利用红外图像传感实现二维及三维指针的方法和系统的制作方法

专利名称：利用红外图像传感实现二维及三维指针的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一 种显示屏措针技术，特别涉及--'种可以实现显示屏指针 功能的红外二维和三維指针的方法技术，尤其还涉及一种利用红外发射、 红外图像传感实现指针的系统。
背暴技术
在现今带有显示屏的操作系统中，特别是计算机操作系统中，措针设 备已经成为其不可或缺的--部分。指针设备可以将自己所处位置的信息实 时地传送到操作系统，这样操作系统就可以利用指针设备在屏幕上定义指 针。利用指针的指示来完成指点、拖动、单击、双击等操作，使系统的操 作更加简便、直观，让人们的操作行为实施得更为轻松方便。
近来，随着操作系统的显示器进入更宽敞的客厅等场所，人们对指针 设备提出了更高的要求如何设计可以摆脱连接线的束缚、可以在空中自 由迸行操作、而且操作更简便自然、寿命长、成本低的指针设备。目前， 常用的指针设备包括轨迹球、措点杆、触摸屏、触摸板和鼠标器等。
.轨迹球使用手指或手掌拨动球体进行定位，它的体积较大，比较重， 塑料材质的轨迹球易于磨损，并且具有灵活度不够的缺点。
指点杆的移动能力比轨迹球要优异很多，但是移动的操作是通过感应 手措推力的大小和方向来实现的，因此控制起来有点困难，初学者不容易 掌握要领，而且使用时间长久之后按钮外套易磨损脱落，需要更换。
触摸屏使用方便，但定位精度较差，制造成本高。
触摸板没有机械磨损，控制精度也较高，它具有操作方便，初学者很 容易掌握要领，甚至可以把触模板的功能扩展为手写板的优点。但是它同 时也具有反应过于灵敏，造成定位精度较低的缺点；当使用电脑时间较长, 手指出汗时，经常还会出现打滑现象；同时它对环境适应性也较差，不适 合在潮湿，多灰的环境工作。
鼠标是使用最为广泛的指针设备，但是标准的鼠标受连接线和鼠标垫 的束缚，在特殊场合使用有局限性。
无线鼠标虽然摆脱了连接线，但对于一些电子游戏使用者来说，无线 鼠标的操作延时是其最大的弊病。
空中鼠标使用了陀螺传感器使之摆脱了连接线和鼠标垫的束缚，可以 在空中进行操作，但由于陀螺传感器的使用，使空中鼠标价格昂贵。
综上所述，现有技术红缺少—'种既摆脱了连接线的束缚，可以在空中 进行操作，操作简便自然，寿命长，又满足低成本要求的指针设备。

发明内容
本发明的目的是为了解决上面所述的各种措针设备的缺陷，避免现有 方法的诸多不足，提出一种简便的利用红外图像传感原理实现显示屏指针 功能的相对坐标和绝对坐标二维指针的方法，以及同样简便的利用红外发 射红外图像传感实现显示屏指针功能的相对坐标和绝对坐标三維指针的方 法，本发明还提出了一种实现上述方法的系统。
本发明所实现的二维及三维措针无需连接线，可以在空中进行操作， 且简化了操作复杂度，使用者可以非常方便自然地操控设备，而且本发明 的红外二维和三维指针设备造价低廉。
本发明通过采用以下的技术方案来实现。
本发明在同一技术主题下有多种实施方式-
第一种实施方式，利用红外图像传感实现相对坐标二维指针的方法， 所述方法基于的系统包括一红外发射模块， 一红外图像传感模块，主机和
显示屏，所述的红外图像传感模块和显示屏分别与主机相连；所述方法采 用如下歩骤-
A、 显示屏上显示二维指针的初始位置；
B、 在红外图像传感模块的感应有效区内，红外发射模块发出定位光点 红外线信号；
C、 根据定位光点在红外图像传感模块中的成像位置，计算出定位光点 的二維坐标；
D、 根据步骤C所获取到的定位光点二维坐标并结合之前获取的定位光点 二维坐标，确定显示屏上二维指针位置的移动距离和移动方向，-
E、 重复歩骤B、 C、 D,使显示屏上二維指针的位置随红外发射模块的
移动而实时移动。
上述方法中，在红外发射模块从无效变为有效时，即定位光点在红外 图像传感模块中有成像，系统重新获取到的第一个光点二维坐标，并不导 致显示屏上二维指针的位置改变。
在红外发射模块在有效转为无效时，即定位光点在红外图像传感模块 中没有成像，显示屏上二维指针保持在红外发射模块无效前的位置。
第二种实施方式，利用红外图像传感实现绝对坐标二维措针的方法， 所述方法基于的系统包括一红外发射模块， 一红外图像传感模块，主机和 显示屏，其中^述的红外图像传感模块和显示屏分别与主机相连；所述方
法采用如下歩骤-
A. 在红外图像传感模块的感应有效区内，红外发射模块发出定位光点
红外线信号；
B. 根据定位光点在红外图像传感模块中的成像位置，计算出定位光点 的二维坐标；
C、 根据步骤C所获取到的定位光点二維坐标，计算出显示屏上二维指针 的位置；
D、 重复步骤A、 B、 C，使显示屏上二维指针的位置随红外发射模块的 移动而实时移动。
第三种实施方式，利用红外图像传感实现相对坐标三维指针的方法， 所述方法基于的系统包括一红外发射模块，二个红外图像传感模块，主机 和显示屏，其中所述的第一红外图像传感模块、第二红外图像传感模块和 显示屏分别与主机相连；所述方法采用如下步骤-
A、 显示屏上显示三维措针的初始位置；
B、 在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块的感应有效区内， 红外发射模块发出定位光点红外线信号；
C、 根据定位光点在第- -红外图像传感模块和第二红外图像，感模块中 的成像位置，分别计算出定位光点的第一二维坐标、第二二维坐标；
D、 根据第一二维坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数
据；
E、 根据步骤D所获取到的定位光点三维坐标并结合之前获取到的定位光
点三維坐标，确定显示屏上三维措针位置的移动距离和移动方向；
F、重复步骤B、 C、 D、 E,使显示屏上三维指针的位置随红外发射模块 的移动而实时移动。
上述方法中，在红外发射模块从无效变为有效时，即定位光点在红外 图像传感模块中有成像，系统重新获取到的第一个光点三維坐标，并不导 致显示屏上三维指针的位置改变；
在红外发射模块在有效转为无效时，即定位光点在红外图像传感模块 中没有成像，显示屏上三维指针保持在红外发射模块无效前的位置。
第四种实施方式，利用红外图像传感实现绝对坐标三维指针的方法， 所述方法基于的系统包括一红外发射模块，二个红外图像传感模块，主机 和显示屏，其中所述的第--红外图像传感模块、第二红外图像传感模块和 显示屏分别与主机相连其特征在于所述方法采用如下步骤-
A、 在第--红外图像传感模块和第二红外图像传感模块的感应有效区内， 红外发射模块发出定位光点红外线信号；
B、 根据定位光点在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块中 的成像位置，分别计算出定位光点的第一二维坐标、第二二維坐标；
C、 根据第一二维坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数
据；
D、 根据歩骤C所获取到的定位光点三维坐标，计算出显示屏上三維指针 的位置；
E、 重复步骤A、 B、 C、 D,使显示屏上三维指针的位置随红外发射模 块的移动而实时移动。
上述方法中，在第三、第四实施方式中，第一红外图像传感模块与第 二红外图像传感模块之间保持固定的角度和距离。
上述方法的第一^^第四实施方式中，所述的红外发射模块与包括遥控 发射电路和按键电路的遥控模块共同载于一遥控器，所述的系统中还包括 -一遥控接收模块，其连接主机
在使用过程中，用户按动遥控模块中的按键，遥控模块发出指令，遥 控接收模块接收指令，系统按该按键所定义的措令执行预设的动作。
实现上述方法的系统，所述系统包括一载有红外发射模块、包括遥控 发射电路和按键电路的遥控模块的遥控器，以及至少一只的红外图像传感 模块、遥控接收模块。
在系统中有第--红外图像传感模块与第二红外图像传感模块时，所述 第--红外图像传感模块与第二红外图像传感模块之间保持固定的角度和距
1 所述红外发射模块发射特定频率的红外光线。
遥控模块以红外发射方式，或是无线发射方式发出指令，对应的遥控 接收模块亦以红外接收方式，或是无线接收方式接收措令。
与现有技术相比较，本发明使用--个红外图像传感模块和一个红外发 射模块配合，实现了相对坐标和绝对坐标二維指针设备的功能。
使用二个红外图像传感模块和一个红外发射模块配合实现了相对坐标 和绝对坐标三维指针设备的功能。
本发明摆脱了连接线的束缚，不需要桌面的支撑，可以使用利用红外 发射红外摄像实现措针设备效果的装置在空中进行操作，指针设备和屏幕 中的指针做相同移动，操作简便自然，直观、明了，不亚于传统的指针设 备。而且本发明机械磨损少，寿命长。同时本发明的设计满足了低该本的 要求。
附圉说明


图1-1是本发明的利用红外摄像实现相对坐标、绝对坐标二维指针方
法的实施例的示意图1-2是本发明的利用红外摄像实现相对坐标、绝对坐标三维指针方 法的实施例的示意图2是本发明中载有红外发射模块、遥控模块的遥控器在使用时的示 意图3是本发明利用红外摄像实现二维指针、三維指针的方法和系统的 构成方框示意图4是本发明的相对坐标二维指针定位实施例的示意图； 图5是本发明的绝对坐标二维措针定位实施例的示意图6是本发明的相对坐标三維指针定位实施例的示意图； 图7是本发明的绝对坐标三維指针定位实施例的示意图； 图8是本发明利用红外摄像实现三维指针的方法在进行计算三维坐标 时的原理图9-1是本发明中遥控器的一种实施例的正面结构图 图9-2是本发明中遥控器的一种实施例的反面结构图； 图10是本发明利用红外摄像实现二维指针、三维指针的方法中遥控接
收模块的实施例之一的电原理图11是本发明利用红外摄像实现二维指针、三维指针的方法中红外发
射模块和遥控发射电路的实施例之一的电原理图。
具体实施例方式
下面结合附图及各实施例对本发明作进一步详尽的描述-如图1-1所示，红外图像传感模块10有感应有效区域31,该红外发 射模块21与红外图像传感模块10之间有第一光轴22,在实现二维指针时, 一个红外发射模块21在红外图像传感模块10的感应有效区域31内发出定 位红外线信号，若红外发射模块21移出31所包括的区域，则红外图像传
感模块io接收不到信号。
如图1-2所示，在实现三维街针时，红外图像传感模块11有感应有效 区域32,该红外发射模块21与红外图像传感模块11之间有第二光轴23。 在红外图像传感模块10的感应有效区域31和红外图像传感模块11的感应 有效区域32共同有效的区域，红外发射模块21发出定位红外线信号，若 红外发射模块21移出这个公共区域，则红外图像传感模块10和11不能同 时接收到信号。
如图2所示，使用者手持载红外发射模块21的遥控器20在进行操作， 在一种实施例中，红外发射模块21和遥控发射电路213设置在遥控器20 的同--恻。在其他实施例中，遥控发射电路213可以设置在其他位置。
在另--种实施方式中，可以设置一个发射开关71,该开关可以设置在 手指方便触及的位置，这样就可以方便地开关红外发射模块21。
参阅图3，本发明的使用对象之--可以是计算机主机1、显示屏2，当
然本发明不仅仅限于计算机的使用，可以使用在许多类似的系统上，例如 游戏机等。
计算机主机1方面有第一红外图像传感模块IO或同时有第二红外图像
传感模块11，以及安装在计算机主机1中的---套计算机软件。
红外图像传感模块10与接收器中央处理模块105连接,主机通信模块 107 -端连接接收器中央处理模块105 —端通过主机通信接口 106连接到 计算机主机l的通信接口。
红外图像传感模块11与红外图像传感模块10有相同的连接，只是在 接收器中央处理模块105的输入端，两者的地址不同。
遥控器20载有红外发射模块21 、包括遥控发射电路213和按键电路 40的遥控模块28。当然遥控器20本身有一电源供电。
细叙本发明图3的工作原理；以下仅以红外图像传感模块10为例-
在图3中，遥控器20中的红外发射模块21发出特定频率的红外光， 本发明最佳实施例中使用的波长为850nm的红外LED (发光二极管)，发 射频率为40KHz,当然可以使用其他频率和波长的红外LED。
红外光线被红外图像传感模块1Q接收到，接收到的红外图像信息传输 到接收器中央处理模块105中，在接收器中央处理模块105中计算出光点 的二维坐标或三维坐标或是将红外图像信息直接传出。
此时，遥控发射电路213接收到来自按键电路40控制信息后，将信息 以红外发射方式，或是无线发射方式发出。对应的遥控接收模块103亦以 红外接收方式，或是无线接收方式接收信息，遥控接收模块103收到按键 控制信息后，将其发送给接收器中央处理模块105。接收器中央处理模块 105将收到的红外图像信息或二维坐标或三维坐标信息，或是和按键控制 信息进行处理后，经过主机通信模块107由主机通信接口 106发送给计算 机主机1 。
计算机主机1接收到信息后，首先接收到的数据进行处理，所获取的 坐标数据信息用来驱动屏幕指针的移动或者停止，获取的按键数据信息用 来驱动执行预设的动作。
如图4所示的相对坐标二维指针定位实施例的示意图。 本发明的方法、系统中，显示屏2和红外图像传感模块10放在使用者
前方，均朝向使用者。使用者手持遥控器20,使红外发射模块21发出特 定频率的红外光，并进行移动，移动过程中红外发射模块21的方向朝向红 外图像传感模块10，并保持使两者之间无阻挡。
红外发射模块21有效，将光点位置A映射为显示屏2中措针A''的 位置，C "是上—-次红外发射模块21无效时的位置,所以新的A"与C " 是重合的，此为相对的含义，即使用者可以通过关闭或阻挡红外发射模 块21的方式使发射无效，在红外发射无效期间，显示器2上指针措示的位 置保持不变，使用者对红外发射模块21的任何移动都不会反应在显示器2 的指针上，重新开启红外发射模块21或去除红外发射的阻挡，使红外发射 有效后，新的红外发射模块21位置被重新影射成指针的当前位置。
进一歩的，红外发射模块21从A点移动到B点，在显示屏2上指针 从A''移动到B〃。
接收到的按键控制信息，可以实现点击、拖动等全部类似于鼠标器的 措针动能。
参照图5的绝对坐标二维指针定位实施例的示意图。
计算机主机1能够将红外发射模块21的二维坐标信息换算成一个二维 指针的绝对坐标。在使用过程中，红外发射模块21在红外图像传感模块 10中成像的位置和显示器2上指针的位置一一对应，若使用者通过关闭或 阻挡红外发射的方式使发射无效，在红外发射无效期间，使用者对红外发 射模块21的任何移动不会反应在显示屏2的指针上,但重新开启红外发射 或去除红外发射的阻挡，使红外发射有效后，显示屏2上指针的位置改变, 与当前红外发射模块21映射的位置对应。
光点位置A映射为显示屏2中指针A"的位置，C ''是上-*次红外 发射模块21无效时的位置， 一般情况下，新的A"与C ，，是有--定距 离的。即便两者巧合是重合的，也仅仅是巧合而已。
进--步的，红外发射模块21从A点移动到B点，在显示屏2上指针 从A''移动到B〃。
如图6、图8所示的相对坐标三維指针定位实施例的示意图。 计算机主机1欲将红外发射模块21的二維坐标信息换算成一个三维指 针的坐标信息时，使用二个红外图像传感模块10和11同时摄取红外发射
模块21的图像，两红外图像传感模块的距离一般情况下要大于10cm，两 红外图像传自块的焦距f和内部参数都相同，主光轴相互平行，二维成 像平面301和302重合，P1和P2分别是红外发射模块21在两红外图像传 感模块上的成像点，P1、 P2在各自的成像面坐标系中的二维坐标信息分别 为(X1, Y1)和(X2, Y2)。
计算红外发射模块21同一时间在二个红外图像传感模块上摄取的二幅 图像中的视差，即X1-X2，由公式z-df/(X1-X2), x=zX1/f， y-zY1/f来获 得三維数据信息。
计算机主机1将红外发射模块21的二维坐标信息操算成--'个三维指针 的坐标信息时，为减少使用者的手臂的活动范围，使用者可以在移动到一 个位置后，关闭或阻挡住红外发射，然后将手移到另一个位置，再重新开 启红外发射或去除红外发射的阻挡。这期间显示屏2上指针的位置不变， 新的红外发射模块21位置被重新影射成指针的当前位置。 具体方法步骤为
A、 显示屏2上显示三维指针的初始位置；
B. 在第一红外图像传感模块10和第二红外图像传感模块11的感应有效 区内，红外发射模块21发出定位光点红外线信号；
c.根据定位光点在第一红外图像传感模块w和第二红外图像传感模块
ll中的成像位置，分别计算出定位光点的第一二维坐标、第二二维坐标；
D、 根据第一二维坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数
鹏；
E、 根据步骤D所获取到的定位光点三维坐标并结合之前获取到的定位光 点三维坐标，确定显示屏上三维指针位置的移动距离和移动方向；
F、 重复步骤B、 C、 D、 E,使显示屏上三维指针的位置随红外发射模块 的移动而实时移动。
上述方法步骤中，在红外发射模块21从无效变为有效时，即定位光点 在红外图像传感模块中有成像，系统重新获取到的第一个光点三维坐标， 并不导致显示屏上三维指针的位置改变。
在红外发射模块21在有效转为无效时，即定位光点在红外图像传感模 块中没有成像，显示屏上三维指针保持在红外发射模块21无效前的位置。
如图7、图8所示的绝对坐标三維措针定位实施例的示意图。 获取绝对坐标三维指针,也要使用二个红外图像传感模块10和11同时 摄取红外发射模块21的图像,两红外图像传感模块的距离--'般情况下要大 于10cm，两红外图像传感模块的焦距f和内部参数都相同，光轴相互平行, 二維成像平面301和302重合,P1和P2分别是红外发射模块21在两红外 图像传感模块上的成像点，P1、 P2在各自的成像面坐标系中的二维坐标信 息分别为(X1, Y1)和(X2, Y2)。
计算红外发射模块21同一时间在二个红外图像传感模块上摄取的二幅 图像中的视差，即X1-X2，由公式z-df/(X1-X2), x-zX1/f, "zY1/f来获 得三维数据信息。
具体方法步骤为
A、 在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块的感应有效区内， 红外发射^模'块发出定位光点红外线信号；
B、 根据定位光点在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块中 的成像位置，分别计算出定位光点的第---二维坐标、第二二维坐标；
C、 根据第一二维坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数
据；
D、 根据歩骤C所获取到的定位光点三维坐标，计算出显示屏上三維指针 的位置；
与获取相对坐标三维指针信息所不同的是，
E、 重复步骤A、 B、 C、 D,使显示屏上三維指针的位置随红外发射模 块的移动而实时移动。
也就是说，光点位置A映射为显示屏2中指针A'"的位置，C "' 是上一次红外发射模块21无效时的位置, 一般情况下，新的A'，，与C ，，， 是有一定距离的。即便两者巧合是重合的，也仅仅是巧合而已。
进一步的，红外发射模块21从A点移动到B点，在显示屏2上指针 从A'"移动到B〃'。
如图9-1、图9-2所示，两图披露了遥控器20的一-种实施例，这是一 种类似圆饼的外形。定位用光点的红外发射模块21布置在如图9-2所示的 —个平面上，另一个平面可以设置类似普通遥控器的按键电路40。遥控器
20的侧面上布置一些按键来实现类似鼠标左右键的点击功能；侧两的前方 (平放或平握时)布置与遥控接收模块103之间通信的遥控发射电路213。 按键电路40包括两只类似鼠标按钮的按键,使用者可以像操作鼠标-样方 便地操作遥控器20。
当作为遥控器20使用时使用者手握遥控器20,红外发射模块21所在 的平面朝外；按键电路邻所在的平面朝手心，同时食指和中指按住侧面上 的按键。操作时，使用者掌心向着红外图像传感模块10的方向，即红外发 射模块21朝向红外图像传感模块10的方向，并使两者之间无阻挡,移动 红外发射模块21时显示屏2上的指针可以做相应的移动。在使用过程中， 为减少使用者的手臂的活动范围，使用者可以在移动到一个位置后，关闭 红外发射模块21或阻挡住红外发射模块21的发射(如把手腕翻下来)，然 后将手移到另一个位置，这期间显示屏2上的指针的位置不变，当重新开 启红外发射模块21或去除红外发射模块21的阻挡(如把手腕翻上来)，红 外发射模块21的当前位置被影射成显示屏2上指针的所在位置,再移动红 外发射模块21时显示屏2上的指针可以做相应的移动。同时，只要用食指 和中指操作侧面上的相应按键，即可得到相当于鼠标左右键的相应功能。
当作为普通遥控器使用时，使用者手掌平握遥控器20,按键电路40 所在平面向上，遥控发射电路213朝向红外图像传感模块10,用拇指进行 按键操作，完成普通遥控器的控制功能。
参照图10，图IO是本发明中遥控器接收器的一种实施例的电原理图。 U2、 U6红外图像处理芯片和CAM1、 CAM2红外摄像头分别组合成两组， 用于完成提取定位用的红外图像的功能。当只需要提取二维坐标时，则只 需要U2、 CAM1或U6、 CAM2中的任意一组。U4是红外数据接收头，它接 收从遥控发射器发来的控制信息。Ul是接收器中央处理器，它将收到的定 位红外图像信息和控制信息进行处理、编械后通过USB总线发给计算机主 机。
图1 l是本发明中遥控器发射器的一种实施例的电原理闺。U5是主处理 芯片，它扫描按键矩阵取得控制信息。并且控制定位红外发光管D1和控制 信息传送红外发光管D2的亮灭。
本发明可以使用千电池，这时遥控器20上就要有电池仓，也可以设置
—个措示电池电量高低的指示灯。
本发明还可以使用可充电电池，这样遥控器20上不但要有电池仓，也 可以设置--个措示电池电量高低的指示灯，还要设置一个充电插口 。 本发明还可以外接电源。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，任何熟悉本项技术的人员可能利用上述揭示的技术内容加以变 更或修饰为等同变化的等效实施例，凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实貭对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修 饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、利用红外图像传感实现相对坐标二维指针的方法，所述方法基于的系统包括一红外发射模块，一红外图像传感模块，主机和显示屏，所述的红外图像传感模块和显示屏分别与主机相连；其特征在于所述方法采用如下步骤A、显示屏上显示二维指针的初始位置；B.在红外图像传感模块的感应有效区内，红外发射模块发出定位光点红外线信号；C.根据定位光点在红外图像传感模块中的成像位置，计算出定位光点的二维坐标；D、根据步骤C所获取到的定位光点二维坐标并结合之前获取的定位光点二维坐标，确定显示屏上二维指针位置的移动距离和移动方向；E、重复步骤B、C、D，使显示屏上二维指针的位置随红外发射模块的移动而实时移动。
2、 根据权利要求1所述的利用红外图像传感实现相对坐标二维指针的方 法，其特征在于在红外发射模块从无效变为有效时，即定位光点在红外图像传感模块中有 成像，系统重新获取到的第--个光点二維坐标，并不导致显示屏上二维指 针的位置改变；在红外发射模块在有效转为无效时，即定位光点在红外图像传感模块中没 有成像，显示屏上二维指针保持在红外发射模块无效前的位置。
3、 利用红外图像传感实现绝对坐标二维指针的方法，所述方法基于的系统 包括--红外发射模块， 一红外图像传感模块，主机和显示屏，其中所述的 红外图像传感模块和显示屏分别与主机相连；其特征在于所述方法采用如 下歩骤A.在红外图像传感模块的感应有效区内，红外发射模块发出定位光点 红外线信号； B、 根据定位光点在红外图像传感模块中的成像位置，计算出定位光点 的二維坐杏f;C、 根据步骤C所获取到的定位光点二维坐标，计算出显示屏上二维指针 的位置；D、 重复步骤A、 B、 C，使显示屏上二维指针的位置随红外发射模块的 移动而实时移动。
4、 利用红外图像传感实现相对坐标三维指针的方法，所述方法基于的系统 包括--红外发射模块，二个红外图像传感模块，主机和显示屏，其中所述 的第一红外图像传感模块、第二红外图像传感模块和显示屏分别与主机相 连；其特征在于所述方法采用如下步骤A、 .显示屏上显示三维指针的初始位置；B、 在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块的感应有效区内， 红外发射模块发出定位光点红外线信号；C、 根据定位光点在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块中 的成像位置，分别计算出定位光点的第--二维坐标、第二二维坐标；D、 根据第一二維坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数据；E、 根据歩骤D所获取到的定位光点三维坐标并结合之前获取到的定位光 点三维坐标，确定显示屏上三维指针位置的移动距离和移动方向；F、 重复步骤B、 C、 D、 E，使显示屏上三维指针的位置随红外发射模块 的移动而实时移动。
5、 根据权利要求4所述的利用红外图像传感实现相对坐标三维指针的方 法，其特征在于在红外发射模块从无效变为有效时，即定位光点在红外图像传感模块中有 成像，.系统重新获取到的第一个光点三维坐标，并不导致显示屏上三維指 针的位置改变；在红外发射模块在有效转为无效时，即定位光点在红外图像传感模块中没 有成像，显示屏上三维措针保持在红外发射模块无效前的位置。
6、 利用红外图像传感实现绝对坐标三维指针的方法，所述方法基于的系统 包括一红外发射模块，二个红外图像传感模块，主机和显示屏，其中所述 的第--'红外图像传感模块、第二红外图像传感模块和显示屏分别与主机相 连；其特征在于所述方法采用如下步骤A、 在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块的感应有效区内， 红外发射模块发出定位光点红外线信号；B、 根据定位光点在第一红外图像传感模块和第二红外图像传感模块中 的成像位置，分别计算出定位光点的第一二维坐标、第二二维坐标；C、 根据第一二维坐标、第二二维坐标，计算出定位光点的三维坐标数据；D、 根据歩骤C所获取到的定位光点三维坐标，计算出显示屏上三维指针 的位置；E、 重复步骤A、 B、 C、 D,使显示屏上三維指针的位置随红外发射模块 的移动而实时移动。
7、 根据权利要求4所述的利用红外图像传感实现相对坐标三维指针的方 法，或根据权利要求6所述的利用红外图像传感实现绝对坐标三维指针的 方法，其特征在于第一红外图像传感模块与第二红外图像传感模块之间保持固定的角度 和距离。
8、 根据权利要求1所述的利用红外图像传感实现相对坐标二维指针的方 法，或根据权利要求3所述的利用红外图像传感实现绝对坐标二维指针的 方法，或根据权利要求4所述的利用红外图像传感实现相对坐标三維指针 的方法，或根据权利要求6所述的利用红外图像传感实现绝对坐标三維指 针的方法，其特征在于-所述的红外发射模块与包括遥控发射电路和按键电路的遥控模块共同 载于遥控器，所述的系统中还包括-谨控接收模块，其连接主机；在使用过程中，用户按动遥控模块中的按键，遥控模块发出措令，遥 控接收模块接收措令，系统按该按键所定义的措令执行预设的动作。9、利用红外图像传感实现二维及三維指针的系统，其特征在于-所述系统包括一载有红外发射模块、包括遥控发射电路和按键电路的遥控模块的遥控器，以及至少一只的红外图像传感模块、遥控接收模块； 在系统中有第一红外图像传感模块与第二红外图像传感模块时，所述第一红外图像传感模块与第二红外图像传感模块之间保持固定的角度和距邀.两；所述红外发射模块发射特定频率的红外光线；遥控模块以红外发射方式，或是无线发射方式发出指令，对应的遥控 接收模块亦以红外接收方式，或是无线接收方式接收措令。
全文摘要
一种利用红外图像传感实现相对坐标或绝对坐标，二维或三维指针的方法及系统，系统包括一红外发射模块，至少一红外图像传感模块与连接了显示屏的主机连接。使用时，显示屏上显示二维或三维指针的初始位置；此时在红外图像传感模块的感应区内，红外发射模块发出定位光点红外信号；然后根据定位光点在红外图像传感模块中的成像，计算出定位光点的二维或三维坐标；再根据所获取到的坐标数据，确定显示屏上二维或三维指针位置的移动距离和移动方向，从而使显示屏上二维或三维指针的位置随红外发射模块的移动而实时移动。本发明操作简便自然，直观、明了，机械磨损少，寿命长，成本低。
文档编号G06F3/041GK101354623SQ200710075339
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者张伟明 申请人:张伟明