CN108196728A - 调节件、检测红外光幕的方法、产生红外光幕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节件、检测红外光幕的方法、产生红外光幕的方法，所述调节件包括：安装架，包括安装部和支架基部，安装部包括穿孔和固紧孔，固紧孔和穿孔相互垂直，且固紧孔与穿孔连通，支架基部上设置有调节通孔，固紧孔内设有固紧件，用于将红外激光二极管沿光束出射方向固定在穿孔内；调节构件，活动连接在调节通孔和安装座之间，用于调节光束的出射角度；安装座，其上设置有调节插槽，调节构件设置于调节通孔和所述调节插槽之间。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，且整个检测过程简单直观。

Description

调节件、检测红外光幕的方法、产生红外光幕的方法

技术领域

本发明涉及智能交互技术领域，具体涉及一种用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件、用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法及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检测方法来检测这种红外光幕是否平行于屏幕，以及提供一种新颖的产生平行于屏幕的红外光幕的方法。

一方面，本发明实施例提供了一种用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件，所述调节件包括：

安装架，包括安装部和支架基部，所述安装部包括穿孔和固紧孔，所述固紧孔和所述穿孔相互垂直，且所述固紧孔与所述穿孔连通，所述支架基部上设置有调节通孔，所述固紧孔内设有固紧件，用于将所述红外激光二极管沿光束出射方向固定在所述穿孔内；

调节构件，其活动连接在所述调节通孔和安装座之间，用于调节所述光束的出射角度；

安装座，其上设置有调节插槽，所述调节构件设置于所述调节通孔和所述调节插槽之间。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，所述红外光幕由至少两个置于屏幕上的红外激光二极管发射红外光束形成，所述方法包括：

将反射平台设置于光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像；

将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线；

使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整所述激光二极管，当所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值时，判断所述红外光幕平行于屏幕。

第三方面，本发明实施例提供了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：

将多个激光二极管设置于屏幕的上方，点亮所述多个激光二极管使其发出光束，多个激光二极管发出的光束在屏幕表面形成红外光幕；

将反射平台设置于所述光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像；

将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线；

使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整激光二极管，直到所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值，以使所述红外光幕平行于屏幕。

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，且整个检测过程简单直观。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的调节红外激光二极管出射光束俯仰角度的调节件的示意图。

图2是本发明另一个实施例提供的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置的示意图。

图3是本发明一个实施例提供的校准仪贴合于屏幕的表面的示意图。

图4是本发明一个实施例提供的校准仪贴合于屏幕的表面的另一种示意图。

图5是本发明又一个实施例提供的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法的流程图。

图6是本发明又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的流程图。

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。

如图1所示，图1是本发明一个实施例提供的调节红外激光二极管就按出射光束俯仰角度的调节件的示意图。

图1中示出所述调节件包括：安装架11、调节构件12和安装座13。

安装架11包括安装部111和支架基部112，安装部111和支架基部112可以是一体成型的结构，安装部111位于支架基部112之上，或者，安装部111和支架基部112也可以是组合在一起结构，例如：安装部111和支架基部112扣合在一起，或者粘合在一起。

其中，安装部111包括穿孔1111和固紧孔1112，固紧孔1112与穿孔1111的方向相互垂直，且固紧孔1112和穿孔1111相连通，例如：安装部111为长方体结构，穿孔1111的一端位于长方体结构的其中一个面A上，穿孔的另一端位于长方体结构的与面A相对的面B上，也就是说穿孔贯通了长方体结构相对的两个面，固紧孔1112的一端设置于与面A和面B同时相邻的面C上，另一端设置于穿孔1111。在一些示例中，所述固紧孔1112的数目可以为2个，固紧孔1112内设有固紧件1113，用于将红外激光二极管本体固定在穿孔1111内，其中，固紧件1113可以是螺钉或其他固紧件，例如：螺栓或螺柱等，螺钉的头部设置于固紧孔1112外，螺钉的螺杆可以设有外螺纹，固紧孔1112内可以设置有内螺纹，螺杆设置于固紧孔1112内，并且通过旋转螺钉上的螺纹能向穿孔1111移动。当点亮红外激光二极管并使其发出光束时，将红外激光二极管沿着光束的出射方向放置在穿孔1111中，通过旋转螺钉能够将红外激光二极管固定在安装部111上。

支架基部112上设置有调节通孔1121，在一些示例中，支架基部112的形状可以为矩形，在矩形支架基部的四个角上可以分别设有一个调节通孔1121。

调节构件12活动连接在调节通孔1121和安装座13之间，用于调节光束与屏幕之间的俯仰角度。其中，安装座13的形状可以与安装座11的支架基部112的形状相同，二者的大小可以相同或不同。

在一些示例中，调节构件12可包括固紧件121和弹簧122，所述固紧件121例如为螺钉，也可以是螺栓和螺柱，采用螺钉能够缩小所述调节件的体积，其中，螺钉的头部设置于调节通孔1121中，螺杆上套设有弹簧，螺杆的一端与头部连接，螺杆的另一端设置于安装座13的安装槽131中；或者，调节构件12可包括螺钉和胶垫，胶垫上设有通孔，胶垫套设在螺杆上。调节构件12中的螺钉上可以设置有外螺纹，安装座13的安装槽131中可以设置有内螺纹。通过旋转螺钉配合弹性构件的弹力，可以调节安装在安装架11上的红外激光二极管发出的光束与屏幕之间的俯仰角度，方便灵活。

利用本发明实施例提供的调节红外激光二极管出射光束俯仰角度的调节件，能够调节方便灵活地调整红外激光二极管发出的光束与屏幕之间的俯仰角度。

如图2所示，图2是本发明另一个实施例提供的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置的示意图。

图2中示出红外激光二极管101、102、...、n，这些红外激光二极管可以设置在屏幕a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，可以根据需要，在激光二极管前加载准直聚焦透镜、鲍威尔棱镜等，以使所述光束可以是准直且聚焦的直线光束，也可以是扇形面光束。多个激光二极管101、102、...、n发出的光束沿着屏幕a的表面形成自上而下的红外光幕。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。

所述多个激光二极管例如可以先分别安装于多个如图1所示的安装件内，所有安装件成排排列，布置于同一高度，且使安装件前端的孔的边缘贴靠屏幕，虽然这还不能保证出射光完全平行于屏幕。通过四周的螺钉的旋进和旋出，可以对激光二极管的出射光的俯仰角等角度进行微调。

用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置包括：反射平台301，其置于光束的出射方向上，所述光束照射在所述反射平台上形成图像；校准仪201，贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线；探测传感器b，其用于探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整所述激光二极管，当所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值时，判断所述红外光幕平行于屏幕。

以下将对更多细节做详细说明。

如图2所示，反射平台301可以设置于多个激光二极管101、102、...、n发出的光束的出射方向，例如，可以将反射平台301设置在屏幕上，例如，设置于多个激光二极管相对的屏幕的边缘，或者，可以将反射平台301设置在屏幕外，例如，设置在多个激光二极管相对的屏幕的边缘的延长线上，以便多个激光二极管发出的光束能够照射在反射平台上形成反射图像，当激光二极管发出准直且聚焦的直线光束时，所述反射图像是圆形斑点状的反射图像；当激光二极管发出扇形面光束时，所述反射图像是长条状的反射图像(此处，两条长边可以视为扇形面光束在其厚度方向上的上下两个面(或称远离屏幕的面或靠近屏幕的面)与反射平台作用形成的)。

在一些实施例中，可以将反射平台301垂直设置在与多个激光二极管相对的屏幕a的边缘。

请继续参照图2，可以通过粘性材料将校准仪201贴合在屏幕a的表面，或者，可通过可拆卸的连接件将校准仪201可拆卸地固定在屏幕a的表面，校准仪201可以包括能够发出红外光的光源，可以设置于屏幕表面且靠近反射平台301的位置，同时，校准仪201可以平行于设置有反射平台301的屏幕的边缘，所述红外光源发出的光例如可以沿着校准仪上的与屏幕贴靠的一侧位置透射出来，以便在该位置形成一道明亮的可以被探测传感器探测到的线条，该线条平行于反射平台，将作为参考线，由该线条所在位置可以确定校准仪和屏幕贴靠的位置。所述粘性材料例如为胶水或双面胶。校准仪201的长度可以与屏幕的长或者宽相同或者不同，例如短于屏幕的长或者宽。探测传感器b以一定角度设置于屏幕a的上前方，所述探测传感器b可以为红外摄像头，例如：将红外摄像头b设置于屏幕a上方距离屏幕某一水平距离(例如为1m)的位置，且屏幕a及反射平台301均位于红外摄像头b的视角范围内。在一些情况下，校准仪和反射平台可以一体设置，校准仪发出的光从反射平台的与屏幕贴合的一侧射出，形成平行于反射平台的参考线。

在本发明一些实施例中，如图3所示，图3是本发明一个实施例提供的校准仪贴合于屏幕表面时的一种示意图，所述校准仪201包括两个以上的红外发光二极管，两个以上的红外发光二极管以预设间隔贴于屏幕a的表面，或者两个以上的红外发光二极管以任意间隔贴合于屏幕a的表面。例如：将至少两个红外发光二极管用粘合性材料粘贴于屏幕a的表面，并且给所述至少两个红外发光二极管供电使其发亮，所述至少两个红外发光二极管发出的红外光形成的光点连接起来，形成一条平行于反射平台301所在的屏幕a边缘的参考线。

在本发明一些实施例中，如图4所示，图4是本发明一个实施例提供的校准仪的另一种结构示意图，所述校准仪201可以是背光板，所述背光板可以是具有侧部发光结构的背光板或者具有底部发光结构的背光板。具有侧部发光结构的背光板是将LED光源设置于背光板的两片光学膜片组成的空间的侧面之间，LED发出所需亮度的光，经过背光板中导光板的作用，将侧面光源转换为正式的面光源，从而使背光板发出光线；具有底部发光结构的背光板是将LED光源阵列均匀设置于背光板的两片光学膜片组成的空间的底部，LED光源阵列以垂直于发光面的方向发出光线。

在一些实施例中，可以将背光板的发光面或者与发光面相对的一面粘贴于屏幕a的表面，并使得背光板侧面平行于反射平台301所在的屏幕边缘，探测传感器b采集背光板的侧面发出的红外光，从而将背光板侧面发出的红外光在图像中的线条作为参考线。所述背光板的长度可以与屏幕的长、宽边缘相同。

探测传感器b用于探测反射平台41上由不可见光形成的亮斑，在一些实施例中，探测传感器b可以是红外摄像头，红外摄像头能够实时拍摄校准仪发出的光和反射平台301上形成的长条状或圆形的反射图像。调节安装件上的旋钮，直到红外摄像头显示反射平台301上长条状图像平行于所述参考线(此处，所述平行是指长条状图像的两条长边分别平行于所述参考线，所述两条长边可以视为扇形面光束在其厚度方向上的上下两个面与反射平台作用形成的)，也即所述图像的位置与所述参考线之间的距离相同；或者反射平台301上的多个圆形图像到所述参考线之间的距离都相同，此时，可以认为各激光二极管发出的光束彼此平行，当所述距离满足预设值时，判断所述光束形成的光幕平行于屏幕。

在本发明一些实施例中，所述激光二极管发射的光束在屏幕上边缘位置处距离屏幕a的厚度为h，例如光束在屏幕上边缘位置处距离屏幕的距离为3mm。可以将反射平台301沿垂直屏幕方向的宽度设置为大于等于h，在实际应用中，可以在反射平台上距离屏幕边缘距离为h的地方做标记线，在使用探测传感器探测所述参考线和所述图像之后，在当所述图像的位置与所述参考线之间的距离相同之前，所述方法还可包括，判断所述图像与所述标记线之间的位置关系，当反射平台上的长条状或圆形图像位于标记线远离屏幕的一侧时，说明光束距离屏幕的距离超过了h，需要调节激光二极管与屏幕之间的俯仰角，使激光二极管发出的光束靠近屏幕；当反射平台上的长条状或圆形图像位于标记线靠近屏幕的一侧时，说明光束距离屏幕的距离在预设范围内，可以继续调节激光二极管安装件上的旋钮，使得所述长条状图像的位置与所述参考线平行(此处，所述平行是指长条状图像的两条长边分别平行于所述参考线，所述两条长边可以视为扇形面光束在其厚度方向上的上下两个面与反射平台作用形成的)，或者使得多个圆形图像的位置与所述参考线之间的距离相同。

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。

在本发明一些实施例中，当激光二极管发出准直且聚焦的光束时，所述屏幕可以是直面屏幕或者曲面屏幕，激光二极管可以在曲面屏幕的上方沿着曲线灵活布置，从而能够保证曲面屏幕表面的光幕密度均匀，此时，可以使相应的标记线或参考线也沿着曲面弯曲分布。采用本发明实施例提供的产生红外光幕的方法，能够保证即使面对曲面屏幕，光幕仍然能平行于屏幕，从而提高了触摸准确度和灵敏度。

如图5所示，图5是本发明另一个实施例提供用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法的流程图，所述红外光幕由多个置于屏幕上的红外激光二极管发射红外光束形成，如前面所述；所述方法包括：

S11：将反射平台设置于光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像。

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。

S12：将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线。

S13：使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整所述激光二极管，当所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值时，判断所述红外光幕平行于屏幕。

以上S11-S13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2所做的描述。

需要说明的是，本实施例虽然以步骤S11至步骤S13对本发明提供的红外光幕平行于屏幕的检测方法进行了说明，但并不因上述步骤对本发明提供的所述检测方法进行限定，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。

如图6所示，图6是本发明又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的流程图，所述方法包括：

S21：将多个激光二极管设置于屏幕的上方，点亮所述多个激光二极管使其发出光束，多个激光二极管发出的光束在屏幕表面形成红外光幕。

S22：将反射平台设置于所述光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像。

S23：将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线。

S24：使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整激光二极管，直到所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值，以使所述红外光幕平行于屏幕。

以上S21-S24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2所做的描述。

以上调节件的结构可参照上述实施例中阐述的内容进行理解，此处不再赘述。

需要说明的是，本实施例虽然以步骤S21至步骤S24对本发明提供的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产生平行于屏幕的红外光幕的方法进行限定，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 (10)

1.一种用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件，所述调节件包括：

安装架，包括安装部和支架基部，所述安装部包括穿孔和固紧孔，所述固紧孔和所述穿孔相互垂直，且所述固紧孔与所述穿孔连通，所述支架基部上设置有调节通孔，所述固紧孔内设有固紧件，用于将红外激光二极管沿光束出射方向固定在所述穿孔内；

调节构件，其活动连接在所述调节通孔和安装座之间，用于调节所述光束的出射角度；

安装座，其上设置有调节插槽，所述调节构件设置于所述调节通孔和所述调节插槽之间。

2.根据权利要求1所述的用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件，其特征在于，所述支架基部为矩形，所述支架基部的四个角上分别设有一调节通孔；所述调节构件包括螺钉和弹性构件，所述弹性构件套设在所述螺钉中，所述螺钉的一端穿过所述调节通孔，所述螺钉的另一端安插在所述调节插槽中；所述弹性构件为弹簧或胶垫。

3.一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，所述红外光幕由至少两个置于屏幕上的红外激光二极管发射红外光束形成，所述方法包括：

将反射平台设置于光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像；

将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线；

使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整所述激光二极管，当所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值时，判断所述红外光幕平行于屏幕。

4.根据权利要求3所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，其特征在于，所述校准仪包括作为所述红外光源的两个以上的红外发光二极管，所述两个以上的红外发光二极管连接形成所述参考线；或者，所述校准仪为背光板，所述背光板的发光面或者与发光面相对设置的一面贴合于所述屏幕的表面。

5.根据权利要求3所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：校准仪和反射平台一体设置，校准仪发出的光从反射平台的与屏幕贴合的一侧射出，形成平行于反射平台的参考线。

6.根据权利要求3所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，其特征在于，所述光束的远离屏幕一侧距离所述屏幕的距离为h，所述反射平台沿所述屏幕的垂直方向的宽度为大于等于h，所述背光板的两个光学膜片之间的距离小于h。

7.根据权利要求3所述的检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，其特征在于，所述反射平台上沿所述屏幕的垂直方向的距离为h处设置有标记，使用探测传感器探测所述参考线和所述图像之后，当所述图像的位置与所述参考线之间的距离相同之前，所述方法还包括：

判断所述图像与所述标记之间的位置关系，当所述图像位于所述标记远离屏幕的一侧时，调节激光二极管，使其发出的光束向屏幕靠近；当所述图像位于所述标记靠近屏幕的一侧时，调节激光二极管，使所述图像的位置与所述参考线之间的距离相同。

8.根据权利要求3-7任意一项所述的检测红外光幕是否平行于屏幕的检测方法，其特征在于，所述调节件包括权利要求1-2任意一项所述的用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件。

9.一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的方法，所述方法包括：

将多个激光二极管设置于屏幕的上方，点亮所述多个激光二极管使其发出光束，多个激光二极管发出的光束在屏幕表面形成红外光幕；

将反射平台设置于所述光束的出射方向，所述光束照射在所述反射平台上形成图像；

将校准仪贴合于所述屏幕的表面，使所述校准仪包含的红外光源发出光，该红外光源发出的光在屏幕上形成平行于反射平台的参考线；

使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，根据探测结果使用调节件调整激光二极管，直到所述图像的位置与所述参考线之间的距离等于一预设值，以使所述红外光幕平行于屏幕。

10.根据权利要求9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，所述调节件为权利要求1-2任意一项所述的用于调节红外激光二极管光束俯仰角度的调节件。