CN1708764A - 输入字母数字及其他数据的虚拟数据输入设备与方法 - Google Patents

Abstract

一个数据输入设备(10)包括某个数据输入设备的一个光学生成图像，该图像包括由某位用户在其上执行某种动作就能够操作的至少一个输入区域(19)，一个可以运行以便检测在该至少一个输入区域上执行的动作并根据该动作产生信号的传感器(42至44)，以及一个与该传感器通信并可以运行以便处理这些信号来执行与该至少一个输入区域(19)有关的某种操作的处理器(50)。

Description

输入字母数字及其他数据的虚拟数据输入设备与方法

                   本发明的领域

本发明涉及向一台计算机输入信息的装置与方法。

                   本发明的背景

下列美国专利被认为代表了该技术的当前状况：

6,100,538 6,107,994 5,914,709 5,977,867 6,005,5566,031,519

5,863,113，5,748,183，5,748,512 5,767,842 4,553,842，4,688,933，4,782,328 5,502,514 5,633,691 5,831,601 5,786,810，5,909,210，5,880,712 5,736,976 5,818,361 5,867,146 5,785,439，5,577,848，5,793,358 5,595,449 5,581,484 6,104,384 5,748,512，5,821,922，5,864,334 6,094,196 5,936,615 5,835,094 6,097,3755,933,132，5,986,261 5,705,878 5,677,978，

下述专利文件被认为与本发明最为相关：美国专利5,734,375、5,736,976、5,767,842、6,031,519、6,043,805以及已经出版的PCT专利申请WO 00/21024。

                       本发明的概要

本发明意在提供能向一台计算机输入至少字母数字信息的改进的装置与方法。

本发明意在提供一种新型的、改进的数据输入设备。在本发明的许多实施例中，不存在常用的字面意义上的物理输入设备，更正确地说，只生成某种数据输入设备的一个光学图像。举例来说，希望从某个光源(譬如激光光源)发出的一注光束借助于一组反射镜或扫描器以高速运动，从而形成某个输入设备(譬如带有全部按键的一个键盘)的两维或三维图像，用户在这种情况下只揿压一个“虚拟”的、光学生成键盘的“虚拟”按键。一种光学生成输入设备的另一个示例是一个“虚拟”鼠标，其中，揿压或触模某个由外廓包围的区域就能执行一次“点击”。其他示例还包括“虚拟”乐器(譬如一架风琴)、一个“虚拟”开关、一个“虚拟”电话触模板等等。

最好，用光学、声学、位置或运动传感器来检测对虚拟按键的“揿压”或“敲击”，而且该检测到的运动被发送给一个处理器，它将该“揿压”操作处理与解释为期望的字符、指令、信息与数据。然后该输入被传输到一台计算机、移动电话、乐器等等。该激光器与光束移动装置最好安装在一个其大小与一个蜂窝电话差不多、甚至更小的单元之内。该激光器与光束运动装置可以在一个蜂窝电话之外单独提供，或者也可以是一个与该电话制成一体的内置单元。

本发明对移动通信设备特别有用。举例来说，一位用户可以方便地携带任何小型蜂窝电话，再带上本发明的这个相等大小的激光器单元。譬如说，如果该用户希望通过该蜂窝电话键入需要发送到互联网的信息，那么该用户只要用该激光器生成一个大尺寸键盘，就可以舒适地键入命令与信息，而不需要苦苦地多次揿压按键或采用太小的按键，或者拖着一个笨重的大键盘。所以，本发明能够以对用户友好的方法来利用蜂窝电话以便在互联网上通信。对于掌上型计算机/计算器或PDA(个人数字助理)也同样如此。

本发明也提供一个多语言键盘。当前的键盘通常具有最多两种标记在按键上的语言，譬如本地语言与英语。在本发明中，由于这些按键是“虚拟的”，所以能够在该键盘的按键上光学生成任何语言，而且某种合适的语言处理器能够在键入的语言与希望用来传送某条信息的任何其他语言之间进行翻译。

在本发明的另一个方面，该用户能够修改这些虚拟按键的排列、大小与形状。在本发明的又一个方面，还能够利用该虚拟键盘之全部或部分的某个全息图像。

该虚拟键盘的图像可以借助于一个单色激光器来构成，也可以采用具有不同颜色与波长的多个激光器光源、或者采用某个单一激光器光源并利用颜色与波长分离器，从而借助于不同颜色的混合激光光束来构成。还可以采用具有不同偏振方向的光束。本发明的键盘不仅可以用作专用数据输入设备，而且能够与其他传统的或非传统的数据输入设备集成到一起。

所以，根据本发明的一个优选的实施例提供了一个数据输入设备，它包括某个数据输入设备的一个光学生成图像，该图像包括由某位用户在其上执行的动作就能够操作的至少一个输入区域；一个传感器，它可以运行以便检测在该至少一个输入区域上执行的动作并根据该动作产生信号；以及一个处理器，它与该传感器通信并可以运行以便处理该信号来执行与该至少一个输入区域相关的某种操作。

根据本发明的一个优选的实施例，提供了能产生一注光束的一个光源，而且提供了能移动该光束以便产生该数据输入设备的光学生成图像的光束移动装置。

另外，根据本发明的一个优选的实施例，该光束移动装置包括一面放置得能反射该光束的反射镜，以及可以操作以便与该反射镜连接的一个执行器，其中该执行器移动该反射镜来反射该光束，从而形成该数据输入设备的至少一个两维图像。

另外还根据本发明的一个优选的实施例，该光束移动装置包括一个放置得能扫描该光束的扫描器，以及可以操作以便与该扫描器连接的一个执行器，其中该执行器移动该扫描器来扫描该光束以便形成该数据输入设备的至少一个两维图像。

根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备可以包括某个键盘的一个按键、一个键盘、具有至少一个输入按钮的一个鼠标、或者某个触模板的一个按键。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该传感器可以包括一个光学传感器(譬如一个CCD或PSD)、一个声学传感器或一个运动传感器。

另外还根据本发明的一个优选的实施例，该处理器与某个输出设备通信，譬如一台计算机、一部移动电话、一个开关或一个掌上型计算机/计算器。

根据本发明的一个优选的实施例，还提供了一种数据输入方法，该方法包括生成某个数据输入设备的一个光学图像、该图像包括由某位用户在其上执行某种动作就能够操作的至少一个输入区域、在该至少一个输入区域上执行某个动作、检测在该至少一个输入区域上实现的动作、根据该动作产生信号、以及处理这些信号以便实现与该至少一个输入区域相关的某种操作。

根据本发明的一个优选的实施例，该生成光学图像的步骤包括生成某个键盘的一个图像，而且该执行某个动作的步骤包括揿压由该键盘的图像所形成的按键。

另外根据本发明的一个优选的实施例，处理这些信号的步骤会导致在一台计算机、蜂窝电话、掌上型计算机/计算器或PDA上键入字母数字字符。

根据本发明的一个优选的实施例，该方法还包括修改该键盘的图像以便修改该键盘的各个按键的某种排列。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该方法还包括在该键盘的按键上光学生成某种第一语言字符的一个图像、选择一种与该第一语言不同的第二语言、以及在该键盘的按键上光学生成该第二语言字符的一个图像。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备的光学图像是一个全息图像。

另外还根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备的光学图像可借助于一个单色激光器来生成。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备的光学图像可借助于具有不同颜色与波长的多个激光器光源来生成。

根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备的光学图像的生成可利用某个单一激光器光源以及利用颜色与波长分离器来分离来自该单个激光器光源的光线。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该数据输入设备的光学图像可借助于不同偏振方向的光束来生成。

根据本发明的一个优选的实施例，该检测步骤包括探测从该图像的某个轮廓内的某个物体反射的光线，并分析该光线的某种反射来确定该物体的一个空间位置。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该检测步骤包括提供从某个光源发出的一注光束，探测由该图像的某个轮廓内的某个物体反射的、与该光束相应的光线，以及分析该光束的某个角度与该光束从该物体反射后回到某个参考物所需的某个时间来确定该物体的一个空间位置。

另外还根据本发明的一个优选的实施例，该参考物包括一个光学可读的参考物。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该光学可读的参考物包括一个实物条形码带或一个光学生成的条形码带。

根据本发明的一个优选的实施例，某个数据输入设备的光学图像可采用其反射被用来确定该物体空间位置的同一注光束来生成。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该检测步骤包括提供由某个非可见光源发出的一注非可见光束、探测照射到该数据输入设备的图像的某个轮廓内的某个物体上的非可见光线的一个图像、以及分析该非可见光线的图像来确定该物体的一个空间位置。

另外还根据本发明的一个优选的实施例，该非可见光束包括一注红外光束，而且该非可见光线的图像包括该物体的一个红外图像。

根据本发明的一个优选的实施例，该物体包括一根手指，而且该分析步骤包括分析该手指的红外图像在揿压该手指前后的某种差别。

另外根据本发明的一个优选的实施例，该方法包括探测从该图像的某个轮廓内的某个物体反射的光线，并防止该图像照射到该物体。

根据本发明的一个优选的实施例，另外还提供向一台计算机输入至少字母数字信息的装置，包括：

一个投影仪，它将该键盘的至少一部分的一个图像投影到某个不活动表面；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的图像上各特定位置的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

最好，该装置还包括一个可以操作以便以某种无线形式向某个接收机提供至少字母数字输出的无线通信设备。最好，该无线通信设备包括一部蜂窝电话或一台个人数字助理。

根据本发明的一个优选的实施例，该蜂窝电话包括一个外壳，在该外壳中安装了该投影仪、该至少一个传感器以及该至少产生字母数字信息的电路。

根据本发明的一个优选的实施例，一台个人数字助理包括一个外壳，在该外壳中安装该投影仪、该至少一个传感器以及该至少产生字母数字信息的电路。

最好，该至少一个传感器包括至少一个红外或可见光发光器，它使红外或可见光线从某个键盘的至少一部分的图像上方指向某个不活动表面，而且包括至少一个红外或可见光线传感器来检测从至少一个用户指示器散射的红外或可见光线。

根据一个优选的实施例，该用户指示器是一根用户手指或用户控制的指示笔。

根据一个优选的实施例，该投影仪包括一个照射某件遮挡物的点光源，该遮挡物形成了某个键盘的至少一部分的图像。

最好，该装置还包括一面使穿过该遮挡物的光线指向该不活动表面的反射镜。最好该装置还包括至少使来自该点光源的光线穿过该遮挡物的一个透镜。

在一个优选的实施例中，该点光源包括一个二极管激光器。

为了补偿该投影仪的失真，该遮挡物的形状最好能够形成某个键盘的至少一部分的图像的某种变形形式。

在另一个优选的实施例中，该遮挡物是一个动态可变的遮挡物。

在另一个优选的实施例中，该红外发光器包括一个圆柱形反射元件，它接收来自某个点光源的光线，而且它产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

在另一个优选的实施例中，该至少一个传感器包括一组分立的检测元件与至少一个透镜，该透镜可以操作以便使覆盖一组键盘位置中每个位置的一个区域在这组分立检测元件中的至少一个相应元件上成像。最好，该至少一个传感器包括一个位置敏感探测器与至少一个透镜，可以操作该透镜使覆盖一组键盘位置中每个位置的一个区域在该位置检测探测器的一个相应区域上成像。

在另一个实施例中，该至少一个红外发光器可以运行以便在某个键盘的至少一部分的图像上方的一组高度方向上为红外射线导向，而且该至少一个红外传感器可以运行以便检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器散射的红外光线。

在另一个实施例中，该投影仪包括一个衍射光学元件，它在受到照射时会在该不活动表面上生成某个键盘的至少一部分的图像。

最好该投影仪包括一个空间光线调制器，它在受到照射时会在该不活动表面上生成某个键盘的至少一部分的图像。

最好该空间光线调制器包括一个动态空间光线调制器，它对某个电气输入产生响应从而在该不活动表面上生成一个动态图像。

根据本发明的一个优选的实施例，另外还提供了供用于网络浏览的无线系统使用的装置，它包括：

一个提供网络浏览功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在该无线通信设备上、并将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪。

最好该装置还包括将某个键盘的至少一部分的某个图像投影到某个表面的功能。

根据用于网络浏览的该无线系统的另一个优选的实施例，该装置包括：

一个提供网络浏览功能的无线通信设备；

至少一个安装在该无线通信设备上、并将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的图像上各特定位置的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

最好，该投影仪还可以操作以便将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看网络浏览期间产生的图像。

在另一个实施例中提供了一个用于网络浏览的无线系统，它还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与该显示的图像上各特定位置的交互作用；以及

网络浏览输入电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出、根据用户在与网络链接相应的显示的图像上实现的位置操作来提供至少一个网络浏览输出。

在另一个优选的实施例中，提供了一个用于电子邮件通信的无线系统，它还包括：

一个提供电子邮件通信功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在该无线通信设备上、并将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪。

根据本发明的另一个优选的实施例，提供了一个供电子邮件通信的无线系统，它还包括：

一个提供电子邮件通信功能的无线通信设备；

至少一个安装在该无线通信设备上、并将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面的投影仪。

最好该用于电子邮件通信的无线系统还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与该显示的图像上各特定位置之间的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

最好该用于电子邮件通信的无线系统还可以运行以便将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看电子邮件通信期间的信息。

最好该用于电子邮件通信的无线系统还包括至少一个传感器，它检测用户指示器与该显示的图像上各特定位置之间的交互作用；而且包括一个电子邮件通信输入电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出、根据用户在该显示的图像上实现的定位操作来提供某个至少一个电子邮件通信的输出。

根据本发明的另一个优选的实施例，提供了一个用于移动商业通信的无线系统，它包括：

一个提供移动商业通信功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在该无线通信设备上、并将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪。

最好该用于移动商业通信的无线系统还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的图像上各特定位置之间的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出来提供至少某个移动商业通信输出。

最好该供移动商业通信的无线系统还可以运行以便将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看在移动商业通信期间产生的图像。

最好该用于移动商业通信的无线系统还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与该显示的图像上各特定位置之间的交互作用；以及

移动商业通信输入电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出、根据用户在与网络链接相应的显示的图像上实现的定位操作来提供某个至少一个移动商业通信的输出。

在本发明的另一个实施例中，该装置包括：

一个投影仪，它将某个键盘与鼠标功能的至少一部分的一个图像投影到该不活动表面；以及

至少一个传感器，它检测用户指示器与该鼠标功能的图像上各特定位置之间的交互作用。

在本发明的另一个实施例中，该装置包括将至少光标控制信息输入到一台计算机的装置，它包括：

一台投影仪，它将鼠标功能的至少一部分的某个图像投影到某个不活动表面；

至少一个传感器，它检测用户指示器与至少上述鼠标功能的图像上各特定位置之间的交互作用；以及

至少产生光标控制信息的电路，它利用来自该至少一个传感器的某个输出来提供某个至少一个光标控制的输出。

                 例图的简单说明

根据下面结合例图所作的详细说明，将会对本发明有更全面的理解与评价。这些例图为：

图1是根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的数据输入系统的一幅简化演示图；

图2是供图1数据输入设备所用的系统的一幅简化方框图；

图3A至图3E是根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的数据输入设备的光学生成图像的简化演示图；

图4A是根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的光束移动装置的一幅简化演示图，它包括带有反射镜移动执行器的一组反射镜；

图4B是根据本发明的另一个希望实施例来构造与运行的光束移动装置的一幅简化演示图，它包括一个晶体光束调节器；

图4C是根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的光束移动装置的一幅简化演示图，它包括一个扫描器；

图5是根据本发明的另一个希望实施例来构造与运行的数据输入设备的一幅简化演示图，它包括一个发光单元，该单元从某个透明或半透明片基下方投射光线来投影某个数据输入设备的一个光学生成图像；

图6是根据本发明的另一个希望实施例来构造与运行的某个多语言键盘的一幅演示图；

图7是根据本发明的一个希望实施例的、在某个键盘的一个光学生成图像上的某种非标准按键排列的一幅演示图，其中一位用户可以修改这些“虚拟”按键的排列、大小与形状；

图8是根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的某个光学传感器系统的一幅演示图，它采用两注光束来确定指明该数据输入的物体的位置；

图9A是在图8所示的光线生成数据输入设备上方穿过的一注光束的一幅简化演示图，在该输入区域上没有放置物体；

图9B是在图8所示的光线生成数据输入设备上方穿过的一注光束的一幅简化显示图，在该输入区域上放置了一个物体；

图10是根据本发明的另一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的某个光学传感器系统的一幅简化演示图，它采用一注光束来确定指明该数据输入的物体的位置；

图11是根据本发明的又一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的某个光学传感器系统的一幅简化演示图，其中一个条形码参考物被用来确定指明该数据输入的物体的位置；

图12是根据本发明的另一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的某个光学传感器系统的一幅简化演示图，其中一注非可见光束被用来确定指明该数据输入的物体的位置；

图13与图14是在根据本发明的一个希望实施例来构造的某个“虚拟”键盘上放置的手指的两个典型红外图像的简化演示图；

图15是一幅简化流程图，它说明根据本发明的另一个希望实施例的、防止在选定位置上显示某个数据输入设备的一个图像的一种方法；

图16与图17是根据本发明的两个希望实施例的数据输入设备的生成图像的简化演示图，其中在图16中用光线生成一个网页，而在图17中用光线生成一个游戏物体；

图18是带有一个或多个变暗部分的一面反射镜的一幅简化演示图，该反射镜可用来生成根据本发明另一个希望实施例的数据输入设备的图像；

图19是一部移动电话的一幅简化演示图，该移动电话包括一种根据本发明的一个希望实施例的投影键盘功能；

图20是一台个人数字助理的一幅简化演示图，该个人数字助理包括一种根据本发明的一个希望实施例的投影键盘功能；

图21是一幅部分图解、部分示意的演示图，它说明图19与图20的实施例中所采用的投影、照射、检测与信息处理功能；

图22是说明图21的投影功能的另一幅演示图；

图23是根据本发明的一个希望实施例的、说明图21的照射功能的更为详细的一幅演示图；

图24是根据本发明的一个希望实施例的、说明图21的探测功能的更为详细的一幅演示图；

图25是图21与图22的功能中所用的预变形投影遮挡物的一幅简化演示图；

图26是根据本发明的另一个希望实施例的、提供三维探测的、说明图21的检测功能的更为详细的一幅演示图；

图27是根据本发明另一个希望实施例的、说明图21的投影功能的更为详细的一幅演示图；

图28是根据本发明又一个希望实施例的、能提供动态投影的、说明图21的投影功能的更为详细的一幅演示图；

图29是某种采用了本发明一个实施例的移动网络浏览功能的一幅简化演示图；

图30是某种采用了本发明一个实施例的交互移动计算功能的一幅简化演示图；

图31是某种采用了本发明一个实施例的交互移动网络功能的一幅简化演示图；

希望实施例的详细说明

现在参考图1与图2，它们共同说明根据本发明的某个希望实施例来构造与运行的某个数据输入设备10。

数据输入设备10最好包括能产生一注光束14的一个光源12。根据本发明的一个优选的实施例，光源12是一个单独的激光器光源，譬如某种单色激光器。为分离来自该单独激光器光源的光线可以提供一个颜色与波长分离器15。另一种方法是，可以采用具有不同颜色与波长的多个激光器光源12。另外一种方法或另一种替代方法是，光源12可以产生具有不同偏振方向的光束。

后面将会更为详细地加以说明的光束移动装置16最好针对光源12设计，使得它能移动光束14来产生某个数据输入设备的一个光学生成图像18。该数据输入设备的图像18最好包括由某位用户执行某种动作就能够操作的一个或多个输入区域19，利用图3A至图3E所示的图像18的各个示例可以很容易理解这一点。在图3A中，生成了带有按键22的某个键盘20的一个图像。按键22是输入区域，某位用户“揿压”按键22来输入数据。下面会说明检测该揿压动作的方法。图像18不仅包括按键22的轮廓，而且还包括在每个按键22的外廓内形成的字母数字字符23。

图3B表示某种光学生成输入设备的另一个示例，这是一个鼠标24的图像，在其中揿压或触摸某个按钮26的一个由外廓包围的区域就执行一次“点击”。另一种方法是，在该由外廓包围的区域内移动某位用户的手指也能执行某种功能。图3C所示的另一个示例包括某件乐器28(譬如带有按键30的一架风琴)的一个光学生成图像，在其中“揿压”按键30就可以产生音符。

在图3D中，某个设备(譬如蜂窝电话32)的光学生成图像上带有数字键盘按键34，在其中“揿压”一个按键34可以产生字母数字字符。在图3E中，掌上型计算机/计算器/PDA 36的光学生成图像带有按键或按钮38，在其中“揿压”一个按键或按钮38可以产生数学函数或字母数字字符。数字键盘按键34或按键38也是能够光学生成的“虚拟”PDA开关的示例。当然，任何合适类型的开关都可以由光学生成，譬如单极与多极开关。

最好提供一个传感器来检测在该输入区域19上执行的上述动作。对图3A至图3E所示实施例中的任何“虚拟”按键的揿压可以采用许多种类的传感器来加以探测。举例来说，如图1所示，该传感器可以是其视野包含该“虚拟”键盘或触摸板的某种光学传感器40，譬如一台电子摄像机、CCD或位置检测设备(PSD)。合适传感器的其他示例包括一个声学传感器42与一个位置或运动传感器44。最好采用3个声学传感器并利用三角测量方法来检测该动作。可以采用任何数量的位置或运动传感器，而且在实现本发明时可以采用不止一种传感器。合适传感器的其他示例将在下文参考图8至图10说明。

一旦检测到对该“虚拟”按键的“揿压”或“敲击”，该传感器最好根据该检测到的信息来产生电气信号，并将该信号传送到某个处理器50，该处理器则处理这些信号并将其解释成该用户输入的希望字符、指令、信息与数据。处理器50最好与某个能以可视或可听方式输出该希望字符、指令、信息与数据的设备进行电气通信，譬如一台计算机52、移动电话54、乐器56、掌上型计算机/计算器58等等。

如图4A所示，根据本发明的一个优选的实施例，光束移动装置16包括排列得能够反射光束14的一组反射镜60(一面或多面反射镜)以及一个可以操作连接到这组反射镜的执行器，譬如一个伺服电机62。伺服电机62最好能迅速移动这组反射镜60来反射光束14以便形成数据输入设备10的一个图像。另一个示例如图4B所示，其中光束移动装置16包括一个晶体光束调节器64。图4C表示光束移动装置16的又一个示例，这是一个扫描器66。在所有情况下，光束14被迅速移动以便形成数据输入设备10的一个图像。另一种方法是，可以采用全息摄影设备65(图2)来产生数据输入设备10的一个全息图像。作为另外一种替代方法，还可以利用一个光栅67(图2)来产生数据输入设备10的一个图像。

光源12与光束移动装置16最好安装在一个小型激光器单元68(图1)之内。这使得本发明对移动通信设备特别有用。譬如说，一位用户可以方便地携带任何小型蜂窝电话，再加上这个小型激光器单元68。举例来说，如果该用户希望键入需要经由该蜂窝电话发送到互联网的信息，那么该用户只要用激光器单元68来生成一个大尺寸键盘，就可以舒适地键入命令或信息，而不需要苦苦地多次揿压按键或使用太小的按键，或者拖着一个笨重的大键盘。所以本发明能够以对用户友好的方式使用蜂窝电话在互联网上通信。对掌上型计算机/计算器以及其他小型数据输入设备也是如此。应当注意，本发明的数据输入设备10不仅可以被用作专用数据输入设备，而且可以与其他传统或非传统的数据输入设备集成到一起。

尽管上述激光器单元68被认为是最受偏爱的实施例，但其他光源也可以被用来生成该数据输入设备的光学图像。譬如说如图5所示，一个发光单元70可以从一个透明或半透明的片基76下方投射光线来投影某个数据输入设备74(譬如一个键盘)的一个光学图像72。举例来说，一组网状刻线71可以提供该键盘的一个模板来生成图像72。最好能如上文所述那样来检测对该键盘按键的“揿压”并处理由该传感器产生的信号。

现在参看图6，它表示根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的一个多语言键盘80。键盘80最好如上文所述那样由激光器单元68形成。激光器单元68最好形成按键82的一个轮廓，在每个按键82的外廓中形成字母数字字符84。在图6的实施例中，一个语言处理器86与激光器单元68进行电气通信。语言处理器86产生信号来调制来自激光器单元68的激光光束以便形成任何适当字母表中的、由该用户选择的字母。

该用户可以用许多方法来选择该特定语言。譬如说如图6所示，激光器单元68可以先显示一个标准的英文中的“qwertyuiop”按键排列。然后该用户能够以英文键入英语之外的希望语言，于是处理器86识别该优选的语言并用信号通知激光器单元68来产生一组不同的按键模式88以及在每个按键82的外廓中形成的文本84。

另外的方法或另一种替代方法是，可以提供开关90来在语言之间进行切换。重要的是应当注意，这组不同按键88与英文的标准“qwertyuiop”按键排列不一定具有相同的数量与布局。语言处理器86也可以用来在该键入的语言与任何其他希望用以传输信息的语言之间进行翻译。譬如说，对某个匈牙利公司的一个网页感兴趣的一位日本用户可以命令激光器单元68生成某个日文键盘的一个光学图像，并用日文键入某个信息。然后，语言处理器86将该日文信息翻译成匈牙利文，并将该翻译后的信息传送到该网页。

应当注意，语言处理器86可以就地连接到数据输入设备10，而且可以是它的硬件的一个部分。另一种方法是，可以在一个远程服务器上提供语言处理器86，并经由互联网远程访问。这后一个特点可以使人们能够拥有某种用于全球通信的国际语言接口。

现在参看图7，它表示激光器68能够显示按键92的一种非标准布局。根据本发明的一个优选的实施例，该用户可以修改按键92的排列、大小与形状，譬如说，通过键入能由处理器50解释与处理的命令来产生该优选的排列。另外的方法或另一种替代方法是，可以提供开关94或其他硬件来选择按键92的某种排列。

现在参看图8，它表示根据本发明的一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的一个光学传感器系统100。光学检测系统100最好包括与光束14不同的两个光束102与104来确定该数据输入的位置。光束102与104可以从光源12发出，或者从一个或多个附加光源106发出。最好，光束102与104或者借助于扫描、或者具有足以覆盖该整个面积的光束宽度以便覆盖图像18的整个面积。

最好提供一对光线探测器108与110来探测从图像18的轮廓内的物体反射的、分别对应于光束102与104的任何光线。譬如说如图9A所示，如果在图像18的轮廓内没有物体，那么光束102被反射，并被光线探测器108探测。但如图9B所示，如果一根手指或其他物体被放置在图像18的一个输入区域19内，那么光束102就具有一个可由光线探测器108探测的新的不同的反射。对光束104也是如此。举例来说，利用处理器50分析光束(102或104)中的一注光束的反射，该系统就会知道该物体位置相对于该光源的角度。同时分析光束102与104的反射以及它们的交点，该系统就会知道该物体的空间位置。最后，如果移动该手指来揿压虚拟输入区域19，那么该手指的运动就会引起光束102与104的另一组不同的反射。分析这些新的反射就可以检测哪一个输入区域受到“揿压”。

现在参看图10，它表示根据本发明另一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的一个光学传感器系统120。光学检测系统120与光学检测系统100的区别在于，光线检测系统120最好包括一注光束122来确定该数据输入的位置。光束122可以从光源12或者辅助光源106发出。最好，光束122或者借助扫描、或者具有足以覆盖该整个面积的光束宽度来覆盖图像18的整个面积。

如图10所示，光源12或106离某个“虚拟”键盘124最好有一个已知的固定距离。对某个给定的角度(譬如角度β)，在光束122的通路上有一组“虚拟”按键126。光束122照射到放置在一个按键126上的某个手指或其他物体并被反射回到某个光线探测器128的时间是按键126与光源12或106的距离的函数。譬如，光束122从按键126A反射的时间可以是60皮秒，而光束122从按键126B反射的时间可以是100皮秒。处理器50最好分析光束122的角度与时间数据，并推算出该手指的空间位置。最后，如果移动该手指来揿压该特定的按键(譬如按键126)，那么该手指的运动会造成光束122的不同反射。分析该新的反射可以检测出哪一个按键126受到“揿压”。

现在参看图11，它表示根据本发明又一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的一个光学传感器系统130。光学检测系统130最好类似于以前描述的光学检测系统120，其中相同的元件由相同的数码表示。

为了确定与该特定手指或物体的距离，在光学检测系统120中，光源12或106最好离键盘124有一个已知的固定距离。光学检测系统130与光学检测系统120的区别在于，检测系统130最好使用一个光学可读的参考物132(譬如一个条形码)来作为确定与该特定手指或物体距离的一个参考物。光学可读参考物132可以是该用户放置在某个工作表面上的一个实物条形码带。另一种替代方法是，光学可读参考物132也可以像键盘124那样用光学方法生成。

对于一个给定的角度(譬如角度β)，光束122不仅穿过一组按键126，而且照射到光学可读参考物132的一个特定区域。光学可读参考物132上被照射的该特定位置就确定了光束122的角度。如同上文中参考图9A、图9B与图10描述的那样，处理器50对光束122的角度与时间进行分析，并推算出该手指的空间位置。

在描述图8至图11的实施例时，用于检测数据输入的光束102、104与122不同于用来产生该虚拟键盘的光束14。另一种替代方法是，如果采用合适的电路与软件，那么光束14本身也可以被用来作为检测数据输入的光束。

现在参看图12，它表示根据本发明又一个希望实施例来构造与运行的、用于检测本发明的任何数据输入设备中的数据输入的一个光学传感器系统140。检测系统140最好类似于以前描述的光学检测系统120与130，其中相同的元件用相同的数码表示。检测系统140与前述光学检测系统100、120与130的区别在于，检测系统140最好包括从某个非可见光源143发出的一注非可见光束142来确定该数据输入的位置。非可见光束142是波长在可见光之外的任何电磁波射线束。另一种替代方法是，非可见光束142可以是一个声波束。最受偏爱的是，光束142是一注红外光束。最好，光束142或者借助扫描、或者具有能覆盖整个面积的光束宽度来覆盖图像18的整个面积。

现在参看图13与图14，它们表示在该虚拟键盘124上放置的手指的两个典型红外图像。图13表示一个手指在揿压某个按键126之前的一个红外图像。图14表示在揿压某个按键126之后的一个红外图像。可以看出，揿压动作改变了流入与流出指尖的血流，所以造成参考数码146处所示的某种不同的红外图像。图13与图14之间的红外图像差别最好由一个与处理器60进行电气通信的红外探测器144来探测。处理器50最好分析这些图像的差别并确定哪一个按键受到揿压。

在生成以及投影本发明的任何输入设备的图像时，该图像的一些部分可能照在该用户的手指上。尽管这不影响本发明的操作，但某些用户可能希望该图像的任何部分都不要照在他们的手指上。现在参看图15，它表示一种根据本发明的另一个希望实施例的、能防止在某个选定的位置上显示某个数据输入设备图像的方法。

正如上文所述，光束移动装置16针对光源12设计，使得它能移动光束14来产生数据输入设备的生成图像18。任何上述传感器系统100、120、130或140都如上文所述那样来扫描图像18以便探测数据输入。该传感器系统也探测在图像18的外廓内是否存在某个物体，譬如一只手或一根手指。由于处理器50知道该手或手指的位置，也知道光束14的位置，所以处理器50可以向移动装置16与光源12发出指令以便使光束14只在那些未被这些手指覆盖的区域内产生图像18。

应当注意，上述传感器系统100、120、130或140中任何一种都能够用来探测数据输入等等，甚至不需要与图像18的生成联合使用。譬如说，本发明的任何传感器系统都可以被用来探测手指在某个“常规的”实物键盘上的运动。

现在参看图16与图17，它们表示根据本发明的希望实施例的、生成数据输入设备图像的其他应用示例。在图16中，利用能生成数据输入设备图像的任何上述装置产生了一个光学生成的网页。某位用户可以在某个点击区域148上进行“点击”来输入数据，对该点击的探测如上文所示。

在图17中，利用能生成数据输入设备图像的任何一种上述装置产生了一个光学生成的游戏物体(譬如一个国际象棋棋子153与棋盘154)。某位用户可以输入与该游戏有关的数据，譬如“移动”一个国际象棋棋子152，该输入可以按上文所述那样加以探测。

正如上文所述，激光器单元68被认为是最受偏爱的实施例，但其他发光单元也可以被用来生成该数据输入设备的光学图像。另一个示例如图18所示，反射镜组60(如上文参看图4A所述)可以包括一面反射镜160，它具有一个不反射光线的变暗部分162与若干反射光线的明亮部分164。明亮部分164的形状就像字符、数字、字母或任何其他希望为其形成一个光学生成图像166的形状。

现在参看图19，这是一部移动电话或其他合适的移动通信设备的一幅简化演示图，它们被总体称为一部移动电话，它包括根据本发明的一个希望实施例的一个投影键盘功能。

如图19所示，一个改进的移动电话200(譬如一部蜂窝电话)可以经过改造而包括一个投影仪202，它能将某个键盘的至少一部分的某个图像204投射到一个不活动表面206(譬如一个桌面)。至少一个传感器208(譬如安装在移动电话200上的一个CCD或CMOS摄像机)检测用户指示器与该键盘的至少一部分的图像204上各特定位置的交互作用。最好，在移动电话200内至少提供字母数字信息生成电路210，它利用来自该至少一个传感器208的某个输出来向位于电话200之内或远程放置的应用电路210提供某个至少字母数字的输出。

根据本发明的一个优选的实施例，提供了与至少一个传感器208联合运行的至少一个红外发光器212，它使红外射线从键盘204的至少一部分的图像204的上方指向不活动表面206。在这种情况下，该至少一个传感器包括至少一个红外传感器来检测从至少一个用户指示器(未画)散射的红外光线。

现在参看图20，这是某个根据本发明一个希望实施例的、包括一个投影键盘功能的个人数字助理的一幅简化演示图。

如图20所示，一个改进的个人数字助理220(譬如PALM PILOT)可以经过改造而包括一个投影仪222，它能够将某个键盘与一个鼠标功能的至少一部分的一个图像224投影到某个不活动表面226，譬如某个桌面。至少一个传感器228(譬如安装在个人数字助理220上的一个CCD或CMOS摄影机)检测用户指示器与该键盘与该鼠标功能的至少一部分的图像224上各特定位置的交互作用。

最好，在个人数字助理220内至少提供字母数字信息生成电路230，它利用来自该至少一个传感器228的某个输出来向位于该个人数字助理220之内或远程放置的应用电路提供某个至少字母数字的输出。

根据本发明的一个优选的实施例，提供了与至少一个传感器228联合运行的至少一个红外发光器232，它使红外射线从该键盘的至少一部分的图像224的上方指向该不活动表面226。在这种情况下，该至少一个传感器228包括至少一个红外传感器来检测从至少一个用户指示器(未画)散射的红外光线。

现在参看图21，这是说明图19与20以及显示它们更多细节的图22、23与24的实施例中有用的投影、照射与探测功能的一幅简化演示图。

正如图21与图22所示，在一个改进的移动设备250(譬如图19中改进的电话220或图20中的一个改进的个人数字助理220)中，一个投影仪252(譬如图19中的投影仪202或图20中的投影仪222)最好包括一个固态点光源254，它最好通过一个负透镜260来照射某件遮挡物256，该遮挡物可确定某个键盘与某个鼠标功能(最好包括一个触摸板284与一对点击按键286与288)的一个图像258。一面反射镜262最好使通过遮挡物256的光线指向一个投影表面264，这最好是一个不活动的表面，譬如一个桌面。应当注意，为了免除在遮挡物256前放置一个聚光透镜的需要，可以有效利用一个二极管激光器光源的自然像差。

遮挡物256可以是任何合适类型的遮挡物，但为了补偿投影中发生的光学变形并在某个不活动表面上投影出一个键盘的某种通常的无变形图像，该遮挡物最好被设计得如图25所示那样具有预变形。

如图21与图23所示，在一个改进的移动设备250中，一个发光器272(譬如图19中的发光器212或图20中的发光器232)最好包括一个固态光源274，它使光线经由一个聚焦透镜276以及一面反射镜278指向一个圆柱形反射元件280，该元件最好能产生围绕圆柱反射元件280的某个纵轴281的径向照射283。该径向照射283的范围大约为180度，一般在一个通常与投影表面264平行的某个平面内。应当理解，该径向照射283在通常垂直于投影表面264的方向上分布很窄。还应当进一步理解，该径向照射283的位置与投影表面264的表面非常靠近。

径向照射283照射到某个指示笔282或者其他使用工具或附加物，就会使光线从它们散射或反射。应当理解，当该指示笔与键盘224紧密接触时，该光线只被反射。

如图20、21、22与24所示，能够适用于本发明所有适当的实施例的鼠标功能通常包括一个虚拟触摸板284与虚拟左、右点击按键286与288。所以应当理解，本发明提供完全的鼠标与触摸板功能。

如图21与图24所示，在改进的移动设备250中，一个探测器292(譬如图19中的探测器208或图20中的探测器228)最好包括一台CCD摄像机(譬如一台Sony ICX409AL)、一台CMOS摄像机(譬如一台OmnivisionOV7110)、一个位置敏感探测器(譬如一个Hamamastsu S1880)、一组CCD或CMOS探测器、一系列各自对齐察看该投影键盘一条直线的线条探测器或其他合适的探测器。

探测器292最好经由某个成像透镜294与一个滤色镜296(譬如一个IR滤色镜)来接收从指示笔282反射或散射的光线。成像透镜296将键盘224映射到探测器292。所以，键盘224上的每一点都由探测器292的某个给定区域加以定义，探测器292的一个输出被施加到信息生成电路298，譬如信息生成电路210(图19)或信息生成电路230(图20)。信息生成电路298确定反射或散射光线299的来源位置，从而确定键盘224上指示笔282的位置。指示笔282的位置就表明键盘224的哪一个按键受到揿压。

现在参看图26，它是根据本发明另一个实施例的、能提供三维探测的、图21所示的探测功能的某种更为详细的说明。如图26所示，一面扫描反射镜300反射由某个线光源302产生的一束光线301，以便使反射光线304扫过一个通常与参考表面306垂直的平面，从而覆盖一个体积305。图26中用一个箭头307表示某个优选的扫射方向。图26也以相对于某个参考表面306的3个不同的角度方向来表示反射光线304。

应当理解，线光源302可以与上文针对图21与图23所述的发光器272完全相同。

一个可以与探测器292(图24)完全相同的探测器308接收从指示笔310反射或散射的光线。在图26的实施例中，探测器308的输出与一个来自扫描反射镜300的位置指示输出被送到3-D位置计算电路312，它使该指示笔的探测与该光线平面304的位置发生关联。在第一次探测到来自该指示笔的光线时，由探测器308的输出来确定指示笔310位置的X与Y坐标，并由扫描反射镜300的位置来确定指示笔尖的位置Z。这样，尽管该指示笔未与某个参考表面(譬如表面306)接触，但该指示笔的笔尖位置却可以按某个优选的精度加以确定。

现在参看图27，它是对根据本发明另一个希望实施例的图21的投影功能的某种更为详细的说明。如图27所示，一个投影仪320(譬如图19中的投影仪202或图20中的投影仪222)最好包括一个固态点光源322，该点光源最好经由一个透镜(未画)来照射某个衍射光学元件324，而该衍射光学元件则确定了某个键盘的一个图像326。

现在参看图28，它是对根据本发明又一个希望实施例的、能提供动态投影的、图21的投影功能的某种更为详细的说明。如图28所示，一个或多个固态点光源332使光线通过某个聚光透镜334指向一个动态遮挡物336(譬如一个可见光线调制器)，该动态遮挡物从某个图像发生器338接收某个调制输入。

从动态遮挡物336输出的动态调制光线穿过一个投影透镜340，并最好由一面反射镜342反射到一个表面344，从而在表面344上构成某个键盘的一个图像346。应当理解，该键盘的图像可以通过改变该动态遮挡物的调制而变化，以便适应不同的字型、语言或特定用户需求，而且提供一个可以选择的、可变的触屏。这样，就可以采用由动态遮挡物336提供的该投影图像来部分或完整地提供一个用户接口。

现在参看图29，这是某种利用本发明一个实施例的移动网络浏览器功能的一幅简化演示图。如图29所示，一个具有合适配备的移动通信设备(譬如装有一台投影仪的一部移动电话400，类似于图19所示的电话与图28所示及上文所述的投影仪)可以被用来将某个网页的一个图像402投影到一个合适的投影表面，譬如一面墙。这使该网页的阅读变得很容易，否则按照其通常的HTML格式，该网页在电话400内置的某个显示器404上恐怕是不清晰的。这样，就可以不用访问供移动电话网络所用的特殊格式的网页。

现在参看图30，这是某种利用本发明一个实施例的交互移动计算功能的一幅简化演示图。如图30所示，一个移动通信设备410(譬如一台个人数字助理或袖珍PC，就像图20所示以及上文所述的PDA)可以被用来既在一个显示区域412内显示内容，同时又能使用户经由一个由此投影的虚拟键盘414进行输入。这一实施例的典型功能可以是一个供电子邮件通信的无线系统。

现在参看图31，这是某种利用本发明另一个实施例的交互移动网络功能的一幅简化演示图。如图31所示，一个移动通信设备420(譬如一台个人数字助理或一部移动电话，就像上文均已描述的图20所示的PDA或图19所示的电话)可以被用来既在某个显示区域422交互显示内容(譬如说通过一个虚拟触屏424)，同时又能够使用户经由虚拟触屏424进行输入。应当理解，利用上文关于某个虚拟键盘(譬如图21至图28)的段落中所述的装置，虚拟触屏424在投影与探测区域之间可以至少有部分的重合。在这一应用中，用一个触屏类型的图像来代替某个标准键盘的图像。应当理解，图28的动态投影结构特别适合于这一应用。这一实施例的典型功能可以是一个供移动商业通信的无线系统。

熟悉技术的人员将会理解，本发明不限于上文已经特别说明与描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述特性的各种组合与部分组合，以及熟悉该技术的人员一旦阅读前述描述就会想到的、现有技术中所没有的它们的改进与变化。

Claims (115)

1、一种用于向一台计算机输入至少字母数字信息的装置，它包括：

一台投影仪，它将某个键盘的至少一部分投影到某个不活动的表面；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定区域的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

2、根据权利要求1的装置，它还包括一个可以操作以便以某种无线方式向一个接收机提供上述至少字母数字输出的无线通信设备。

3、根据权利要求2的装置，而且其中上述无线通信设备包括一部蜂窝电话。

4、根据权利要求3的装置，而且其中上述蜂窝电话包括一个外壳，外壳中安装上述投影仪、上述至少一个传感器以及上述至少产生字母数字信息的电路。

5、根据权利要求1的装置，它还包括一台个人数字助理。

6、根据权利要求2的装置，而且其中上述个人数字助理包括一个外壳，外壳中安装上述投影仪、上述至少一个传感器以及上述至少产生字母数字信息的电路。

7、根据权利要求1的装置，而且其中上述至少一个传感器包括至少一个红外发光器，它使红外射线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向一个不活动表面，而且包括至少一个红外传感器，它检测从至少一个用户指示器散射的光线。

8、根据权利要求2的装置，而且其中上述至少一个传感器包括至少一个红外发光器，它使红外射线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向一个不活动表面，而且包括至少一个红外传感器，它检测从至少一个用户指示器反射的光线。

9、根据权利要求3的装置，而且其中上述至少一个传感器包括至少一个可见光发光器，它使可见光线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向一个不活动表面，而且包括至少一个可见射线传感器，它检测从至少一个用户指示器散射的可见光线。

10、根据权利要求4的装置，而且其中上述至少一个传感器包括至少一个可见光发光器，它使可见光线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向一个不活动表面，而且包括至少一个可见射线传感器，它检测从至少一个用户指示器反射的可见光线。

11、根据权利要求1的装置，而且其中上述用户指示器是一根用户手指。

12、根据权利要求1的装置，而且其中上述用户指示器是一个用户控制的指示笔。

13、根据权利要求1的装置，而且其中上述投影仪包括一个照射某件遮挡物的点光源，该遮挡物确定某个键盘的至少一部分的上述图像。

14、根据权利要求13的装置，而且还包括一面使光线通过上述遮挡物指向上述不活动表面的反射镜。

15、根据权利要求13的装置，而且还包括使来自上述点光源的光线穿过上述遮挡物的至少一个透镜。

16、根据权利要求13的装置，而且其中上述点光源包括一个晶体管激光器。

17、根据权利要求13的装置，而且其中上述遮挡物的形状确定了某个键盘的上述至少一部分的上述图像的某种变形形式，以便补偿在上述投影仪中的变形。

18、根据权利要求13的装置，而且其中上述遮挡物是一个动态可变的遮挡物。

19、根据权利要求7的装置，而且其中上述红外发光器包括一个圆柱形反射元件，它接收来自某个点光源的光线，并产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

20、根据权利要求8的装置，而且其中上述红外发光器包括一个圆柱形反射元件，它接收来自某个点光源的光线，并产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

21、根据权利要求9的装置，而且其中上述可见射线发光器包括一个圆柱形反射元件，它接收来自某个点光源的光线，并产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

22、根据权利要求10的装置，而且其中上述可见射线发光器包括一个圆柱形反射元件，它接收来自某个点光源的光线，并产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

23、根据权利要求1的装置，而且其中上述至少一个传感器包括一组分立的检测元件以及至少一个透镜，可以操作该透镜使覆盖一组键盘位置中每个位置的某个区域能在一个相应的、上述分立检测元件组中至少一个元件上成像。

24、根据权利要求1的装置，而且其中上述至少一个传感器包括一个位置敏感探测器以及至少一个透镜，可以操作该透镜使覆盖一组键盘位置中每个位置的某个区域能在上述位置检测探测器的某个相应区域上成像。

25、根据权利要求7的装置，而且在其中可以操作上述至少一个红外发光器以便在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为红外射线导向，而且可以操作上述至少一个红外传感器来检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器散射的红外光线。

26、根据权利要求8的装置，而且在其中可以操作上述至少一个红外发光器以便在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为红外射线导向，而且可以操作上述至少一个红外传感器来检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器反射的红外光线。

27、根据权利要求9的装置，而且在其中可以操作上述至少一个可见射线发光器以便在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为可见射线导向，而且可以操作上述至少一个可见射线传感器来检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器散射的可见射线。

28、根据权利要求10的装置，而且在其中可以操作上述至少一个可见射线发光器以便在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为可见射线导向，而且可以操作上述至少一个可见射线传感器来检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器反射的可见射线。

29、根据权利要求1的装置，而且其中上述投影仪包括一个衍射光学元件，它在受到照射时会在上述不活动表面上生成某个键盘的至少一部分的上述图像。

30、根据权利要求1的装置，而且其中上述投影仪包括一个空间光线调制器，它在受到照射时会在上述不活动表面上生成某个键盘的至少一部分的上述图像。

31、根据权利要求30的装置，而且其中上述空间光线调制器包括一个动态空间光线调制器，它根据某个电气输入会在上述不活动表面上生成某个动态图像。

32、根据权利要求1的装置，其中：

上述投影仪将某个键盘以及鼠标功能的至少一部分的某个图像投影到上述不活动表面；而且

上述至少一个传感器检测用户指示器与上述鼠标功能的上述图像上各特定位置的交互作用。

33、向一台计算机输入至少光标控制信息的装置，它包括：

一台投影仪，它将鼠标功能的至少一部分的一个图像投影到某个不活动的表面；

至少一个传感器，它检测用户指示器与至少上述鼠标功能的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

至少产生光标控制信息的电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出来提供某个至少一个光标控制的输出。

34、一个用于网络浏览的无线系统，包括：

一个提供网络浏览功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪。

35、一个用于网络浏览的无线系统，包括：

一个提供网络浏览功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将一个键盘的至少一部分的某个图像投影到某个表面的投影仪。

36、一个用于网络浏览的无线系统，包括：

一个提供网络浏览功能的无线通信设备；

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

至少产生字母数字信息的电路，它利用来自上述一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

37、一个根据权利要求36的、用于网络浏览的无线系统，而且在其中还可以操作上述投影仪来将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看网络浏览期间生成的图像。

38、一个根据权利要求37的、用于网络浏览的无线系统，而且还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与上述显示的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

网络浏览输入电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出，并根据用户在与网络链接相应的上述显示的上述图像上执行的定位操作来提供某个至少一个网络浏览的输出。

39、一个用于电子邮件通信的无线系统，包括：

一个提供电子邮件通信功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪；

40、一个用于电子邮件通信的无线系统，包括：

一个提供电子邮件通信功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面的投影仪；

41、一个用于电子邮件通信的无线系统，包括：

一个提供电子邮件通信功能的无线通信设备；

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面的投影仪；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的一个图像上各特定位置的交互作用；以及

至少生成字母数字信息的电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

42、一个根据权利要求41的、用于电子邮件通信的无线系统，而且在其中可以操作上述投影仪以便将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地在电子邮件通信期间观看信息。

43、一个根据权利要求42的、用于电子邮件通信的无线系统，而且还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与上述显示的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

电子邮件通信输入电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出，根据用户在上述显示的上述图像上实现的定位操作来提供某个至少一个电子邮件通信的输出。

44、一个用于移动商业通信的无线系统，包括：

一个提供移动商业通信功能的无线通信设备；以及

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个显示的一个图像投影到某个表面的投影仪；

45、一个用于移动商业通信的无线系统，包括：

一个提供移动商业通信功能的无线通信设备；

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面的投影仪；

46、一个用于移动商业通信的无线系统，包括：

一个提供移动商业通信功能的无线通信设备；

至少一个安装在上述无线通信设备上、能将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面的投影仪；

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的一个图像上各特定位置的交互作用；以及

至少生成字母数字信息的电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出来提供至少一个移动商业通信输出。

47、一个根据权利要求46的、用于移动商业通信的无线系统，而且在其中还可以操作上述投影仪以便将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看在移动商业通信期间产生的图像。

48、一个根据权利要求47的、用于移动商业通信的无线系统，而且还包括：

至少一个传感器，它检测用户指示器与某个显示器的一个图像上各特定位置的交互作用；以及

移动商业通信输入电路，它利用来自上述至少一个传感器的某个输出，根据用户在与网络链接相应的上述显示的上述图像上实现的定位操作来提供某个至少一个移动商业通信的输出。

49、一种向一台计算机输入至少字母数字信息的方法，包括：

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个不活动的表面；

检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

利用表明检测到的用户指示交互作用的某个输出来提供某个至少字母数字的输出。

50、一种根据权利要求49的方法，而且还包括以某种无线方式向一个接收机提供上述至少字母数字输出的功能。

51、一种根据权利要求49的方法，而且上述检测包括使红外射线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向某个不活动表面，并检测从至少一个用户指示器散射的红外光线。

52、一种根据权利要求49的方法，而且上述检测包括使可见射线从某个键盘的至少一部分的上述图像的上方指向某个不活动表面，并检测从至少一个用户指示器散射的可见光线。

53、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述用户指示器是一根用户手指。

54、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述用户指示器是一个用户控制的指示笔。

55、一种根据权利要求51的方法，而且其中上述指向包括从某个点光源反射光线以及产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

56、一种根据权利要求52的方法，而且其中上述指向包括从某个点光源反射光线以及产生一个通常扁平的、通常径向的光线分布。

57、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述检测包括利用一组分立的检测元件，以及使某个覆盖一组键盘位置中每个位置的某个区域在一个相应的、上述分立检测元件组中至少一个元件上成像。

58、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述检测包括对位置敏感的探测，以及使某个覆盖一组键盘位置中每个位置的某个区域在上述位置检测探测器的某个相应区域上成像。

59、一种根据权利要求51的方法，而且其中上述指向包括在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为红外射线导向，上述红外检测包括检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器散射的红外光线。

60、一种根据权利要求52的方法，而且其中上述指向包括在某个键盘的至少一部分的上述图像上方的一组高度上为可见射线导向，上述可见射线检测包括检测从沿一组位置运动的至少一个用户指示器散射的可见光线。

61、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述投影包括照射某个衍射光学元件以便在上述不活动表面上产生某个键盘的至少一部分的上述图像。

62、一种根据权利要求49的方法，而且其中上述投影包括照射某个空间光线调制器以便在上述不活动表面上产生某个键盘的至少一部分的上述图像。

63、一种根据权利要求62的方法，而且其中上述投影包括照射某个动态空间光线调制器以便根据某个电气输入在上述不活动表面上产生一个动态图像。

64、一种用于无线网络浏览的方法，包括：

提供网络浏览功能；以及

将与上述功能有关的某个显示的一个图像投影到某个表面。

65、一种用于无线网络浏览的方法，包括：

提供网络浏览功能；以及

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面以便与上述网络浏览功能一道使用。

66、一种用于无线网络浏览的方法，包括：

提供网络浏览功能；

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面；

检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

根据上述检测来产生一个用于上述网络浏览功能的输出以便提供一个至少字母数字的输出。

67、一种根据权利要求66的、用于无线网络浏览的方法，而且其中上述投影包括将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看网络浏览期间产生的图像。

68、一种根据权利要求67的、用于无线网络浏览的方法，而且还包括：

检测用户指示器与上述显示的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

利用来自上述检测的某个输出，根据用户在与网络链接相应的上述显示的上述图像上执行的定位操作来提供某个至少一个网络浏览的输出。

69、一种用于无线电子邮件通信的方法，包括：

提供电子邮件通信功能；以及

将某个显示的一个图像投影到某个表面以便在上述通信功能中使用。

70、一种用于无线电子邮件通信的方法，包括：

提供电子邮件通信功能；以及

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面以便在上述通信功能中使用。

71、一种用于无线电子邮件通信的方法，包括：

提供电子邮件通信功能；

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面；

检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

根据上述至少一个传感器来产生一个输出以便提供一个在上述通信功能中有用的、至少字母数字的输出。

72、一种根据权利要求71的、用于无线电子邮件通信的方法，而且其中上述投影包括将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地在电子邮件通信期间观看信息。

73、一种根据权利要求72的、用于无线电子邮件通信的方法，而且包括：

检测用户指示器与上述显示的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

利用来自上述检测的某个输出，根据用户在上述显示的上述图像上执行的定位操作来提供某个至少一个电子邮件的输出。

74、一种用于无线移动商业通信的方法，包括：

提供移动商业通信功能；以及

将某个显示的一个图像投影到某个表面以便在上述通信功能中使用。

75、一种用于无线移动商业通信的方法，包括：

提供移动商业通信功能；以及

将某个键盘的至少一部分的的一个图像投影到某个表面。

76、一种用于无线移动商业通信的方法，包括：

提供移动商业通信功能；

将某个键盘的至少一部分的一个图像投影到某个表面；

检测用户指示器与某个键盘的至少一部分的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

根据上述至少一个传感器来产生一个输出以便提供至少一个移动商业通信的输出。

77、一种根据权利要求76的、用于无线移动商业通信的方法，而且上述投影包括将某个显示的一个图像投影到某个表面，从而一位用户可以很容易地观看在移动商业通信期间产生的图像。

78、一种根据权利要求77的、用于无线商业通信的方法，而且还包括：

检测用户指示器与上述显示的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

利用来自上述检测的某个输出，根据用户在与网络链接相应的上述显示的上述图像上执行的定位操作来提供某个至少一个移动商业通信的输出。

79、一种根据权利要求49的方法，其中：

上述投影将某个键盘与鼠标功能的至少一部分的一个图像投影到上述不活动表面；以及

上述检测可以检测用户指示器与上述鼠标功能的一个图像上各特定位置的交互作用。

80、一种向一台计算机输入至少光标控制信息的方法，包括：

将鼠标功能的至少一部分的一个图像投影到某个不活动的表面；

检测用户指示器与至少上述鼠标功能的上述图像上各特定位置的交互作用；以及

根据上述至少一个传感器来产生一个输出以便提供某个至少一个光标控制的输出。

81、一个数据输入设备，包括：

某个数据输入设备的一个光学生成图像，上述图像包括某位用户在其上执行某种动作就能够操作的至少一个输入区域；

一个传感器，它可以运行以便检测在上述至少一个输入区域上执行的动作，并根据上述动作产生信号；以及

一个与上述传感器通信的处理器，它可以运行以便处理上述信号来提供一个与上述至少一个输入区域相关的操作。

82、根据权利要求81的设备，还包括能产生一注光束的一个光源以及一个光束移动装置，该光束移动装置移动上述光束来产生上述数据输入设备的上述光学生成图像。

83、根据权利要求82的设备，其中上述光束移动装置包括一面放置得能反射上述光束的反射镜。

84、根据权利要求83的设备，还包括一个可以运行以便连接上述反射镜的执行器，其中上述执行器移动上述反射镜来反射上述光束以便形成上述数据输入设备的至少一个两维图像。

85、根据权利要求82的设备，其中上述光束移动装置包括一个放置得能扫描上述光束的扫描器，以及一个可以运行以便连接上述扫描器的执行器，其中上述执行器移动上述扫描器来扫描上述光束以便形成上述数据输入设备的至少一个两维图像。

86、根据权利要求81的设备，其中上述数据输入设备包括某个键盘的一个按键。

87、根据权利要求81的设备，其中上述数据输入设备包括一个键盘。

88、根据权利要求81的设备，其中上述数据输入设备包括一个带有至少一个输入按钮的鼠标。

89、根据权利要求81的设备，其中上述数据输入设备包括某个触摸板的一个按键。

90、根据权利要求81的设备，其中上述传感器包括一个光学传感器。

91、根据权利要求90的设备，其中上述光学传感器包括一个CCD。

92、根据权利要求90的设备，其中上述光学传感器包括一个位置检测设备(PSD)。

93、根据权利要求81的设备，其中上述传感器包括一个声学传感器。

94、根据权利要求81的设备，其中上述传感器包括一个运动传感器。

95、根据权利要求81的设备，其中上述处理器与某个输出设备通信。

96、根据权利要求85的设备，其中上述输出设备包括一台计算机、一部移动电话、一个开关与一个掌上型计算机/计算器之中的至少一个。

97、一种用于数据输入的方法，包括：

生成某个数据输入设备的一个光学图像，上述图像包括某位用户在其上执行某种动作就可以操作的至少一个输入区域；

在上述至少一个输入区域上执行一个动作；

检测在上述至少一个输入区域上执行的动作；

根据上述动作产生信号；以及

处理上述信号以便执行一个与上述至少一个输入区域相关的操作。

98、一种根据权利要求97的方法，其中该生成光学图像的步骤包括生成某个键盘的一个图像，而且该执行某个动作的步骤包括揿压上述键盘的上述图像的按键。

99、一种根据权利要求98的方法，其中该处理上述信号的步骤导致在一台计算机、蜂窝电话、掌上型计算机/计算器与PDA之中的至少一个上键入字母数字字符。

100、一种根据权利要求98的方法，还包括修改上述键盘的上述图像以便修改上述键盘的按键的某种排列。

101、一种根据权利要求98的方法，还包括：

在上述键盘的按键上光学生成某种第一语言的字符的一个图像；

选择与上述第一语言不同的某种第二语言；以及

在上述键盘的按键上光学生成上述第二语言的字符的一个图像。

102、根据权利要求97的方法，其中上述数据输入设备的上述光学图像是一个全息图像。

103、根据权利要求97的方法，其中上述数据输入设备的上述光学图像借助于一个单色激光器生成。

104、根据权利要求97的方法，其中上述数据输入设备的上述光学图像借助于具有不同颜色与波长的多个激光器光源生成。

105、根据权利要求97的方法，其中上述数据输入设备的上述光学图像的生成借助于某个单独激光器光源，而且采用颜色与波长分离器以便分离来自上述单独激光器光源的光线。

106、根据权利要求97的方法，其中上述数据输入设备的上述光学图像借助于具有不同偏振方向的光束生成。

107、根据权利要求97的方法，其中该检测步骤包括：

探测从上述图像的某个轮廓之内的某个物体反射的光线；以及

分析上述光线的某个反射来确定该物体的一个空间位置。

108、根据权利要求97的方法，其中该检测步骤包括：

提供从某个光源发出的一注光束；

探测从上述图像的某个轮廓之内的某个物体反射的、与上述光束相应的光线；以及

分析上述光束的一个角度以及该光束从上述物体反射回到某个参考物的一个时间来确定该物体的一个空间位置。

109、根据权利要求108的方法，其中上述参考物包括一个光学可读的参考物。

110、根据权利要求109的方法，其中上述光学可读参考物包括一个实物条形码带。

111、根据权利要求109的方法，其中上述光学可读参考物包括一个光学生成的条形码带。

112、根据权利要求108的方法，其中某个数据输入设备的上述光学图像由其反射被用来确定该物体空间位置的同样光束生成。

113、根据权利要求97的方法，其中该检测步骤包括：

提供从某个非可见光源发出的一注非可见光束；

探测照射到该数据输入设备的上述图像的某个轮廓之内的某个物体上的上述非可见光线的图像；以及

分析上述非可见光线的上述图像来确定该物体的一个空间位置。

114、根据权利要求113的方法，其中上述非可见光束包括一个红外光束，而且上述非可见光线的上述图像包括上述物体的一个红外图像。

115、根据权利要求97的方法，还包括探测从上述图像的一个轮廓之内的某个物体反射的光线，以及防止上述图像照射到上述物体。

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