TWM502883U - 具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置 - Google Patents

Description

具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置

本創作係有關於一種虛擬輸入裝置，尤指一種具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置。

體積小、低噪音且易於攜帶一直是電子產品之發展趨勢，其一般常搭配有一實體輸入裝置，此實體輸入裝置可以包含文字或數字之輸入鍵，如鍵盤輸入裝置、號碼鍵盤輸入裝置，或包含左、右鍵，如滑鼠輸入裝置等的實體輸入裝置供使用者敲擊以輸入相關資訊，而實體輸入裝置所能夠減少的空間極為有限。雖然另有可替代的輸入裝置如手寫板、語音、光筆等，然對於習慣使用前述的輸入裝置的眾多使用者而言，利用鍵盤或滑鼠輸入的使用習慣仍難以由其他方式所取代。

因此，例如有所謂虛擬鍵盤(virtual keyboard)的產品出現，其係利用全像攝影或用光學掃描的方式產生「固定」之鍵盤影像，再利用檢知光束來偵測使用者在虛擬鍵盤上所輸入之操作命令，如此使用者便只須攜帶一個投射裝置，就可以達到操作鍵盤輸入之效果，並兼具無噪音、不佔空間及可攜帶的優點，還可以擺放在任何地方來作輸入。

儘管這樣子的產品已經在市面上開始販售了，但是此習知的技術並未針對改變結構來增進其外觀的美感與裝飾性，對使用者來說，顯 然不是一項具有吸引力之產品，如何在其基本硬體架構下，尋找較高之附加價值，的確是當前一個值得思考之問題。

本創作的一目的為提供一種具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其係消除了先前技術之缺點，而提供了結構及使用之優點。

本創作之另一目的為提供一種具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其構造簡單、經濟且易於維護。

為達成上述目的，本創作提供一種具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其係放置在一平面上使用，包含一外殼、一光源、至少二線性感應器以及一投影裝置。該外殼之外形輪廓係選自於面具造型與頭盔造型中之其一，其前側面設為臉部型態並包含有額頭部、眼部、臉頰部及口部。該光源係容置於該外殼內且對應該外殼之口部，並能通過該口部對外投射以在該平面之上方形成一二維(X-Y)光幕。該至少二線性感應器係間隔地容置於該外殼內且對應該外殼之臉頰部，並用於分別感應在該二維(X-Y)光幕之範圍內因阻擋該光源而造成之反射光，並因而各產生一線性位置訊號。該投影裝置係容置於該外殼內且對應該外殼之額頭部，並用於在該二維(X-Y)光幕之範圍中投影形成一虛擬輸入影像，該虛擬輸入影像選自於虛擬鍵盤輸入影像、虛擬號碼鍵盤輸入影像與虛擬滑鼠輸入影像中之其一。

1‧‧‧虛擬輸入裝置

2‧‧‧平面

3‧‧‧控制件

10‧‧‧外殼

12‧‧‧光源

14‧‧‧線性感應器

16‧‧‧投影裝置

18‧‧‧控制器

20‧‧‧前側面

22‧‧‧額頭部

24‧‧‧眼部

26‧‧‧臉頰部

28‧‧‧口部

30‧‧‧紅外線雷射光

32‧‧‧二維光幕

34‧‧‧反射光

36a‧‧‧虛擬鍵盤

36b‧‧‧虛擬號碼鍵盤

36c‧‧‧虛擬滑鼠

38a‧‧‧指示燈

38b‧‧‧指示燈

圖1係本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置的外觀立體 圖。

圖2係本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置之使用狀態的上視示意圖。

圖3係圖2之一正視示意圖。

圖4係圖2之一側視示意圖。

圖5係本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬鍵盤輸入之使用狀態示意圖。

圖6係本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬號碼鍵盤輸入之使用狀態示意圖。

圖7係本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬滑鼠輸入之使用狀態示意圖。

為使本創作更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖示，將本創作之結構及其技術特徵詳述如後：圖1至圖7表示本創作的實施方式，圖1是具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置的外觀立體圖，圖2是具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置之使用狀態的上視示意圖，圖3是圖2之一正視示意圖，圖4是圖2之一側視示意圖，圖5是具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬鍵盤輸入之使用狀態示意圖，圖6是具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬號碼鍵盤輸入之使用狀態示意圖，圖7是具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置應用於虛擬滑鼠輸入之使用狀態示意圖。

如圖1至圖4所示，本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬 輸入裝置，本創作在使用時，該虛擬輸入裝置1是被放置在一平面2上，該虛擬輸入裝置1包含一外殼10、一光源12、至少二線性感應器14、一投影裝置16以及一控制器18。

該外殼10之外形輪廓係選自於面具造型與頭盔造型中之其 一，且該外殼10具有一前側面20，該前側面20設為臉部型態並包含有額頭部22、眼部24、臉頰部26及口部28。

該光源12為紅外線雷射光源(IR laser light)，並容置於該外 殼10內且對應該外殼10之口部28，使該光源12能通過該口部28對外投射一水平的紅外線雷射光30，使該光源12(紅外線雷射光源)得以在該平面2之上方形成一靠近並平行於該平面2且佔據一範圍區域之二維(X-Y)光幕32如圖1至圖4所示。為使該光源12(紅外線雷射光源，IR laser light)所投射之紅外線雷射光得以形成一二維(X-Y)光幕32(如圖4所示)，該光源12(紅外線雷射光源，IR laser light)所發出之雷射光束可經一廣角用光學元件如打線鏡片(line generator optics)之折射而使折射後之光視角(light fan)能大於90度，用以在該平面2之表面上形成廣角之線性光束，即二維(X-Y)光幕32如圖2所示，但上述二維(X-Y)光幕32之形成方式非用以限制本創作。

該至少二線性感應器(linear line sensor)14係相隔一預設之 適當距離而分開地容置於該外殼10內且對應該外殼10之臉頰部26，如圖1、2所示其係相互平行且分開設立在該光源12之左、右兩側，但非用以限制本創作。使用時，當使用者之控制件3如手指(如圖4所示)進入該二維(X-Y)光幕32之範圍內某一位置，該光源12即會因受到該控制件3之阻擋而造成之 反射光34，則該至少二線性感應器(linear line sensor)14即能分別感應一使用者之控制件3如手指(如圖4所示)所造成之反射光34並因而分別各產生一線性位置訊號。

該投影裝置16係容置於該外殼10內且對應該外殼10之額頭 部22，並用於在該二維(X-Y)光幕32之範圍中投影形成一虛擬輸入影像，該虛擬輸入影像選自於虛擬鍵盤輸入影像、虛擬號碼鍵盤輸入影像與虛擬滑鼠輸入影像中之其一。

該控制器18可為MCU(microcontroller unit)或中央處理器 (CPU，Central Processing Unit)，但非用以限制本創作，其係用以接收該至少二線性感應器14所感應得到之線性位置訊號，並進行運算以得知該控制件3在該二維(X-Y)光幕32之範圍中所對應之二維座標位置(X-Y)，藉以達成二維定位之功效。由於該控制器18係利用由該至少二線性感應器14所得到之線性位置訊號來進行運算(如利用三角運算功能)，故本創作之控制器18所進行的運算量得以比習用技術如利用全像攝影或用光學掃描所得到之訊號來進行運算者相對簡化。

如圖5所示，其係本創作應用於虛擬鍵盤方式輸入之使用狀 態示意圖。使用時，先偵測使用者控制件3(參考圖4所示)是否靠近，若是，則啟動本創作之虛擬輸入裝置1，並藉由本創作之控制器18啟動該投影裝置16以在本創作之二維(X-Y)光幕32範圍中投影形成一具有鍵盤佈局之虛擬鍵盤36a，而當使用者之控制件3(參考圖4所示)進入對應於該虛擬鍵盤36a之二維光幕32範圍內時，藉由本創作之虛擬輸入裝置1之感應及運算功能，即能得知該控制件3在該虛擬鍵盤36a(二維光幕32範圍)中所對應 之二維座標位置，達成虛擬二維定位功效，並藉以達成該虛擬鍵盤36a(二維光幕32範圍)所預定的系統使用功能，以簡化其系统架構。

如圖6所示，其係本創作應用於虛擬號碼鍵盤方式輸入(如 密碼鎖門禁系統)之使用狀態示意圖。使用時，先偵測使用者控制件3(參考圖4所示)是否靠近，或偵測/識別使用者(如NFC或ID卡)是否配對成功，若是，則啟動本創作之虛擬輸入裝置1，並藉由本創作之控制器18啟動該投影裝置16以在本創作之二維(X-Y)光幕32範圍中投影形成一虛擬號碼鍵盤36b，而當使用者之控制件3(參考圖4所示)進入對應於該虛擬號碼鍵盤36b之二維光幕32範圍內時，藉由本創作之虛擬輸入裝置1之感應及運算功能，即能得知該控制件3在該虛擬號碼鍵盤36b(二維光幕32範圍)中所對應之二維座標位置，達成虛擬二維定位功效，並藉以達成該虛擬號碼鍵盤36b(二維光幕32範圍)所預定的系統使用功能，以簡化其系统架構。

如圖7所示，其係本創作應用於虛擬滑鼠方式輸入之使用狀 態示意圖。使用時，先偵測使用者控制件3(參考圖4所示)是否靠近，若是，則啟動本創作之虛擬輸入裝置1，並藉由本創作之控制器18啟動該投影裝置16以在本創作之二維(X-Y)光幕32範圍中投影形成一具有滑鼠按鍵佈局之虛擬滑鼠36c，而當使用者之控制件3(參考圖4所示)進入對應於該虛擬滑鼠36c之二維光幕32範圍內時，如進入其中之“左鍵(L)”區域或“右鍵(R)”區域或左鍵(L)與右鍵(R)之間的滑鼠移動感測區域，則藉由本創作之虛擬輸入裝置1之感應及運算功能，即能得知該控制件3在該虛擬滑鼠36c(二維光幕32範圍)中所對應之二維座標位置，達成虛擬二維定位功效，並藉以達成該虛擬滑鼠之系統使用功能，以簡化其系统架構。

根據本創作中之虛擬滑鼠36c揭示內容，為了配合該虛擬滑 鼠36c使用，本創作進一步包含二指示燈38a、38b，該二指示燈38a、38b係對稱、間隔地容置於該外殼10內且對應該外殼10之臉頰部26，當該投影裝置16所投影形成之具有滑鼠按鍵佈局之虛擬滑鼠36c輸入影像時，該二指示燈38a、38b分別作為滑鼠之左、右鍵的顯示燈。

根據本創作之虛擬輸入裝置1揭示內容，其係採用至少二線 性感應器14來取代習用技術一般採用之影像攝影或用光學掃描，故除了可避免因採用影像攝影而易被盜攝之安全性風險外，更具有簡化控制器之運算量、降低製造成品、微型化模組設計等優點，有利於導入各種輸入裝置之應用如配合其他投影裝置以構成一輸入裝置如虛擬鍵盤(virtual keyboard)、門禁系統等，藉以提昇該虛擬輸入裝置1之應用範圍及效益。

根據本創作中之控制器18揭示內容，其係包含微控制器(MCU，Microcontroller Unit)或中央處理器(CPU，Central Processing Unit)，用以負責及控制該光源12、該至少二線性感應器14與投影裝置16之間的訊號連結及作動關係，如：啟動該投影裝置16進行投影及檢測並接收該至少二線性感應器14之座標位置訊號，藉以達成本創作及應用本創作之輸入裝置之系統使用功能。

依據本創作之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其構造簡單經濟以及耐用，同時透過簡單的構造改良，就可以克服習知的各項缺點，一面增進其外觀的美感與裝飾性，另一面可以提供符合使用者便利性及提高附加價值的需求，表現出其最顯著的效果。

以上所述僅為本新型的優選實施例，對本新型而言僅是說明 性的，而非限制性的；本領域普通技術人員理解，在本新型權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本新型的保護範圍內。

1‧‧‧虛擬輸入裝置

10‧‧‧外殼

12‧‧‧光源

14‧‧‧線性感應器

16‧‧‧投影裝置

20‧‧‧前側面

22‧‧‧額頭部

24‧‧‧眼部

26‧‧‧臉頰部

28‧‧‧口部

38a‧‧‧指示燈

38b‧‧‧指示燈

Claims (4)

1. 一種具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其係放置在一平面上使用，包含：一外殼，其外形輪廓係選自於面具造型與頭盔造型中之其一，該外殼之前側面設為臉部型態並包含有額頭部、眼部、臉頰部及口部；一光源，係容置於該外殼內且對應該外殼之口部，該光源能通過該口部對外投射以在該平面之上方形成一二維(X-Y)光幕；至少二線性感應器，係間隔地容置於該外殼內且對應該外殼之臉頰部，該至少二線性感應器用於分別感應在該二維(X-Y)光幕之範圍內因阻擋該光源而造成之反射光，並因而各產生一線性位置訊號；以及一投影裝置，係容置於該外殼內且對應該外殼之額頭部，該投影裝置用於在該二維(X-Y)光幕之範圍中投影形成一虛擬輸入影像，該虛擬輸入影像選自於虛擬鍵盤輸入影像、虛擬號碼鍵盤輸入影像與虛擬滑鼠輸入影像中之其一。
2. 如請求項1所述之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其進一步包含一控制器，該控制器係容置於該外殼內，並用於接收該至少二線性感應器所感應得到之線性位置訊號並進行運算以達成二維定位之功效。
3. 如請求項1所述之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其進一步包含二指示燈，該二指示燈係對稱、間隔地容置於該外殼內且對應該外殼之臉頰部，當該投影裝置所投影形成之該虛擬輸入影像為虛擬滑鼠輸入影像時，該二指示燈分別作為滑鼠之左、右鍵的顯示燈。
4. 如請求項1所述之具有面具或頭盔造型外殼之虛擬輸入裝置，其中該光源為紅外線雷射光源。