一種虛擬輸入設(shè)備及其光檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種設(shè)計合理,檢測準確,結(jié)構(gòu)簡單的虛擬輸入設(shè)備及其光檢測裝置。其中一種光檢測裝置包括信號采集器,以及層疊設(shè)置的發(fā)光裝置和感光裝置;發(fā)光裝置內(nèi)部設(shè)置有光源,發(fā)光面呈圓柱面設(shè)置;感光裝置上下表面和兩側(cè)面分別設(shè)置有吸光遮光片,感光裝置的感光面呈與發(fā)光面同半徑的圓柱面設(shè)置;感光裝置包括若干沿感光面均勻布置的感光單元;感光單元橫截面呈扇形設(shè)置,內(nèi)部設(shè)置有光感元件,弧面上設(shè)置有選取光源發(fā)出光對應(yīng)波長的濾光片;相鄰感光單元之間設(shè)置有吸光遮光片;光感元件的輸出端連接到信號采集器的輸入端。其中一種虛擬輸入設(shè)備包括至少兩個本實用新型所述的光檢測裝置,以及連接在采集器輸出端的微處理器。
【專利說明】一種虛擬輸入設(shè)備及其光檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及信號檢測裝置,具體為一種虛擬輸入設(shè)備及其光檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著觸摸屏技術(shù)的發(fā)展,越來越多的電子設(shè)備用觸摸屏代替了傳統(tǒng)非觸摸屏,手機、平板電腦等電子設(shè)備安裝觸摸屏已經(jīng)成為一種潮流。由于觸摸屏操作簡單、操作自由度大、人性化等特點,已經(jīng)成為人們?nèi)找娌豢苫蛉钡碾娮虞斎朐O(shè)備。然而,傳統(tǒng)觸摸屏存在安裝困難、不可移植、不能反復使用等缺點,對觸摸屏的使用造成了一定的影響。同時,大量陳舊設(shè)備安裝的仍然是非觸摸屏,不能滿足人們對觸摸屏的需要。
[0003]通過對現(xiàn)有技術(shù)文獻和專利檢索發(fā)現(xiàn),已經(jīng)有一些基于光檢測裝置的電技術(shù)對非觸摸屏的觸摸位置進行定位?,F(xiàn)有技術(shù)中如中國專利“一種基于圖像識別的虛擬觸摸屏系統(tǒng)”申請?zhí)枮?00820039313.8的專利,“一種基于圖像處理技術(shù)的虛擬觸摸屏系統(tǒng)”申請?zhí)枮?01110443923.0的專利,“虛擬觸摸屏”申請?zhí)枮?00920069997.0專利,以及“光學觸摸屏及其配套的觸摸筆”申請?zhí)枮?00910047241.0的專利,都能夠通過光信號的檢測,然后利用光電技術(shù)對觸摸位置進行識別定位,與傳統(tǒng)觸摸屏相比具有可移植、可反復使用的特點。但是它們以及現(xiàn)有技術(shù)中存在的有共同的缺點,即當觸摸位置為屏幕左右兩側(cè)時,光檢測裝置的視角都比較大,檢測位置誤差較大,容易受到外部雜光,以及本身光線的干擾,對后續(xù)的信號處理造成誤差。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本實用新型提供一種設(shè)計合理,檢測準確,結(jié)構(gòu)簡單的虛擬輸入設(shè)備及其光檢測裝置。
[0005]本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]本實用新型一種光檢測裝置,包括信號采集器,以及層疊設(shè)置的發(fā)光裝置和感光裝置;發(fā)光裝置內(nèi)部設(shè)置有光源,發(fā)光面呈圓柱面設(shè)置;感光裝置上下表面和兩側(cè)面分別設(shè)置有吸光遮光片,感光裝置的感光面呈與發(fā)光面同半徑的圓柱面設(shè)置;感光裝置包括若干沿感光面均勻布置的感光單元;感光單元橫截面呈扇形設(shè)置,內(nèi)部設(shè)置有光感元件,弧面上設(shè)置有選取光源發(fā)出光對應(yīng)波長的濾光片;相鄰感光單元之間設(shè)置有吸光遮光片;光感元件的輸出端連接到信號采集器的輸入端。
[0007]優(yōu)選的,光感元件采用(XD感光元件或CMOS感光元件。
[0008]優(yōu)選的,發(fā)光裝置的發(fā)光面上設(shè)置有均光片。
[0009]進一步,發(fā)光裝置中的光源發(fā)出單一頻率的光。
[0010]優(yōu)選的,發(fā)光裝置和感光裝置中圓柱面所對的圓心角為180°。
[0011]進一步,圓心角為0.1°?5°。
[0012]再進一步,發(fā)光裝置上層或下層層疊設(shè)置有若干感光裝置。
[0013]一種虛擬輸入設(shè)備,包括至少兩個本實用新型所述的光檢測裝置,以及連接在采集器輸出端的微處理器;光檢測裝置分別設(shè)置在虛擬輸入設(shè)備的邊緣或拐角位置;微處理器用于將采集器輸出的光強度信號進行對比,并分別選擇光強最強的感光單元所對應(yīng)的角度,運算后得到觸摸位置信號從輸出端輸出連接到用戶終端。
[0014]優(yōu)選的,該虛擬輸入設(shè)備為虛擬觸摸屏幕或虛擬鍵盤或虛擬鼠標。
[0015]進一步,微處理器輸出端連接無線通信模塊或有線通信模塊,無線通信模塊或有線通信模塊的輸出端連接用戶終端。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0017]本實用新型所述的光檢測裝置通過層疊感光裝置上層的發(fā)光裝置,從而增強了光檢測裝置所檢測區(qū)域?qū)ξ矬w的識別能力,在對自然光感應(yīng)的同時,配合自身光源,能夠提高被檢測物體的反光強度,提高了各感光單元的靈敏度,使得檢測物體正對的感光單元能夠接受到最大光強度,從而能夠利于定位,并且配合沿圓柱面的感光面設(shè)置的感光單元,提高了檢測的精確度;同時設(shè)置吸光遮光片能夠避免非檢測區(qū)域外的光線的干擾,保證了檢測范圍的準確。
[0018]進一步的,利用CCD感光元件或CMOS感光元件實現(xiàn)對光信號強度的轉(zhuǎn)換,保證信號的輸出和傳遞;并且通過均光片的設(shè)置保證了光源發(fā)出光線在檢測區(qū)域的均勻分布。
[0019]進一步的,利用設(shè)置成的圓心角為180°的圓柱面,實現(xiàn)了對檢測面一側(cè)的覆蓋,提高了適用范圍;同時配合感光單元的圓心角范圍,提高了對光強度檢測的區(qū)分度和分辨能力。
[0020]進一步的,利用多層的感光裝置,能夠?qū)Σ煌矫娴墓鈴妼崿F(xiàn)檢測,為輸出信號的處理和對比提供了更多的參考和對比信號,提供了不同高度的更加豐富的觸摸點信息,實現(xiàn)更多功能,同時擴大了檢測范圍,提高了檢測精度。
[0021]本實用新型所述的虛擬輸入設(shè)備,利用光檢測裝置對光強度的檢測,從而確定觸摸點的位置,通過至少兩個光檢測裝置輸出的檢測信號確定的角度信息,以及兩個光檢測裝置之間的距離信息,通過幾何關(guān)系的運算,得到觸摸點的位置信號,輸出到用戶終端,實現(xiàn)虛擬輸入功能;通過采用本實用新型所述的光檢測裝置,提高檢測精度,利用現(xiàn)有的定位運算實現(xiàn)對觸摸位置的確定,從而實現(xiàn)了虛擬輸入。
[0022]進一步的,通過將其應(yīng)用到鼠標、鍵盤和屏幕,實現(xiàn)對輸入設(shè)備的虛擬化,提高了輸入設(shè)備使用的便捷性,能夠進行移植,可反復使用,便攜小巧,適應(yīng)性強。
[0023]進一步的,通過無線通訊模塊或有線通訊模塊更好的保證了數(shù)據(jù)的傳輸,以及減輕了微處理器負擔,提高了設(shè)備的通用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實例中所述光檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為圖1中感光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中:發(fā)光裝置I,感光裝置2,感光單元3,光源11,吸光遮光片21,濾光片22,光感元件23。
[0027]圖3為本實用新型實例中所述虛擬輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;其中,A和B分別為不同位置的光檢測裝置。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0029]本實用新型一種光檢測裝置,如圖1和圖2所示,包括信號采集器,以及依次層疊設(shè)置的發(fā)光裝置I和感光裝置2 ;發(fā)光裝置I內(nèi)部設(shè)置有光源11,發(fā)光面呈圓柱面設(shè)置;感光裝置2上下表面和兩側(cè)面分別設(shè)置有吸光遮光片21,感光裝置2的感光面呈與發(fā)光面同半徑的圓柱面設(shè)置;感光裝置2包括若干沿感光面均勻布置的感光單元;如圖2所示,感光單元橫截面呈扇形設(shè)置,內(nèi)部設(shè)置有光感元件23,弧面上設(shè)置有選取光源11發(fā)出光對應(yīng)波長的濾光片22 ;相鄰感光單元之間設(shè)置有吸光遮光片21 ;光感元件23的輸出端連接到信號采集器的輸入端。本優(yōu)選實施例中,如圖1所示,發(fā)光裝置I上層設(shè)置有與下層對稱的感光裝置2。其中,光感元件23采用CCD感光元件或CMOS感光元件,本優(yōu)選實例中以CCD感光元件為例說明。發(fā)光裝置I的發(fā)光面上設(shè)置有均光片。
[0030]本優(yōu)選實施例中,如圖1所示,發(fā)光裝置I和感光裝置2中圓柱面所對的圓心角為180° ;感光單元弧面所對的圓心角為0.1°?5。,本優(yōu)選實例中以1°為例進行說明。
[0031]使用時,如圖1所示,將本實用新型固定在需要檢測區(qū)域的一側(cè),發(fā)光裝置I沿著平行于檢測區(qū)域的方向通過均光片均勻的照射,所發(fā)射的光是單一頻率的光。位于下層的感光裝置2更接近檢測區(qū)域,能夠與上層的感光裝置2配合提供更多的檢測信號,提供了不同高度的更加豐富的觸摸點信息,實現(xiàn)更多功能,同時感光裝置2包括若干沿圓柱面均勻排布的感光單元,優(yōu)選的能夠呈環(huán)狀布置。
[0032]參照圖1和圖2,每個感光單元只感應(yīng)一個1°范圍內(nèi)的光,并且由于感光單元之間的感應(yīng)角度沒有重疊區(qū),還通過吸光遮光片21隔開,避免了外界光干擾、各單元光線之間的干擾以及感應(yīng)單元光感應(yīng)角度之間的重疊。感光單元中采用CCD感光元件識別光源11所發(fā)射的光。為了減少其他波長的光的影響,感光單元外側(cè)設(shè)置有選取光源11所發(fā)射的光波長的濾光片22。
[0033]本實用新型一種虛擬輸入設(shè)備,包括至少兩個如權(quán)利要求1所述的光檢測裝置,以及連接在采集器輸出端的微處理器;光檢測裝置分別設(shè)置在虛擬輸入設(shè)備的邊緣或拐角位置;微處理器用于將采集器輸出的光強度信號進行對比,并分別選擇光強最強的感光單元所對應(yīng)的角度,運算后得到觸摸位置信號從輸出端輸出連接到用戶終端。運算時,得到至少兩個角度后,再通過兩個光檢測裝置之間的距離,得到三角形的另外一個頂點的位置,也就是觸摸位置,從而輸出其在虛擬輸入設(shè)備的位置信號,輸出到用戶終端進行顯示或其位置對應(yīng)的操作。
[0034]其中,該虛擬輸入設(shè)備為虛擬觸摸屏幕或虛擬鍵盤或虛擬鼠標;微處理器輸出端連接無線通信模塊或有線通信模塊,無線通信模塊或有線通信模塊的輸出端連接用戶終端。本優(yōu)選實施例中,以同時包括虛擬屏幕和虛擬鍵盤,以及采用無線通信模塊為例進行說明,如圖3所示,虛擬觸摸屏和虛擬鍵盤在同一平面上,因此只需要通過設(shè)置兩個安裝在不同邊緣或拐角位置的光檢測裝置A和B,就能實現(xiàn)對輸入位置的檢測和定位,實現(xiàn)虛擬輸入功能。
【權(quán)利要求】
1.一種光檢測裝置,其特征在于,包括信號采集器,以及層疊設(shè)置的發(fā)光裝置(I)和感光裝置(2);發(fā)光裝置(I)內(nèi)部設(shè)置有光源(11),發(fā)光面呈圓柱面設(shè)置;感光裝置(2)上下表面和兩側(cè)面分別設(shè)置有吸光遮光片(21),感光裝置(2)的感光面呈與發(fā)光面同半徑的圓柱面設(shè)置;感光裝置(2)包括若干沿感光面均勻布置的感光單元;感光單元橫截面呈扇形設(shè)置,內(nèi)部設(shè)置有光感元件(23),弧面上設(shè)置有選取光源(11)發(fā)出光對應(yīng)波長的濾光片(22);相鄰感光單元之間設(shè)置有吸光遮光片(21);光感元件(23)的輸出端連接到信號采集器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光檢測裝置,其特征在于,所述的光感元件(23)采用CXD感光元件或CMOS感光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光檢測裝置,其特征在于,所述的發(fā)光裝置(I)的發(fā)光面上設(shè)置有均光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光檢測裝置,其特征在于,發(fā)光裝置(I)中的光源(11)發(fā)出單一頻率的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光檢測裝置,其特征在于,所述的發(fā)光裝置(I)和感光裝置(2)中圓柱面所對的圓心角為180°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光檢測裝置,其特征在于,感光單元弧面所對的圓心角為 0.1。?5。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的一種光檢測裝置,其特征在于,所述的發(fā)光裝置(I)上層或下層層疊設(shè)置有若干感光裝置(2)。
8.—種虛擬輸入設(shè)備,其特征在于,包括至少兩個如權(quán)利要求1所述的光檢測裝置,以及連接在采集器輸出端的微處理器;光檢測裝置分別設(shè)置在虛擬輸入設(shè)備的邊緣或拐角位置;微處理器用于將采集器輸出的光強度信號進行對比,并分別選擇光強最強的感光單元所對應(yīng)的角度,運算后得到觸摸位置信號從輸出端輸出連接到用戶終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種虛擬輸入設(shè)備,其特征在于,該虛擬輸入設(shè)備為虛擬觸摸屏幕或虛擬鍵盤或虛擬鼠標。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種虛擬輸入設(shè)備,其特征在于,所述的微處理器輸出端連接無線通信模塊或有線通信模塊,無線通信模塊或有線通信模塊的輸出端連接用戶終端。
【文檔編號】G06F3/042GK203982345SQ201420342740
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】方文饒, 熊雙, 方文娟, 鄧廣健, 孫建新, 陳健, 謝斯林, 張慧 申請人:方文饒