專利名稱：用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種信號反饋裝置，尤其是一種用于互動投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，屬于信號處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上常見的高分辨率顯示系統(tǒng)有兩種不同類型，一種為光學(xué)投影系統(tǒng)，也稱為投影儀；另外一種為顯示屏系統(tǒng)，主要為LCD顯示屏及LED顯示屏。投影儀的優(yōu)點為價格適中、移動性好，而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其體積還在不斷減小。但投影儀只能將信息或圖像投射到投影屏幕上，無法將屏幕上的信息反饋到計算機中，因此也就無法進(jìn)行人機互動。而IXD、LED顯示屏除了可以顯示計算機中的信息以外，還可以與觸摸屏結(jié)合在一起組成互動式白板系統(tǒng)，進(jìn)行人機對話。例如，可以用手指或?qū)Ｓ卯嫻P碰觸屏幕上的圖標(biāo)的方 式來替代鼠標(biāo)點擊的動作控制計算機動作，也可以在屏幕上用手指或?qū)Ｓ卯嫻P書寫的方式向計算機輸入文字。觸摸屏在白板系統(tǒng)的功能就是探測到手指或?qū)Ｓ卯嫻P碰觸到屏幕的動作，并同時能將碰觸點位置的坐標(biāo)參數(shù)傳送給控制白板系統(tǒng)的計算機。計算機利用觸摸屏提供的信息，結(jié)合相應(yīng)的控制軟件，就可以實現(xiàn)人機互動。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)投影系統(tǒng)的互動操作，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，包括傳感觸發(fā)模塊及用于采集投影圖像并接收傳感觸發(fā)模塊觸發(fā)信號的采集接收裝置；所述傳感觸發(fā)模塊包括握柄及位于所述握柄一端端部的光信號發(fā)射器與屏幕接觸探測器；屏幕接觸探測器接觸投影圖像后，觸發(fā)光信號發(fā)射器發(fā)出接觸信號，采集接收裝置接收所述觸發(fā)信號，以對投影圖像的接觸反饋。所述屏幕接觸探測器包括力敏電阻，所述力敏電阻與光信號發(fā)射器內(nèi)三極管的基極端相連，力敏電阻對應(yīng)于與三極管的基極端相連的另一端與直流電源的正極端相連，直流電源的負(fù)極端通過第二電阻與三極管的基極端相連；三極管的集電極端通過第一電阻與直流電源的陽極端相連，三極管的發(fā)射極與發(fā)光二極管的陽極端相連，發(fā)光二極管的陰極端與直流電源的負(fù)極端相連，第二電阻的兩端并聯(lián)有電容。所述采集接收裝置包括用于采集投影圖像的攝像頭以及位于攝像頭上的紅外濾波片。所述攝像頭與計算機相連，計算機通過投影儀在投影屏幕上顯示輸出。所述三極管為NPN型三極管。本實用新型的優(yōu)點通過采集接收裝置來接收傳感觸發(fā)模塊輸出的觸發(fā)信號，采集裝置將所述觸發(fā)信號反饋到計算機內(nèi)，計算機根據(jù)觸發(fā)信號包含位置及操作信息調(diào)整通過投影儀在投影屏幕上顯示輸出的內(nèi)容，以使得現(xiàn)有光學(xué)投影系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互動操作，提高光學(xué)投影系統(tǒng)操作的方便性，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
圖I為現(xiàn)有光學(xué)投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型投影系統(tǒng)的使用狀態(tài)圖。圖3為計算機內(nèi)攝像頭像素位置校準(zhǔn)的示意圖。圖4為本實用新型傳感觸發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型屏幕接觸探測器與光信號發(fā)射器配合的電路原理圖。附圖標(biāo)記說明1_計算機、2-投影儀、3-投影屏幕、4-攝像頭、5-傳感觸發(fā)模塊、6-計算機顯示屏、7-位置校準(zhǔn)圖案、8-屏幕接觸探測器、9-光信號發(fā)射器及10-握柄。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖I為現(xiàn)有光學(xué)投影系統(tǒng)，所述現(xiàn)有光學(xué)投影系統(tǒng)只能將計算機I中信息通過投影儀2投射到投影屏幕3上；所述投影屏幕3 —般為投影布或墻體。圖2和圖4所示為本實用新型提供的帶有信號反饋裝置的互動式投影系統(tǒng)示意圖，本實用新型的信號反饋裝置包括傳感觸發(fā)模塊5及用于采集投影圖像并接收傳感觸發(fā)模塊5觸發(fā)信號的采集接收裝置；所述傳感觸發(fā)模塊包括握柄10及位于所述握柄10 —端端部的光信號發(fā)射器9與屏幕接觸探測器8 ;屏幕接觸探測器8接觸投影圖像后，觸發(fā)光信號發(fā)射器9發(fā)出接觸信號，采集接收裝置接收所述觸發(fā)信號，以對投影圖像的接觸反饋。本實用新型的信號反饋裝置與計算機I、投影儀2及投影屏幕3構(gòu)成的光學(xué)投影系統(tǒng)一起形成互動式投影系統(tǒng)，當(dāng)信號反饋裝置內(nèi)的采集接收裝置將觸發(fā)信號反饋到計算機I內(nèi)時，計算機I根據(jù)觸發(fā)的位置信息與計算機I內(nèi)的內(nèi)容關(guān)聯(lián)后，調(diào)整計算機I通過投影儀2在投影屏幕3上顯示輸出內(nèi)容，以實現(xiàn)操作者與投影系統(tǒng)的互動。如圖5所示所述屏幕接觸探測器8包括力敏電阻RL，所述力敏電阻RL與光信號發(fā)射器9內(nèi)三極管Ql的基極端相連，力敏電阻RL對應(yīng)于與三極管Ql的基極端相連的另一端與直流電源E的正極端相連，直流電源E的負(fù)極端通過第二電阻R2與三極管Ql的基極端相連；三極管Ql的集電極端通過第一電阻Rl與直流電源E的陽極端相連，三極管Ql的發(fā)射極與發(fā)光二極管Dl的陽極端相連，發(fā)光二極管Dl的陰極端與直流電源E的負(fù)極端相連，第二電阻R2的兩端并聯(lián)有電容Cl。三極管Q為NPN型三極管。操作者通過握柄10拿取傳感觸發(fā)模塊5，當(dāng)屏幕接觸探測器8觸碰到投影屏幕3的時候，屏幕接觸探測器8內(nèi)的力敏電阻RL會感受到一定的壓力，導(dǎo)致力敏電阻RL的電阻值降低，以觸發(fā)光信號發(fā)射器9發(fā)出觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號能被采集接收裝置接收反饋到計算機I內(nèi)；所述采集接收裝置包括攝像頭4及位于所述攝像頭4上的紅外濾波片，通過攝像頭4能夠采集投影屏幕3上的投影圖像，通過紅外濾波片接收觸發(fā)信號后，能夠?qū)⒂|發(fā)位置信息反饋到計算機I內(nèi)。具體地，當(dāng)力敏電阻RL沒有受到外力的時候，阻值比較大，三級管Ql的基極b端電壓比較低，三極管Ql的集電極c與發(fā)射極e之間處于關(guān)斷狀態(tài)，此時發(fā)光二極管Dl不會發(fā)光。當(dāng)力敏電阻RL受到外力作用，其阻值會降低，三級管Ql基極b端電壓會隨之升高。當(dāng)基極b端電壓超過三極管Ql開啟電壓以后，三級管Ql的集電極c與發(fā)射極e與之間轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，發(fā)光二極管Dl開始發(fā)光，形成相應(yīng)的觸發(fā)信號。為了降低投影屏幕3上反射光對信號發(fā)射器9發(fā)出光信號的干擾，信號發(fā)射器9中的發(fā)光二極管采用了紅外發(fā)光光源，在攝像頭4的光信號輸入端，也裝有與光信號發(fā)射器9的紅外光源相匹配的紅外濾波片，該濾波片會過濾掉其它波長的光，只允許紅外光線進(jìn)入到攝像頭4中。攝像頭4接收到光信號發(fā)生器9發(fā)出的紅外光信號以后，會將接收到紅外光信號的像素位置信息傳送到計算機I中，計算機I會利用“攝像頭像素位置與計算機顯示屏位置對應(yīng)關(guān)系”計算出投影屏幕3上的發(fā)光位置所對應(yīng)的計算機顯示屏6上的位置，實現(xiàn)了將投影屏幕3上的信息通過信號反饋裝置傳送至計算機I的功能。如圖3所示在本實用新型開始工作之前，首先要校準(zhǔn)攝像頭4中像素位置與計算機I屏幕位置的對應(yīng)關(guān)系。校準(zhǔn)過程為先在計算機顯示屏6上顯示一個專門設(shè)計的位置校準(zhǔn)圖案7，通過投影儀2將位置校準(zhǔn)圖案7投射到投影屏幕3上。位置校準(zhǔn)圖案7中黑色方塊的4個頂角(A、B、C、D)與中間白色十字的中心點在計算機屏幕6上的位置坐標(biāo)是已知 的。攝像頭2拍攝到投射在投影屏幕3上的位置校準(zhǔn)圖案7以后，會將該圖案的信息傳送到計算機I中。利用圖像處理軟件對接收到的信息處理以后，計算機I可以得到像素位置校準(zhǔn)圖案7中的4個頂角(A、B、C、D)與中間白色十字的中心點在攝像頭4中對應(yīng)的像素位置坐標(biāo)，這樣就得到了上述五個特征點在計算機顯示屏6上的位置坐標(biāo)與攝像頭4像素位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。計算機上安裝的控制軟件會根據(jù)這五對坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可以計算出攝像頭4中每個像素所對應(yīng)的計算機屏幕6上的位置坐標(biāo)，以得到“攝像頭像素位置與計算機顯示屏位置對應(yīng)關(guān)系”。計算出上述位置對應(yīng)關(guān)系以后，就完成了攝像頭4中像素位置與計算機屏幕6位置的校準(zhǔn)工作。當(dāng)攝像頭4通過紅外濾波片接收外部的觸發(fā)信號后，通過上述位置校準(zhǔn)后，計算機I內(nèi)識別傳感觸發(fā)模塊5在投影屏幕3上的觸發(fā)位置，根據(jù)觸發(fā)位置能確定需要進(jìn)行的操作，從而計算機I能根據(jù)所述觸發(fā)操作要求調(diào)整投影屏幕3的輸出內(nèi)容，達(dá)到互動投影的目的。上述信號反饋裝置在光學(xué)投影系統(tǒng)中的作用與觸摸屏在互動式白板系統(tǒng)中的作用相同。利用這套信號反饋裝置，與計算機進(jìn)行相應(yīng)配合，就可以在光學(xué)投影系統(tǒng)中實現(xiàn)各種不同的人機互動功能，適應(yīng)范圍廣，能提高光學(xué)投影系統(tǒng)操作的方便性。
權(quán)利要求1.一種用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其特征是包括傳感觸發(fā)模塊(5)及用于采集投影圖像并接收傳感觸發(fā)模塊(5)觸發(fā)信號的采集接收裝置；所述傳感觸發(fā)模塊包括握柄(10)及位于所述握柄(10)—端端部的光信號發(fā)射器(9)與屏幕接觸探測器(8);屏幕接觸探測器(8 )接觸投影圖像后，觸發(fā)光信號發(fā)射器(9 )發(fā)出接觸信號，采集接收裝置接收所述觸發(fā)信號，以對投影圖像的接觸反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其特征是所述屏幕接觸探測器(8)包括力敏電阻(RL)，所述力敏電阻(RL)與光信號發(fā)射器(9)內(nèi)三極管(Ql)的基極端相連，力敏電阻(RL)對應(yīng)于與三極管(Ql)的基極端相連的另一端與直流電源(E)的正極端相連，直流電源(E)的負(fù)極端通過第二電阻(R2)與三極管(Ql)的基極端相連；三極管(Ql)的集電極端通過第一電阻(Rl)與直流電源(E)的陽極端相連，三極管(Ql)的發(fā)射極與發(fā)光二極管(Dl)的陽極端相連，發(fā)光二極管(Dl)的陰極端與直流電源(E)的負(fù)極端相連，第二電阻(R2)的兩端并聯(lián)有電容(Cl)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其特征是所述采集接收裝置包括用于采集投影圖像的攝像頭(4)以及位于攝像頭(4)上的紅外濾波片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其特征是所述攝像頭(4 )與計算機(I)相連，計算機(I)通過投影儀(2 )在投影屏幕(3 )上顯示輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，其特征是所述三極管(Ql)為NPN型三極管。
專利摘要本實用新型涉及一種信號反饋裝置，尤其是一種用于互動投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，屬于信號處理的技術(shù)領(lǐng)域。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述用于互動式投影系統(tǒng)的信號反饋裝置，包括傳感觸發(fā)模塊及用于采集投影圖像并接收傳感觸發(fā)模塊觸發(fā)信號的采集接收裝置；所述傳感觸發(fā)模塊包括握柄及位于所述握柄一端端部的光信號發(fā)射器與屏幕接觸探測器；屏幕接觸探測器接觸投影圖像后，觸發(fā)光信號發(fā)射器發(fā)出接觸信號，采集接收裝置接收所述觸發(fā)信號，以對投影圖像的接觸反饋。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)投影系統(tǒng)的互動操作，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
文檔編號G06F3/042GK202533911SQ201220184748
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者金天 申請人:金天