CN204180216U - 非触摸式手势信号识别装置、智能终端遥控器及电视机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非触摸式手势信号识别装置，该非触摸式手势信号识别装置包括非触摸式手势信号采集装置包括电路板，电路板上设置有至少一手势感应区，手势感应区内设置有至少一红外发射模块，和一红外接收模块，红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；红外接收模块用于在人体置于红外光束上时，接收人体反射信号并根据人体反射信号产生对应的电信号。本实用新型还公开了一种智能终端遥控器及电视机。本实用新型实现了非触摸式手势信号识别，该识别后的手势信号，可进一步用于对其他设备的控制信号，实现非触摸式操控，增强用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种非触摸式手势信号识别装置、智能终端遥控器及电视机。
背景技术
随着智能电子设备的高速发展，对智能电子设备的操控体验的要求也越来越高。而目前，大多数的智能电子设备还停留在机械式操控上，例如电视机、投影仪等设备，其遥控器或者操作面板基本都是按键式操作。虽然一些设备也实现了触屏或者触摸式操控方式，但是使用者仍然局限在智能电子设备的遥控面板或者屏幕上，人机交互还存在很大的局限性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于实现非触摸式手势信号识别。
为实现上述目的，本实用新型提供一种非触摸式手势信号识别装置，所述非触摸式手势信号识别装置包括电路板，所述电路板上设置有至少一手势感应区，所述手势感应区内设置有一红外接收模块和至少一红外发射模块，所述红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；所述红外接收模块用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号。
优选地，至少一个所述手势感应区内设置有两个红外发射模块和一个红外接收模块，两个所述红外发射模块及一个所述红外接收模块呈线性依次设置，且所述红外接收模块设于两个所述红外发射模块之间。
优选地，所述非触摸式手势信号采集装置还包括分别与所述两个红外发射模块电连接的时序控制电路，用以输出控制信号控制两个红外发射模块交替点亮。
优选地，所述红外接收模块与两个所述红外发射模块之间的直线距离为L毫米，所述L大于或者等于50毫米，且小于或者等于150毫米。
优选地，所述红外光源为红外发光二极管；所述红外发射模块还包括控制信号输入端、第一供电电源、第一电阻、第二电阻及第一开关管，所述红外光源的正向电源端与所述第一供电电源连接，所述红外光源的反向电源端经所述第一电阻与所述第一开关管的集电极连接；所述第一开关管的基极与经所述第二电阻与所述控制信号输入端连接，所述第一开关管的发射极接地。
优选地，所述红外接收模块包括红外接收管、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第二供电电源，所述红外接收管的电源脚与所述第一三极管的基极连接，所述红外接收管的接地脚接地；所述第一三极管的发射极与电源连接，集电极经所述第三电阻与地连接；所述第二三极管的基极与所述第一三极管和所述第三电阻的公共端连接，所述第二三极管的集电极经所述第四电阻与所述第二供电电源连接，所述第二三极管的发射极经所述第五电阻与地连接；所述第二三极管的集电极和所述第四电阻的连接端为所述红外接收模块的输出端。
优选地，所述红外接收管上罩设有滤光透镜。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种智能终端遥控器，所述智能终端遥控器包括壳体、控制器、无线发送装置及如上所述的非触摸式手势信号识别装置；所述非触摸式手势信号识别装置包括电路板，所述电路板上设置有至少一手势感应区，所述手势感应区内设置有一红外接收模块和至少一红外发射模块，所述红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；所述红外接收模块用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号；所述非触摸式手势信号识别装置的电路板设于所述壳体内，所述壳体上设有供所述红外发射模块的和红外接收模块伸出所述壳体表面的过孔；所述控制器的输入端与所述红外接收模块的输出端连接，所述控制器的输出端与所述无线发送装置的接收端连接，所述控制器用以将所述红外接收模块输出的电信号编码成遥控指令，所述无线发送装置用以将控所述遥控指令发送给智能终端。
优选地，所述无线发送装置为蓝牙模块、WIFI模块及2.4G无线模块三者中的一者。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电视机，所述电视机包括无线接收装置及如上所述的智能终端遥控器；所述智能终端遥控器包括壳体、控制器、无线发送装置及如上所述的非触摸式手势信号识别装置；所述非触摸式手势信号识别装置包括电路板，所述电路板上设置有至少一手势感应区，所述手势感应区内设置有一红外接收模块和至少一红外发射模块，所述红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；所述红外接收模块用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号；所述非触摸式手势信号识别装置的电路板设于所述壳体内，所述壳体上设有供所述红外发射模块的和红外接收模块伸出所述壳体表面的过孔；所述控制器的输入端与所述红外接收模块的输出端连接，所述控制器的输出端与所述无线发送装置的接收端连接，所述控制器用以将所述红外接收模块输出的电信号编码成遥控指令，所述无线发送装置用以将控所述遥控指令发送给智能终端；所述无线接收装置与所述无线发送装置建立无线连接。
本实用新型通过设置一电路板，在电路板上设置有至少一手势感应区，所述手势感应区内设置有至少一红外发射模块和一红外接收模块，所述红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；红外接收模块用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号，从而实现了非触摸式手势信号识别。当该人体手势信号被识别后，可进一步用于对其他设备的控制信号，实现非触摸式操控，增强用户体验。
附图说明
图1为本实用新型非触摸式手势信号识别装置一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型非触摸式手势信号识别装置另一实施例的结构示意图；
图3为本实用新型非触摸式手势信号识别装置的电路结构示意图；
图4为本实用新型时序控制电路输出的控制信号示意图。
本实用新型目的的实现、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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种非触摸式手势信号识别装置。
参照图1至图4，在一实施例中，所述非触摸式手势信号识别装置包括电路板10，所述电路板10上设置有至少一手势感应区101，所述手势感应区101内设置有至少一红外发射模块a，和一红外接收模块b，所述红外发射模块a包括发出一红外光束的红外光源LED1；所述红外接收模块b用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号。其中，红外光源可采用任意形式的红外发光灯实现。
工作时，控制红外发射模块a和红外接收模块b上电，上电后红外光源LED1发出红外光束，当人体(手掌)置于红外发射模块a发出的红外光束上时，红外接收模块b能够接收到人体(手掌)反射回的红外信号，红外接收模块b对该红外信号进行放大处理后输出，以用于智能终端，例如电视机、投影仪等的操控，为了便于理解，以下以电视机为控制对象来进行说明。通过这种非触摸式的手势对终端进行操控，可以控制电视机开启、关闭或者换台等多项操作，极大的增强了用户体验。值得一提的是，在智能电视中，还可以设置根据人体手势的动作变化来设置一些其他的控制，例如，音量、屏幕缩放和扩大等等。可以理解的是，当人体(手掌)置于红外发射模块a发出的红外光束上时，沿红外光束来回挥动，使得接收模块根据反射回的信号的强弱变化来实现电视音量调节等的控制，例如，设置信号由强变弱时，是屏幕缩放，当信号由弱变强时，是屏幕扩大。这样的操控方式，极大的解放了用户的双手，不仅增强了用户体验，而且也避免了人体与机械式的按键或者触摸屏等的直接接触，防止细菌传播。
应当理解的是，手势感应区101的范围大小应根据红外发射模块a和红外接收模块b之间的信号传输距离而设置，以保证红外发射模块a和红外接收模块b不管设置在手势感应区101内的任何地方，当人体(手掌)置于红外发射模块a发出的红外光束上时，红外接收模块b能够接收到人体反射回的红外信号。在实际应用中，一般设置红外发射模块a和红外接收模块b两者之间的距离小于两者之间的最大信号传输距离，以保证信号传输的可靠性。
需要说明的是，当电路板10上设置有多个手势感应区101时，应当保证各个手势感应区101的安全距离防止各手势感应区101的红外发射模块a和红外接收模块b相互干扰。
本实用新型非触摸式手势信号识别装置通过设置一电路板10，在电路板10上设置有至少一手势感应区101，所述手势感应区101内设置有至少一红外发射模块a和一红外接收模块b，所述红外发射模块a包括发出一红外光束的红外光源LED1；红外接收模块b用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号，从而实现了非触摸式手势信号识别。当该人体手势信号被识别后，可进一步用于对其他设备的控制信号，实现非触摸式操控，增强用户体验。
基于上述实施例，为了实现对终端(电视机)更多的控制方式，至少一个所述手势感应区101内设置有两个红外发射模块a和一个红外接收模块b，两个所述红外发射模块a及一个所述红外接收模块b呈线性依次设置，且所述红外接收模块b设于两个所述红外发射模块a之间。本实施例提供一种人体(手掌)滑动的操控方式，如图2所示，图示两个红外发射模块a分别用a1和a2表示，其中红外发射模块a1和a2分别位于红外接收模块b的左侧和右侧(以图示方向为例，当然也可以是图示上下方向设置)，通过人体(手掌)置于红外发射模块a1和a2上的先后顺序来判别人体(手掌)是向左还向右滑动，实现类似与手机触屏滑动解锁的控制方式，这种控制方式可用于电视机画面的翻页或者换台等的控制。需要说明的是，当设置如图1所示的两种不同的控制方式时，可以设置两个手势感应区101内的红外发射模块a在不同的时间段点亮，避免动作幅度过大时，造成误操作。
基于该实施例，在一优选实施例中，所述非触摸式手势信号采集装置还包括分别与所述两个红外发射模块a电连接的时序控制电路，用以输出控制信号控制两个红外发射模块a交替点亮，该控制信号包括控制两个红外发射模块a点亮的开关信号以及加载在开关信号上的载波信号。易于理解的是，红外发射模块a1和a2通过上述控制信号来控制红外发射模块a1和a2交替点亮，根据两者点亮的先后顺序来判断红外接收模块b接收到的信号的顺序，然后确定人体(手掌)滑动方向。具体地，如图3和图4，红外发射模块a1和a2分别受T1和T2开关信号控制，高电平有效，其中，T1和T2开关信号为加载了38KHZ载波的控制信号。由于红外发射模块a1和a2是交替点亮，当人体(手掌)置于红外发射模块a1发出的红外光束上时，红外接收模块b接收到红外发射模块a1发送的信号，当人体(手掌)向右移动至红外发射模块a2发出的红外光束上时，红外接收模块b接收到红外发射模块a2发送的信号，根据两者发送时间顺序的先后，即可判定红外接收模块b接收的第一个信号是由红外发射模块a1发送的信号，第二信号是由红外发射模块a2发送的信号，那么可以确定人体(手掌)是由红外发射模块a1向红外发射模块a2的方向滑动，即从左至右滑动，最终将这个左至右滑动的信号发送给电视机的主控芯片进行识别处理，即可作为电视机的按键信号对电视机进行控制，实现音量调节、翻页、背光调节等。
进一步地，为了防止红外发射模块a1和红外发射模块a2之间的信号干扰，可在红外发射模块a1与红外接收模块b和/或红外发射模块a2与红外接收模块b之间设置一定的安全距离L毫米，所述安全距离L大于或者等于50毫米，且小于或者等于150毫米。本优选实施例中，所述红外接收模块b与两个所述红外发射模块a1和a2之间的直线距离分别为1厘米。而且这样，也可避免人体(手掌)滑动过快而造成误操作。
上述实施例中，所述红外光源LED1为红外发光二极管；所述红外发射模块a还包括控制信号输入端T、第一供电电源VCC1、第一电阻R1、第二电阻R2及第一开关管M1。
其中，所述红外光源LED1的正向电源端与所述第一供电电源VCC1连接，所述红外光源LED1的反向电源端经所述第一电阻R1与所述第一开关管M1的集电极连接；所述第一开关管M1的基极与经所述第二电阻R2与所述控制信号输入端T连接，所述第一开关管M1的发射极接地。
上述实施例中，所述红外接收模块b包括红外接收管LED2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第二供电电源VCC2。其中，所述红外接收管LED2上可设置滤光透镜以滤除环境光，防止信号干扰。
其中，所述红外接收管LED2的电源脚与所述第一三极管Q1的基极连接，所述红外接收管LED2的接地脚接地；所述第一三极管Q1的发射极与第二供电电源VCC2连接，集电极经所述第三电阻R3与地连接；所述第二三极管Q2的基极与所述第一三极管Q1和所述第三电阻R3的公共端连接，所述第二三极管Q2的集电极经所述第四电阻R4与所述第二供电电源VCC2连接，所述第二三极管Q2的发射极经所述第五电阻R5与地连接；所述第二三极管Q2的集电极和所述第四电阻R4的连接端为所述红外接收模块b的输出端。
上述红外发射模块a可选取发射特定波长为390纳米的红外发光二极管，红外接收管LED2对应选取与390纳米特定波长匹配的接收管，以提高信号发射距离和接收距离以及抗干扰能力。
本实用新型还提供一种智能终端遥控器，所述智能终端遥控器包括壳体(图未示出)、控制器(图未示出)、无线发送装置(图未示出)及前述非触摸式手势信号识别装置，所述非触摸式手势信号识别装置的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；其中，所述非触摸式手势信号识别装置的电路板10设于所述壳体内，所述壳体上设有供所述红外发射模块a的和红外接收模块b伸出所述壳体表面的过孔；所述控制器与所述红外接收模块b的输出端连接，用以将所述红外接收模块b输出的电信号进行逻辑判断，以确定信号是否有效，然后根据信号的先后顺序或信号的强弱变化来确定手势动作的意图，并调取与意图相对应的码值，将手势动作的意图编码成遥控指令；所述无线发送装置的接收端与所述控制器的输出端连接，用以将控制器编码生成的所述遥控指令发送给智能终端。其中，所述无线发送装置可为蓝牙模块或者WIFI模块，还可为2.4G无线模块。通过无线发送装置可以将控制器编码后的指令，发送给智能终端，智能终端接收处理后，将其转化为按键控制信号，实现对智能终端进行远程操控。
值得一提的是，如果手势动作的时间不符合有效时间T，即认为是无效的干扰程序将重新进行手势采集动作。另外，遥控器上的其他功能模块，例如按键模块或者重力感应模块产生的动作也是同步给控制器处理的。
可以理解的是，由于在智能终端遥控器中使用了上述非触摸式手势信号识别装置，因此，该智能终端遥控器的实施例包括上述非触摸式手势信号识别装置全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
本实用新型还提供一种电视机，所述电视机包括无线接收装置及前述智能终端遥控器，所述智能终端遥控器的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；其中，所述无线接收装置与所述无线发送装置建立无线连接。
当电视机和智能终端遥控器都开启后，且在人体(手掌)置于智能终端遥控器的红外发射模块a发出的红外光束上或者有其他动作，例如从同一手势感应区101内的一个红外发射模块a1滑动至另一个红外发射模块a2时，并且这些动作都符合有效采集时间T，智能终端遥控器的红外接收模块b接收到人体反射信号并进行放大后通过控制器进行编码处理，然后将编码处理后的指令通过无线发送装置发送给电视机的无线接收装置，无线接收装置接收到该遥控指令后，由电视机的控制端控制显示模块做出相应的显示。
可以理解的是，由于在电视机中使用了上述智能终端遥控器，因此，该电视机的实施例包括上述智能终端遥控器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述非触摸式手势信号采集装置包括电路板，所述电路板上设置有至少一手势感应区，所述手势感应区内设置有一红外接收模块和至少一红外发射模块，所述红外发射模块包括发出一红外光束的红外光源；所述红外接收模块用于在人体置于所述红外光束上时，接收人体反射信号并根据所述人体反射信号产生对应的电信号。
2.如权利要求1所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，至少一个所述手势感应区内设置有两个红外发射模块和一个红外接收模块，两个所述红外发射模块及一个所述红外接收模块呈线性依次设置，且所述红外接收模块设于两个所述红外发射模块之间。
3.如权利要求2所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述非触摸式手势信号采集装置还包括分别与所述两个红外发射模块电连接的时序控制电路，用以输出控制信号控制两个红外发射模块交替点亮。
4.如权利要求2所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述红外接收模块与两个所述红外发射模块之间的直线距离为L毫米，所述L大于或者等于50毫米，且小于或者等于150毫米。
5.如权利要求1所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述红外光源为红外发光二极管；所述红外发射模块还包括控制信号输入端、第一供电电源、第一电阻、第二电阻及第一开关管，所述红外光源的正向电源端与所述第一供电电源连接，所述红外光源的反向电源端经所述第一电阻与所述第一开关管的集电极连接；所述第一开关管的基极与经所述第二电阻与所述控制信号输入端连接，所述第一开关管的发射极接地。
6.如权利要求5所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述红外接收模块包括红外接收管、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第二供电电源，所述红外接收管的电源脚与所述第一三极管的基极连接，所述红外接收管的接地脚接地；所述第一三极管的发射极与电源连接，集电极经所述第三电阻与地连接；所述第二三极管的基极与所述第一三极管和所述第三电阻的公共端连接，所述第二三极管的集电极经所述第四电阻与所述第二供电电源连接，所述第二三极管的发射极经所述第五电阻与地连接；所述第二三极管的集电极和所述第四电阻的连接端为所述红外接收模块的输出端。
7.如权利要求6所述的非触摸式手势信号识别装置，其特征在于，所述红外接收管上罩设有滤光透镜。
8.一种智能终端遥控器，其特征在于，包括壳体、控制器、无线发送装置及权利要求1-7任一项所述的非触摸式手势信号识别装置，所述非触摸式手势信号识别装置的电路板设于所述壳体内，所述壳体上设有供所述红外发射模块的和红外接收模块伸出所述壳体表面的过孔；所述控制器的输入端与所述红外接收模块的输出端连接，所述控制器的输出端与所述无线发送装置的接收端连接，所述控制器用以将所述红外接收模块输出的电信号编码成遥控指令，所述无线发送装置用以将控所述遥控指令发送给智能终端。
9.如权利要求8所述的智能终端遥控器，其特征在于，所述无线发送装置为蓝牙模块、WIFI模块及2.4G无线模块三者中的一者。
10.一种电视机，其特征在于，包括无线接收装置及权利要求8或9所述的智能终端遥控器，所述无线接收装置与所述无线发送装置建立无线连接。
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