1.一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述系统包括光学成像组件、图像预处理模块,警戒线上的校验和计算模块、获取指尖位置模块、判断操作类型机制及执行操作模块和下次采样时采样开始行数回退机制模块;
所述光学成像组件由有一个可以夹在笔记本电脑屏幕摄像头位置上的固定夹,以及可以通过螺纹的方式或磁力的方式与固定夹结合的光学结构组件组成;
所述图像预处理模块中,CPU每隔一定时间调取一次摄像头画面,即进行一次采样;将原本需要用24bit的存储空间来表示的像素点所在位置所对应的相应颜色的信息用1个bit来表示;
所述警戒线上的校验和计算模块中,初始状态下摄像头观测范围内无肤色近似颜色或选定作为触控笔主体颜色的颜色,所以经预处理过程之后摄像头视野范围内的所有像素点的输出值均为零,当有手指或者触控笔进入摄像头观测范围时视野顶部第一行的1920个像素元素的校验和首先开始不为零,第一行1920个像素点即为警戒线,警戒线校验和的结果即为是否有手指要来操控屏幕的判据,如果校验和为零,说明没有手指伸过来;当警戒线上的校验和非零时则开始进行指尖位置的识别以及操作类型的识别;否则在经过0.02秒的延时后继续进行下一次采样,继续判断警戒线上的校验和是否为零;
所述获取指尖位置模块中,首先将k的值传给j,开始计算第j行元素的校验和,k初始化为1,j为显示屏像素行数,最大值为1080,当计算到第j行第i个元素时校验和开始不为零时则记录下此时i的值,i为显示屏像素列数,在开始每行校验和的计算的时候都会初始化为
1,最大值为1920,然后再去计算第j+1行的校验和;当计算到第j行全部1920个元素校验和仍为0时,则表示第j行暂时还没有容差范围内颜色的物体,则记录下此时j-1的值;此时i中的值和j-1中的值就表示“物体”当前所在位置的x坐标和y坐标,将这两个值存放在所述3行
2列数组的第一行,然后数组行数加一表示指向数组的下一行用于存放下一次采样时物体所在位置的x,y坐标;
所述下次采样时采样开始行数回退机制模块中,在每次采样将“物体”当前所在位置的x坐标和y坐标存放在所述3行2列数组中,然后将j-20的值赋值给k作为下一次采样时开始的行数;
所述判断操作类型机制及执行操作模块中,当数组行数等于3时,表明3行2列的数组已经存满,则开始执行所述判断操作类型机制,判断3行2列数组中的元素。
2.如权利要求1所述的一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述判断操作类型机制及执行操作模块中,所述数组每一行的第一列数据分别用a1,a2,a3表示,数组每一行的第二列数据分别用b1,b2,b3表示,所述判断操作类型机制如下:(1)当b1
(2)当b1
(2.1)在限定时间内出现情况(4)则判定此次操作操作类型为双击;
(2.2)限定时间内没有出现情况(4)则判定此次操作操作类型为单击;
(3)当b1>b2>b3时,说明物体在远离;
(4)当b1>b2且b3>b2时,说明物体开始反向折返,准备再次触控屏幕;
(5)当b1=b2=b3时(b1,b2,b3差值很小时视为相等)进行进一步判断;
(5.1)当a1=a2=a3时(a1,a2,a3差值很小时视为相等)说明物体在进行鼠标右键操作;
(5.2)当a1
(5.3)当a1>a2>a3时或a1
出现情况(2)之后,数组第二行代表触控位置横纵坐标信息的两个数据a2,b2会被分别存储到X,Y中,然后会去判断此次操作是否为双击;判断此次操作是否为双击的判断方式跟判断“物体”是否出现情况(2)原理类似,即在限定时间内循环采样,将采样数据存放在3行2列的数组中,通过所述数组中数据比对机制判断数组的第二列信息,若在有限时间内出现情况(4)则说明物体在出现情况(2)的折返点后,在限定时间内出现反向折返的情况,即表明“物体”即将再次触控屏幕,则判定此次操作操作类型为双击,则会向CPU发送双击指令,位置信息在X,Y中;若在限定时间内没有出现情况(4)则限定时间截止后会判定此次操作操作类型为单击,则会向CPU发送单击指令,位置信息在X,Y中;再发送完单击或者双击的指令后,程序会返回主函数继续以50hz的采样频率计算警戒线上的校验和,完成全过程操作闭环;
出现情况(5)之后进行进一步判断;
当a1=a2=a3时(a1,a2,a3差值很小时视为相等)说明物体在进行鼠标右键操作,则会向CPU发送右键指令位置坐标在a1,b1(或a2,b2或a3,b3)中;
当a1
当a1>a2>a3时或a1
完成指令发送后程序会返回主函数继续以50hz的采样频率计算警戒线上的校验和,完成全过程操作闭环;
若出现情况(2)情况(5)以外的情况时,则将第二行的数据赋值给第一行,将第三行的数据赋值给第二行,同时数组行数减一表示下次采样时获取到的“物体”位置信息会存放在数组的第三行;下次采样过后数组行数再次加一之后等于三,则会再次进入所述循环采样和进行操作类型判定的闭环直至出现情况(2)或情况(5)。
3.如权利要求1或2所述的一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述光学结构组件由3个倾斜45度的平面镜以及观测视角为160度的广角镜头组成,平面镜1位于笔记本电脑摄像头正前方,且与电脑屏幕平面成45度夹角,用于将电脑摄像头视野方向转成平行于屏幕方向向上;平面镜2位于平面镜1沿屏幕方向向上,且与平面镜1平行,用于将电脑摄像头视野方向转回垂直于电脑屏幕方向;平面镜3位于平面镜2沿垂直于屏幕方向向前,且与平面镜2垂直,用于将电脑摄像头视野方向转成平行于屏幕方向向下,广角镜头位于平面镜3沿平行于屏幕方向向下,用于增大观测视角。
4.如权利要求1或2所述的一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述固定夹的其中一个夹持面上面有一个圆形过孔,所述圆形过孔用以辅助使用者判断固定夹夹持位置是否正确,所述圆形过孔即为笔记本电脑摄像头与光学组件连接的光路孔,固定夹与光学组件分开的设计可以避免固定夹夹持位置不当挡到摄像头或者摄像头与光学组件连接的角度有偏差的情况。
5.如权利要求1或2所述的一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述图像预处理模块中,选定皮肤或触控笔颜色为基准色,并设置容差范围,若摄像头获取到画面的像素点的颜色信息在这个容差范围内则输出结果1,如果不在这个容差值范围内则输出结果0;判断方法为读取像素点对应内存地址,取出对应内存地址中代表像素点颜色信息的
24个bit位,通过位运算的方式获取24个bit位中红色、绿色、蓝色三原色相应数值,然后根据设定的基准色容差范围得出RGB三原色相应数值范围,并判断像素点的24个bit位中红色、绿色、蓝色三原色相应数值是否在容差范围内从而完成判定。
6.如权利要求1或2所述的一种用于模拟触摸屏的光学成像系统,其特征在于,所述图像预处理模块中,采样频率可人为设定,笔记本电脑摄像头工作时会向CPU申请一段内存区域用以存放获取到的画面信息,申请到的内存区域的首地址用指针*p表示,以1920×1080分辨率的电脑为例,摄像头获取到的数据为1920*1080个像素点,每个像素点是按照RGB888的编码方式进行编码的,即每个像素点需要24bit的存储空间用来存放获取到的颜色信息。