CN207540509U - 用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，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，所述装置包括：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，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。本实用新型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

用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置

技术领域

本实用新型涉及智能交互技术领域，具体涉及一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置。

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。

目前的主要装置是，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。这种检测装置的准确率和一致性都有待进一步提高。

实用新型内容

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装置来检测这种红外光幕是否平行于屏幕，所述装置包括：

反射平台，其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；

校准仪，其贴合于所述屏幕的表面，所述校准仪包含的红外光源，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，其用于探测所述参考线和所述图像，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。

在本实用新型一些实施例中，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。

在本实用新型一些实施例中，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。

在本实用新型一些实施例中，所述反射平台垂直于屏幕，所述反射平台包括纸张、背光板、墙壁或投影幕布中的任意一种。

在本实用新型一些实施例中，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。

在本实用新型一些实施例中，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。

在本实用新型一些实施例中，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，

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。

在本实用新型一些实施例中，所述探测传感器为红外摄像头。

在本实用新型一些实施例中，所述屏幕为直面屏幕或曲面屏幕。

在本实用新型一些实施例中，所述图像为圆形斑点或者长条状图像。

本实用新型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，相对于现有技术而言，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、相关软件对想设计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。而本实用新型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是本实用新型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示意图。

图2是本实用新型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是本实用新型一个实施例提供的校准仪贴合于屏幕的表面的结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例提供的校准仪贴合于屏幕的表面的另一种结构示意图。

图5为可以用于本实用新型的一个安装件的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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是本实用新型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示意图，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。

在本实用新型实施例中，如图2所示，图2是本实用新型实施例中用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置的结构示意图，多个激光二极管101、102、...、n以阵列形式排布在屏幕a的上方，点亮多个激光二极管101、102、...、n。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。

所述多个激光二极管例如可以先分别安装于多个如图5所示的安装件51内，每个安装件51可以通过四周的旋钮(图中未示出)安装于L形的固定架上，L形的固定架固定于屏幕上方；激光二极管发出的光穿过安装件51前端的孔射出。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，为此，安装件51的底部可以固定在一个弹性基座上，图中为简化起见，未示出弹性基座。鉴于借助一些方法进行俯仰角等的调节已经为本领域人员所熟知，故此处不再详述，图5也仅为粗略示出。

在本步骤中，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。

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。

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。

在本实用新型一些实施例中，如图3所示，图3是本实用新型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。

在本实用新型一些实施例中，如图4所示，图4是本实用新型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。

S14：使用探测传感器探测所述参考线和所述图像，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。

在本实施例中，当点亮激光二极管，使得激光二极管发出光束时，在反射平台上能够形成图像，校准仪贴合在屏幕的表面发出红外光源的光，此时，探测传感器b能够实时采集校准仪201发出的光，以及反射平台301上的长条状或圆形的反射图像。所述反射平台可以是纸张、背光板、墙壁或屏幕中的任意一种。在本实用新型一些实施例中，所述探测传感器为红外摄像头，校准仪发出的光为红外光。此时，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。

在本实用新型一些实施例中，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，所述装置还可包括，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。

在本实用新型一些实施例中，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。

在本实用新型一些实施例中，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。采用本实用新型实施例提供的产生红外光幕的装置，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。

需要说明的是，本实施例虽然以步骤S11至步骤S13对本实用新型提供的产生红外光幕的装置进行了说明，但并不因上述步骤对本实用新型提供的所述红外光幕的产生装置进行限定，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。另外，也并非只有按图中所示的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。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。

本实用新型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，相对于现有技术而言，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、相关软件对想设计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。而本实用新型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。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，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实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，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，其特征在于，所述装置包括：

反射平台，其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；

校准仪，其贴合于所述屏幕的表面，所述校准仪包含的红外光源，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，其用于探测所述参考线和所述图像，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。

2.根据权利要求1所述用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，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。

3.根据权利要求1所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，所述反射平台垂直于屏幕，所述反射平台包括纸张、背光板、墙壁或投影幕布中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，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4所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，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6所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，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，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1-7任意一项所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，所述探测传感器为红外摄像头。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，所述屏幕为直面屏幕或曲面屏幕。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，其特征在于，所述图像为圆形斑点或者长条状图像。