一种用于手势识别的光电传感器的制作方法

1.本发明涉及光电传感器技术领域，具体涉及一种用于手势识别的光电传感器。


背景技术：

2.光电传感器，是一种基于光电效应将光信号转换为电信号的一种器件。基于其物理特性，光电传感器被广泛用于自动化设备，物联网，智能家居的各种位置测量的应用中。手势识别，指通过相应的传感器设备采集信号，并通过相关算法对信号进行处理，从而识别出用户的手势的技术。根据选用传感器类型的不同，手势识别方案可分为依赖于图像传感器的手势识别技术、基于红外影像实现的手势识别技术、基于红外信号实现的手势识别技术等。
3.现有技术中，已存在有基于光电传感器实现对手势进行识别的技术方案。比如，在某汽车厂商的产品中，通过投射红外光并采集手部的反射光以实现对手势的识别。由于光电传感器本身并不直接采集用户的光学图像，能够较好的保护用户的隐私，因此受到较为广泛的应用。
4.但是，在实际实施过程中，发明人发现，现有技术中的光电传感器，往往需要依赖于大量接收管组成的接收管阵列对反射光进行采集，这导致了传感器整体的感测区域面积较大，使得光电传感器的体积无法缩减，不能很好地满足用户的需求。同时，由于现有技术中的接收管阵列的规模较大，需要对大量接收管输出的信号进行处理以获得反射光的实际情况，这导致了现有技术中的识别算法整体较为复杂，识别率不高。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种用于手势识别的光电传感器。
6.具体技术方案如下：
7.一种用于手势识别的光电传感器，包括：
8.接收管阵列，所述接收管阵列中设置有多个接收管，所述接收管以十字形排布；
9.传感器电路，所述传感器电路连接所述接收管阵列；
10.所述传感器电路包括一时序单元，所述时序单元向所述接收管阵列发送一时序信号；
11.所述接收管阵列于所述时序信号的控制下沿水平方向和竖直方向依次选择所述接收管，并将对应于所述接收管的光电信号输入所述传感器电路，所述传感器电路根据所述光电信号生成输出信号；
12.处理模块，所述处理模块连接所述传感器电路，所述处理模块根据所述输出信号识别手势。
13.优选地，所述传感器电路包括一时序单元，所述时序单元连接所述接收管阵列；
14.所述时序单元向所述接收管阵列发送一时序信号，所述接收管阵列根据所述时序信号使得特定的所述接收管的所述光电信号输入所述传感器电路。
15.优选地，所述传感器电路包括：
16.开关电容放大器，所述开关电容放大器的输入端连接所述接收管阵列的输出端；
17.采样积分单元，所述采样积分单元的输入端连接所述开关电容放大器的输出端；
18.信号处理单元，所述信号处理单元的输入端连接所述采样积分单元的输出端。
19.优选地，所述传感器电路还连接至少一个发射管；
20.所述发射管和所述接收管阵列同侧设置，并指向同一方向。
21.优选地，所述接收管阵列包括：
22.多个第一接收管，所述第一接收管沿水平方向依次排列；
23.多个第二接收管，所述第二接收管沿竖直方向依次排列；
24.第三接收管，所述第三接收管位于所述十字形的中央，所述第一接收管、所述第二接收管和所述第三接收管组成所述十字形；
25.所述第三接收管包括矩形排列的四个子接收管；
26.所述子接收管于所述时序信号的控制下，形成两个沿所述水平方向设置的所述第一接收管；
27.或，所述子接收管于所述时序信号的控制下，形成两个沿所述竖直方向设置的所述第二接收管。
28.优选地，所述接收管阵列于所述时序信号的控制下，沿第一方向使得所述第一接收管生成的所述光电信号依次输入所述传感器电路；
29.以及，沿第二方向使得所述第二接收管生成的所述光电信号依次输入所述传感器电路。
30.优选地，所述接收管阵列通过第一端口向所述传感器电路输入所述第一接收管的所述光电信号，所述接收管阵列通过第二端口向所述传感器电路输入所述第二接收管的所述光电信号；
31.所述时序单元向所述接收管阵列发送第一时序信号和第二时序信号，以使得所述接收管阵列向所述传感器电路同时输入所述第一接收管的所述光电信号以及所述第二接收管的所述光电信号；
32.所述第一时序信号和所述第二时序信号之间存在一预设的相位差，以使得所述第三接收管于所述第一时序信号和所述第二时序信号的控制下先后形成所述第一接收管和所述第二接收管。
33.优选地，所述处理模块根据所述处理信号获取所述接收管阵列中每个所述接收管的光照强度；
34.所述处理模块根据所述光照强度的变化趋势识别所述手势。
35.优选地，当所述第一接收管的所述光照强度沿水平方向依次增大，且多个所述第二接收管的所述光照强度于同一时间达到一第一峰值时，表明所述手势为水平方向移动；
36.以及，当所述第二接收管的所述光照强度沿竖直方向依次增大，且多个所述第一接收管的所述光照强度于同一时间达到一第二峰值时，表明所述手势为竖直方向移动。
37.优选地，当所述第一接收管的所述光照强度与所述第二接收管的所述光照强度同时增大时，表明所述手势为靠近所述光电传感器；
38.以及，当所述第一接收管的所述光照强度与所述第二接收管的所述光照强度同时
减小时，表明所述手势为远离所述光电传感器。
39.上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过设置十字形排布的接收管阵列，在实现对手势的有效识别的同时，减小了接收管阵列的接收区域面积，减小了传感器的体积；同时，通过时序信号控制接收管阵列依次选择在十字形上特定方向的接收管生成输出信号，使得整体的输出信号序列与实际的光斑投射情况相关联，手势识别算法得以简化，并实现了更高的准确度。
附图说明
40.参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
41.图1为本发明实施例的整体示意图；
42.图2为本发明实施例中传感器电路示意图；
43.图3为本发明实施例中发射管示意图；
44.图4为本发明一实施例中光电传感器示意图；
45.图5为本发明实施例中接收管阵列示意图；
46.图6为本发明实施例中第三接收管示意图；
47.图7为本发明实施例中输出信号幅度变化情况示意图；
48.图8为本发明另一实施例中输出信号幅度变化情况示意图；
49.图9为本发明实施例中对应于各象限的输出信号幅度示意图；
50.图10为本发明实施例中输出信号幅度变化情况示意图；
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
53.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
54.本发明包括：
55.一种用于手势识别的光电传感器，如图1所示，包括：
56.接收管阵列1，接收管阵列1中设置有多个接收管2，接收管2以十字形排布；
57.传感器电路3，传感器电路3连接接收管阵列1；
58.传感器电路3包括一时序单元31，时序单元31向接收管阵列1发送一时序信号；
59.接收管阵列1于时序信号的控制下沿水平方向和竖直方向依次选择接收管2，并将对应于接收管2的光电信号输入传感器电路3，传感器电路3根据光电信号生成输出信号；
60.处理模块4，处理模块4连接传感器电路3，处理模块4根据输出信号识别手势。
61.具体地，针对现有技术中的光电传感器的感测面积较大、接收管数量较多，进而使得光电传感器的整体体积较大的问题，本实施例中通过设置十字形排列的接收管阵列1，在
对手势进行有效识别的同时缩减了接收管2的数量，进而实现了较小的感测面积，从而使得光电传感器的整体尺寸和电路规模得以缩减，实现了体积更小的光电传感器。
62.进一步地，针对现有技术中光电传感器的接收管阵列较大、接收管数量较多，进而导致识别算法需要对大量信号进行处理，使得识别算法较为复杂、需要较高性能的处理装置的问题，本实施例中通过设置十字形的接收管阵列1，获取到反射光斑的中心部位，并通过时序单元控制接收管阵列1，沿特定方向依次选择接收管2将光电信号输入传感器电路3中，最终使得处理模块4于单个周期中可以分别获得x轴方向和y轴方向上的光照强度分布情况，即光斑于x轴和y轴上的分布情况，进而通过较为简化的算法实现了对手势的有效识别。在实现了对手势的有效识别的同时，减少了需要处理的信号数量及处理步骤，使得识别算法得以简化，从而提高了处理效率，并且对处理模块4的性能、功耗要求较低，使得光电传感器整体的体积进一步缩减。
63.在实施过程中，接收管阵列1包括一开关矩阵，开关矩阵中包括有多个可控开关，每个可控开关分别连接一接收管，并于控制信号的驱动下依次导通、关闭，进而向传感器电路3中依次输入光电信号。控制信号可以由一寄存器单元6产生，该寄存器单元6中固化有相应的控制参数，并根据控制参数产生控制信号以控制可控开关的开断。或者，控制信号为时序信号，开关矩阵根据时序信号分别控制每个可控开关依次导通或关闭。传感器电路3主要包括信号处理电路，其用于对接收到的光强进行放大、锁相、解调以及运算处理，进而生成用于表征接收到的光强度的输出信号。传感器电路3通过相应的通信端口连接至处理模块4。处理模块4可以被理解为一个或多个应用专用集成电路(asic)、dsp、可编程逻辑器件(pld)、复杂可编程逻辑器件(cpld)、现场可编程门阵列(fpga)、通用处理器、控制器、微控制器(mcu)、微处理器(microprocessor)、或者其他电子元件实现，并设置有相应的计算机程序，用于根据输出信号识别出用户的操作手势。在一实施例中，处理模块4还具有一通信端口与外部的受控设备连接，以输出相应的操作指令，进而实现对受控设备的控制。在另一实施例中，处理模块4也可通过相应的控制电路连接至开关管，根据识别结果进行开关量控制。
64.在一种较优的实施例中，如图2所示，传感器电路3包括一时序单元31，时序单元31连接接收管阵列1；
65.时序单元31向接收管阵列1发送一时序信号，接收管阵列根据时序信号使得特定的接收管的光电信号输入传感器电路3。
66.具体地，针对现有技术中用于手势识别的光电传感器体积较为庞大的问题，本实施例中，通过时序单元31向接收管阵列1发送时序信号，使得接收管阵列1根据时序信号依次选择将特定的接收管2接入传感器电路3，进而使得每个接收管2的光电信号依次输入传感器电路3，从而在实现对每个接收管2的光电信号进行接收的同时，缩减了用于连接接收管1的电路规模，使得传感器体积得以缩小。
67.在实施过程中，每个接收管2均设置有相应的序号，比如，在一实施例中，接收管2根据其在十字形中的位置分为x轴接收管和y轴接收管；其中，x轴接收管沿x轴正方向依次设置为dx1～dxn；y轴接收管沿y轴负方向依次设置为dy1～dyn接收管。时序单元31通过输出对应的时序信号使得接收管阵列11中的可控开关依照一特定顺序，比如接收管阵列1的横轴方向或纵轴方向依次导通，以使得传感器电路3对每个接收管2输出的光电信号进行依
次处理，从而实现对每个接收管2的光照强度逐个测量。比如，在一实施例中，先沿x轴正方向逐个接入接收管2，再沿y轴负方向逐个接入接收管2，以实现对每个接收管2的光照强度的测量。当到达y轴最后一个接收管2时，再返回至x轴第一个接收管2，以实现循环检测的过程。
68.在一种较优的实施例中，如图2所示，传感器电路3还包括：
69.开关电容放大器32，开关电容放大器32的输入端连接接收管阵列1的输出端；
70.采样积分单元33，采样积分单元33的输入端连接开关电容放大器32的输出端；
71.信号处理单元34，信号处理单元34的输入端连接采样积分单元33的输出端。
72.具体地，为实现对多个接收管2输出的光强信号较好的处理效果，本实施例中，通过依次设置开关电容放大器211、采样积分单元222、信号处理单元223实现了根据时序信号进行锁相、解调过程，进而准确地对每个接收管2输出的光强信号进行处理。
73.在实施过程中，开关电容放大器211指基于开关电容技术实现的锁相放大器，其基于时序电路22产生的时序信号完成锁相过程，从而实现了较低的功耗和较好的噪声抑制效果。在一实施例中，采样积分单元33和信号处理单元34连接一寄存器单元，通过寄存器单元中记录的控制参数来调整电流-电压的转换增益、采样次数和积分时间。寄存器单元6可通过现有技术中的总线协议连接至外部的控制设备以接收控制参数。根据实际需要，寄存器单元6可依赖于校验位或校验算法实现对接收到的控制参数的校验，以实现较好的抗干扰性。信号处理单元21为一算术逻辑电路，其在控制参数的调节下对接收信号进行加、减、乘、除等运算操作，从而生成用于表征光照强度的输出信号。
74.在一种较优的实施例中，如图3所示，传感器电路还连接至少一个发射管5；
75.发射管5和接收管阵列1同侧设置，并指向同一方向。
76.具体地，为实现较好的手势识别效果，发射管5和接收管阵列1同侧设置，发射管5向上方发射照射光。当用户未进行操作时，接收管阵列1未接收到光线。当用户进行手势操作时，手在发射管5上方构成一反射面a，进而向接收管阵列1反射光线，传感器电路1根据接收到反射光的接收管1判断出用户当前的手势。
77.在实施过程中，根据实际需要，比如传感器的fov(field of view，视角)、感测距离、操作区域等，可根据需要对发射管5和接收管2的数量、大小、功率进行适应性调整。比如，在一实施例中，需要用户进行大范围操作，因此增加了接收管2的数量以形成一较大的接收管阵列1，进而实现对形如摆臂、挥手等较大幅度动作的识别。在另一实施例中，通过调整发射管5的功率，并在接收管阵列1前方增加透镜组，实现了对较远距离的操作手势的识别。
78.在一种较优的实施例中，传感器电路3还包括一发射管驱动电路51，发射管驱动电路51连接时序单元31和发射管5，发射管驱动电路在时序信号的控制下驱动发射管5生成照射光，进而使得信号处理电路21和发射管驱动电路之间通过同一时序信号完成锁相。
79.作为可选的实施方式，上述传感器电路3可选用一可编程传感器电路实现，比如，cn202210103335.0公开了一种可编程光电传感器，其中的电路部分可用于上述的传感器电路3。该类可编程传感器电路通常包括一寄存器单元6，寄存器单元6通过现有技术中的通信协议比如i2c、spi或单线通信接口连接外部的上位机，以接收外部的上位机输出的控制参数，进而对开关电容放大器32、采样积分单元33、信号处理单元34、时序单元21和发射管驱
动电路51等部件进行参数调节，从而使得传感器更为符合实际需求。根据实际设置的环境不同，还可通过在通信过程中加入校验算法、在寄存器单元中设置校验位，以及设置单独的报警电路以避免外部电磁干扰造成寄存器翻转的故障。该上位机和处理装置可以是同一个装置，其通过独立的端口分别发送控制参数，以及接收传感器电路3输出的信号，或是通过同一端口发送控制参数并接收输出信号。上述各模块可根据实际需要调整其设置方式。比如，如图4所示，在一实施例中，光电传感器中集成了接收管阵列1、传感器电路2、发射管5、发射管驱动电路51和寄存器6，并通过总线连接至外部的处理模块4以实现手势识别功能。处理模块4用于向光电传感器中的寄存器单元6发送控制参数，以及接收传感器电路3输出的输出信号，进而实现手势识别过程。
80.在一种较优的实施例中，如图5所示，接收管阵列1包括：
81.多个第一接收管2a，第一接收管2a沿水平方向依次排列；
82.多个第二接收管2b，第二接收管2b沿竖直方向依次排列；
83.第三接收管2c，第三接收管2c位于十字形的中央，第一接收管2a、第二接收管2b和第三接收管2c组成十字形；
84.如图6所示，第三接收管2c包括矩形排列的四个子接收管2c1、2c2、2c3、2c4；
85.子接收管2c1、2c2、2c3、2c4于时序信号的控制下，形成两个沿水平方向设置的第一接收管2a，其中，子接收管2c1和子接收管2c3并联以形成一第一接收管2a，子接收管2c2和子接收管2c4并联以形成另一个第一接收管2a；
86.或，子接收管2c1、2c2、2c3、2c4于时序信号的控制下，形成两个沿竖直方向设置的第二接收管2b，其中，子接收管2c1和子接收管2c3并联以形成一第二接收管2b，子接收管2c2和子接收管2c4并联以形成另一个第一接收管2b。
87.具体地，本实施例中通过将接收管阵列1设置成十字形，由于接收管2的数量的缩减，使得实际的处理算法得以简化，进而在实现对手势的有效识别的同时，实现了较小的传感器体积。同时，通过设置多个依次设置的第一接收管2a和第二接收管2b，实现了接收管阵列1能够沿特定顺序将接收管2产生的光电信号输入传感器电路3，减小了传感器电路3的输入电路规模。
88.进一步地，为实现对操作手势较好的识别效果，本实施例中通过选择将x轴和y轴分别获取输出信号，以实现分别在x轴和y轴方向上完整记录光照强度的变化趋势，进而综合得出操作手势的总体情况。因此，通过设置由四个子接收管2c1、2c2、2c3、2c4组成的第三接收管2c，并控制每个子接收管2c1、2c2、2c3、2c4的面积为第一接收管2a或第二接收管2b的面积的二分之一，可以实现在接收管阵列1中，根据需要在x轴方向由子接收管2c1和子接收管2c3，以及子接收管2c2和子接收管2c4分别形成两个第一接收管2a，或者，在y轴方向上由子接收管2c1和子接收管2c2，以及子接收管2c3和子接收管2c4分别形成两个第二接收管2b，从而实现对x轴或y轴的光线强度的完整记录。
89.在实施过程中，当需要获取x轴的光电信号时，第三接收管2c于时序信号的作用下将子接收管2c1和子接收管2c3并联、子接收管2c2和子接收管2c4并联，进而在x轴方向上形成两个面积等于第一接收管2a的接收管，从而实现对x轴的光线强度的连续记录。当需要获取y轴的光电信号时，第三接收管2c于时序信号的作用下将子接收管2c1和子接收管2c2并联、子接收管2c3和子接收管2c4并联，进而在y轴方向上形成两个面积等于第二接收管2b的
接收管，从而实现对y轴的光线强度的连续记录。
90.在一种较优的实施例中，接收管阵列1于时序信号的控制下，沿第一方向使得第一接收管2a生成的光电信号依次输入传感器电路；
91.以及，沿第二方向使得第二接收管2b生成的光电信号依次输入传感器电路。
92.具体地，为实现在十字形的传感器阵列1上对手势操作进行完整识别，本实施例中，通过设置特定的方向将第一接收管2a和第二接收管2b生成的光电信号依次输入传感器电路2，进而可基于接收管2在x轴或y轴上的序号，及该接收管的信号强度建立起一序号-幅值直角坐标系，并在该坐标系上对各接收管2的信号强度进行拟合得出接收管阵列1的x轴或y轴的光照强度峰值和光照强度的分布情况。随后，通过沿时间顺序比对该坐标系上光照强度峰值和光照强度的分布情况，可有效判断出由于用户的手部运动导致接收管阵列1上的信号强度在x轴和/或y轴上的连续变化，进而识别出手势。
93.在一种较优的实施例中，接收管阵列1通过第一端口向传感器电路3输入第一接收管2a的光电信号，接收管阵列1通过第二端口向传感器电路3输入第二接收管2b的光电信号；
94.时序单元31向接收管阵列1发送第一时序信号和第二时序信号，以使得接收管阵列1向传感器电路3同时输入第一接收管2a的光电信号以及第二接收管2b的光电信号；
95.第一时序信号和第二时序信号之间存在一预设的相位差，以使得第三接收管2c于第一时序信号和第二时序信号的控制下先后形成第一接收管2a和第二接收管2b。
96.具体地，针对现有技术中的光电传感器识别效率较低的问题，本实施例中通过设置第一端口和第二端口分别接收水平方向和竖直方向输出的光电信号，实现了对传感器阵列1的输出信号的快速处理，降低了单个周期的时长，有助于提升光电传感器的检测频率，进而实现更好的识别效率。
97.在实施过程中，第一时序信号和第二时序信号可以是同一类时序信号，其用于控制接收管阵列1依次将第一接收管2a和第二接收管2b的光电信号输入传感器电路3，以及控制第三接收管2c将子接收管2c1、2c2、2c3、2c4并联成第一接收管2a或第二接收管2b。通过设置相位差可以使得第三接收管2c于相位差中进行切换，以完成特定方向的光电信号的输入过程。由于x方向和y方向的信号同时测量和处理，加快了手势识别的速度。
98.作为可选的实施方式，在上述实施例中，发射管驱动电路51可分别连接至两个发射管5，发射管驱动电路51于第一时序信号和第二时序信号的控制下分别驱动每个发射管5形成照射光，以分别向第一接收管2a和第二接收管2b产生相同或不同的照射光，进而使得传感器电路3根据第一时序信号和第二时序信号完成对第一接收管2a和第二接收管2b的先后锁相，以此提高了传感器电路3的处理准确度。上述控制过程中，两个发射管5的发射时间不重叠，以便于在接收管阵列1上形成波动范围较小的照射光。或者，在另一实施例中，发射管驱动电路51驱动一个或多个发射管5，于第一时序信号和第二时序信号的控制下驱动各发射管5同时发光。应当理解的是，根据控制方式的不同，接收管阵列1上的光照强度随之变化，进而使得输出信号在一定范围内发生改变，比如整体输出信号的最大值和最小值、峭度、单调区间等，但其并不影响根据输出信号的变化规律实现对手势的识别。
99.在一种较优的实施例中，处理模块4根据处理信号获取接收管阵列1中每个接收管2的光照强度；
100.处理模块4根据光照强度的变化趋势识别手势。
101.具体地，为实现在十字形的传感器阵列1上对手势操作进行完整识别，本实施例中通过获取每个接收管2的光照强度，并根据x轴或y轴上光照强度的变化趋势准确识别出操作手势。
102.在实施过程中，由于发射管5与接收管阵列1同侧设置，其会通过反射面a在接收管阵列1上形成一较为均匀的光斑，而光斑中心点亮度明显高于光斑边缘亮度，因此通过沿时间序列记录光照强度峰值对应的接收管2的序号可以反应出光斑在接收管阵列1上的移动情况，进而表征出反射面a，即用户的手在x轴和y轴方向上的移动，进而识别出对应的手势。同时，由于反射面a相对于接收管阵列1的距离会影响反射光反射回接收管阵列的光斑的光强和分布，因此通过判断光照强度的分布情况可以进一步地判断出光斑在接收管阵列1上的大小及大小的变化情况，进而表征出反射面a，即用户的手在z轴(相对于光电传感器的距离)上的移动情况。
103.在一种较优的实施例中，当第一接收管2a的光照强度沿水平方向依次增大，且多个第二接收管2b的光照强度于同一时间达到一第一峰值时，表明手势为水平方向移动；
104.具体地，为实现较好的手势识别效果，本实施例中通过比对x轴方向的第一接收管2a的光照强度变化趋势和y轴方向的第二接收管2b的光照强度变化趋势从而综合判断出手势是在何种方向上移动。
105.在实施过程中，某一实施例中，接收管阵列1的第一接收管2a具体包括8个接收管dx1～dx8，其中，dx1为水平方向最左侧的接收管，dx8为水平方向最右侧接收管。第二接收管2b包括8个接收管dy1～dy8，其中，dy1为竖直方向最上侧的接收管，dy8为竖直方向最下侧的接收管。如图7所示，当用户的手沿水平方向从左向右移动时，获取第一接收管2a中的多个接收管dx1～dx8的输出信号并进行排序可得到：当用户的手位于最左侧时，光照强度最大的接收管为接收管dx1，光照强度最弱的为接收管dx8；当用户的手位于中心位置时，光照强度最大的接收管为接收管dx4或接收管dx5；当用户的手位于最左侧时，光照强度最大的接收管为接收管dx8，光照强度最弱的为dx1。通过比对上述变化趋势可以判断出，用户的手在水平方向上是从左向右移动。同时，比对接收管dy1～dy8的光照强度可知，当用户的手位于左侧或右侧时，多个第二接收管2b的光照强度基本相同，仅当用户的手位于中心位置时，即接收管dx4或接收管dx5的光照强度最大时，第二接收管2b的光照强度达到峰值，且最接近中心位置的接收管dy4或接收管dy5的光照强度最大。基于上述比对可知，用户的手在竖直方向上不存在移动。
106.以及，当第二接收管的光照强度沿竖直方向依次增大，且多个第一接收管的光照强度于同一时间达到一第二峰值时，表明手势为竖直方向移动。
107.在实施过程中，如图8所示，当用户的手沿竖直方向自下向上移动时，获取第二接收管2b中的多个接收管dy1～dy8的输出信号并进行排序可得到：当用户的手位于最下侧时，光照强度最大的接收管为接收管dy8，光照强度最弱的为接收管dy1；当用户的手位于中心位置时，光照强度最大的接收管为接收管dy4或接收管dy5；当用户的手位于最上侧时，光照强度最大的接收管为接收管dy1，光照强度最弱的为dy8。通过比对上述变化趋势可以判断出，用户的手在竖直方向上是从下向上移动。同时，比对接收管dx1～dx8的光照强度可知，当用户的手位于上侧或下侧时，多个第一接收管2a的光照强度基本相同，仅当用户的手
位于中心位置时，即接收管dy4或接收管dy5的光照强度最大时，第一接收管2a的光照强度达到峰值，且最接近中心位置的接收管dx4或接收管dx5的光照强度最大。基于上述比对可知，用户的手在水平方向上不存在移动。
108.进一步地，基于上述过程还可通过综合比对水平方向的第一接收管2a的接收信号幅度变化趋势，以及竖直方向的第二接收管2b的接收信号幅度变化趋势得出用户的手在整个平面中的连续动作。
109.在一实施例中，如图9所示，将接收管阵列1的中心点为原点，第一接收管2a的中心线作为x轴，第二接收管2b的中心线作为y轴建立一平面直角坐标系。则针对各个象限均对应一接收信号强度样本。
110.比如，当用户的手位于第一象限时，此时第一接收管2a中接收信号幅度最大的为dx8，接收信号幅度最小的为dx1，第二接收管2b中接收信号幅度最大的为dy1，接收信号幅度最小的为dy8；
111.当用户的手位于第二象限时，此时第一接收管2a中接收信号幅度最大的为dx1，接收信号幅度最小的为dx8，第二接收管2b中接收信号幅度最大的为dy1，接收信号幅度最小的为dy8；
112.当用户的手位于第三象限时，此时第一接收管2a中接收信号幅度最大的为dx1，接收信号幅度最小的为dx8，第二接收管2b中接收信号幅度最大的为dy8，接收信号幅度最小的为dy1；
113.当用户的手位于第四象限时，此时第一接收管2a中接收信号幅度最大的为dx8，接收信号幅度最小的为dx1，第二接收管2b中接收信号幅度最大的为dy8，接收信号幅度最小的为dy1。
114.基于上述四个接收信号强度样本可判断出用户的手在该直角坐标系中所处的象限。
115.此时，若用户想作出一连续动作，比如逆时针旋转，则其运动轨迹应当为第一象限至第二象限，达到第三象限后转向第四象限再返回至第一象限，进而使得光电传感器的输出信号遵循上述接收信号强度样本依次变化，进而使得处理模块4可以识别出该连续动作为逆时针旋转。同样地，当用户需要作出斜向运动时，其运动轨迹为第一象限过原点移动至第三象限，则此时光电传感器的输出信号中，各接收管2的输出幅值均达到最大值，随后减弱至对应的接收信号强度样本。基于这一过程，可识别出该连续动作过原点的斜向移动。上述动作根据实际需要可简单组合，以作出如顺时针旋转、l型手势、j型手势等操作。
116.在一种较优的实施例中，当第一接收管2a的光照强度与第二接收管2b的光照强度同时增大时，表明手势为靠近光电传感器；
117.以及，当第一接收管2a的光照强度与第二接收管2b的光照强度同时减小时，表明手势为远离光电传感器。
118.在实施过程中，如图10所示，以用户的手靠近光电传感器为例，通过比较第一接收管2a中的多个接收管dx1～dx8的输出信号幅度变化趋势，以及第二接收管2b中的多个接收管dy1～dy8的输出信号幅度变化趋势可知，当用户的手靠近光电传感器时，反射光使得第一接收管2a中的多个接收管dx1～dx8以及第二接收管2b中的多个接收管dy1～dy8的光照强度同时变大，进而体现为输出信号增加。基于这一变化趋势可得出用户的手正在靠近光
电传感器。同理，当第一接收管2a和第二接收管2b的输出信号幅度同时减小，则表明用户的手正在远离光电传感器；当第一接收管2a和第二接收管2b的输出信号幅度不变，则表明用户的手与光电传感器之间的距离不变。
119.作为可选的实施方式，处理模块4中预设有相应的人工智能模型，其采用上述输出信号作为训练集进行训练，进而使得人工智能模型在应用中可对实际采集到的输出信号进行分类以准确识别出用户的手势。
120.本发明的有益效果在于：通过对接收管阵列1的排布方式进行调整，在简化算法，提高对用户手势识别的准确率的同时，缩减了接收管阵列1的整体面积，进而使得光电传感器的整体体积更小，便于集成在各类设备中。通过对水平方向上的第一接收管2a或竖直方向上的第二接收管2b输出的光电信号进行依次接收，于处理模块4中形成一组连续地、用于表征当前水平方向或竖直方向上光照强度的输出信号幅值数组，进而实现了对因用户的手部反射在接收管阵列1上形成的光斑位置有效记录，便于通过比对数组的变化判断光斑的移动，以识别出用户的手势移动。通过选用可编程的开关电容放大器32、采样积分单元33、信号处理单元34、时序单元21和发射管驱动电路，实现了对输出信号的幅值、相位、频率等参数的有效调节，保证传感器不进入饱和或输出信号较小的的状态，便于在实际运用中可根据用户需要改变传感器的灵敏度、检测距离、检测范围等参数，进而使得传感器更为符合用户的需求。
121.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。