一種基于屏幕、投影的非接觸式交互裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人機(jī)交互領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于屏幕、投影的非接觸式交互裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的對(duì)于屏幕或投影畫面的非接觸交互方法，要么通過(guò)陀螺儀、加速度傳感器、地磁傳感器等進(jìn)行解算，精度差、存在累計(jì)誤差。要么通過(guò)圖像識(shí)別的方式來(lái)進(jìn)行手勢(shì)判另IJ，進(jìn)行復(fù)雜的圖像處理算法，成本高，識(shí)別率低，還沒(méi)有出現(xiàn)一種實(shí)時(shí)的沒(méi)有累計(jì)誤差、精度較高的基于屏幕、投影儀的非接式交互裝置出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有交互裝置的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于屏幕、投影的非接觸式交互裝置，該裝置將光學(xué)、圖像和交互式結(jié)合在一起，通過(guò)光線發(fā)射部分在屏幕或投影的區(qū)域呈現(xiàn)的光斑轉(zhuǎn)換成圖像畫面，從中解算出光斑相對(duì)于屏幕或投影的區(qū)域的相對(duì)坐標(biāo)，從而起到交互作用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種基于屏幕、投影的非接觸式交互裝置，包括:光線發(fā)射部分、光線接收部分和解算部分，其中:
[0005]所述光線發(fā)射部分，發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的光線，通過(guò)聚焦匯聚成一個(gè)光斑到屏幕或投影的區(qū)域上；
[0006]所述光線接收部分，采集光線發(fā)射部分的發(fā)射光線在屏幕或投影上的特定波長(zhǎng)的聚焦圖像，并將采集到的聚焦圖像發(fā)送給解算部分；
[0007]所述解算部分，通過(guò)對(duì)光線接收部分采集的聚焦圖像，解算當(dāng)前聚焦點(diǎn)相對(duì)于屏幕或投影的相對(duì)坐標(biāo)，并將相對(duì)坐標(biāo)參數(shù)傳遞給其他具有運(yùn)算功能的處理設(shè)備。光斑的相對(duì)坐標(biāo)作為系統(tǒng)縱橫坐標(biāo)定位的指示，類似鼠標(biāo)移動(dòng)的效果，作為計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備，提高人機(jī)交互效果。
[0008]優(yōu)選地，所述的聚焦圖像，指的是對(duì)屏幕或投影區(qū)域上顯示圖像進(jìn)行聚焦的圖像；
[0009]優(yōu)選地，所述的光線發(fā)射部分，包括可見光譜光源、不可見光譜光源、多光譜匯集、光學(xué)聚焦、輔助按鍵，其中:
[0010]所述可見光譜光源，包括至少一種波長(zhǎng)的光源，且該光源的波長(zhǎng)范圍為可見光譜，以方便操作者在操作前對(duì)光斑坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)方便操作者在使用過(guò)程中觀看聚焦在屏幕或投影區(qū)域的光斑的位置；
[0011]所述不可見光譜光源，包括至少一種波長(zhǎng)的光源，且該光源的波長(zhǎng)為紫外光譜或紅外光譜，用于光線接收部分進(jìn)行圖像采集，方便圖像識(shí)別過(guò)程中過(guò)濾到屏幕或投影區(qū)域的可見光譜的圖像，消除本底干擾；
[0012]所述多光譜匯集，將不同波長(zhǎng)的光源發(fā)出的光線匯集在一起，形成一個(gè)至少包含兩種光譜的光線輸出給光源聚焦；
[0013]所述光學(xué)聚焦，接收多光譜匯集輸出的光線，通過(guò)自身的各種光學(xué)透鏡進(jìn)行聚焦，在一定物距下的形成光斑到屏幕或投影的區(qū)域上；
[0014]所述輔助按鍵，設(shè)置在光線發(fā)射部分上，其為用于提高娛樂(lè)交互性的操作功能按鍵，以配合屏幕或投影的畫面進(jìn)行交互式操作。
[0015]優(yōu)選地，所述的光線接收部分，包括濾光鏡、成像鏡頭、成像模塊，其中:
[0016]所述濾光鏡，為一種光學(xué)的帶通濾光片，其只允許特定波長(zhǎng)及其周邊一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線進(jìn)入；
[0017]所述成像鏡頭，對(duì)屏幕或投影的區(qū)域進(jìn)行成像聚焦，將聚焦的光學(xué)圖像傳遞給成像模塊；
[0018]所述成像模塊，位于成像鏡頭的像距位置，將聚焦的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并將數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)傳遞給解算部分。
[0019]更優(yōu)選的，所述的濾光鏡，其中心波長(zhǎng)為光線發(fā)射部分所發(fā)射的不可見光譜的波長(zhǎng)。
[0020]更優(yōu)選的，所述的成像模塊，其光譜靈敏度可以覆蓋光線發(fā)射部分所發(fā)射的不可見光譜的波長(zhǎng)。
[0021]優(yōu)選地，所述的解算部分，包括圖像接口、處理器、數(shù)據(jù)輸出模塊，其中:
[0022]所述圖像接口，接收光線接收部分傳遞的數(shù)字圖像，并將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成處理器能夠解算的數(shù)據(jù)格式；
[0023]所述處理器，將經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換的數(shù)字圖像進(jìn)行圖像處理，在圖像中識(shí)別出光線發(fā)射部分在顯示屏或投影畫面區(qū)域發(fā)射的光斑，消除因仿射變換和鏡頭因素帶來(lái)的畫面畸變，解算出光斑相對(duì)于顯示屏或投影畫面區(qū)域的位置坐標(biāo)，并將位置坐標(biāo)傳輸給數(shù)據(jù)輸出豐吳塊；
[0024]所述數(shù)據(jù)輸出模塊，接收處理器發(fā)送的光斑相對(duì)于顯示屏或投影畫面區(qū)域的位置坐標(biāo)，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后對(duì)外輸出，用于人機(jī)交互。
[0025]更優(yōu)選的，所述的圖像處理，包含并不限于二值轉(zhuǎn)換、Radon變換的數(shù)字圖像算法。
[0026]優(yōu)選的，所述的光線接收部分嵌入到解算部分中，或者置于解算部分外部，光線接收部分通過(guò)數(shù)據(jù)線與解算部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0028]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，能夠第一時(shí)間捕獲并解算使用者操作光線發(fā)射部分在屏幕或投影的區(qū)域上呈現(xiàn)的光斑對(duì)于屏幕或投影的區(qū)域上的相對(duì)坐標(biāo)，配合發(fā)射部分上的輔助按鍵，起到類似于鼠標(biāo)的功效，增加操作者和圖像畫面之間的交互性和娛樂(lè)性，具有廣泛推廣意義。
【附圖說(shuō)明】
[0029]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0030]圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的光線發(fā)射部分的不意圖；
[0032]圖中:1-光線發(fā)射部分，2-光線接收部分，3-解算部分，4-可見光譜光源，5-不可見光譜光源，6-多光譜匯集，7-光學(xué)聚焦，8-輔助按鍵，9-濾光鏡，10-成像鏡頭，11-成像模塊，12-圖像接口，13-處理器，14-數(shù)據(jù)輸出。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]如圖1所示，一種基于屏幕、投影的非接觸式交互裝置，包括:光線發(fā)射部分1、光線接收部分2和解算部分3，其中:
[0035]所述光線發(fā)射部分I，發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的光線通過(guò)聚焦匯聚成一個(gè)光斑到屏幕或投影的區(qū)域上；
[0036]所述光線接收部分2，采集光線發(fā)射部分的發(fā)射光線在屏幕或投影上的特定波長(zhǎng)的聚焦圖像，并將采集到的聚焦圖像發(fā)送給解算部分；
[0037]所述解算部分3，通過(guò)對(duì)光線接收部分采集的聚焦圖像，解算當(dāng)前聚焦點(diǎn)相對(duì)于屏幕或投影的相對(duì)坐標(biāo)，并將相對(duì)坐標(biāo)參數(shù)傳遞給其他具有運(yùn)算功能的處理設(shè)備。光斑的相對(duì)坐標(biāo)作為系統(tǒng)縱橫坐標(biāo)定位的指示，類似鼠標(biāo)移動(dòng)的效果，作為計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備，提高人機(jī)交互效果。
[0038]作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光線發(fā)射部分I包括可見光譜光源4、不可見光譜光源5、多光譜匯集6、光學(xué)聚焦7和輔助按鍵8(如圖2所示)。圖2中光源包含兩種波長(zhǎng)的發(fā)光二極管LED，可見光譜光源4和不可見光譜光源5，其中的可見光譜光源4，波長(zhǎng)范圍為可見光譜，以方便操作者在操作前對(duì)光斑坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)，也方便操作者在使用過(guò)程中觀看聚焦在屏幕或投影區(qū)域的光斑的位置；不可見光譜光源5，波長(zhǎng)為紫外光譜或紅外光譜，用于光線接收部分2進(jìn)行圖像采集，因?yàn)槠聊簧匣蛲队皡^(qū)域的畫面對(duì)圖像識(shí)別光譜位置有很大的干擾，所以采用不可見光譜，以方便圖像識(shí)別過(guò)程中過(guò)濾到屏幕或投影區(qū)域的可見光譜的圖像，消除本底干擾。
[0039]圖2中的多光譜匯集6采用的是一塊分光片，允許一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線透射，允許一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光