专利名称：一种基于光点定位的互动屏幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及人机互动技术领域，尤其涉及一种基于光点定位的互动屏幕。
背景技术：
当今时代，电子信息技术迅速发展，各种显示技术日新月异，为人们的生活提供了 极大的便利，各种显示技术和显示装置正在改变人们生活和工作的方方面面。早期的显示 装置，尤其是大屏幕的显示装置，缺乏人机互动的功能，只能单一的显示某些信息和图像， 很难满足人们日常的各种需要。近年来开发出了一系列的人机互动屏幕，其中一类产品可以实现手指、触摸笔等 物体对于屏幕的触摸控制，这类人机互动产品的控制精度高，但是不能实现非接触的控制， 因此对于实际的应用仍然存在一定的限制。另一类产品则是通过安装在屏幕上的摄像头等 装置，拍摄使用者发出的信号或者手势，然后进行图像处理，进而实现人机互动，这类互动 屏幕的特点是成本高，需要屏幕自带图像处理系统，较为复杂，并且人机互动的控制精度有 待提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于光点定位的互动屏幕。基于光点定位的互动屏幕包括屏幕、光电转换元件、信号传输电路、激光发射器、 信号放大模块、AD转换模块、端口扫描模块、FPGA芯片；屏幕上设有光电转换元件、信号传 输电路，屏幕、信号放大模块、AD转换模块、端口扫描模块、FPGA芯片顺次相连；光电转换元 件探测到激光发射器发出的光斑后，光电转换元件进行光电转换，产生电信号，电信号在信 号传输电路上传输，信号放大模块对电信号进行放大、AD转换模块对信号进行模数转换、端 口扫描模块对各路信号进行扫描，并将扫描结果传输给FPGA芯片，FPGA芯片根据端口扫描 模块的扫描结果进行相关计算，确定屏幕上光斑坐标，FPGA芯片将光斑坐标反馈给屏幕，实 现人机互动。所述的光电转换元件是半导体光电转换器，信号传输电路是传输导线，二者镶嵌 于屏幕中。本发明既克服了现有互动屏幕的缺陷，又兼具触摸互动屏幕和图像处理互动屏幕 的优点，采用屏幕上的细微光电转换元件直接探测照射在屏幕上的激光光斑，实现了高精 度、非接触的人机互动控制，较好的满足了各种场合的人机互动显示的需要，能够给人们的 工作和生活带来极大的便利。这种屏幕在一定程度上可以称之为“光束触摸”。
图1是基于光点定位的互动屏幕结构示意图；图2是基于光点定位的互动屏幕接收面示意图；图3是基于光点定位的互动屏幕光点定位示意图中，屏幕1、光电转换元件2、信号传输电路3、激光发射器4、信号放大模块5、AD 转换模块6、端口扫描模块7、FPGA芯片8。
具体实施例方式如图所示，基于光点定位的互动屏幕包括屏幕1、光电转换元件2、信号传输电路 3、激光发射器4、信号放大模块5、AD转换模块6、端口扫描模块7、FPGA芯片8 ；屏幕1上 设有光电转换元件2、信号传输电路3，屏幕1、信号放大模块5、AD转换模块6、端口扫描模 块7、FPGA芯片8顺次相连；光电转换元件2探测到激光发射器4发出的光斑后，光电转换 元件2进行光电转换，产生电信号，电信号在信号传输电路3上传输，信号放大模块5对电 信号进行放大、AD转换模块6对信号进行模数转换、端口扫描模块7对各路信号进行扫描， 并将扫描结果传输给FPGA芯片8，FPGA芯片8根据端口扫描模块7的扫描结果进行相关计 算，确定屏幕1上光斑坐标，FPGA芯片8将光斑坐标反馈给屏幕1，实现人机互动。所述的光电转换元件2是半导体光电转换器，信号传输电路3是传输导线，二者镶 嵌于屏幕1中。信号放大模块可以采用MJE13003系列的芯片配合其他电子元件完成信号放大功 能，AD转换模块可以采用ADC0832芯片，配合89C51系列的单片机等完成AD转换功能，端 口扫描模块可以采用89C51系列的单片机或者FPGA芯片完成扫描功能。实际使用中，可以 根据需要用具有相同功能的芯片替换上述元件。当使用者需要对屏幕1上的某一部分进行定位时，用激光发射器4发出的激光照 射屏幕1上的对应部分，此部分屏幕1上的光电转换元件2探测到激光光斑之后进行光电 转换产生电信号，电信号通过信号传输电路3传输到信号放大模块5，信号放大模块5对电 信号进行放大、AD转换模块6对信号进行AD转换，端口扫描模块7对各路信号进行周期性 扫描，记录下各个信号传输电路的扫描结果，并将扫描结果传输给FPGA芯片8，FPGA芯片8 对端口扫描模块7的扫描结果进行计算处理，从而计算出光点在屏幕1上的坐标。之后FPGA 芯片8再将对应点的坐标信息传给屏幕1，这时屏幕1上的定位点显示出光标符号，实现人 机互动，这种屏幕可以实现非接触、高精度的定位，在一定程度上可以称为光束触摸屏幕。本领域的技术人员可以理解，本发明不限于上述事例中的表述，屏幕的外形、结 构、定位元件的摆放形式等可以根据实际的需要进行调整。在不背离本发明原理和范围的 情况下，根据需要改进或修正的技术成果，均在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
一种基于光点定位的互动屏幕，其特征在于包括屏幕(1)、激光发射器(4)、信号放大模块(5)、AD转换模块(6)、端口扫描模块(7)、FPGA芯片(8)；屏幕(1)上设有光电转换元件(2)、信号传输电路(3)，屏幕(1)、信号放大模块(5)、AD转换模块(6)、端口扫描模块(7)、FPGA芯片(8)顺次相连；光电转换元件(2)探测到激光发射器(4)发出的光斑后，光电转换元件(2)进行光电转换，产生电信号，电信号在信号传输电路(3)上传输，信号放大模块(5)对电信号进行放大，AD转换模块(6)对电信号进行模数转换，端口扫描模块(7)对各路信号进行周期性的扫描，并将扫描结果传输给FPGA芯片(8)，FPGA芯片(8)根据端口扫描模块(7)的扫描结果，确定屏幕(1)上光斑坐标，FPGA芯片(8)将光斑坐标传给屏幕(1)，实现人机互动。
2.根据权利要求1所述的一种基于光点定位的互动屏幕，其特征在于所述的光电转换 元件(2)是半导体光电转换器，信号传输电路(3)是传输导线，二者镶嵌于屏幕(1)中。
全文摘要
本发明公开了一种基于光点定位的互动屏幕。它包括屏幕、激光发射器、信号放大模块、AD转换模块、端口扫描模块、FPGA芯片；屏幕上设有光电转换元件、信号传输电路，屏幕、信号放大模块、AD转换模块、端口扫描模块、FPGA芯片顺次相连；光电转换元件探测到激光发射器发出的光斑后，光电转换元件进行光电转换，产生电信号，电信号在信号传输电路上传输，之后经过信号放大、AD转换、端口扫描、FPGA处理确定屏幕上光斑坐标，FPGA芯片将光斑坐标传给屏幕，实现人机互动。本发明实现了高精度、非接触的人机互动控制，能够给人们的工作和生活带来极大的便利。
文档编号G06F3/042GK101986246SQ20101053252
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者刘旭, 李召鑫, 李海峰 申请人:浙江大学