CN101969488B - 终端及在终端上实现指南功能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端及在终端上实现指南功能的方法，该终端包括指南针、第一成像器件和处理器，其中，指南针位于第一成像器件之前，指南针的影像投射于第一成像器件上；第一成像器件，用于获取指南针的影像，并将指南针的影像发送至处理器；处理器，用于对影像进行分析，并得到指南针的指向信息。本发明的终端成本较低。

Description

终端及在终端上实现指南功能的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种终端及在终端上实现指南功能的方法。

背景技术

在终端中集成指南针功能是人们长期已有的想法，在相关技术中，也提供了一些可以在终端上实现指南针功能的方案，例如：

(1)将指南针以各种方式嵌入到终端外壳，键盘上；或者，

(2)将电子指南针直接连接到终端的处理器上，通过电子指南针向终端处理器发出的信号，直接在终端屏幕上指示出方向。

但是，以上方法存在一定的缺陷：方法(1)中，将指南针外嵌到终端表面虽然能够发挥指南功能，但用户体验有待提高，并且影响终端的原有外观美观。方法(2)中，由于电子指南针的成本较高，因此，导致终端的成本增加。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种终端及在终端上实现指南功能的方法，以至少解决上述问题。

本发明的一个方面提供了一种终端，包括指南针，还包括：第一成像器件和处理器，其中，指南针位于第一成像器件之前，指南针的影像投射于第一成像器件上；第一成像器件，用于获取指南针的影像，并将指南针的影像发送至处理器；处理器，用于对影像进行分析，并得到指南针的指向信息。

进一步地，该终端还包括：发光元件，位于指南针之前，用于向指南针发射光束，以将指南针的影像投射到第一成像器件上。

进一步地，发光元件为以下之一：发光二极管、微型平行光管。

进一步地，该终端还包括：透镜，位于指南针之前，用于透传终端外界的光束，以将指南针的影像投射到第一成像器件上。

进一步地，该终端还包括：透镜、分光元件和第二成像器件，其中，透镜，用于透传终端外界的光束到分光元件；分光元件，用于将光束分成第一光束和第二光束，其中，第一光束经过指南针传到第一成像器件，将指南针的影像投射到第一成像器件上，第二光束直接将外界的影像投射到第二成像器件上；第二成像器件，用于获取外界的影像，以实现照相或摄像功能。

进一步地，该终端还包括：反光器件，用于反射第一光束和第二光束中的一条光束，使得其平行于另一条光束且发射方向与另一条光束的发射方向一致。

进一步地，处理器还用于控制显示屏显示指南针的指向信息。

进一步地，处理器包括：二值化模块，用于按照设定阈值将影像进行二值化处理；搜索模块，用于按照预设类型的搜索路径对二值化处理的影像进行像素搜索，确定指南针的指针位置；分析模块，用于根据指南针的指针位置确定指南针的指向信息。

本发明的另一个方面提供了一种在终端上实现指南功能的方法，包括：将指南针设置在终端的成像器件之前，并使得指南针的影像投射于成像器件上；获取投射于成像器件上的指南针的影像；对影像进行分析，并得到指南针的指向信息。

进一步地，通过以下方式之一使得指南针的影像投射于成像器件上：在指南针之前设置发光元件，向指南针发射光束，以将指南针的影像投射到成像器件上；在指南针之前设置透镜，透镜透传终端外界的光束，以将指南针的影像投射到成像器件上；设置透镜和分光元件，透镜将终端外界的光束透传至分光元件，分光元件将光束分成第一光束和第二光束，其中，第一光束经过指南针传到成像器件，将指南针的影像投射到成像器件上，第二光束直接将外界的影像投射到除上述成像器件外的其他成像器件上，以实现照相或摄像功能。

通过本发明，将指南针设置在成像器件之前，将指南针的影像投射于成像器件上，再分析影像得到指南针的指向信息，解决了相关技术中指南针和终端的融合方式影像终端的外观或导致终端成本增加的问题，将指南针设置到了终端内部，保护了指南针，同时增加了终端本身的美观体验，并且，由于采用的是传统的指南针，终端成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的终端的结构框图；

图2是根据本发明实施例的终端的优选结构框图一；

图3是根据本发明实施例的终端的优选结构框图二；

图4是根据本发明实施例的终端的优选结构框图三；

图5是根据本发明实施例的终端的优选结构框图四；

图6是根据本发明实施例的处理器的结构框图；

图7是根据本发明实施例的在终端上实现指南功能的方法的流程图；

图8是根据本发明实施例1的光路改造方式的示意图；

图9是根据本发明实施例2的光路改造方式的示意图；

图10是根据本发明实施例3的光路改造方式的示意图；

图11是根据本发明实施例4的从获得的图片文件中解析出指南针所指方向的方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的终端的结构框图，如图1所示，该终端包括指南针12、第一成像器件14和处理器16，其中，指南针12位于第一成像器件14之前，指南针12的影像投射于第一成像器件14上；第一成像器件14，用于获取指南针12的影像，并将指南针12的影像发送至处理器16；处理器16，耦合至第一成像器件14，用于对影像进行分析，并得到指南针12的指向信息。

通过在终端内部设置第一成像器件14对传统的指南针12的影像进行采集，并通过处理器16对影像进行分析获得指南针12的指向信息，能够将终端内部的传统指南针12的指针位置转化为电信号，以便显示给用户或传递到相关应用中，克服了将传统指南针设置到终端内部导致用户无法观看的缺陷。因此，通过这种结构，完全可以将传统的指南针12移到终端内部，一方面保护了指南针12，同时增加了终端本身的美观体验，另一方面降低了终端成本。并且，相关技术中在主板上集成电子指南针的方案中，由于移动终端主板上本身有工作电路，在工作中会时常产生和接收射频信号，当指南针和移动终端主板直接连接时，正常的指南功能会受到这些射频信号以及主板电流的影响，导致工作异常，而采用本实施例提供的终端结构，无需将指南针12设置在主板上，收到的射频信号的影响较小，因此，也提高了指南针12的准确度。

图2是根据本发明实施例的终端的优选结构框图一，如图2所示，优选地，该终端还可以包括：发光元件22，位于指南针12之前，用于向指南针12发射光束，以将指南针12的影像投射到第一成像器件14上。从图2可以看出，为了将指南针12的影像投射到第一成像器件14上，可以在终端内部设置发光元件22，一方面，使得到达第一成像器件14的影像完全是指南针12的影像，便于处理器16进行分析，且分析的准确度也会提高；另一方面，由于不依赖外界光源，因此这种结构使得终端即使在黑暗处也能获得指南针的指向信息，适用范围广，提高了用户的体验。

优选地，发光元件22可以为发光二极管(Light Emitting Diode，简称为LED)，微型平行光管，或者其它相似的小型光源等。其中，发光二极管具有体积小，耗电低、光源稳定，成本低，无白炽灯的散热问题等优点，采用小型光源作为发光元件22，便于在终端中集成，且有利于减小终端的尺寸。

图3是根据本发明实施例的终端的优选结构框图二，如图3所示，优选地，该终端还可以包括：透镜32，位于指南针12之前，用于透传终端外界的光束，以将指南针12的影像投射到第一成像器件14上。该结构可以借助外界的光源，无需终端内部另设置光源，有利于减小终端体积、降低终端成本。

图4是根据本发明实施例的终端的优选结构框图三，如图4所示，优选地，该终端还可以包括：透镜42、分光元件44和第二成像器件46，其中，透镜42，用于透传终端外界的光束到分光元件44；分光元件44，用于将光束分成第一光束和第二光束，其中，第一光束经过指南针12传到第一成像器件14，将指南针12的影像投射到第一成像器件14上，第二光束直接将外界的影像投射到第二成像器件46上；第二成像器件46，用于获取外界的影像，以实现照相或摄像功能。该结构借助了终端中的摄像头的透镜投入的外界光束，实现了将指南针12的影像投射于第一成像器件14上，既实现了终端的指南功能，又不影响终端的摄像功能，在终端已具备摄像功能的情况下，无需新增透镜，使得终端的外观更加美观。

图5是根据本发明实施例的终端的优选结构框图四，如图5所示，优选地，在图4的基础上，该终端还可以包括：反光器件52，用于反射第一光束和第二光束中的一条光束，使得其平行于另一条光束且发射方向与另一条光束的发射方向一致。通过设置反光器件52，使得两束光平行且发射方向相同，便于设置第一成像器件14和第二成像器件46，简化了终端的硬件布局。

优选地，处理器16还用于控制显示屏显示指南针的指向信息，则用户可以方便地通过显示屏查看当前的指向信息。

需要说明的是，处理器16还可以用于将指南针的指南信息发送到预设应用，其中，预设应用可以为手机地图、GPS等。将指南针的指南信息以电信号的形式被终端接收和利用，并进一步和其它应用结合在一起，将极大的方便用户，改善用户的体验。

图6是根据本发明实施例的处理器的结构框图，如图6所示，处理器16可以包括：二值化模块62，用于按照设定阈值将影像进行二值化处理；搜索模块64，用于按照预设类型的搜索路径对二值化处理的影像进行像素搜索，确定指南针的指针位置；分析模块66，用于根据指南针的指针位置确定指南针的指向信息。通过这种结构，可以很容易地从影像解析出指向信息。在实际应用中，可以根据具体的图片特点选择合适类型的搜索路径，例如，可以采用环形搜索路径，其尤其适合于指南针影像的分析，具有实现简单、效率高的特点。

图7是根据本发明实施例的在终端上实现指南功能的方法的流程图，该方法包括：

步骤S702，将指南针设置在终端的成像器件之前，并使得指南针的影像投射于成像器件上；

步骤S704，获取投射于成像器件上的指南针的影像；

步骤S706，对影像进行分析，并得到指南针的指向信息。

通过将指南针设置在终端的成像器件之前，并使得指南针的影像投射于成像器件上，再获取并分析该影像获得指南针的指向信息，能够将终端内部的传统指南针的指针位置转化为电信号，以便显示给用户或传递到相关应用中，克服了将传统指南针设置到终端内部导致用户无法观看的缺陷。因此，采用这种方法，完全可以将传统的指南针移到终端内部，一方面保护了指南针，同时增加了终端本身的美观体验，另一方面降低了终端成本。并且，相关技术中在主板上集成电子指南针的方案中，由于移动终端主板上本身有工作电路，在工作中会时常产生和接收射频信号，当指南针和移动终端主板直接连接时，正常的指南功能会受到这些射频信号以及主板电流的影响，导致工作异常，而采用本实施例提供的终端结构，无需将指南针设置在主板上，收到的射频信号的影响较小，因此，也提高了指南针的准确度。

优选地，可以通过以下方式之一使得指南针的影像投射于成像器件上：

(1)在指南针之前设置发光元件，向指南针发射光束，以将指南针的影像投射到成像器件上；

采用这种方式，一方面，使得到达成像器件的影像完全是指南针的影像，便于后续分析，且分析的准确度也会提高；另一方面，由于不依赖外界光源，因此这种结构使得终端即使在黑暗处也能获得指南针的指向信息，适用范围广，提高了用户的体验。

(2)在指南针之前设置透镜，透镜透传终端外界的光束，以将指南针的影像投射到成像器件上；

采用这种方式，可以借助外界的光源投射指南针的影像，无需终端内部另设置光源，有利于减小终端体积、降低终端成本。

(3)设置透镜和分光元件，透镜将终端外界的光束透传至分光元件，分光元件将光束分成第一光束和第二光束，其中，第一光束经过指南针传到成像器件，将指南针的影像投射到成像器件上，第二光束直接将外界的影像投射到除该成像器件外的其他成像器件上，以实现照相或摄像功能。

采用这种方式，既实现了终端的指南功能，又不影响终端的摄像功能，在终端已具备摄像功能的情况下，无需新增透镜，使得终端的外观更加美观。

下面描述的实施例1-4，综合了上述多个优选实施例的技术方案。

实施例1

该实施例描述了在终端(例如，手机)已有的摄像头的基础上，实现终端的指南功能的方法，该方法在手机摄像头部分进行光路改造，使用光学器件将照相机的光路分开成为光束1和光束2。在手机摄像头内部设置两个成像器件(例如常用的电荷耦合器件(ChargeCouple Device，简称为CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，简称为CMOS)，一个接收光束1，另一个用来接收光束2。光束2和对应成像器件之间放置指南针，使对应成像器件获得指南针的影像。该成像器件将指南针的影像数据传输给手机基带，手机软件经过对该图像进行分析后获取指南针的指向信息，并根据该信息在手机屏幕上指示出方向。

图8是根据本发明实施例1的光路改造方式的示意图，如图8所示：

器件81是手机摄像头的前置透镜，实际的照相透镜结构可能会较为复杂，在这里简单表示；

器件82是分光镜，其作用是将通过的光束分为相互垂直的两束光；

器件83是反光镜，作用为将光线反射使之照向指南针；

器件84是指南针；

器件85和86是成像器件，在目前的手机摄像头中常用的是CCD或CMOS器件。在成像器件接受成像以后，都可以将得到的光信号转换成电信号传输给手机基带，经过处理后，形成图片文件，这是CCD和CMOS器件的固有属性。

光线通过摄像头前置透镜后，少部分光束通过分光镜，被分光镜分为垂直的两束光线，离开原光路的那束光经过反射后照向指南针，并使指南针在成像器件85上形成图像。

同时，摄像头的原有功能不会受到明显影响，成像器件86仍然可以发挥原摄像头的成像效果。

实施例2

该实施例描述了另外一种摄像头改造方式，在终端原有摄像头之外直接使用一个新的摄像头完成本功能。

图9是根据本发明实施例2的光路改造方式的示意图，该方式直接采用一个新的摄像头来实现对指南针的成像，其中：

器件91是光学透镜，该透镜所透入的光完全用于指南针影像的投射；

器件92是指南针；

器件93是光学成像器件，在目前的手机摄像头中常用的是CCD或CMOS器件。在成像器件接受成像以后，都可以将得到的光信号转换成电信号传输给手机基带，经过处理后，形成图片文件，这是CCD和CMOS器件的固有属性。

实施例3

该实施例描述了另外一种摄像头改造方式，在终端内部设置一个发光元件将指南针的影像投射到成像器件。

图10是根据本发明实施例3的光路改造方式的示意图，该方式通过终端内部的发光元件来实现对指南针的成像，其中：

器件101是发光元件；

器件102是指南针；

器件103是光学成像器件，在目前的手机摄像头中常用的是CCD或CMOS器件。在成像器件接受成像以后，都可以将得到的光信号转换成电信号传输给手机基带，经过处理后，形成图片文件，这是CCD和CMOS器件的固有属性。

实施例4

以图像处理方法通过对图像的分析获得指南针的方向信息，在当前技术水平下属于现有技术，在目前的图像处理领域有多种方式可以实现，为了便于理解，本实施例详细描述了能够实现该功能的一种处理过程。图11是根据本发明实施例4的从获得的图片文件中解析出指南针所指方向的方法流程图，包括以下步骤：

步骤1101，由于指南针遮挡了部分光线，成像器件接受到的图像中必然会出现一个指南针形状的黑色阴影区域。该阴影区域与其它区域的灰度差别极大。因此，首先通过选取合适的阈值对图像进行二值化，能够很容易的将其处理成一幅黑白图像，其中黑色部分是指南针，白色部分是背景。

步骤1102，在图像中按照环形路径进行像素搜索，搜索到黑色像素即记录下其位置，最后必然会搜索到两块黑色像素密集的区域，即搜索路径与指南针投影的交集区域。

步骤1103，通过这两块黑色像素密集区域的位置，即可计算出指南针所指示的方向，然后进入步骤1104和/或步骤1105。

步骤1104，在屏幕中显示出来或与其它应用结合在一起使用。

步骤1105，将获得方向信息与其它应用结合。

综上所述，本发明实施例提供的方案能够将指南针内化到手机外壳内部，同时使用户在屏幕上看到指南效果，达到提高用户体验，使手机美观，同时不影响指南效果的目的；并且，通过将指南针指示出的方向信息转化为终端能够识别的信号形式，使得终端能够利用该方向信息进行其它相关应用，令指南针功能与终端已有相关功能实现结合。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种终端，包括指南针，其特征在于，还包括：第一成像器件和处理器，其中，

所述指南针位于所述第一成像器件之前，所述指南针的影像投射于所述第一成像器件上；

所述第一成像器件，用于获取所述指南针的影像，并将所述指南针的影像发送至所述处理器；

所述处理器，用于对所述影像进行分析，并得到所述指南针的指向信息；

所述终端还包括：

发光元件，位于所述指南针之前，用于向所述指南针发射光束，以将所述指南针的影像投射到所述第一成像器件上；或者，

透镜，位于所述指南针之前，用于透传终端外界的光束，以将所述指南针的影像投射到所述第一成像器件上；或者，

透镜、分光元件和第二成像器件，其中，所述透镜，用于透传终端外界的光束到所述分光元件；所述分光元件，用于将所述光束分成第一光束和第二光束，其中，所述第一光束经过所述指南针传到所述第一成像器件，将所述指南针的影像投射到所述第一成像器件上，所述第二光束直接将外界的影像投射到所述第二成像器件上；所述第二成像器件，用于获取所述外界的影像，以实现照相或摄像功能。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述发光元件为以下之一：发光二极管LED、微型平行光管。

3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，还包括：

反光器件，用于反射所述第一光束和所述第二光束中的一条光束，使得其平行于另一条光束且发射方向与所述另一条光束的发射方向一致。

4.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述处理器还用于控制显示屏显示所述指南针的指向信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的终端，其特征在于，所述处理器包括：

二值化模块，用于按照设定阈值将所述影像进行二值化处理；

搜索模块，用于按照预设类型的搜索路径对所述二值化处理的影像进行像素搜索，确定所述指南针的指针位置；

分析模块，用于根据所述指南针的指针位置确定所述指南针的指向信息。

6.一种在终端上实现指南功能的方法，其特征在于，包括：

将指南针设置在终端的成像器件之前，并使得所述指南针的影像投射于成像器件上；

获取投射于所述成像器件上的所述指南针的影像；

对所述影像进行分析，并得到所述指南针的指向信息；

其中，通过以下方式之一使得所述指南针的影像投射于成像器件上：

在所述指南针之前设置发光元件，向所述指南针发射光束，以将所述指南针的影像投射到所述成像器件上；

在所述指南针之前设置透镜，所述透镜透传终端外界的光束，以将所述指南针的影像投射到所述成像器件上；

设置透镜和分光元件，所述透镜将终端外界的光束透传至分光元件，所述分光元件将所述光束分成第一光束和第二光束，其中，所述第一光束经过所述指南针传到所述成像器件，将所述指南针的影像投射到所述成像器件上，所述第二光束直接将外界的影像投射到除所述成像器件外的其他成像器件上，以实现照相或摄像功能。

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