手势控制模块和具有手势控制模块的家用电器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于基于红外反射原理的手势控制模块，所述手势控制模块包括：至少两个红外发光二极管；一个红外接收管；信号处理器，用于根据所述红外接收管的信号来识别手势；其特征在于，所述红外发光二极管和/或所述红外接收管被限光结构包围，所述限光结构与红外发光二极管和/或红外接收管的顶端齐平或高于红外发光二极管和/或红外接收管的顶端；所述红外接收管设置在各红外发光二极管之间，所述红外发光二极管与所述红外接收管的中心距离处于5mm至50mm之间。此外，本发明专利技术还涉及一种具有所述手势控制模块的家用电器。

【技术实现步骤摘要】
手势控制模块和具有手势控制模块的家用电器
本专利技术涉及一种手势控制模块和一种具有手势控制模块的家用电器。
技术介绍
在厨房电器或卫生电器上使用手势控制是特别有利的，因为通过非接触式的操作能够保持电器清洁和卫生避免污染。但现有技术中这样的手势控制模块普遍体积较大，这妨碍了家用电器的工业设计。而且，现有的手势控制模块需要使用者作出幅度较大的运动、易受环境光影响并且触发准确度低。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种改善的手势控制模块以及一种具有这样的手势控制模块的家用电器。根据本专利技术的一个方面，规定一种用于基于红外反射原理的手势控制模块，所述手势控制模块包括：-至少两个红外发光二极管；-一个红外接收管；-信号处理器，用于根据所述红外接收管的信号来识别手势；其特征在于，所述红外发光二极管和/或所述红外接收管被限光结构包围，所述限光结构与红外发光二极管和/或红外接收管的顶端齐平或高于红外发光二极管和/或红外接收管的顶端；所述红外接收管设置在各红外发光二极管之间，所述红外发光二极管与所述红外接收管的中心距离处于5mm至50mm之间。按照本专利技术的手势控制模块能实现非接触式的手势操作。在本专利技术中，所述至少两个红外发光二极管能够发出红外光，所述红外光的波长可以处于770nm至1mm之间。所述红外发光二极管的数量可以是两个、三个、四个、五个或更多个，并且这些红外发光二极管在运行时被轮流、特别是按预定的时序接通并从而发射红外光，所述红外光在使用者的手接近时能够被反射并被所述红外接收管接收。所述红外接收管可以构成为红外光敏二极管或红外光敏三极管。所述信号处理器能够对在所述红外接收管接收到反射的红外光时所产生的信号进行处理和分析，以识别手势。在此，信号处理器还包括红外发光管驱动电路、红外接收管的信号调理电路、用于分析信号的微处理单元(MCU)。一方面，为所述红外发光二极管和/或所述红外接收管设置限光结构，也就是说，在红外发光二极管和红外接收管中至少其一上设置上述限光结构。而且，所述限光结构包围红外发光二极管和/或红外接收管的四周并且与红外发光二极管和/或红外接收管的顶端齐平或高于红外发光二极管和/或红外接收管的顶端。通过用于红外接收管的限光结构可以隔绝红外发光二极管在模块内向红外接收管漏光并且限制接收光的角度以降低环境光的干扰。尤其是当限光结构超出红外接收管的顶端时，可以进一步限定或降低接收光的角度，使手势控制模块的抗环境光的能力更强且更可靠。通过用于红外发光二极管的限光结构可以以结构遮光的方式限制或降低红外发光二极管的发光角度，从而能够避免选用昂贵的小角度红外发光二极管。尤其是当限光结构超出红外发光二极管限光器的顶端时，可以进一步限定或降低发光角度，使发出的红外光束更窄，使得对手势检测的定位更精确。另一方面，所述红外接收管设置在各红外发光二极管之间，所述红外发光二极管与所述红外接收管的中心距离处于5mm至50mm之间。在本专利技术中，在所述至少两个红外发光二极管的中央设置所述一个红外接收管，使得多个红外发光二极管共用一个红外接收管。这首先降低了制造成本。特别是还规定，两者的中心距离处于5mm至50mm之间，亦即，所述红外发光二极管的中心与所述红外接收管的中心相距5mm至50mm之间。通过上述相对于现有技术小得多的中心距离，能够识别更为精细的手势，并且使用者在作出手势时也不需要过大的运动幅度，提高了使用体验。在此处所使用的表述“在各红外发光二极管之间”可以表示两个或更多个红外发光二极管的中间位置。所述中间位置在两个红外发光二极管的情况下不仅仅限于两者连线的中点，而是也包括偏离于中点的其他位置，例如相对于中点更靠近一侧红外发光二极管的位置或者偏离于两个红外发光二极管连线的位置，只要红外接收管在规定的使用情况下能够接收到这两个红外发光二极管的反射信号。此外，所述中间位置在多于两个红外发光二极管的情况下不仅仅限于这些发光二极管所组成的线段(如多个红外发光二极管沿直线排布)、三角形、四边形或多边形的中点、重心、垂心、内心或外心等，而是也包括在所述位置周围的任意位置，只要红外接收管在规定的使用情况下能够接收到这些红外发光二极管的反射信号。按照本专利技术的上述两个方面也是相辅相成的。由于使用限光结构限制了发光角度和/或接收角度，也使得红外发光二极管与红外接收管的中心距离能够处于5mm至50mm的如此小的数值范围内，由此保证良好的信噪比和触发准确性。此外，在所述手势控制模块用于油烟机时，烹饪产生的油烟也可能反射红外光。而按照本专利技术的上述设置还能够良好地抗油烟干扰。按照本专利技术，所述限光结构构成为空心圆柱体、空心棱柱体、空心圆柱体或空心截棱锥体。所述限光结构可以理解为包围红外发光二极管的套管或者说套筒，其可以具有柱状或锥状外形，特别是圆柱体、棱柱体(包括正方体、长方体、六棱柱、八棱柱)、截圆锥体或截棱锥体的外形。换言之，限光结构可以具有上下一致的横截面或者稍微带有喇叭口。特别是可以规定，红外发光二极管和/或红外接收管的横截面占据限光结构的空腔横截面的40％至90％。在此，优选限光结构的高度超出红外发光二极管和/或红外接收管的顶端，由此能够限制其发光角度/接收角度。通常，具有良好指向性、即发射角度/接收角度较小的红外发光二极管/红外接收管成本高昂，而通过本专利技术的限光角度能够以较低的成本应用发光角度/接收角度较大的低成本红外发光二极管/红外接收管。由此降低手势控制模块的制造成本。需要说明的是，本专利技术的限光结构不限于上面提到的几何形状。也可以考虑在一侧或两侧开槽的柱状或锥状外形，例如横截面为C形的空心圆柱体、拱形体等。这样的限光结构同样实现阻挡红外发光二极管向红外接收管漏光并且在一定角度范围上限制发射角度和/或接收角度。不限于此地，也可以考虑相互连接的多个柱状体或锥状体。例如将三个空心圆柱体相互连接为一个构件，其分别套装一个红外接收管和两个红外发光二极管。按照本专利技术的一种实施方式，所述手势控制模块包括前盖，所述限光结构一体成形在所述前盖上。由此，降低了手势控制模块的零件数量和装配成本，增加了结构上的强度和稳定性。此外，所述前盖也可以集成有密封和装配固定的功能。需要说明的是，按照本专利技术的限光结构不强制性地需要包围红外发光二极管和/或红外接收管的底端，因为其发射面/接收面通常构成在元件的上三分之二的区域内。按照本专利技术的一种实施方式，所述手势控制模块集成有触摸功能。由此，通过同一个手势控制模块既能够实现无接触式的手势控制又能够实现接触式的控制。通过该触摸功能增加了手势控制模块的功能集成度。这样，即使在手势功能失效时，还可以通过触摸功能保持机器的基本功能。按照本专利技术的一种实施方式，所述手势控制模块包括至少一个附加的红外发光二极管，其发光强度小于所述至少两个红外发光二极管的发光强度，并且所述附加的红外发光二极管与红外接收二极管的中心距离处于20mm之内。在此，所述至少一个附加的红外发光二极管用于实现额外的触摸功能，并且在下文将其称为触摸用红外发光二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于基于红外反射原理的手势控制模块，其包括：/n-至少两个红外发光二极管；/n-一个红外接收管；/n-信号处理器，用于根据所述红外接收管的信号来识别手势；/n其特征在于，所述红外发光二极管和/或所述红外接收管被限光结构包围，所述限光结构与红外发光二极管和/或红外接收管的顶端齐平或高于红外发光二极管和/或红外接收管的顶端；/n所述红外接收管设置在各红外发光二极管之间，所述红外发光二极管与所述红外接收管的中心距离处于5mm至50mm之间。/n

【技术特征摘要】
1.用于基于红外反射原理的手势控制模块，其包括：
-至少两个红外发光二极管；
-一个红外接收管；
-信号处理器，用于根据所述红外接收管的信号来识别手势；
其特征在于，所述红外发光二极管和/或所述红外接收管被限光结构包围，所述限光结构与红外发光二极管和/或红外接收管的顶端齐平或高于红外发光二极管和/或红外接收管的顶端；
所述红外接收管设置在各红外发光二极管之间，所述红外发光二极管与所述红外接收管的中心距离处于5mm至50mm之间。


2.按照权利要求1所述的手势控制模块，其特征在于，所述限光结构构成为空心圆柱体、空心棱柱体、空心截圆锥体或空心截棱锥体；和/或所述限光结构构成为在一侧或两侧开槽的空心圆柱体、空心棱柱体、空心截圆锥体或空心截棱锥体。


3.按照权利要求1或2所述的手势控制模块，其特征在于，所述手势控制模块包括前盖，所述限光结构一体成形在所述前盖上。


4.按照权利要求1至3之一所述的手势控制模块，其特征在于，所述手势控制模块集成有触摸功能。


5.按照权利要求4所述的手势控制模块，其特征在于，所述手势控制模块包括至少一个附加的红外发光二极管，其发光强度小于所述至少两个红外发光二极管的发光强度，并且所述附加的红外发光二极管与红外接收二极管的中心距离处于20mm之内。


6.按照权利要求4或5所述的手势控制模块，其特征在于，所述至少两个红外发光二极管具有至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠科，樊书海，石林，
申请(专利权)人：迪尔阿扣基金两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE