CN110174975A - 投影触控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种投影触控系统,包括:第一安装座和与第一安装座转动连接的第二安装座,第一安装座具有用于安装投影装置的第一安装面,第二安装座具有用于安装光发射器的第二安装面;转换组件设置于光发射器的出光方向上,转换组件包括用于将光束转换为面状光幕的第一转换结构;深度相机设置于第一安装面和第二安装面其中一个安装面上;第一安装座和第二安装座转动时具有第一安装面和第二安装面形成夹角的第一工作状态,夹角范围在0°‑180°之间;以及第一安装面和第二安装面处于同一水平面的第二工作状态。本发明提供一种投影触控系统,能够有效提高触控的识别精度。
Description
技术领域
本发明涉及深度测量投影技术领域,尤其涉及一种投影触控系统。
背景技术
TOF(Time of flight,飞行时间测距)技术是一种发射光波,然后通过传感器记录接收反射回的光波,通过时间乘以光速计算光脉冲的往返距离,并得出物体的深度信息的技术。在三维识别领域中,TOF技术应用越来越广泛,例如人脸识别、银行支付、快速扫描、扫地机器人以及投影触控等,其中投影触控过程手势复杂,对识别精度要求高,目前的投影触控技术仍达不到要求。
发明内容
基于此,针对目前的投影触控识别精度低的问题,有必要提供一种投影触控系统,能够提高识别的精度。
为实现上述目的,本发明提出的一种投影触控系统,包括:
第一安装座和与所述第一安装座转动连接的第二安装座,所述第一安装座具有用于安装投影装置的第一安装面,所述第二安装座具有用于安装光发射器的第二安装面;
转换组件,设置于所述光发射器的出光方向上,所述转换组件包括用于将光束转换为面状光幕的第一转换结构;
深度相机,设置于所述第一安装面和所述第二安装面其中一个安装面上;
所述第一安装座和所述第二安装座转动时具有所述第一安装面和所述第二安装面形成夹角的第一工作状态,所述夹角范围在0°-180°之间;
以及,所述第一安装面和所述第二安装面处于同一水平面的第二工作状态;
当所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第一工作状态时,所述投影装置投影形成投影区域,所述光发射器发射第一光束通过所述第一转换结构,所述第一光束转换为所述面状光幕,所述面状光幕所在平面和所述投影区域所在平面平行,所述深度相机用于对所述投影区域拍摄测量。
可选地,所述转换组件还包括用于将光束转换扩散的第二转换结构,所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第二工作状态时,所述光发射器发射第二光束通过所述第二转换结构,所述第二光束转换为扩散光束,所述深度相机设置于所述第一安装面上,所述深度相机的拍摄方向和所述扩散光束的扩散方向相交,以用于三维识别。
可选地,所述转换组件还包括设置于所述光发射器出光方向上的半反半透单元,所述光发射器发射的光束经过所述半反半透单元形成反射的所述第一光束和透射的所述第二光束,所述第一转换结构包括沿所述第一光束传播方向依次设置的第一光阑和转换棱镜,所述第二转换结构包括沿所述第二光束传播方向设置的第二光阑;
所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第一工作状态时,所述第一光阑开启,所述第二光阑关闭,所述第一光束经过所述第一光阑,射向所述转换棱镜,所述转换棱镜用于将所述第一光束转换为面状散射的所述面状光幕。
可选地,所述第二转换结构还包括转换光栅,所述转换光栅设置于经过所述第二光阑的所述第二光束的传播方向上;
所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第二工作状态时,所述第一光阑关闭,所述第二光阑开启,所述第二光束经过所述第二光阑,射向所述转换光栅,所述转换光栅用于扩展所述第二光束的传播方向。
可选地,所述深度相机的拍摄区域大于所述投影装置的投影区域。
可选地,所述第一安装座和所述第二安装座相互铰接,以形成所述第一工作状态和所述第二工作状态。
可选地,所述光发射器为红外激光发射器。
可选地,所述面状光幕覆盖于所述投影区域上方。
可选地,所述面状光幕的传播方向和所述第二安装面垂直。
可选地,所述半反半透单元具有和所述光发射器发射的光束成45°夹角的入光面。
本发明提出的技术方案中,通过将投影装置设置在第一安装座的第一安装面上,光发射器设置在第二安装座的第二安装面上,经过第一转换结构的第一光束,形成面状光幕,在进行投影触控时,第一安装座和第二安装座相互转动,由此第一安装面和第二安装面形成一定夹角,由此可以理解的是,投影装置的投影方向和面状光幕的扩散方向相交,在投影区域形成面状光幕,在点击触控时,深度相机对相应的触控区域进行深度测量,由此能够准确判断触控点击的区域,提高识别精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明投影触控系统的第一工作状态的结构示意图;
图2为图1中发明投影触控系统的转换组件的结构示意图;
图3为本发明投影触控系统发第二工作状态的结构示意图;
图4为图1中本发明投影触控系统的面状光幕的触控示意图;
图5为图1中本发明投影触控系统形成面状光幕的示意图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参阅图1所示,本发明提出的一种投影触控系统,包括:第一安装座100、第二安装座200、转换组件300和深度相机400,深度相机400也被称为TOF(Time of flight)相机。
第一安装座100和与第一安装座100转动连接的第二安装座200,第一安装座100具有用于安装投影装置500的第一安装面110,第二安装座200具有用于安装光发射器600的第二安装面210。
参阅图2所示,转换组件300设置于光发射器600的出光方向上,转换组件300包括用于将光束转换为面状光幕611的第一转换结构310;
深度相机400设置于第一安装面110和第二安装面210其中一个安装面上。
第一安装座100和第二安装座200转动时具有第一安装面110和第二安装面210形成夹角的第一工作状态,夹角范围在0°-180°之间;
以及,第一安装面110和第二安装面210处于同一水平面的第二工作状态;
参阅图3和图5所示,当第一安装座100和第二安装座200处于第一工作状态时,投影装置500投影形成投影区域510,其中投影装置500在投影区域510中形成相应的触控作业面,例如在投影区域投影形成手机的虚拟操作界面,通过我们在虚拟界面上操作能够同步完成对手机的操作,还可以投影形成虚拟键盘,可以通过该虚拟键盘完成信息的输入,光发射器600发射第一光束610通过第一转换结构310,第一光束610转换为面状光幕611,面状光幕611所在平面和投影区域510所在平面平行,深度相机400用于对投影区域510拍摄测量,具体地,深度相机400在投影区域510表面建立平面坐标系,也就是说投影区域510中的每一点均有唯一的一个坐标值,例如若投影区域510中的触控点511被触控,深度相机400拍摄得到的相应深度值则发生变化,由此根据发生变化值的位置确定触控的是投影区域510中的具体位置。
本发明提出的技术方案中,通过将投影装置500设置在第一安装座100的第一安装面110上,光发射器600设置在第二安装座200的第二安装面210上,经过第一转换结构310的第一光束610,形成面状光幕611,在进行投影触控时,第一安装座100和第二安装座200相互转动,由此第一安装面110和第二安装面210形成一定夹角,由此可以理解的是,投影装置500的投影方向和面状光幕611的扩散方向相交,在投影区域510形成面状光幕611,在点击触控时,深度相机400对相应的触控区域进行深度测量,由此能够准确判断触控点击的区域,提高识别精度。
参阅图4所示,进一步,转换组件300还包括用于将光束转换扩散的第二转换结构320,第一安装座100和第二安装座200处于第二工作状态时,光发射器600发射第二光束620通过第二转换结构320,第二光束620转换为扩散光束621,深度相机400设置于第一安装面110上,深度相机400的拍摄方向和扩散光束621的扩散方向相交,以用于三维识别,例如进行人脸识别,通过第二转换结构320将第二光束620的前进方向进行扩散,如此能够获得一个范围较宽的识别区域,再通过深度相机400对识别区域进行深度拍摄,形成一个立体的画面,也就是说,本实施例提供的技术方案不但能够投影形成触控区域,提高对人手的触控识别精度,还能够进行类似人脸识别的三维识别,同时满足多种使用需求。
进一步,转换组件300还包括设置于光发射器600出光方向上的半反半透单元630,光发射器600发射的光束经过半反半透单元330形成反射的第一光束610和透射的第二光束620,第一转换结构310包括沿第一光束610传播方向依次设置的第一光阑311和转换棱镜312,第二转换结构320包括沿第二光束620传播方向设置的第二光阑321,例如半反半透单元330为半反半透膜,半反半透单元330能够将经过的光束分成两部分,一部分反射形成第一光束610,另一部分透射,形成第二光束620,如此能够保证光发射器发射的光束进行多种用途。
第一安装座100和第二安装座200处于第一工作状态时,第一光阑311开启,第二光阑321关闭,第一光束610经过第一光阑311,射向转换棱镜312,转换棱镜312用于将第一光束610转换为面状散射的面状光幕611,具体地,第一光阑311和第二光阑321均连接有控制器(图未示),通过控制器控制第一光阑311和第二光阑321的开启或关闭,第一光阑311开启,第二光阑321关闭,保证第一光束610能够顺利射入转换棱镜312,投影触控系统进入第一工作状态,也就是进入模拟形成触控区域,第二光阑321关闭,遮挡第二光束620的前进方向,如此只有面状光幕611出现,避免面状光幕611和扩散光束621同时出现,造成深度相机拍摄得到错乱的深度信息。
进一步地,第二转换结构320还包括转换光栅322,转换光栅322设置于经过第二光阑321的第二光束620的传播方向上,例如转换光栅322为平行相间的等间距狭缝构成,如此在三维识别区域形成明暗相间条纹,便于进一步通过深度相机400拍摄形成深度图像。
第一安装座100和第二安装座200处于第二工作状态时,第一光阑311关闭,第二光阑321开启,第二光束620经过第二光阑321,射向转换光栅322,转换光栅322用于扩展第二光束620的传播方向,控制器控制第一光阑311关闭,第二光阑321开启,如此只有扩散光束621产生,避免面状光幕611和扩散光束621同时出现,造成深度相机拍摄得到错乱的深度信息,此时投影触控系统进入三维识别状态。
进一步地,深度相机400的拍摄区域大于投影装置500的投影区域510,保证投影区域510的所有区域都能够被拍摄到,避免出现拍摄盲区,导致投影触控无法完成相应操作。
进一步地,第一安装座100和第二安装座200相互铰接,以形成第一工作状态和第二工作状态,例如第一安装座100和第二安装座200之间具有铰链700,通过铰链700第一安装座100和第二安装座200能够相互转动,由此便于第一安装面110和第二安装面210处在同一平面,或者第一安装面110和第二安装面210形成一定夹角,以使投影触控系统进入第一工作状态或者进入第二工作状态。
进一步地,光发射器600为红外激光发射器,具体地,光发射器600为(VerticalCavity Surface Emitting Laser)垂直腔面发射激光器,由于人眼只能观察到可见光范围内波长的光,红外光处于可见光波长范围之外,由此形成的面状光幕611不会影响到人眼观看的效果,避免引起人眼的不适。
进一步地,面状光幕611覆盖于投影区域510上方,为了防止安装的误差导致面状光幕611和投影区域510所在的平面不是相互平行的,如此面状光幕611和投影区域510可能相交,造成投影显示缺失,因此面状光幕611覆盖于投影区域510上方,且间隔一定的距离,间隔的距离一般为1-2毫米。
进一步地,面状光幕611的传播方向和第二安装面210垂直,例如第二安装座200垂直设置在投影区域510所在的平面上,也就是说第二安装面210与投影区域510所在的平面垂直,如此可知投影区域510所在的平面和面状光幕611所在的平面均和第二安装面210垂直,也就是说投影区域510所在的平面和面状光幕611所在的平面相互平行。
进一步地,半反半透单元330具有和光发射器600发射的光束成45°夹角的入光面331,例如半反半透单元330为半反半透单膜,入光面331和光发射器600发射的光束成45°夹角能够保证反射形成的第二光束620的出射角度也为45°,如此便于调整转换棱镜312接收第二光束620的接收角度。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种投影触控系统,其特征在于,包括:
第一安装座和与所述第一安装座转动连接的第二安装座,所述第一安装座具有用于安装投影装置的第一安装面,所述第二安装座具有用于安装光发射器的第二安装面;
转换组件,设置于所述光发射器的出光方向上,所述转换组件包括用于将光束转换为面状光幕的第一转换结构;
深度相机,设置于所述第一安装面和所述第二安装面其中一个安装面上;
所述第一安装座和所述第二安装座转动时具有所述第一安装面和所述第二安装面形成夹角的第一工作状态,所述夹角范围在0°-180°之间;
以及,所述第一安装面和所述第二安装面处于同一水平面的第二工作状态;
当所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第一工作状态时,所述投影装置投影形成投影区域,所述光发射器发射第一光束通过所述第一转换结构,所述第一光束转换为所述面状光幕,所述面状光幕所在平面和所述投影区域所在平面平行,所述深度相机用于对所述投影区域拍摄测量。
2.如权利要求1所述的投影触控系统,其特征在于,所述转换组件还包括用于将光束转换扩散的第二转换结构,所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第二工作状态时,所述光发射器发射第二光束通过所述第二转换结构,所述第二光束转换为扩散光束,所述深度相机设置于所述第一安装面上,所述深度相机的拍摄方向和所述扩散光束的扩散方向相交,以用于三维识别。
3.如权利要求2所述的投影触控系统,其特征在于,所述转换组件还包括设置于所述光发射器出光方向上的半反半透单元,所述光发射器发射的光束经过所述半反半透单元形成反射的所述第一光束和透射的所述第二光束,所述第一转换结构包括沿所述第一光束传播方向依次设置的第一光阑和转换棱镜,所述第二转换结构包括沿所述第二光束传播方向设置的第二光阑;
所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第一工作状态时,所述第一光阑开启,所述第二光阑关闭,所述第一光束经过所述第一光阑,射向所述转换棱镜,所述转换棱镜用于将所述第一光束转换为面状散射的所述面状光幕。
4.如权利要求3所述的投影触控系统,其特征在于,所述第二转换结构还包括转换光栅,所述转换光栅设置于经过所述第二光阑的所述第二光束的传播方向上;
所述第一安装座和所述第二安装座处于所述第二工作状态时,所述第一光阑关闭,所述第二光阑开启,所述第二光束经过所述第二光阑,射向所述转换光栅,所述转换光栅用于扩展所述第二光束的传播方向。
5.如权利要求1-4任一项所述的投影触控系统,其特征在于,所述深度相机的拍摄区域大于所述投影装置的投影区域。
6.如权利要求1-4任一项所述的投影触控系统,其特征在于,所述第一安装座和所述第二安装座相互铰接,以形成所述第一工作状态和所述第二工作状态。
7.如权利要求1-4任一项所述的投影触控系统,其特征在于,所述光发射器为红外激光发射器。
8.如权利要求1-4任一项所述的投影触控系统,其特征在于,所述面状光幕覆盖于所述投影区域上方。
9.如权利要求1-4任一项所述的投影触控系统,其特征在于,所述面状光幕的传播方向和所述第二安装面垂直。
10.如权利要求3所述的投影触控系统,其特征在于,所述半反半透单元具有和所述光发射器发射的光束成45°夹角的入光面。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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