸摸面板的普及應(yīng)用，因此目前大尺寸觸摸面板仍未得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型人機交互系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)多點觸摸，成本較低，可以解決現(xiàn)有大尺寸觸摸面板由于價格昂貴造成無法廣泛應(yīng)用的技術(shù)問題。所述新型人機交互系統(tǒng)包括觸摸屏、設(shè)置在所述觸摸屏底部的紅外攝像頭、與所述紅外攝像頭連接的控制端，所述觸摸屏外周還設(shè)置有一圈朝觸摸屏照射的紅外發(fā)光二極管，所述紅外攝像頭用于接收從觸摸屏折射出的紅外光線，并生成觸點圖像信息發(fā)送至控制端，所述控制端用于根據(jù)接收到的觸點圖像信息解析得到當(dāng)前觸摸屏上的具體觸點位置。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是通過紅外檢測實現(xiàn)多點觸控，與現(xiàn)有的電容或電阻觸控面板原理不同，本發(fā)明所述的觸摸屏主要材料是亞克力，觸摸屏外周的紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外光照射在觸摸屏中，當(dāng)用戶沒有觸摸所述觸摸屏?xí)r，所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外光在觸摸屏中全反射，所述攝像頭無法接收到從觸摸屏內(nèi)部折射出來的紅外線，當(dāng)用戶觸摸觸摸屏?xí)r，觸摸屏內(nèi)部的紅外光線會在觸摸點處通過手指皮膚發(fā)生反射和/或折射，此時觸摸點處的全反射被破壞，因此就會有部分紅外光線從觸摸點出折射出，被設(shè)在所述觸摸屏下方的紅外攝像頭捕獲到，所述紅外攝像頭生成觸點圖像信息發(fā)送至控制端，所述控制端通過圖像處理解析出其中觸摸點的具體位置，這樣就可以應(yīng)用到具體的應(yīng)用程序中實現(xiàn)人機交互，顯然本發(fā)明提供的人機交互系統(tǒng)中觸摸屏的成本遠低于現(xiàn)有的大尺寸觸控面板，為實現(xiàn)大尺寸多點觸控技術(shù)提供了一種可行技術(shù)方案。


圖1是本發(fā)明第一實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明第二實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明第二實施例中射頻天線和觸摸屏的第一種組合方式；圖4是本發(fā)明第二實施例中射頻天線和觸摸屏的第二種組合方式；
圖5是本發(fā)明第二實施例中射頻天線和觸摸屏的第三種組合方式。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進行說明。實施例一: 圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明僅不出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。如圖1所示，本實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)包括觸摸屏1、設(shè)置在所述觸摸屏底部的紅外攝像頭2、與所述紅外攝像頭連接的控制端3，所述觸摸屏I外周還設(shè)置有一圈朝觸摸屏照射的紅外發(fā)光二極管，所述紅外攝像頭2用于接收從觸摸屏I折射出的紅外光線，并生成觸點圖像信息發(fā)送至控制端3，所述控制端3用于根據(jù)接收到的觸點圖像信息解析得到當(dāng)前觸摸屏上的具體觸點位置。本系統(tǒng)在具體工作時，位于觸摸屏外周的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光線照射到所述觸摸屏內(nèi)部，在用戶沒有觸摸所述觸摸屏?xí)r，紅外光線在觸摸屏內(nèi)部全反射，因此不會有光線從觸摸屏折射出，因此紅外攝像頭不會感知到有紅外光線，此時控制端就可以知曉當(dāng)前用戶沒有觸摸觸摸屏；當(dāng)用戶觸摸觸摸屏?xí)r，由于手指皮膚的作用，在觸摸點處的全反射被破壞，因此會有部分紅外光線從觸摸點出反射和/或折射出，這樣紅外攝像頭就會接收到所述紅外光線，拍攝圖像生成觸點圖像信息并發(fā)送至控制端，控制端再經(jīng)過圖像處理，按照預(yù)定協(xié)議解析出其中包含的觸點的具體位置，獲取到觸點的具體位置后就可以應(yīng)用到具體的應(yīng)用程序中實現(xiàn)人機交互。本實施中，所述紅外攝像頭可以使用普通的CMOS攝像頭，通常多數(shù)數(shù)碼攝像頭加裝有一塊可以濾除紅外線的鏡頭，這里需要去掉濾除紅外線的鏡頭，換上可見光截止的鏡頭即可。優(yōu)選的，本實施所提供的新型人機交互系統(tǒng)還包括所述控制端3連接的投影儀4，所述觸摸屏I包括觸摸板和位于所述觸摸板底部的貼膜，在沒有觸摸所述觸摸屏?xí)r，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光在所述觸摸板中全反射傳播，所述投影儀4用于向所述觸摸屏上的貼膜投射圖像并顯示出。作為一種實現(xiàn)方式，所述觸摸板的材料為亞克力，亞克力板厚度不小于8mm，邊沿需要拋光，為了能使有足夠的紅外光線在觸摸板中全反射，需滿足波長為入=850nm，功率Pw彡80mW，入射角度在0=48° 60°之間。所述貼膜漫包括反射層、投影層、和兼容層，投影儀將圖像投射都所述投影層上顯示出，其中漫反射層的作用在于讓紅外攝像頭不被其它物體或者光線干擾，只能識別到非常亮的點，在實際使用時，可以采用描圖紙作為投影幕，此時描圖紙具有投影層及漫反射層兩個功能。兼容層位于投影層和觸摸板之間，它能夠提高反射的對比度以及完整度，也能夠避免手指粘附在表面的情況。通過本優(yōu)選方式，可以在觸摸屏上投射并顯示出具體的圖像，用戶可以根據(jù)圖像畫面在觸摸屏上進行操作，控制器識別出具體的觸點位置信息后，執(zhí)行對應(yīng)操作，這樣可以進一步加強人機交互的效果。本實施例是利用紅外檢測原理實現(xiàn)多點觸控技術(shù)，與現(xiàn)有的電阻或電容屏的多點觸控技術(shù)完全不同，本實施例中的觸摸屏主要材料是亞克力，使得紅外光線能在觸摸屏中全反射傳播，與現(xiàn)有的大尺寸觸控面板相比，成本低廉許多，這樣通過本實施例，可以實現(xiàn)大尺寸多點觸控，而且還可以節(jié)約制造成本。實施例二 :圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明僅不出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。本實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)包括如實施例一所述的觸摸屏1、紅外攝像頭
2、控制端3、投影儀4，其中所述觸摸屏I上還設(shè)有射頻天線5，所述射頻天線連接有讀卡器6，當(dāng)所述讀卡器6工作時，會在所述觸摸屏I的上方產(chǎn)生磁力線，所述系統(tǒng)還包括用于貼在被識別物體上的射頻標(biāo)簽7。本實施例在實施例一的基礎(chǔ)上增加了射頻識別功能，將射頻天線和觸摸屏集成為一體，所述射頻天線和觸摸屏的組合方式有多種，比如如圖3所示，所述射頻天線5為繞在所述觸摸屏I外周的線圈，又如圖4所示，所述射頻天線5為貼在所述觸摸屏上表面的透明線圈，如ITO電極覆蓋，再如圖4所示，所述射頻天線5為貼在或涂抹在所述觸摸屏上表面的透明導(dǎo)電網(wǎng)格，無論采用何種方式，所述射頻天線都不會對觸點識別產(chǎn)生影響，也不會影像投影儀在觸摸屏上的成像效果，所述射頻天線連接有讀卡器6，在所述讀卡器6工作時，在所述觸摸屏的上方產(chǎn)生磁力線，將需要識別的物體貼上射頻標(biāo)簽7，該射頻標(biāo)簽中包含有該物體的信息，將帶有射頻標(biāo)簽7的待識別物體放到觸摸屏的上表面時，所述射頻標(biāo)簽7在磁力線的作用下，將待識別物體的相關(guān)信息通過所述射頻天線5發(fā)送到讀卡器6，這樣本實施例在觸摸識別的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了射頻識別的功能。由于現(xiàn)有觸控面板的操作大多僅僅停留在縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等簡單的操作或者多人游戲上，并沒有給人們生活帶來突破性的體驗，多點觸摸的優(yōu)勢沒有充分發(fā)揮出來，本實施例鑒于此，在多點觸摸識別的基礎(chǔ)上增加了射頻識別的功能，將射頻天線與觸摸屏進行集成，使得本實施例提供的觸摸屏既可觸摸操作又可以識別射頻標(biāo)簽的新型屏幕，提供了一種人、計算機、以及觸摸屏上待識別物體的多方交互識別系統(tǒng)。本實施例提供的新型人機交互系統(tǒng)具有成本低、搭建容易、拓展性好、容易對觸點進行識別等優(yōu)點，具有非常好的發(fā)展前景，同時本實施例將多點觸摸技術(shù)與射頻技術(shù)結(jié)合，可以有效的拓展交互的范圍和對象，讓人們的生活更加豐富、智能化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型人機交互系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括觸摸屏(I)、設(shè)置在所述觸摸屏底部的紅外攝像頭(2)、與所述紅外攝像頭連接的控制端(3)，所述觸摸屏(I)外周還設(shè)置有一圈朝觸摸屏照射的紅外發(fā)光二極管，所述紅外攝像頭(2)用于接收從觸摸屏(I)折射出的紅外光線，并生成觸點圖像信息發(fā)送至控制端(3)，所述控制端(3)用于根據(jù)接收到的觸點圖像信息解析得到當(dāng)前觸摸屏上的具體觸點位置。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述控制端(3)連接的投影儀(4)，所述觸摸屏(I)包括觸摸板和位于所述觸摸板底部的貼膜，在沒有觸摸所述觸摸屏?xí)r，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光在所述觸摸板中全反射傳播，所述投影儀(4)用于向所述觸摸屏上的貼膜投射圖像并顯示出。
3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述貼膜包括漫反射層、投影層、和兼容層。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述系統(tǒng)，其特征在于，所述觸摸屏(I)上還設(shè)有射頻天線 (5)，所述射頻天線連接有讀卡器(6)，當(dāng)所述讀卡器(6)工作時，會在所述觸摸屏(I)的上方產(chǎn)生磁力線，所述系統(tǒng)還包括用于貼在被識別物體上的射頻標(biāo)簽(7)。
5.如權(quán)要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻天線(5)為繞在所述觸摸屏外周的線圈。
6.如權(quán)要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻天線(5)為貼在所述觸摸屏上表面的透明線圈。
7.如權(quán)要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻天線(5)為貼在所述觸摸屏上表面的透明導(dǎo)電網(wǎng)格。
全文摘要
本發(fā)明適用于人機交互技術(shù)領(lǐng)域，提供一種新型人機交互系統(tǒng)，包括所述系統(tǒng)包括觸摸屏、設(shè)置在所述觸摸屏底部的紅外攝像頭、與所述紅外攝像頭連接的控制端，所述觸摸屏外周還設(shè)置有一圈朝觸摸屏照射的紅外發(fā)光二極管，所述紅外攝像頭用于接收從觸摸屏折射出的紅外光線，并生成觸點圖像信息發(fā)送至控制端，所述控制端用于根據(jù)接收到的觸點圖像信息解析得到當(dāng)前觸摸屏上的具體觸點位置。本發(fā)明是通過紅外檢測實現(xiàn)多點觸控，與現(xiàn)有的電容或電阻觸控面板原理不同，由于觸摸屏主要材料是亞克力，主要是為了實現(xiàn)紅外光線在觸摸屏中全反射，與現(xiàn)有的觸控面板相比，成本大大降低，因此本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于大尺寸多點觸控技術(shù)領(lǐng)域中，可以有效降低生產(chǎn)成本。
文檔編號G06F3/042GK103019475SQ20121053388
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者胡昱, 李江晨, 韓君佩 申請人:武漢智慧城市研究院股份有限公司