CN112905104A - 外置触控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外置触控装置及方法，属于电子设备外设领域，其包括触控面板，触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点；获取装置，用于获取该设备的屏幕信息；处理装置，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；传输装置，用于将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备；与现有技术相比，直接点触控面板上的图像位置，该图像位置的触控点即可做出响应，控制计算机设备作出动作；整体装置无需操作系统、无需显示系统，即可实现直接投射画面实现交互控制，该装置可以替代电子白板，大大降低使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备外设领域，尤其涉及一种外置触控装置及方法。
背景技术
白板从上世纪后期开始，人们开始发明并使用书写白板，主要是为了避免粉尘侵害师生健康；随着技术的发展传统的白板被电子白板逐渐取代，近年来出现了交互式电子白板，用于会议或者教学场景。
交互式电子白板可以与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到计算机，并利用投影机将计算机上的内容投影到电子白板屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存，以及实现在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。
交互式电子白板由硬件电子感应白板（White Board）和软件白板操作系统集成，白板操作系统是存在于计算机中的一个软件平台，通过它可以支持人与白板、计算机、投影仪之间的信息交换；同时教师可以在白板上随意调用各种素材或应用软件教学；但是也正是这个白板操作系统导致电子白板的造价高；而且有的电子白板本身自带显示屏，造价就更高；目前市面上尚未有一种造价低廉，且适合教学使用的产品出现。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种外置触控装置及方法，用于会议或者教学场景使用，该装置本身无需内置操作系统，即可实现与计算机、计算机、投影仪之间交互；不仅造价低廉而且操作精准度高。
为实现上述目的，本发明提供一种外置触控装置，包括
触控面板，触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点；
获取装置，用于获取该带触控显示屏的外部设备的屏幕信息；
处理装置，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；
传输装置，用于将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备，外部设备根据该信息做出动作。
优选的方案，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格时，获取屏幕密度和触控面板的触控点密度值，并以分辨率与密度值较大者为标准生成虚拟坐标网格；且虚拟坐标网格上至少部分区域的坐标值与设备屏幕上的像素点一一对应。
具体的方案，虚拟坐标网格上与设备屏幕上的像素点一一对应的区域为有效区域；生成有效区域时，获取屏幕的高宽比，并生成与屏幕高宽比相同的有效区域。
具体的方案，生成与屏幕高宽比相同的有效区域时，先在虚拟坐标网格中生成与屏幕大小完全相同初级有效区域，再分别获取屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比；并根据高尺寸比、宽尺寸比对初级有效区域进行缩放。
另一方案，外部投影仪还投射画面信息至触控面板，其中画面信息由带触控显示屏的外部设备通过投影仪投射产生；虚拟坐标网格上与设备屏幕上的像素点一一对应的区域为有效区域；生成有效区域时，先在虚拟坐标网格中生成与屏幕大小完全相同初级有效区域，再分别获取屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比；并根据高尺寸比、宽尺寸比对初级有效区域进行缩放。
具体的方案，对初级有效区域进行缩放时，获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比是否一致，若一致则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比与宽尺寸比中的较小值对初级有效区域的宽和高进行缩放，得到有效区域；若不一致，且投影画面恰好覆盖全部触控面板，则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比值对初级有效区域的高和宽分别进行缩放，得到有效区域。
具体的方案，有效区域包括由边界点构成的有效边界线，触控面板设有由边界触控点构成的触控边界线；虚拟坐标网格覆盖触控面板时，该虚拟坐标网格的有效边界线与初始触控点的触控边界线重合。
具体的方案，有效区域为矩形区域，矩形区域的其中一个顶点为原点，触控面板设有标识点，效边界线与初始触控点的触控边界线重合时，原点与标识点重合。
具体的方案，触控点响应于外部刺激后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号，判断坐标信号是否为有效区域内的坐标，若坐标信号不属于有效区域内，则传输装置将该坐标信号传输至外部设备后，外部设备屏幕中无相应点响应于该坐标信号。
其中，传输装置为WiFi装置、蓝牙装置或者usb传输装置。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种外置触控方法，包括，
获取装置与带触控显示屏的外部设备连接，并获取该设备的屏幕信息；
处理装置根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；其中触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点。
传输装置将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备，外部设备根据该信息做出动作。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种外置触控系统，包括
外置触控装置、计算机设备和投影仪，投影仪与计算机连接，将计算机的显示画面投射至触控面板上；且传输装置与计算机设备连接，使得触控面板上触控点与计算机设备的屏幕像素点建立对应关系，刺激触控面板上的图像位置，该图像位置的触控点做出响应，控制计算机设备作出动作。
其中，投射仪用于对投射至触控面板上的画面的高宽比调节至与触控面板的高宽比一致。
本发明的有益效果是：本发明提供的外置触控装置，包括
触控面板，触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点；
获取装置，用于与该带触控显示屏的外部设备连接，并获取该设备的屏幕信息；
处理装置，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；
传输装置，用于将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备，外部设备根据该信息做出动作。
与现有技术相比，直接点触控面板上的图像位置，该图像位置的触控点即可做出响应，控制计算机设备作出动作；整体装置无需操作系统、无需显示系统，即可实现直接投射画面实现交互控制，其控制效果与传统的带系统交互式电子白板的控制效果相同，可以替代电子白板，大大降低使用成本。
附图说明
图1为本发明的外置触控装置与带触控显示屏的计算设备配套使用示意图；
图2为图1中的各个模块内部构造关系方框图；
图3为本发明的外置触控装置与投影装置、带触控显示屏的计算设备配套使用示意图；
图4为图3中的各个模块内部构造关系方框图；
图5为本发明的获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比一致时，初级有效区域缩放示意图；
图6为本发明的获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比不一致时，初级有效区域缩放示意图。
主要元件符号说明如下：
1、触控面板；2、带触控显示屏的计算机设备；3、投影装置；4、传输装置；5、获取装置；6、处理装置。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
如背景技术所述，教学领域中，现有的交互式白板均是自带操作系统，导致其价格昂贵，特别是一些交互式电子白板本身自带显示屏，造价就更高；基于此，本发明提供一种外置触控装置，用于替代现有的交互式电子白板；本发明的外置式触控装置，自身不带操作系统和显示系统，不仅价格便宜；且能带来良好的交互体验。
参阅图1和图2，外置触控装置包括触控面板、获取装置、处理装置和传输装置；在使用时，传输装置与外部带触控显示屏的计算机设备连接；获取装置，用于获取该带触控显示屏的外部设备的屏幕信息；处理装置根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；点触触控面板上显示画面的图像位置，触控板上的触控点相应于该点触刺激，在虚拟坐标网格中产生坐标信号，传输装置将该坐标信号传输至外部设备，外部设备屏幕上与该坐标信号对应的点作出反应，使得计算机设备作出动作，从而达到了在触控板上直接精确控制计算机设备的效果；与现有技术相比，整体装置无需操作系统、无需显示系统，即可实现直接投射画面实现交互控制，其控制效果与传统的带系统交互式电子白板的控制效果相同，可以替代电子白板，大大降低使用成本。
与传统的交互式电子白板相比，传统的交互式电子白板只能与装有配套软件的计算机设备连接才能实现交互，在会议或者教学过程中，必须将其他设备中的资料复制至该装有配套软件的计算机中，十分麻烦；本发明的外置触控装置可与外部任意的计算机设备连接，均能实现交互；即连即用，免去传输资料的麻烦。
在会议中，本发明的外置触控装置与计算机设备连接后，将计算机设备打开至输入模式，直接在触控面板上书写文字；其中，触控面板本身为白色，利用马克笔在触控板上书写时，全部书写痕迹均可在触控面板上保留，方便每一个参会者观看，同时书写时触控轨迹可以作用与计算机设备的输入法，使得书写的每一个文字又可以保持在计算机设备中，在会议后可以对计算机中录入的内容进行打印。
实例1：
计算机设备打开输入法的手写模式，直接在触控板上利用马克笔书写“专”，即可在计算机中输入“专”字。
参阅图3和图4，外置触控装置包括触控面板、获取装置、处理装置和传输装置；在使用时，传输装置与外部带触控显示屏的计算机设备连接；该计算机设备与投影装置连接，投影装置用于将计算机显示屏的显示画面投射至触控面板上显示。
在本实施例中，带触控显示的计算机设备可以是手机、平板电脑、带win10系统PC端，但不限于此。
在本实施例中，触控面板为电容式触控面板或者电阻式触控面板，但不限于此。
在本实施例中，处理装置根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格时，获取屏幕密度和触控面板的触控点密度值，并以分辨率与密度值较大者为标准生成虚拟坐标网格；且虚拟坐标网格上至少部分区域的坐标值与设备屏幕上的像素点一一对应。
屏幕分辨率是指屏幕纵、横方向上的像素点数，单位是px；屏幕分辨率是指屏幕单位长度上像素点的数量；触控面板的触控点密度值，是指单位长度上触控面板的触控点的数量；在生成虚拟坐标网格时，以触控点密度值和屏幕密度的较大值为标准生成；即若触控点的密度值较大，则虚拟坐标网格的最小单位为相邻触控点的距离，若屏幕密度值较大，则虚拟坐标网格的最小单位为相邻像素点之间的距离；因为只有显示屏幕上的每个像素点和触控面上的每个触控点都能在虚拟坐标网格上找到唯一的坐标值，才能精准将触控面板上的触控点与显示屏幕的像素点对应起来；若虚拟坐标网格的最小单位大于相邻像素点或者相邻触控点之间的距离，则会存在像素点或者触控点在虚拟坐标网格上无精准坐标的情况，也就会导致像素点和触控的对应关系出现问题，可能出现触控面板无法精准控制外部触控显示设备的情况，大大降低了交互体验感。
在本实施例中，虚拟坐标网格理论上为无限大区域，其中虚拟坐标网格上与设备屏幕上的像素点一一对应的区域为有效区域；虚拟坐标网格中的其余区域为无效区域，其中无效区域的坐标值与设备屏幕上的像素点无对应关系；生成有效区域时，获取屏幕的高宽比，并生成与屏幕高宽比相同的有效区域。
参阅图5，例如：屏模分辨率为1280*960，高宽比为4:3；则有效区域的高宽比为：4:3；又例如屏模分辨率为1280*1024，高宽比为16:9；则有效区域的高宽比为：16:9；但是在实际的教学场景中，投影装置是将屏幕的画面放大后投射在触控板上，为了保证触控时的精准度，触控面板上的投射有画面的触控点必须全部与屏幕上的像素点对应起来，故虚拟坐标网格的有效区域只是高宽比与屏幕相同，而实际大小应该与触控面板上投射有画面的区域相同。
具体的，生成与屏幕高宽比相同的有效区域时，先在虚拟坐标网格中生成与屏幕大小完全相同初级有效区域，再分别获取屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比；并根据高尺寸比、宽尺寸比对初级有效区域进行缩放。
例如：屏幕分辨率为1280*960，高宽比为4:3；若屏幕密度大于或等于触控面板的密度相同，以屏幕相邻像素点的距离为基本单位生成虚拟坐标网格，在虚拟坐标网格中生成初级有效区域，初级有效区域的范围为端点a、b、c、d围合成的区域，其各点坐标为：a（0,0）、b（1280，0）、c（1280，960）、d（0，960）；
若触控面板的密度值大于屏幕密度，且为屏幕密度的2倍，则，以触控面板的相邻像素点的距离为基本单位生成虚拟坐标网格，在虚拟坐标网格中生成初级有效区域，初级有效区域的范围为端点a、b、c、d围合成的区域，其各点坐标为：a（0,0）、b（2560，0）、c（2560，1920）、d（0，1920）。
在虚拟坐标网格中生成初级有效区域后对其进行缩放，得到覆盖触控面板的有效区域；该变化过程中有下述对应关系：显示屏幕中任意一像素点均可在初级有效区域中对应唯一的坐标点或者坐标区域；初级有效区域中的任意一坐标点可以在有效区域中对应唯一坐标点，有效区域中任意一坐标值可以对应触控面板中的位移触控点，因此显示屏幕中的任意一像素点可以与触控面板中唯一触控点或者触控区域对应；反过来说触控面板的任意一触控点受到外部刺激时像素屏上有唯一像素点做出响应。
在本实例中，对初级有效区域进行缩放时，获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比是否一致，若一致则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比与宽尺寸比中的较小值对初级有效区域的宽和高进行缩放，得到有效区域；若不一致，且投影画面恰好覆盖全部触控面板，则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比值对初级有效区域的高和宽分别进行缩放，得到有效区域。
例如；参阅图6，生成初级有效区域后，获取投影画面的高宽比为4：3，显示屏幕的高宽比为4：3，屏幕分辨率为1280*960；且触控面板的触控点密度值p1与屏幕像素点的密度值p2相等，触控面板的中触控点的排布为宽12800*高7680；即得出触控面板与显示屏幕的高尺寸比为10：1,宽尺寸比为8:1；则按照8：1对初级有效区域进行放大得到的有效区域ABCD，有效区域的范围为端点A、B、C、D围合成的区域，其各点坐标为：A（0,0）、B（10240，0）、C（10240，7680）、D（0，7680）；这样在触控面板的宽度方向上会剩余无效区域；最佳的方案，触控面板与显示屏幕的宽尺寸比相等，这表示触控面板上的全部触控点均在有效区域内；是否有无效区域产生，取决于投影装置的投影画面高宽比与触控面板的高宽比是否一致。
上例中若触控点密度值p1与屏幕像素点的密度值p2不相等，则在计算,高尺寸比时，高尺寸比为（12800/p1）:（1280/p2）；宽尺寸比同理计算。
又例如: 参阅图5，生成初级有效区域有，获取投影画面的高宽比为16：9，屏幕分辨率为1280*960；且触控面板的触控点密度值p1与屏幕像素点的密度值p2相等，触控面板的中触控点的排布为宽12800*高5120；且投影画面恰好覆盖全部触控面板；即得出触控面板与显示屏幕的高尺寸比为10：1,宽尺寸比为16:3；则按照10：1对初级有效区域的高度进行放大，16:3对有效区域的宽度进行方法，得到的有效区域ABCD，有效区域的范围为端点A、B、C、D围合成的区域，其各点坐标为：A（0,0）、B（12800，0）、C（12800，5120）、D（0，5120）；此时触控面板上的全部触控点均在有效区域内，当投射画面与显示屏幕的画面相比，比例改变。
在本实例中，投射画面的高宽比由投影装置控制，通常的投影仪内设有几种可选的投射模式，不同投射模式的投射画面比例不同；例如高宽比为4:3、16:9、16：10等等。
在生成有效区域后，有效区域包括由边界点构成的有效边界线，触控面板设有由边界触控点构成的触控边界线；虚拟坐标网格覆盖触控面板时，该虚拟坐标网格的有效边界线与初始触控点的触控边界线重合；具体的其中有效区域为矩形区域，在有限区域ABCD，AB、BC、CD、DA均为有效边界线，触控边界线为触控面板的边缘线；矩形区域的其中一个顶点A为原点，触控面板设有标识点o，即触控面板的角点，有效边界线与初始触控点的触控边界线重合时，原点与标识点重合。
在本实施例中，触控点响应于外部刺激后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号，传输装置将该坐标信号传输至外部设备，外部设备屏幕中相应点响应于该坐标信号；例如点触触控点后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号（5120,3840），并将该坐标信号传输至外部设备，外部设备显示屏幕的最中点作出被点击的响应；若该位置显示有“下一页”的图标，则控制翻至下一页，在触控面板上完成交互过程
在本实施例中，触控点响应于外部刺激后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号，判断坐标信号是否为有效区域内的坐标，若坐标信号不属于有效区域内，则传输装置将该坐标信号传输至外部设备后，外部设备屏幕中无相应点响应于该坐标信号；例如点触触控点后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号（11000,3840），改坐标点不在有效区域内，此时外部设备不作出任何反应。
在本实施例中，传输装置为WiFi装置、蓝牙装置或者usb传输装置中的一种，但不限于此。
实例2：
投影仪与计算机连接，将计算机的显示画面投射至触控面板上；且传输装置与计算机设备连接，使得触控面板上触控点与计算机设备的屏幕像素点建立对应关系，刺激触控面板上的图像位置，该图像位置的触控点做出响应，控制计算机设备作出动作；直接点击触控面板上的投射画面的“下一页”，可直接控制计算机设备作出翻页响应，同时投射画面也更新为下一页。
在本实施例中，外设触控装置可以为触控板、触控幕布或者触控幕墙。
在本发明中计算机设备不与投影装置连接时，虚拟坐标网格的生成方式、初级有效区域的生成方式与连接投影装置时相同；初级有效区域缩放成有效区域时仅根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比值对初级有效区域的高和宽分别进行缩放，得到有效区域；保证整个触控面板中不存在无效区域。
本发明的优势在于：
1、直接点触控面板上的图像位置，该图像位置的触控点即可做出响应，控制计算机设备作出动作；整体装置无需操作系统、无需显示系统，即可实现直接投射画面实现交互控制，其控制效果与传统的带系统交互式电子白板的控制效果相同，可以替代电子白板，大大降低使用成本。
2、在生成虚拟坐标网格时，以触控点密度值和屏幕密度的较大值为标准生成；使得每个像素点和触控面上的每个触控点都能在虚拟坐标网格上找到唯一的坐标值，精准的将触控面板上的触控点与显示屏幕的像素点对应起来；大大提高触控的精准度。
3、对初级有效区域进行缩放时，获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比是否一致，若一致则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比与宽尺寸比中的较小值对初级有效区域的宽和高进行缩放，得到有效区域；若不一致，且投影画面恰好覆盖全部触控面板，则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比值对初级有效区域的高和宽分别进行缩放，得到有效区域；进一步提高触控的精准度。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种外置触控装置，其特征在于，包括
触控面板，触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点；
获取装置，用于获取该带触控显示屏的外部设备的屏幕信息；
处理装置，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；
传输装置，用于将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备，外部设备根据该信息做出动作。
2.根据权利要求1所述外置触控装置，其特征在于，根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格时，获取屏幕密度和触控面板的触控点密度值，并以分辨率与密度值较大者为标准生成虚拟坐标网格；且虚拟坐标网格上至少部分区域的坐标值与设备屏幕上的像素点一一对应。
3.根据权利要求2所述外置触控装置，其特征在于，虚拟坐标网格上与设备屏幕上的像素点一一对应的区域为有效区域；生成有效区域时，获取屏幕的高宽比，并生成与屏幕高宽比相同的有效区域。
4.根据权利要求3所述外置触控装置，其特征在于，生成与屏幕高宽比相同的有效区域时，先在虚拟坐标网格中生成与屏幕大小完全相同初级有效区域，再分别获取屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比；并根据高尺寸比、宽尺寸比对初级有效区域进行缩放。
5.根据权利要求2所述外置触控装置，其特征在于，外部投影仪还投射画面信息至触控面板，其中画面信息由带触控显示屏的外部设备通过投影仪投射产生；虚拟坐标网格上与设备屏幕上的像素点一一对应的区域为有效区域；生成有效区域时，先在虚拟坐标网格中生成与屏幕大小完全相同初级有效区域，再分别获取屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比；并根据高尺寸比、宽尺寸比对初级有效区域进行缩放。
6.根据权利要求5所述外置触控装置，其特征在于，对初级有效区域进行缩放时，获取投影仪投射画面的高宽比与外部设备屏幕高宽比是否一致，若一致则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比与宽尺寸比中的较小值对初级有效区域的宽和高进行缩放，得到有效区域；若不一致，且投影画面恰好覆盖全部触控面板，则根据显示屏幕与触控面板的高尺寸比、宽尺寸比值对初级有效区域的高和宽分别进行缩放，得到有效区域。
7.根据权利要求3-5任意一项所述外置触控装置，其特征在于，有效区域包括由边界点构成的有效边界线，触控面板设有由边界触控点构成的触控边界线；虚拟坐标网格覆盖触控面板时，该虚拟坐标网格的有效边界线与初始触控点的触控边界线重合。
8.根据权利要求7所述外置触控装置，其特征在于，有效区域为矩形区域，矩形区域的其中一个顶点为原点，触控面板设有标识点，效边界线与初始触控点的触控边界线重合时，原点与标识点重合。
9.根据权利要求3-5任意一项所述外置触控装置，其特征在于，触控点响应于外部刺激后，在虚拟坐标网格中生成坐标信号，判断坐标信号是否为有效区域内的坐标，若坐标信号不属于有效区域内，则传输装置将该坐标信号传输至外部设备后，外部设备屏幕中无相应点响应于该坐标信号。
10.一种外置触控方法，其特征在于，包括，
获取装置与带触控显示屏的外部设备连接，并获取该设备的屏幕信息；
处理装置根据获取的屏幕信息生成与屏幕相应的虚拟坐标网格，且虚拟坐标网格覆盖触控面板，使得触控点与屏幕的像素点建立对应关系；其中触控面板上阵列有多个响应于外部刺激的触控点；传输装置将触控点作出响应后的信息传输至对应的外部设备，外部设备根据该信息做出动作。
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