[发明专利]一种红外光阵列结构的空中按键及其实现方法有效

专利信息
申请号: 202110355325.1 申请日: 2021-04-01
公开(公告)号: CN113078012B 公开(公告)日: 2023-10-24
发明(设计)人: 吴建国;袁宏武;万家华;杨满;吴璠 申请(专利权)人: 安徽新华学院;吴建国
主分类号: H01H13/02 分类号: H01H13/02;H01H13/705
代理公司: 安徽省合肥新安专利代理有限责任公司 34101 代理人: 何梅生
地址: 230088 *** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 红外光 阵列 结构 空中 按键 及其 实现 方法
【说明书】:

发明公布了一种红外光阵列结构的空中按键及其实现方法,通过在空中按键内设置一安装平面,在安装平面中心位置中装有1个中心红外收发管,在安装平面周边位置上,等角度关系安装若干相同的红外收发管,形成一个红外收发管阵列;其实现方法是根据各红外收发对管信号的强弱,计算周边比中心红外收发对管信号强的连续红外收发对管的个数与总的红外收发管数的比值,判定空中按键是否有手指遮挡,可以解决空中按键组合使用时误点击的难题,从而大大降低疫情期间多人触摸按键存在的交叉感染的可能性,且本发明的空中按键非常易于实现、成本低廉、工艺简单、安装和维护也非常方便,便于大规模推广。

技术领域

本发明主要涉及计算机交互领域,主要涉及空中触控技术,具体涉及一种红外光阵列结构的空中按键的结构及其实现方法。

背景技术

在新冠疫情期间,多人触摸电梯按键极有可能会发生病毒、细菌的交叉感染,不利于疫情的防护,非接触式空中触控是解决交叉感染问题的有效手段。空中触控技术是一种极有发展前途的交互式输入技术,近年来发展十分迅速。主要包括基于图像处理的触控技术和其它技术实现的触控技术,图像处理的触控技术容易受周边环境干扰且安装环境受限。而技术相对成熟的主要有电容式、表面声波式、红外线式等触控技术,其中电容式触控技术触控距离短,容易出现误点击操作;表面声波式触控技术存在响应慢、灵敏度差的问题;现有的红外线式触控技术实现的空中按键,能够解决单个按键空中触控问题,但大多数情况下如电梯按键,都是由多个按键组合安装在一起,点击其中某一个按键,会出现相邻按键也被误点击的情况,如何有效解决误点击的问题,这是一个难题。

因此,现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明针对上述难题,提出了一种红外光阵列结构的空中按键及其实现方法,以期通过在按键中布置若干个红外收发对管,并采用红外扫描信号强弱的方法准确判定遮挡位置,以实现按键的非接触式空中触控操作,从而通过空中触摸能有效实现按键交互功能,解决按键直接触摸产生的细菌和病毒的交叉感染问题

本发明为达到上述目的,采用如下技术方案:

本发明一种红外光阵列结构的空中按键是特点是:所述空中按键内设有一腔体,所述腔体的底面为安装平面,且所述安装平面平行于所述空中按键的表面;在所述安装平面上设置有红外收发对管阵列,所述红外收发对管阵列是在安装平面的中心位置中装有1个收发一体的中心红外收发对管,在所述安装平面的周边位置上,且与所述中心位置呈等角度关系安装若干相同的红外收发对管;所有红外收发对管的发散角均在0°到180°之间的同一固定值,且所述红外收发对管中心点的红外信号最强。

一种所述的红外光阵列结构的空中按键的实现方法的特点是,按如下方法获取红外收发对管遮挡距离:

首先进行标定处理,在空中按键表面进行遮挡标定,获得红外接收管的最大响应电压Vmax0,其表示最小遮挡距离;在距离空中按键表面L处进行遮挡标定,获得红外接收管的最小响应电压Vmin0,其表示最大遮挡距离,其中,L为最远触控距离;移走遮挡物,获得红外接收管的环境响应电压V0;空中按键启动时,获得红外接收管的工作环境响应电压Vb,从而计算得到环境补偿电压,并用于对最大响应电压Vmax0和最小响应电压Vmin0进行补偿后得到最大响应补偿电压Vmax和最小响应补偿电压Vmin;

空中按键工作时,实时获取每一个红外接收管电压,并利用最大响应补偿电压Vmax和最小响应补偿电压Vmin进行归一化处理,令最小值为0,最大值为100,从而得到归一化的电压V,利用电压和遮挡距离的对应关系,实时得到遮挡距离d,无遮挡时的遮挡距离d为无穷大,并用L+1表示。

本发明所述的红外光阵列结构的空中按键的实现方法的特点也在于,是按如下步骤判别空中按键有无手指遮挡:

步骤1:利用红外收发对管遮挡距离的获取方法得到遮挡距离d[i],i=0,1,…n;

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