[发明专利]三维光栅式人机交互装置

说明书

本发明公开了一种三维光栅式人机交互装置，在显示器的屏体四周装设精密的光信号发射器和接收器，由多个平行排列的发射器发射一组光信号形成一组光栅，在屏体另一侧安装接收器实时接收光栅信号。一组横轴光信号发射器及接收器，和一组纵轴光信号发射器及接收器组成一个感应面，再由数个感应面沿垂直于显示器表面的方向堆叠排列，形成一个由表层感应面、底层感应面组成的三维光栅结构。当有物体遮挡光栅中的某一根或数根光信号时，另一侧的接收器会实时感应到光信号的变化，并通过与接收器连接的信号线将这个信号的变化输入处理器。处理器根据检测到信号变化的接收器的序列值，确定使用者的手指在屏幕横轴和纵轴上对应的坐标位置。

技术领域

本发明涉及一种人机交互装置，具体是一种三维光栅式人机交互装置。

背景技术

现有人机交互装置为鼠标键盘或触摸屏，在使用这些装置时，使用者的手指需要接触上述装置来完成信号的输入，在这个过程中，使用者手指上的汗液和皮脂残留在输入装置的表面，并再次沾染到下一个使用者的手指上。对于取款机、挂号机等在公共场合下使用的触摸屏等装置，有可能对使用者造成病毒的交叉感染，不利于使用者的个人卫生。

发明内容

为了克服现有输入装置需要使用者接触其表面，有可能对使用者造成交叉感染的缺陷，本发明提供一种不需要使用者接触其表面，就可以完成信号输入的三维光栅式人机交互装置。

本发明所采用的方案是：一种三维光栅式人机交互装置，在显示器的屏体四周装设精密的光信号发射器和接收器，由多个平行排列的发射器发射一组光信号形成一组光栅，在屏体另一侧安装接收器实时接收光栅信号。每一个光信号接收器都有一个按照线性规律分配的固定的序列值，对应它在显示屏上的横轴或纵轴上的坐标位置。当有物体遮挡光栅中的某一根或数根光信号时，光信号接收器会实时感应到光信号的变化，并通过与接收器连接的信号线将这个信号的变化输入处理器。处理器根据检测到信号变化的接收器的序列值，确定使用者的手指在屏幕横轴和纵轴上的坐标位置。

上述的三维光栅式人机交互装置，由一组横轴光信号发射器及接收器，和一组纵轴光信号发射器及接收器组成一个感应面。再由数个感应面沿垂直于显示器表面的方向堆叠排列，形成一个由表层感应面、底层感应面组成的三维光栅结构。当使用者的手指遮挡距离屏幕最远的表层感应面的光栅信号时，表层感应面的某几个光信号接收器感应到光信号的变化，处理器根据检测到信号变化的接收器的序列值，计算出使用者的手指所在的位置在显示屏上对应的横向坐标和纵向坐标，再根据这个坐标值在屏幕上显示出光标。如光标所在的位置为可点击区域，处理器只显示光标，不发送点击动作信号。

上述的三维光栅式人机交互装置，当使用者的手指进一步接近屏体遮挡住底层感应面的光栅信号时，底层感应面的某几个光信号接收器感应到光信号的变化，处理器根据检测到信号变化的接收器的序列值，计算出使用者的手指所在的位置在显示屏上对应的横向坐标和纵向坐标。如果处理器同时收到底层感应面采集到的使用者手指位置坐标值和表层感应面收集到的坐标值，则舍弃表层感应面的坐标值，以底层感应面计算机出的坐标值显示光标。如光标所在的位置为可点击区域，则处理器在显示光标的同时发送点击动作信号。

上述的三维光栅式人机交互装置，其光信号发射器所发射的可以是红外信号，也可以是其他类型的光信号。光信号的覆盖锥度为零度或接近于零度，以保证每一个光接收器所接收到的光信号都是正对着它的光信号发射器所发出的。

本发明的有益效果是，本发明三维光栅式人机交互装置使用互相垂直排列的光栅，通过光信号接收器所接收到的光信号，对应显示屏上的横轴和纵轴的坐标对光标定位。并使用堆叠的光栅形成数层感应面，根据内、外层感应面所采集到的使用者手指所在位置的数据确定手指在显示屏上对应的光标的位置，以使用者手指距离屏体的远近来判断是否发送点击动作信号，实现了使用者在不接触任何输入设备的情况下对相关系统的信号输入。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。