[发明专利]一种光源定位装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光源定位技术，特别涉及一种光源定位装置和方法，该光源一般是红外光、单色光或激光等等。

背景技术

随着红外触摸技术或使用其它光源的触摸技术的飞速发展，红外光或其它光源的定位技术得到了广泛的应用，在触摸系统尤其是大屏幕触摸系统中大量采用了红外光或其它光源的定位技术。

采用了红外光或其它光源定位技术的触摸系统，其结构一般包括摄像头、光学书写笔、用于光学书写笔的光波成像的书写屏幕、投影模块和数据处理模块等等。

光学书写笔可以是发光笔，发出红外光、单色光或激光等等，此时，摄像头一般带有与该光学书写笔同色的单色滤光片，由摄像头拍摄屏幕图像后送到数据处理模块，数据处理模块分析出具体的图像点在屏幕上的位置坐标，再由投影模块在屏幕上进行显示。

光学书写笔也可以是非光源物体或者无源笔，比如手指、反光效果比较好的白色模拟笔等，光学书写笔依靠反射光波来形成图像点，屏幕的周边设置有单色光源，单色光源发出的光可以覆盖到整个屏幕的显示区域，摄像头一般带有与该单色光源同色的滤光片，如果光源亮度足够，就不需要滤光片。

上述采用了红外光或其它光源定位技术的触摸系统，无论光学书写笔是发光笔还是非光源物体或者无源笔，其定位方法均可以概括为：摄像头捕获的图像点，是位于屏幕附近区域的光学书写笔发射或反射的红外光、单色光或激光等在屏幕上形成的亮斑，该图像点是以屏幕上的一部分的形式由摄像头捕获，再由数据处理模块分析具有屏幕图像点的屏幕图像来实现图像点定位。对应上述定位方法的定位装置，结构上包括光学书写笔、屏幕、摄像头和数据处理模块，当光学书写笔采用非光源物体或者无源笔时，还包括单色光源，必要时还需设置有滤光片。上述定位装置由于摄像头捕获的是整个屏幕图像，而数据处理模块实现图像点定位是通过分析整个屏幕图像来获取图像点，数据处理模块的工作量大，算法复杂，降低了分析出的图像点坐标位置的准确度。再者，当光学书写笔采用发光笔，位于屏幕前较远的区域时，其在屏幕上形成的亮斑面积通常会比较大，这也增加了数据处理模块的工作量，也降低了分析出的图像点坐标位置的准确度，采用激光等方向性单一的光源可以形成较小的亮斑，但对用户的操作精度要求高，影响实际应用；当光学书写笔采用非光源物体或者无源笔时，屏幕上的图像点实质上是光学书写笔反射在屏幕上的反射亮斑，亮斑面积通常会比较大，也增加了数据处理模块的工作量，降低了分析出的图像点坐标位置的准确度，而且，需要单色光源发出的光强度比较大。

另外，由于触摸系统一般固定在LCD或其他显示设备的显示面前，如红外触摸，电容触摸，以及电阻触摸等都存在以下问题：在屏幕前附近区域的热辐射和电磁辐射很大，长期使用会对位于屏幕前附近区域的人体造成比较大的伤害，限制了定位技术的应用拓展，同时由于人体位于屏幕前附近区域，相对于屏幕的视觉角度比较小，在屏幕前附近区域进行触摸操作带来了一些限制。而在使用红外定位或其他光源定位的多点定位系统时，由于图像点所对应的在屏幕上的亮斑都具有一定大小的面积，数据处理模块需要采用平均值计算来确定各个亮斑所对应的图像点位置，当由多个光电书写笔在屏幕上形成的亮斑存在重叠区域时，就容易出现多个点的重复死点无法解决等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种光源定位装置，本发明光源定位装置通过对光源直接进行定位，提高了定位准确度。

本发明的另一目的在于提供上述光源定位装置实现光源定位的方法。

本发明的再一目的在于提供一种采用上述光源定位装置的触摸系统。

本发明的第四个目的在于提供上述触摸系统的实现方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：光源定位装置，包括：

光发射模块，用于发出散射光；

与数据处理模块电连接的光接收模块，包括设置在屏幕边框上用于接收光发射模块发出的散射光的光接收管，以及用于调整光接收管的光接收角度，使每n个光接收管在屏幕边框前方一定空间的有效接收区域存在一个重叠的有效接收区域，且所有光接收管的重叠有效接收区域均匀分布在屏幕前方一定空间，并覆盖屏幕边框前方的一个完整区域面的遮光片；

数据处理模块，分析和统计接收到光发射模块散射光的光接收管个数以及其在边框上的位置，结合数据处理模块存储的各个光接收管在屏幕边框上的位置，以及每n个光接收管所对应的重叠有效接收区域的空间位置，计算出光发射模块的空间位置。