專利名稱：基于激光指示器的鼠標光標跟蹤定位視頻信號處理電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種視頻信號處理電路，主要用于投影屏幕上激光點的二維坐 標測量。
背景技術：
近年來，隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術的迅速發(fā)展，投影大屏幕在產(chǎn)品演 示、電化教學及學術會議等場合的應用日益普遍。在投影大屏幕前，講解者為了生 動、連續(xù)和自然的表達信息，往往需要較大的活動空間和盡可能方便的操作計算機， 但鼠標作為最常用的計算機輸入設備，由于其連線的存在和工作表面的適應性問題， 限制了講解者的活動范圍和信息表達的靈活性，雖然無線鼠標的出現(xiàn)使這個問題得 到緩解，但無線鼠標也存在著抗干擾能力差、耗電能高或固定方向等問題，且由于 無限鼠標都需要一對收發(fā)裝置來達成需求，使其變得笨重，不便保管和攜帶，不能 輕易的操作。
本領域內(nèi)已知采用的激光指示器把激光點投射到大屏幕上的系統(tǒng)，存在著操作 過程繁瑣或設計復雜、成本高等一些問題。例如，公開于中國專利第00128801.6 號中的交互顯示系統(tǒng)，雖然功能相對全面，但激光點需按照預定的空間圖案移動才 能實現(xiàn)控制。中國專利第200410009419. X號公開了一種實現(xiàn)無限鼠標功能的方法和 裝置，其中基本依靠計算機系統(tǒng)軟件實現(xiàn)，占用了系統(tǒng)資源。現(xiàn)有識別激光點技術 裝置存在的諸如電路設計繁瑣，價格高或軟件算法復雜，系統(tǒng)占用率高等缺陷，限 制了技術的普及。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型克服了現(xiàn)有技術在大屏幕投影應用中的缺點，與計算機聯(lián)調(diào)成功后 即可用普通市售的激光指示器向投影大屏幕上投射激光點，由計算機控制光標移動 到光點位置。本實用新型對激光點二維坐標的計算是在視頻信號處理電路中完成的， 減輕了計算機的工作負擔。處理電路中的最大值保持電路部分可以成功的提取出視 頻信號的最大值，給坐標位置計算帶來了極大的便利，提高了計算的準確性。
本實用新型的主要技術方案在于:采用一個CCD攝像器件捕獲投射到大屏幕上 的激光點，CCD攝像器件輸出的視頻信號一路經(jīng)同步分離電路，分離出行同步、場 同步、奇偶信號，另一路經(jīng)整形電路得到光信號。行同步、場同步和光信號被輸送 到行計數(shù)電路和場計數(shù)電路，以獲得光點最亮位置的二維位置信息，此位置信息由 單片機處理后傳輸給計算機。計算機根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，利用軟件驅(qū)動可以實現(xiàn)將光 標移至激光點位置上，并可根據(jù)對激光點從無到有，從有到無的時間判斷來模擬鼠 標的單雙擊功能。
本實用新型的特征在于CCD攝像器件輸出的視頻信號一路經(jīng)同步分離電路， 分離出行同步、場同步、奇偶信號，另一路經(jīng)整形電路得到光信號。行同步、場同 步和光信號被輸送到行計數(shù)電路和場計數(shù)電路，用來獲得光點最亮位置的二維坐標 信息。整形電路包括運算放大電路，最大值保持電路，電壓跟隨器和電壓比較器。 最大值保持電路可以獲取和保持運算放大電路輸出的視頻信號的最大值，并將獲得 的信號經(jīng)電壓跟隨器后送到電壓比較器以獲得亮度最高的光信號。
本實用新型的有益效果是，克服了講解者在公共多媒體使用場合使用現(xiàn)有技術 裝置的諸多不便，使講解者可以在屏幕前方任意位置利用激光指示器靈活的控制光
標的移動和定位、單擊和雙擊，在信息傳遞的過程中，最大程度的面向聽眾，保證
信息傳遞的自然性、連續(xù)性和靈活性。 一套多媒體系統(tǒng)在和本實用新型聯(lián)調(diào)成功后， 即可長時間使用，且下次使用無需再調(diào)試，使用者只需攜帶一支普通的激光指示器， 激光指示器體積小，價格便宜，便于攜帶。本實用新型視頻信號處理電路設計簡單、 巧妙，成本低，不存在電磁干擾或固定指向等問題，有著較好的市場前景。
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。 圖l，本實用新型總體設計方框原理圖 圖2，本實用新型整形電路部分原理圖 圖3，本實用新型計數(shù)電路部分原理圖
圖l、圖2中，1CCD攝像器件，2同步分離電路，3整形電路，4運算放大電 路，5最大值保持電路，6電壓跟隨器，7電壓比較器，8計數(shù)電路，9單片機。 圖3中，Al、 A4、 A5與非門，A2觸發(fā)器，A3非門，A6、 A8計數(shù)器，A7、 A9鎖存 器，A10有源晶振。
具體實施方式
本實用新型的實現(xiàn)原理框圖如

圖1所示。
激光指示器發(fā)射到被測畫面的光點被帶有濾色片高分辨率CCD攝像器件1接收， CCD攝像器件1輸出的視頻信號同時傳輸給同步分離電路2和整形電路3。經(jīng)同歩分
離電路2后，分別得到行同步信號、場同步信號和奇偶信號。整形電路3包括有運 算放大電路4，最大值保持電路5，電壓跟隨器6和電壓比較器7，視頻信號經(jīng)過整 形電路3后得到光信號。行同步、場同步和光信號被送到計數(shù)電路8，計數(shù)電路8 處理后輸出光點最亮位置的二維位置信息，此信息通過單片機9處理后由串口傳輸 到計算機，計算機通過軟件編程模擬實現(xiàn)鼠標的功能。 圖2所示部分為圖1中整形電路3的詳細工作原理
整形電路3包括運算放大電路4，最大值保持電路5，電壓跟隨器6和電壓比 較器7。 CCD攝像器件1的輸出連接到運算放大器4,運算放大器4的輸出信號一路 作為電壓比較器7的一個輸入，另一路被送到最大值保持電路5，最大值保持電路5 主要包括電壓跟隨器5A、電容Cl、穩(wěn)壓管Dzl和二極管Dl、 D2。電壓跟隨器5的 輸出經(jīng)二極管Dl和場同步信號經(jīng)二極管D2、穩(wěn)壓管Dzl后并聯(lián)，接到電容Cl上后 再輸出到電壓跟隨器6，電壓跟隨器6相當于一個高輸入阻抗元件，用來防止電容 Cl放電過快。電源Vref用來提供一個鉗位電壓，它經(jīng)電阻R1、 二極管D3和電壓跟 隨器6經(jīng)二極管D4后的輸出一起并聯(lián)到電壓比較器7的另一個輸入端。
圖3所示部分為圖1中計數(shù)電路8的詳細工作原理
電壓比較器7輸出的光信號和同步分離電路2輸出的場同步，行同步信號等一 起傳送到計數(shù)電路8。計數(shù)電路8又包括行計數(shù)電路和場計數(shù)電路。在行計數(shù)電路 中，光信號和場同步信號通過與非門A1，非門A3接到行計數(shù)器A6的清零引腳，由 與非門Al輸出的一路信號接觸發(fā)器A2的置位端， 一路行同步信號接A2復位端，A2 的輸出和有源晶振A10分別作為與非門A4的兩路輸入，A4的輸出作為計數(shù)器A6的 時鐘脈沖輸入。 一路場同步信號用來觸發(fā)鎖存器A7，存儲計數(shù)器A6中的數(shù)值。場 計數(shù)電路的工作原理與行計數(shù)類似,場同步信號和行同步信號經(jīng)與非門A5后輸出作 為計數(shù)器A8的時鐘脈沖輸入，清零信號仍來自非門A3。 一路場同步信號用來觸發(fā) 鎖存器A9，存儲計數(shù)器A8中的數(shù)值。
計數(shù)電路部分可以不采用分立元件而采用CPLD、 FPGA等組合邏輯電路，或采 用單片機、微處理器的內(nèi)置計數(shù)器組成。組合邏輯電路內(nèi)的組成結構，和單片機、 微處理器軟件的原理可與上述的計數(shù)電路結構相同。
權利要求1.一種視頻信號處理電路，其特征在于CCD攝像器件(1)輸出的視頻信號同時傳輸給同步分離電路(2)和整形電路(3)，同步分離電路(2)從視頻信號中分離出行同步信號、場同步信號和奇偶信號，整形電路(3)從視頻信號中提取出光信號，行同步、場同步、光信號被送到計數(shù)電路(8)，計數(shù)電路(8)處理后輸出光點最亮位置的二維位置信息。
2. 如權利要求1所述的電路，其特征是上述的整形電路(3)包括運算放大電路(4)、 最大值保持電路(5)、電壓跟隨器(6)和電壓比較器(7)， CCD攝像器件(1)的 輸出連接到運算放大器(4)，運算放大器(4)的輸出信號一路作為電壓比較器(7) 的一個輸入，另一路被送到最大值保持電路(5)，最大值保持電路(5)主要包括 電壓跟隨器(5A)、電容(Cl)、穩(wěn)壓管(Dzl)、 二極管(Dl)和二極管(D2)，電 壓跟隨器(5A)的輸出經(jīng)二極管(Dl)和場同步信號經(jīng)二極管(D2)、穩(wěn)壓管(Dzl) 后并聯(lián)，接到電容(Cl)上后再輸出到電壓跟隨器(6)，電壓跟隨器(6)相當于 一個高輸入阻抗元件，用來防止電容(Cl)放電過快，電源(Vref)用來提供一個 鉗位電壓，它經(jīng)電阻(Rl)、 二極管(D3)和電壓跟隨器(6)經(jīng)二極管(D4)后并 聯(lián)，接到電壓比較器(7)的另一個輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種視頻信號處理電路。該電路特征在于CCD攝像器件1輸出的視頻信號同時傳輸給同步分離電路2和整形電路3，同步分離電路2從視頻信號中分離出行同步信號、場同步信號和奇偶信號，整形電路3從視頻信號中提取出光信號。行同步、場同步、光信號被送到計數(shù)電路8，計數(shù)電路8處理后輸出光點最亮位置的二維位置信息。單片機9讀出此位置信息后通過串口傳給投影計算機，計算機根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)軟件驅(qū)動光標的移動和模擬鼠標的單雙擊功能。本實用新型在實踐中有著廣闊的應用前景，是配合計算機、投影儀而用于產(chǎn)品演示、電化教學及學術會議等場合的理想演示用工具。
文檔編號H04N5/225GK201000605SQ200620167359
公開日2008年1月2日 申請日期2006年12月16日 優(yōu)先權日2006年12月16日
發(fā)明者白生祥, 珂 章, 戈 陳 申請人:上海蘭基斯軟件有限公司