專利名稱：實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及虛擬顯示和虛擬交互技術(shù)，具體地說(shuō)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)虛擬顯 示和虛擬交互操作的裝置。
技術(shù)背景隨著科技的快速發(fā)展，手機(jī)，掌上游戲機(jī)，上網(wǎng)筆記本計(jì)算機(jī)的新產(chǎn)品等移動(dòng)電子 產(chǎn)品以其體積小，運(yùn)速度快，功能強(qiáng)等特點(diǎn)，逐步取代以前的個(gè)人臺(tái)式計(jì)算機(jī)和個(gè)人筆記本 計(jì)算機(jī)。但是，由于這些設(shè)備的顯示屏幕太小，使消費(fèi)者無(wú)法享受使用過(guò)程。大量的消費(fèi)者 不得不既擁有一臺(tái)顯示屏幕很大的臺(tái)式機(jī)計(jì)算機(jī)或投影儀。但攜帶這樣的臺(tái)式機(jī)計(jì)算機(jī)或 投影儀出行，也十分不方便。而且，移動(dòng)設(shè)備或不具備輸入設(shè)備或由于體積太小，輸入設(shè)備 使用不方便，出現(xiàn)即使移動(dòng)設(shè)備本身硬件設(shè)備能力很強(qiáng)，可是消費(fèi)者由于沒(méi)有合適的輸入 設(shè)備而無(wú)法使用這些功能；同時(shí)，如果進(jìn)行大屏幕顯示需要大屏幕的硬件設(shè)備和較高的能 量損耗又不利于環(huán)保。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝 置，以解決手機(jī)、游戲機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等移動(dòng)電子產(chǎn)品顯示屏幕過(guò)小，無(wú)法取得令人滿意 舒適的視覺(jué)感受，輸入設(shè)備沒(méi)有或體積太小，無(wú)法舒暢自如地完成對(duì)移動(dòng)電子設(shè)備的操作 以及即使運(yùn)用大屏幕設(shè)備也無(wú)法解決高能耗等問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝 置，應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備上，其中，該裝置包括具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡和手指套， 其中，所述虛擬顯示和虛擬交互操作的眼鏡，用于與所述手指套和移動(dòng)設(shè)備相耦接，將 所述移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)進(jìn)行處理，生成立體圖像(包括虛擬輸入設(shè)備如鼠標(biāo)和鍵盤 等)顯示出來(lái)；獲取所述手指套上產(chǎn)生的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理后，發(fā)送給所述移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn) 對(duì)移動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)操作；并將該移動(dòng)設(shè)備的反饋信息發(fā)送給所述手指套；所述手指套，用于與所述虛擬顯示和虛擬交互操作的眼鏡相耦接，對(duì)眼鏡中產(chǎn)生 的虛擬輸入設(shè)備如鍵盤，鼠標(biāo)和菜單等進(jìn)行操作，并發(fā)射所產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)給所述虛擬顯示 和虛擬交互操作的眼鏡，并通過(guò)所述虛擬顯示和虛擬交互操作的眼鏡接收來(lái)自所述移動(dòng)設(shè) 備的反饋信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生擊打鍵盤和點(diǎn)擊鼠標(biāo)等使用真實(shí)輸入設(shè)備的感覺(jué)。本實(shí)用新型所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其中，所述具有虛擬顯 示和交互觸摸操作的眼鏡包括驅(qū)動(dòng)接口電路、顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近 紅外接收器、虛擬IXD顯示屏和投影儀；其中，所述顯示信號(hào)處理電路，用于與所述投影儀、驅(qū)動(dòng)接口電路和圖像信號(hào)增強(qiáng)電路 相連接，接收來(lái)自該驅(qū)動(dòng)接口電路或圖像信號(hào)增強(qiáng)電路發(fā)送來(lái)的真或偽高分辨率圖像，對(duì) 該圖像進(jìn)行菲涅爾變換，同時(shí)對(duì)特殊物體(如虛擬輸入設(shè)備和菜單等)生成立體圖像并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變換后的圖像上，然后將疊加后的圖像傳送給所述投影儀；所述投影儀，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和虛擬IXD顯示屏相連接，接收該顯 示信號(hào)處理電路處理后輸出的圖像信號(hào)，并投影到所述虛擬LCD顯示屏上；所述虛擬的IXD顯示屏，用于與所述投影儀的接口相連接，將投影儀輸出的圖像 信號(hào)顯示在虛擬IXD屏幕上；所述近紅外接收器 ，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收由所述手指套發(fā)出的 信號(hào)，并將處理成三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接口電路；所述圖像信號(hào)增強(qiáng)電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和驅(qū)動(dòng)接口電路相連接， 接收所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)送的低顯示分辨率顯示信號(hào)，進(jìn)行圖像插值放大和光滑處理，然 后把產(chǎn)生的偽高分辨率圖像再轉(zhuǎn)給所述顯示信號(hào)處理電路；所述驅(qū)動(dòng)接口電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接 收器、手指套和移動(dòng)設(shè)備相連接或耦接，判斷所述移動(dòng)設(shè)備所支持的分辨率模式，如果移動(dòng) 設(shè)備能夠輸出高分辨率顯示信號(hào)，則直接將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理電 路；如果移動(dòng)設(shè)備只能輸出低分辨率顯示信號(hào)，則將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給圖像 增強(qiáng)電路進(jìn)行矢量化處理，同時(shí)將所述近紅外接收器發(fā)送的三維坐標(biāo)的信號(hào)與之前收到的 三維坐標(biāo)的信號(hào)相比較，判斷出用戶操作意圖(如單、雙擊鼠標(biāo)，敲打鍵盤等)并轉(zhuǎn)換成操 作信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)操作；同時(shí)將所述移動(dòng)設(shè)備對(duì)手指套的反 饋信息發(fā)送給該手指套。本實(shí)用新型所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其中，所述具有虛擬顯 示和交互觸摸操作的眼鏡還可以包括驅(qū)動(dòng)接口電路、顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電 路、近紅外接收器和至少兩個(gè)IXD顯示屏；其中，所述顯示信號(hào)處理電路，用于與所述IXD顯示屏、驅(qū)動(dòng)接口電路和圖像信號(hào)增強(qiáng) 電路相連接，接收來(lái)自該驅(qū)動(dòng)接口電路或圖像信號(hào)增強(qiáng)電路發(fā)送來(lái)的真或偽高分辨率圖 像，對(duì)該圖像進(jìn)行菲涅爾變換，同時(shí)對(duì)特殊物體(如虛擬輸入設(shè)備和菜單等)生成立體圖像 并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變換后的圖像上，然后將疊加后的圖像傳送給所述IXD顯示屏；所述IXD顯示屏，用于與所述顯示信號(hào)處理電路相連接，接收該顯示信號(hào)處理電 路處理后輸出的圖像信號(hào)顯示在IXD屏幕上；所述近紅外接收器，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收由所述手指套發(fā)出的 信號(hào)，并將處理成三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接口電路；所述圖像信號(hào)增強(qiáng)電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和驅(qū)動(dòng)接口電路相連接， 接收所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)送的低顯示分辨率顯示信號(hào)，進(jìn)行圖像插值放大和光滑處理，然 后把產(chǎn)生的偽高分辨率圖像再轉(zhuǎn)給所述顯示信號(hào)處理電路；所述驅(qū)動(dòng)接口電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接 收器、手指套和移動(dòng)設(shè)備相連接或耦接，判斷所述移動(dòng)設(shè)備所支持的分辨率模式，如果移動(dòng) 設(shè)備能夠輸出高分辨率顯示信號(hào)，則直接將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理電 路；如果移動(dòng)設(shè)備只能輸出低分辨率顯示信號(hào)，則將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給圖像 增強(qiáng)電路進(jìn)行矢量化處理，同時(shí)將所述近紅外接收器發(fā)送的三維坐標(biāo)的信號(hào)與之前收到的 三維坐標(biāo)的信號(hào)相比較，判斷出用戶操作意圖(如雙擊鼠標(biāo)，敲打鍵盤等)并轉(zhuǎn)換成操作信 號(hào)發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)操作；同時(shí)將所述移動(dòng)設(shè)備對(duì)手指套的反饋信息發(fā)送給該手指套。進(jìn)一步地，其中，所述近紅外接收器包括至少兩個(gè)光敏感攝像頭、攝像頭信號(hào)處理電路、至少兩個(gè)塑料透鏡和至少兩個(gè)透近紅外的帶通濾光片；其中，所述光敏感攝像頭，被安裝在所述塑料透鏡和帶通濾光片的后面，和所述攝像頭 信號(hào)處理電路相連接，用于接收所述塑料透鏡和帶通濾光片處理過(guò)的由所述手指套發(fā)出的 信號(hào)，并產(chǎn)生圖像發(fā)送給所述攝像頭信號(hào)處理電路；所述塑料透鏡，用于將所述手指套發(fā)出的信號(hào)成像在所述光敏感攝像頭上；所述帶通濾光片，用于安裝在所述塑料透鏡的前面或后面，用于去除進(jìn)入所述近 紅外接收器的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)中的雜散光信號(hào)，并讓過(guò)濾后的信號(hào)到達(dá)所述光敏感攝像頭；所述攝像頭信號(hào)處理電路，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，用于處理由所述光 敏感攝像頭產(chǎn)生的近紅外光源的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)，即利用視差來(lái)計(jì)算該成像處理后的近紅外 光源的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)相對(duì)于虛擬顯示屏的三維坐標(biāo)的信號(hào)，并將該三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給 所述驅(qū)動(dòng)接口電路。進(jìn)一步地，其中，所述手指套內(nèi)部包括反饋信號(hào)接收電路、震動(dòng)產(chǎn)生模塊和近紅 外信號(hào)發(fā)射器；其中，所述反饋信號(hào)接收電路，用于與所述眼鏡內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路相耦接，同時(shí)與震動(dòng) 產(chǎn)生模塊相連接，接收所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)射的反饋的操作信號(hào)，并將該操作信號(hào)發(fā)送給 所述震動(dòng)產(chǎn)生模塊；所述震動(dòng)產(chǎn)生模塊，用于與所述反饋信號(hào)接收電路相連接，接收到反饋的操作信 號(hào)后產(chǎn)生對(duì)手指震動(dòng)，使用戶有使用真實(shí)輸入設(shè)備的感覺(jué)。所述近紅外信號(hào)發(fā)射器，用于與所述眼鏡內(nèi)的近紅外接收器相耦接，根據(jù)所述手 指套的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生近紅外光源的實(shí)時(shí)信號(hào)，所述近紅外接收器內(nèi)的光敏感攝像頭對(duì)其進(jìn) 行攝像并處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型主要應(yīng)用在顯示屏幕不夠大的手機(jī)、計(jì)算機(jī)或游戲 機(jī)等移動(dòng)電子產(chǎn)品上，能夠在不增加大型顯示設(shè)備的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造全新的視覺(jué)效果。同時(shí)， 能夠?qū)⒂脩舻妮斎胪ㄟ^(guò)對(duì)虛擬輸入進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，對(duì)機(jī)器進(jìn)行虛擬觸摸控制。同 時(shí)，由于僅能通過(guò)眼鏡閱讀，它也給用戶提供了保護(hù)隱私的虛擬環(huán)境，而且該設(shè)備能夠大幅 度減少能源損耗。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置的結(jié)構(gòu)框 圖；圖2為圖1中具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡的第一種具體結(jié)構(gòu)框圖；圖3為圖2中近紅外接收器的具體結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖1中具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡的第二種具體結(jié)構(gòu)框圖；圖5為圖1中手指套的具體結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的主要思想是解決手機(jī)、游戲機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品顯示屏幕過(guò)小，無(wú)法取得臺(tái)式機(jī)上的顯示效果問(wèn)題。以下對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本 實(shí)用新型的限定。如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置的 結(jié)構(gòu)框圖，該裝置應(yīng)用于手機(jī)、游戲機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)等移動(dòng)設(shè)備12上，本實(shí)用新型所述 的裝置包括具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡10和手指套11，其中，如圖2所示，具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡10的第一種結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)接 口電路106、顯示信號(hào)處理電路101、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路105、近紅外接收器104、虛擬IXD顯 示屏103和投影儀102;其中，顯示信號(hào)處理電路101，用于與所述投影儀102、驅(qū)動(dòng)接口電路106和圖像信號(hào)增 強(qiáng)電路105相連接，接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)接口電路106傳來(lái)的高分辨率圖像，對(duì)該圖像進(jìn)行菲涅爾 變換，同時(shí)對(duì)特殊物體(如鼠標(biāo)、菜單和虛擬鍵盤等)生成立體圖像并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變 換后的圖像上，然后將疊加后的圖像傳送給投影儀102用來(lái)投影到虛擬IXD顯示屏103上； 同時(shí)也對(duì)圖像信號(hào)增強(qiáng)電路105傳來(lái)的進(jìn)行過(guò)矢量化處理的偽高分辨率圖像，并對(duì)該偽高 分辨率圖像進(jìn)行菲涅爾變換，同時(shí)對(duì)特殊物體(鼠標(biāo)、菜單和虛擬鍵盤等)生成立體圖像 (三維圖像或3D圖像)并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變換后的圖像上，然后將疊加后的圖像信號(hào)傳 送給投影儀102用來(lái)投影到虛擬IXD顯示屏103上；其中，這里采用菲涅爾變換屬于現(xiàn)有技術(shù)，其類似于富里葉變換和小波變換，菲涅 爾變換需要很大的計(jì)算量，可以用支持并行計(jì)算的硬件來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，菲涅爾變換的作用是 使處理過(guò)的圖像能夠當(dāng)用戶雙眼聚焦在一定遠(yuǎn)處時(shí)在視網(wǎng)膜上成清晰的大影像。投影儀102，用于與所述顯示信號(hào)處理電路101和虛擬IXD顯示屏103相連接，接 收顯示信號(hào)處理電路101處理后輸出的圖像信號(hào)，并將該圖像信號(hào)投影到虛擬IXD顯示屏 103上；在一定范圍內(nèi)，用戶可以調(diào)節(jié)投影儀102的投影距離。同時(shí)，用戶還可以根據(jù)臂長(zhǎng) 或舒適要求調(diào)節(jié)虛擬輸入設(shè)備如鼠標(biāo)對(duì)距離的響應(yīng)，而將其投影到屏幕上。用戶還可以選 擇將虛擬輸入設(shè)備如鍵盤投影在虛擬LCD顯示屏103的前面以增加三維視覺(jué)效果。虛擬的IXD顯示屏103，用于與投影儀102的接口相連接，將投影儀輸出的圖像信 號(hào)顯示在虛擬IXD屏幕上。如圖3所示，近紅外接收器104，與驅(qū)動(dòng)接口電路106相連接，用于接收由所述手指 套上的近紅外發(fā)射器112發(fā)出的信號(hào)，并將處理成三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接口電 路106。近紅外接收器104包括有至少兩個(gè)光敏感攝像頭1211、攝像頭信號(hào)處理電路1212、 至少兩個(gè)塑料透鏡1213和至少兩個(gè)透近紅外的帶通濾光片1214 ；其中，光敏感攝像頭1211，被安裝在塑料透鏡1213和帶通濾光片1214的后面，和攝像 頭信號(hào)處理電路1212相連接，用于接收塑料透鏡1213和帶通濾光片1214處理過(guò)的由手 指套上的近紅外發(fā)射器112發(fā)出的信號(hào)，并將接收的信號(hào)發(fā)送給所述攝像頭信號(hào)處理電路 1212 ；塑料透鏡1213，用于將由手指套上的近紅外發(fā)射器112發(fā)出的信號(hào)成像在所述光 敏感攝像頭1211上；帶通濾光片1214，安裝在塑料透鏡1213的前面或后面(附圖3中設(shè)置在塑料透鏡 1213的后面)，用于去除進(jìn)入近紅外接收器104的實(shí)時(shí)信號(hào)中的雜散光信號(hào)(即來(lái)自日光 或其他光源的信號(hào))，并將處理后的信號(hào)發(fā)送給所述光敏感攝像頭1211。使用帶通濾光片1214能夠準(zhǔn)確接受由手指套上的近紅外發(fā)射器112發(fā)出的信號(hào)而不受其它雜散光的影響，從而使系統(tǒng)能夠敏感地捕捉近紅外信號(hào)源的細(xì)小移動(dòng)。攝像頭信號(hào)處理電路1212，用于與驅(qū)動(dòng)接口電路106相連接，用于處理由光敏感 攝像頭1211接收到的近紅外光源的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)，即利用視差來(lái)計(jì)算該成像處理后的近 紅外光源的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)相對(duì)于虛擬顯示屏的三維坐標(biāo)的信號(hào)，并將該三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā) 送給驅(qū)動(dòng)接口電路106;具體地是，攝像頭信號(hào)處理電路1212先是對(duì)成像處理后的近紅外光源的實(shí)時(shí)圖 像信號(hào)進(jìn)行數(shù)值化處理后，再進(jìn)行二值化處理變?yōu)楹诎讏D像，搜索出該黑白圖像的所有的 亮點(diǎn)團(tuán)簇，利用視差對(duì)亮點(diǎn)團(tuán)簇進(jìn)行左右配對(duì)，然后通過(guò)算出所有的左右配對(duì)來(lái)計(jì)算出相 對(duì)于虛擬顯示屏的三維坐標(biāo)的信號(hào)，并將該三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)接口電路106。圖像信號(hào)增強(qiáng)電路105，用于與顯示信號(hào)處理電路101和驅(qū)動(dòng)接口電路106相連 接，接收驅(qū)動(dòng)接口電路106發(fā)送的低顯示分辨率顯示信號(hào)，進(jìn)行圖像插值放大和光滑處理 (圖像插值放大和光滑處理都屬于現(xiàn)有技術(shù)，為了保證最后的視覺(jué)效果，這里采用分形法， 即先提取特征邊緣矢量信息的方法)，然后把產(chǎn)生的偽高分辨率圖像再轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理 電路101 ；其中，所謂圖像插值放大和光滑處理用個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明，譬如說(shuō)有幅圖像上 只有一個(gè)三角形圖案，如果要將它放大100%，最簡(jiǎn)單的方法是把每個(gè)像點(diǎn)間的距離拉開， 再把每個(gè)像點(diǎn)拷貝三份，分別插在原像點(diǎn)的右邊、下邊和右下邊，這就是最簡(jiǎn)單的圖像插值 放大。但這樣做的缺點(diǎn)是除了水平線和垂直線外，其它任何直線都會(huì)變成鋸齒形。但如果 在放大前將圖像先矢量化，即記住三角形三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，放大時(shí)只放大三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)， 然后再把三個(gè)頂點(diǎn)連起來(lái)，那么放大后的圖像仍會(huì)是光滑的。但是一般的圖像不是僅僅包 括簡(jiǎn)單的圖形，所以矢量化會(huì)比較困難。由于圖像均勻區(qū)域以及物體邊緣在一定程度上有 自相似性，這一點(diǎn)與計(jì)算機(jī)分形的自相似性很相像。分形法就是利用這一點(diǎn)來(lái)提取圖像中 特征邊緣的矢量信息。所以，利用圖像均勻區(qū)域以及物體邊緣的一定程度上的自相似性， 將圖像信息轉(zhuǎn)換為變換系數(shù)再進(jìn)行壓縮，這樣的轉(zhuǎn)換在一定程度上相當(dāng)于將原始圖像矢量 化，而完全矢量化后的圖像則能夠在放大后仍能保持細(xì)節(jié)的清晰度。驅(qū)動(dòng)接口電路106，用于與顯示信號(hào)處理電路101、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路105、近紅外 接收器104、手指套11和移動(dòng)設(shè)備12相連接或耦接，判斷所述移動(dòng)設(shè)備12所支持的分辨率 模式，如果移動(dòng)設(shè)備12能夠輸出高分辨率顯示信號(hào)，則直接將移動(dòng)設(shè)備12輸出的顯示信號(hào) 轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理電路101 ；如果移動(dòng)設(shè)備只能輸出低分辨率顯示信號(hào)，則將移動(dòng)設(shè)備12 輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給圖像增強(qiáng)電路105進(jìn)行矢量化處理，同時(shí)將近紅外接收器104發(fā)送 的三維坐標(biāo)的信號(hào)與之前收到的三維坐標(biāo)的信號(hào)相比較，判斷出用戶操作意圖(例如當(dāng)用 戶手指已伸到顯示的IXD顯示屏后面，則可認(rèn)為用戶已按鍵；而當(dāng)用戶手指已退回到顯示 的LCD顯示屏的前面，則可認(rèn)為用戶已放鍵；即我們也可以理解為是通過(guò)當(dāng)前楨的計(jì)算結(jié) 果和前幾楨相比較，能夠得到用戶手指的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而判斷用戶的操作意圖)，并轉(zhuǎn)換成 標(biāo)準(zhǔn)的按鍵操作、雙擊操作、觸摸操作等操作信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備12，并將移動(dòng)設(shè)備12對(duì) 手指套11內(nèi)反饋信號(hào)接收電路111的反饋信息發(fā)送給手指套11。另外，如圖4所示，具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡10的第二種結(jié)構(gòu)包括 驅(qū)動(dòng)接口電路106、顯示信號(hào)處理電路101、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路105、近紅外接收器104、兩個(gè)LCD(liquid crystal display，液晶顯示器)顯示屏 203 ；其中，顯示信 號(hào)處理電路101，還用于將疊加后的圖像傳送給IXD顯示屏203 ；IXD屏幕203，與所述顯示信號(hào)處理電路101相連接，用于接收并顯示顯示信號(hào)處 理電路101處理后輸出的圖像信號(hào)，以產(chǎn)生虛擬投影的效果。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提到的IXD顯示屏203或虛擬IXD顯示屏103均支持三 維顯示模式，通過(guò)把投影儀輸出3D效果的圖像信號(hào)的奇數(shù)楨圖像和偶數(shù)楨圖像顯示在眼 鏡10內(nèi)的虛擬IXD顯示屏103上或直接成像在IXD顯示屏203上，用戶可以獲得真正3D 的視覺(jué)享受。手指套11上除了包括有由復(fù)合材料制成的手指套外，如圖5所示，該復(fù)合材料內(nèi) 部還包括反饋信號(hào)接收電路111、震動(dòng)產(chǎn)生模塊112和近紅外信號(hào)發(fā)射器113 ；其中，反饋信號(hào)接收電路111，用于與眼鏡10內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路106相耦接，與震動(dòng)產(chǎn)生 模塊112相連接，接收驅(qū)動(dòng)接口電路106發(fā)射的反饋的操作信號(hào)，并將該操作信號(hào)發(fā)送給所 述震動(dòng)產(chǎn)生模塊112;震動(dòng)產(chǎn)生模塊112，用于與反饋信號(hào)接收電路111相連接，接收到反饋的操作信號(hào) 后產(chǎn)生震動(dòng)對(duì)手指進(jìn)行刺激，以使用戶感覺(jué)到產(chǎn)生了相應(yīng)的按鍵操作、雙擊操作、觸摸操作 等操作。例如震動(dòng)產(chǎn)生模塊112中的震動(dòng)是由電磁線圈產(chǎn)生電磁力激勵(lì)手指套振動(dòng)或產(chǎn) 生超聲波脈沖信號(hào)約為30KHz通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械震動(dòng)。近紅外信號(hào)發(fā)射器113，用于與眼鏡10內(nèi)的近紅外接收器104相耦接，根據(jù)手指套 的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生近紅外光源的實(shí)時(shí)信號(hào)，近紅外接收器104內(nèi)的兩個(gè)光敏感攝像頭1211會(huì) 對(duì)其進(jìn)行攝像并處理。移動(dòng)設(shè)備12，用于與具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡10內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路 106相耦接或連接，接收具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡10內(nèi)驅(qū)動(dòng)接口電路106輸入 的信號(hào)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理，將輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)接口電路106進(jìn)行處理，以及將 對(duì)手指套11內(nèi)反饋信號(hào)接收電路111的反饋信息通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口電路106發(fā)射給手指套11。 由于移動(dòng)設(shè)備12可以是手機(jī)、游戲機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)等設(shè)備，而且其處理過(guò)程都屬于現(xiàn)有 技術(shù)的內(nèi)容，這里不再詳述。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型主要應(yīng)用在顯示屏幕不夠大的手機(jī)、計(jì)算機(jī)或游戲 機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上，能夠在不增加大型顯示設(shè)備的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造全新的視覺(jué)效果。同時(shí)，能夠 將用戶的輸入通過(guò)對(duì)虛擬顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，對(duì)機(jī)器進(jìn)行虛擬觸摸控制。而笨重的輸入設(shè) 備如鍵盤和鼠標(biāo)可以用極為輕便的手指套和虛擬顯示來(lái)替代。另外，由于虛擬IXD顯示還可以只有用戶本人能夠看到，即虛擬IXD顯示屏或IXD 屏制作成眼鏡形式帶在眼前，用戶在欣賞電影圖片、互動(dòng)游戲、收發(fā)郵件、處理財(cái)務(wù)、撰寫文 章等的時(shí)候，隱私權(quán)得到最好的保護(hù)。總而言之，本實(shí)用新型能夠使小屏幕移動(dòng)設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)普通超大屏幕計(jì)算機(jī)的功 能，不僅能夠幫助消費(fèi)者節(jié)約成本(少買一臺(tái)計(jì)算機(jī))而且能夠輕松攜帶并取得更好的效 果。由于顯示屏顯著增大，采用虛擬顯示又除去了用戶需保持坐姿的要求，以及用手指替代 了鼠標(biāo)，能夠大大減緩用戶眼鏡、肩膀和腰背的疲勞。同時(shí)它能夠大大節(jié)省能量損耗和不必 要的大屏幕硬件顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。此外，雖然現(xiàn)有的小屏幕設(shè)備的屏幕分辨率在不斷提高，但即使和普通的圖片、視頻、以及網(wǎng)絡(luò)媒介相比還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。采用高分辨率的虛擬LCD顯示可以充分展示多媒 體源的信息量，大大提高用戶的視覺(jué)感受。 當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí) 施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的 情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相 應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備上，其特征在于，該裝置包括具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡和手指套，其中，所述虛擬顯示和虛擬交互操作的眼鏡，用于與所述手指套和移動(dòng)設(shè)備相耦接，將所述移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)進(jìn)行處理，生成立體圖像顯示出來(lái)；獲取所述手指套上產(chǎn)生的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理后，發(fā)送給所述移動(dòng)設(shè)備，并將該移動(dòng)設(shè)備的反饋信息發(fā)送給所述手指套；所述手指套，用于與所述虛擬顯示和虛擬交互操作的眼鏡相耦接，對(duì)眼鏡中產(chǎn)生的虛擬輸入設(shè)備進(jìn)行操作，并發(fā)射所產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)給所述眼鏡；并通過(guò)所述眼鏡接收來(lái)自所述移動(dòng)設(shè)備的反饋信息進(jìn)行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其特征在于，所述眼鏡 包括驅(qū)動(dòng)接口電路、顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接收器、虛擬LCD顯示 屏和投影儀；其中，所述顯示信號(hào)處理電路，用于與所述投影儀、驅(qū)動(dòng)接口電路和圖像信號(hào)增強(qiáng)電路相連 接，接收來(lái)自該驅(qū)動(dòng)接口電路或圖像信號(hào)增強(qiáng)電路發(fā)送來(lái)的真或偽高分辨率圖像，對(duì)該圖 像進(jìn)行菲涅爾變換，同時(shí)對(duì)特殊物體生成立體圖像并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變換后的圖像上， 然后將疊加后的圖像傳送給所述投影儀；所述投影儀，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和虛擬LCD顯示屏相連接，接收該顯示信 號(hào)處理電路處理后輸出的圖像信號(hào)，并投影到所述虛擬LCD顯示屏上；所述虛擬的LCD顯示屏，用于與所述投影儀的接口相連接，將投影儀輸出的圖像信號(hào) 顯示在虛擬IXD屏幕上；所述近紅外接收器，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收由所述手指套發(fā)出的信號(hào)， 并將處理成三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接口電路；所述圖像信號(hào)增強(qiáng)電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收 所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)送的顯示信號(hào)，進(jìn)行圖像插值放大和光滑處理，然后把產(chǎn)生的真或偽 高分辨率圖像再轉(zhuǎn)給所述顯示信號(hào)處理電路；所述驅(qū)動(dòng)接口電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接收 器、手指套和移動(dòng)設(shè)備相連接或耦接，判斷所述移動(dòng)設(shè)備所支持的分辨率模式，移動(dòng)設(shè)備輸 出高分辨率顯示信號(hào)，則直接將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理電路；移動(dòng)設(shè) 備輸出低分辨率顯示信號(hào)，則將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給圖像增強(qiáng)電路進(jìn)行矢量化 處理，同時(shí)將所述近紅外接收器發(fā)送的三維坐標(biāo)的信號(hào)與之前收到的三維坐標(biāo)的信號(hào)相比 較，判斷出用戶操作意圖并轉(zhuǎn)換成操作信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備；同時(shí)將所述移動(dòng)設(shè)備對(duì)手指 套的反饋信息發(fā)送給該手指套。
3.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其特征在于，所述眼 鏡包括驅(qū)動(dòng)接口電路、顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接收器和至少兩個(gè) IXD顯示屏；其中，所述顯示信號(hào)處理電路，用于與所述IXD顯示屏、驅(qū)動(dòng)接口電路和圖像信號(hào)增強(qiáng)電路 相連接，接收來(lái)自該驅(qū)動(dòng)接口電路或圖像信號(hào)增強(qiáng)電路發(fā)送來(lái)的真或偽高分辨率圖像，對(duì) 該圖像進(jìn)行菲涅爾變換，同時(shí)對(duì)特殊物體生成立體圖像并疊加到經(jīng)過(guò)菲涅爾變換后的圖像 上，然后將疊加后的圖像傳送給所述IXD顯示屏；所述LCD顯示屏，用于與所述顯示信號(hào)處理電路相連接，接收該顯示信號(hào)處理電路處 理后輸出的圖像信號(hào)顯示在IXD屏幕上；所述近紅外接收器，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收由所述手指套發(fā)出的信號(hào)， 并將處理成三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接口電路；所述圖像信號(hào)增強(qiáng)電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路和驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，接收 所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)送的顯示信號(hào)，進(jìn)行圖像插值放大和光滑處理，然后把產(chǎn)生的真或偽 高分辨率圖像再轉(zhuǎn)給所述顯示信號(hào)處理電路；所述驅(qū)動(dòng)接口電路，用于與所述顯示信號(hào)處理電路、圖像信號(hào)增強(qiáng)電路、近紅外接收 器、手指套和移動(dòng)設(shè)備相連接或耦接，判斷所述移動(dòng)設(shè)備所支持的分辨率模式，移動(dòng)設(shè)備輸 出高分辨率顯示信號(hào)，則直接將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)轉(zhuǎn)給顯示信號(hào)處理電路；移動(dòng)設(shè) 備輸出低分辨率顯示信號(hào)，則將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)發(fā)送給圖像增強(qiáng)電路進(jìn)行矢量化 處理，同時(shí)將所述近紅外接收器發(fā)送的三維坐標(biāo)的信號(hào)與之前收到的三維坐標(biāo)的信號(hào)相比 較，判斷出用戶操作意圖并轉(zhuǎn)換成操作信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備；將所述移動(dòng)設(shè)備對(duì)手指套的 反饋信息發(fā)送給該手指套。
4.如權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其特征在于，所述近 紅外接收器包括至少兩個(gè)光敏感攝像頭、攝像頭信號(hào)處理電路、至少兩個(gè)塑料透鏡和至少 兩個(gè)透近紅外的帶通濾光片；其中，所述光敏感攝像頭，被安裝在所述塑料透鏡和帶通濾光片的后面，和所述攝像頭信號(hào) 處理電路相連接，用于接收所述塑料透鏡和帶通濾光片處理過(guò)的由所述手指套發(fā)出的近紅 外信號(hào)，并產(chǎn)生圖像發(fā)送給所述攝像頭信號(hào)處理電路；所述塑料透鏡，用于將所述手指套發(fā)出的信號(hào)成像在所述光敏感攝像頭上； 所述帶通濾光片，用于安裝在所述塑料透鏡的前面或后面，用于去除進(jìn)入所述近紅外 接收器的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)中的雜散光信號(hào)，并將過(guò)濾后的信號(hào)到發(fā)送給所述光敏感攝像頭；所述攝像頭信號(hào)處理電路，用于與所述驅(qū)動(dòng)接口電路相連接，用于處理由所述光敏感 攝像頭產(chǎn)生的近紅外光源的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)，并將產(chǎn)生的三維坐標(biāo)的信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)接 口電路。
5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，其特征在于，所述手指 套內(nèi)部包括反饋信號(hào)接收電路、震動(dòng)產(chǎn)生模塊和近紅外信號(hào)發(fā)射器；其中，所述反饋信號(hào)接收電路，用于與所述眼鏡內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路相耦接，同時(shí)與震動(dòng)產(chǎn)生 模塊相連接，接收所述驅(qū)動(dòng)接口電路發(fā)射的反饋的操作信號(hào)，并將該操作信號(hào)發(fā)送給所述 震動(dòng)產(chǎn)生模塊；所述震動(dòng)產(chǎn)生模塊，用于與所述反饋信號(hào)接收電路相連接，接收到反饋的操作信號(hào)后 產(chǎn)生對(duì)手指震動(dòng)；所述近紅外信號(hào)發(fā)射器，用于與所述眼鏡內(nèi)的近紅外接收器相耦接，根據(jù)所述手指套 的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生近紅外光源的實(shí)時(shí)信號(hào)，所述近紅外接收器內(nèi)的光敏感攝像頭對(duì)該實(shí)時(shí)信 號(hào)進(jìn)行攝像并處理。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和虛擬交互操作的裝置，應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備上，該裝置包括具有虛擬顯示和交互觸摸操作的眼鏡和手指套，眼鏡用于與手指套和移動(dòng)設(shè)備相耦接，將移動(dòng)設(shè)備輸出的顯示信號(hào)進(jìn)行處理，生成立體圖像顯示出來(lái)；獲取手指套上產(chǎn)生的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送給移動(dòng)設(shè)備，并將移動(dòng)設(shè)備的反饋信息發(fā)送給手指套；手指套用于與眼鏡相耦接，對(duì)眼鏡中產(chǎn)生的虛擬輸入設(shè)備進(jìn)行操作，并發(fā)射所產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)給眼鏡；通過(guò)該眼鏡接收來(lái)自移動(dòng)設(shè)備的反饋信息進(jìn)行處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型應(yīng)用在移動(dòng)產(chǎn)品上，能夠在不增加大型顯示和輸入設(shè)備的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造令人滿意和舒適的視覺(jué)效果和操作體驗(yàn)，同時(shí)能夠大幅度減少能源損耗。
文檔編號(hào)G06F3/048GK201638151SQ20102010411
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者周幼寧, 陳鐵歧 申請(qǐng)人:周幼寧;陳鐵歧