CN100428123C - 一种数字设备信息输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字设备信息输入装置，包括：触发单元，用于感测手指的触发动作并产生触发信号；所述触发动作为手指的按压动作，使用压力传感器作为触发单元；检测单元，用于接收所述触发单元发出的触发信号，并产生表征手指位置的检测信息；所述手指位置指手指指端与确定的基准点的距离；所述距离被分为整数个区间，每个区间对应于不同的信息元码；信号处理单元，接收检测单元输出的检测信息，根据所述检测信息确定产生触发动作时手指所在的位置，并根据该位置确定输入的信息元码，进而输出该信息元码对应的码值。该装置采用检测产生触发信号时手指所在位置的方法实现输入，利用手指的输入动作产生一个虚拟的键盘，为数字设备微型化提供了便利。

Description

一种数字设备信息输入装置

技术领域

本发明涉及一种信息输入装置，具体地说涉及一种数字设备信息输入装置。

背景技术

目前的数字设备主要采用键盘，鼠标作为信息输入装置，上述设备都能够向数字设备输入基本的信息组成单位，即信息元码(对键盘就是按键的键值)，从而实现向数字设备的信息输入。但是，采用这些输入装置必须占用一些空间，例如键盘必须为人手指的敲击提供足够的活动空间，否则无法实现输入。因此，上述输入装置的微型化受到限制。

随着数字设备不断的向微型化发展，输入设备的空间需求已成为数字设备微型化的障碍。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种数字设备信息输入装置，该装置不必占用特定空间就可实现输入。

本发明提供的一种数字设备信息输入装置，包括：

触发单元，用于感测手指的触发动作并产生触发信号；所述触发动作为手指的按压动作，所述触发传感器为压力传感器；

检测单元，用于接收所述触发单元发出的触发信号，并产生表征手指位置的检测信息；，所述手指位置指手指指端与确定的基准点的距离；所述距离被分为整数个区间，每个区间对应于不同的信息元码；

信号处理单元，接收检测单元输出的检测信息，根据所述检测信息确定产生触发动作时手指所在的位置，并根据该位置确定输入的信息元码，进而输出该信息元码对应的码值。

优选地，所述检测单元输出的检测信息还包含识别产生所述触发信号的手指的手指识别信息；所述信号处理单元同时依据检测信息中的所述手指识别信息确定输入的信息元码。

优选地，根据所述手指指端与确定的基准点的距离，将手指指端在一个平面上可触及的平面区域划分为若干个区间，每个区间对应于不同的信息元码。

优选地，根据所述手指指端与确定的基准点的距离，将手指指端在空间上可以到达的任意位置划分为若干区域，每个区域对应于不同的信息元码。

优选地，上述手指指端与确定的基准点的距离具体采用电磁波相位检测方法进行检测。

优选地，所述检测单元包括：

检测信号发射单元，用于接收所述触发单元发送的触发信号，并根据所述触发信号发射检测信号；

检测信号接收单元，用于接收所述检测信号发射单元发射的检测信号，并将接收的检测信号作为检测信息输出。

优选地，所述检测信息为电磁波，所述检测信号发射单元为电磁波发生器；所述检测信号接收单元为电磁波接收器；根据所述电磁波接收器接收的电磁波的相位确定手指位置。

优选地，所述电磁波发射单元安装在手指指端，所述电磁波接收器安装于该手的手掌掌心。

优选地，所述电磁波接收器为一个，所述手指位置指手指指端与掌心的距离，该距离被划分为若干区间，每个区间对应于一个信息元码。

优选地，在双手的每个手指指端安装有压力传感器和电磁波发生器，在双手的手掌掌心分别安装电磁波接收器；根据普通键盘上各手指分管的按键以及普通键盘的尺寸设置各手指以及手指的距离区间与信息元码的对应方式。

优选地，所述电磁波接收器为两个，分别按装在该手的手掌掌心两侧；所述手指位置指手指指端在任意平面的可触及的区域，该区域被划分为若干区间，每个区间对应于一个信息元码。

本发明提供的数字设备输入装置，由于采用检测产生触发信号时手指所在位置的方法实现输入，实际上是利用手指的输入动作产生一个虚拟的键盘。该装置不需要为手指击键增加设备的空间，只需要手指具有足够的活动范围即可实现输入，为数字设备微型化提供了便利。

本装置可以自由的设置具体的输入方式。本装置的优选方案中，可以使所述虚拟键盘与普通键盘的按键布置和键盘空间完全相同，方便的满足使用者的使用习惯。

附图说明

图1是本发明第一实施例的示意图；

图2是本发明第一实施例的微处理器安装示意图；

图3是本发明第一实施例的中指与信息元码对应关系的示意图；

图4是本发明采用检测相位实现距离检测的方法；

图5是本发明第二实施例的示意图；

图6是本发明第二实施例的食指可活动范围。

具体实施方式

请参看图1，为本发明第一实施例的示意图。

该数字设备输入装置包括触发单元、检测信号发射单元、检测信号接收单元、信号处理单元。

所述触发单元用于检测手指的触发动作并产生触发信号。本实施例中手指的触发动作是指手指的按压，相应的，该触发单元为压力传感器。如图1所示，在每个手指的指端装有压力传感器，即图1中的101、102、103、104、105。当手指在任意硬面上按压时，压力传感器都会被触发，并产生电信号作为触发信号。

检测信号发射单元，用于接收所述触发单元发送的触发信号，并根据所述触发信号发射检测信号。本实施例中采用的检测信号为电磁波，相应的，采用电磁波发生器作为检测信号发射单元。图1示出在手指的指端下部与所述压力传感器101、102、103，104，105分别对应，安装有电磁波发生器106、107、108、109、110，上述压力传感器检测到手指按压信号后，发出触发信号并通过导线或其它方式传送给对应的电磁波发生器，对应的电磁波发生器立即发射作为检测信号的电磁波。对应于每一个手指的不同的电磁波发生器，该检测信号有不同的特点(例如不同的频率、相位或幅值)，以便区别发出触发信号的手指。所述电磁波只需发射若干个波长即可，以满足检测需要为标准。该电磁波的功率应当控制在适当的范围内，以满足检测需要并且不会对人体产生伤害为准。

所述检测接收单元，用于接收检测信号发射单元发射的检测信号，并将接收的检测信号输出。本实施例中，采用图1所示置于手心的电磁波接收器111作为检测接收单元。该电磁波接收器111可以接收所述位于各个手指的电磁波发生器产生的电磁波信号，并将接收的电磁波信号作为检测结果输出。由于手指触发时的位置不同、以及产生触发信号的手指不同，该检测信号接收单元接收的电磁波信号也不相同，因此该电磁波信号可以表征产生触发信号的手指以及触发位置。

请参看图2，所述信号处理单元是固定在手背上的微处理器112。该微处理器112接收所述检测接收单元输出的电磁波信号，并对该电磁波信号进行识别，包括根据该电磁波信号确定发出触发信号的手指以及触发时该手指所在的位置。该微处理器112还存储有真值表，该真值表将手指以及手指所在的位置等信息对应于确定的信息元码。根据获得的上述信息，通过查阅所述真值表，微处理器112确定输入的信息元码，转换为相应的ASCII码，通过有线或无线的方式输出供数字设备使用。

在本实施例中，所述触发时该手指所在的位置是指产生按压触发动作时，该手指指端与电磁波接收器111所在位置即手心的相对距离。所述手指指端与手心的相对距离的可能的范围被划分为若干个(例如3个)区段，当检测到手指按压触发时手指指端位于某个区段时，就将该区段作为确定输入的键值的手指指端位置信息。以下以中指为例对此进行说明。

请参看图3，该图示出中指在不同位置的按压动作，当按压的位置不同时，中指指端与手心的距离也不相同。所述中指指端与手心的距离被划分为三个区段，所述每个区段对应于不同的输入键值。如图3所示，将中指与手心距离由近至远的三个区段对应为c、d、e三个键值。这种设置与普通键盘中中指管辖的键值对应，使使用者便于适应。

同样的，可以定义其它手指在不同的区段触发时的键值，并获得一个具有完整的键值分布的虚拟键盘。为了满足使用者的使用习惯，可以在十个手指指端分别安装压力传感器和电磁波发生器，并在两手的掌心分别安装电磁波接收器，并根据普通键盘的按键分布设置虚拟键盘。

为确定所述手指指端与手心的距离可以采用不同的方式。例如，根据电磁波的相位或者传输时间都是可行的方法，上述方案都可以在现有技术中获得启示。

请参看图4，该图以采用相位检测方法对中指位置进行检测为例说明距离检测的方法。

图4示出中指在不同位置触发时检测信号接收单元接收的不同起始相位的电磁波信号。

图4中波形a表示中指指端与掌心之间可能的距离范围的中间位置触发时，电磁波接收器111接收的电磁波信号为一个初始相位为零的检测信号。

图4中波形b表示，当中指指端在距离掌心较远的位置时，所述电磁波接收器111接收到的作为检测信号的电磁波波形。从图中可以看出，由于传输距离波形a时较远，该电磁波被所述电磁波接收器111接收时，其初始相位比图4a的波形滞后。检测两者的相位差t1，结合电磁波波长就可以计算触发时中指指端到掌心的距离。

同样，图4中波形c表示，当中指指端在距离掌心较近的位置时，所述电磁波接收器111接收到的作为检测信号的电磁波波形。从图中可以看出，由于传输距离较波形a时较近，该电磁波被所述电磁波接收器111接收时，其初始相位比图4a的波形超前。检测两者的相位差t2，结合电磁波波长就可以计算触发时中指指端到掌心的距离。

实际上，只需确定手指指端与掌心距离的范围在图3所示的c、d、e的范围即可。获知该距离范围并结合该电磁波代表的触发手指为中指两方面的信息，就可以确定输入的信息元码。

除了上述相位检测的方法外，还可以使用频率、脉冲数等方法，获得手指触发时的距离范围，从而确定输入的键值。

请参看图5，该图示出本发明第二实施例的示意图。

该图示出，在除大拇指外的手指指端安装有压力传感器501、502、503、504，上述压力传感器中集成有电磁波发生器。同时，在手掌的左侧、右侧分别安装有两个电磁波接收器505、506。与第一实施例相同，在手背安装有微处理器(图未示)，用于处理所述电磁波接收器505、506输出的检测信息。

由于安装有两个电磁波接收器，因此，所述微处理器根据两个电磁波接收器传来的同一次触发获得检测信息，可以确定手指所在的平面位置。

请参看图6，该图中的阴影区示出食指可以活动的范围。食指在此范围内的任何一点发出触发信号，都会产生相应的电磁波信号，并被所述电磁波接收器505、506接收，并且由于相对距离的不同，电磁波接收器505、506获得的电磁波信号也不相同。因此，综合上述电磁波信号，可以准确的确定食指在其活动范围内的坐标位置。具体而言，是将上述电磁波信号传送到微处理器，由微处理器进行识别计算，确定食指进行触发时在图6中阴影区的位置。在具体应用中，该阴影区被划分为若干区间，每个区间对应于不同的信息元码，以实现同一手指方便的输入多种信息。例如，可将该阴影区划分为中间、上部、下部、左部、右部，并将每一部分对应于一个信息元码，则可以获得一个虚拟的五向键，这种按键在手机等便携式输入装置中广泛存在。

同样，可以增加所述电磁波接收器，获得手指触发时的空间信息，则可能在一个手指的活动空间上，定义更多的对应于一定的输入信息元码的位置，从而用一指实现多信息元码输入。由此可见，本输入方法在节约空间的同时，同时是一种高度灵活的信息输入方式。

本发明的基本思路是，将手指的活动位置划分为若干部分，使每个部分对应于信息元码。用检测某一确定的时间时手指所在位置的方法，确定使用者希望输入的信息元码。所述确定的时间由手指发出触发信号决定，所述确定的位置由检测单元检测获得。处理单元根据上述信息，结合内部真值表就可以确定输入的信息元码。只要采用上述方法，就属于本发明的保护范围，具体如何产生触发信号，以及采用何种方式检测手指所处于的空间位置在现有技术中都可以获得多种技术启示(例如除了使用电磁波也可以使用激光进行空间位置检测)，但不论采用何种具体方式，都应视为落入本发明权利要求的保护范围内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种数字设备信息输入装置，其特征在于，包括：

触发单元，用于感测手指的触发动作并产生触发信号；所述触发动作为手指的按压动作，使用压力传感器作为触发单元；

检测单元，用于接收所述触发单元发出的触发信号，并产生表征手指位置的检测信息；所述手指位置指手指指端与确定的基准点的距离；所述距离被分为整数个区间，每个区间对应于不同的信息元码；

信号处理单元，接收检测单元输出的检测信息，根据所述检测信息确定产生触发动作时手指所在的位置，并根据该位置确定输入的信息元码，进而输出该信息元码对应的码值。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元输出的检测信息还包含识别产生所述触发信号的手指的手指识别信息；所述信号处理单元同时依据检测信息中的所述手指识别信息确定输入的信息元码。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，根据所述手指指端与确定的基准点的距离，将手指指端在一个平面上可触及的平面区域；划分为若干个区间，每个区间对应于不同的信息元码。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述手指指端与确定的基准点的距离具体采用电磁波相位检测方法进行检测。

5、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，根据所述手指指端与确定的基准点的距离，将手指指端在空间上可以到达的任意位置划分为若干区域，每个区域对应于不同的信息元码。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述手指指端与确定的基准点的距离具体采用电磁波相位检测方法进行检测。

7、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括：

检测信号发射单元，用于接收所述触发单元发送的触发信号，并根据所述触发信号发射检测信号；

检测信号接收单元，用于接收所述检测信号发射单元发射的检测信号，并将接收的检测信号作为检测信息输出。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述检测信息为电磁波，所述检测信号发射单元为电磁波发生器；所述检测信号接收单元为电磁波接收器；根据所述电磁波接收器接收的电磁波的相位确定手指位置。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电磁波发射单元安装在手指指端，所述电磁波接收器安装于该手的手掌掌心。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电磁波接收器为一个，所述手指位置指手指指端与掌心的距离，该距离被划分为若干区间，每个区间对应于一个信息元码。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在双手的每个手指指端安装有压力传感器和电磁波发生器，在双手的手掌掌心分别安装电磁波接收器；根据普通键盘上各手指分管的按键以及普通键盘的尺寸设置各手指以及手指的距离区间与信息元码的对应方式。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电磁波接收器为两个，分别按装在该手的手掌掌心两侧；所述手指位置指手指指端在任意平面的可触及的区域，该区域被划分为若干区间，每个区间对应于一个信息元码。

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