專利名稱：光學手勢捕捉輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于計算機和電子設備的輸入裝置，特別是采用光學技術非接觸捕捉手指位置等手部姿勢信息進行控制和信息輸入的裝置。
背景技術：
目前，用于計算機和電子設備的控制和輸入裝置有鍵盤和手柄以及數據手套等，采用機械或者電容感應按鍵。手柄存在難以輸入復雜信息，長時間握持操作會引起肌肉緊張，掌心出汗，影響操作效果；鍵盤適合輸入復雜信息，但其固定布局限制輸入效率，較大的體積移動放置不便，限制使用者操作姿勢，并易產生疲勞和手部肌肉損傷，還制約了在移動智能設備上的應用；數據手套價格昂貴，傳感器固定于手指各部位，影響操作舒適度，頻繁佩戴和脫下時較麻煩。
發明內容
為了克服現有計算機和電子設備輸入裝置的缺點，本發明提供一種用于計算機和電子設備的輸入裝置，該裝置能快速、舒適、準確的輸入信息和控制設備。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是本裝置正常操作時位于使用者手心或者手腕內側位置，通過光學裝置在手指活動范圍用可見光或者紅外光形成小景深焦點陣列，在光路上設置半反射鏡形成光源的共軛點，每個光源共軛點附近設置光學感應元件，檢測從手指反射回來的光強，當手指位于某個焦點區域時，對應感應元件檢測到最大光強和最大對比度。通過內置微處理器綜合判斷輸入信息。本裝置可以固定于操作臺面或操作者手腕，可以通過微調光源—感應元件組位置調整光學焦點陣列，以適應個性要求，用于計算機輸入時可以加入鼠標功能，達到文字和位置信息的綜合輸入。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本裝置光學部分示意圖。
圖中1.光感應元件，2.照明光源，3.像(焦點)，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是腕式實用示意圖。
具體實施例方式
根據輸入信息復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所示實施例中，裝置位于掌心，手指相對裝置的自由度不高，食指至小指只分別采用一個感應點，拇指位置采用4個感應點，適合輸入信息復雜讀不高或者對裝置外形要求嚴格的場合。應用于計算機系統時還可以和鼠標結合起來，完成文字和位置信息的綜合輸入。
圖3所示實施例中，裝置位于腕部內側，手指相對自由度較高，食指至小指均采用前上、前下、后上、后下四個感應點，拇指采用平面布局的4個或6個感應點，適合復雜信息快速輸入的專業應用。
本裝置采用大光學孔徑非球面透鏡，使光路焦區較短，當手指處于某個焦點區域時，手指上成像亮度和對比度最高，反射回感應元件并恰在感應區成像，像的亮度和對比度達到最高，信號被感應元件轉變為脈沖信號傳給微處理器進行綜合判斷，將結果傳到主機。
權利要求
1.一種光學手勢捕捉輸入裝置，用于計算機和電子設備的控制和信息輸入，其特征是點發光元件和大孔徑光學元件形成小景深焦點陣列，感光元件測量進入焦點區域的手指上光斑的亮度和尺寸，經微處理器判斷手指位置，轉為控制和輸入信息。
2.根據權利要求1所述的光學手勢捕捉輸入裝置，其特征是采用發光元件陣列和非球面透鏡形成焦點陣列，于光路上設置半反射鏡，在發光元件陣列共軛的位置設置感光元件陣列。
3.根據權利要求1所述的光學手勢捕捉輸入裝置，其特征是裝置位于掌心，通過彈性帶固定。
4.根據權利要求1所述的光學手勢捕捉輸入裝置，其特征是裝置置于桌面，底部裝有滾輪或光電裝置，起到鼠標作用。
5.根據權利要求1所述的光學手勢捕捉輸入裝置，其特征是擴大焦點陣列范圍，捕捉人的肢體動作或物品位置信息。
全文摘要
一種用于計算機和電子設備的采用光學裝置捕捉手指位置等手部位置信息進行輸入和控制的裝置，通過光學元件在手指活動范圍內形成小景深焦點陣列，根據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，用于計算機系統的還可結合鼠標功能。
文檔編號G06F3/01GK1760808SQ20051020068
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月10日 優先權日2005年11月10日
發明者高丹 申請人:高丹