基于光學(xué)感應的大尺寸多點(diǎn)觸摸控制技術(shù)

　　引言

　　與傳統的鼠標、鍵盤(pán)的輸入方式相比，多點(diǎn)觸摸技術(shù)是一種更加自然和諧的人機交互方式。這種技術(shù)最突出的特點(diǎn)是用戶(hù)可以不借助任何外部設備直接在顯示屏幕上進(jìn)行操作，是一種真正的所見(jiàn)即所得的非常自然的人機交互方式，多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)與計算機進(jìn)行交互，而且各個(gè)用戶(hù)之間并不相互影響，系統甚至還可以識別用戶(hù)的觸摸姿態(tài)和手勢。然而，在傳統的基于觸摸屏的觸摸控制解決方案中，大多都只是考慮用手指取代鼠標的作用，即一般只考慮單點(diǎn)觸控的應用情況。另一方面，無(wú)論是目前常見(jiàn)的電阻式還是電容式觸摸屏方案，大都應用于面積較小的屏幕或者觸摸板上，對于40寸以上大尺寸觸摸控制設備上就鮮見(jiàn)傳統觸摸屏的應用了，這其中不乏制作成本和制作工藝上的考慮。

　　多點(diǎn)觸摸基本原理

　　傳統觸摸屏的本質(zhì)是傳感器，它由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成，常見(jiàn)的傳感器包括電阻式和電容式觸摸屏。而基于光學(xué)感應的多點(diǎn)觸摸系統是用戶(hù)通過(guò)觸摸投影屏幕表面，影響光學(xué)感應成像設備的輸入結果，成像設備將成像結果輸入軟件系統進(jìn)行處理，一般經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟，首先是對原始輸入圖像進(jìn)行包括矯正、濾波等預處理，然后通過(guò)光斑跟蹤引擎對觸點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，并將其解釋為各種輸入狀態(tài)，最后將輸入位置、狀態(tài)等信息發(fā)送給上層應用程序。應用程序處理結果最終被投射到顯示屏幕表面上，從而與用戶(hù)產(chǎn)生真正的所見(jiàn)即所得的交互效果。其實(shí)現框架如圖1所示。

　　根據不同的光學(xué)感應原理，目前常見(jiàn)的多點(diǎn)觸摸實(shí)現方式包括FTIR(受抑全內反射)、DI、LLP等技術(shù)。

　　基于FTIR的多點(diǎn)觸摸實(shí)現原理如圖2所示。

　　紅外LED(IR LED)發(fā)射紅外線(xiàn)進(jìn)入諸如亞克力板(Acrylic)，當亞克力面板的厚度大于8mm時(shí)，光線(xiàn)會(huì )發(fā)生在亞克力內不停反射，產(chǎn)生全內反射現象，當手指(或者其他材質(zhì)如硅膠等有一定韌性和反射性的材料)碰到亞克力表面時(shí)，全內反射被破壞，光線(xiàn)被手指反射出來(lái)，此時(shí)，亞克力下方的紅外攝像頭(IR Camera)捕捉到手指反射的光斑，攝像頭捕捉到的光斑會(huì )送到計算機進(jìn)行處理，最終形成輸入點(diǎn)。