一种手（及指定物）的多点接触信息采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手（及指定物）的多点接触信息采集系统，由图像感应装置和图像信息处理模块组成。通过手及指定物的图像采集和处理，得到手（及指定物）的空间物理坐标和接触表面的接触状态信息及其状态和坐标的变化信息，从而得到手及指定物的多点接触状态：接触程度、接触时间和接触方式。此多点接触信息采集系统可应用于计算机输入系统和其他设备。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是一种手(及指定物)与感应表面的多点接触信息采集系统。本专利技术可以作为基于手(及指定物)的空间形态特征信息的计算机信息输入系统的设备。本专利技术也是一种新型的计算机输入系统，是一种可以实现传统计算机外设，诸如键盘、鼠标、触摸板、书写板和触摸屏等设备的部分功能的计算机输入系统。本专利技术的输入系统也适用于其他场合的相关设备和装置作为信息输入系统。目前常用的触摸设备有触摸板、手写板和触摸屏等，这些设备对于常规场合的应用效果都不错。但目前市场上的此类设备的一个共同特点都是针对单点(单点接触)而设计的，针对多点接触的设备还没有出现，少有相关的专利文献。常见的单点触摸设备的基本原理，有基于以下几种实现途径的类型。1.表面声波表面声波，超声波的一种，在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计)，可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波触摸设备的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，没有任何贴膜和覆盖层，这一点是区别于别类触摸屏技术的。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定坐标。除了一般触摸设备都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸设备还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。2.电阻技术电阻触摸设备的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。简单地说，电阻式触摸设备的工作原理就是在一组电阻网络加上工作电压，当手写笔或者手指触了触摸屏的时候，通过测量屏幕阻抗矩阵的变化而得到两个方向的坐标，从而得到手写笔或者手指位置。其横向和纵向电阻的变化，可近似看成两组线性的滑动变阻器。电阻类触摸设备的关键在于材料科技。常用的透明导电涂层材料有①ITO，氧化铟，工作面涂层；②镍金涂层。不适合作为电阻触摸屏的工作面，只能作为探层。常用的有四线电阻式、五线电阻式。基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络加在玻璃的导电工作面上，外层镍金导电层用来当作纯导体。当有触摸后，分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。3.电容感应技术电容式触摸设备的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。此外，在附加的触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个“耦合电容”，四边电极发出的电流会流向触点，而电流的强弱，准确算出触摸点的位置。其特点为触摸准确度较高，抗干扰能力较强。但此类触摸设备怕静电干扰。其他还有用红外技术、电磁技术等原理类型的触摸设备。目前基于以上这些方法的触摸设备都是针对单点接触而设计的，只能识别单个接触点的接触信息。有关计算机输入系统的公开专利信息目前尚无多点接触触摸设备的专利技术专利公开。本专利技术公布了多点接触信息系统，它不同于传统相关的触摸设备，能进行手(及指定物)的多点接触信息的采集和处理。本专利技术可用于专利技术人的另两项专利CN1378171A号专利技术专利与CN1322982A号专利技术专利的基于手(及指定物)的空间形态的信息特征的计算机输入系统，也可以用于其他相关设备的信息输入。本专利技术的设计思想本专利技术通过采集操作者的手及操作者所指定的物体(指定物)的图像，并对图像进行处理后，得到手(及指定物)和全部手指及指定物的细节的图像信息，转化为手(及指定物)和全部手指及指定物的细节的物理坐标和接触表面的接触状态信息。本专利技术也通过采集由操作者的手及操作者所指定的物体(指定物)的动作引起的图像信息的变化信息，并对此信息进行处理后，得到手(及指定物)的全部手指及指定物的结构细节的物理坐标和接触表面的接触状态的变化信息。本专利技术通过采集操作者的手及操作者所指定的物体(指定物)与感应表面的多个接触点的接触状态的信息，来识别和判断手及指定物的多点接触。对图像信息的采集和处理可通过现有成熟和公开的技术就可以实现。本专利技术的手及指定物的多点接触信息采集系统也可用于其他装置作为信息输入系统。本专利技术的多点接触信息采集系统所涉及的“手及指定物”、“多点接触”等概念阐述如下手及指定物操作者的手包括操作者的全部手和手指，以及操作者所指定的其他物体——指定物，也包括手(及指定物)的全部手指及指定物的所有结构细节。多点接触操作者的手和各个手指、指定物的多个结构细节与感应表面的所有多于一个的接触点的接触状态。 附图说明图1手(及指定物)的图像采集系统原理图1-手(或指定物)；2-图像感应装置；3-图像信息处理模块；图2图像感应装置的结构原理图1-图像传感器；2-感应表面； 图3图像传感器侧置的图像感应装置的结构原理图1-图像传感器；2-感应表面；3-反光镜；本专利技术的技术方案图1显示出手及指定物、图像感应装置、图像信息处理模块的空间相对关系。图1中，手(1)及指定物的空间运动被图像感应装置(2)所捕获，同时手(1)及指定物与图像感应装置(2)的感应表面的接触引起的图像变化也被捕获到。图像信息处理模块(3)对图像感应装置(2)捕获的图像进行图像分析和图像处理，即可得到手(1)及指定物与图像感应装置的感应表面的接触状态，以及相应的空间物理坐标。手(1)及指定物与图像感应装置(2)感应表面上的接触状态，是指手(1)及指定物与图像感应装置(2)感应表面上的接触程度、接触时间和接触方式。所指接触程度是表示手(1)及指定物(包括各个手指及指定物的结构细节)与图像感应装置(2)感应表面的接触接触压力的大小，以及与图像感应装置(2)感应表面的接触面积的大小。所指接触时间是表示手(1)及指定物(包括各个手本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手（及指定物）的多点接触信息采集系统，由图像感应装置和图像信息处理模块组成，其特征在于：图像感应装置由图像传感器和感应表面组成，图像感应装置适时获取手及指定物在空间的图像，以及手及指定物在图像感应装置的感应表面上的投影，图像信息处理 模块适时分析并提取出手及指定物的空间物理坐标和手及指定物的移动信息，以及在感应表面上的投影面积，进而得到手及指定物与图像感应装置的感应表面的多点接触状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：许旻，
申请(专利权)人：许旻，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]