CN108108067B - 一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其包括：将至少两个红外激光二极管置于屏幕上，使其发射红外光束；将反射平台置于光束的出射方向上；将第一靶标和第二靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间；所述第一靶标和第二靶标上均设置有数目大于或等于红外激光二极管数目的激光穿孔；用红外摄像头探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。本发明避免了检测过程对触点识别软件的过度依赖，减少了相应的成本，且本发明以较低成本产生了一种平行于屏幕的红外光幕。

Description

一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法

技术领域

本发明涉及智能交互技术领域，具体涉及一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法。

背景技术

在基于红外光幕的屏幕触控人机交互系统中，现有的红外光幕由多个激光器发射的扇形红外面叠加而成。由于红外光为不可见光，所以判断多个激光器发出的光束与屏幕是否平行难度很大。目前的主要方法是，将手指作用于屏幕上进行触控，位于屏幕前面(或后面)的红外摄像头可以拍摄到手指触点图像，根据图像中手指触点的面积来判断光束与屏幕是否平行，例如：当手指触点图像中手指触点面积较小时，判断光束与屏幕平行，当手指触点面积明显大于手指面积时，说明光束可能照射到手背等地方，也即，光束与屏幕不平行。这种检测方法的准确率和一致性都有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中的红外光幕不易被检测出是否平行于屏幕的情形，本申请提出由多个置于屏幕上的红外激光二极管发射红外光束形成红外光幕，以及提供一种新颖的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，所述方法包括：

将至少两个红外激光二极管置于屏幕上，使其发射红外光束；

将反射平台设置于光束的出射方向上；

将第一靶标和第二靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间；所述第一靶标和第二靶标上均设置有数目大于或等于红外激光二极管的数目的激光穿孔，所述激光穿孔和反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过第一靶标上的激光穿孔和第二靶标上的对应的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

用红外摄像头探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，调节红外激光二极管的光束出射方向，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

本申请开篇所提及的现有技术，主要依赖于摄像机对手指触点处的反射光的捕获、相关软件对摄像机捕获的图像信息的触点提取和识别，整个检测过程涉及硬件和软件及两者的配合，因此，检测结果受到的影响因素较大。而本发明的提出则较好地解决了这些问题，一方面避免了检测过程对触点识别软件的过度依赖，减少了相应的成本，且整个检测过程简单直观，另一方面，以一种新颖的低成本的方式实现了一种平行于屏幕的红外光幕。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是根据本发明一个实施例的用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置的示意图。

图1中示出红外激光二极管101、102、103、104...、n，这些红外激光二极管可以设置在屏幕21上，例如设置在屏幕的上方或屏幕的边缘，每个红外激光二极管发出红外光束，多个红外激光二极管发出的光束在屏幕上形成光幕。根据光幕厚度均匀性等方面的需要，可以对多个红外激光二极管发出的光束进行准直和聚焦。使红外激光二极管发出的光束进行准直和聚焦是本领域技术人员的常用技术，在此不再赘述。为清楚起见，图中仅稀疏地示出一些红外激光二极管,实际情况中，根据触控精度的需要，可以设置更为密集的红外激光二极管。

根据本发明一个实施例的用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置包括：至少两个红外激光二极管101、102、103、104...、n；可调节安装件，该可调节安装件根据实际需要可以实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度；反射平台41，其置于光束的出射方向上；第一靶标31和第二靶标32，第一靶标和第二靶标置于所述红外激光二极管和反射平台之间；所述第一靶标和第二靶标上均设置有数目大于或等于红外激光二极管的数目的激光穿孔311、312……m和321、322……m"，所述激光穿孔和反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过第一靶标上的激光穿孔和第二靶标上的对应的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；红外摄像头51，其用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目相同的亮斑时，判断该红外激光二极管发出的光束平行于所述屏幕；当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，红外激光二极管上的可调节安装件可以调整该可调节安装件根据实际需要可以实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

以下将对更多细节做详细说明。

如图1所示，第一靶标31和第二靶标32安装于屏幕21的表面，第一靶标31上设置有多个激光穿孔311、312、...、m，第二靶标32上设置有多个激光穿孔321、322、...、m"，其中，m和m"均为大于1的整数，m和m"大于或等于红外激光二极管的数目，第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"对应，且第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m以及第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"到屏幕21的距离一致，当所述光束同时穿过第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的对应的激光穿孔321、322、...、m"时，在所述反射平台41上形成可以被红外摄像机拍摄到的亮斑。反射平台41设置于光束出射方向上，可以位于屏幕21的边缘，或者位于屏幕21之外。在本发明的一些实施例中，反射平台41可以是纸张、板条或背光板等。

第一靶标31和第二靶标32也可通过粘合性材料粘贴于屏幕21的表面或可拆卸地固定至屏幕表面，例如：第一靶标31和第二靶标32可通过胶水或双面胶安装于屏幕21表面。在本发明一些实施例中，在工艺上，可以将第一靶标31和第二靶标32一体成型，从而能够使第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"更好地实现一一对应；或者第一靶标和第二靶标被安装至一个滑轨上，使它们能沿着光束方向一起移动或者相对于彼此移动。可以根据平行度高低的要求，也即，根据对红外光幕与屏幕的平行精确性要求，来调节第一靶标和第二靶标之间的距离，以及它们与红外激光二极管的距离；第一靶标和第二靶标之间的间距越大，判断结果对应的实际平行度也越高，在间距一定的情况下，第一靶标和第二靶标离屏幕越远，判断结果对应的实际平行度也越高。

在本发明一些实施例中，第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"可以为孔状，例如：圆形孔、多边形孔或椭圆形孔等，具体可以根据出射的激光束的截面形状来定，第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"的连线与光束出射方向相同，沿光束出射方向的厚度越小越好，以节省第一靶标31和第二靶标32在屏幕上占用的空间。所述第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"的数目可以大于和/或等于每组红外激光二极管中红外激光二极管的数目，第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m之间的距离和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"之间的距离可以是事先设置好的，也可以根据多个红外激光二极管101、102、103、...、n之间的距离进行调节。例如，在涉及多组红外激光二极管的情况下，组与组之间的红外激光二极管彼此间隔排布，或者在激光出射方向上前后呈两排放置，后排的红外激光二极管发出的光束从前排的红外激光二极管之间的间隙中出射，不同组红外激光二极管中相邻红外激光二极管之间的距离可能不同，因此，测试完前一组红外激光二极管发出的光束之后，测试下一组红外激光二极管发出的光束时，可以通过适应性地调节第一靶标31和第二靶标32上多个激光穿孔之间的距离，使之能够适应下一组红外激光二极管之间的距离，从而使得对不同组红外激光二极管进行调试时均可采用前述第一靶标和第二靶标，提高了测试的灵活性，并能够节省资源。

红外摄像头51可以实时拍摄反射平台41上由不可见光形成的亮斑，如果某个红外激光二极管发出的光束在反射平台上形成亮斑，则说明光束穿过了第一靶标31和第二靶标32上的激光穿孔，该红外激光二极管发出的光束平行于屏幕；相反，如果某个红外激光二极管发出的光束没有在反射平台41上形成亮斑，则说明该红外激光二极管发出的光束不平行于屏幕21，需要对该红外激光二极管的光束出射方向进行调节。为实现所述调节，红外激光二极管可以安装于一个可调节安装件上，该可调节安装件根据实际需要可以实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度；每个红外激光二极管对应的可调节安装件可以固定于一个共同的底座上。当涉及多组红外激光二极管时，每组红外激光二极管可以固定于不同的底座上，从而方便在调节完一组红外激光二极管后，根据需要将该组红外激光二极管移走，并移入另一组红外激光二极管。鉴于所述可调节安装件及其调节方式属于光路调节过程中常用器件，因此，此处不做详述。

在本发明一些实施例中，所述屏幕可以是任意材质和形状的屏幕，例如：液晶、LED、DLP投影屏等，所述屏幕可以是直面屏幕或者曲面屏幕。当屏幕是曲面屏幕时，每个红外激光二极管沿着曲面布置于屏幕的上方，与此相应地，第一靶标和第二靶标，以及反射平台也沿着曲面布置于屏幕上。从红外激光二极管上出射的平行于屏幕的光同样穿过第一靶标和第二靶标上的激光穿孔，在反射平台上形成亮斑，一如前面参考图1所述，此处不再赘述。

本发明另一个实施例提供的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，所述方法包括：

S11：将至少两个红外激光二极管置于屏幕上，使其发射红外光束；

S12：将反射平台设置于光束的出射方向。

例如：反射平台可以设置于光束出射方向，位于屏幕上，例如位于屏幕边缘；或者反射平台可以设置于光束出射方向上，且位于屏幕之外。在本发明一些实施例中，反射平台可以是纸张、背光板或板条等。

S13：将第一靶标和第二靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间；所述第一靶标和第二靶标上均设置有数目大于或等于红外激光二极管的数目的激光穿孔，所述激光穿孔和反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过第一靶标上的激光穿孔和第二靶标上的对应的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑。

S14：用红外摄像头探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

以上S11-S14各步骤所涉及的部件及其中的连接关系，可以参考前面围绕图1所做的描述。

例如，可以将第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m以及第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"到屏幕21的距离设置为一致，当所述光束同时穿过第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的对应的激光穿孔321、322、...、m"时，在所述反射平台41上形成可以被红外摄像机拍摄到的亮斑。可以将反射平台41设置于光束出射方向上，在此前提下，可以将反射平台例如设置于屏幕21的边缘，或者设置于屏幕21之外。在本发明的一些实施例中，反射平台41可以是纸张、板条或红外光背光板等，所述背光板的存在便于人眼在观察红外摄像机时快速定位到大致需要观察的区域，背光板的光强可以很弱，仅提供一个观察指引即可。

可以将第一靶标31和第二靶标32用粘合性材料粘贴于屏幕21的表面或可拆卸地固定至屏幕；可以将第一靶标31和第二靶标32一体成型，从而能够使第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上的多个激光穿孔321、322、...、m"更好地实现一一对应。

可以根据出射的激光束的截面形状来设计各个激光穿孔的相应形状，以及使第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"的连线与平行于屏幕的光束出射方向相同，沿光束出射方向的厚度越小越好，以节省第一靶标31和第二靶标32在屏幕上占用的空间。可以使所述第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"的数目可以大于和/或等于每组红外激光二极管中红外激光二极管的数目，第一靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m之间的距离和第二靶标32上对应的多个激光穿孔321、322、...、m"之间的距离可以是事先设置好的，也可以根据多个红外激光二极管101、102、103、...、n之间的距离进行调节。例如，在涉及多组红外激光二极管的情况下，组与组之间的红外激光二极管彼此间隔排布，或者在激光出射方向上前后呈两排放置，后排的红外激光二极管发出的光束从前排的红外激光二极管之间的间隙中出射，不同组红外激光二极管中相邻红外激光二极管之间的距离可能不同，因此，测试完前一组红外激光二极管发出的光束之后，测试下一组红外激光二极管发出的光束时，可以通过适应性地调节第一靶标31和第二靶标32上多个激光穿孔之间的距离，使之能够适应下一组红外激光二极管之间的距离，从而使得对不同组红外激光二极管进行调试时均可采用前述第一靶标和第二靶标，提高了测试的灵活性，并能够节省资源。

红外摄像头51可以实时拍摄反射平台41上由不可见光形成的亮斑，如果某个红外激光二极管发出的光束在反射平台上形成亮斑，则说明光束穿过了第一靶标31和第二靶标32上的激光穿孔，该红外激光二极管发出的光束平行于屏幕；相反，如果某个红外激光二极管发出的光束没有在反射平台41上形成亮斑，则说明该红外激光二极管发出的光束不平行于屏幕21，需要对该红外激光二极管的出射光束进行调节。为实现所述调节，红外激光二极管可以安装于一个可调节安装件上，该可调节安装件根据实际需要可以实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度；每个红外激光二极管对应的可调节安装件可以固定于一个共同的底座上。当涉及多组红外激光二极管时，每组红外激光二极管可以固定于不同的底座上，从而方便在调节完一组红外激光二极管后，根据需要将该组红外激光二极管移走，并移入另一组红外激光二极管。鉴于所述可调节安装件及其调节方式属于光路调节过程中常用器件，因此，此处不做详述。

需要说明的是，本实施例虽然以步骤S11至步骤S14对本发明提供的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法进行了说明，但并不因上述步骤对本发明提供的所述方法进行限定，也就是说，在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于本实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本申请开篇所提及的现有技术，主要依赖于摄像机对手指触点处的反射光的捕获、相关软件对摄像机捕获的图像信息的触点提取和识别，整个检测过程涉及硬件和软件及两者的配合，因此，检测结果受到的影响因素较大。而本发明的提出则较好地解决了这些问题，避免了检测过程对触点识别软件的过度依赖，减少了相应的成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，所述方法包括：

将至少两个红外激光二极管置于屏幕上，使其发射红外光束；

将反射平台设置于光束的出射方向上；

将第一靶标和第二靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间；所述第一靶标和第二靶标上均设置有数目大于或等于红外激光二极管的数目的激光穿孔，第一靶标上的多个激光穿孔与第二靶标上的多个激光穿孔一一对应，第一靶标上的激光穿孔与第二靶标上对应的激光穿孔的连线与平行于屏幕的光束的出射方向相同；所述激光穿孔和反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过第一靶标上的激光穿孔和第二靶标上的对应的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

用红外摄像头探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

2.根据权利要求1所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，包括于光束的出射方向上在屏幕上设置反射平台。

3.根据权利要求1所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，包括于光束的出射方向上在屏幕之外设置反射平台。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，反射平台包括纸张、板条或红外光背光板。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，第一靶标上的激光穿孔之间的间隔和第二靶标上的激光穿孔之间的间隔能够调节。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，将第一靶标和第二靶标用粘合性材料粘贴于屏幕的表面。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，将第一靶标和第二靶标可拆卸地固定至屏幕。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，包括根据对红外光幕与屏幕的平行精确性要求，来调节第一靶标和第二靶标之间的距离。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，其特征在于，包括根据对红外光幕与屏幕的平行精确性要求，来调节第一靶标和第二靶标到红外激光二极管的距离。