CN219869529U - 一种位移检测装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种位移检测装置及电子设备。该位移检测装置包括光流传感器和移动体，光流传感器用于发出和接收光；移动体设置于光流传感器的出光方向上、且移动体在移动状态时至少部分位于光流传感器的光照范围内；光流传感器用于接收经移动体反射的光，并根据反射的光的成像特征数据得到移动体在x轴向和y轴向上的移动信息，以此实现位移检测。本申请可以使得位移检测装置及电子设备的结构简单可靠，体积小、成本低且装配便捷。
Description
技术领域
本申请涉及位移检测技术领域，具体涉及一种位移检测装置及电子设备。
背景技术
在现有的具有位移检测功能的产品中，执行位移检测的装置所包含的结构元件较多，导致体积较大、可靠性不佳，且装配不便。
以滚轮类产品为例，通常是采用机械编码器、光栅编码器或者霍尔编码器来检测滚轮的转动。机械编码器经过长期使用容易产生机械磨损，导致滚轮转动失效或回滚，可靠性较差；光栅编码器和霍尔编码器使用的分立元件较多，体积较大，难以在空间有限的产品内部进行便捷安装。
以轨迹球产品为例，轨迹球的转动会传动x轴向和y轴向的转轴发生位移改变，转轴上设有固定的磁体，在转轴转动的情况下，后端的霍尔元件会检测到磁体跟随转轴的转动，从而确认轨迹球的运动轨迹。但这种结构需要的霍尔元件和磁体的数量较多，不仅体积较大，而且难以在空间有限的产品内部进行便捷安装，同时还会使得整个产品的成本居高不下。
实用新型内容
鉴于此，本申请提供一种位移检测装置及电子设备，可以改善现有位移检测装置的结构复杂、体积大、可靠性不佳以及装配不便的问题。
本申请提供的一种位移检测装置，包括：
光流传感器，用于发出和接收光；
移动体，设置于所述光流传感器的出光方向上、且所述移动体在移动状态时至少部分位于所述光流传感器的光照范围内；
所述光流传感器用于接收经所述移动体反射的光，并根据所述反射的光的成像特征数据得到所述移动体在x轴向和y轴向上的移动信息。
可选地，所述移动体为滚轮。
可选地，所述滚轮包括一环形曲面以及与所述环形曲面垂直且相对设置的两个平面；所述环形曲面朝向所述光流传感器的出光方向。
可选地，沿所述y轴向，所述滚轮的至少部分正投影落于所述光流传感器的光照范围内，或者，所述环形曲面的相对两边落于所述光流传感器的光照范围内。
可选地，所述滚轮包括一环形曲面以及与所述环形曲面垂直且相对设置的两个平面；至少一所述平面朝向所述光流传感器的出光方向。
可选地，沿所述x轴向，所述平面的至少部分正投影落入所述光流传感器的光照范围内，或者，所述平面与所述环形曲面相交的边的至少一部分、以及所述平面的至少一部分，落入所述光流传感器的光照范围内。
可选地，所述移动体为轨迹球。
可选地，沿所述x轴向或所述y轴向，所述轨迹球的球心与所述光流传感器的光照范围的中心重合。
本申请提供的一种电子设备，包括上述任一项位移检测装置。
可选地，所述电子设备还包括定位器和处理器，所述光流传感器和所述定位器分别与所述处理器连接，所述处理器用于根据所述光流传感器输出的移动信息以及所述定位器输出的位置信息进行导航。
如上所述，本申请采用光流传感器检测移动体在x轴向和y轴向上的移动信息以此实现位移检测，光流传感器具有体积小、结构简单可靠、成本低以及长期使用无机械磨损的特点，因此本申请可以使得位移检测装置及具有该位移检测装置的电子设备的结构简单可靠，有利于低成本、小型化及便捷装配。
附图说明
图1为本申请实施例提供的第一种位移检测装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种位移检测装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的第三种位移检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的上述问题，本申请提供一种位移检测装置及电子设备。这几个保护主题基于同一构思，解决问题的原理基本相同或相似，各保护主题的实施方式可相互参阅，重复之处不予赘述。
本申请的位移检测装置及电子设备设置有光流传感器和移动体，光流传感器用于发出和接收光；移动体设置于光流传感器的出光方向上、且移动体在移动状态时至少部分位于光流传感器的光照范围内。光流传感器用于接收经移动体反射的光，并根据反射的光的进行成像，根据成像特征数据得到移动体在x轴向和y轴向上的移动信息，以此实现位移检测。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本申请的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本申请的一部分实施例，而非全部的实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本申请的技术方案。
在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅为便于描述相应实施例的技术方案，而非指示或暗示装置或元件必须具有特定方位、以特定方位构造和操作，不能理解为对本申请的限制。
实施例1
请参阅图1所示，本申请实施例提供的一种位移检测装置1，包括光流传感器11和滚轮12，即，前述移动体具体表现为滚轮12。
光流传感器11用于发出和接收光。图中为便于描述，通过虚线箭头线表示光的传输、以及光流传感器11的光照范围在相应截面的边界。
滚轮12设置于光流传感器11的出光方向上，且滚轮12在移动状态时的至少部分位于光流传感器11的光照范围内，于此，在滚轮12的移动过程中，光流传感器11始终可以检测滚轮12的位移情况。
在图1所示的场景中，滚轮12包括一环形曲面121以及两个平面122，这两个平面122相对设置、且与该环形曲121面垂直。
滚轮12可以围绕图中所示的中轴O1进行绕轴转动，当然也可以跟随位移检测装置1进行其他方向的移动，例如水平方向或者竖直方向的移动，并且在移动过程中也可以围绕图中所示的中轴O1进行绕轴转动。
滚轮12设置于光流传感器11的上方，此时，所述环形曲面121朝向光流传感器11的出光方向。中轴O1可以平行于光流传感器11的出光面，也平行于滚轮12的x轴向。
在实际场景中，沿y轴向(即图1中竖直方向)的视线观察，所述滚轮12的部分或者全部正投影落于光流传感器11的光照范围内，或者，所述环形曲面121的相对两边落于光流传感器11的光照范围内。滚轮12的环形曲面121落入光照范围内的部分越多，被光照及光反射的面积越大，检测效果越好。
光流传感器11启动后会驱动内置的激光LED以很高的频率发光，频率越高，效果越好。发出的光朝向滚轮12照射，并在照射至滚轮12后被朝向光流传感器11反射，光流传感器11接收反射光，并根据反射光得到滚轮12的(朝向光流传感器11一侧且被光照射范围的)成像，或称影像、图像，当滚轮12移动(包括绕中轴O1转动)时，光流传感器11获取的成像特征数据也会产生相应的变动，这些成像特征数据的变动信息会以x轴向和y轴向的数据变化(例如表示差值的Δx和Δy形式)予以记录，然后根据成像特征数据得到滚轮12在x轴向和y轴向上的移动信息，包括移动方向、距离及速度等，以此得到滚轮12的移动方向、距离及速度等信息，即可完成位移检测。
总体来看，基于光流传感器11所采用的光流算法分为两步：一、通过例如光流传感器11的摄像头获得反射光而得到成像，分析成像的不同时刻的帧数据，得到成像特征数据所对应的像素的移动信息；二、将像素的移动速度转换成滚轮12以及所述位移检测装置1的移动信息。
由于光流传感器11具有体积小、结构简单可靠、成本低以及长期使用无机械磨损的特点，因此，本申请可以使得位移检测装置1的结构简单可靠，有利于低成本、小型化及便捷装配。
实施例2
在前述实施例1的描述基础上，但与其不同的是，本实施例2设计滚轮12的至少一平面122朝向光流传感器11的出光方向。如图2所示，该光流传感器11位于滚轮12右侧平面122的右方。
在实际场景中，沿所述x轴向，平面122的至少部分正投影落入光流传感器11的光照范围内。或者，平面122与环形曲面121相交的边的至少一部分、以及所述平面122的至少一部分，落入光流传感器11的光照范围内，可以使得滚轮12的边缘部分落入光流传感器11的光照范围内，边缘部分的特征数量多且较为明显，因此有利于提高检测结果的准确性。
实施例3
请参阅图3所示，本申请实施例提供的又一种位移检测装置1，包括光流传感器11和轨迹球13，即，前述移动体具体表现为轨迹球13。
轨迹球13可以在图3中的水平截面围绕球心O2转动，也可以在竖直截面围绕球心O2转动，当然并不限于此。
在实际场景中，沿所述x轴向的视线观察，所述轨迹球13的球心O2与光流传感器11的光照范围的中心O3可以重合，使得光流传感器11可以较好的检测轨迹球13转动时的成像特征数据。当然，在光流传感器11设置于轨迹球13的左侧或者右侧的场景中，沿所述y轴向的视线观察，所述轨迹球13的球心O2与光流传感器11的光照范围的中心O3也可以重合。
在图3所示的场景中，轨迹球13设置于光流传感器11的下方，光流传感器11启动后会驱动内置的激光LED以很高的频率发光，发出的光朝向轨迹球13照射，并在照射至轨迹球13后被朝向光流传感器11反射，光流传感器11接收反射光，并根据反射光得到轨迹球13的(朝向光流传感器11一侧且被光照射范围的)成像，当轨迹球13移动(包括围绕球心O2转动)时，光流传感器11获取的成像特征数据也会产生相应的变动，这些成像特征数据的变动信息会以x轴向和y轴向的数据变化(例如表示差值的Δx和Δy形式)予以记录，然后根据成像特征数据得到轨迹球13在x轴向和y轴向上的移动信息，包括移动方向、距离及速度等，以此得到轨迹球13的移动方向、距离及速度等信息，即可完成位移检测。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例所述的位移检测装置1，因此该电子设备具有对应实施例的有益效果。
所述电子设备的具体表现类型，本申请实施例不予以限定，包括但不限于鼠标、飞行器、手机、玩具车等电子产品。
应理解，光流传感器11输出的移动信息并不包含位置信息，对于导航类电子产品，可选地，所述电子设备还包括其他必要元件，例如定位器和处理器，光流传感器11和定位器分别与处理器连接，所述处理器用于根据光流传感器11输出的移动信息以及定位器输出的位置信息进行导航。
本申请实施例提供的导航类电子产品为一个完整的产品，也具备已知的导航类电子产品具有的结构，在此仅对该产品中涉及光流传感器11以及位移检测的部件进行说明，对于其他部件不予以赘述。
以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，对于本领域普通技术人员而言，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
尽管本文采用术语“第一、第二”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。另外，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
Claims (10)
1.一种位移检测装置，其特征在于，包括：
光流传感器，用于发出和接收光；
移动体，设置于所述光流传感器的出光方向上、且所述移动体在移动状态时至少部分位于所述光流传感器的光照范围内；
所述光流传感器用于接收经所述移动体反射的光，并根据所述反射的光的成像特征数据得到所述移动体在x轴向和y轴向上的移动信息。
2.根据权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述移动体为滚轮。
3.根据权利要求2所述的位移检测装置，其特征在于，所述滚轮包括一环形曲面以及与所述环形曲面垂直且相对设置的两个平面；
所述环形曲面朝向所述光流传感器的出光方向。
4.根据权利要求3所述的位移检测装置，其特征在于，沿所述y轴向，所述滚轮的至少部分正投影落于所述光流传感器的光照范围内，或者，所述环形曲面的相对两边落于所述光流传感器的光照范围内。
5.根据权利要求2所述的位移检测装置，其特征在于，所述滚轮包括一环形曲面以及与所述环形曲面垂直且相对设置的两个平面；
至少一所述平面朝向所述光流传感器的出光方向。
6.根据权利要求5所述的位移检测装置，其特征在于，沿所述x轴向，所述平面的至少部分正投影落入所述光流传感器的光照范围内，或者，所述平面与所述环形曲面相交的边的至少一部分、以及所述平面的至少一部分，落入所述光流传感器的光照范围内。
7.根据权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述移动体为轨迹球。
8.根据权利要求7所述的位移检测装置，沿所述x轴向或所述y轴向，所述轨迹球的球心与所述光流传感器的光照范围的中心重合。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的位移检测装置。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括定位器和处理器，所述光流传感器和所述定位器分别与所述处理器连接，所述处理器用于根据所述光流传感器输出的移动信息以及所述定位器输出的位置信息进行导航。
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