一种非接触式操控装置、信号处理方法及其家用电器与流程

本发明属于家用电器领域，尤其是家用电器的操作显示领域，具体地说，涉及一种用于家用电器的非接触式操控装置、信号处理方法及其家用电器。

背景技术：

目前的洗衣机、洗碗机、冰箱、油烟机和灶具等家用电器上通常具有复杂的操作面板，操作装置一般为控制按钮或者触摸控制装置，如触摸膜、触摸屏等，用户需要用手操作按钮或者触摸屏幕等来进行操作，也就是需要实体接触。当用户手上有水的情况下去实体触摸操作显示屏或功能按键时，操作不方便；特别是触摸屏、触摸按键类，受水的影响，操作后经常无法响应，影响了用户体验。

申请号为cn201620766487.9的中国专利公开了一种带有投影显示和操作的洗衣机，该洗衣机包括洗衣机上盖，其中，洗衣机上盖包括中部的透明盖板、边缘的上盖边框和投影成像机构，透明盖板上设有投影区，上盖边框上设有操作显示区，投影成像机构设置在所述洗衣机上盖的内部，且位于所述投影区和所述操作显示区下方。操作显示区内设有触摸显示屏。该方案虽然采用投影的方式，去除了复杂的操作面板，但仍然采用触摸显示屏，需要用户触摸操作，用户手上有水时，操作易受影响。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供用于家用电器的非接触式操控装置、信号处理方法及其家用电器，特别是非触控式操作的洗衣机。本发明的非接触式操控装置采用通过检测投影显示的操作区域反射光线的情况来识别用户操作行为的方法，不需要接触到操作面即可实现操作检测，避免了手上有水情况下信号不良，实体触摸操作无法正常响应情况的发生，增强了用户的操作体验，提高了控制操作的安全性、可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的是提供用于家用电器的非接触式操控装置，包括控制单元，还包括分别与控制单元电连接的投影装置和反射光接收装置，投影装置将显示内容投射到投影显示操作区域，反射光接收装置根据接收的投影装置投射在投影显示操作区域内反射出的反射光线情况输出相应的输出信号，控制单元根据输出信号的改变来识别用户的操作指令并做出响应。

进一步的方案，所述的投影装置和反射光接收装置位于投影显示操作区域所在平面的同一侧；投影装置设置在投影显示操作区域的一端，反射光接收装置设置在投影装置照射后投影显示操作区域发出的反射光线的延长线上；

优选的，所述的投影装置与反射光接收装置在投影显示操作区域的两端相对设置。

进一步的方案，所述的投影显示操作区域中设有多个操作位置，投影装置将各显示内容对应投射在各操作位置；用户在操作位置操作时，遮挡全部或部分照射到该操作位置的光线，改变反射光接收装置接收该操作位置反射的反射光线情况，从而输出不同的输出信号。

进一步的方案，所述的反射光接收装置包括多个接收单元，所述的多个接收单元与各操作位置逐一对应，分别接收各操作位置反射的反射光线。

本发明的第二目的是提供一种如上所述的非接触式操控装置的信号处理方法，控制单元通过判断反射光接收装置的输出信号的信号值的改变，来识别用户的操作指令并做出响应。

进一步的方案，控制单元将实际接收到的每个接收单元传送的输出信号的信号值x，与预先设定的标准值n进行比对，当x大于n时，判断用户在该操作位置内操作，并做出响应。

进一步的方案，用户使用一定周期后，标准值n可利用校正参数k进行自校准，校正参数k为标准值m与标准值n的比值，即k＝n/m；

其中，所述的标准值m为出厂时，在投影显示操作区域中无遮挡状态下，控制单元接收到的各接收单元传送的输出信号的信号值；

标准值n为出厂时，将各接收单元对应的操作位置遮挡一半时，控制单元接收到的各接收单元传送的输出信号的信号值；

自校准后的标准值n’＝k*m’,标准值m’为用户使用一定周期后，在投影显示操作区域中无遮挡状态下，控制单元接收到的各接收单元传送的输出信号的信号值。

进一步的方案，控制单元实时接收每个接收单元传送的输出信号的信号值，当信号值的变化差异大于原信号值的50％时，判断用户在该操作位置内操作，并做出响应。

本发明的第三目的是提供一种具有如上所述的非接触式操控装置的家用电器，所述的家用电器包括投影装置和反射光接收装置，投影装置和反射光接收装置分别与家用电器的控制单元连接；控制单元控制投影装置将显示内容投射到投影显示操作区域；反射光接收装置根据接收的投影装置投射在投影显示操作区域内反射出的反射光线情况输出相应的输出信号，控制单元根据输出信号的改变来识别用户的操作指令并做出响应。

进一步的方案，所述的家用电器为洗衣机，所述的投影显示操作区域设置在洗衣机的上部，和/或洗衣机的顶部，和/或位于洗衣机的观察窗上；

优选的，投影显示操作区域设置在洗衣机的门盖上，反射光接收装置和投影装置均设置在门盖内侧或外侧，反射光接收装置根据接收的投影装置投射在投影显示操作区域内反射出的反射光线情况输出相应的输出信号，并传给洗衣机的控制单元以识别用户操作指令。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的用于家用电器的非接触式操控装置，采用通过检测投影装置投射在投影显示操作区域内的反射光线变化情况来识别用户操作行为的方法。如此，用户可以不需要实体接触投影显示操作区域的操作面，甚至可以悬空操作，是因为用户在操作时会遮挡全部或部分照射到其操作位置的光线，影响反射光线情况，控制单元根据反射光线情况变化可以识别用户的操作行为，做出相应的响应。如此，避免了手上有水情况下或操作面受信号干扰时，实体触摸操作无法正常响应情况的发生，增强了用户的操作体验，也大大提高了控制操作的安全性、可靠性。

2、本发明的反射光接收装置包括多个接收单元，各接收单元与投影显示操作区域中的操作位置对应设置，可以准确的识别每一个操作位置内反射光线情况的变化，并输出不同的信号，保证识别用户操作的准确性和可靠性。

3、本发明的非接触式操控装置的信号处理方法，至少可以采用两种，既可以通过将反射光接收装置的输出信号的信号值与预先设定的标准值进行比对的方式，判断用户操作，又可以通过反射光接收装置的输出信号的信号值的变化幅度进行判断，或者也可以两者结合进行判断，如此，可以保证判断用户操作位置的准确性。

4、本发明提供的具有所述的非接触式操控装置的家用电器，尤其是洗衣机、洗碗机等，实现了非触控式的操作，既避免了有水情况下实体接触操作时无响应情况的发生，又能够将投影显示操作区域直接设置在家用电器的面积大，视野好的位置，仅需要设置投影装置和反射光接收装置，可以不设置控制面板，从而整体提升家用电器的美观性，还可以增强用户操作体验的趣味性。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的非接触式操控装置的检测反射光情况的结构原理示意图；

图2是带有投影反射装置的非接触式操控装置的结构原理示意图；

图3是本发明实施例三中一种方案的洗衣机的结构示意图；

图4是本发明实施例三中另一种方案的洗衣机的结构示意图。

图中：1投影装置，2反射光接收装置，21接收单元，3投影显示操作区域，4投射光线，5反射光线，6洗衣机，7门盖，8投影反射装置。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例提供用于家用电器的非接触式操控装置，包括控制单元，还包括分别与控制单元电连接的投影装置1和反射光接收装置2，投影装置1将显示内容投射到投影显示操作区域3，反射光接收装置2根据接收的投影装置1投射在投影显示操作区域3内反射出的反射光线5情况输出相应的输出信号，控制单元根据输出信号的改变来识别用户的操作指令并做出响应。

投影装置1可以通过直接投射，或通过反射或折射装置进行反射或折射后照射到投影显示操作区域3，投影显示操作区域3中一是可以显示家用电器的程序、参数、功能等，二是供用户在其中进行操作控制。

反射光接收装置2用于接收投影装置1投射在投影显示操作区域3内的反射光线5，并转化成电信号，传送输出信号给控制单元。而用户在投影显示操作区域3中进行操作设置时，手指会遮挡全部或一部分照射到该位置的光线，从而导致反射光接收装置2接收的反射光线5情况改变，输出不同的信号，控制单元则可以根据输出信号的变化识别、判断出用户的操作行为并做出响应。如此，用户可以不需要实体接触投影显示操作区域3的操作面，甚至可以悬空操作，只要遮挡某位置的部分或全部光线，即可达到操作控制的目的。同时还避免了在手上有水情况下或者信号出现干扰导致信号不良时，实体触摸操作触摸屏幕无法正常响应的情况，增强了用户的操作体验，也大大提高了控制操作的安全性、可靠性。

进一步的方案，所述的投影装置1和反射光接收装置2位于投影显示操作区域3所在平面的同一侧；投影装置1设置在投影显示操作区域3的一端，反射光接收装置2设置在投影装置1照射后投影显示操作区域3发出的反射光线5的延长线上。

当投影装置1直接投射在投影显示操作区域3中时，投射光线4路径短，显示清晰。此时，投影装置1和反射光接收装置2需要位于投影显示操作区域3所在平面的同一侧，以方便反射光接收装置2更好的接收投影显示操作区域3中反射出的反射光线5，为控制单元正确识别用户操作行为提供基础保障。投影显示操作区域3可以设置在家用电器上面积大、视野好的部位进行显示；投影装置1可根据直接投射，或通过反射或者折射装置反射/折射投影来确定具体安装位置；反射光接收装置2则根据投影后，投影显示操作区域3发出的反射光线5的方向来设置，优选设在反射光线5的延长线上，便于无阻碍的接收反射光线5。

例如，投影装置1和反射光接收装置2可以设置在投影显示操作区域3的相邻的两侧边或者相对设置，优选的，所述的投影装置1与反射光接收装置2在投影显示操作区域3的两端相对设置，如此，可以达到更好的接收反射光线5的效果。

当用户在投影显示操作区域3进行操作设置时，手指会遮挡全部或一部分照射到该操作位置的光线，增强该区域的反射能力，反射光接收装置2接收到的反射光线5增强，则输出信号的信号值则升高，便于控制单元根据信号值的变化识别用户行为。

进一步的方案，所述的投影显示操作区域3中设有多个操作位置，投影装置1将各显示内容对应投射在各操作位置；用户在操作位置操作时，遮挡全部或部分照射到该操作位置的光线，改变反射光接收装置2接收该操作位置反射的反射光线5情况，从而输出不同的输出信号。

投影显示操作区域3中预先设置多个操作位置，投影装置1将不同的显示内容分别对应不同的操作位置进行投射。显示内容包括但不限于家用电器的程序、参数、功能菜单。当用户需要选择某项功能或者参数或者程序时，需要在特定的操作位置进行操作，进而改变该位置的光线情况，导致反射光接收装置2接收反射光线5的情况变化并输出相应的输出信号，便于控制单元判断识别用户的操作指令。

进一步的方案，所述的反射光接收装置2包括多个接收单元21，所述的多个接收单元21与各操作位置逐一对应，分别接收各操作位置反射的反射光线5。

投影显示操作区域3中预先设置多个操作位置，接收单元21分别与每个操作位置对应，接收单元21发出的输出信号则代表其对应的操作位置的反射光线5的变化，而该变化由用户操作引起。因此，控制单元可以根据此变化，准确快速的识别出用户在哪个操作位置中进行了操作，给出相应指令，保证了非接触式操控装置的准确性、灵敏性和可靠性。

控制单元接收到各接收单元21发出的输出信号后，还需要将各输出信号进行处理，才能准确判断出用户的操作位置。具体的信号处理方法在实施例二中具体阐述。

实施例二

本实施例是实施例一的进一步限定，本实施例提供一种用于家用电器的非接触式操控装置的信号处理方法，控制单元通过判断反射光接收装置2的输出信号的信号值的改变，来识别用户的操作指令并做出响应。

控制单元判断反射光接收装置2的输出信号的信号值的改变的方法，本实施例中给出两种具体方案：

方案1：控制单元根据实际的各接收单元21发出的输出信号的信号值，与程序中设定的标准信号值进行比对，判断出用户操作位置。具体的，控制单元将实际接收到的每个接收单元21传送的输出信号的信号值x，与预先设定的标准值n进行比对，当x大于n时，判断用户在该操作位置内操作，并做出响应。

其中，标准值n为将各接收单元21对应的操作位置遮挡一半时，控制单元接收到的各接收单元21传送的输出信号的信号值；标准值n可以为出厂时的设定值，也可以为用户自行校准后的校准值。

此方法中在装置出厂前，首先对投影显示操作区域3各操作位置在无任何遮挡物的情况下进行反射光线5检测，并将各接收单元21接收到的各操作位置的反射光线5后，输出的输出信号的信号值对应存储起来，作为标准值m。

然后将各操作位置遮挡一半，检测出各接收单元21输出的各操作位置对应的输出信号的信号值并存储起来，计为标准值n。

在实际使用过程中，控制单元实时检测接收单元21的输出信号，并将实际检测到的信号值x与标准值n对比，当x大于n时，判定为用户正在此操作位置内操作，认定为用户已设置此程序、或功能、或参数。

但是用户使用时间过久后，装置的投影显示操作区域3的操作面可能会出现污渍或者磨损，或操作面材料老化等，造成的检测光线信号改变的问题，从而影响装置对用户操作判断的精准度。考虑到此问题，当用户使用一定周期后，装置的程序设定会提醒用户对投影显示操作区域3的操作面进行清洁后进行自校准。

自校准时，控制单元先对比出厂标准值m和出厂标准值n，得出两者的比值k，k则为校准参数，k＝n/m。

自校准后的标准值n’＝k*m’,标准值m’为用户使用一定周期后，在投影显示操作区域3中无遮挡状态下，控制单元接收到的各接收单元21传送的输出信号的信号值。

控制单元将新得到的标准值m’、n’存储起来，校准完成后的实际使用过程中采用新的标准值进行对比分析，判断用户操作行为。

方案2：控制单元通过判断各接收单元21输出的前后两次的输出信号的变化情况，来判断用户的操作位置。控制单元实时接收每个接收单元21传送的输出信号的信号值，当信号值的变化差异超过原信号值的50％时，判断用户在该操作位置内操作，并做出响应。

所述的原信号值为每一个实时接收到的输出信号对应的其上一次检测到的信号值。

以上两种方案中，均可以分别识别每一个接收单元21接收反射光线5后输出的输出信号的信号值，并根据此变化准确判断用户的实际操作位置。

当用户在单个操作位置中进行了操作时，控制单元根据该操作位置的接收单元21发出的输出信号的信号值的对比变化，判断出用户在此位置操作，给出相应的响应，如执行操作位置对应的程序、或者选择相应参数或者功能等。用户进行下一项操作时，以同样的方式进行。

而当用户有意或者无意中，同时在多个操作位置中进行了操作，遮挡反射光线5，则这些操作位置的接收单元21分别接收各自对应操作位置的反射光线5，并分别将输出信号传送给控制单元，例如分别为x1，x2，x3……，控制单元将这些信号值分别分析后，按照以下方法判断用户的操作行为。

方案1：控制单元将实际检测到的信号值x1，x2，x3……分别与标准值n进行对比，当只有x1大于n，而其它均小于n时，则判断用户在发出信号值x1的接收单元21对应的操作位置进行操作；当x1，x2，x3……均大于n时，则将x1，x2，x3……进行对比，识别出最大值，则判断用户在发出此输出信号的接收单元21对应的操作位置进行操作；当最大值有多个，如x1，x2，x3值相同且均为最大值时，控制单元控制给出这三个信号值对应的显示内容的提示，供用户选择其需要的一项程序或参数；

或者，再将x1，x2，x3分别与其原信号值进行比较，变化差异最大的认为是操作位置；若变化差异仍相同，则分别给出提示，供用户进行二次选择确认。

方案2：控制单元将实际检测到的信号值x1，x2，x3……分别与其上一次检测到的信号值进行对比，看是否变化差异超过原信号值(对应的上一次的信号值)的一半；

当只有x1变化超过原信号值一半时，则判断用户在发出信号值x1的接收单元21对应的操作位置进行操作；当变化超过原信号值的有多个时，则在这些值中进行比较，识别出变化最大的值，则判断用户在发出此输出信号的接收单元21对应的操作位置进行操作；当变化差异最大的值有多个时，控制单元控制给出这三个信号值对应的显示内容的提示，供用户选择其需要的一项程序或参数。

实施例三

本实施例提供一种具有如实施例一所述的非接触式操控装置的家用电器，所述的家用电器包括投影装置1和反射光接收装置2，投影装置1和反射光接收装置2分别与家用电器的控制单元连接；控制单元控制投影装置1将显示内容投射到投影显示操作区域3；反射光接收装置2根据接收的投影装置1投射在投影显示操作区域3内反射出的反射光线5的情况输出相应的输出信号，控制单元根据输出信号的改变来识别用户的操作指令并做出响应。

家用电器可以为洗衣机6、洗碗机，尤其适用于程序、功能、参数多的电器，可以大大简化操作面，同时提高美观性。投影显示操作区域3可以设置在家用电器的上部、顶部等面积较大、视野良好的位置，投影装置1可根据直接投射或反射投影来确定具体安装位置，反射光接收装置2则根据接收的反射光的来确定具体的安装位置。从而，实现了家用电器的非触控式的操作，避免了有水情况下或信号接收不良情况下实体接触操作时无响应情况的发生。

进一步的方案，所述的家用电器为洗衣机6，所述的投影显示操作区域3设置在洗衣机6的上部，和/或洗衣机6的顶部，和/或位于洗衣机6的观察窗上。

作为优选的实施方式，投影显示操作区域3设置在洗衣机6的门盖7上，反射光接收装置2和投影装置1均设置在门盖7的内侧或外侧，反射光接收装置2根据接收的投影装置1投射在投影显示操作区域3内反射出的反射光线5情况输出相应的输出信号，并传给洗衣机6的控制单元以识别用户操作指令。

下面给出几种在洗衣机6上的具体设置方式：

方案1，洗衣机6为现有的顶开式洗衣机，门盖7在洗衣机6的顶部，洗衣机6顶部后侧设有向上凸起的操作面板。投影装置1设置在操作面板上，由上向下直接投射在投影显示操作区域3中。反射光接收装置2设置在门盖7的前端，如此，投影装置1和反射光接收装置2均在门盖7的上侧面，且分别位于在投影显示操作区域3的两端相对设置。反射光接收装置2的各接收单元21对应投影显示操作区域3的各操作位置，当投影装置1投射的光线照射到投影显示操作区域3的上侧面时，反射出的光线被各接收单元21接收，并分别发出输出信号给控制单元，以便于控制单元根据输出信号的信号值变化，识别用户操作行为。

方案2，如图3所示，本方案与方案1的区别在于，本方案的洗衣机6去掉了操作面板，门盖7整体覆盖洗衣机6的顶部，美观高档。洗衣机6的门盖7上设置投影显示操作区域3，投影装置1和反射光接收装置2均在门盖7的上侧面。若投影显示操作区域3为方形时，两者可以分别位于在投影显示操作区域3的两相对的侧边相对设置，也可以分别位于投影显示操作区域3的相邻侧边。投影装置1和反射光接收装置2可以位于投影显示操作区域3的前侧和后侧，也可以位于左侧和右侧。投影装置1和反射光接收装置2的位置的设置只要满足反射光接收装置2能够充分接收投影装置1投射到投影显示操作区域3后反射的反射光线5即可。如此，洗衣机6不需要设置专门的操作面板，用户可以在显示清晰、视野好的位置进行操作，同时不需要实体接触也可以完成，保证操作的安全性和可靠性。

方案3：如图4所示，本方案与方案2的区别在于，本方案的洗衣机6的顶部的门盖7上设置投影显示操作区域3，而反射光接收装置2设置在门盖7的内侧(下侧)，投影装置1可以设在门盖7内侧(下侧)，或盘座上，或洗衣机6内部的其它位置。对于投射和光线检测安装于操作面下部的，手指遮挡光线后同样影响下部的反射光线信号。

此种方式，投影装置1和反射光接收装置2均在洗衣机6的机体内部，这样发投影装置1投射时，以及反射光接收装置2接收反射光线5时，均不会受到外部其它光线的干扰，避免影响对用户操作的判断，更能够保证用户操作的可靠性和安全性。

方案4：本方案的洗衣机6为滚筒洗衣机，顶部设有台面板，侧面设有门盖7，门盖7上设有观察视窗。投影显示操作区域3设置在观察视窗上或者台面板上。投影显示操作区域3设置在台面板上时，可以采用方案2或方案3的方式；当投影显示操作区域3设置在观察视窗上时，投影装置1可以设置在门盖7内侧的观察视窗外缘、或者门盖7内侧的上部、侧部，投射到观察视窗上即可，相应的，反射光接收装置2设置门盖7内侧的适合接收反射光的位置。可以避免其它光线的干扰，进一步增强判断操作的可靠性。

或者，投影装置1可以设置在门盖7外侧的观察视窗外缘、或者门盖7外侧的上部、侧部，投射到观察视窗上即可，相应的，反射光接收装置2设置门盖7外侧的适合接收反射光的位置。

方案5：如图2所示，本申请的洗衣机6为滚筒洗衣机或波轮洗衣机，洗衣机6包括投影装置1和投影反射装置8，投影显示操作区域3设在门盖7上，投影装置1设在洗衣机6的机体的内部，反射光吸收装置设置在门盖7内侧。投影装置1首先将洗衣机6的操作菜单投射到投影反射装置8上，投影反射装置8反射到投影显示操作区域3中，反射光吸收装置再接收并检测投影显示操作区域3反射出的反射光线5，输出相应的输出信号，并传给洗衣机6的控制单元以识别用户操作指令。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。