CN100356305C - 图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够使用户更容易利用触摸屏功能的图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法。本发明图像设备的触摸笔实现装置是由下述部分构成：安装摄像机并利用摄像机摄像画面特定的地点的同时，为传送被摄像地点的图像而设置的触摸笔；并且，通过触摸笔接收摄像地点的图像来计算相对全体画面的摄像地点坐标，并识别相应于摄像地点坐标的用户命令的同时，对系统的工作进行控制的图像设备。本发明利用为摄像画面特定地点的小型摄像机来实现触摸笔，因此能够更好的实现用户输入装置。

Description

图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种触摸笔(Touch Pen)实现装置，特别是涉及一种能够使用户更容易利用触摸屏功能的图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法。

背景技术

通常，触摸屏(Touch Screen)是不使用键盘，它是指在画面(屏幕)上显示的文字或特定位置上，用人的手或物体触摸之后，它能够鉴别其触摸位置，并通过存储器存储的软件进行特定处理的同时，在画面上直接接收输入信息的画面而言。

这种触摸屏一般是在显示器的画面上附着触摸板(Touch Panel)来发挥其功能的一种触摸屏幕。人们的眼睛看不着的红外线在触摸板的左、右、上、下流动的同时，在画面上能够形成四角形四方格子，因此，用手尖以及其他物体触摸四角形四方格子时，触摸板具有能够鉴别其位置的功能。

因此，把设置触摸板的屏幕上显示的文字或图形画面信息，用手进行触摸时，根据被触摸画面的位置来鉴别用户选择的项目是什么，并相应于用户选择项目的命令传送到电脑中进行处理，因此很容易得到用户希望信息。

特别是，对键盘及鼠标等输入工具不容易兼备的小型电子手册等设备的情况，触摸板作为非常有用的输入模式广泛被使用。

但是，在电子手册或移动用电脑中，由于其屏幕较小用户用手指把希望的图标直接触摸是有困难的，并且有可能按错邻接的其他位置，因此通常使用其先端部制作成具有多少迟钝尖头的圆珠笔形状触摸笔(Touch Pen)。这种触摸笔具有类似于圆珠笔形状并为携带方便设置了套子等。

更进一步来说，在一般阴极射线管(CRT)、等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)等平板电视中，也利用上述触摸笔的实现原理构成输入工具，因此使用户更容易使用触摸屏功能。

传统技术图像设备的触摸笔实现装置，如图1所示，在屏幕10的外角各自安装了光检测器21-24。

此时，光检测器21-24可以是红外线(Infrared Ray)检测器或射频{RF(RadioFrequency)}检测器。

例如，如果使用红外线模式的光检测器21-24，则在屏幕10内部由于红外线在流动，因此在屏幕10上形成非常多的矩阵形行列。即利用光检测器矩阵模式实现触摸笔功能。

此时，如果用户用手尖或者其他物体触摸屏幕10的规定位置30，则通过光检测器21-24检测触摸位置，并从图像设备的系统控制部得到被检测位置信息来实现触摸屏功能。

但是，上述传统技术图像设备的触摸笔实现装置存在如下问题：

第一，为实现触摸笔功能使用高价的光检测器，因此成为产品成本增加的主要原因。

第二，设置在屏幕上的检测器出现误动作时，由于不能形成正确地位置(坐标)的检测，因此降低产品可靠性。

第三，为安装许多个检测器，需要屏幕周边电源及控制信号线，因此不仅成为成本上升的主要原因，而且影响产品的美观设计。

发明内容

为此，本发明是为解决上述存在的问题而提出的，其目的是提供一种在图像显示设备中能够更便宜且容易实现触摸笔功能的图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法。

为达到上述目的而开发的本发明图像设备的触摸笔实现装置是由下述部分构成：安装摄像机并利用摄像机摄像画面特定的地点(Point)的同时，为传送被摄像地点的图像而设置的触摸笔；并且，通过触摸笔接收摄像地点的图像来计算相对全体画面的摄像地点坐标，并识别相应于摄像地点坐标的用户命令的同时，对系统的工作进行控制的图像设备。

此时，触摸笔是由下述部分构成：为摄像在图像设备中显示的图像特定地点而设置的摄像部；为了把摄像部摄像的图像处理为能够输出的信号而设置的图像处理部；为了把图像处理部处理的摄像图像传送到图像设备而设置的数据发送部。

并且，图像设备是由下述部分构成：从外部输入的图像信号以画面的帧单位进行存储而设置的第1存储部；为存储相关控制程序及识别图像信息而设置的第2存储部；利用第2存储部存储的识别图像信息来产生识别图像画面的帧，并顺次接收第1存储部中存储的图像画面的帧，同时为了在一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后能够进行输出对其进行处理而设置的图像处理部；为了在画面上输出从图像处理部处理的图像而设置的信号输出部；为了从触摸笔接收特定地点摄像的图像而设置的数据接收部；为了比较从图像处理部输出的识别图像画面的帧和通过数据接收部接收的摄像的图像而设置的比较部；根据用户要求，把识别图像画面的帧插入到图像画面的帧之后输出到画面上，并且，如果比较部的比较结果，摄像的图像与识别图像画面的帧具有相同模式的图像，则通过识别图像画面的帧，识别摄像的图像坐标，并根据相应用户命令，对系统的工作进行控制的控制部。

并且，为达到上述目的而开发的本发明图像设备的触摸笔实现装置控制方法是由下述阶段组成：如果当前用户接口为触摸笔模式，则对用户是否输入触摸笔工作命令进行判断阶段；如果从用户输入了触摸笔工作命令，则在一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后在画面上进行输出阶段；用户利用触摸笔，在画面上输出的全体图像中，对特定地点进行摄像阶段；通过触摸笔摄像的图像和识别图像画面的帧进行比较阶段；如果比较的结果，摄像的图像和识别图像画面的帧具有相同模式的图像，则通过识别图像画面的帧，把摄像的图像坐标进行计算阶段；对相应于计算的摄像图像坐标的用户命令进行识别阶段。

本发明具有如下效果：

第一，利用为摄像画面特定地点的小型摄像机来实现触摸笔，因此能够更好的实现用户输入装置。

第二，随着数字摄像机的普及，可以用低费用实现触摸笔。

第三，利用设置摄像机的触摸笔来实现图像设备的输入装置时，对摄像地点的图像以固定的特定模式进行识别，因此能够更正确地识别位置坐标，从而提高了产品可靠性。

附图说明

图1是传统技术图像设备的触摸笔实现装置的一个实施例图。

图2是本发明图像设备的触摸笔状态表示图。

图3是本发明触摸笔构成框图。

图4是本发明图像设备的触摸笔实现装置的构成框图。

图5是图4的比较部工作表示图。

图6是本发明图像设备的触摸笔实现装置控制方法流程图。

图中：

100：画面          110：电视系统

111：控制部        112：第1存储部

113：第2存储部     114：图像处理部

115：信号输出部    116：比较部

117：第3存储部     118：数据接收部

120：触摸笔        121：摄像部

122：存储部        123：图像处理部

124：数据发送部

具体实施方式

对本发明图像设备的触摸笔实现装置及其控制方法典型实施例，参照附图说明如下：

首先，本发明图像设备的触摸笔实现装置，如图2所示是由下述部分构成：安装摄像机并利用摄像机摄像画面100特定的地点(Point)的同时，为传送被摄像地点的图像而设置的触摸笔120；并且，通过触摸笔120接收摄像地点的图像来计算相对全体画面的摄像的地点坐标，并将识别相应于摄像地点坐标的用户命令的同时，对系统的工作进行控制的图像设备，所述的图像设备为电视系统110。

此时，触摸笔120如图3所示，是由下述部分构成：为摄像电视系统110中显示的画面100特定地点而设置的摄像部121；为了暂存摄像部121摄像的图像而设置的存储部122；为了把经过存储部122输出的摄像的图像，处理为能够输出的信号而设置的图像处理部123；为了把图像处理部123处理的摄像的图像传送到电视系统110而设置的数据发送部124。

并且，电视系统110如图4所示，是由下述部分构成：从外部输入的图像信号以画面的帧单位进行存储而设置的第1存储部112；为存储相关控制程序及识别图像信息而设置的第2存储部113；利用第2存储部113存储的识别图像信息来产生识别图像画面的帧，并顺次接收第1存储部112中存储的图像画面的帧，同时为了在一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后能够进行输出对其进行处理而设置的图像处理部114；为了在画面上输出从图像处理部114处理的图像而设置的信号输出部115；为了从触摸笔120接收特定地点摄像的图像而设置的数据接收部118；为了比较从图像处理部114输出的识别图像画面的帧和通过数据接收部118接收的摄像的图像而设置的比较部116；为把经过数据接收部118输入的特定地点的图像进行暂存之后输出到比较部116而设置的第3存储部117；根据用户要求，把识别图像画面的帧，插入到图像画面的帧之后输出到画面上，并且，如果比较部116的比较结果，摄像的图像与识别图像画面的帧具有相同模式的图像，则通过识别图像画面的帧，识别摄像的图像坐标，并根据相应用户命令，对系统的工作进行控制的控制部111。

对如上述构成的本发明图像设备的触摸笔实现装置各构成部件的工作说明如下：

本发明触摸笔120是一种输入用户控制命令的电视系统110的输入装置。

在这里，触摸笔120的摄像部121是一种小型摄像机，它是根据用户要求将电视系统110的画面100上显示的特定地点的图像进行摄像。

通过摄像部121摄像的图像，经过存储部122输出到图像处理部123，此时，图像处理部123从存储部122接收摄像的图像，并把接收的图像处理为能够输出到电视系统110的信号形态；而数据发送部124把图像处理部123中处理的摄像的图像数据输出到电视系统110。

为了用户对触摸笔120工作更容易进行操作，在触摸笔120的罩上设置了动作按钮，因此，如果用户输入动作按钮，则触摸笔120系统的微处理器(图中省略)识别用户输入动作按钮，并通过数据发送部124把触摸笔120的动作信号传送到电视系统110。

并且，本发明电视系统110通过触摸笔120接收用户的控制命令。

如果控制部111接到从触摸笔120传送的动作信号，则为使能够识别通过触摸笔120输入的用户命令，对系统进行全面控制。

第1存储部112作为一种为了把准备在画面100上输出的图像信号以画面的帧单位进行存储的存储器，通常存储3到6画面的帧并按顺次进行输出。而第2存储部113通常存储相关的控制程序和识别模式信息。

图像处理部114将第1存储部112输出的图像画面的帧处理为能够进行输出的信号形态，并根据控制部111的控制信号，利用第2存储部113中存储的识别图像信息来产生识别图像画面的帧，同时对一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后，对信号进行处理。

例如，如果电视系统110以720p每秒输出30画面的帧图像，则每秒输出30画面的帧，对其中的一定量的画面的帧，插入识别图像画面的帧(大约每秒2画面的帧)。

信号输出部115把图像处理部114处理的图像信号输出到画面100上。

数据接收部118接收用户通过触摸笔120摄像的特定地点的图像的输入；而第3存储部117把经过数据接收部118输入的特定地点的图像进行暂存之后输出到比较部116。

比较部116如图5所示，接收从第3存储部117输出的摄像图像，即接收通过触摸笔120摄像的特定地点图像的输入的同时，还接收通过控制部111控制在图像处理部114中产生的识别图像画面的帧输入。并且，比较部116把摄像的特定地点图像和识别图像画面的帧进行比较，并根据摄像的特定地点的图像与识别图像画面的帧是否相同，将比较结果输出到控制部111。

控制部111根据比较部116的比较结果，如果用户通过触摸笔120摄像的图像与识别图像画面的帧具有相同的帧图像，则在全体识别图像画面的帧区域内(全体画面)，识别摄像的图像坐标的同时，还识别相应于摄像的图像坐标的用户命令。

即，如果用户利用触摸笔120指示(Indicate)画面100的特定地点，则通过触摸笔120中设置的摄像部121(摄像机)，摄像相应指示地点的图像，并将摄像的图像传送到电视系统110。此时，电视系统110接收从触摸笔120摄像图像的输入来识别用户指示的特定地点坐标，从而接收用户命令的输入。

本发明电视系统110及触摸笔120是为数据的接发送，通过通用外部设备接口(IEEE1394)或通用串行总线(USB)电缆进行连接；而数据发送部124和数据接收部118就是为连接通用外部设备(IEEE1394)或通用串行总线(USB)电缆而设置的输入/输出端口。

对如上述本发明图像设备的触摸笔实现装置的控制方法说明如下：

首先如图6所示，对电视系统110的用户接口是否为触摸笔模式进行判断(S110)。

如果判断为当前用户接口是触摸笔模式，则对触摸笔120的工作状态进行确认(S130)。如果用户输入设置在触摸笔的动作按钮，则把触摸笔120的动作信号传送到电视系统110；而电视系统110根据从触摸笔120传送的动作信号，对触摸笔120工作状态进行确认。

接着，如果根据用户要求触摸笔120开始工作，则对一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后输出图像画面(S150)。

在这里，识别图像画面的帧，通常是利用第2存储部113中存储的识别图像画面的帧产生的，它具有固定的模式。

然后，与触摸笔120动作一起，把画面上插入识别图像画面的帧图像进行输出。此时，如果用户利用触摸笔120指示画面的特定地点，则通过摄像部121对相应地点的图像进行摄像(S170)。

此时，对数据发送部124或数据接收部118的端口连接状态进行确认(S190)。

如果确认结果(S190)，数据发送部124或数据接收部118的端口连接状态存在异常，则把端口连接错误信息{例如，“请确认触摸笔连接电缆状态吧！”}进行显示(S210)。

另外，如果确认结果端口连接状态不存在异常，则触摸笔120把被摄像的地点图像传送到电视系统110(S230)。

然后，电视系统110对从触摸笔120传送的摄像图像与识别图像画面的帧是否相同进行判断(S250)。

如果判断结果(S250)，摄像图像与识别图像画面的帧具有不相同模式，则对这种情况判断为出错误，并忽略触摸笔120的输入(摄像图像)。

如果判断结果(S250)，从触摸笔120传送的摄像图像与识别图像画面的帧具有相同的帧图像，则对摄像图像相应于识别图像的哪个位置，即对通过触摸笔120摄像的地点坐标进行确认(S270)。

换句话说，电视系统110接收通过触摸笔120摄像的摄像地点图像的输入，并与识别图像画面的帧进行比较；而在识别图像画面的帧内部，对摄像地点的位置坐标进行确认同时，识别相应于其坐标的用户命令。

然后，如果当前用户接口不是触摸笔模式，则不插入识别图像画面的帧，只用图像画面的帧输出正常画面(S290)。

因此，本发明通过与设置摄像部121的触摸笔120接口来实现电视系统110的用户输入装置。

通过上述说明如果是本行业的技术人员，在不脱离本发明技术思想范围内可以有多样化的变更。

因此，本发明的技术范围不是由在典型实施例中说明的内容来限定，而是由权利要求书决定。

Claims (5)

1、一种图像设备的触摸笔实现装置，是由下述部分构成：安装摄像机并利用摄像机摄像画面特定的地点的同时，为传送被摄像地点的图像而设置的触摸笔；通过触摸笔接收摄像地点的图像来计算相对全体画面的摄像地点的坐标，并识别相应于摄像地点坐标的用户命令的同时，对系统的工作进行控制的图像设备，其特征在于所述的图像设备是由下述部分构成：

从外部输入的图像信号以画面的帧单位进行存储而设置的第1存储部；

为存储相关控制程序及识别图像信息而设置的第2存储部；

利用第2存储部存储的识别图像信息来产生识别图像画面的帧，并顺次接收第1存储部中存储的图像画面的帧，同时为了在一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后能够进行输出对其进行处理而设置的图像处理部；

为在画面上输出从图像处理部处理的图像而设置的信号输出部；

为了从触摸笔接收特定地点的摄像图像而设置的数据接收部；

为了比较从图像处理部输出的识别图像画面的帧和通过数据接收部接收的摄像的图像而设置的比较部；

根据用户要求，把识别图像画面的帧插入到图像画面的帧之后输出到画面上，并且，如果比较部的比较结果，摄像的图像与识别图像画面的帧具有相同模式的图像，则通过识别图像画面的帧，识别摄像的图像坐标，并根据相应用户命令，对系统的工作进行控制的控制部。

2、根据权利要求1所述的图像设备的触摸笔实现装置，其特征是所述的触摸笔由下述部分构成：

为摄像图像设备中显示的图像特定地点而设置的摄像部；

为了把摄像部摄像的图像处理为能够输出的信号而设置的图像处理部；

为了把图像处理部处理的摄像图像传送到图像设备而设置的数据发送部。

3、根据权利要求1所述的图像设备的触摸笔实现装置，其特征是所述的数据接收部就是通用外部设备接口或通用串行总线端口。

4、根据权利要求2所述的图像设备的触摸笔实现装置，其特征是所述的数据发送部就是通用外部设备接口或通用串行总线端口。

5、一种图像设备的触摸笔实现装置的控制方法，其特征是由下述阶段组成：

如果当前用户接口不是触摸笔模式，则不插入识别图像画面的帧，只用图像画面的帧输出正常画面阶段；

如果当前用户接口为触摸笔模式，则对用户是否输入触摸笔工作命令进行判断阶段；

如果从用户输入了触摸笔工作命令，则在一定量图像画面的帧，插入识别图像画面的帧之后在画面上进行输出阶段；

用户利用触摸笔在画面上输出的全体图像中，对特定地点进行摄像阶段；

通过触摸笔摄像的图像和识别图像画面的帧进行比较阶段；

如果比较的结果，摄像的图像和识别图像画面的帧具有不相同模式的图像，则对这种情况判断为出错误，并忽略触摸笔的输入阶段；

如果比较的结果，摄像的图像和识别图像画面的帧具有相同模式的图像，则通过识别图像画面的帧，把摄像的图像坐标进行计算阶段；

对相应于计算的摄像图像坐标的用户命令进行识别阶段。

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