一种手势识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于探测光束的球面角分布和光学接近传感器进行手势识别的装置。在一个实施例中，包含至少两个探测光束被分布在不同的球面角区间，一个与提供所述探测光束的辐射光源器件靠近放置的光学接近传感器，一个和所述光学接近传感器相连的实施手势识别运算的电路单元。分布在不同球面角区间的探测光束的中心光线之间的夹角大于探测光束在远场的发散角，因此，探测光束在远场互不重叠。由此，不论做出手势的目标物体距离装置的远近，装置都可以对其运动做出可靠的判断。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于探测光束的球面角分布和光学接近传感器进行手势识别的装置。在一个实施例中，包含至少两个探测光束被分布在不同的球面角区间，一个与提供所述探测光束的辐射光源器件靠近放置的光学接近传感器，一个和所述光学接近传感器相连的实施手势识别运算的电路单元。分布在不同球面角区间的探测光束的中心光线之间的夹角大于探测光束在远场的发散角，因此，探测光束在远场互不重叠。由此，不论做出手势的目标物体距离装置的远近，装置都可以对其运动做出可靠的判断。【专利说明】一种手势识别装置
本专利技术涉及一种光学传感装置，尤其是一种基于光学传感的手势识别装置。
技术介绍
手势识别技术已广泛应用于游戏，虚拟现实，高端平板电脑和智能手机等领域。 较先进的手势识别技术需要用到实时视频技术和非常复杂的算法，但是其高成本导致在 大规模普及的困难。已经被研究的是一种基于一个接近传感器的廉价手势识别技术，如 Qualcomm 申请的美国专利 US20110310005A1。 目前，这种基于一个接近传感器的手势识别技术的准确性和可靠性取决于作出手 势的对象（例如用户的手掌）的距离和移动范围，它们又与接近传感器有关。同时，为了提 高系统可识别手势的复杂性，系统需要使用多个红外发光二极管（LED)，而且彼此之间有足 够的距离。这就要求智能电话或平板电脑的面板上开多个相互之间具有合适距离的孔，在 实际应用中这一要求相当麻烦，几乎不能接受。目标物体（作出手势的对象）与传感器之 间的距离同样也会限制现有的手势识别系统识别手势的能力。例如，如果作出手势的对象 与传感器靠得太近，红外探测光束可能无法被做出手势的对象反射；如果作出手势的对象 与传感器离得太远，多个红外探测光束的发射又会互相混淆，导致系统不可靠。在下文中， 做出手势的对象将被称为目标物体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足， 本专利技术通过下述技术方案予以实现： -种手势识别装置，包括有：至少一个光学接近传感器；两个或两个以上辐射光 源，每个所述辐射光源各提供一束探测光束；所述辐射光源中有第一辐射光源提供第一探 测光束；所述辐射光源中有第二辐射光源提供第二探测光束；所述第一辐射光源和第二辐 射光源临近放置，以至于所述第一、第二探测光束在远场可被近似地看成从同一个球坐标 系的原点发出；所述第一探测光束的中心光线相对于所述第二探测光束的中心光线呈一定 角度，以至于所述第一探测光束和第二探测光栅的远场互不交叠或仅有部分交叠。 在上述的手势识别装置中，所述光学接近传感器与所述第一辐射光源、第二辐射 光源也可以临近放置，以至于其也可近似地被看成与所述两个辐射光源位于所述同一球坐 标系的原点； 上述的手势识别装置，所述的辐射光源中，可以部分相互临近放置（如前述第一 和第二辐射光源），也可以全部相互临近放置，以至于所述所有探测光束可被近似地看成从 所述同一球坐标系的原点发出；全部临近放置是部分临近放置的一个子集，即部分临近放 置逻辑上包含全部临近放置的情况。所述所有临近放置的辐射光源的探测光束的中心光线 在同一球坐标系中的俯仰角或方位角各不相同，以至于所述各探测光束的远场互不交叠或 仅有部分交叠。 上述手势识别装置，其中所述辐射光源为红外发光二极管，或垂直腔表面辐射激 光器。 上述手势识别装置，其中所述多个辐射光源的探测光束中心光线两两之间的相对 角度大于所述探测光束的发散角，以至于所述多个探测光束的远场相互之间完全没有交 叠。 上述手势识别装置，其中所述多个辐射光源提供的多个探测光束的中心光线两两 之间相对角度小于所述多个探测光束的发散角，以至于所述多个探测光束的远场相互之间 有部分交叠。 上述手势识别装置，其中所述光学接近传感器采用分时方式分别驱动所述多个辐 射光源并探测目标物体对相应所述辐射光源发出的探测光束的散射；一个手势识别算法处 理器和所述光学接近传感器相连，所述手势识别算法处理器分析目标物体对所述各个辐射 光源发出的探测光束的散射，以此判断手势类别。 为了实现所述探测光束的球面分布，上述手势识别装置中，所述多个辐射光源被 放置在一个近似呈球面的多面体基板上，以至于它们的探测光束的中心光线在所述同一球 坐标系中呈不同的角度。 为了实现所述探测光束的球面分布，上述手势识别装置中，还可以将所述多个辐 射光源提供的多个探测光束通过一层覆盖其上的透明覆盖介质，所述多个探测光束的中心 光线在通过所述透明覆盖介质前相互平行，所述多个探测光束的中心光线在通过所述透明 覆盖介质后相互呈一定角度，使得所述多个探测光束组成的光束群在通过所述透明介质后 呈现发散形态。上述实现探测光束球面分布的方式，特例之一可以是：所述多个辐射光源被 放置在一个水平的底座上，所述透明覆盖介质是一层类似凹面透镜形状的透明覆盖介质， 所述透明覆盖介质将所述多个辐射光源完全密封覆盖，所述多个辐射光源发出的探测光束 的中心光线经过这层所述凹面透镜形状介质材料后在所述同一球坐标系中呈不同的俯仰 角或方位角。 上述手势识别装置中，探测光束球面分布的特例之一，其中，所述多个辐射光源发 出的探测光束在所述同一球坐标系的远场球面上投射的光斑互不交叠或仅有部分交叠，所 述光斑中心分布在若干俯仰角坐标圆上。 上述手势识别装置中，探测光束球面分布的特例之一，其中，所述多个辐射光源发 出的探测光束在所述同一球坐标系的远场球面上投射的光斑互不交叠或仅有部分交叠，所 述光斑中心分布在相互正交的两个水平角坐标圆上。 上述手势识别装置中，所述多个辐射光源可以为红外发光二极管，所述光学接近 传感器可以为红外光学接近传感器。 采用上述技术方案，具有以下有益效果： 第一，使得利用光学接近传感器和多个探测光束对目标物体进行检测的手势识别 装置摆脱了对目标物体距离和探测光束相互距离的敏感性。 第二，避免了多个探测光束的辐射光源需要安装在相关设备的不同位置的要求， 从而可以构造一个集成的手势识别模组。这个模组将多个探测光束分布在不同的球面角 上，从而在距模组不同距离的远场球面上始终有相互不交叠或仅有小部分交叠的探测光束 光斑，更加适用通常手势识别应用发生的场景。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术公开的手势识别装置的一个实施例的示意图，该实施例采用了 2个 红外发光二级管（LED)光源。 图2是本专利技术公开的手势识别装置的探测光束球面分布方式示意图。 图3是本专利技术另一个实施例的示意图，该实施例采用了 4个红外LED光源。 图4是本专利技术另一个实施例的示意图，该实施例采用了 3个红外LED光源。 图5是本专利技术公开的探测光束球面分布在俯仰角坐标面的示意图。 图6是本专利技术公开的探测光束球面分布在俯仰角坐标面的另一个示意图。 图7是本专利技术公开的探测光束球面分布的一个实现方式。 图8是本专利技术公开的探测光束球面分布的另一个实现方式。 图9是本专利技术公开的手势识别装置中探测光束分布的另一个例子。 图10是本专利技术的另一个实施例的示意图，该实施例采用3个红外LED光源，并且 接近传感器芯片和3个红外LED光源不在同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手势识别装置，包括：至少一个光学接近传感器；两个或两个以上辐射光源，每个所述辐射光源各提供一束探测光束；所述辐射光源中有第一辐射光源提供第一探测光束；所述辐射光源中有第二辐射光源提供第二探测光束；所述第一辐射光源和第二辐射光源临近放置，以至于所述第一、第二探测光束在远场可被近似地看成从同一个球坐标系的原点发出；所述第一探测光束的中心光线相对于所述第二探测光束的中心光线呈一定角度，以至于所述第一探测光束和第二探测光栅的远场互不交叠或仅有部分交叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，
申请(专利权)人：上海硅通半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31