紅外線從觸摸屏下方照亮觸摸平面。議個散射體被放置在觸摸表面的底部,所以,當有物體接觸到觸摸表面時,反射的光線比散射體或者背景反射的光線要多。被反射的光線被攝像頭捕捉到(使用追蹤軟件)并被識別為“觸點”,同時把這些點的位置轉換成x,y 坐標。圖1 是Rear-DI 示意圖。
圖1:Rear-DI 示意圖
第一步:建一個箱子
做DI 多點觸摸桌的第一步是建了一個封閉的箱子。DI 要求完全封閉的箱子防止紅外線溢出。如果有紅外線溢出,則會影響到紅外線的均勻程度。下圖所示的是一個用Google SketchUp 建立的ORION 多點觸摸桌3D 模型。
圖2:封閉箱子示例
這個箱子(圖2 所示)用12mm 厚的中密度木板制作。在箱子的上部有一個格架,可以放鏡子,增加投影的投射距離。這個格架還可以用來安置小喇叭或者用來放鍵盤。圖3 中的玻璃后來被換成一塊71x56cm,4mm 厚的單面打磨毛玻璃,作為投影面和散射體來用。
圖3:基于3D 模型的半成品
第二步:投影儀
SHARP DLP 投影,型號:PG-M15S。
第三步:攝像頭
Xbox360 USB 攝像頭。分辨率:320x240@60fps。這個攝像頭可以很方便的拆卸紅外截止濾鏡,價格也便宜,很適合做多點觸摸攝像頭。
第四步:紅外照明
在ORION 多點觸摸桌中采用了3 個光源( 1x140 紅外LED,1x80 紅外LED,1x45 紅外LED)。具體分部如圖4-1,圖4-2 所示。圖中圓形區域標出了各種照亮的區域。
圖4-1:光源的光照區域
由于紅外光源的發射角比較小,會在屏幕上形成一個高亮區域。所以140個紅外LED 光源轉了一個角度,通過反射來照亮屏幕。
具體的放置方式參考圖4-2:
在圖4-2 所示的設置中,各個光源的照明區域是有重疊的,以保證整個觸摸屏都布滿紅外光線。
圖5 是一些140 個紅外LED 燈的細節:
圖5:DI 設置—投影儀,光影,鏡子
·內置的感光器(被蓋住了)
·照明范圍:距離80m,角度60 度(戶外)
·額定功率:18W
·波長:850nm
·電源:12V 直流1000mA
80LED 和45LED 光源是我們根據我們設計的LED 計算器自己做的。
一開始,只用了140 個LED 的光源。但是光線太弱,以至不能形成清晰的點,這意味著需要更多的紅外照明,所以,又加了兩個光影(2 和3)。
第五步:攝像頭和投影儀的位置
攝像頭,鏡子和投影儀的位置非常重要,要保證攝像頭可以捕捉整個屏幕區域,投影儀可以將畫面投到整個屏幕。一開始,攝像頭被放在底部的中間,發現沒法捕捉整個區域,所以通過鏡子進行一次反射,這樣整個屏幕就可以被捕捉到了。
第六步:觸摸表面
你需要一個足夠厚的觸摸屏,而且受按壓不會變形,另外還需要一個投影幕和散射體。一般采用的有描圖紙(硫酸紙),桌布甚至浴簾(在我的方案中,這個效果最好)放在觸摸屏上面,在購買投影介質前最好測試一下耐用性,投影成像質量和紅外線散射效果。
圖6:Touchlib(觸點捕捉軟件)截圖—調節模式
第七步:最終產品
下一步是用觸點捕捉軟件進行測試。如果你仔細觀看圖6,你會發現3 個被照亮區域,這正是3 個光源所形成的區域被攝像頭捕捉到后的原始畫面(前兩個窗口)