CN101782823A - 基于图像传感器的位移检测输入装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明基于图像传感器的位移检测输入装置及方法，属于摄影装置领域，包括图像传感器，可以获得图像信息；显示屏，用来显示图像与位移光标信息；处理器，对所获得的图像信息进行处理；图像传感器、处理器与显示屏之间相互电连接，图像传感器可以根据图像传感器获得的图像信息进行光标操作，并在显示屏显示对应的位移指示，在图像传感器前有触控感应装置，电连接到处理器并将信号传输至处理器。本发明实现过程简单方便，成本低，便于携带和移动使用，可以轻松在手持设备的实现位移检测和指示，特别是对于智能手机的操作与使用。

Description

基于图像传感器的位移检测输入装置及方法

技术领域

本发明属于摄影装置领域，涉及是一种位移检测输入装置及方法，具体涉及一种基于图像传感器的位移检测输入装置及方法。

背景技术

对于位置、位移的检测和指示是非常有必要的，不但是对于工业领域，对于消费领域也是一样的，在工业领域有很多的检测方法和装置，其中光学图像检测具有成本低、精度高、无损等特点而应用较为广泛，如在中国专利CN 200420063004中就提到了类似的技术方案：是一种图像技术的位移测量仪，由作为位移测量的CMOS图像传感器、作为系统控制中枢的数据处理器和显示屏三部分组成，它们之间依次通过接口电路相连接，完成CMOS图像传感器的上电初始化和测量数据的采集与处理，控制显示屏实时地显示所检测的位移量。另外在中国专利CN200510118053中也公开了一种光学位置指示装置，它是向平面射光，检测平面的图像的差异，从而检测移动的方向的距离，也就是根据平面的相对图像的变化来检测位移的。

同时还有中国专利CN 200610075393，也提出也利用图像检测位移的方法，主要内容是一种检测图像位移的方法，于第一时间点获取第一图像数据，在第二时间点获取第二图像数据，比对该第一图像数据中的第一区块的图像特征以及该第二图像数据中相对于该第一区块位置的第二区块的图像特征，依据前面的比对结果设定该第一区块或该第二区块为基准区块，比对该基准区块与该第一图像数据或该第二图像数据中非对应于该基准区块的图像数据，以及依据比对结果计算出该第一图像数据移动至该第二图像数据的位移向量。

上述的技术方案已经在一些领域得到应用，在消费领域应用还较少，对于手机产品特别是智能手机，其操作系统与界面都越来越复杂，传统的色条的操作界面已经逐渐满足不了要求，用户有时希望需要有类似于普通计算机那样的移动光标的操作系统，因而，目前的手持设备的操作方面还有非常多的提高的空间和可能。

发明内容

本发明一种基于图像传感器的位移检测输入装置及方法，通过图像传感器将感应信息传递至处理器，经过处理后将位移信息发送到显示屏进行显示，从而检测出位移检测输入装置和参照物的位移。本方法提供了一种简单方便地实现位移检测的手持移动设备，特别是适合应用于智能手持位移检测输入装置。

一种基于图像传感器的手持位移检测输入装置，包括图像传感器，获得图像信息；显示屏，用来显示图像与位移光标信息；处理器，对所获得的图像信息进行处理；图像传感器与处理器、处理器与显示屏之间相互电连接，图像传感器根据图像传感器获得的图像信息进行光标操作，并在显示屏显示对应的位移指示，在图像传感器前有触控感应装置，电连接到处理器并将信号传输至处理器。

所述触控感应装置为一层感应膜。

所述的感应膜为透明导电膜。

所述图像传感器与显示屏设置在手持位移检测装置壳体的两侧。

一种基于图像传感器的手持位移检测输入方法：将图像传感器对准相对运动物体，图像传感器获取相对运动物体的图像信息；当需要进行光标操作时，相对运动物体触动触控感应装置，产生的感应信号发送到图像传感器，由图像传感器进行相应处理。

所述相对运动物体为人体的手指，由触控感应装置检测人体电场信号，并以此来改变图像传感器的工作状态，当触发触控感应装置时，有电信号产生并传至处理器，光标随同图像检测信息运动；当没有触发触控感应装置时，不向处理器发出信号，则光标不随同图像检测信息运动。

进行光标操作时，获得图像传感器前的图像信息并发送至处理器，通过处理器的处理得到位移检测输入装置相对于参照物体的位移，处理器再将位移信息转换成相对位移信号并显示在显示屏上。

所述触控感应装置在检测到人体电场信号的同时调整图像传感器的焦距。

本发明的优点和效果是：简单方便，成本低，便于携带和移动使用，可以轻松在手持设备的实现位移检测和指示，特别是对于智能手机的操作与使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明提出的基于图像传感器的位移检测输入装置的正视图；

图2是本发明提出的基于图像传感器的位移检测输入装置的后视图；

图3是本发明提出的基于图像传感器的位移检测输入装置的左视图；

图4是本发明提出的基于图像传感器的位移检测输入方法的流程图。

图中说明：1、壳体；2、显示屏；3、图像传感器；4、感应膜；5、处理器。

具体实施方式

因为本发明主要是针对手持设备的技术方案，所以在实施例中也是以手持设备来进行说明的，是以带有变焦功能的摄像头的智能手机为实施例进行说明，

如图1、2可以看出，本装置主要包含以下部分：带有摄像头的手机壳体1、手机上的显示屏2、摄像头也就是图像传感器3、设置在图像传感器3和其前方的感应膜4。图3中还包括壳体1内部的处理器5。

如图3所示，本实施例中，显然手机至少包括可以获得图像信息图像传感器3、用来显示图像与位移光标信息的显示屏2、可对所获得的图像信息进行处理的处理器5，手机的图像传感器3与处理器5、处理器5与显示屏2之间相互电连接。

图像传感器3一般处于正常拍摄手机的工作状态时，可以由手机的显示屏2的操作界面进行直接控制拍摄或保存图片，同时，手机的输入操作可以是以下几个方式中的一种或几种：键盘输入、触摸屏输入、手写笔输入及语音输入等，通常在显示屏2的显示界面有不同的色彩条表示本区域不同的内容或是指令状态，或是同一色彩条的不同亮度、透明度来表示不同的状态。除此以外，智能手机还有活动的光标可以指示区域和位置，以便可以进行更多、更复杂的操作和指令。

当输入设备具有智能操作界面并光标显示时，在有活动光标的等待输入状态下，上述的输入方式已经不太容易来实现相应的功能，可以通过本发明的输入装置和方法来进行操作。

本实施例所述的手机的图像传感器3具有两种工作状态，第一是普通的摄影状态，无特殊之处；第二是光标操作状态，在这种状态不能够进行普通的摄影，可以进行光标操作和位移指示，也就是可以根据图像传感器3所获得的图像信息得到输入装置相对位移状态和位移量，实质上是同目前的光学鼠标的基本原理相同，本发明的主要是在这种状态下进行的，下面来详细说明。

由附图3可以看出，手机的图像传感器3与显示屏2分别设置在壳体1的前后两相对面，当用户手握手机时，手指也是同样分布在壳体1的两相对面的，特别是食指、中指是正对着图像传感器3的前方，当图像传感器3处于光标操作状态时，关于食指、中指的运动变化情况可以直接由图像传感器3获得，获得的图像经过处理器的处理并结合现有的关于运动图像的算法，就可以得到手指的运动方向的一个矢量，并在显示屏2上显示出来，最好是表现为光标的移动，实质上就是通过手指的运动来对在显示屏2操作界面上光标的运动方向和轨迹进行控制。

但是手指的运动是要回复的，即不能够一直无限向一个方向相对移动，在手指回复原位的时候，按照传统的方法，图像传感器3也获得手指回复原位的图像信息，对于光标的移动也是会回到原来的位置，在回复的过程中容易产生来回的误差和错误，使得前面的操作变的无意义或无效，为了避免类似这样的问题出现，在图像传感器3前装配有开关装置，通过这个开关要以控制是否要进行对手指的光标操作和算法处理。

在本发明中这个开关装置实质是一层透明的感应膜4，是一种透明的导电膜，可以感应和传递电信号，感应膜4电连接到处理器，当需要光标操作时，使用者的手指直接接触感应膜4，人体接触到该感应膜4时，由于人体与感应膜4之间有感应电场存在，也称为人体电场，从所产生出的电流来检测，当手指接触感应膜4时并会发送给处理器5一电信号，处理器5根据此作为图像传感器3是否处于光标操作状态变换到对应工作状态。在这种工作状态中，当处于图像传感器3前面的手指与感应膜4接触并运动时，显示屏2上的光标移动是跟随手指的相应运动的，即当触发感应膜4时，有电信号产生并传至处理器5，并将显示信息发送到显示屏2中，显示屏2上的光标开始移动；当手指抬起时，手指就脱离感应膜4，虽然手指还是在图像传感器3前，但由于没有接触到感应膜4，给处理器5的信号为中断状态，处理器5就根据此作为图像传感器3处于手指的回复运动或停止工作状态，显示屏2上的光标停止移动。

反复进行上述的动作，手指就会不断地接触与离开感应膜4，也就不断地产生和中断信号，就可以完成显示屏2操作界面的光标操作。结合按键可以完成相应的指令操作，这样，只用一只手并在手持的状态下完成复杂命令的操作。

同时，也可以以其它方式进行光标操作，如直接在一个平面(如桌面)上将图像传感器3对着物体表面进行移动，同样可以获得平面的图像信息，以供处理器5进行处理得到相对位移信息。在这种情况下不需要用感应膜4来进行转换。

上述的流程可以结合附图4得到说明。

如果没有上述的触感感应装置，以一个开关也可以达到部分效果，但操作过程和方式会会较为繁琐。

这样，在基于上述实施例中的过程和原理中，可以总结出获得发明效果的方法为：含有图像传感器3的装置可以手持使用，使用时可将图像传感器3对准其它物体或平面等相对运动物体，图像传感器3可以获取这个相对运动物体的信息。运动物体为人体的手指来操作最为方便，当需要进行光标操作时，相对运动物体触动触控感应装置，并以此来改变图像传感器3的工作状态。

相对运动物体选择性的触发感应膜4，触发感应膜4时，有电信号产生并传至处理器5，处理器5将处理后的信息发送到显示屏2中进行显示，显示屏2中的光标就随同图像检测信息运动；当没有触发感应膜4时，给处理器5的信号为中断状态，显示屏2中的光标不随同图像检测信息运动。

所述的光标操作并进行位移指示，是将获得传感器3前的图像信息并通过处理器5的处理，以此得到位移检测装置相对于参照物体的位移，再转换成相对位移信号并显示在显示屏2上。

为了保证清晰的拍摄效果，感应膜4在首次检测到人体电场信号的同时要通过处理器5来调整图像传感器的镜头的拍摄焦距。

以上在具体实施仅涉及到手机，也可以是PDA、数码相机以及其它类似的电子设备。

虽然这里只说明了本发明的一个优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。

Claims (8)

1.一种基于图像传感器的手持位移检测输入装置，包含：图像传感器，获得图像信息；显示屏，用来显示图像与位移光标信息；处理器，对所获得的图像信息进行处理；其特征在于：图像传感器与处理器、处理器与显示屏之间相互电连接，图像传感器根据图像传感器获得的图像信息进行光标操作，并在显示屏显示对应的位移指示，在图像传感器前有触控感应装置，电连接到处理器并将信号传输至处理器。

2.如权利要求1所述的基于图像传感器的手持位移检测输入装置，其特征于：触控感应装置为一层感应膜。

3.如权利要求2所述的基于图像传感器的手持位移检测输入装置，其特征在于：所述的感应膜为透明导电膜。

4.如权利要求1所述的基于图像传感器的手持位移检测输入装置，其特征在于：图像传感器与显示屏设置在手持位移检测装置机体的两侧。

5.一种基于图像传感器的手持位移检测输入方法，其特征在于：将图像传感器对准相对运动物体，图像传感器获取相对运动物体的图像信息；当需要进行光标操作时，相对运动物体触动触控感应装置，产生的感应信号发送到图像传感器，由图像传感器进行相应处理。

6.如权利要求5所述的基于图像传感器的手持位移检测输入方法，其特征在于：上述的相对运动物体为人体的手指，由触控感应装置检测人体电场信号，并以此来改变图像传感器的工作状态，当触发触控感应装置时，有电信号产生并传至处理器，光标随同图像检测信息运动；当没有触发触控感应装置时，不向处理器发出信号，则光标不随同图像检测信息运动。

7.如权利要求5所述的基于图像传感器的手持位移检测输入方法，其特征在于：所述进行光标操作时，获得图像传感器前的图像信息并发送至处理器，通过处理器的处理得到位移检测输入装置相对于参照物体的位移，处理器再将位移信息转换成相对位移信号并显示在显示屏上。

8.如权利要求5所述的基于图像传感器的手持位移检测输入方法，其特征在于：触控感应装置在检测到人体电场信号的同时调整图像传感器的焦距。

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