[發明專利]手感設備

無效

• 申請號: 200810012322.2
• 申請日: 2008-07-15
• 公開（公告）號: CN101630193A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 張雪峰
• 申請（專利權）人: 張雪峰
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于人體動作感應采集分析輸入設備。

1、技術領域

計算機輸入設備領域除了鍵盤最重要的就是鼠標設備，經過二三十年的發展從機械式到光電式，總是需要手握設備操作，長時間使用造成大量腱鞘炎和腕管綜合征患者，熟稱“鼠標手”。后續出現的壓力棒、觸摸板、觸摸屏、軌跡球，也都只有移動光標和部分左鍵點擊功能，不能完全替代鼠標，還常常需要雙手配合才能使用，更無法實現滾輪等其它高級功能。

隨著光電成像技術的成熟，數碼照相機、數碼攝像機等一批光感器件為核心的CCD、CMOS成像技術進一步完善，制造成本急速下降，家用攝像頭單件成本不到20元，使用同類技術的光電鼠標由于光感面積小，單件成本已經下降到10元以下。現在該是讓全球10億電腦用戶淘汰鼠標、不用接觸設備、僅憑手勢就能操作電腦的時代到來了。

手感設備是通過特殊光感應器件系統采集手掌、手指或其它部分人體特征包括可見光、不可見光或電壓差的連續成像，接觸或不接觸設備均可利用圖像分析芯片對圖像上特征點位置的變化進行分析，來判斷移動方向、移動距離和起落動作形成相應動量參數，對應光標定位、縮放、翻頁、滾動和點擊的終端輸入指令，并可以利用驅動程序默認或自定義指令與人體動作相關聯，實現廣泛的人機交互功能。

2、背景技術

2.1光感成像技術

光感成像技術分為線性掃描成像與半導體集成傳感器成像，半導體集成傳感器又分為CCD與CMOS兩類：

電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge?Coupled?Device)，它使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經過壓縮以后由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產生的信號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。

互補性氧化金屬半導體CMOS(Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor)和CCD一樣同為在數碼相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS的制造技術和一般計算機芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N(帶-電)和P(帶+電)級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。

2.2圖像識別比對技術

圖像識別比對技術已經廣泛應用于面部識別、指紋識別比對、虹膜識別、靜脈識別等領域。其中以光電鼠標位移判斷技術最為簡單可靠：在光電鼠標內部有一個發光二極管，通過該發光二極管發出的光線，照亮光電鼠標底部表面；然后將光電鼠標底部表面反射回的一部分光線，經過一組光學透鏡，傳輸到一個光感應器件內成像。這樣，當光電鼠標移動時，其移動軌跡便會被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像，最后利用光電鼠標內部的一塊專用圖像分析芯片對移動軌跡上攝取的一系列圖像進行分析處理，通過對這些圖像上特征點位置的變化進行分析，來判斷鼠標的移動方向和移動距離，從而完成光標的定位。

3、發明內容

手感設備，即人體感應輸入控制設備是為了改變“人去適應機器”的現狀，轉為“讓機器去適應人”的飛躍，不再受設備牽制，讓手自由活動，用機器去解讀指令的未來操控領域。通過各種方位的光感采集，主動識別人體信息，形成輸入指令，完成人機交互的基本需求。

3.1圖像采集

特殊光感應器件系統是通過矩陣排列光感元件多點采集、條型排列光感元件線性采集、單一透鏡光感元件集中采集方式，在下方、前方、側面、上方或手腕上，對手掌、手指或其它部分人體特征包括可見光、不可見光或電壓差進行采集成像的系統。

光感應器件是指CCD、CMOS或單一光敏元件的集合體。

矩陣排列光感元件多點采集(見附圖1)是按網格式或蜂巢式排列倒金字塔折射透鏡方式，每個光感元件感應相同大小空間的光變化或電壓變化并成像。

條型排列光感元件線性采集(見附圖2)是按條型排列瓦式(坡面5°)交錯，每個光感條感應相同大小條形空間內的光變化或電壓變化并成像。

單一透鏡光感元件集中采集方式(見附圖3)是按攝像照相原理，通過透鏡匯集在設備自身高度內的光變化，同時在光感元件平面成像。

在下方進行采集將采用矩陣排列或條型排列方式。

在前方、上方或手腕上將采用單一透鏡方式。

可見光、不可見光(包括紅外、紫外線)通過不同的濾光片原理進行采集。