CN205540572U - 供搭配手机使用的虚拟输入设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种供搭配手机使用的虚拟输入设备，其包含一具有适当体积的外壳体，以供使用者方便携带且能稳固放置在一平面上使用，其中该外壳体上设有一手机承置机构，以供手机能横向或直向架设其上并使手机屏幕呈现一倾斜视角，让用户能以较佳视角及较舒适的状态来触控操作或观看手机屏幕；其中该外壳体内部设有一虚拟输入模块并能与该手机无线连接，供可在其前方与使用者之间的平面上形成一具有虚拟输入功能且面积比手机屏幕面积大的虚拟输入影像，如虚拟键盘或号码盘输入影像或虚拟触控面输入影像，让用户能通过该虚拟输入影像完成手机输入操作或手机游戏操作；本实用新型能够改善用户长期操作或观看手机屏幕时造成的不便及不适感。

Description

供搭配手机使用的虚拟输入设备
技术领域
本实用新型涉及一种供搭配手机使用的虚拟输入设备，尤指一种利用一具有适当体积的外壳体，以供使用者方便携带且能稳固放置一平面上使用，其中该外壳体上设有一手机承置机构供手机能横向或直向架设其上，且该外壳体内部设有一虚拟输入模块并能与该手机无线连接，以在其前方与使用者之间的平面上形成一虚拟输入影像，让用户能通过该虚拟输入影像完成手机输入操作或手机游戏操作，以为手机使用者提供较优良且较舒适的手机操作状态。
背景技术
目前，手机几乎已成为现代人随身携带且不可或缺的电子装置；现代手机已发展至第4代(4G)并迈向第5代(4G)，其除了典型的电话功能外，还包含个人数字助理、游戏机、MP3、照相机、录音、全球定位系统、和连接因特网等更多功能；例如：3.5G手机偏重安全和数据通讯，已有更多的多媒体功能被引进，因此手机逐渐拥有个人计算机的功能；4G移动电话网络的功能就是搭配能够上网执行各种网络服务的智能手机，故4G手机被形容是一种可随基地台扩展使用范围的巨大因特网(internet)服务网络；由上可见，使用者使用或操作手机的时间会相对延长。
手机外观上一般包含一液晶显示屏(屏幕)和一套按键，采用触摸屏的手机则减少按键；但是，该触摸屏的面积一般不大，较小于平板计算机或个人计算机，而且使用时，使用者一般是一手持手机，另一手在该触摸屏进行功能操作；由于触摸屏不大，因而视角相对不佳，且又须手持手机， 故当使用手机时间较长时，如观看电影或玩手机游戏如Temple Run，使用者即会感到疲惫或不舒服。
针对平板计算机如美国苹果公司的iPad，市面上已有一种两片层板相连的外护套(形状如书套)产品，当iPad不使用时，可将iPad收合并夹在该外护套内层中，当iPad要在桌面上使用时，可将该外护套打开，使其中的一个内面设有多条横向卡槽的层板平放在桌面上，使用者再将贴置有iPad的另一层板转动一角度并选择挡卡在平放桌面上的层板上所预设多条横向卡槽中的一卡槽上，以使iPad倾斜某一角度从而斜立在使用者面前的桌面上，以让用户能以较佳视角及较舒适性来触控操作或观看该iPad的触控屏幕。
手机的重量比平板计算机轻，有利于使用者携带及手持使用，但手机的外形一般为薄矩形体且其触摸屏与iPad相比较小，即使可将手机的外护套作出与上述iPad的外护套相同的设计，使手机也可放置在桌面上使用，以取代手持使用方式，但手机在桌面上的高度显然不足，导致用户的视角仍然不佳，且因触摸屏较小，亦不利于观看或触控操作，也就是，即使将手机放置在桌面上使用，仍然无法让手机用户能以较佳视角及较舒适性来触控操作或观看手机屏幕，尤其更不适合长时间使用，如观看电影或玩手机游戏如Temple Run等，使用者更容易疲惫或不舒服，对手机使用者造成困扰。
此外，在利用投影技术构成一虚拟输入设备如虚拟键盘(virtual keyboard)的技术领域中，已存有相当多现有技术，如US6,614,422、US2012/0162077、US2014/0055364等，其公开了一种利用一虚拟输入设备(virtual input device)，如虚拟键盘或虚拟鼠标用以输入数据的系统及方法。但上述现有技术在实际应用上仍存在系统架构较复杂及不易微型化等缺点，从而不利于导入各种输入设备的应用，如在本技术领域中，尚未见有 任何微型化虚拟输入设备既能容易携带又能有效率地搭配手机使用。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种供搭配手机使用的虚拟输入设备，其包含一具有适当体积的外壳体，该外壳体供使用者方便携带且能稳固放置在一平面上使用，其中该外壳体上设有一手机承置机构，使用者的手机能横向或直向架设在该手机承置机构上并使手机屏幕呈现一倾斜视角，使用户能以较佳视角及较舒适的状态触控操作或观看手机屏幕；其中该外壳体内部设有一虚拟输入模块并与该手机无线连接，以在其前方与使用者之间的平面上形成一具有虚拟输入功能且面积比手机屏幕面积大的虚拟输入影像，如包含虚拟键盘输入影像、手机游戏之虚拟控制器输入影像或虚拟触控面输入影像，使用户能通过该虚拟输入影像完成手机输入操作或手机游戏操作，从而为手机使用者提供较优良且较舒适的手机操作状态，以改善用户长期操作或观看手机屏幕时造成的不便及不适感。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种供搭配手机使用的虚拟输入设备，其包含一具有高度及较小体积的外壳体，该外壳体供使用者携带且能稳固放置在一平面上使用；其中该外壳体上部设有一手机承置机构，使用者的手机能架设在该手机承置机构上并使手机屏幕呈现一倾斜视角，使用户能以较佳视角及较舒适的状态触控操作或观看手机屏幕；其中该外壳体内部设有一虚拟输入模块并与该手机无线连接，以在该外壳体前方与使用者之间的平面上形成一具有虚拟输入功能且面积比手机屏幕面积大的虚拟输入影像，使用户能通过该虚拟输入影像完成手机输入操作或手机游戏操作，从而为手机使用者提供较优良且较舒适的手机操作状态，以改善用户长期操作或观看手机屏幕时造成的不便。
在一较佳的实施例中，该手机横向或直向架设在该手机承置机构上并使手机屏幕呈现一倾斜视角。
在一较佳的实施例中，该手机承置机构包含一可枢转掀盖及一枢转支架，其中该可枢转掀盖覆设在该外壳体的顶面处，使用时可朝后上方向枢转掀开并挡止形成一直立状态以支撑在手机背面；其中该可枢转支架埋设在该可枢转掀盖的下方，当该可枢转掀盖向上枢转掀开之后，该可枢转支架可朝前上方向枢转掀开并挡止在一直立状态以支撑在手机前面边缘，以使手机能架设在该手机承置机构上并呈现一倾斜视角。
在一较佳的实施例中，该外壳体底部进一步设有一可枢转马蹄状延伸架，该延伸架设在该外壳体的底部外缘处，使用时可朝后方枢转拉开并挡止形成一水平状态并支撑在该外壳体的后方。
在一较佳的实施例中，该虚拟输入模块包含：一红外线激光光源、至少两个线性传感器、一投影机构及一控制器，其中：该红外线激光光源设在该外壳体的前侧面下方一开口内，该红外线激光光源朝前外方向投射一水平的红外线激光并使该水平的红外线激光在该平面的上方形成一靠近并平行于该平面且占据一区域范围的二维光幕；该至少两个线性传感器相隔一预设距离而分开设在该外壳体的前侧面下方一开口处，用以分别感应该使用者的控制件进入该二维光幕范围内时因阻挡该红外线激光而造成的反射光，并因而各产生一线性位置信号；该投影机构装置设在该外壳体的前侧面上方一开口内，以在该二维光幕范围中投影形成一虚拟输入影像；该控制器用以接收该至少两个线性传感器感应得到的线性位置信号并进行运算，以运算得出该控制件在该虚拟输入影像中所对应的二维坐标位置并无线连接至该手机，以完成手机输入操作或手机游戏操作。
在一较佳的实施例中，该至少两个线性传感器相互平行且分开设立在该红外线激光光源的左侧和右侧。
在一较佳的实施例中，该控制件为使用者的手指。
附图说明
图1为本实用新型提供的供搭配手机使用的虚拟输入设备在未使用状态的外观立体图；
图2为图1所示的虚拟输入设备在使用状态的外观立体图(前视角)；
图3为图2的另一视角(背视角)外观立体图；
图4为图2所示的虚拟输入设备搭配手机使用的外观立体图(手机横放状态)；
图5为图4中搭配手机使用另一外观立体图(手机直放状态)；
图6为本实用新型提供的虚拟输入模块的使用状态上视示意图；
图7为图6的一侧视示意图；
图8为本实用新型提供的虚拟输入设备应用于虚拟键盘输入的使用状态示意图；
图9为本实用新型提供的虚拟输入设备应用于虚拟号码盘输入的使用状态示意图；
图10为本实用新型提供的虚拟输入设备应用于虚拟鼠标输入的使用状态示意图；
图11为本实用新型提供的虚拟输入设备搭配手机使用的使用状态的一侧视示意图。
附图标记说明：1-虚拟输入设备；11-开口；2-手机2；2a-屏幕；2b-背面；2c-前面边缘；3-使用者；3a-控制件；10-外壳体；11-开口；12-开口；20-手机承置机构；21-可枢转掀盖；22-可枢转支架；30-可枢转延伸架；31-枢轴；40-虚拟输入模块；41-红外线激光光源；410-红外线激光；411-二维光幕；412-反射光；42-线性传感器；43-投影机构；44-控制器；50-平面；60-虚拟输入影像；60a-虚拟键盘输入影像；60b-虚拟号码盘输入影像；60c-虚拟控制器输入影像。
具体实施方式
为使本实用新型更加明确详实，兹列举较佳实施例并配合下列图示，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后：
如图1-图5及图10所示，本实用新型提供一种供搭配手机2使用的虚拟输入设备1，该虚拟输入设备1包含一外壳体10，该外壳体10具有适当体积，如高度约5cm-9cm、左右宽度约3cm-6cm、前后厚度约1.5cm-5cm，但非用以限制本实用新型，供手机2的使用者3(如图7、10所示)能方便随身携带且又能稳固放置在一平面上使用，如图10所示；该外壳体10上设有一手机承置机构20，供使用者3的矩形状手机2能横向(如图4所示)或直向(如图5所示)架设其上，并使该手机2的屏幕2a呈现一倾斜视角(如图4、图5、图7、图11所示)但非用以限制本实用新型，让使用者3能以较佳视角及较舒适性来触控操作或观看手机2的屏幕2a(如图11所示)。
如图2、图3所示，在本实用新型一较佳的实施例中，该手机承置机构20包含一可枢转掀盖21及一可枢转支架22，其中该可枢转掀盖21覆设在该外壳体10的顶面处，使用时可朝后上方向枢转掀开并挡止形成一直立状态或与竖直方向呈一角度，以支撑在手机2的背面2b。该可枢转支架22埋设在该可枢转掀盖21的下方，当该可枢转掀盖21被向上枢转掀开之后，该可枢转支架22即可朝前上方向枢转掀开并挡止在一直立状态或与竖直方向呈一角度，以支撑在手机2的前面边缘2c，以使手机2能稳固地架设在该手机承置机构20上并呈现一倾斜视角(如图4、图5、图7、图11所示)。
如图2、图3所示，在本实用新型一较佳的实施例中，该外壳体10的底部处进一步设有一马蹄状可枢转延伸架30，该可枢转延伸架30设在该外壳体10的底部外缘处，使用时可通过枢轴31朝后方枢转拉开并挡止形 成一水平状态，以支撑在该外壳体10的后方，用以加强该外壳体10放置在一平面上使用且手机2又架设在该手机承置机构20上时的稳固性。
如图6至图11所示，该外壳体10内部设有一虚拟输入模块40，该虚拟输入模块40能与该手机2内部的功能性系统架构(未绘示)建立无线连接关系，使用时，该虚拟输入模块40在该外壳体10的前方与使用者3之间的平面50上(如图4、图5、图7、图11所示)，形成一具有虚拟输入功能且面积比手机屏幕2a面积大的虚拟输入影像60，如虚拟键盘输入影像60a(如图8所示)、虚拟号码盘输入影像60b(如图9所示)、手机游戏的虚拟控制器输入影像60c(如图10所示)或虚拟触控面输入影像(未绘示)，使使用者3能通过该虚拟输入影像60完成手机2的输入操作或手机游戏操作。藉此，本实用新型提供的供搭配手机使用的虚拟输入设备1确实能为手机2使用者3提供较优良且较舒适的手机操作状态(如图11所示)，以改善使用者长期操作或观看手机2的屏幕2a时造成的不便及不适感。
在一较佳的实施例中，如图6、图7所示但非用以限制本实用新型，该虚拟输入模块40包含：一红外线激光光源(IR laser light)41、至少两个线性传感器(linear line sensor)42、一投影机构43及一控制器44如MCU(microcontroller unit)；其中：该红外线激光光源41设在该外壳体10的前侧面下方一开口11内，该红外线激光光源41朝前外方向投射一水平的红外线激光410并使该水平的红外线激光410在该平面50的上方形成一靠近并平行于该平面50且占据一区域范围的二维(X-Y)光幕411；该至少两个线性传感器42相隔一预设距离而分开设在该外壳体10的前侧面下方一开口11处，用以分别感应该使用者3的控制件3a(如手指尖)进入该二维光幕411范围内某一位置时因阻挡该红外线激光410而造成的反射光412，并因而各产生一线性位置信号，其中该至少两个线性传感器42相互平行且分开设立在该红外线激光光源41的左侧和右侧，如图6所示； 该投影机构43设在该外壳体10的前侧面上方一开口12内，以在该二维光幕411范围中投影形成一虚拟输入影像60，如虚拟键盘输入影像60a，如图8所示，或虚拟号码盘输入影像60b，如图9所示，或手机游戏用的虚拟控制器输入影像60c，如图9所示，或虚拟触控面输入影像(未图标)；该控制器44可为MCU(microcontroller unit)或中央处理器(CPU，Central Processing Unit)但非用以限制本实用新型，其用以接收该至少两个线性传感器42感应得到的线性位置信号并进行运算，以运算得出该控制件3a在该虚拟输入影像60(60a、60b)中所对应的二维坐标位置，并无线连接至该手机2，以完成手机输入操作或手机游戏操作，例如：其中该手机输入操作可包含输入line链接数据或联络人数据(如图8、图9、图10所示)，其中该手机游戏操作可包含玩手机游戏Temple Run时，可在该虚拟输入影像60上直接触控以取代在该手机2的屏幕2a上直接触控。
由于该控制器44是利用由该至少两个线性传感器30所得到的线性位置信号(如图7所示)来进行运算(如利用三角运算功能)，故本实用新型的控制器44所进行的运算量能够比现有技术(如US2012/0162077、US2014/0055364等)利用影像撷取镜头(camera)得到的信号来进行运算的情况相对简化。此外，该虚拟输入模块40包含一红外线激光光源41、至少两个线性传感器42、一投影机构43及一控制器44，其最佳是形成一模块以利组装在该外壳体10内，但非用以限制本实用新型；又如图6、图7所示，各单元(如41、42、43、44)的设立位置及大小比例并非用以限制本实用新型。
本实用新型提供的供搭配手机使用的虚拟输入设备构造简单经济以及耐用，且具有适当体积的外壳体，故使用者可方便携带且能稳固放置在一平面上使用，可以满足使用者便利性需求及提高附加价值的需求，从而表现出其最显著的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，对本实用新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种供搭配手机使用的虚拟输入设备，其包含一具有高度及体积的外壳体，该外壳体供使用者携带且能稳固放置在一平面上使用；其特征在于：
该外壳体上部设有一手机承置机构，使用者的手机能架设在该手机承置机构上并使手机屏幕呈现一倾斜视角，使用户能以较佳视角及较舒适的状态触控操作或观看手机屏幕；
该外壳体内部设有一虚拟二维定位模块并与该手机无线连接，以在该外壳体前方与使用者之间的平面上形成一具有虚拟输入功能且面积比手机屏幕面积大的虚拟输入影像，使用户能通过该虚拟输入影像完成手机输入操作或手机游戏操作。
2.根据权利要求1所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该手机能横向或直向架设在该手机承置机构上并使手机屏幕呈现一倾斜视角。
3.根据权利要求1所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该手机承置机构包含一可枢转掀盖及一组可枢转支架，其中该可枢转掀盖覆设在该外壳体的顶面处，使用时可朝后上方向枢转掀开并挡止形成一直立状态以支撑在手机背面；其中该一组可枢转支架埋设在该可枢转掀盖的下方，当该可枢转掀盖向上枢转掀开之后，该一组可枢转支架可朝前上方向枢转掀开并挡止在一直立状态以支撑在手机前面边缘，以使手机能架设在该手机承置机构上并呈现一倾斜视角。
4.根据权利要求1所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该外壳体底部进一步设有一可枢转马蹄状延伸架，该延伸架设在该外壳体的底部外缘处，使用时可朝后方枢转拉开并挡止形成一水平状态并支 撑在该外壳体的后方。
5.根据权利要求1所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该虚拟二维定位模块包含：一红外线激光光源、至少两个线性传感器、一投影机构及一控制器，其中：
该红外线激光光源设在该外壳体的前侧面下方一开口内，该红外线激光光源朝前外方向投射一水平的红外线激光并使该水平的红外线激光在该平面的上方形成一靠近并平行于该平面且占据一区域范围的二维光幕；
该至少两个线性传感器相隔一预设距离而分开设在该外壳体的前侧面下方一开口处，用以分别感应该使用者的控制件进入该二维光幕范围内时因阻挡该红外线激光而造成的反射光，并因而各产生一线性位置信号；
该投影机构装置设在该外壳体的前侧面上方一开口内，以在该二维光幕范围中投影形成一虚拟输入影像；
该控制器用以接收该至少两个线性传感器感应得到的线性位置信号并进行运算，以运算得出该控制件在该虚拟输入影像中所对应的二维坐标位置并无线连接至该手机，以完成手机输入操作或手机游戏操作。
6.根据权利要求5所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该至少两个线性传感器相互平行且分开设立在该红外线激光光源的左侧和右侧。
7.根据权利要求5所述的供搭配手机使用的虚拟输入设备，其特征在于，该控制件为使用者的手指。
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