CN102309851A - 遮挡感应式娱乐设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，由嵌入式主机、显示装置、万向支架、带定位指示的遮挡式传感器和人体感应传感器组成；通过人体感应反馈信号给主机，改变或激活主机的音视频输出、服务流程及遮挡式传感器的运行，通过在显示面上以物理遮挡方式触发控制信号完成服务流程中的交互；主机建立并动态设定人体感应传感器和遮挡式传感器之间的控制关系以及各传感器与服务流程之间的控制关系。本发明还公开了一种连锁智慧桌，能够作为广告投放媒体，电子菜单，定制服务以及游戏桌使用，能多个一起联网运行并进行即时通讯，支持遥控器并能连接电源模块进行野外操作。

Description

遮挡感应式娱乐设备

技术领域

本发明涉及一种新型的通过人体感应触发和物理遮挡响应，实现互动娱乐的设备，能够检测多个操作者的动作，动态调整输出音视频内容和操作方式。

背景技术

互动娱乐设备，尤其是桌面娱乐设备已经有各种形式音视频输出，但此类的许多互动设备具有有限的操作方式或者没有动态调整操作方式的能力，此外安装比较麻烦，像普通的游戏机或广告机，体积很大，放在娱乐场所的桌子上很不方便，操作也非常困难，表面不能随意放置东西。如果将显示桌面，游戏机，媒体机，投影仪、遮挡式传感器，人体感应传感器以及无线网络结合在一起，将能够提供方便安装，更适于多场合、多人群的智能娱乐设备。

发明内容

本发明解决了传统娱乐设备安装和操作不灵活的缺点，提供了一种遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，由包含传感器信号处理功能和服务功能的主机、显示装置、支架、遮挡式传感器和人体感应传感器组成；其中主机负责根据各传感器信号控制服务流程，并通过显示装置把影像直接显示或投射在显示面上，与主机连接的遮挡式传感器的触发位置在显示影像覆盖的范围内；首先通过人体感应触发人体感应传感器，反馈信号给主机，改变或激活主机的音视频输出、服务流程及遮挡式传感器的运行，然后通过在显示面上以物理遮挡方式触发遮挡式传感器来完成服务流程中需要的交互；主机建立并动态设定人体感应传感器和遮挡式传感器之间的控制关系以及各传感器与服务流程之间的控制关系。

其中主机和显示装置能够用一体机取代，所述一体机是指主机与显示装置合为一体的独立装置；典型的如显示屏和主机合成的一体机；触摸屏和主机合成的触摸式一体机，通过支架固定在桌面上；以及投影仪和嵌入式主机合成的投影一体机，通过万向支架固定在天花板上，安装都较为方便。

所述人体感应传感器只能由人体触发；典型的如通过人体静电触发的人体感应传感器，其原理是当带静电人体靠近感应电极时引起感应电场发生变化，即通过介质可改变电场分布，目前已经有成熟的静电感应集成电路用于实现人体感应传感器。

所述遮挡式传感器通过发射可被反射的信号，来区别由显示面或遮挡物表面反射回的信号的强度，判断是否有遮挡物体进入显示面。典型的如发射光信号、红外信号或超声波，通过判断反射回的光信号、红外信号或超声波的强度，来判断遮挡物体的位置或距离。

为了调试和使用方便，所述遮挡式传感器通过可见的定位指示信号，来指示遮挡触发位置。典型的如发射可见激光作为定位指示信号，这样在显示面上能够看到遮挡式传感器投射出的激光斑点，同时，这样可以简化设计，通过检测激光的反射信号的强度判断断遮挡物体的位置或距离。

本发明着重保护的遮挡感应式娱乐设备是指，所述显示装置是投影仪，所述支架是监控类设备使用的万向支架，投影仪通过万向支架固定在显示面的空间上方位置，调整万向支架，使得投影仪的投影图像位置在显示面的适当范围内。每个遮挡式传感器都通过自己的激光定位指示信号，显示出各自的触发位置。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机是嵌入式主机，设置有兼容SD数据存储卡的插槽，通过更换插入的数据存储卡更新服务内容。

为了提高遮挡式传感器产生激光定位指示信号的关键器件寿命，典型的关键器件如激光二极管，通过脉冲调制方式控制激光二极管的开通与关断以脉冲形式体现，其中脉冲的占空比可调，这样能够提高遮挡式传感器的寿命。

遮挡式传感器采用激光定位信号指示触发位置，采用反射回的光信号或红外信号检测遮挡物体，其中激光定位信号既用来显示触发位置，也作为信号发射源，信号被遮挡物体表面反射回光信号检测单元或红外信号检测单元进行检测，用于判断遮挡物体是否进入了触发位置。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，为了增强遮挡式传感器触发的稳定性，在显示面上可见的定位指示信号的显示位置贴有反射贴片，以人体颜色为基准，分为浅色贴片和深色贴片，其中浅色贴片用于增强初始信号反射，深色贴片用来衰减初始信号反射。

遮挡式传感器的有效触发距离为显示面垂直向上10米以内的距离，为了增强触发的稳定性，可在显示面激光定位信号的指示位置贴有浅色贴片用于增强信号反射，或贴有深色贴片用来衰减信号反射。根据触发方式分别进行描述：

(1)深色贴片，也称强信号类型，当遮挡式传感器的安装位置较低或反射回的信号较强，此时很难区分在显示面上有无遮挡物体，即采用深色贴片，吸收光信号，使得平时遮挡式传感器检测不到足够强度的信号而不触发，当相对于深色贴片颜色的浅色遮挡物体或人体进入触发位置，由于没有深色表面吸收光信号，此时反射回遮挡式传感器的信号强度足够大，所以能根据反射信号从弱变强有效触发遮挡式传感器。

(2)浅色贴片，也称弱信号类型，当遮挡式传感器的安装位置较高或反射回的信号较弱，此时也很难区分在显示面上有无遮挡物体，即采用浅色贴片，增强光信号的反射，使得平时遮挡式传感器始终能检测到足够强度的反射信号，当相对于浅色贴片颜色的深色遮挡物体或人体进入触发位置，由于有深色表面吸收光信号，此时反射回遮挡式传感器的信号变弱，所以能根据反射信号从强变弱有效触发遮挡式传感器。

其它的传感器也用于辅助提高遮挡感应式娱乐设备的可操作性和体验，典型的如用红外热释传感器实现人体感应，用超声波传感器实现距离检测，用多普勒传感器实现运动检测，用电磁传感器实现位置检测。

通过人体感应传感器的触发启动主机服务流程，能够提高遮挡式传感器和投影仪的使用寿命。

使用人体感应传感器的有益效果在于，除人体外其余物体和装置不能触发人体感应传感器导通，保障了启动服务的可靠性，避免了桌面随意摆放物品导致的误触发。

为了安装方便，所述人体感应传感器和主机之间的通讯是通过无线通讯方式进行。人体感应传感器以电池供电，平时处于休眠状态，当有静电触发信号产生时，人体感应传感器控制无线模块进入工作状态，发射信号给主机。人体感应传感器还具备显示和/或发声的提示信号用于提醒用户是否操作成功。

为了提示用户人体感应传感器的操作位置，人体感应传感器能够显示不同信号提示用户当前工作占状态，默认以间歇闪烁指示的方式提醒用户可以操作，当人体感应触发传感器时，闪烁速度发生变化指示用户已经成功操作。

也可以通过蜂鸣器的声音提醒用户不同的工作状态。默认无声或长间歇蜂鸣指示的方式提醒用户可以操作，当人体感应触发传感器时，音调和/或间歇蜂鸣频率发生变化指示用户已经成功操作。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机有无线网络接口，各主机和无线管理服务器能够组成无线网络，主机根据外部无线管理服务器发出的信号在显示屏上显示信息或更新主机内部数据。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，设置有无线遥控器接口，通过外部的无线遥控器实现用户服务所需的控制功能。

另外在显示面的侧面或侧边位置设置遮挡式传感器或人体感应传感器的好处是，当主机检测到某一边的传感器发出信号时，就可以把显示方向调整到这一边时，使得处于不同边上操作的用户都可以看到与自己方向相适应的显示内容。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，安装的每组人体感应传感器是由多个探头组成，各探头的信号变化时序与次序用于检测人体的移动速度和模拟用户服务所需的多种控制按键。

这样的有益效果在于，一个探头只能检测一种动作，多个探头的信号变化的不同次序和时序能够模拟多种按键，如用户将手向左滑过两个以上探头位置表示返回，将手向右滑过两个以上探头位置表示下一个，两手同时从两边探头位置向中间探头位置移动表示呼叫。实际的操作方法和功能由主机程序控制和动态设定，并通过显示面的影像提示用户。

为了节能和保障控制效果，主机设定各传感器按次序运行的控制关系，如设定某遮挡式传感器的运行条件是主机程序运行到特定阶段或某个人体感应传感器先触发，或多个其它传感器按特定次序触发后才满足运行条件。主机能够动态设定各人体感应传感器，各遮挡式传感器和服务流程之间的控制关系。根据服务或游戏需要，改变操作次序或方法，并在显示面上以影像提示用户。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，设置有红外遥控器和/或无线遥控器接口，通过外部的红外遥控器或无线遥控器实现用户服务所需的控制按键功能。

这样的有益效果在于，对于特定场合，需要收费管理或需要手持遥控器才能体验的运动功能，通过无线遥控器可以满足，一方面遥控器可作为控制服务开通的钥匙，只有通过特定遥控器才可以开通服务，这样只要租用遥控器并记时就可以管理多个遮挡感应式娱乐设备的收费；另一方面需要运动体验的游戏或功能，用户不可能移动桌子，只有通过无线遥控器内置的角度或方向传感器才能将用户的动作反馈到主机上。无线遥控器是红外遥控器或无线电频段的遥控器，典型的如2.4G频段的无线遥控器。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，设置有充电接口，用于为所述遮挡感应式娱乐设备支持的无线遥控器充电。同时可连接可充电电池模块，太阳能充电模块或汽车电源接口做为其备用电源。

这样的有益效果在于，当使用无线遥控器时，无线遥控器内部的电池可能会用光，为避免充电的不方便，遮挡感应式娱乐设备上设置有无线遥控器的充电接口或可延长的充电线，这样在闲置的时候或游戏时都可以为无线遥控器充电。当在野外或不方便使用电源的场合，通过免维护可充电电池或连接汽车电源使得遮挡感应式娱乐设备可以在各种环境下工作。使用太阳能充电器接口还可以提供电源或对可充电电池进行充电。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机上设置有声音输出和采集模块，在用户操作或程序运行时发出特定声音，同时也可用于采集外部声音。

这样的有益效果在于，对于需要发声的场合能够产生特定的发声效果，声音模块可以采用各种发声装置，除传统的动圈扬声器外，也可采用压电陶瓷体，通过桌面的共振来发声。对于需要采集外部或用户声音作为控制参数的情况，声音模块也能够转换功能，作为检测外部声音使用。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，设置有数据存储卡插槽，主机上设置有兼容各种数据存储卡的插槽，通过更换插入的数据存储卡更新服务内容。

这样的有益效果在于，通过数据存储卡，典型的如以FLASH为存储介质的SD卡，CF卡，TF卡，XD卡，MMC卡和MEMORY STICK，通过计算机就可以识别并更新这些数据存储卡内部的数据，易于更新主机运行所需的数据。

所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机有无线网络接口，各独立主机和无线管理服务器能够组成无线网络，主机根据外部无线管理服务器发出的信号显示信息或更新内部数据。

这样的有益效果在于，通过无线网络可以自动更新，就不需要人工通过数据线或SD卡进行主机内部数据的更新了。在无线网络的协议中还能够融合无线遥控器的通讯。

附图说明

图1是本发明的典型结构示意图。

具体实施方式

本发明的遮挡感应式娱乐设备如说明书附图的图1所示，图1中标号1所示为主机，标号2所示为投影仪，标号3所示为遮挡式传感器，标号4所示为万向支架，标号5所示为人体感应传感器，标号6所示为无线接口，标号7所示为反射贴片，标号8所示为无线遥控器，标号9所示为无线网络；标号10所示为管理系统；标号11所示为互联网。

投影仪2通过万向支架4固定在显示面上方，当人体滑过显示面上人体感应传感器5所处的有效检测位置，各人体感应传感器5信号的变化时序和次序会通过无线接口6被主机1采集，用于控制投影仪2的显示内容和显示方向，主机1通过对比遮挡式传感器3采集遮挡物体的反射信号与采集反射贴片7的反射信号之间的区别判断是否有遮挡物体进入遮挡触发区域，进而决定后续的服务内容；主机1还可以通过无线遥控器8来进行控制，也可以通过无线网络9连接互联网11，和由管理系统10来决定显示在投影仪2上的信息以及更新主机1上的数据和程序。

其中主机1、投影仪2、遮挡式传感器3和无线接口6可统一用一台一体机取代。

实施例1(连锁智慧桌)

本发明的连锁智慧桌，其特征在于，采用吊顶安装，设置带无线模块和SD数据存储卡的嵌入式主机，投影仪，带激光定位的红外遮挡式传感器和带无线模块和指示灯的人体感应传感器；所述连锁智慧桌相互之间能够联网运行，并能与后台的无线管理服务器连接；所述连锁智慧桌能够作为广告投放媒体机，电子菜单，点歌机，定制服务设备以及游戏机，并能够和其它连锁智慧桌一起联网运行并进行即时通讯；所述连锁智慧桌还支持红外遥控器以及无线遥控器，并能够连接可充电的电源模块进行野外操作。

Claims (10)

1.一种遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，由主机、显示装置、支架、遮挡式传感器和人体感应传感器组成；其中主机负责根据各传感器信号控制服务流程，并通过显示装置把影像直接显示或投射在显示面上，与主机连接的遮挡式传感器的触发位置在显示影像覆盖的范围内；首先通过人体感应触发人体感应传感器，反馈信号给主机，改变或激活主机的音视频输出、服务流程及遮挡式传感器的运行，然后通过在显示面上以物理遮挡方式触发遮挡式传感器来完成服务流程中需要的交互；主机建立并动态设定人体感应传感器和遮挡式传感器之间的控制关系以及各传感器与服务流程之间的控制关系。

2.根据权利要求1中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机是嵌入式主机，设置有兼容SD数据存储卡的插槽，通过更换插入的数据存储卡更新服务内容。

3.根据权利要求1中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，主机和显示装置用一体机取代，所述一体机是指主机与显示装置合为一体的独立装置。

4.根据权利要求1中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述显示装置是投影仪，所述支架是监控类设备使用的万向支架，投影仪通过万向支架固定在显示面的空间上方位置，调整万向支架，使得投影仪的投影图像位置在显示面的适当范围内。

5.根据权利要求1至4中任一所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述遮挡式传感器有可见的定位指示信号，在显示面上出现的定位信号投射点的位置就是遮挡式传感器的触发位置。

6.根据权利要求5中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，为了增强遮挡式传感器触发的稳定性，在显示面上可见的定位指示信号的显示位置贴有反射贴片，以人体颜色为基准，分为浅色贴片和深色贴片，其中浅色贴片用于增强初始信号反射，深色贴片用来衰减初始信号反射。

7.根据权利要求6中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述人体感应传感器是通过人体静电触发的静电感应传感器，且具备显示和/或发声的提示信号用于提醒用户是否操作成功。

8.根据权利要求7中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述人体感应传感器和所述主机之间的通讯是通过无线通讯方式进行。

9.根据权利要求9中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，所述主机有无线网络接口，各主机和无线管理服务器能够组成无线网络，主机根据外部无线管理服务器发出的信号在显示屏上显示信息或更新主机内部数据。

10.根据权利要求9中所述的遮挡感应式娱乐设备，其特征在于，设置有无线遥控器接口和/或红外遥控器接口，通过外部的无线遥控器或红外遥控器实现用户服务所需的控制功能。

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