CN102591464B - 一种激光虚拟键盘 - Google Patents

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Abstract

本发明一种激光虚拟键盘，主要包括键盘图案投射模组、光感应器、两个电激光器和中央处理单元，该两电激光器和光感应器分别连接至中央处理单元；该键盘图案投射模组设置于显示屏上边沿的中央位置，用于将键盘图案投影至显示屏前的平面上；本发明中成像键盘图案的方法成本低廉且图像稳定、清晰；当使用者利用本发明进行输入时，该两电激光器所分别发射的两激光束会同时射到使用者的手指上形成反射，通过获得两个电激光器发射的激光束的角度，结合已知的两个电激光器的间距，依照三角定位算法，即可获得使用者手指在键盘图案上的位置，该算法简单且定位准确。

Description

一种激光虚拟键盘
技术领域
本发明涉及一种激光虚拟键盘，适用于带虚拟激光键盘的手机、平板电脑等便携式数码产品。
背景技术
目前，平板电脑、手机、MP4、掌上电脑等产品的键盘一般都是在液晶屏上显示出来，并通过触控液晶屏上方的触摸屏来完成相应的输入工作。在使用的时候要不断地触摸显示屏，由于显示屏的面积有限，显示的键盘面积比较小，且其他内容的显示面积也大幅减小了，使用很不方便。若不要使用触摸屏的话，则需外接实物键盘来作为输入设备，携带和使用都很不方便。
于是业界产生一种激光虚拟键盘来解决上述不足，该种激光虚拟键盘主要包括一扫描感测装置，包括第一和第二激光发射器，该第一激光发射器设置于该扫描感测装置的高端处，用以发射一可见激光束进行面扫描而产生键盘的图案，并且于使用者使用该键盘进行输入时，产生一第一反射光束；该第二激光发射器设置于该第一激光发射器的下方，用于发射平行的不可见激光束，以线扫描的方式平行于键盘图案，且线扫描的角速度相同于该第一激光发射器的线扫描角速度，从而于使用者利用该键盘进行输入时，产生一第二反射光束；在第一和第二激光发射器之间设置一激光接收器，于使用者利用该键盘进行输入时，接收该第一和第二反射光束，从而得到使用者输入的信号；上述的第一激光发射器其实是一个激光微型投影器，其原理是一根激光束在一个面上纵横高速扫描，类似电视机的电子枪，通过控制激光束的明暗，在扫描面上形成图案，这种方式需要一个非常复杂的反射镜，一束固定的激光射在反射镜上，通过控制反射镜的翻转，改变入射角，使得出射激光形成扫描线，这种方法类似美国MICROVISION的激光微型投影，实现起来技术难度非常大，MICROVISION已经在这个方向上研究了十几年时间，现在还不能量产，最大的难点就在于产生一个精密的扫描线，就是需要精密地控制那个反射镜。
发明内容
 本发明的目的在于提供一种成本较低，质量稳定的激光虚拟键盘。
一种激光虚拟键盘，主要包括键盘图案投射模组、光感应器、两个电激光器和中央处理单元，该两电激光器和光感应器分别连接至中央处理单元；
该键盘图案投射模组设置于显示屏上边沿的中央位置，该键盘图案投射模组通过一光源透过一透镜射到一键盘图案片上，将该键盘图案片投影到桌面上形成键盘图案；
该光感应器设置于显示屏下边沿该键盘图案投射模组的下方，该两电激光器分设于显示屏下边沿光感应器的两侧；
该两电激光器分别发射不同波长的不可见激光束，其中任一个电激光器发出的激光束皆通过一个旋转的反射镜反射至同一平面内，且该电激光器以一定的速度在所述的同一平面内来回扫描以形成一扇形面，该扇形面覆盖需要识别的键盘区域；所述的任一电激光器旁设有磁传感器，由一个线激光射到一个旋转的反射镜形成一个旋转的线扫描，该旋转的反射镜预先经过磁化，该反射镜每旋转一圈将在固定位置触发磁感应器，并发送一个电脉冲给中央处理单元；
当使用者利用该键盘进行输入时，该两电激光器所分别发射的不同波长的两激光束会同时射到使用者的手指上形成反射，所述的光感应器接收到该两种不同波长的反射光，并将收到的光信号转换为电信号后发送给中央处理单元，该中央处理单元根据光感应器接收到光信号的时间和对应该波长的电激光器上一次磁传感器脉冲的发送时间，分别计算出该两电激光器发射的激光束的角度，结合已知的两个电激光器的间距，通过三角定位算法获得反射点的位置，进而获得使用者手指在键盘图案上的位置。
由于本发明中的键盘图案投射模组指的是一个激光发光二极管透过一准字透镜射到一个图案片上，将该图案片投射到桌面上就形成键盘图案，该种键盘图案的成像方法成本低廉且图像稳定、清晰；当使用者利用本发明进行输入时，该两电激光器所分别发射的两激光束会同时射到使用者的手指上形成反射，通过获得两个电激光器发射的激光束的角度，结合已知的两个电激光器的间距，依照三角定位算法，即可获得使用者手指在键盘图案上的位置，该算法简单且定位准确。
附图说明
图1为本发明设置于平板电脑的结构示意图；
图2为本发明的工作原理图。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明一种激光虚拟键盘，以设置于平板电脑为例，主要包括键盘图案投射模组1、光感应器2、两个电激光器3和中央处理单元4，该两电激光器3和光感应器2分别连接至中央处理单元4；
该键盘图案投射模组1设置于显示屏上边沿的中央位置，该键盘图案投射模组1通过一光源透过一透镜射到一键盘图案片上，将该键盘图案片投影到桌面上形成键盘图案6；
该光感应器2设置于显示屏下边沿该键盘图案投射模组1的下方，该两电激光器3分设于显示屏下边沿光感应器2的两侧；
该两电激光器3分别发射不同波长的不可见激光束，其中任一个电激光器3发出的激光束皆通过一个旋转的反射镜（图中未示）反射至同一平面内，且该电激光器3以一定的速度(例如每秒10圈的速度) 在所述的同一平面内来回扫描以形成一个扇形面7，该扇形面7覆盖需要识别的键盘区域；所述的任一电激光器3旁边设置有磁传感器，旋转扫描线由一个线激光射到一个旋转的反射镜形成一个旋转的线扫描，旋转的反射镜预先经过磁化，反射镜每旋转一圈将在固定位置触发磁感应器，分别发送一个电脉冲给中央处理单元4，那么两次脉冲之间的角度就是360度，中央处理单元4内部设置有时钟计数频率，例如磁传感器两次脉冲之间计数10000，那么角度每一度对应的时钟计数为10000/360,若中央处理单元4得知光感应器2接收到反射光信号距离上一次磁传感器脉冲时间为300个时钟计数，那么此时激光束角度为300*10000/360。
当使用者利用该键盘进行输入时，该两电激光器3所分别发射的两激光束会同时射到使用者的手指5上形成反射，所述的光感应器2接收到该两种不同波长的反射光，并将收到的光信号转换为电信号后发送给中央处理单元4，该中央处理单元4根据光感应器2接收到光信号的时间和对应该波长的电激光器3上一次磁传感器脉冲的发送时间，分别计算出该两电激光器3发射的激光束的角度8
结合已知的两个电激光器3的间距，通过三角定位算法获得反射点（即两激光束交点）的位置，进而获得使用者手指5在键盘图案上的位置。
本发明中的键盘图案投射模组1，指的是一个激光发光二极管透过一准字透镜射到一个键盘图案片上，将该图案片投射到桌面上就形成键盘图案6，该种键盘图案的成像方法成本低廉且图像稳定和清晰。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种激光虚拟键盘，其特征在于：主要包括键盘图案投射模组、光感应器、两个电激光器和中央处理单元，该两电激光器和一光感应器分别连接至中央处理单元；
该键盘图案投射模组设置于显示屏上边沿的中央位置，该键盘图案投射模组通过一光源透过一透镜射到一键盘图案片上，将该键盘图案片投影到桌面上形成键盘图案；
该光感应器设置于显示屏下边沿该键盘图案投射模组的下方，该两电激光器分设于显示屏下边沿光感应器的两侧；
该两电激光器分别发射不同波长的不可见激光束，其中任一个电激光器发出的激光束皆通过一个旋转的反射镜反射至同一平面内，且该电激光器以一定的速度在所述的同一平面内来回扫描以形成一扇形面，该扇形面覆盖需要识别的键盘区域；所述的任一电激光器旁设有磁传感器，由一个线激光射到一个旋转的反射镜形成一个旋转的线扫描，该旋转的反射镜预先经过磁化，该反射镜每旋转一圈将在固定位置触发磁感应器，并发送一个电脉冲给中央处理单元；
当使用者利用该键盘进行输入时，该两电激光器所分别发射的不同波长的激光束会同时射到使用者的手指上形成两种不同波长的反射光，该光感应器接收到该两反射光后将收到的光信号转换为电信号后发送给中央处理单元，该中央处理单元根据光感应器接收到光信号的时间和对应该波长的电激光器上一次磁传感器电脉冲的发送时间，分别计算出该两电激光器发射的激光束的角度，结合已知的两个电激光器的间距，通过三角定位算法获得反射点的位置，进而获得使用者手指在键盘图案上的位置。
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