利用两个线阵式图像传感器定位笔尖轨迹的云板的制作方法

本实用新型涉及电子触摸屏领域，是一种人机交互以及输入设备的定位方法。更具体而言，本发明涉及一种电子红外触模屏，其利用不同时刻不同位置的光源照射到触屏挡光物体，把阴影投在边框内侧的不同位置，利用线阵式图像传感器测量投影的位置和大小，以及分析检测物体直接在线阵式图像传器的成像位置，精确计算出触屏物体的位置和大小的方法和装置。

背景技术：

交互式云电子板把多媒体教学和传统的板书结合在一起，融合两种模式的优势，逐渐成为不可或缺的教学工具。在其强大的修改，编辑等功能下保证了会议和课程的连续性。讲解者可以在上面任意书写，绘画并即时在电脑及电子板上同步显示，取代了传统的粉笔，油笔，黑板檫等。

目前市场上白板系统主要采用光电二极管阵列检测直接挡光线或CCD检测检测反射光线的方法。其中目前市场主流前种方法，在白板四周布红外光电二极管对阵列，遮光物体触屏时，就会遮挡相应光线使部分光电二极管不能接收到红外光线，从而探测物体所在位置和大小。这种结构和方法，由于光电二极管对尺寸较大，使电子白板的边框尺寸较大，而且功耗高且速度相对慢，由于光电二极管对的数量较少，因此定位精度不高，特别是对较小直径的笔尖，存在无法探测或定位精度较差的情形，此外这种结构也存在易受干扰问题。目前市场上的这种结构难以准确探测普通书写白板笔的位置。

如专利号201520428001.6等采用CCD检测反射光的方法，它在边框上端安装两CCD和光源，利用物体直接遮挡反射光线的办法探测接触白板物体的位置和大小。虽然这种结构和方法具备较高的精度，但这种结构需要专门的万向光学反射膜（即不同方向照射到膜面的光线都能原路返回），因此需要较高的制造成本，而且对笔灰堆积的抗干扰能力较差。而且这种定位方法，对CCD安装角度的变动非常敏感，CCD安装角度有较大误差或发生变动，则定位会产生很大的偏差，而且对边沿附近的定位精度较低。

技术实现要素：

1、本实用新型的目的。

本实用新型提供一种成本低，结构简单，制备装配精度要求较低，而且定位精度能超过CCD检测遮挡反射光结构的适合于书写白板触屏检测方法。

2、本实用新型所采用的技术方案。

利用两个线阵式图像传感器定位笔尖轨迹的云板，白板，边框，线阵图像传感器，线光源，微处理器，内框散射面；在白板两对角分别安装一个线阵图像传感器，两线阵图像传感器镜头光轴相互平行且与白板面平行；边框的四角分别安装光斑窄线的照明光源，窄线与白板平行并照射到散射面上；微处理器驱动分别驱动四个线光源分时点亮照明，利用两线阵图像传感器获取在不同线光源点亮时接触白板面物体在内框散射面的不同投影，比对不同物体投影和照射光源位计算出物体的位置和尺寸。

更进一步具体实施例，所述的边框高出白板3mm，其内框散射面为普通粗糙散射面。

更进一步具体实施例，两个线阵图像传感器中心光轴与水平边框沿分别呈45度夹角，其成像角度大于90度角，其光电转换核心部件可以为线阵CCD，线阵CMOS或者MEMS光学扫描成像系统。

更进一步具体实施例，其分时点亮的线光源可为LED或LD光源。

3、本实用新型的有益效果。

本实用新型相比于现在电子白板触屏技术其定位精度更高，速度快，成本更低，而且结构简单，制备装配精度要求低。

附图说明

图1是本实用新型专利的工作原理图。

图2是本实用新型专利的实施例结构示意图。

其中，白板1，边框2，线阵图像传感器3，线光源4，单片机5，内框散射面6。

具体实施方式

如图1和图2所示，在白板两个角落的分别安装两个带有90度成像透镜的线阵式CCD，CCD像素数为1000，其光学中心光轴相互平行，与水平边沿呈45度夹角并与白板平面平行。在四个角安装的发射角为90度的线激光器。线光源和线阵式图像传感器都是由单片机来控制和驱动。

白板边框采用铝质材质，内表面为氧化粗糙面，并用白色喷漆增强反射。

工作时，先点亮所有的激光光源并读取数据，分析对角点在CCD所获图像中所点位置，以此进行标定。然后轮流点亮4个激光器，获取图像计算出物体位置和大小。

单片机控制线光源分时轮流点亮并驱动两个线阵式图像传感器拍摄下每个光源点亮时的边框灰度图，每一轮可以获得四个边框在LED照射下的4个一维灰度图。当有挡光体接触白板时，边框就会形成相应的阴影图。对同一个线阵图像传器的阴影图进行预处理，由于外界光的干扰和物体直接在线阵图像传感上的成像位置和亮度基本不变。因此，可以通过图片像素值求差以及图像分割方法去除环境光干扰和判定物体大致区域和数量，并进一步通过几何分析算法实现位置定位和尺寸判断。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，如如增加了光源数量，或者在其它两个角落或其它部位线阵图像传感等方式，只要内框采用散射面而非特定的反射膜，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。