單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置的製作方法

2023-06-06 23:54:36

一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置，特別是用於平板顯示器實現電子白板或觸控螢幕功能的單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置。

背景技術：

在平板顯示器，特別是液晶顯示器上實現筆跡跟蹤，從而實現電子白板功能或者觸控螢幕功能，是非常有意義的。目前成熟的技術主要是紅外邊框技術和前置攝像頭亮點檢測技術。前者是在顯示器上加邊框，邊框內有密集的紅外發射接收管對，通過檢測光線被遮擋的位置來跟蹤筆或手指探入的位置；後者在顯示器前上方安裝攝像頭拍攝屏幕表面，當採用壓力觸發光筆在屏幕表面書寫點擊時，觸發光筆發光形成亮點，此亮點可被攝像頭檢測並跟蹤，從而實現白板功能。

以上兩種現有技術各自存在一些缺點。紅外邊框技術需要一個外加邊框和大量的紅外發射、接收管，特別是當屏幕較大時，邊框結構和紅外器件的成本較高，體積重量都較大。而前置攝像頭的技術，由於攝像頭需要安裝於屏幕前上方，安裝複雜、攝像頭容易被遮擋且可能妨礙人在屏幕前活動，不適合在液晶顯示器等平板顯示器上安裝使用。特別是，上述兩種技術都難以在筆記本電腦顯示器上進行安裝。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置，可以方便地安裝在目前常用的各類平板顯示器上而實現筆跡跟蹤或觸摸跟蹤，且裝拆簡單，成本低。

本實用新型通過以下技術方案予以實現：一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置，包括安裝基座3、第一攝像頭4、第二攝像頭5、處理電路，所述攝像頭4、5固定於安裝基座3的後部兩側並與處理電路連接，安裝基座3的前部設置有前基準板7、相互垂直的第一側靠面8和第二側靠面9。由於所述安裝基座3的結構特點，非常便於精確地平貼安裝於平板顯示器的一角，即：使前基準板7的內表面緊貼顯示器邊框前表面，同時使第一側靠面8和第二側靠面9分別緊貼於顯示器的邊框兩側，則安裝基座3的位置和方向是唯一且穩定的。攝像頭的取景指向為沿前基準板並覆蓋屏幕表面空間。所述攝像頭4、5的橫向視場角都接近或大於90度，使之能夠覆蓋整個屏幕，這樣，當有亮點出現於屏幕表面，則第一攝像頭和第二攝像頭同時檢測到其橫向方位角，由於兩攝像頭位置和距離已知且恆定，因此根據三角關係可以計算得到亮點的位置坐標。

需要說明的是，所述前基準板7是一個薄的平板結構，且前部有直角形的開口，以便不遮擋顯示區域。

作為一種改進，在安裝基座3上兩攝像頭之間固定安裝一個一字型雷射器6，其發射平面平行於前基準板7。所述雷射器的扇形發散角接近於90度，以便在整個屏幕表面一定距離形成一個雷射幕。由於雷射器的光能集中於屏幕表面附近，形成非常高效的照射，利於實現觸摸跟蹤，從而可以不需要光筆。由於雷射器在裝置中一體化設置，因此使用中不存在雷射器的安裝問題。所述的兩個攝像頭的鏡頭光學中心處於所述雷射器的發射平面上。

作為一種改進，在所述安裝基座3的背面對應前基準板7設有後支撐板11，其上安裝有兩個或多個壓緊螺釘10。使用中，利用壓緊螺釘10使安裝基座緊密固定於顯示器邊框，且易於拆卸。

作為一種改進，在所述安裝基座3的背面對應前基準板7設有後支撐板11，在後支撐板11的內側貼有彈性材料，如泡棉，從而利用彈性材料的擠壓作用使安裝基座3的前基準板7與顯示器邊框前表面很好貼合，且易於取下。

作為一種改進，還可以在前基準板7內側或側靠面8、9設置不乾膠，使得安裝牢固。

附圖說明

圖1是本實用新型一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置的前上方視圖。

圖2是本實用新型一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置安裝於液晶顯示器的示意圖。

圖中：1-顯示器，2-筆跡跟蹤裝置，3-安裝基座，4-第一攝像頭，5-第二攝像頭，6-雷射器，7-前基準板，8-第一側靠面，9-第二側靠面，10-壓緊螺釘，11-後支撐板。

具體實施方式

根據圖1、圖2所示，本實用新型通過以下方式實施：一種單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置，安裝基座3由塑料成型，為了保證其剛性採用加入玻纖的材料；前基準板7厚度2mm，其前端直角邊長度約90mm，第一攝像頭4與第二攝像頭5的橫向視場角約90度，鏡頭中心距約100mm，攝像頭4、5的鏡頭中心高於前基準板約5mm，對稱設置；雷射器6為808nm波長的一字形雷射器(扇形光束雷射器)，其光束平面高於前基準板7約5mm且平行於前基準板；攝像頭內置808nm帶通濾光片；前基準板7與後支撐板11間距20mm，在後支撐板11的兩側中點分別裝有手擰壓緊螺釘10；處理電路板固定於安裝基座的後面，靠近攝像頭，電路採用fpga+mcu機構，fpga主要完成圖像數據的採集和預處理，mcu主要實現坐標計算和攝像頭配置與控制，其實現方式與現有各種基於圖像處理的電子白板產品類似；所述處理電路還設置有usb接口，用於取電和通信。為了延長雷射器6的壽命，雷射器6連接於處理電路，並受控於處理電路，以在不需要時關閉雷射器6。

本實施例的單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置適合安裝於較大尺寸的普通液晶顯示器，如液晶電視機。使用時將本實施例的裝置安裝與顯示器的任意一角，使兩側靠面8、9分別靠近顯示器的邊框兩側，然後擰緊壓緊螺釘10即可固定使用。由於雷射幕的存在，能可靠地實現手指觸摸。

為了進一步提高安裝的可靠性，還可以在前基準板7內側或側靠面8、9設置不乾膠。

為了防止側方高反射性物體的幹擾，可以在對角兩邊邊框貼吸光條，如5mm厚度的黑色海綿條，使雷射被吸光條遮擋而不會照射周邊物體。

為了用於20寸以下較薄的顯示器，如蘋果MacBook系列筆記本顯示器，可對有關尺寸進行調整如下：前基準板7厚度1mm，其前端直角邊長度約40mm，第一攝像頭4與第二攝像頭5鏡頭中心距約45mm，攝像頭鏡頭中心高於前基準板約3mm；雷射器光束平面高於前基準板7約3mm；前基準板7與後支撐板11間距8mm。特別是，在後支撐板11的內側固定有恢復性較好的泡棉條。使用時直接將本實施例的裝置卡入顯示器的一個上角，壓緊使兩側靠面8、9分別靠緊顯示器的兩側邊即可。由於沒有壓緊螺釘，不易損傷顯示器外殼，也極易取下。所述的處理電路有USB接口，可通過USB數據線直接連接筆記本接口。

作為一種簡化，也可以取消雷射器，而以光筆進行位置指示。

本實用新型的單角平貼安裝的筆跡跟蹤裝置，只有一個安裝實體，安裝中無須任何工具，且可以適用於任何矩形的平面顯示器，因此用途廣泛，使用簡單，且體積小、成本較低。