一种显示屏可调触控方法

文档序号:6637687阅读:214来源:国知局
一种显示屏可调触控方法
【专利摘要】本发明公开了一种显示屏可调触控方法,其包括:步骤一、在显示屏的四个角位置分别设置信号接收器;步骤二、选择显示屏上方的多个触控笔位置处作为标定点,并选择一个距离各标定点最近的接收器,通过各接收器接收到触控笔信号的时间差得到各标定点到各接收器的距离差;步骤三、建立显示平面坐标系,并通过步骤二中得到的距离差得到各标定点在显示屏幕的投影点的投影坐标,建立投影点坐标与显示屏幕对应角点坐标之间的仿射变换矩阵;步骤四、标定范围内的触控笔位置通过先投影,再根据仿射变换矩阵仿射定位到显示屏幕的指示位置。本发明的显示屏可调触控方法信号单向传输,无需反馈系统;触控范围和位置可任意调节,并且适用于任何尺寸的屏幕。
【专利说明】-种显示屏可调触控方法

【技术领域】
[0001] 本发明有关一种显示屏触控技术,特别是指一种能实现触控距离、触控位置及触 控范围均可调的显示屏可调触控方法。

【背景技术】
[0002] 目前显示设备多采用平面接触式触控技术,但移动定位精度通常受触摸屏分辨率 的限制,另外操作范围和操作距离都受到很大限制,无法实现对显示屏灵活自由的触控。
[0003] 目前主要有两种触控方式W解决上述问题,其一是基于触控装置和接收装置之间 的信号反馈,实现对显示屏的灵活自由触控,触控装置包含移动定位装置,将相对移动的位 置信息通过无线通信技术反馈给显示装置,通过相应的位置信息处理,对应到显示屏的相 应位置,不过该种触控技术只能实现滑动定位;其二是基于图像采集技术的人机交互系统, 目前已经有较为成熟的产品,如Leap Motion和Kinect等体感控制器,不过该些交互系统 的运算量通常很大,操作速度慢,应用受到一定限制。


【发明内容】

[0004] 有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种利用触控笔=点标定算法实现触控距 离、触控位置及触控范围均可调的、且操作简单的显示屏可调触控方法。
[0005] 为达到上述目的,本发明提供一种显示屏可调触控方法,该方法包括如下步骤:
[0006] 步骤一、在显示屏的四个角位置分别设置信号接收器;
[0007] 步骤二、选择显示屏上方的多个触控笔位置处作为标定点,并选择一个距离各标 定点最近的接收器,使触控笔在多个标定点处向接收器发射信号脉冲,通过各接收器接收 到信号的时间差得到各标定点到各接收器与到最近接收器的距离差;
[000引步骤显示屏幕为基准面建立显示平面坐标系,并通过步骤二中得到的距离 差,结合各接收器的相对位置信息计算得到各标定点在显示屏幕的投影点的投影坐标,建 立投影点坐标与显示屏幕对应角点坐标之间的仿射变换矩阵;
[0009] 步骤四、标定范围内的触控笔位置通过先投影,再根据仿射变换矩阵仿射定位到 显示屏幕的指示位置。
[0010] 所述步骤二中计算各标定点到各接收器与到最近接收器的距离差的步骤为:
[0011] (2. 1)四个接收器记录接收到每个信号脉冲的时间;
[0012] (2. 2)对接收到的脉冲进行计数,然后比较四个接收器接收到的计数相同的脉冲 的时间;
[0013] (2.3)计算四个接收器接收到计数相同的脉冲信号的时间差ATi,其中i = 1, 2, 3, 4,表不f曰号接收器编号;
[0014] (2. 4)结合信号的传播速度V即可计算出标定点到最近接收器与其他=个接收器 的距离差;A中二V ? AT 1。
[0015] 所述步骤=中,计算各标定点在显示屏幕的投影点的投影坐标的步骤为:
[0016] (3. 1)选择显示屏幕上方的某一触控笔位置作为一个标定点,并选择一个距离该 标定点最近的接收器,得到该标定点到各接收器与到最近接收器的距离差;
[0017] (3. 2)通过上述距离差数据,结合各接收器的相对位置信息计算出该标定点到最 近接收器的距离L ;
[0018] (3. 3)由步骤化1)中得到的距离差与步骤化2)中的距离L计算该标定点到各 接收器的距离;
[0019] (3. 4)由步骤化3)该标定点到达各接收器的距离和各接收器的相对位置信息计 算出该标定点在W显示平面为基准面空间坐标系内的坐标,该标定点再向显示平面进行投 影,得到投影点在显示平面的投影坐标;
[0020] (3.5)重复步骤化1)至(3. 4),得到多个标定点在显示平面的投影点的投影坐 标。
[002U 所述步骤化2)中四个接收器接收到计数相同的脉冲的时间分别为Ti、T2、 Ts、T4,所述步骤化扣中四个接收器接收到计数相同的脉冲信号的时间差为ATi = Ti-min化,T2, T3, TJ,A T冲至少有一个为0。
[002引各接收器与最接近的接收器的信号到达时间差为[0, AT2, ATs,ATs],标定点 到各接收器的直线距离差为A中=V ? AT i= [0, Ada, Ads, A dj,标定点到最近接收 器的距离为L = (Ad22+Ad/-Ad32)/2(Ad3-Ad2-Ad4),标定点到各接收器的距离为 山 L+ A 韦,L+ A 屯,L+ A dj。
[0023] 所述步骤二中标定点的个数为S个W上。
[0024] 本发明的显示屏可调触控方法信号单向传输,无需反馈系统;触控范围大小和位 置可用标定任意调节,并且适用于任何尺寸的屏幕;可W实现悬浮触控,且触控笔悬浮距离 可调;移动定位精度可根据信号选择,可达到或超过像素级别。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1为本发明显示屏可调触控方法的实施状态图;
[0026] 图2为本发明显示屏可调触控方法的步骤流程图;
[0027] 图3为本发明显示屏可调触控方法的实施原理图。

【具体实施方式】
[002引为便于对本发明的方法及达到的效果有进一步的了解,现结合附图并举较佳实施 例详细说明如下。
[0029] 如图1所示,本发明的显示屏可调触控方法在实施过程中,首先在显示屏的四个 角位置分别设置信号接收器,如图1中A为接收器一、B为接收器二,C为接收器S,D为接 收器四,E为显示屏,触控笔F作为信号发生器,可发射特定波长(或特定频率)的信号脉 冲,然后利用四个接收器接收到信号的时间差计算出触控笔到各接收器的距离差。
[0030] 结合图2与图3所示,触控笔到各接收器的距离差计算的实施方案为:让触控笔 W固定频率发射信号脉冲(每个脉冲可W是多个波长如超声波脉冲),四个接收器记录接 收到每个信号脉冲的时间,并对接收到的脉冲进行计数,然后比较四个接收器接收到的计 数相同的脉冲的时间,四个接收器接收到计数相同的脉冲的时间分别为Ti、T2、Ts、T4,四 个接收器接收到计数相同的脉冲信号的时间差为ATi=Ti-min{Tl,T2,T3,T4},其中i = 1,2, 3, 4,表示信号接收器编号,其中至少有一个时间差为0,即距离触控笔最近的接收器与 其本身接收信号的时间差为0,则结合信号的传播速度即可计算出触发点到最近接收器与 其他S个接收器的距离差为:A中二V ? AT 1。计算出的该些距离差数据反映了触控笔与显 示屏四个角点的相对位置信息。令四个接收器保留的计数个数(包括脉冲记录时间和脉冲 计数)需根据最大距离差(显示屏对角距离)来计算,具体数值大于或等于最大距离差除 W脉冲长度的商,W保证四个接收器可W找到对应的脉冲,实现四个接收器的相对同步探 测。
[0031] 如图3所示,显示屏幕上的接收器一的角点为r,接收器二的角点为2°,接 收器=的角点为3°,选定显示屏幕上方的某一点1作为触控笔的实际某一位置(即标 定点),如果选定角点1 °作为与触控笔位置1最接近的位置,即接收器一作为与触控 笔位置1最接近的最近接收器,获取各接收器与最接近的接收器一的信号到达时间差: [0, A T2, A Ts,A Ts],其中A T2为接收器二与接收器一的信号到达时间差,AT 3为接收器立 与接收器一的信号到达时间差,A T4为接收器四与接收器一的信号到达时间差,其他类似 情况W最近接收器位起始点按照顺时针排列;利用该时间差计算出触控笔位置1到各接收 器的直线距离差;A di=v. AT 1= [0, Ad 2, Ads, A dj,其中Ads为触控笔位置1到接收 器二的距离与触控笔位置1到接收器一的距离的差值,Ads为触控笔位置1到接收器=的 距离与触控笔位置1到接收器一的距离的差值,A d4为触控笔位置1到接收器四的距离与 触控笔位置1到接收器一的距离的差值。
[0032] W显示屏幕所在的显示平面坐标系(xoy)为基准面建立笛卡儿坐标系-如 图3所示W接收器二的角点2°作为显示平面坐标系原点,然后通过距离差数据和接 收器的坐标位置信息或屏幕尺寸信息计算出触控笔位置1到最近接收器一的距离;L =(Ad2 2+Ad42-Ad32)/2(Ad3-Ad2-Ad4);则触控笔位置1到达各接收器的距离为: 比,L+ A d2, L+ A ds,L+ A dj,并由此计算出触控笔在笛卡尔空间坐标系内的-坐标;触控笔 位置1再向显示平面进行投影,得到投影点1',由触控笔位置1到各接收器的距离和接收 器的坐标位置信息或屏幕尺寸信息可-计算出触控笔投影点1'在显示平面的投影坐标 (Xi',y/ )坐标。
[0033] 同上所述,如图3所示,再选定显示屏上方的某一点2作为触控笔的实际某一位 置,同时选定接收器二(即角点2° )作为与触控笔位置2最接近的接收器,选定接收器 =(即角点3° )作为与触控笔位置3最接近的接收器,重复上述步骤,分别得到触控笔位 置2在显示平面的投影点2'的投影坐标(X2',y2')及触控笔位置3在显示平面的投影 点3'的投影坐标(X3',ys'),通过投影变换(PT),=个标定点将会得到=个投影点的投 影坐标;此=个投影点(1'、2'、3')坐标与显示平面坐标系xoy的=个对应角点(1。、 2°、3° )坐标建立对应的仿射变换(AT),得到仿射变换矩阵,此后标定范围内的触控笔位 置S(x,y,z)可W通过先投影得到投影点S'在坐标系xoy的投影坐标(X,',y,'),再根 据仿射变换矩阵仿射定位到显示屏幕的指示位置S"。
[0034] 本发明在实际计算过程中将视标定点或触控点的具体位置情况而定,一般均可W 采用公式1直接计算出标定点或触控点空间坐标,然后进行投影和仿射变换,仿射变换可 参照公式2进行。
[003引

【权利要求】
1. 一种显示屏可调触控方法,其特征在于,该方法包括如下步骤: 步骤一、在显示屏的四个角位置分别设置信号接收器; 步骤二、选择显示屏上方的多个触控笔位置处作为标定点,并选择一个距离各标定点 最近的接收器,使触控笔在多个标定点处向接收器发射信号脉冲,通过各接收器接收到信 号的时间差得到各标定点到各接收器与到最近接收器的距离差; 步骤三、以显示屏幕为基准面建立显示平面坐标系,并通过步骤二中得到的距离差,结 合各接收器的相对位置信息计算得到各标定点在显示屏幕的投影点的投影坐标,建立投影 点坐标与显示屏幕对应角点坐标之间的仿射变换矩阵; 步骤四、标定范围内的触控笔位置通过先投影,再根据仿射变换矩阵仿射定位到显示 屏幕的指示位置。
2. 如权利要求1所述的显示屏可调触控方法,其特征在于,所述步骤二中计算各标定 点到各接收器与到最近接收器的距离差的步骤为: (2. 1)四个接收器记录接收到每个信号脉冲的时间; (2. 2)对接收到的脉冲进行计数,然后比较四个接收器接收到的计数相同的脉冲的时 间; (2.3) 计算四个接收器接收到计数相同的脉冲信号的时间差A凡,其中i = 1,2, 3, 4, 表不信号接收器编号; (2. 4)结合信号的传播速度v即可计算出标定点到最近接收器与其他三个接收器的距 离差:A 屯=v ? A T it)
3. 如权利要求1所述的显示屏可调触控方法,其特征在于,所述步骤三中,计算各标定 点在显示屏幕的投影点的投影坐标的步骤为: (3. 1)选择显示屏幕上方的某一触控笔位置作为一个标定点,并选择一个距离该标定 点最近的接收器,得到该标定点到各接收器与到最近接收器的距离差; (3. 2)通过上述距离差数据,结合各接收器的相对位置信息计算出该标定点到最近接 收器的距离L ; (3.3) 由步骤(3. 1)中得到的距离差与步骤(3.2)中的距离L计算该标定点到各接收 器的距离; (3.4) 由步骤(3.3)该标定点到达各接收器的距离和各接收器的相对位置信息计算 出该标定点在以显示平面为基准面的空间坐标系内的坐标,该标定点再向显示平面进行投 影,得到投影点在显示平面的投影坐标; (3.5) 重复步骤(3. 1)至(3. 4),得到多个标定点在显示平面的投影点的投影坐标。
4. 如权利要求2所述的显示屏可调触控方法,其特征在于,所述步骤(2. 2)中四个接收 器接收到计数相同的脉冲的时间分别为^、'、'、^,所述步骤^^彡中四个接收器接收到 计数相同的脉冲信号的时间差为八凡中至少有一个为0。
5. 如权利要求4所述的显示屏可调触控方法,其特征在于,各接收器与最 接近的接收器的信号到达时间差为[〇, AT2, AT3, AT3],标定点到各接收器的直 线距离差为A屯=v ? A T i= [0, A d 2, A d3, A d4],标定点到最近接收器的距 离为L = (Ad22+Ad42-Ad3 2)/2(Ad3-Ad2_Ad4),标定点到各接收器的距离为 [L, L+ A d2, L+ A d3, L+ A d4] 〇
6.如权利要求1所述的显示屏可调触控方法,其特征在于,所述步骤二中标定点的个 数为三个以上。
【文档编号】G06F3/0484GK104503673SQ201410742639
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】刘将, 魏朝刚 申请人:昆山国显光电有限公司
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