CN108334247A - 应用于显示装置的信号采集器及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应用于显示装置的信号采集器及工作方法，涉及显示领域。本发明提供的应用于显示装置的信号采集器，通过角度检测装置和单点测距装置协同工作的方式，其中，角度检测装置，用于对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；单点测距装置，用于根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。进而信号控制装置可以根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制；角度信息是根据角度信号生成的，或者角度信息是根据单点测距装置的发射角度生成的；距离信息是根据距离信号生成的。使得信号采集器整体最少只需要使用一个角度检测装置和一个单点测距装置就可以实现信号的采集。

Description

应用于显示装置的信号采集器及工作方法

技术领域

本发明涉及显示领域，具体而言，涉及应用于显示装置的信号采集器及工作方法。

背景技术

随着科技水平的提高，应用于显示装置的信号采集器越来越多的出现在了日常生活中。应用于显示装置的信号采集器可以分为三个部分，分别是信号采集装置，信号控制装置和显示装置。其中，信号采集装置的主要功能是获取用户所下达的信号，即将用户的物理操作转化为相应的电信号。信号控制装置的主要功能是根据信号采集装置所提供的电信号生成显示用的电信号。显示装置则是根据显示用的电信号进行图像显示。

如图1所示，示出了传统的应用于显示装置的信号采集器的实体装置俯视图。该应用于显示装置的信号采集器包括显示屏、设置在显示屏上表面边沿上的激光发射器和激光接收器，激光发射器(分为横向激光发射器和纵向激光发射器)和激光接收器(分为横向激光接收器和纵向激光接收器)对立设置。激光发射器能够朝向对面边沿的激光接收器发射激光，并由激光接收器接收激光。

当用户的手指靠近显示屏的表面时，就挡住了激光射线，进而至少有一个横向的激光接收器就无法接收到激光，同时也会有至少一个纵向的激光接收器无法接收到激光，此时，无法接收到激光的激光接收器就会向信号控制装置发送信号，以使信号控制装置知晓哪个激光接收器被触发了，并且信号控制装置知晓每个激光接收器的坐标，进而，信号控制装置也就知晓了手指的挡住了哪个横向的激光接收器和哪个纵向的激光接收器。进而，信号控制装置就知晓了手指的具体的横纵坐标，进而信号控制装置就可以依据此手指的位置来控制显示屏的显示。

但，本申请发明人认为，此种应用于显示装置的信号采集器的系统架构不够理想。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于显示装置的信号采集器及其工作方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种应用于显示装置的信号采集器，包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置和角度检测装置；所述角度检测装置的检测范围与单点测距装置的检测范围相符；单点测距装置与角度检测装置电性连接；单点测距装置和角度检测装置重叠设置；

角度检测装置，用于对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

单点测距装置，用于根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，单点测距装置为激光测距装置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，应用于显示装置的信号采集器还还包括信号控制装置和显示屏；信号控制装置与显示屏电性连接；

信号控制装置，用于接收角度信息与距离信息，并根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，应用于显示装置的信号采集器还包括：无线信号发送器和无线信号接收器，无线信号发送器与检测器通过信号传输线连接；无线信号接收器通过信号传输线与信号控制装置连接；

无线信号发送器，用于将角度信息和距离信息向无线信号接收器发送；

无线信号接收器，用于在接收到无线信号发送器所发出的角度信息和距离信息后，将角度信息和距离信息向信号控制装置发送。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，角度检测装置的检测范围与显示屏的上表面是相分离的。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：触摸屏，角度检测装置和单点测距装置重叠设置，且均设置在触摸屏上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，角度检测装置为摄像头；

摄像头，用于对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；对目标图像进行前景提取；若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；以及根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，信号控制装置，还用于在接收到角度信息与距离信息后根据角度信息判断目标对象与有效识别区之间的距离是否小于预定阈值；并当判断为是时，根据角度信息与距离信息对显示屏进行控制。

第二方面，本发明实施例还提供了一种应用于显示装置的信号采集器工作方法，作用于应用于显示装置的信号采集器，应用于显示装置的信号采集器包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置和角度检测装置；所述角度检测装置的检测范围与单点测距装置的检测范围相符；单点测距装置与角度检测装置电性连接；单点测距装置和角度检测装置重叠设置；

角度检测装置对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

单点测距装置根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，角度检测装置为摄像头；

摄像头对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；

摄像头对目标图像进行前景提取；

若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；

根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。

本发明实施例提供的应用于显示装置的信号采集器，通过角度检测装置和单点测距装置协同工作的方式，其中，角度检测装置，用于对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；单点测距装置，用于根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。进而信号控制装置可以根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制；角度信息是根据角度信号生成的，或者角度信息是根据单点测距装置的发射角度生成的；距离信息是根据距离信号生成的。使得信号采集器整体最少只需要使用一个角度检测装置和一个单点测距装置就可以实现信号的采集，进而，简化了整体的系统架构。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了相关技术中应用于显示装置的信号采集器的俯视图；

图2示出了本发明实施例所提供的应用于显示装置的信号采集器的系统架构图；

图3示出了本发明实施例所提供的应用于显示装置的信号采集器的中摄像头的工作流程；

图4示出了本发明实施例所提供的应用于显示装置的信号采集器的工作方法的基本流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中已经出现各种类型的应用于显示装置的信号采集器，但发明人发现这些应用于显示装置的信号采集器的系统架构不够理想，针对该种情况，本申请提供了一种改进的应用于显示装置的信号采集器，如图2所示，该应用于显示装置的信号采集器包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置202和角度检测装置201；所述角度检测装置201的检测范围与单点测距装置202的检测范围相符；单点测距装置202与角度检测装置201电性连接；单点测距装置202和角度检测装置201重叠设置；

角度检测装置201，用于对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

单点测距装置202，用于根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

上述方案中，角度检测装置201的主要作用是检测角度，具体检测角度的方式有多种，比如可以采用超声波进行角度信号的采集，还可以通过RGB摄像头进行信号的采集，还可以是通过热成像摄像头进行信号的采集，当然，在进行信号采集后，还需要经过相应的解算才能够得确定角度信号，相关技术中已有类似的解算过程，此处不过多说明。角度检测装置201的检测范围与单点测距装置202的检测范围相符指的是二者的检测范围是有重叠的，由于单点测距装置202在检测的时候是对一条线上的物体进行检测，而角度检测装置201则通常是对一个立体空间内的区域进行检测，因此，一般角度检测装置201的检测范围应当涵盖单点测距装置202的检测范围。但角度检测装置201是可以转动的，因此，如果考虑转动的情况，则角度检测装置201的检测范围应当与单点测距装置202的检测范围是基本相同的。单点测距装置202和角度检测装置201重叠设置指的是二者获取外界信息的端口是紧邻的，比如单点测距装置202是激光测距器，角度检测装置201是相机，那么相机的镜头和激光测距器的激光接收端口是紧邻的。

单点测距装置202的主要作用是测量距离，此处的单点测距装置202优选为激光测距装置。

单点测距装置202是通过发出激光信号，并在接收到返回的激光信号(返回的激光信号是在发出的激光信号接触到目标对象后返回的，目标对象如手指，或者是其他的触碰物体)后，依据时差原理(发出激光信号的时刻和接收到返回的激光信号的时刻)进行计算得出距离信号的。

本方案中，通过设置角度检测装置201和单点测距装置202来分别确定角度信号和距离信号，而后，应用于显示装置的信号采集器的信号控制装置就可以依据这两个信号来确定用户的手触摸的位置了，进而可以依据这两个信号进行后续的控制(比如改变显示屏的显示内容)。

应用于显示装置的信号采集器中还可以包括信号控制装置和显示屏；信号控制装置与显示屏电性连接。

信号控制装置用于接收角度信息与距离信息，并根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制；角度信息是根据角度信号生成的，或者角度信息是根据单点测距装置202的发射角度生成的；距离信息是根据距离信号生成的。

实际操作中，信号控制装置可以分别与角度检测装置201和单点测距装置202电性连接，进而信号控制装置可以从角度检测装置201得到角度信息(角度信息是根据角度信号生成的)，并从单点测距装置202来获取到距离信息(距离信息是根据距离信号生成的)。还可以是信号控制装置直接从单点测距装置202处同时得到角度信息和距离信息(此时，由于单点测距装置202已经按照角度信号进行的转动，或者说是对信号发射角度进行了调整，因此，该角度必然是单点测距装置202知晓的，进而角度信息可以是由单点测距装置202生成的)。

一般情况下，角度检测装置201和单点测距装置202是设置在显示屏上表面的，具体而言，角度检测装置201一般是设置在显示屏的角落处，或者是显示器的边沿上的，并且，角度检测装置201的检测范围覆盖在显示屏的上表面(用户所在的一侧表面)。

为了提高用户使用的便捷程度，还可以是角度检测装置201的检测范围与显示屏的上表面是相分离的，按照此种设置方式，用户可以在远处对显示屏进行操作。此种情况下，单点测距装置202和角度检测装置201所生成的角度信号和距离信号需要通过无线传输，或者是有线传输的方式传给信号控制装置。

具体的，此时，应用于显示装置的信号采集器还包括：无线信号发送器和无线信号接收器，无线信号发送器与检测器通过信号传输线连接；无线信号接收器通过信号传输线与信号控制装置连接；无线信号发送器，用于将角度信息和距离信息向无线信号接收器发送；无线信号接收器，用于在接收到无线信号发送器所发出的角度信息和距离信息后，将角度信息和距离信息向信号控制装置发送。

角度检测装置201的检测范围与显示屏的上表面是相分离的情况下，可以是在显示屏之外，单独设置一个触摸屏(可以是玻璃屏，也可以是其他种类的屏幕)，角度检测装置201和单点测距装置202重叠设置，且均设置在触摸屏上，由于触摸屏不需要显示画面，因此就不需要考虑遮挡的问题了，角度检测装置201和单点测距装置202可以设置在触摸屏的任意一个位置上。

当然，为了保证用户的感受度，优选的，触摸屏的形状与显示屏的形状相同，且触摸屏的尺寸与显示屏的尺寸相同(比如二者都是1200mm*1400mm的长方形)。进一步，为了减少角度检测装置201和单点测距装置202的使用数量，角度检测装置201和单点测距装置202优选重叠设置，且设置在触摸屏的边沿处或角落处。

还可以是在具体实现的时候，不使用触摸屏，但应当了解的是，触摸屏实际上相当于有效识别区，当用户的手指接近有效识别区(触摸屏)的时候(手指进入到检测范围中的时候)，角度检测装置201就可以生成角度信号，并驱动单点测距装置202工作。

在某种优选的方案中，角度检测装置201为摄像头(可以是RGB摄像头)，使用摄像头确定角度信号的方式可以是采用图像识别的方式进行，下面对摄像头的工作流程进行简要说明，可以分为如下步骤，如图3所示：

S301，摄像头对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；

S302，摄像头对目标图像进行前景提取；

S303，若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；

S304，根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。

上述步骤S101中，拍摄是每隔预定时间(如每隔0.2秒)拍摄一次的。步骤S102中，可以通过预先拍摄的背景图像(没有手指进入到检测范围中的时候拍摄的图像)与目标图像的差别来确定前景图像。步骤S103中，主要是确定前景图像在目标图像中的相对位置，比如前景图像在目标图像中的左下角(当然可以精确到具体的坐标)。步骤S104中，在已经确定了前景图像在目标图像中的相对位置，并且由于摄像头的拍摄角度是已知的(摄像头可以是固定角度的，也可以是转动的)，这样就能够知晓前景图像的方向了，进而就可以使用角度信号来表征前景图像的方向。

此处需要对前景图像的方向进行说明，前景图像的方向并不局限在二维空间中，还可以扩展到三维的空间中，也就是，此处的方向可以指手指与显示屏表面(或者是说检测区的预设位置)之间的相对方向(手指与显示屏之间的距离不变)，还可以在此基础上，还包括手指与显示屏之间的距离变化而导致方向的变化。

可以预想到的是，如果手指与显示屏的距离过远，则不应当认为用户下达了触碰信号。进而，本申请所提供的方案中，信号控制装置在接收到角度信息与距离信息后还可以进行如下操作：

信号控制装置根据角度信息判断目标对象与有效识别区之间的距离是否小于预定阈值；

若是，则根据角度信息与距离信息对显示屏进行控制；

若否，则放弃本次操作。

其中，有效识别区可以是指显示屏(当角度检测装置201和单点测距装置202均是设置在显示屏上的情况时)，也可以是指某个一个既定的位置(当角度检测装置201和单点测距装置202是设置是与显示屏相分离的情况时)。根据角度信息与距离信息对显示屏进行控制可以是执行用户的点击指令等。

与上述信号采集器相对应的，本申请还提供了一种应用于显示装置的信号采集器工作方法如图4所示，该方法作用于应用于显示装置的信号采集器，应用于显示装置的信号采集器包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置和角度检测装置；所述角度检测装置的检测范围与单点测距装置的检测范围相符；单点测距装置与角度检测装置电性连接；单点测距装置和角度检测装置重叠设置；

S401，角度检测装置对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

S402，单点测距装置根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

优选的，角度检测装置为摄像头；

摄像头对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；

摄像头对目标图像进行前景提取；

若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；

根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。

优选的，单点测距装置为激光测距装置。

优选的，应用于显示装置的信号采集器还包括信号控制装置和显示屏；信号控制装置与显示屏电性连接；

该方法还包括：

信号控制装置接收角度信息与距离信息，并根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制；角度信息是根据角度信号生成的，或者角度信息是根据单点测距装置的发射角度生成的；距离信息是根据距离信号生成的。

优选的应用于显示装置的信号采集器还包括：无线信号发送器和无线信号接收器，无线信号发送器与检测器通过信号传输线连接；无线信号接收器通过信号传输线与信号控制装置连接；

该方法还包括：

无线信号发送器将角度信息和距离信息向无线信号接收器发送；

无线信号接收器在接收到无线信号发送器所发出的角度信息和距离信息后，将角度信息和距离信息向信号控制装置发送。

优选的，角度检测装置的检测范围与显示屏的上表面是相分离的。

优选的，应用于显示装置的信号采集器还包括：触摸屏，角度检测装置和单点测距装置重叠设置，且均设置在触摸屏上。

优选的，角度检测装置为摄像头；

优选的，该方法还包括：

信号控制装置在接收到角度信息与距离信息后根据角度信息判断目标对象与有效识别区之间的距离是否小于预定阈值；并当判断为是时，根据角度信息与距离信息对显示屏进行控制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应的系统，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于显示装置的信号采集器，其特征在于，包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置和角度检测装置；所述角度检测装置的检测范围与单点测距装置的检测范围相符；单点测距装置与角度检测装置电性连接；单点测距装置和角度检测装置重叠设置；

角度检测装置，用于对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

单点测距装置，用于根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

2.根据权利要求1所述的信号采集器，其特征在于，单点测距装置为激光测距装置。

3.根据权利要求1所述的信号采集器，其特征在于，应用于显示装置的信号采集器还包括信号控制装置和显示屏；信号控制装置与显示屏电性连接；

信号控制装置，用于接收角度信息与距离信息，并根据角度信息和距离信息对显示屏进行控制；角度信息是根据角度信号生成的，或者角度信息是根据单点测距装置的发射角度生成的；距离信息是根据距离信号生成的。

4.根据权利要求3所述的信号采集器，其特征在于，应用于显示装置的信号采集器还包括：无线信号发送器和无线信号接收器，无线信号发送器与检测器通过信号传输线连接；无线信号接收器通过信号传输线与信号控制装置连接；

无线信号发送器，用于将角度信息和距离信息向无线信号接收器发送；

无线信号接收器，用于在接收到无线信号发送器所发出的角度信息和距离信息后，将角度信息和距离信息向信号控制装置发送。

5.根据权利要求3所述的信号采集器，其特征在于，角度检测装置的检测范围与显示屏的上表面是相分离的。

6.根据权利要求4或5任一项所述的信号采集器，其特征在于，还包括：触摸屏，角度检测装置和单点测距装置重叠设置，且均设置在触摸屏上。

7.根据权利要求1所述的信号采集器，其特征在于，角度检测装置为摄像头；

摄像头，用于对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；对目标图像进行前景提取；若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；以及根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。

8.根据权利要求1所述的信号采集器，其特征在于，

信号控制装置，用于在接收到角度信息与距离信息后根据角度信息判断目标对象与有效识别区之间的距离是否小于预定阈值；并当判断为是时，根据角度信息与距离信息对显示屏进行控制。

9.一种应用于显示装置的信号采集器的工作方法，其特征在于，作用于应用于显示装置的信号采集器，应用于显示装置的信号采集器包括：至少一个检测器，所述检测器包括单点测距装置和角度检测装置；所述角度检测装置的检测范围与单点测距装置的检测范围相符；单点测距装置与角度检测装置电性连接；单点测距装置和角度检测装置重叠设置；

角度检测装置对检测范围内的区域进行信息采集，并在检测范围内存在目标对象时，生成角度信号；

单点测距装置根据角度信号调整信号发射角度，并在调整角度后进行距离测量，以生成距离信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，角度检测装置为摄像头；

摄像头对检测范围内的区域进行拍摄，以获取目标图像；

摄像头对目标图像进行前景提取；

若能提取到前景图像，则计算前景图像在目标图像中的位置；

根据前景图像在目标图像中的位置确定角度信号。