专利名称：基于激光指示器的鼠标光标跟踪定位视频信号处理电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种视频信号处理电路，主要用于投影屏幕上激光点的二维坐 标测量。
背景技术：
近年来，随着计算机、互联网和多媒体技术的迅速发展，投影大屏幕在产品演 示、电化教学及学术会议等场合的应用日益普遍。在投影大屏幕前，讲解者为了生 动、连续和自然的表达信息，往往需要较大的活动空间和尽可能方便的操作计算机， 但鼠标作为最常用的计算机输入设备，由于其连线的存在和工作表面的适应性问题， 限制了讲解者的活动范围和信息表达的灵活性，虽然无线鼠标的出现使这个问题得 到缓解，但无线鼠标也存在着抗干扰能力差、耗电能高或固定方向等问题，且由于 无限鼠标都需要一对收发装置来达成需求，使其变得笨重，不便保管和携带，不能 轻易的操作。
本领域内已知采用的激光指示器把激光点投射到大屏幕上的系统，存在着操作 过程繁琐或设计复杂、成本高等一些问题。例如，公开于中国专利第00128801.6 号中的交互显示系统，虽然功能相对全面，但激光点需按照预定的空间图案移动才 能实现控制。中国专利第200410009419. X号公开了一种实现无限鼠标功能的方法和 装置，其中基本依靠计算机系统软件实现，占用了系统资源。现有识别激光点技术 装置存在的诸如电路设计繁琐，价格高或软件算法复杂，系统占用率高等缺陷，限 制了技术的普及。
发明内容
本实用新型克服了现有技术在大屏幕投影应用中的缺点，与计算机联调成功后 即可用普通市售的激光指示器向投影大屏幕上投射激光点，由计算机控制光标移动 到光点位置。本实用新型对激光点二维坐标的计算是在视频信号处理电路中完成的， 减轻了计算机的工作负担。处理电路中的最大值保持电路部分可以成功的提取出视 频信号的最大值，给坐标位置计算带来了极大的便利，提高了计算的准确性。
本实用新型的主要技术方案在于:采用一个CCD摄像器件捕获投射到大屏幕上 的激光点，CCD摄像器件输出的视频信号一路经同步分离电路，分离出行同步、场 同步、奇偶信号，另一路经整形电路得到光信号。行同步、场同步和光信号被输送 到行计数电路和场计数电路，以获得光点最亮位置的二维位置信息，此位置信息由 单片机处理后传输给计算机。计算机根据获得的数据，利用软件驱动可以实现将光 标移至激光点位置上，并可根据对激光点从无到有，从有到无的时间判断来模拟鼠 标的单双击功能。
本实用新型的特征在于CCD摄像器件输出的视频信号一路经同步分离电路， 分离出行同步、场同步、奇偶信号，另一路经整形电路得到光信号。行同步、场同 步和光信号被输送到行计数电路和场计数电路，用来获得光点最亮位置的二维坐标 信息。整形电路包括运算放大电路，最大值保持电路，电压跟随器和电压比较器。 最大值保持电路可以获取和保持运算放大电路输出的视频信号的最大值，并将获得 的信号经电压跟随器后送到电压比较器以获得亮度最高的光信号。
本实用新型的有益效果是，克服了讲解者在公共多媒体使用场合使用现有技术 装置的诸多不便，使讲解者可以在屏幕前方任意位置利用激光指示器灵活的控制光
标的移动和定位、单击和双击，在信息传递的过程中，最大程度的面向听众，保证
信息传递的自然性、连续性和灵活性。 一套多媒体系统在和本实用新型联调成功后， 即可长时间使用，且下次使用无需再调试，使用者只需携带一支普通的激光指示器， 激光指示器体积小，价格便宜，便于携带。本实用新型视频信号处理电路设计简单、 巧妙，成本低，不存在电磁干扰或固定指向等问题，有着较好的市场前景。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。 图l，本实用新型总体设计方框原理图 图2，本实用新型整形电路部分原理图 图3，本实用新型计数电路部分原理图
图l、图2中，1CCD摄像器件，2同步分离电路，3整形电路，4运算放大电 路，5最大值保持电路，6电压跟随器，7电压比较器，8计数电路，9单片机。 图3中，Al、 A4、 A5与非门，A2触发器，A3非门，A6、 A8计数器，A7、 A9锁存 器，A10有源晶振。
具体实施方式
本实用新型的实现原理框图如
图1所示。
激光指示器发射到被测画面的光点被带有滤色片高分辨率CCD摄像器件1接收， CCD摄像器件1输出的视频信号同时传输给同步分离电路2和整形电路3。经同歩分
离电路2后，分别得到行同步信号、场同步信号和奇偶信号。整形电路3包括有运 算放大电路4，最大值保持电路5，电压跟随器6和电压比较器7，视频信号经过整 形电路3后得到光信号。行同步、场同步和光信号被送到计数电路8，计数电路8 处理后输出光点最亮位置的二维位置信息，此信息通过单片机9处理后由串口传输 到计算机，计算机通过软件编程模拟实现鼠标的功能。 图2所示部分为图1中整形电路3的详细工作原理
整形电路3包括运算放大电路4，最大值保持电路5，电压跟随器6和电压比 较器7。 CCD摄像器件1的输出连接到运算放大器4,运算放大器4的输出信号一路 作为电压比较器7的一个输入，另一路被送到最大值保持电路5，最大值保持电路5 主要包括电压跟随器5A、电容Cl、稳压管Dzl和二极管Dl、 D2。电压跟随器5的 输出经二极管Dl和场同步信号经二极管D2、稳压管Dzl后并联，接到电容Cl上后 再输出到电压跟随器6，电压跟随器6相当于一个高输入阻抗元件，用来防止电容 Cl放电过快。电源Vref用来提供一个钳位电压，它经电阻R1、 二极管D3和电压跟 随器6经二极管D4后的输出一起并联到电压比较器7的另一个输入端。
图3所示部分为图1中计数电路8的详细工作原理
电压比较器7输出的光信号和同步分离电路2输出的场同步，行同步信号等一 起传送到计数电路8。计数电路8又包括行计数电路和场计数电路。在行计数电路 中，光信号和场同步信号通过与非门A1，非门A3接到行计数器A6的清零引脚，由 与非门Al输出的一路信号接触发器A2的置位端， 一路行同步信号接A2复位端，A2 的输出和有源晶振A10分别作为与非门A4的两路输入，A4的输出作为计数器A6的 时钟脉冲输入。 一路场同步信号用来触发锁存器A7，存储计数器A6中的数值。场 计数电路的工作原理与行计数类似,场同步信号和行同步信号经与非门A5后输出作 为计数器A8的时钟脉冲输入，清零信号仍来自非门A3。 一路场同步信号用来触发 锁存器A9，存储计数器A8中的数值。
计数电路部分可以不采用分立元件而采用CPLD、 FPGA等组合逻辑电路，或采 用单片机、微处理器的内置计数器组成。组合逻辑电路内的组成结构，和单片机、 微处理器软件的原理可与上述的计数电路结构相同。
权利要求1.一种视频信号处理电路，其特征在于CCD摄像器件(1)输出的视频信号同时传输给同步分离电路(2)和整形电路(3)，同步分离电路(2)从视频信号中分离出行同步信号、场同步信号和奇偶信号，整形电路(3)从视频信号中提取出光信号，行同步、场同步、光信号被送到计数电路(8)，计数电路(8)处理后输出光点最亮位置的二维位置信息。
2. 如权利要求1所述的电路，其特征是上述的整形电路(3)包括运算放大电路(4)、 最大值保持电路(5)、电压跟随器(6)和电压比较器(7)， CCD摄像器件(1)的 输出连接到运算放大器(4)，运算放大器(4)的输出信号一路作为电压比较器(7) 的一个输入，另一路被送到最大值保持电路(5)，最大值保持电路(5)主要包括 电压跟随器(5A)、电容(Cl)、稳压管(Dzl)、 二极管(Dl)和二极管(D2)，电 压跟随器(5A)的输出经二极管(Dl)和场同步信号经二极管(D2)、稳压管(Dzl) 后并联，接到电容(Cl)上后再输出到电压跟随器(6)，电压跟随器(6)相当于 一个高输入阻抗元件，用来防止电容(Cl)放电过快，电源(Vref)用来提供一个 钳位电压，它经电阻(Rl)、 二极管(D3)和电压跟随器(6)经二极管(D4)后并 联，接到电压比较器(7)的另一个输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种视频信号处理电路。该电路特征在于CCD摄像器件1输出的视频信号同时传输给同步分离电路2和整形电路3，同步分离电路2从视频信号中分离出行同步信号、场同步信号和奇偶信号，整形电路3从视频信号中提取出光信号。行同步、场同步、光信号被送到计数电路8，计数电路8处理后输出光点最亮位置的二维位置信息。单片机9读出此位置信息后通过串口传给投影计算机，计算机根据获得的数据软件驱动光标的移动和模拟鼠标的单双击功能。本实用新型在实践中有着广阔的应用前景，是配合计算机、投影仪而用于产品演示、电化教学及学术会议等场合的理想演示用工具。
文档编号H04N5/225GK201000605SQ200620167359
公开日2008年1月2日 申请日期2006年12月16日 优先权日2006年12月16日
发明者白生祥, 珂 章, 戈 陈 申请人:上海兰基斯软件有限公司