CN107015668A - 信号输入系统及其应用的电子系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种信号输入系统及其应用的电子系统，所述信号输入系统包括：光电转换模块，包括第一透明导电层、第二透明导电层以及至少一个透明光电转换层；第一透明导电层和第二透明导电层分别对应设置有至少三个电流检测点；至少三个电流检测模块，用于检测各电流检测点的电流；信号处理模块，用于获取电流的波动特征量并对电流的波动所携带的调制信号进行解调获取对应的编码信号；控制模块，用于获取光源照射点的输入信息、对编码信号进行解码获取对应的输入信号并发送至一电子设备。本发明可对电子设备进行远程信号非接触式输入，而且本发明所提供的光电转换模块在可见光区具有高透光性，从而不会明显影响电子设备信号输入区域的视觉效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品领域，特别是涉及输入设备技术领域，具体为一种信号输入系统及其应用的电子系统。
版权申明
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
背景技术
计算机技术及通信技术的发展，给人们带来了极大的便利。人们在享用这些便利时，必须利用输入、输出设备处理信息。现有的输入、输出设备通常各司其职，如鼠标、键盘、显示器、打印机等，功能单一。最新发展起来的触摸屏，实现了输入、输出功能的整合，但也有其不足：1)触控时必须接触触摸屏，不能非接触远程输入信号；2)只能输入触控坐标，不能输入其他信号。
现有的输入设备技术发展缓慢，在使用功能上有诸多限制及不便。
发明内容
为了解决上述的以及其他潜在的技术问题，本发明的实施例提供了一种信号输入系统，所述信号输入系统包括：光电转换模块，包括第一透明导电层、第二透明导电层以及设置于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的至少一个透明光电转换层；其中，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层分别对应设置有至少三个电流检测点；至少三个电流检测模块，连接于对应的所述第一透明导电层的电流检测点和所述第二透明导电层的电流检测点之间，用于检测光源照射点照射所述透明光电转换层时各所述电流检测点的电流；信号处理模块，与各所述电流检测模块相连，用于根据各所述电流检测点的电流获取电流的波动特征量并对所述电流的波动所携带的调制信号进行解调获取对应的编码信号；控制模块，与所述信号处理模块相连，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点的输入信息、对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号并将所述输入信息和所述输入信号发送至一可对所述输入信息和所述输入信号进行响应的电子设备。
于本发明的一实施例中，所述透明光电转换层为在可见光区具有高透光性的半导体层且具备光电转换特性。
于本发明的一实施例中，在所述透明光电转换层为2个或2个以上时，相邻所述透明光电转换层之间设置有透明导电隔离层。
于本发明的一实施例中，所述透明导电隔离层为透明金属薄膜、透明金属氧化物薄膜、透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。
于本发明的一实施例中，所述第一透明导电层的外表面和所述第二透明导电层的外表面分别设置有透明保护层。
于本发明的一实施例中，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层为透明金属薄膜、透明金属氧化物薄膜、透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。
于本发明的一实施例中，所述信号输入系统还包括一具有一贴设面的设备，所述光电转换模块贴设于所述设备的贴设面上。
于本发明的一实施例中，所述电流检测模块包括检测电路；所述检测电路的两端分别对应与所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的电流检测点相连。
于本发明的一实施例中，所述电流检测模块还包括电容；所述电容设置于所述检测电路与所述第一透明导电层或所述第二透明导电层的电流检测点之间，将二者隔开。
于本发明的一实施例中，所述检测电路包括电流检测元件，所述电流检测元件为检测电阻、电流互感器、罗氏线圈、霍尔效应器件中的任一种。
于本发明的一实施例中，所述检测电路还包括与所述电流检测元件相连的电流放大电路。
于本发明的一实施例中，所述电流的波动特征量包括波动频率特征量和/或波动振幅特征量。
于本发明的一实施例中，所述电流检测点设置于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的顶点或象限点。
于本发明的一实施例中，所述控制模块包括：位置坐标获取单元，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点于所述光电转换模块上的位置坐标；信号坐标获取单元，用于根据所述光电转换模块与所述电子设备的坐标对应关系获取所述光源照射点的信号输入坐标；解码单元，用于对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号；发送单元，用于将所述光源照射点的信号输入坐标和所述输入信号发送至所述电子设备。
于本发明的一实施例中，所述信号输入系统还包括：光源发射模块，所述光源发射模块包括：光源发射单元，用于发射强度呈周期性波动、位于所述透明光电转换层的工作波段范围内的光源，并于所述透明光电转换层形成所述光源照射点；编码单元，用于对输入信号进行编码获取编码信号；调制单元，与所述编码单元相连，用于根据所述编码信号对光源的强度波动进行调制使所述强度波动携带所述调制信号。
于本发明的一实施例中，所述编码信号中加入有纠错码；所述控制模块还包括：筛选单元，用于根据所述纠错码对所述输入信号进行筛选。
于本发明的一实施例中，所述透明光电转换层的工作波段为红外波段或紫外波段；所述光源发射模块还包括指示光源发射单元，用于发射位于可见波段的指示光源。
本发明的实施例还提供了一种电子系统，包括电子设备和与所述电子设备相连的如上所述的信号输入系统。
于本发明的一实施例中，所述信号输入系统与所述电子设备通过有线或无线方式连接。
如上所述，本发明的信号输入系统及其应用的电子系统具有以下有益效果：
本发明实施例的信号输入系统可以实现对电子设备进行远程信号非接触式输入，输入的信号不仅包含输入点的坐标，还可以包含其他输入信号，而且本发明所提供的光电转换模块在可见光区具有高透光性，从而不会明显影响电子设备信号输入区域的视觉效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1显示为本发明的信号输入系统的原理框图。
图2显示为本发明的信号输入系统中光电转换模块的结构示意图。
图3显示为本发明的信号输入系统中光电转换模块的另一种结构示意图
图4显示为本发明的信号输入系统中光电转换模块的另一种结构示意图。
图5至图7显示为本发明的信号输入系统中电流检测点的设置位置示意图。
图8显示为本发明的信号输入系统中控制模块的原理框图。
图9显示为本发明的信号输入系统中光源照射点的位置坐标计算示意图。
图10显示为本发明的信号输入系统中光源发射模块的原理框图。
图11～图12显示为本发明的信号输入系统中光源强度波动示意图。
图13～图14显示为本发明的信号输入系统中调频后光源强度波动示意图。
图15～图16显示为本发明的信号输入系统中调幅后光源强度波动示意图。
元件标号说明
100 信号输入系统
110 光电转换模块
111 透明光电转换层
112 第一透明导电层
113 第二透明导电层
114 透明导电隔离层
115 透明保护层
116 电流检测点
120 电流检测模块
130 信号处理模块
140 控制模块
141 位置坐标获取单元
142 信号坐标获取单元
143 解码单元
144 发送单元
150 光源发射模块
151 编码单元
152 调制单元
153 光源发射单元
154 指示光源发射单元
200 电子设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图16。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例的目的在于提供一种信号输入系统及其应用的电子系统，用于解决现有技术中触控时必须接触触摸屏，不能非接触远程输入信号以及只能输入触控坐标，不能输入其他信号的问题。以下将详细阐述本发明的信号输入系统及其应用的电子系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的信号输入系统及其应用的电子系统。
如图1所示，本实施例提供了一种信号输入系统100，利用光电效应进行远程信号非接触式输入。所述信号输入系统100包括：光电转换模块110，电流检测模块120，信号处理模块130以及控制模块140。
于本实施例中，所述光电转换模块110通常为矩形，但也可以为其他形状，例如三角形、多边形、圆形、椭圆等。所述光电转换模块110为在可见光范围内具备高透光率的透明膜结构。所述透明膜结构由3层透明材料构成：中间一层为能够进行光电转换的透明光电转换层111，外面两层为外侧透明导电层，两层所述外侧透明导电层设置有至少三个电流检测点116。本实施例所提供的光电转换模块110在可见光区具有高透光性，从而不会明显影响电子设备信号输入区域的视觉效果。
具体地，于本实施中，如图2所示，所述光电转换模块110包括第一透明导电层112、第二透明导电层113以及设置于所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113之间的至少一个透明光电转换层111；其中，所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113分别对应设置有至少三个电流检测点116。所述透明光电转换层111为在可见光区具有高透光性的半导体层且具备光电转换特性。所述半导体层可以仅在某一特定波段范围内进行光电转换且在可见光区具有高透光性，例如基于铝酞菁/碳60(ClAlPc/C60)的透明光电转换层111仅作用于红外波段、紫外波段，或者基于PBDTT-DPP/PCBM的透明光电转换层111仅作用于红外波段、紫外波段，或者基于Ph2-benz-bodipy/C60的透明光电转换层111主要作用在近红外波段，或者基于酞菁铜/PTCBI(CuPc/PTCBI)的透明光电转换层111在可见光区具有高透光性，或者基于酞菁锌/碳60(ZnPc/C60)透明光电转换层111在可见光区具有高透光性，或者基于钙钛矿薄膜的透明光电转换层111在可见光区具有高透光性。
所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113为透明金属薄膜或透明金属氧化物薄膜或透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113同时具备高导电性和高透光性，例如基于金属银的透明导电层，或者基于金属银线的网格状透明导电层，或者基于氧化锡SnO2的透明导电层(ITO,FTO)，或者基于氧化锌(ZnO)的透明导电层,或者基于金属铜线的网格状透明导电层，或者基于银纳米线的透明导电层，或者基于碳纳米管的透明导电层，或者基于石墨烯的透明导电层，或者基于导电高分子如聚(3,4-乙撑二氧噻吩)—聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的透明导电层。
于本实施例中，多个所述透明光电转换层111可以重叠，整体作为一个光电转换模块110协同工作。如图3所示，所述透明光电转换层111可以为2个或2个以上，在所述透明光电转换层111为2个或2个以上时，相邻所述透明光电转换层111之间设置有透明导电隔离层114。
于本实施例中，所述透明导电隔离层114为透明金属薄膜或透明金属氧化物薄膜或透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。也可以为基于其它材料制成的透明导电薄膜。所述透明导电隔离层114同时具备高导电性和高透光性，例如基于金属银的透明导电层，或者基于金属银线的网格状透明导电层，或者基于氧化锡SnO2的透明导电层(ITO,FTO)，或者基于氧化锌(ZnO)的透明导电层,或者基于金属铜线的网格状透明导电层，或者基于银纳米线的透明导电层，或者基于碳纳米管的透明导电层，或者基于石墨烯的透明导电层，或者基于导电高分子如聚(3,4-乙撑二氧噻吩)—聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的透明导电层。
于本实施例中，如图4所示，所述第一透明导电层112的外表面和所述第二透明导电层113的外表面分别设置有透明保护层115。例如采用玻璃、塑料薄膜等作为透明保护层115。
所述光电转换模块110可置于电子设备200的显示终端或其他附着物上，例如，可将所述光电转换模块110的材料与显示终端或其他附着物的基材结合在一起，形成一个整体，还可将光电转换模块110制作成膜，再贴于显示终端或其他附着物上。
所以于本实施例中，所述信号输入系统100还可以包括一具有一贴设面的设备，所述光电转换模块110贴设于所述设备的贴设面上。所述具有一贴设面的设备例如但不限于为显示屏，广告牌，玻璃，门窗，家具家电，可穿戴设备等等，只要具备一贴设面的设备均可。其中，由于所述光电转换模块110可以为柔性的，所述设备的贴设面包括但不限于平面，曲面等。
于本实施中，具有至少三个电流检测模块120，每一个电流检测模块120连接于对应的所述第一透明导电层112的电流检测点116和所述第二透明导电层113的电流检测点116之间，用于检测光源照射点照射所述透明光电转换层111时各所述电流检测点116的电流。即所述第一透明导电层112的电流检测点116和所述第二透明导电层113的电流检测点116之间分别对应一个电流检测模块120。
根据所述光电转换模块110的形状，各电流检测点116的设置位置不同，所述电流检测点116优选设置在所述光电转换模块110的顶点、象限点等特殊位置处。例如，如图5至图7所示，所述光电转换模块110为具有顶点的方形或三角形等形状时，所述电流检测点116设置在所述光电转换模块110的各顶点，所述光电转换模块110为圆形或椭圆形时，所述电流检测点116设置在所述光电转换模块110的圆周均分点处，例如象限点。
于本实施例中，如图1所示，所述电流检测模块120包括检测电路，所述检测电路的两端分别对应与所述第一透明导电层112的电流检测点116和所述第二透明导电层113的电流检测点116相连。即所述检测电路连接在所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113之间，其中，所述第一透明导电层112的电流检测点116和所述第二透明导电层113的电流检测点116对应设置。
于本实施例中，如图1所示，所述电流检测模块120还包括电容，所述电容设置于所述检测电路与所述第一透明导电层112或所述第二透明导电层113的电流检测点116之间，将二者隔开。即所述检测电路和所述电容串联在所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113之间，其中，所述第一透明导电层112的电流检测点116和所述第二透明导电层113的电流检测点116对应设置。
所述电流检测模块120用以检测所述光电转换模块110在各所述电流检测点116产生的周期性波动电压所产生的电流，并将检测得到的电流输入至信号处理模块130。
其中，所述检测电路包括电流检测元件，所述电流检测元件采用检测电阻、电流互感器、罗氏线圈、霍尔效应器件等已经成熟应用的电流检测元件。
于本实施例中，所述检测电路还包括与所述电流检测元件相连的电流放大电路。所以，于本实施例中，所述电流检测模块120可以将所述电流放大至一定倍率后，再作为检测电流输入至信号处理模块130。所述电流放大电路可以采用基于半导体三极管的放大电路。
所述光电转换模块110在所述电流检测点116上产生的电压由两部分来源构成，第一部分电压U1来自于工作环境中的光辐射，第二部分电压U2来自工作光源，在一极短时间内U1基本没有变化，而U2随所述工作光源的强度波动而变化。通过所述电流检测点116的电流为：I＝(U1+U2)/R＝U1/R+U2/R，由于U1/R基本不变，因此，在一极短时间内通过所述电流检测点116的电流的波动只与工作光源的强度波动有关。
将检测电路与电容串联之后，通过电容的电流为：I＝C dU/dt＝C(dU1/dt+dU2/dt)，由于dU1/dt≈0，I＝C dU2/dt，因此，在一极短时间内通过所述电流检测点116的电流只与工作光源的强度波动有关，进而减小了环境中光辐射的干扰。
于本实施中，所述信号处理模块130与各所述电流检测模块120相连，用于根据各所述电流检测点116上的电流获取电流的波动特征量并对所述电流的波动所携带的调制信号进行解调获取对应的编码信号。
具体地，所述信号处理模块130与各所述电流检测模块120连接，获取所述电流检测模块120在所述第一透明导电层112和所述第二透明导电层113上各所述电流检测点116处得到的检测电流。所述信号处理模块130根据各所述电流检测点116的检测电流，计算得到各所述检测电流的波动特征量，并将所述检测电流的波动特征量输入至控制模块140。
其中，所述电流的波动特征量包括波动频率特征量和/或波动振幅特征量。
所述信号处理模块130根据所述检测电流的波动，对预先调制进所述波动的调制信号进行解调，并将解调得到的编码信号输入至所述控制模块140。
例如，信号处理模块130可采用现已成熟应用的模数转换器(A/D转换器)，将各检测电流信号转换成代表电流波动特征量的数字信号；以及将检测电流波动所携带的调制信号进行解调，得到编码信号。再将这些信号输入至所述控制模块140。
工作光源的强度波动，引起了所述电流检测点116的电压波动。因此，可以设计工作光源的强度波动特征，以代表一定的信号；工作光源的强度波动特征，会反映到所述电流检测点116的电压波动特征上，然后被电流检测模块120检测到这种波动特征后，输入至信号处理模块130还原成原来的信号。
所述解调可以是对所述检测电流的波动频率进行解调；还可以是对所述检测电流的波动幅度进行解调。
当采用波动频率携带信号时，工作光源的强度波动选择一特定的频率作为基准频率。工作光源的强度波动频率以其基准频率为基准，随时间降低或升高。一定的频率变化序列代表0，另一频率变化序列代表1，即可将信号调制进波动频率。这些波动频率变化序列最终被电流检测模块120以所述电流检测点116的电流波动频率变化序列的形式获取，并输入至信号处理模块130。信号处理模块130根据电流波动频率变化序列，还原成对应的信号0或1，实现对波动频率的解调。
当采用波动幅度携带信号时，工作光源的强度波动选择一特定的频率作为基准频率。工作光源选择一基准强度及基准振幅，光源强度在其基准频率上，以基准强度为基准进行波动，波动振幅随时间相对于基准振幅降低或升高。一定的振幅变化序列代表0，另一振幅变化序列代表1，即可将信号调制进波动幅度。这些波动幅度变化序列最终被电流检测模块120以所述电流检测点116的电流波动振幅变化序列的形式获取，并输入至信号处理模块130。信号处理模块130根据电流振幅变化序列，还原成对应的信号0或1，实现对波动幅度的解调。
于本实施中，所述控制模块140与所述信号处理模块130相连，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点的输入信息(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)、对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号并将所述输入信息(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)和所述输入信号发送至一可对所述输入信息(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)和所述输入信号进行响应的电子设备200。
所述控制模块140与所述信号处理模块130、电子设备200连接。所述控制模块140可以采用有线或无线的方式与所述电子设备200连接。例如，所述信号输入系统100的控制模块140可以通过数据线与所述电子设备200连接，还可以通过蓝牙、无线网络等无线方式与所述电子设备200连接。
于本实施例中，如图8所示，所述控制模块140包括：位置坐标获取单元141，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点于所述光电转换模块110上的位置坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)；信号坐标获取单元142，用于根据所述光电转换模块110与所述电子设备200的坐标对应关系获取所述光源照射点的信号输入坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)；解码单元143，用于对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号；发送单元144，用于将所述光源照射点的信号输入坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)和所述输入信号发送至所述电子设备200。
具体地，当所述电流检测点116及电流检测模块120不少于3个时，所述控制模块140根据各所述检测电流的波动特征量，计算所述光源照射点在所述光电转换模块110上的位置坐标，再根据所述光电转换模块110与电子设备200的输入设备(例如带输入功能的显示终端)的坐标对应关系，计算得到所述光源照射点的信号输入坐标，并将所述信号输入坐标发送至电子设备200。
由于所述电流检测点116的检测电流的波动振幅与该所述电流检测点116到光源照射点的距离成一定比例关系，如图9所示，例如，在某一时刻，4个电流检测点116的检测电流的波动振幅分别为△I1、△I2、△I3、△I4，则检测电流波动振幅的相对比例关系为△I1:△I2:△I3:△I4。由于电流检测点116受工作光源的影响与该电流检测点116到工作光源照射点的距离相关，因此每个电流检测点116的检测电流波动振幅与该点到工作光源照射点的距离成一定比例关系，进而可以计算得到d1:d2:d3:d4的相对比例关系。再根据整个光电转换模块110的尺寸，可以计算出工作光源照射点在光电转换模块110上的位置坐标。光电转换模块110通常以长度来表示坐标，而输入设备(例如带输入功能的显示终端)通常以像素或其他形式来表示坐标，可以通过一定的对应关系，将光电转换模块110的位置坐标转换为输入设备的像素或其他形式的坐标，再发送至电子设备200。
所述控制模块140可对所述信号处理模块130解调得到的所述编码信号进行解码，将解码得到的输入信号发送至所述电子设备200。
信号处理模块130解调得到的是由0和1组成的二进制代码，这些代码由需要输入的信号经过特定的码表编码而成，控制模块140使用相同的码表，即可解码。码表例如可采用ASCII、GBK、UTF-8等现有成熟码表。
于本实施例中，如图1所示，所述信号输入系统100还包括光源发射模块150；所述光源发射模块150用以发射工作光源；所述工作光源为所述光电转换模块110工作波段范围内的光源，能在所述光电转换模块110上形成一照射点；所述工作光源的强度呈周期性波动。
具体地，如图10所示，所述光源发射模块150包括：编码单元151、调制单元152以及光源发射单元153。
于本实施例中，所述光源发射单元153用于发射强度呈周期性波动、位于所述透明光电转换层111的工作波段范围内的光源，并于所述透明光电转换层111形成所述光源照射点。例如，所述光源发射单元153采用激光二极管或发光二极管光源。如图11～图12所示，所述工作光源的强度呈周期性波动。
于本实施例中，所述透明光电转换层111的工作波段为红外波段或紫外波段；所述光源发射模块150还包括指示光源发射单元154，用于发射位于可见波段的指示光源。即所述光源发射单元153发射红外波段或紫外波段的工作光源；所述指示光源发射单元154能发射可见光源，用于指示所述工作光源在所述光电转换模块110上照射点的位置，且不会对所述透明光电转换层111产生显著影响。例如，所述指示光源发射单元154采用激光二极管或发光二极管光源。
所述光源发射模块150能对需要输入的信号进行编码，并根据编码信号对所述工作光源的强度波动进行调制，使所述强度波动携带调制信号。
所述控制模块140可对所述输入信号进行筛选，仅将筛选成功的所述输入信号发送至所述电子设备200。
具体地，于本实施例中，所述编码单元151用于对输入信号进行编码获取编码信号。于本实施例中，所述编码信号中加入有纠错码；所述控制模块140还包括：筛选单元，用于根据所述纠错码对所述输入信号进行筛选。
所述编码单元151利用特定码表，把需要输入的信号编码成二进制数字序列，码表例如采用ASCII、GBK、UTF-8等现有码表。编码时还可将纠错码加入到编码信号中，用于纠错，例如每一固定长度的二进制编码段中，一部分编码用于携带信息，另一部分编码用于纠错码，纠错码的内容由携带信息部分的编码通过一定算法得到；还能将光源发射模块150的身份信息加入到编码信号中，用于身份确认，例如可将代表光源发射模块150的密码信息加入到编码之中。
所述信号处理模块130通过解调得到的是0和1组成的二进制数字序列，其中可能包含错误的信息。通过在信息编码中加入纠错码，增加冗余信息，控制模块140在解码时，利用纠错码对输入信号进行筛选，排除错误信息。
所述光源发射模块150可将身份验证信息加入到所发送的信号中，控制模块140仅采用携带有能被识别的身份验证信息的信号；或者不同的光源发射模块150采用不同的纠错码编码规则，控制模块140仅选择采用了能识别的纠错码编码规则的信号。实现对信号来源的身份验证。
于本实施例中，所述调制单元152与所述编码单元151相连，用于根据所述编码信号对光源的强度波动进行调制使所述强度波动携带所述调制信号。
如图13～图14所示，所述调制可以是针对所述工作光源强度波动的频率进行调频；如图15～图16所示，还可以是针对所述工作光源强度波动的幅度进行调幅。可使用现已成熟应用的直接调制光发射机或间接调制光发射机对工作光源进行调制。调频或调幅的方法前面已经叙述，此处不再赘述。
本实施例的信号输入系统100的工作过程如下：
信号输入系统100利用光电效应进行远程信号非接触式输入，通过光源发射模块150发射工作光源至光电转换模块110，工作光源的强度呈周期性波动。所述光源发射模块150对需要输入的信号进行编码，并根据编码信号对工作光源的强度波动进行调制，以携带调制信号，其中，所述调制可以是针对波动频率进行调频，还可以是针对波动幅度进行调幅。
工作光源的强度波动通过光电效应，反应到光电转换模块110上相应所述电流检测点116的电流波动，然后由电流检测模块120检测到这种电流波动，信号处理模块130根据所述电流波动，计算各所述电流检测点116的电流波动特征量，信号处理模块130还根据所述电流波动，通过解调得到编码信号。控制模块140通过各所述电流检测点116的电流波动特征量，计算出光源照射点在光电转换模块110上的位置坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)，再通过换算得到在输入设备(例如带输入功能的显示终端)上的信号输入坐标；控制模块140还可对所述编码信号进行解码，得到输入信号。
控制模块140将工作光源的信号输入坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)及输入信号发送至电子设备200，由电子设备200对输入坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)及输入信号做出响应。可将本信号输入系统100的光电转换模块110置于电子设备200的显示终端或其他附着物上，将远程信号非接触式输入功能与显示输出功能或其他功能整合在一起。
本发明所提供的光电转换模块110在可见光区具有高透光性，从而不会明显影响电子设备200信号输入区域的视觉效果。
本发明的实施例还提供了一种电子系统，包括电子设备200和与所述电子设备200相连的如上所述的信号输入系统100。其中，所述信号输入系统100与所述电子设备200通过有线或无线方式连接。例如，所述信号输入系统100的控制模块140可以通过数据线与所述电子设备200连接，还可以通过蓝牙、无线网络等无线方式与所述电子设备200连接。上述已经对信号输入系统100进行了详细说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例的信号输入系统可以实现对电子设备进行远程信号非接触式输入，输入的信号不仅包含输入点的坐标(需要至少三个电流检测点及电流检测模块)，还可以包含其他输入信号，而且本发明所提供的光电转换模块在可见光区具有高透光性，从而不会明显影响电子设备信号输入区域的视觉效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中包括通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (19)
1.一种信号输入系统，其特征在于：所述信号输入系统包括：
光电转换模块，包括第一透明导电层、第二透明导电层以及设置于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的至少一个透明光电转换层；其中，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层分别对应设置有至少三个电流检测点；
至少三个电流检测模块，连接于对应的所述第一透明导电层的电流检测点和所述第二透明导电层的电流检测点之间，用于检测光源照射点照射所述透明光电转换层时各所述电流检测点的电流；
信号处理模块，与各所述电流检测模块相连，用于根据各所述电流检测点的电流获取电流的波动特征量并对所述电流的波动所携带的调制信号进行解调获取对应的编码信号；
控制模块，与所述信号处理模块相连，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点的输入信息、对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号并将所述输入信息和所述输入信号发送至一可对所述输入信息和所述输入信号进行响应的电子设备。
2.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述透明光电转换层为在可见光区具有高透光性的半导体层且具备光电转换特性。
3.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：在所述透明光电转换层为2个或2个以上时，相邻所述透明光电转换层之间设置有透明导电隔离层。
4.根据权利要求3所述的信号输入系统，其特征在于：所述透明导电隔离层为透明金属薄膜、透明金属氧化物薄膜、透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。
5.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述第一透明导电层的外表面和所述第二透明导电层的外表面分别设置有透明保护层。
6.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述第一透明导电层和所述第二透明导电层为透明金属薄膜、透明金属氧化物薄膜、透明石墨烯薄膜或碳纳米管薄膜或基于导电高分子材料的透明薄膜。
7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的信号输入系统，其特征在于：所述信号输入系统还包括一具有一贴设面的设备，所述光电转换模块贴设于所述设备的贴设面上。
8.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述电流检测模块包括检测电路；所述检测电路的两端分别对应与所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的电流检测点相连。
9.根据权利要求8所述的信号输入系统，其特征在于：所述电流检测模块还包括电容；所述电容设置于所述检测电路与所述第一透明导电层或所述第二透明导电层的电流检测点之间，将二者隔开。
10.根据权利要求8或9所述的信号输入系统，其特征在于：所述检测电路包括电流检测元件，所述电流检测元件为检测电阻、电流互感器、罗氏线圈、霍尔效应器件中的任一种。
11.根据权利要求10所述的信号输入系统，其特征在于：所述检测电路还包括与所述电流检测元件相连的电流放大电路。
12.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述电流的波动特征量包括波动频率特征量和/或波动振幅特征量。
13.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述电流检测点设置于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的顶点或象限点。
14.根据权利要求1所述的信号输入系统，其特征在于：所述控制模块包括：
位置坐标获取单元，用于根据所述电流的波动特征量获取所述光源照射点于所述光电转换模块上的位置坐标；
信号坐标获取单元，用于根据所述光电转换模块与所述电子设备的坐标对应关系获取所述光源照射点的信号输入坐标；
解码单元，用于对所述编码信号进行解码获取对应的输入信号；
发送单元，用于将所述光源照射点的信号输入坐标和所述输入信号发送至所述电子设备。
15.根据权利要求14所述的信号输入系统，其特征在于：所述信号输入系统还包括：光源发射模块，所述光源发射模块包括：
光源发射单元，用于发射强度呈周期性波动、位于所述透明光电转换层的工作波段范围内的光源，并于所述透明光电转换层形成所述光源照射点；
编码单元，用于对输入信号进行编码获取编码信号；
调制单元，与所述编码单元相连，用于根据所述编码信号对光源的强度波动进行调制使所述强度波动携带所述调制信号。
16.根据权利要求15所述的信号输入系统，其特征在于：所述编码信号中加入有纠错码；所述控制模块还包括：筛选单元，用于根据所述纠错码对所述输入信号进行筛选。
17.根据权利要求15所述的信号输入系统，其特征在于：所述透明光电转换层的工作波段为红外波段或紫外波段；所述光源发射模块还包括指示光源发射单元，用于发射位于可见波段的指示光源。
18.一种电子系统，其特征在于：包括电子设备和与所述电子设备相连的如权利要求1至权利要求17所述的信号输入系统。
19.根据权利要求18所述的电子系统，其特征在于：所述信号输入系统与所述电子设备通过有线或无线方式连接。
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