CN101770317A - 触摸电子白板 - Google Patents

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Abstract

一种触摸电子白板装置，主要包括摄像头、发光灯、反光条、板体、信号处理电路等，其特征在于，在每个摄像头的前方安装有一个反射镜与镜头光轴呈45度角，以使侧向的物体能被摄像头看到。有一个或一个以上的所述反光条是由多片小反光片呈不同倾斜角度排列构成。由于反光镜的引入，可在普通白板上进行贴附安装实现触摸电子白板，可以与显示器构成一体化的触摸屏，立体结构的反光条使产品的性能大大提高。

Description

触摸电子白板
技术领域
本发明涉及一种电子白板，尤其是一种采用反光边框和图像传感器进行位置检测的触摸电子白板。
背景技术
电子白板系统的实现基础是笔迹跟踪，即位置指示与位置检测计算技术。按照使用方式不同，电子白板可以分为需要专用笔的电子白板和不需要专用笔的电子白板两种类型。不需要专用笔的电子白板可以检测任何接近或接触到白板表面的物体的位置，所以是可以用人的手指进行触摸操作的，因此一般称为触摸电子白板。触摸电子白板一般采用压力感应、图像处理等技术。其中采用图像处理技术的产品中较成熟的一种是这样构成和工作的：有两个摄像头处于白板边框的两角，能够接收到屏幕边框图像，在白板边框安装有反光条，反光面对屏幕方向，紧靠每个摄像头安装有一组发光灯，其发光均匀照射相对的反光条，反光条的表面贴有一层具有逆反光作用的反光膜，从而在摄像头中可以观测到明显亮于背景的亮带，其反光原理与通常交通标志的反光原理相同。当有物体接近白板表面而遮挡到反光条时，出现反光条亮带的缺损，系统可以根据两摄像头同时观测到的缺损的位置计算出物体在白板二维表面的位置坐标。中国专利公开号CN101145091，申请号200710047703.X，名称为“基于红外线摄像的触摸屏及其定位检测方法”的申请公开说明书，以及中国专利公开号CN101498980，申请号200910038040.4，名称为“基于红外线摄像的触摸显示屏边框、系统及计算方法”的申请公开说明书中分别描述了这样的技术。目前已经有相关产品。这种触摸电子白板具有结构简单、成本低、精度较高等优点，但在实际应用中存尚需要解决以下问题，一是外观和安装问题，现有技术和产品中摄像头直接对准边框采集图像，光轴需要接近但略高于白板板面或显示屏表面，但由于摄像头本身具有一定的体积侧向线度，从而必然有部分突出于板面以上，不美观。另一方面，为了使光轴靠近白板表面或显示屏表面，必须将摄像头放置在板体的边框以外，这在某些应用中是不方便的。另一个需要解决的问题是，由于目前技术中反光条是平直的，同一反光条的不同位置与摄像头的倾斜角度不同，而现有反光膜的反光效率在入射光倾斜角度较大时会迅速下降，从而摄像头观察到的反光条的不同位置的亮度可以相差很大，这对系统的检测灵敏度、工作可靠性和光源效率等显然都是非常不利的，其中最主要的问题是，为了保证反光条最暗处的检测，必须提高发光灯发光功率，而很亮的照射会使近处的物体本身很亮而干扰检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的摄像头光路结构，以使在普通白板上可以实现简便的表面附着安装，而在显示屏上可以实现一体化且美观的安装，本发明的另一个目的是提供一种新的反光条结构以解决反光条边角过暗的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种触摸电子白板，主要包括摄像头、发光灯、反光条、板体、信号处理电路等，有一个以上的所述摄像头，其输出信号连接到所述的信号处理电路，紧靠每个所述摄像头安装有一组发光灯，其发光照射所述的反光条，有两个或三个反光条，其特征在于，在每个摄像头的前方安装有一个反射镜。所述的反光镜紧靠镜头设置并且与镜头光轴呈45度角，以使侧向的物体能被摄像头看到；有一个或一个以上的所述反光条是由多片小反光片呈不同倾斜角度排列构成，不同位置的小反光片的倾斜角度根据其与摄像头之间的位置关系进行独立设置，使摄像头观察到的反光条上距离较远处的反光表面倾斜角尽量降低，而较近处的反光表面的倾斜角度可以有所增大，从而进一步改善反光条的反光亮度的均匀性。
由于采用了上述技术方案，本发明的触摸电子白板具有这样的有益效果：由于反光镜的引入，可以将摄像头指向白板表面安装，可以在任何普通白板上进行简便的板面贴附安装实现触摸电子白板；由于反射镜的引入，可以将摄像头放置在平板显示器屏幕所在平面的后侧，从而不影响显示器外观而构成触摸屏；由于多片小反光片的倾斜角度的合理设计可以使摄像头观察到的反光条最暗处的反光强度大大提高，并且反光条整体亮度均匀性改善，从而使系统性能大大提高。
附图说明
图1是本发明的第一个实施例的正面观察示意图。
图2是本发明的第一个实施例的侧面观察示意图。
图3是本发明的第二个实施例的正面观察示意图。
图4是本发明的第二个实施例的顶视示意图。
图中：1-摄像头，2-发光灯，3-反光条，4-小反光片，5-信号处理电路，6-板体，7-反射镜。
具体实现方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明第一个实施例的正面观察示意图。摄像头1安装在一个62英寸16∶9的液晶显示器6的外框上边两侧上方，两个摄像头1指向显示器6前方，其镜头前方各有一个反射镜7，与摄像头1的镜头光轴呈45度角度，从而在摄像头中经过反射镜7的反射可以观察到对应的反光条图像。在显示器6外框的另外三边各贴有一个反光条3，两组发光灯2由红外发射管做成，其发光照射到各自相对的两条反光条3上，反光条3中，下边的一条由7个小反光片4构成，其安装的倾斜角度是两侧对称，自外向内的三对小反光片4与反光条轮廓边线的夹角分别为30度，20度和15度，中间的一片与反光条轮廓边线平行。
在本实施例中，摄像头1的镜头采用针孔镜头，反光条的反光材料采用普通的玻璃微珠反光膜，反光条的宽度，即反光膜的宽度为3毫米，反射镜7是大约长15毫米宽8毫米厚度1毫米的镀膜玻璃，发光灯2是直径3mm红外发射管，整个装置高出显示器前缘平面约6毫米，这样可以通过边框的合理设计使触摸白板装置与显示器融为一体，比较美观。同时，因为从每个摄像头1到相对的左侧或右侧反光条的观察倾斜角度(即观察方向与反光条边线垂直方向的夹角)不大，约为0度到30度之间，所以左右两条反光条3仍然可以采用现有技术的平面反光条形式。而下边较长，从摄像头1到其底边最远端的倾斜角为近60度，且距离较远，所以如果用现有技术的平面结构反光条，则反光条的反光强度靠近远端边角处将迅速降低。采用了本实施例中所提供的立体结构的反光条3后，摄像头到最远端反光面的观察倾斜角减小了30度，而最近处的观察倾斜角增加了30度，这样在大大提高了远端的反光强度的同时，也适当降低了近端的反光强度，更改善了反光条的整体均匀性。实践也证明，这种改进的触摸电子白板在物体检测灵敏度、系统的整体可靠性、抗干扰性能等各方面都由明显提高，同时发光灯总体耗电可以适当降低，大大提高了能量利用效率。
图2中，本实施例的的侧视图，摄像头1是朝向显示屏前方的，处于边框上方，反射镜7探出显示器6前缘平面大约3毫米，而发光灯2稍高反射镜7出以使光线射出。可以看出此结构下触摸白板装置高出显示器前缘平面仅约6mm。
图3是本发明第二个实施例的正面观察示意图。其中板体6是一个长约2米，高约1米的普通白板。两个摄像头1安装在左侧两角，镜头垂直朝向板面，通过支架直接贴附在白板表面，通过反射镜7可以接收到相应反光条3的图像，反射镜7尽量接近板面。发光灯2略离开白板表面以不遮挡光路。右侧反光条3采用现有平面结构，上下两个反光条3采用立体结构，其中自右侧向左侧，小反光片4与边线的夹角从60度到20度渐变。采用了这种结构的反光条3以后，上下两条反光条3的右侧在相对的摄像头中的亮度比采用平面结构反光条大大提高了，对系统的性能改善非常有益。小反光片的位置和长度根据可以根据这样的原则来设计：从摄像头到远端小反光片的观察线与此小反光片表面接近垂直，在自摄像头方向观察反光面没有间隙的条件下小反光片间的距离尽量远，在空间允许条件下小反光条尽量长。
在上述两个实施例中，都是采用廉价的玻珠反光膜构成反光表面，而实测反光性能却大大超过采用高档反光膜的现有技术的平面结构反光条，这也是本发明的一个有益效果。实际制作可以采用板条材料进行激光切割等加工成为经计算的锯齿形状，然后在相应锯齿边上附着反光膜形成本发明的立体结构的反光条。具体的形状可以适当简化以便于操作。
另外，由于本发明中的反光条的反光性能优良，对产品中反光条的宽度要求也可以大大降低，现有相关产品中反光条的反光面宽度需要约10毫米，而采用了本发明的触摸电子白板其反光条的反光面宽度可以在1毫米到3毫米之间，这样有利于产品外观的改善。

Claims (6)

1.一种触摸电子白板，包括摄像头1、发光器2、反光条3、信号处理电路5板体6等，摄像头1的信号输出连接到所述的信号处理电路5，发光器2紧靠摄像头1的镜头并照射反光条3，有两组或以上的摄像头与发光器，其特征在于：所述摄像头1的镜头前方安装有反射镜7，反射镜7的安装角度使得摄像头1通过反射镜7可以接收到相应反光条3的图像。
2.根据权利要求1所述的触摸电子白板，其特征在于：所述的板体6为一个平板显示器，所述的摄像头1和发光器2有两组，分别安装在此显示器6的边框的两个相邻角，摄像头1的镜头指向显示器6的屏幕前方。
3.根据权利要求1所述的触摸电子白板，其特征在于：所述的板体6为普通白板，所述的摄像头1有两个，其镜头垂直指向板体6的表面并通过支架贴装在板体6的表面，反光条3也贴装在板体6的表面。
4.根据权利要求1或2或3所述的触摸电子白板，其特征在于：所述的反光条3中的一个或一个以上是由多个小反光片4呈不同倾斜角排列构成的。
5.根据权利要求4所述的触摸电子白板，其特征在于：所述的反光条3中的反光膜的宽度为1毫米到3毫米。
6.根据权利要求4所述的触摸电子白板，其特征在于：所述的小反光片4是由附着在锯齿形板条材料表面的反光膜构成的。
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