專利名稱：光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的輸入裝置，特別是采用光學(xué)技術(shù)非接觸捕捉手指位置等手部姿勢(shì)信息進(jìn)行控制和信息輸入的裝置。
背景技術(shù)：
目前，用于計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的控制和輸入裝置有鍵盤(pán)和手柄以及數(shù)據(jù)手套等，采用機(jī)械或者電容感應(yīng)按鍵。手柄存在難以輸入復(fù)雜信息，長(zhǎng)時(shí)間握持操作會(huì)引起肌肉緊張，掌心出汗，影響操作效果；鍵盤(pán)適合輸入復(fù)雜信息，但其固定布局限制輸入效率，較大的體積移動(dòng)放置不便，限制使用者操作姿勢(shì)，并易產(chǎn)生疲勞和手部肌肉損傷，還制約了在移動(dòng)智能設(shè)備上的應(yīng)用；數(shù)據(jù)手套價(jià)格昂貴，傳感器固定于手指各部位，影響操作舒適度，頻繁佩戴和脫下時(shí)較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備輸入裝置的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種用于計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的輸入裝置，該裝置能快速、舒適、準(zhǔn)確的輸入信息和控制設(shè)備。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本裝置正常操作時(shí)位于使用者手心或者手腕內(nèi)側(cè)位置，通過(guò)光學(xué)裝置在手指活動(dòng)范圍用可見(jiàn)光或者紅外光形成小景深焦點(diǎn)陣列，在光路上設(shè)置半反射鏡形成光源的共軛點(diǎn)，每個(gè)光源共軛點(diǎn)附近設(shè)置光學(xué)感應(yīng)元件，檢測(cè)從手指反射回來(lái)的光強(qiáng)，當(dāng)手指位于某個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域時(shí)，對(duì)應(yīng)感應(yīng)元件檢測(cè)到最大光強(qiáng)和最大對(duì)比度。通過(guò)內(nèi)置微處理器綜合判斷輸入信息。本裝置可以固定于操作臺(tái)面或操作者手腕，可以通過(guò)微調(diào)光源—感應(yīng)元件組位置調(diào)整光學(xué)焦點(diǎn)陣列，以適應(yīng)個(gè)性要求，用于計(jì)算機(jī)輸入時(shí)可以加入鼠標(biāo)功能，達(dá)到文字和位置信息的綜合輸入。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本裝置光學(xué)部分示意圖。
圖中1.光感應(yīng)元件，2.照明光源，3.像(焦點(diǎn))，4.半透反射屏，5.透鏡，6.障礙物(手指)。
圖2是掌式使用示意圖。
圖3是腕式實(shí)用示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)輸入信息復(fù)雜度和使用頻度的要求，可以采用固定或者佩戴的方式，每種方式又可分掌式和腕式。
圖2所示實(shí)施例中，裝置位于掌心，手指相對(duì)裝置的自由度不高，食指至小指只分別采用一個(gè)感應(yīng)點(diǎn)，拇指位置采用4個(gè)感應(yīng)點(diǎn)，適合輸入信息復(fù)雜讀不高或者對(duì)裝置外形要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)還可以和鼠標(biāo)結(jié)合起來(lái)，完成文字和位置信息的綜合輸入。
圖3所示實(shí)施例中，裝置位于腕部?jī)?nèi)側(cè)，手指相對(duì)自由度較高，食指至小指均采用前上、前下、后上、后下四個(gè)感應(yīng)點(diǎn)，拇指采用平面布局的4個(gè)或6個(gè)感應(yīng)點(diǎn)，適合復(fù)雜信息快速輸入的專業(yè)應(yīng)用。
本裝置采用大光學(xué)孔徑非球面透鏡，使光路焦區(qū)較短，當(dāng)手指處于某個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域時(shí)，手指上成像亮度和對(duì)比度最高，反射回感應(yīng)元件并恰在感應(yīng)區(qū)成像，像的亮度和對(duì)比度達(dá)到最高，信號(hào)被感應(yīng)元件轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)傳給微處理器進(jìn)行綜合判斷，將結(jié)果傳到主機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置，用于計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的控制和信息輸入，其特征是點(diǎn)發(fā)光元件和大孔徑光學(xué)元件形成小景深焦點(diǎn)陣列，感光元件測(cè)量進(jìn)入焦點(diǎn)區(qū)域的手指上光斑的亮度和尺寸，經(jīng)微處理器判斷手指位置，轉(zhuǎn)為控制和輸入信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置，其特征是采用發(fā)光元件陣列和非球面透鏡形成焦點(diǎn)陣列，于光路上設(shè)置半反射鏡，在發(fā)光元件陣列共軛的位置設(shè)置感光元件陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置，其特征是裝置位于掌心，通過(guò)彈性帶固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置，其特征是裝置置于桌面，底部裝有滾輪或光電裝置，起到鼠標(biāo)作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)手勢(shì)捕捉輸入裝置，其特征是擴(kuò)大焦點(diǎn)陣列范圍，捕捉人的肢體動(dòng)作或物品位置信息。
全文摘要
一種用于計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的采用光學(xué)裝置捕捉手指位置等手部位置信息進(jìn)行輸入和控制的裝置，通過(guò)光學(xué)元件在手指活動(dòng)范圍內(nèi)形成小景深焦點(diǎn)陣列，根據(jù)手指上的反射光成像清晰度判定手指位置，分為腕式和掌式，每種還可分為固定和佩戴，用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的還可結(jié)合鼠標(biāo)功能。
文檔編號(hào)G06F3/01GK1760808SQ20051020068
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者高丹 申請(qǐng)人:高丹