TWM543398U - 供搭配手機使用之虛擬輸入裝置 - Google Patents

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TWM543398U
TWM543398U TW106203002U TW106203002U TWM543398U TW M543398 U TWM543398 U TW M543398U TW 106203002 U TW106203002 U TW 106203002U TW 106203002 U TW106203002 U TW 106203002U TW M543398 U TWM543398 U TW M543398U
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Guo-Ren Chen
zi-qing Weng
zhi-hao Zhang
shun-zheng Lin
Guan-Hong Lu
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Serafim Tech Inc
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Description

供搭配手機使用之虛擬輸入裝置
本新型涉及一種供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，尤指一種利用一具適當體積之外殼體供使用者方便攜帶且能穩固放置一平面上使用，其中該外殼體上設有一手機承置機構供手機能橫向或直向架設其上，且該外殼體內部設有一虛擬輸入模組並能與該手機無線連結，供可在其前方與使用者之間的平面上形成一虛擬輸入影像，讓使用者能藉由該虛擬輸入影像來完成手機輸入操作或手機遊戲操作，藉以提供手機使用者較優良且較舒適之手機操作型態。
目前之手機幾乎已成為現代人隨身攜帶且不可或缺的電子裝置；現代手機已發展至第4代(4G)並邁向第5代(4G)，其除了典型之電話功能外，還包含：個人數位助理、遊戲機、MP3、照相機、錄音、全球定位系統、和連結網際網路等更多功能；例如：3.5G手機偏重安全和資料通訊，已有更多的多媒體功能被引進，因此手機逐漸漸擁有個人電腦的功能；4G行動電話網路的功能，就是搭配能夠上網執行各種網路服務的智慧型手機，故4G手機被形容是一種可隨基地台擴展使用範圍的巨大網際網路(internet)服務網路；由上可見，使用者使用或操作手機之時間會相對拉長。
手機外觀上一般包含至一液晶顯示屏(螢幕)和一套按鍵，現時採用觸控式螢幕的手機則減少按鍵；惟，該觸控式螢幕之面積一般不 大，較小於平板電腦或個人電腦，而且使用時，使用者一般是一手持手機，另一手在該觸控式螢幕進行功能操作；由於觸控式螢幕不大，致視角相對不佳，且又須手持手機，故當使用手機時間拉長時，如觀看電影或玩手機遊戲如Temple Run，使用者即會感到疲憊或不舒服。
針對平板電腦如美國蘋果公司之iPad，市面上已有一種兩片層板相連之外護套(形狀如書套)產品，當iPad不使用時，可將iPad收合並夾在該外護套內層中，當iPad要在桌面上使用時，可將該外護套打開，使其中一在內面設有多條橫向卡槽之層板平放在桌面上，使用者再將貼置有iPad之另一層板轉動一角度並選擇擋卡在平放桌面上之層板上所預設多條橫向卡槽中之一卡槽上，以使iPad得傾斜某一角度而斜立在使用者面前之桌面上，藉此讓使用者能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看該iPad之觸控螢幕。
手機的重量比平板電腦輕，有利於使用者攜帶及手持使用，但手機的形體一般為薄矩形體且其觸控式螢幕與iPad相比則較小，縱然可將手機的外護套作出與上述iPad的外護套相同的設計，使手機也可改放置在桌面上使用以取代手持使用型態，但手機在桌面上之高度顯然不足，致使用者之視角仍然不佳，且因觸控式螢幕較小，亦不利於觀看或觸控操作，也就是，縱然將手機放置在桌面上使用，仍然無法讓手機使用者能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看手機螢幕，尤其更不適合長時間使用，如觀看電影或玩手機遊戲如Temple Run等，使用者更容易疲憊或不舒服，相對造成手機使用者的困擾。
此外，在利用投影技術構成一虛擬輸入裝置如虛擬鍵盤 (virtual keyboard)的技術領域中，已存有相當多現有技術，如US6,614,422、US2012/0162077、US2014/0055364等，其公開了一種利用一虛擬輸入裝置(virtual input device)，如虛擬鍵盤或虛擬滑鼠用以輸入資料的系統及方法。但上述先前技術在實際應用上仍存在系統架構較複雜及不易微型化等缺點，以致不利於導入各種輸入裝置的應用，如在本技術領域中，尚未見有任何微型化虛擬輸入裝置既能容易攜帶又能有效率地搭配手機使用。
本新型的主要目的在於提供一種供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其包含一具適當體積之外殼體供使用者方便攜帶且能穩固放置一平面上使用，其中該外殼體上設有一手機承置機構供手機能橫向或直向架設其上並使手機螢幕呈現一傾斜視角，讓使用者能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看手機螢幕；其中該外殼體內部設有一虛擬輸入模組並能與該手機無線連結，供可在其前方與使用者之間的平面上形成一具有虛擬輸入功能且具有比手機螢幕較大面積之虛擬輸入影像，如包含虛擬鍵盤輸入影像、手機遊戲之虛擬控制器輸入影像或虛擬觸控面輸入影像，讓使用者能藉由該虛擬輸入影像來完成手機輸入操作或手機遊戲操作，藉此提供手機使用者較優良且較舒適之手機操作型態，用以改善使用者在長期操作或觀看手機螢幕時所造成之不便及不適感。
為了達到上述目的，本新型提供了一種供搭配合手機使用之虛擬輸入裝置，其包含一具有高度及較小體積之外殼體供使用者攜帶且能穩固放置一平面上使用；其中該外殼體上部設有一手機承置機構，供使用者之手機能架設在該手機承置機構上並使手機螢幕呈現一傾斜視角，讓 使用者能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看手機螢幕；其中該外殼體內部設有一虛擬輸入模組並能與該手機無線連結，供可在該外殼體前方與使用者之間的平面上形成一具有虛擬輸入功能且具有比手機螢幕較大面積之虛擬輸入影像，讓使用者能藉由該虛擬輸入影像來完成手機輸入操作或手機遊戲操作，藉此提供手機使用者較優良且較舒適之手機操作型態，用以改善使用者在長期操作或觀看手機螢幕時所造成之不便。
在一較佳的實施例中，該手機係橫向或直向架設在該手機承置機構上並使手機螢幕呈現一傾斜視角。
在一較佳的實施例中，該手機承置機構包含一可樞轉掀蓋及一樞轉支架，其中該可樞轉掀蓋係蓋覆設在該外殼體之頂面處，使用時可朝後上方向樞轉掀開並擋止形成一直立或斜立角度供支撐在手機背面；其中該可樞轉支架係埋設在該可樞轉掀蓋之下方，當該可樞轉掀蓋向上樞轉掀開之後，該可樞轉支架可朝前上方向樞轉掀開並擋止在一直立角度供支撐在手機前面邊緣，藉以使手機能架設在該手機承置機構上並呈現一傾斜視角。
在一較佳的實施例中，該外殼體底部進一步設有一可樞轉馬蹄狀延伸架，該延伸架係設在該外殼體之底部外緣處，使用時可朝後方樞轉拉開並擋止形成一水平角度而支撐在該外殼體之後方。
在一較佳的實施例中，該虛擬輸入影像係包含虛擬鍵盤輸入影像、手機遊戲用之虛擬控制器輸入影像或虛擬觸控面輸入影像。
在一較佳的實施例中，該虛擬輸入模組包含：一紅外線雷射光源、至少兩個線性感測器、一投影機構及一控制器，其中：該紅外線 雷射光源係設在該外殼體之前側面下方一開口內供可朝前外方向投射一水平的紅外線雷射，並使該水平的紅外線雷射在該平面的上方形成一靠近並平行於該平面且佔據一區域範圍的二維光幕；該至少兩個線性感測器係相隔一預設距離而分開設在該外殼體之前側面下方一開口處，用以分別感應該使用者的控制件進入該二維光幕範圍內時因阻擋該紅外線雷射而造成的反射光，並因而各產生一線性位置信號；該投影機構裝置係設在該外殼體之前側面上方一開口內供可在該二維光幕範圍中投影形成一虛擬輸入影像；該控制器係用以接收該至少兩個線性感測器所感應得到的線性位置信號並進行運算，以運算得出該控制件在該虛擬輸入影像中所對應的二維座標位置，並無線連結至該手機以完成手機輸入操作或手機遊戲操作。
在一較佳的實施例中，該至少兩個線性感測器相互平行且分開設立在該紅外線雷射光源的左、右兩側。
1‧‧‧虛擬輸入裝置
11‧‧‧開口
2‧‧‧手機2
2a‧‧‧螢幕
2b‧‧‧背面
2c‧‧‧前面邊緣
3‧‧‧使用者
3a‧‧‧控制件
10‧‧‧外殼體
11‧‧‧開口
12‧‧‧開口
20‧‧‧手機承置機構
21‧‧‧可樞轉掀蓋
22‧‧‧可樞轉支架
30‧‧‧可樞轉延伸架
31‧‧‧樞軸
40‧‧‧虛擬輸入模組
41‧‧‧紅外線雷射光源
410‧‧‧紅外線雷射
411‧‧‧二維光幕
412‧‧‧反射光
42‧‧‧線性感測器
43‧‧‧投影機構
44‧‧‧控制器
50‧‧‧平面
60‧‧‧虛擬輸入影像
60a‧‧‧虛擬鍵盤輸入影像
60b‧‧‧虛擬號碼盤輸入影像
60c‧‧‧虛擬控制器輸入影像
圖1為本新型供搭配手機使用之虛擬輸入裝置在未使用狀態的外觀立體圖。
圖2為圖1所示虛擬輸入裝置在使用狀態的外觀立體圖(前視角)。
圖3為圖2的另一視角(背視角)外觀立體圖。
圖4為圖2所示虛擬輸入裝置搭配手機使用的外觀立體圖(手機橫放狀態)。
圖5為圖4中搭配手機使用另一外觀立體圖(手機直放狀態)。
圖6為本新型的虛擬輸入模組的使用狀態上視示意圖。
圖7為圖6的一側視示意圖。
圖8為本新型的虛擬輸入裝置應用於虛擬鍵盤輸入的使用狀態示意圖。
圖9為本新型的虛擬輸入裝置應用於虛擬號碼盤輸入的使用狀態示意圖。
圖10為本新型虛擬輸入裝置應用於虛擬滑鼠輸入的使用狀態示意圖。
圖11為本新型提供的虛擬輸入裝置搭配手機使用的使用狀態的一側視示意圖。
為使本新型更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖示，將本新型之結構及其技術特徵詳述如後：參考圖1-5及圖10所示，本新型係提供一種供搭配手機2使用之虛擬輸入裝置1，該虛擬輸入裝置1包含一外殼體10，該外殼體10具有適當體積，如高度約5cm-9cm、左右寬度約3cm-6cm、前後厚度約1.5cm-5cm，但非用以限制本新型，供手機2之使用者3(如圖7、10所示)能方便隨身攜帶，且又能穩固放置一平面上使用如圖10所示；該外殼體10上設有一手機承置機構20，供使用者3之矩形狀手機2能橫向(如圖4所示)或直向(如圖5所示)架設其上，並使該手機2之螢幕2a呈現一傾斜視角(如圖4、5、7、11所示)但非用以限制本新型，讓使用者3能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看手機2之螢幕2a(如圖11所示)。
參考圖2、3所示，在本新型一較佳的實施例中，該手機承置機構20包含一可樞轉掀蓋21及一可樞轉支架22，其中該可樞轉掀蓋21係蓋覆設在該外殼體10之頂面處，使用時可朝後上方向樞轉掀開並擋止形成一直立或斜立角度供支撐在手機2之背面2b。該可樞轉支架22係埋設在該可樞轉掀蓋21的下方，當該可樞轉掀蓋21被向上樞轉掀開之後，該可樞轉支架22即可朝前上方向樞轉掀開並擋止在一直立或斜立角度角度供支撐在手機2 之前面邊緣2c，藉以使手機2能穩固地架設在該手機承置機構20上並呈現一傾斜視角(如圖4、5、7、11所示)。
參考圖2、3所示，在本新型一較佳的實施例中，該外殼體10之底部處進一步設有一馬蹄狀可樞轉延伸架30，該可樞轉延伸架30係設在該外殼體10之底部外緣處，使用時可藉其樞軸31朝後方樞轉拉開並擋止形成一水平角度而支撐在該外殼體10之後方，用以加強該外殼體10放置一平面上使用且手機2又架設在該手機承置機構20上時的穩固性。
參考圖6至圖11所示，該外殼體10內部設有一虛擬輸入模組40，該虛擬輸入模組40並能與該手機2內部的功能性系統架構(未繪示)建立無線連結關係，供在使用時，該虛擬輸入模組40得在該外殼體10的前方與使用者3之間的平面50上(如圖4、5、7、11所示)，形成一具有虛擬輸入功能且具有比手機螢幕2a較大面積之虛擬輸入影像60，如虛擬鍵盤輸入影像60a(如圖8所示)、虛擬號碼盤輸入影像60b(如圖9所示)、手機遊戲之虛擬控制器輸入影像60c(如圖10所示)或虛擬觸控面輸入影像(未繪示)，讓使用者3能藉由該虛擬輸入影像60來完成手機2的輸入操作或手機遊戲操作。藉此，本新型之供搭配手機使用之虛擬輸入裝置1確實能提供手機2的使用者3較優良且較舒適之手機操作型態(如圖11所示)，用以改善使用者在長期操作或觀看手機2的螢幕2a時所造成之不便及不適感。
在一較佳的實施例中，如圖6、7所示但非用以限制本新型，該虛擬輸入模組40包含：一紅外線雷射光源(IR laser light)41、至少兩個線性感測器(linear line sensor)42、一投影機構43及一控制器44如MCU(microcontroller unit)；其中：該紅外線雷射光源41係設在該外殼體10之前 側面下方一開口11內供可朝前外方向投射一水平的紅外線雷射410，並使該水平的紅外線雷射410在該平面50的上方形成一靠近並平行於該平面50且佔據一區域範圍的二維(X-Y)光幕411；該至少兩個線性感測器42係相隔一預設距離而分開設在該外殼體10之前側面下方一開口11處，用以分別感應該使用者3的控制件3a(如手指尖)進入該二維光幕411範圍內某一位置時因阻擋該紅外線雷射410而造成的反射光412，並因而各產生一線性位置信號，其中該至少兩個線性感測器42係相互平行且分開設立在該紅外線雷射光源41的左、右兩側如圖6所示；該投影機構43係設在該外殼體10之前側面上方一開口12內供可在該二維光幕411範圍中投影形成一虛擬輸入影像60，如虛擬鍵盤輸入影像60a如圖8所示、或虛擬號碼盤輸入影像60b如圖9所示、或手機遊戲用之虛擬控制器輸入影像60c如圖9所示、或虛擬觸控面輸入影像(未圖示)；該控制器44可為MCU(microcontroller unit)或中央處理器(CPU，Central Processing Unit)但非用以限制本新型，其係用以接收該至少兩個線性感測器42所感應得到的線性位置信號並進行運算，以運算得出該控制件3a在該虛擬輸入影像60(60a、60b)中所對應的二維座標位置，並無線連結至該手機2，以完成手機輸入操作或手機遊戲操作，例如：其中該手機輸入操作可包含輸入line連結資料或聯絡人資料(如圖8、9、10所示)，其中該手機遊戲操作可包含玩手機遊戲Temple Run時，可在該虛擬輸入影像60上直接觸控以取代在該手機2之螢幕2a上直接觸控
由於該控制器44是利用由該至少兩個線性感測器30所得到的線性位置信號(如圖7所示)來進行運算(如利用三角運算功能)，故本新型的控制器44所進行的運算量能夠比先前技術(如US2012/0162077、 US2014/0055364等)利用影像擷取鏡頭(camera)所得到的信號來進行運算者相對簡化。此外，該虛擬輸入模組40，包含一紅外線雷射光源41、至少兩個線性感測器42、一投影機構43及一控制器44，其最佳是形成一模組以利組裝在該外殼體10內但非用以限制本新型；又如圖6、7所示，各單元(如41、42、43、44)的設立位置及大小比例並非用以限制本新型。
本新型提供的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，構造簡單經濟以及耐用，且具適當體積之外殼體，故使用者可方便攜帶且能穩固放置一平面上使用，可以滿足使用者便利性需求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
2‧‧‧手機
2a‧‧‧螢幕
2b‧‧‧背面
2c‧‧‧前面邊緣
3‧‧‧使用者
3a‧‧‧控制件
10‧‧‧外殼體
20‧‧‧手機承置機構
21‧‧‧可樞轉掀蓋
22‧‧‧可樞轉支架
30‧‧‧可樞轉延伸架
41‧‧‧紅外線雷射光源
410‧‧‧紅外線雷射
411‧‧‧二維光幕
412‧‧‧反射光
42‧‧‧線性感測器
43‧‧‧投影機構
44‧‧‧控制器
50‧‧‧平面

Claims (8)

  1. 一種供搭配合手機使用之虛擬輸入裝置，其包含一具有高度及體積之外殼體供使用者攜帶且能穩固放置一平面上使用；其中該外殼體上部設有一手機承置機構，供使用者之手機能架設在該手機承置機構上並使手機螢幕呈現一傾斜視角，讓使用者能以較佳視角及較舒適性來觸控操作或觀看手機螢幕；其中該外殼體內部設有一虛擬二維定位模組並能與該手機無線連結，供可在該外殼體前方與使用者之間的平面上形成一具有虛擬輸入功能且具有比手機螢幕較大面積之虛擬輸入影像，讓使用者能藉由該虛擬輸入影像來完成手機輸入操作或手機遊戲操作；藉此，提供手機使用者較優良且較舒適之手機操作型態，用以改善使用者在長期操作或觀看手機螢幕時所造成之不便。
  2. 根據請求項1所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該手機能橫向或直向架設在該手機承置機構上並使手機螢幕呈現一傾斜視角。
  3. 根據請求項1所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該手機承置機構包含一可樞轉掀蓋及一組可樞轉支架，其中該可樞轉掀蓋係蓋覆設在該外殼體之頂面處，使用時可朝後上方向樞轉掀開並擋止形成一直立角度供支撐在手機背面；其中該一組可樞轉支架係埋設在該可樞轉掀蓋之下方，當該可樞轉掀蓋向上樞轉掀開之後，該一組可樞轉支架可朝前上方向樞轉掀開並擋止在一直立角度供支撐在手機前面邊緣，藉以使手機能架設在該手機承置機構上並呈現一傾斜視角。
  4. 根據請求項1所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該外殼體底 部進一步設有一可樞轉馬蹄狀延伸架，該延伸架係設在該外殼體之底部外緣處，使用時可朝後方樞轉拉開並擋止形成一水平角度而支撐在該外殼體之後方。
  5. 根據請求項1所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該虛擬輸入影像係包含虛擬鍵盤輸入影像、手機遊戲用之虛擬控制器輸入影像或虛擬觸控面輸入影像。
  6. 根據請求項1所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該虛擬二維定位模組包含：一紅外線雷射光源、至少兩個線性感測器、一投影機構及一控制器，其中：該紅外線雷射光源係設在該外殼體之前側面下方一開口內供可朝前外方向投射一水平的紅外線雷射，並使該水平的紅外線雷射在該平面的上方形成一靠近並平行於該平面且佔據一區域範圍的二維光幕；該至少兩個線性感測器係相隔一預設距離而分開設在該外殼體之前側面下方一開口處，用以分別感應該使用者的控制件進入該二維光幕範圍內時因阻擋該紅外線雷射而造成的反射光，並因而各產生一線性位置信號；該投影機構裝置係設在該外殼體之前側面上方一開口內供可在該二維光幕範圍中投影形成一虛擬輸入影像；該控制器係用以接收該至少兩個線性感測器所感應得到的線性位置信號並進行運算，以運算得出該控制件在該虛擬輸入影像中所對應的二維座標位置，並無線連結至該手機以完成手機輸入操作或手機遊戲操作。
  7. 根據請求項6所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該至少兩個 線性感測器相互平行且分開設立在該紅外線雷射光源的左、右兩側。
  8. 根據請求項6所述的供搭配手機使用之虛擬輸入裝置，其中該控制件為使用者的手指。
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