三维空间定位传感器及互动显示系统和3d图像生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像显示和图像生成成像领域，更具体地说，涉及一种三维空间定位传感器及互动显示系统和图像生成方法。
【背景技术】
[0002]相关技术中的互动显示系统中，对遥控器的定位通常是通过单点判断与显示单元的位置信息，另外，互动显示系统的图像也是通过预设好的文件进行显示，效果比较单一，缺乏真实的三维空间感。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的三维空间定位传感器及互动显示系统和3D图像生成方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种三维空间定位传感器，包括红外光发射单元、测距监控单元、信息处理单元；
[0005]红外光发射单元，发射至少三束红外光信号到目标面的不同位置，
[0006]测距监控单元，获取所述红外光信号发射到所述目标面后反射到所述测距监控单元的时间；
[0007]信息处理单元，根据各束红外光光信号分别由所述红外光发射单元发出和返回到所述测距监控单元时的时间差，得出相对所述目标面的测距定位信息。
[0008]优选地，所述至少三束红外光信号的光轴之间相互按照预定的空间夹角设置。
[0009]优选地，所述红外光发射单元包括至少三个红外发射器，所述信息处理单元包括用以调制多个红外光发射器的信号的调制电路单元。
[0010]优选地，所述信息处理单元包括用于计算各束红外光信号分别由所述红外光发射单元发出和返回到所述测距监控单元时的时间差的计时电路单元。
[0011]优选地，所述测距监控单元包括镜头单元、以及光电探测器单元，所述镜头单元用于将从所述显示面反射回的红外光反射到所述光电探测器单元，所述光电探测器单元分别采集反射返回的红外光信号。
[0012]优选地，所述镜头单元包括分光棱镜单元，所述分光棱镜单元镀有半反半透性质的膜片，用于透射部分红外光信号到所述显示面，并反射部分红外光信号到所述测距监控单元用于光信号起始时间的采集。
[0013]优选地，所述测距监控单元包括用于采集所述红外光信号的发射和返回的CMOS单
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[0014]本发明还构造一种互动显示系统，包括显示单元和互动遥控单元，
[0015]所述互动遥控单元包括所述的三维空间定位传感器和用于和所述显示单元通信连接的第一通讯单元；
[0016]所述互动遥控单元的三维空间定位传感器发射红外光信号到所述显示单元的显示面，得出所述互动遥控单元相对所述显示面的测距定位信息；
[0017]所述第一通讯单元与所述显示单元通信连接，将所述互动遥控单元相对所述显示面的测距定位信息发送给所述显示单元；
[0018]所述互动显示系统还包括用于获取所述互动遥控单元的红外光信号在所述显示面的位置信息、并反馈给所述显示单元的系统监控单元。
[0019]优选地，所述互动显示系统还包括3D眼镜单元，所述3D眼镜单元包括所述的三维空间定位传感器和用于和所述显示单元通信连接的第二通讯单元；
[0020]所述3D眼镜单元的三维空间定位传感器发射红外光信号到所述显示单元的显示面，得出所述3D眼镜单元相对所述显示面的测距定位信息；
[0021]所述第二通讯单元与所述显示单元通信连接，将所述3D眼镜单元相对所述显示面的测距定位信息发送给所述显示单元；
[0022]所述系统监控单元获取所述3D眼镜单元的红外光信号在所述显示面的位置信息、并反馈给所述显示单元。
[0023]优选地，所述互动显示系统还包括算法单元，所述算法单元根据所述互动遥控单元和/或所述3D眼镜单元的测距定位信息和其红外光发射在所述显示面的位置信息，计算所述互动遥控单元和/或所述3D眼镜单元相对于所述显示面的空间位置以及相对于彼此之间的空间位置。
[0024]优选地，所述空间位置包括所述互动遥控单元、所述3D眼镜单元相对于所述显示面的距离与角度或所述互动遥控单元、所述3D眼镜单元相互之间的距离与角度。
[0025]优选地，所述互动遥控单元采用的红外光信号波长与3D眼镜单元采用的红外光信号波长不同。
[0026]优选地，所述系统监控单元包括用于分开所述互动遥控单元和3D眼镜单元不同波长的红外光的分光棱镜以及两个分别用于采集所述互动遥控单元和3D眼镜单元红外光信号位置的传感器。
[0027]本发明还构造一种互动显示系统的3D图像生成方法，所述互动显示系统包括显示单元、互动遥控单元以及系统监控单元，所述互动遥控单元包括所述的三维空间定位传感器，所述3D图像生成方法包括以下步骤:
[0028]S1、所述互动遥控单元的三维空间定位传感器发射红外光信号到所述显示单元的显示面，所述互动显示系统得出所述互动遥控单元相对所述显示面的测距定位信息；
[0029]S2、所述系统监控单元实时获取所述互动遥控单元所发射的红外光信号在所述显示单元的显示面的位置信息，依据所述位置信息决定所述3D图像和/或其动作轨迹的第一基点;
[0030]S3、利用所述互动遥控单元相对所述显示面的位置信息生成由所述第一基点向所述显示面的底边偏移一定距离得到第二基点；
[0031]S4、根据所述互动遥控单元相对所述显示面的位置信息以及所述第一基点、第二基点的位置信息，生成3D物件的3D图像和/或其动作轨迹;所述第一基点对应的3D图像和/或其运动轨迹为零视差图像，所述第二基点对应的3D图像和/或其运动轨迹为负视差图像，其负视差数值之绝对值随步骤SI中测距数值的增减而同方向增减。
[0032]优选地，所述互动显示系统还包括3D眼镜单元，所述3D眼镜单元包括所述的三维空间定位传感器；
[0033]所述步骤SI还包括:所述3D眼镜单元的三维空间定位传感器发射红外光信号到所述显示单元的显示面，所述互动显示系统得出所述3D眼镜单元相对所述显示面的测距定位信息、以及计算所述互动遥控单元和3D眼镜单元相互之间的空间位置信息；
[0034]所述步骤S2还包括:所述系统监控单元实时获取所述3D眼镜单元所发射的红外光信号在所述显示单元的显示面的位置信息；
[0035]所述步骤S3还包括:根据所述3D眼镜单元与互动遥控单元顶端或其他部位的空间虚拟连线延伸到显示画面的落点决定显示3D图像和/或其动作轨迹的第二基点。
[0036]实施本发明的三维空间定位传感器及互动显示系统和3D图像生成方法，具有以下有益效果:本发明通过三维空间定位传感器得出相对目标面的定位信息，让显示系统根据互动遥控单元相对显示面的定位信息生成与互动遥控单元位置对应的3D图像和/或其运动轨迹，可让握持互动遥控单元的用户看到与其站立位置对应的3D图像，如3D物体由互动遥控单元的对应位置向显示面发射出的子弹、飞镖等3D物体向显示面移动的运动轨迹，让3D效果更加的逼真。
【附图说明】
[0037]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中