CN207946801U - 用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置及相关检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于检测红外光幕是否平行于屏幕的检测装置，所述装置包括：反射平台，其设置于光束的出射方向上；靶标，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；探测传感器，用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，用调节件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，直至红外激光二极管的数目相同的亮斑。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

用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置及相关检测装置

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装置及用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置。

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。

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，本申请提出一种新颖的检测装置来检测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装置。

第一方面，本实用新型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：

反射平台，其设置于光束的出射方向上；

靶标，其设置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

探测传感器，用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，用调节件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，直至红外激光二极管的数目相同的亮斑时，判断该红外激光二极管发出的光束平行于所述屏幕。

在一些实施例中，反射平台设置在光束的出射方向上，位于屏幕上；或者

反射平台设置在光束的出射方向上，位于屏幕外。

在一些实施例中，所述多个激光穿孔为柱状，所述柱状激光穿孔的轴线方向与平行于屏幕的光束出射方向相同；激光穿孔之间的间隔能够调节。

在一些实施例中，所述靶标用粘合性材料贴于屏幕的表面，或者靶标被可拆卸地固定至屏幕；所述屏幕为直面屏幕或曲面屏幕。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置，所述装置包括：

至少两个红外激光二极管，其设置于屏幕上，用于发射红外光束；

可调节安装件，用于实施对红外激光二极管在各个维度上的调节；

反射平台，其置于光束的出射方向上；

靶标，其置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

探测传感器，其用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，所述可调节安装件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

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是本实用新型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是本实用新型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4是本实用新型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。

利用本实用新型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是本实用新型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、103、104...、n，这些红外激光二极管可以设置在屏幕21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，可以对多个红外激光二极管发出的光束进行准直和聚焦。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。

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41，其置于光束的出射方向上；靶标31，其置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔311、312……m，所述激光穿孔和反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；探测传感器51，其用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目相同的亮斑时，判断该红外激光二极管发出的光束平行于所述屏幕。

以下将对更多细节做详细说明。

如图2所示，靶标31安装于屏幕21的表面，靶标31上设置有多个激光穿孔311、312、...、m，其中，m为大于1的整数，m大于或等于红外激光二极管的数目，靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m到屏幕21的距离一致，当所述光束穿过靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m时，在所述反射平台41上形成可以被探测传感器51探测到的亮斑。

反射平台41设置于光束出射方向上，可以位于屏幕21的边缘，或者位于屏幕21之外。在本实用新型的一些实施例中，反射平台41可以是纸张、板条或背光板等。

在本实施例中，靶标31可通过粘合性材料粘贴于屏幕21的表面，例如：靶标31可通过胶水或双面胶贴合于屏幕21表面或通过各种连接件可拆卸地固定于屏幕21的表面。在本实用新型一些实施例中，多个激光穿孔311、312、...、 m的截面可以为圆柱状、多边形状、椭圆形状等，具体可以根据出射的激光束的截面形状来定。多个激光穿孔311、312、...、m的轴线方向与平行于屏幕的光束出射方向相同，多个激光穿孔311、312、...、m沿光束出射方向的厚度需要大于预设阈值，该预设阈值可依据经验值来设定，例如：可以将激光穿孔沿光束出射方向的厚度设置为大于1cm等，激光穿孔沿光束出射方向的厚度越大越能保证穿过的光束平行于屏幕。所述多个激光穿孔311、312、...、m的数目可以大于和/或等于每组激光二极管中激光二极管的数目，多个激光穿孔311、 312、...、m之间的距离可以是事先设置好的，也可以根据多个激光二极管101、 102、103、...、n之间的距离进行调节。例如：对于一组激光二极管来说，当前面若干个激光二极管的出射光束平行于屏幕时，便可根据前面若干个激光二极管之间的距离来调节激光穿孔之间的距离，使得多个激光穿孔之间的距离与该组激光二极管中多个激光二极管之间的距离相同。又例如，在涉及多组红外激光二极管的情况下，组与组之间的红外激光二极管彼此间隔排布，或者在激光出射方向上前后呈两排放置，后排的红外激光二极管发出的光束从前排的红外激光二极管之间的间隙中出射，不同组激光二极管中相邻激光二极管之间的距离可能不同，因此，测试完前一组激光二极管的发出的光束之后，再测试下一组激光二极管发出的光束时，通过适应性地调节多个激光穿孔之间的距离，使之能够适应下一组激光二极管之间的距离，从而不同组激光二极管进行调试时均可采用一个相同的靶标，提高了测试的灵活性，并能够节省资源。

探测传感器51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51可以是红外摄像头，如果某个红外激光二极管发出的光束在反射平台41上形成亮斑，则说明光束穿过了靶标31上的激光穿孔，该红外激光二极管发出的光束平行于屏幕，相反，如果某个红外激光二极管发出的光束没有在反射平台41上形成亮斑，则说明该红外激光二极管发出的光束不平行于屏幕21，需要采用调节件对该红外激光二极管的光束的出射方向进行调节。为实现所述调节，所述调节件可采用如图1所述的调节件，根据实际需要可以实现对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度，每个红外激光二极管对应的调节件可以固定于一个共同的底座上。当涉及多组红外激光二极管时，每组红外激光二极管可以固定于不同的底座上，从而方便在调节完一组红外激光二极管后，根据需要将该组红外激光二极管移走，并移入另一组红外激光二极管。所述调节件可以为上述实施例中所阐述的调节件，可参照上述实施例中描述的内容进行理解，此处不再赘述。

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，所述屏幕可以是直面屏幕或者曲面屏幕。当屏幕是曲面屏幕时，每个红外激光二极管沿着曲面布置于屏幕的上方，与此相应地，靶标，以及反射平台也沿着曲面布置于屏幕上。从红外激光二极管上出射的平行于屏幕的光同样穿过靶标激光穿孔，在反射平台上形成亮斑，一如前面参考图2所述，此处不再赘述。

如图3所示，图3是本实用新型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。

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。在本实用新型一些实施例中，反射平台可以是纸张、背光板或板条等。

S12：将靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑。

S13：用探测传感器探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，用调节件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，直至红外激光二极管的数目相同的亮斑时，判断该红外激光二极管发出的光束平行于所述屏幕。

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。

例如，可以将靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m到屏幕21的距离设置为一致，当所述光束穿过靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m 时，在所述反射平台41上形成可以被红外摄像机拍摄到的亮斑。可以将反射平台41设置于光束出射方向上，在此前提下，可以将反射平台例如设置于屏幕21 的边缘，或者设置于屏幕21之外。在本实用新型的一些实施例中，反射平台41 可以是纸张、板条或红外光背光板等，所述背光板的存在便于人眼在观察红外摄像机时快速定位到大致需要观察的区域，背光板的光强可以很弱，仅提供一个观察指引即可。

可以将靶标31用粘合性材料粘贴于屏幕21的表面或可拆卸地固定至屏幕。

可以根据出射的激光束的截面形状来设计各个激光穿孔的相应形状，以及使靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m的轴线方向与平行于屏幕的光束出射方向相同，沿光束出射方向的厚度需要满足一定的预设值，该预设值可依据经验值来获得，以保证光束能够平行的穿过激光穿孔。可以使所述靶标31 上的多个激光穿孔311、312、...、m的数目可以大于和/或等于每组红外激光二极管中红外激光二极管的数目，靶标31上的多个激光穿孔311、312、...、m 之间的距离可以是事先设置好的，也可以根据多个红外激光二极管101、102、 103、...、n之间的距离进行调节。例如，在涉及多组红外激光二极管的情况下，组与组之间的红外激光二极管彼此间隔排布，或者在激光出射方向上前后呈两排放置，后排的红外激光二极管发出的光束从前排的红外激光二极管之间的间隙中出射，不同组红外激光二极管中相邻红外激光二极管之间的距离可能不同，因此，测试完前一组红外激光二极管发出的光束之后，测试下一组红外激光二极管发出的光束时，可以通过适应性地调节靶标31上多个激光穿孔之间的距离，使之能够适应下一组红外激光二极管之间的距离，从而使得对不同组红外激光二极管进行调试时均可采用前述靶标，提高了测试的灵活性，并能够节省资源。

探测传感器51可以实时拍摄反射平台41上由不可见光形成的亮斑，如果某个红外激光二极管发出的光束在反射平台上形成亮斑，则说明光束穿过了靶标31上的激光穿孔，该红外激光二极管发出的光束平行于屏幕；相反，如果某个红外激光二极管发出的光束没有在反射平台41上形成亮斑，则说明该红外激光二极管发出的光束不平行于屏幕21，可以采用如图1所示的调节件对该红外激光二极管的光束出射方向进行调节。为实现所述调节，红外激光二极管可以安装于一个调节件上，该调节件根据实际需要可以实现对红外激光二极管在各个维度上的调节，包括可以调整红外激光二极管在各个方向上的位移和角度；每个红外激光二极管对应的可调节安装件可以固定于一个共同的底座上。当涉及多组红外激光二极管时，每组红外激光二极管可以固定于不同的底座上，从而方便在调节完一组红外激光二极管后，根据需要将该组红外激光二极管移走，并移入另一组红外激光二极管。

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实用新型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4所示，图4是本实用新型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：将至少两个红外激光二极管置于屏幕上，使其发射红外光束。

S22：将反射平台设置于光束的出射方向上。

S23：将靶标设置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑。

S24：用探测传感器探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，使用调节件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。

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对本实用新型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实用新型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。

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 (5)

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，所述装置包括：

反射平台，其设置于光束的出射方向上；

靶标，其设置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

探测传感器，用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，用调节件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，直至红外激光二极管的数目相同的亮斑时，判断该红外激光二极管发出的光束平行于所述屏幕。

2.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，

反射平台设置在光束的出射方向上，位于屏幕上；或者

反射平台设置在光束的出射方向上，位于屏幕外。

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，所述多个激光穿孔为柱状，所述柱状激光穿孔的轴线方向与平行于屏幕的光束出射方向相同；激光穿孔之间的间隔能够调节。

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，所述靶标用粘合性材料贴于屏幕的表面，或者靶标被可拆卸地固定至屏幕；所述屏幕为直面屏幕或曲面屏幕。

5.一种用于产生平行于屏幕的红外光幕的装置，所述装置包括：

至少两个红外激光二极管，其设置于屏幕上，用于发射红外光束；

可调节安装件，用于实施对红外激光二极管在各个维度上的调节；

反射平台，其置于光束的出射方向上；

靶标，其置于所述红外激光二极管和反射平台之间，所述靶标上设置有多个激光穿孔，所述激光穿孔和所述反射平台设置为使得：红外激光二极管发出的平行于屏幕的光束能够依次穿过靶标上的激光穿孔，最后在所述反射平台上形成亮斑；

探测传感器，其用于探测所述反射平台上是否存在亮斑，当存在与红外激光二极管的数目不同的亮斑时，所述可调节安装件实施对红外激光二极管在各个维度上的调节，使最终反射平台上形成的亮斑的数目和红外激光二极管的数目相同。