CN104375714B - 一种电子设备及一种识别操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备，包括：光源装置，置放在第一平面上；影像传感装置，置放在所述第一平面上；处理器，与所述影像传感装置连接；其中，当在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，首先，所述光源装置所发射的编码光线因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；其次，所述影像传感装置能够传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；最后，所述处理器基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

Description

一种电子设备及一种识别操作的方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电子设备及一种识别操作的方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，电子设备也得到了飞速的发展，电子产品的种类也越来越多，人们也享受到了科学发展带来的各种便利，现在人们可以通过各种类型的电子设备，享受随着科技发展带来的舒适生活。比如，现有的电子设备大多采用触屏方式进行操作，在这些触摸显示屏上可以显示虚拟键盘等等，方便用户使用。现有的触屏显示方式多为在触摸板下方设置检测装置，检测电压电流的变化。

但还有一种触摸显示方式是通过光学检测方式，在操作面上无需特殊改造就可以实现触摸判断，能够广泛适用各种复杂的操作环境，例如，便携设备，手机，pad等，工业制造环境、无菌和医疗环境等。

但本发明人在实现本发明实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

1、由于通过光学检测方式实现触摸判断时，感光装置设置在光源的上方，这样就使得该触摸显示装置的尺寸较大，尺寸较大也带来能耗较大的技术问题。

2、由于现有技术中的感光装置设置在光源的上方，而且，当操作体在操作平面上放置的位置不当，就会使得感光装置无法感光获得操作体的反射光线形成的光斑图像，就存在反射光线所成的光斑图像漏检的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种电子设备及一种识别操作的方法，解决了现有技术中由于感光装置设置的位置的影响，使得在某些时刻感光装置无法感光获得操作体的反射光线形成的光斑图像，就存在反射光线所成的光斑图像漏检的技术问题，实现了能够准确获取所有经反射的光线形成的光斑图像，进而能够准确识别触摸操作的技术效果。

一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：光源装置，置放在第一平面上；影像传感装置，置放在所述第一平面上；处理器，与所述影像传感装置连接；其中，当在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，首先，所述光源装置所发射的编码光线因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；其次，所述影像传感装置能够传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；最后，所述处理器基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

优选的，所述光源装置的发射端与所述影像传感装置的接收端相互平行设置。

优选的，所述光源装置，具体包括：光源：用于发射N条光线，其中N大于等于1；编码模块，用于基于编码规则对所述N条光线进行编码，获得N条编码光线；发射模块，用于发射所述N条编码光线。

优选的，所述影像传感装置，具体包括：接收端，用于接收所述N条编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；成像板，设置在所述接收点正前方距离为第一距离的位置处，使得所述M条编码的反射光线在所述成像板上形成M个光斑；记录模块，用于将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

优选的，所述处理器，具体包括：第一获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述接收点的光轴间的第二距离；第二获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离；算法模块，用于基于所述第二距离，所述第三距离以及所述接收点与所述光源间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面上的第一横坐标和第一纵坐标。

另一方面，本申请实施例还提供了一种识别操作的方法，应用于一具有光源装置，影像传感装置以及处理器的电子设备中，其中，所述光源装置与所述影像传感装置置放在第一平面上，所述方法包括：发射编码光线；在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

优选的，所述发射编码光线具体包括：发射光线；基于编码规则对所述光线进行编码，获得编码光线；发射所述编码光线。

优选的，传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像，具体包括：接收所述N条编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；所述M条编码的反射光线在所述成像板上形成M个光斑；将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

优选的，在所述基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的位置信息，所述方法还包括：获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述接收点的光轴间的第二距离；获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离；基于所述第二距离，所述第三距离以及所述接收点与所述光源间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面上的第一横坐标和第一纵坐标。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了将光源装置，影像传感装置设置在第一平面上，且与操作平面在同一水平面上的技术方案，所以，有效解决了通过光学检测方式实现触摸判断时，感光装置设置在光源的上方，这样就使得该触摸显示装置的尺寸较大，尺寸较大也带来能耗较大的技术问题，进而实现了该触摸显示装置的尺寸较小，功耗也随之较小的技术效果。

2、由于采用了将光源装置，影像传感装置设置在第一平面上，并且基于操作体在成像板上所成的第一图像信息，包括成像板在接收点前的第一距离，第一图像上的M个光斑与接收点光轴间的第二距离，该M个光斑与参考成像点间的第三距离，从而计算获得该操作体在操作平面上的具体位置坐标，所以，有效解决了现有技术中的感光装置设置在光源的上方，而且，当操作体在操作平面上放置的位置不当，就会使得感光装置无法感光获得操作体的反射光线形成的光斑图像，就存在反射光线所成的光斑图像漏检的技术问题，进而实现了能够准确获取所有经反射的光线所成的光斑图像，准确识别触摸操作的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例中一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例中在操作平面上设置挡板的操作以及形成的第一图像的示意图；

图3为本申请实施例中在操作平面上是手指进行操作以及形成的第一图像的示意图；

图4为本申请实施例中获取第一操作体在操作平面上的第一位置信息的原理图；

图5为本申请实施例中一种识别操作的方法流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种电子设备及一种识别操作的方法，解决了现有技术中由于感光装置设置的位置的影响，使得在某些时刻感光装置无法感光获得操作体的反射光线形成的光斑图像，就存在反射光线所成的光斑图像漏检的技术问题，实现了能够准确获取所有经反射的光线形成的光斑图像，进而能够准确识别触摸操作的技术效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述无法准确实现触摸判断的技术问题，总体思路如下：

通过在与电子设备的触摸操作平面在同一水平面上置放光源装置，影像传感装置，当用户通过手指在该触摸操作平面上操作时，首先，该光源装置所发射的编码光线因在操作平面上的手指的阻挡，会在该手指与触摸操作平面上的第一接触点形成第一光斑，接着，形成的第一光斑会被同一水平面上的影像传感装置接收，从而在影像传感装置的显示屏上形成包含有第一光斑的第一光斑图像，其中，该第一光斑位于该第一光斑图像的某个区域，在该电子设备内部还设置有处理器，用于处理获得的含有第一光斑的第一光斑图像，然后通过解析第一光斑图像的信息，获得手指在操作平面上的具体实际操作方式。这样，能够实现准确对触摸操作进行判断的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本申请提供了一种电子设备，该电子设备可以是智能手机，pad等具有触摸操作平面的电子设备，如图1所示，在该电子设备中包括有光源装置10，置放在第一平面上；影像传感装置20，置放在所述第一平面上；处理器30，与所述影像传感装置20连接；其中，当在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面40上有第一操作体接触所述操作平面40时，首先，所述光源装置10所发射的编码光线因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；其次，所述影像传感装置20能够传感获得包含所述第一光斑图像的第一图像；最后，所述处理器30基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

其中，所述光源装置10的发射端与所述影像传感装置20的接收端相互平行设置。

在具体的实施方式中，将光源装置10的光源端与影像传感器20的接收端平行设置的目的是为了使得光源装置10与影像传感装置20保持一定的相对位置关系，在这个相对位置关系中，光源装置10的光轴与影像传感装置20的光轴是相互平行的，而光源装置10的光心与影像传感装置20的光心在水平方向上有一定的距离，这样，就使得影像传感装置20获得的由光源装置10发射的编码光线反射之后的光斑能够完全被影像传感装置20所接收，同时也便于根据影像传感装置20中的光斑图像的位置计算第一操作体在操作平面40上的位置。

下面具体介绍光源装置10的结构以及影像传感器20的结构。

首先介绍光源装置10，包括：光源：用于发射光线；编码模块，用于基于编码规则对所述光线进行编码，获得编码光线；发射端，用于发射所述编码光线。

在具体的实施方式中，在发射端发射光线是多光条的光线，这些光线是经过编码之后的光线，可以依据简单编码规则对发射的光线进行简单编码，例如使得发射出去的光线从左至右依次为a，b，c，d，e，f，g，h……，经过发射端将编码之后的光线沿操作平面40平行的方向发射出去，如果在操作平面上在距离光源装置10以及影像传感装置20前方一定距离的位置处放置一个挡板，经过该挡板将光源装置10发射的所有光线都进行反射之后，被影像传感装置20所接收，由于发射的光线是经过编码的，反射之后被影像传感装置20接收的光线也是具有编码，这些编码可以用来标识成像点的位置信息。

接着，光源装置10在完成发射编码光线的任务之后，当在操作平面40上有第一操作体的操作时，就会在该第一操作体的表面形成光斑，这里的第一操作体，可以是用户的手指，也可以是笔之类的物体，例如是用户的手指，由于用户的手指阻挡了编码光线的直线传播，使得被手指阻挡的光线在手指与操作平面的接触点形成了光斑，当手指位于操作平面上的不同区域，则照射在该不同区域上的与手指的接触点的编码光线可能是不同编码的光线。

其次，当在操作平面上有第一操作体的操作时，就会在影像传感装置20上形成光斑图像，该影像传感装置20在每隔预设时间传感获取光斑图像的变化的。

下面介绍影像传感装置20，该影像传感装置20包括：接收端，用于接收所述N条编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；成像板，设置在所述接收端正前方距离为第一距离的位置处，使得所述M条编码的反射光线在所述成像板上形成M个光斑；记录模块，用于将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

在具体的实施方式中，发射端发射的编码光线在遇到第一操作体时被反射回来，同时被影像传感器20的接收端所接收，反射的编码光线会在成像板上形成光斑，从而形成有光斑的第一图像。例如，如图2所示，在操作平面40上放置一个挡板1时，在影像传感器20的成像板上形成的所有发射出的光线的光斑；如图3所示，当操作平面上是用户的手指2在操作时，在影像传感器20的成像板上形成部分光斑的第一图像。因此，记录模块将带有光斑的第一图像记录下来。

处理器对记录下来的带有光斑的第一图像进行处理，从而根据在该第一图像上的光斑的位置信息，得出与该光斑对应的第一操作体在操作平面上的具体位置坐标。

其中，该处理器30包括有第一获取模块，第二获取模块，还有算法模块；第一获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述接收端的光轴间的第二距离；第二获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离；算法模块，用于基于所述第二距离，所述第三距离以及所述接收端与所述光源间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面40上的第一横坐标和第一纵坐标。

在具体的实施方式中，如图4所示，该操作平面40上有一个操作点P，用户的手指位于该操作点P处，光源装置10的发射端为L，影像传感装置20的接收端为C，其中，该发射端L与接收端C的距离为b，影像传感装置20的成像板AB设置于接收端C的正前方距离为第一距离f的位置处，由光源装置10的发射端L发射的光线到达操作点P，经过在操作点P处的第一操作体的反射之后，反射光线到达成像板AB上的D点处，在D点处成像，接着被影像传感装置C所接收，此处成像点D的光斑是经过编码之后的光线所成的，处理器30可以准确依据光线的编码来找到成像点的位置信息。该影像传感装置20的光轴为经过点C且垂直于成像板AB的一条直线C1C2。

首先，第一获取模块获取该反射光线在成像板上的成像点D距离影像传感装置20的光轴的第二距离，记为x（获取的值为已知），接着，第二获取模块获取该反射光线在成像板上的成像点D距离参考成像点D'间的第三距离，记为d（获取的值为已知），其中，该参考成像点D'具体为发射光线LP平移之后经过接收端C且与成像板AB相交所成的点，由图可以看出，该参考成像点D'所在的，与发射光线LP平行的直线为CP'，其中，操作点P距离点P'的距离与光源装置10的发射端L距离影像传感装置20的接收端C的距离相等，都为已知的距离b。

接着，在获得了第二距离x，第三距离d以及已知的第四距离b之后，就可以计算得到操作点P的具体坐标位置，该具体的坐标位置是以影像传感装置20的接收端C为基准坐标来获得的。设操作点P的具体坐标为（X，Y），其中，f/Y=d/b=x/X，因此，X=b*x/d，Y=f*b/d，从而可以获得P的实际坐标值。

因此，电子设备就可以根据获得的操作点的实际坐标值，得到用户在操作平面上的实际按键，例如是虚拟键盘时，就可以根据这些实际坐标值，得到用户具体操作的是A的按键，还是Q的按键，需要注意的是，在使用虚拟键盘进行操作时所处的功能模式是按键模式，这种模式状态下，处理器30仅仅识别触点信息。相对于现有的电容触摸屏来说，采用这种光源装置10与影像传感装置20以及处理器30来识别操作的方式能够应用于多种复杂的操作环境，例如便携设备，工业制造环境，无菌和医疗环境等。

在另一种使用手写功能的模式下，每隔一预定的时间段，获取操作点的具体位置，然后，将这些离散的点用平滑的曲线连接起来，形成轨迹，就形成了手写的笔画或者几何图形。

本申请实施例还提供了一种识别操作的方法，应用于上述的电子设备中，如图5所示，该方法包括：

S10，发射编码光线；

S20，在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；

S30，传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；

S40，基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

进一步的，S10中发射编码光线具体包括：发射光线；基于编码规则对所述光线进行编码，获得编码光线；发射所述编码光线。

进一步的，S30中所述传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像，具体包括：接收所述N条编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；所述M条编码的反射光线在所述成像板上形成M个光斑；将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

进一步的，S40中在所述基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的位置信息，具体包括：获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述影像传感装置的接收端的光轴间的第二距离；获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离;基于所述第二距离，所述第三距离以及所述接收端与所述光源装置的发射端间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面上的第一横坐标和第一纵坐标。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了将光源装置，影像传感装置设置在第一平面上，且与操作平面在同一水平面上的技术方案，所以，有效解决了通过光学检测方式实现触摸判断时，感光装置设置在光源的上方，这样就使得该触摸显示装置的尺寸较大，尺寸较大也带来能耗较大的技术问题，进而实现了该触摸显示装置的尺寸较小，功耗也随之较小的技术效果。

2、由于采用了将光源装置，影像传感装置设置在第一平面上，并且基于操作体在成像板上所成的第一图像信息，包括成像板在接收点前的第一距离，第一图像上的M个光斑与接收点光轴间的第二距离，该M个光斑与参考成像点间的第三距离，从而计算获得该操作体在操作平面上的具体位置坐标，所以，有效解决了现有技术中的感光装置设置在光源的上方，而且，当操作体在操作平面上放置的位置不当，就会使得感光装置无法感光获得操作体的反射光线形成的光斑图像，就存在反射光线所成的光斑图像漏检的技术问题，进而实现了能够准确获取所有经反射的光线所成的光斑图像，准确识别触摸操作的技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

光源装置，置放在第一平面上；

影像传感装置，置放在所述第一平面上；

处理器，与所述影像传感装置连接；

其中，当在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，首先，所述光源装置所发射的编码光线因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；其次，所述影像传感装置能够传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；最后，所述处理器基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光源装置的发射端与所述影像传感装置的接收端相互平行设置。

3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光源装置，具体包括：

光源：用于发射N条光线，其中N大于等于1；

编码模块，用于基于编码规则对所述N条光线进行编码，获得N条编码光线；

发射端，用于发射所述N条编码光线。

4.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述影像传感装置，具体包括：

接收端，用于接收所述N条编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；

成像板，设置在所述接收端正前方距离为第一距离的位置处，使得所述M条编码的反射光线在所述成像板上形成M个光斑；

记录模块，用于将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述处理器，具体包括：

第一获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述接收端的光轴间的第二距离；

第二获取模块，用于获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离；

算法模块，用于基于所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离以及所述接收端与所述光源间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面上的第一横坐标和第一纵坐标。

6.一种识别操作的方法，应用于一具有光源装置，影像传感装置以及处理器的电子设备中，其中，所述光源装置与所述影像传感装置置放在第一平面上，其特征在于，所述方法包括：

发射编码光线；

在与所述第一平面在同一水平面上的操作平面上有第一操作体接触到所述操作平面时，因所述第一操作体的阻挡会在所述第一操作体与所述操作平面的第一接触点形成第一光斑；

传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像；

基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的第一位置信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发射编码光线具体包括：

发射光线；

基于编码规则对所述光线进行编码，获得编码光线；

发射所述编码光线。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传感获得包含所述第一光斑的第一光斑图像的第一图像，具体包括：

接收N条所述编码光线中的M条编码的反射光线，其中M为小于N的正整数；

所述M条编码的反射光线在成像板上形成M个光斑；

将所述成像板上的所述M个光斑的所述第一图像记录下来。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第一图像，获得与所述第一图像相对应的所述第一操作体在所述操作平面上的位置信息，具体包括：

获取所述第一图像上的所述M个光斑与所述影像传感装置的接收端的光轴间的第二距离；其中，在所述接收端正前方距离为第一距离的位置处设置所述成像板；

获取所述第一图像上的所述M个光斑与一参考成像点间的第三距离；

基于所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离以及所述接收端与所述光源装置的发射端间的第四距离，计算获得所述第一位置信息，其中，所述第一位置信息包括所述第一操作体在所述操作平面上的第一横坐标和第一纵坐标。