專利名稱:便攜式感知設備、移動終端及其控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式感知設備、移動終端及其控制裝置，所述便攜式感知設備包括控制裝置和操作設備，所述控制裝置包括五個位置傳感器和第一通信接口，所述操作設備包括主機和第二通信接口；所述五個位置傳感器用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過所述第一通信接口將所述空中觸控信息發(fā)送至所述操作設備的第二通信接口，以使得所述操作設備的主機根據所述空中觸控信息進行操作。通過上述方式，本實用新型能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現觸控操作，從而使得觸控操作便捷快速，且能夠提高產品的娛樂性。
【專利說明】便攜式感知設備、移動終端及其控制裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及觸控【技術領域】，特別是涉及一種便攜式感知設備、移動終端及其控制裝置。

【背景技術】
[0002]與傳統的鼠標、鍵盤操作方式相比，現有手指直接觸摸屏幕的觸控操作方式具有操作簡單直觀、娛樂性強等優(yōu)點，觸控技術目前已廣泛應用于各種電子產品，使得越來越多的電子產品都具有觸摸屏功能，例如具有觸摸屏的智能手機、MP3、數碼相機、取款機、GPS導航儀、展示用的商業(yè)顯示屏等。觸摸屏是一種簡單、方便、自然的人機交互方式，只需通過手指或觸摸筆等觸摸介質觸碰屏幕上顯示的圖形文字即可實現對主機的操作，人機交互直截了當，大大降低了對產品操作的門檻。
[0003]現有技術中，在對具有觸摸屏功能的產品進行操作時，例如在操作具有觸摸屏的智能手機時，通常都是通過手指直接觸碰手機屏幕上的圖形文字，從而手機根據手指在屏幕上的位置實現相應操作，即手指需與手機屏幕接觸才能夠實現觸摸操作，并且通常要求手指接觸屏幕的地方較為干凈，以保證觸摸的靈敏性，且當用戶在洗滌或忙于其他工作時，要操作手機往往較為麻煩，例如需要先將手指擦干，或者需要放下手中工作走近手機后才能進行觸控操作。如此一來極不方便用戶使用，且降低觸控操作的娛樂性。
實用新型內容
[0004]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種便攜式感知設備、移動終端及其控制裝置，能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現觸控操作，使得觸控操作便捷快速，且能夠提聞廣品的娛樂性。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:提供一種便攜式感知設備，包括控制裝置和操作設備，所述控制裝置包括五個位置傳感器和第一通信接口，所述操作設備包括主機和第二通信接口 ；所述五個位置傳感器用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過所述第一通信接口將所述空中觸控信息發(fā)送至所述操作設備的第二通信接口，以使得所述操作設備的主機根據所述空中觸控信息進行操作。
[0006]其中，所述控制裝置包括與所述五個位置傳感器連接的控制器；所述五個位置傳感器具體用于獲取在操作設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值；所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值；所述控制器還用于將計算得到的所述屏幕坐標值作為空中觸控信息發(fā)送給所述操作設備，以使得所述操作設備根據所述屏幕坐標值進行操作；所述控制裝置與所述操作設備相對獨立，所述五個位置傳感器位于所述操作設備的周圍。
[0007]其中，所述感應坐標值為所述觸控點在與所述操作設備屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和操作設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用的另一個技術方案是:提供一種用于移動終端的控制裝置，所述控制裝置包括殼體、第一通信接口和五個位置傳感器，所述殼體包括設置所述五個位置傳感器的第一區(qū)域、放置所述移動終端的第二區(qū)域以及設置所述第一通信接口的第三區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述第二區(qū)域的周邊；所述五個位置傳感器用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過所述第一通信接口將所述空中觸控信息發(fā)送至所述移動終端，以使得所述移動終端根據所述空中觸控信息進行操作。
[0009]其中，所述控制裝置包括與所述五個位置傳感器連接的控制器；所述五個位置傳感器具體用于獲取在移動終端屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值；所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值；所述控制器還用于將計算得到的所述屏幕坐標值作為空中觸控信息發(fā)送給所述移動終端，以使得所述移動終端根據所述屏幕坐標值進行操作；所述控制裝置與所述移動終端相對獨立，所述五個位置傳感器位于所述移動終端的周圍。
[0010]其中，所述感應坐標值為所述觸控點在與所述移動終端屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和移動終端屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0011]其中，至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述移動終端的周圍。
[0012]其中，所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述移動終端右邊的一側，且以所述移動終端屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述移動終端左邊的一側，且以所述移動終端屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述移動終端上邊的一側。
[0013]其中，所述控制裝置是移動終端外套，所述移動終端外套包括收容所述移動終端的第一殼體和作為翻蓋的第二殼體，所述第一殼體作為所述控制裝置的殼體以承載所述第一通信接口和五個位置傳感器。
[0014]其中，所述第一通信接口為無線通信接口或USB通信接口。
[0015]為解決上述技術問題，本實用新型采用的又一個技術方案是:提供一種移動終端，包括主機和第二通信接口 ；所述第二通信接口用于接收控制裝置的五個位置傳感器感應其上方的空中觸控操作進而得到的空中觸控信息，所述主機用于根據所述空中觸控信息進行操作。
[0016]為解決上述技術問題，本實用新型采用的又一個技術方案是:提供一種觸控處理方法，包括:獲取操作設備之外的空中觸控操作對應的空中觸控信息；將所述空中觸控信息傳輸至操作設備，以使得所述操作設備的主機根據所述空中觸控信息進行操作。
[0017]其中，所述獲取操作設備之外的空中觸控操作對應的空中觸控信息的步驟包括:采用至少一個位置傳感器以獲取在操作設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值；采用控制器以獲取所述感應坐標值，在僅獲取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，在獲取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0018]本實用新型的有益效果是:區(qū)別于現有技術的情況，本實用新型的便攜式感知設備中，通過控制裝置中的五個位置傳感器感應其上方的空中觸控操作以得到空中觸控信息，并通過控制裝置的第一通信接口將空中觸控信息發(fā)送給操作設備的主機，以使得操作設備的主機根據空中觸控信息進行操作，如此一來用戶在對操作設備進行操作時，不需要直接觸碰操作設備，只需在位置傳感器的感應范圍內進行觸控操作，由此當位置傳感器感應到空中觸控操作時即可得到觸發(fā)操作設備進行操作的空中觸控信息，從而實現對操作設備的空中操作，與現有的直接觸碰操作設備的操作方式相比，更方便快捷，且使得操作的娛樂性更強，具有更好的用戶體驗；此外，由于本實用新型無需對現有操作設備比如手機進行重新設計，只需要在現有操作設備之外加一個控制裝置即能實現本實用新型功能，適用性非常強，易于為用戶接受。

【附圖說明】

[0019]圖1是本實用新型便攜式感知設備一實施方式的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型便攜式感知設備一實施方式的立體示意圖；
[0021]圖3是本實用新型便攜式感知設備另一實施方式中，控制裝置的立體示意圖；
[0022]圖4是圖2所示的便攜式感知設備的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動終端；
[0023]圖5是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動終端；
[0024]圖6是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動終端；
[0025]圖7是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動終端；
[0026]圖8是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式中，感應坐標系和屏幕坐標系的位置關系的示意圖；
[0027]圖9是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式中，感應坐標系和屏幕坐標系的位置關系的示意圖；
[0028]圖10是本實用新型便攜式感知設備又一實施方式中，控制裝置的立體示意圖。

【具體實施方式】
[0029]本實用新型主要用于實現具有觸摸屏功能的操作設備例如移動終端(如平板電腦、智能手機等)、臺式電腦、筆記本電腦或信息展示屏等的空中觸控，即不需要觸碰操作設備的觸摸屏即可實現對操作設備的操作。
[0030]下面將結合附圖和實施方式對本實用新型進行詳細說明。
[0031 ] 參閱圖1，本實用新型便攜式感知設備一實施方式中，便攜式感知設備包括控制裝置10和操作設備，操作設備可以為移動終端12，例如平板電腦或智能手機等。其中，控制裝置10主要用于使移動終端12能夠響應用戶的空中觸摸操作?？刂蒲b置10和移動終端12相互獨立。
[0032]控制裝置10包括位置傳感器102和第一通信接口 104，移動終端12包括主機122和第二通信接口 124。位置傳感器102用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過第一通信接口 104將空中觸控信息發(fā)送至移動終端12的第二通信接口 124。主機122接收第二通信接口 124的空中觸控信息，以根據空中觸控信息進行操作。通過第一通信接口 104和第二通信接口 124之間的通信，以實現控制裝置10和移動終端12之間的通信。第一通信接口 104和第二通信接口 124可以是無線通信接口，例如藍牙、紅外、wifi通信接口，也可以是有線通信接口，例如USB通信接口。
[0033]其中，空中觸控操作是指在移動終端12之外進行空中的操作，進而實現對移動終端12本身的操作，這種情況下移動終端12無需集成傳統的觸摸屏，僅需要具備單純顯示功能的屏幕即可。當然，操作設備也可以是其他的具有觸摸屏功能的電子設備，例如具有觸摸屏功能的商業(yè)廣告屏、MP3、或者臺式電腦等。在對具有觸摸屏功能的操作設備進行操作時，傳統的操作方法通常是通過觸摸介質如手指或觸摸筆觸碰觸摸屏上顯示的圖形文字，操作設備通過識別觸摸點的位置來獲取觸控信息，以根據觸控信息執(zhí)行相應的操作，例如在識別到觸摸點的位置為瀏覽器圖標所在的位置，則執(zhí)行打開瀏覽器的操作。與傳統的操作方法不同的是，本實用新型實施方式中，可將移動終端12放置在位置傳感器102的感應范圍內，觸摸介質如手指或觸摸筆不需要觸碰移動終端12的屏幕，而是可以放置在移動終端12之外，比如屏幕上方一定的距離，該距離不應超過位置傳感器102的最大感應距離，由此當位置傳感器102感應到觸摸介質在空中的觸控操作時即可根據空中觸控操作得到空中觸控信息，然后將空中觸控信息通過第一通信接口 104、第二通信接口 124發(fā)送給移動終端12的主機122，由此主機122可根據空中觸控信息進行操作，由此通過位置傳感器102的作用，不需要用戶觸碰移動終端12即可實現對移動終端12的操作，使得操作更方便快捷，提高操作的趣味性，具有更好的用戶體驗。此外，由于本實用新型無需對現有操作設備比如手機進行重新設計，只需要在現有操作設備之外加一個控制裝置即能實現本實用新型功能，適用性非常強，易于為用戶接受。
[0034]在同時具備觸摸屏功能以及本實用新型空中觸控功能的電子設備實施方式中，兩種觸控功能可以啟用其中一種而禁止另外一種，也可以同時啟用兩種。
[0035]當然，移動終端12也不限于是具有觸摸屏功能設備，還可以是其他的不具有觸摸屏功能的設備，只要能夠識別空中觸控信息，并可根據空中觸控信息進行相應操作即可。
[0036]其中，本實施方式的控制裝置10可以是一個控制平臺，可以將位置傳感器102和第一通信接口 104安裝在平臺上，在對移動終端12進行空中操作時，可將移動終端12放置在該平臺上，且是放置在位置傳感器102的感應范圍內，為了提高感應的靈敏度，可在平臺上將位置傳感器102的感應強度較強的范圍進行標記，因此用戶只需將移動終端12放置在標記范圍內即可。此時用戶的手指可在平臺上方對移動終端12進行空中觸控操作，無需手持移動終端12，也不需要觸碰移動終端12的屏幕，通過位置傳感器102感應手指的空中觸控操作即可得到空中觸控信息，進而主機122根據空中觸控信息即可進行相應操作。
[0037]參閱圖2，在本實用新型便攜式感知設備的另一實施方式中，控制裝置10還可以是一個便攜式裝置，控制裝置10和移動終端12相互獨立，通信接口 104、124為無線通信接口。具體地，控制裝置10包括殼體106，殼體106用于承載位置傳感器102和第一通信接口104。其中，殼體106包括設置位置傳感器102的第一區(qū)域106-1、放置移動終端12的第二區(qū)域106-2以及設置第一通信接口 104的第三區(qū)域106-3。第一區(qū)域106-1位于第二區(qū)域106-2的周邊，即位置傳感器104位于移動終端12的周圍。
[0038]殼體106可以采用塑膠材料制成，當然，也可以是采用其他材料制成，例如金屬或合金材料等。殼體106可以是作為移動終端12的外殼，從而在使用的時候可將移動終端12嵌套在外殼上。其中，殼體106的底部作為第二區(qū)域106-2，用于承載移動終端12，殼體106的四周為第一區(qū)域106-1，在移動終端12嵌套在殼體16上時第一區(qū)域106-1位于移動終端12的周圍。如圖2所不,本實施方式的殼體106為五爪狀容器,第一區(qū)域106-1的數量為五個，第二區(qū)域106-2作為容器底部，五個第一區(qū)域106-1作為容器壁，且通過第二區(qū)域106-2相連。五個第一區(qū)域106-1向移動終端12稍微彎曲傾斜以形成殼體106的爪部，以在移動終端12放置在第二區(qū)域106-2時緊貼移動終端12的周邊，以將移動終端12夾緊固定在殼體106中。
[0039]其中，殼體106可以使用彈性塑膠材料制成，其容納空間可小于移動終端12的大小，此時在將移動終端12放置在殼體106中時可利用殼體106發(fā)生形變時產生的彈力將移動終端12固定在殼體106中。
[0040]當然，移動終端12與殼體106也可以不相互固定，即移動終端12僅是承靠在殼體106的第二區(qū)域106-2上，第一區(qū)域106-1與移動終端12不緊貼。
[0041]其中，第二區(qū)域106-2為實體結構。殼體106的第三區(qū)域106-3設置在第二區(qū)域106-2中，即控制裝置10的第一通信接口 104設置在殼體106的底部。當然，在其他實施方式中，例如如圖3所示，第二區(qū)域106-2也可以是部分鏤空，如圖3所示的圓形虛線部分為鏤空，此時第三區(qū)域106-3可設置在第二區(qū)域106-2的其他實體結構的位置。通過使第二區(qū)域106-2部分鏤空，有利于移動終端12的散熱。當然，第三區(qū)域106-3也可以是設置第一區(qū)域106-1上。
[0042]本實施方式中，控制裝置10的位置傳感器102的數量為五個，分別是第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4以及第五位置傳感器102-5。五個位置傳感器102分別設置在五個第一區(qū)域106-1上。
[0043]其中，在移動終端12放置在殼體106中時，五個第一區(qū)域106-1相對移動終端12的位置部分對稱分布，以使得五個位置傳感器102相對移動終端12的位置部分對稱分布。本實施方式中，在將移動終端12放置在第二區(qū)域106-2時，結合圖4，第一位置傳感器102-1和第二位置傳感器102-2位于移動終端12右邊的一側，且以移動終端12屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布；第三位置傳感器102-3和第四位置傳感器102-4位于移動終端12左邊的一側，且以移動終端12屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布；第五位置傳感器102-5位于移動中12上邊的一側。其中，位于不同側的相對兩個位置傳感器102以移動終端12屏幕的豎向中心線為對稱軸對稱分布，由此可使得便攜式感知設備更美觀。
[0044]當然，在其他實施方式中，五個位置傳感器102還可以是根據需要設置在其他位置，例如可以是其中四個位置傳感器102分別位于對應移動終端12的四個角的周邊位置，，其中一個位置傳感器102位于移動終端12的其中一邊，如圖5所示；也可以是使其中三個位置傳感器102位于移動終端12左邊的一側，另外兩個位置傳感器102位于移動終端右邊的一側，如圖6所示；還可以是使其中兩個位置傳感器102位于移動終端12左邊的一側，其他三個位置傳感器102分別位于移動終端12的其他三側，如圖7所示。
[0045]繼續(xù)參閱圖4，圖4中五個虛線部分的區(qū)域分別表示每個位置傳感器102的感應范圍，每個位置傳感器102的感應范圍至少覆蓋四分之一移動終端12，如第一位置傳感器102-1的感應范圍覆蓋移動終端12的右邊的中間區(qū)域，第二位置傳感器102-2的感應范圍覆蓋移動終端12的右下邊區(qū)域，第三位置傳感器102-3的感應范圍覆蓋移動終端12的左下邊區(qū)域，第四位置傳感器102-4的感應范圍覆蓋移動終端12的左邊的中間區(qū)域，第五位置傳感器102-5的感應范圍覆蓋移動終端12的上邊區(qū)域。根據位置傳感器102的感應范圍的大小，通過設置每個位置傳感器102相對移動終端12的位置，可使得整個移動終端12均處在位置傳感器102的感應范圍內。當用戶通過手指對移動終端12進行空中觸控操作時，通常是在移動終端12所在感應區(qū)域進行操作，而移動終端12處于位置傳感器102的感應范圍內，因此可以保證位置傳感器102能夠感應到用戶的空中觸控操作，從而可得到相應的空中觸控信息并發(fā)送給移動終端12的主機122。
[0046]其中，本實施方式的空中觸控信息是指觸控點相對移動終端12屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。對于觸摸屏而言，觸摸功能通常是通過獲取觸摸介質在觸摸屏上的觸碰點在屏幕上的坐標值來實現，而本實施方式中，由于用戶手指并不觸碰移動終端12的屏幕，而是以空中觸控方式進行操作，即手指是在空中執(zhí)行觸控操作，通過位置傳感器12感應空中觸控動作來得到手指的觸控點相對屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而得到空中觸控信肩、O
[0047]具體地，如圖2所示，控制裝置10還包括與五個位置傳感器102連接的控制器108，控制器108設置在殼體106的底部，即設置在第二區(qū)域106-2中，其與第一通信接口104連接。五個位置傳感器102具體用于獲取在移動終端12屏幕上方的觸控點相對位置傳感器102本身的感應坐標系的感應坐標值，該感應坐標值為觸控點在與移動終端12屏幕平行的平面中的坐標值。
[0048]其中，位置傳感器102為具有傳感器功能和攝像功能的傳感器，其包括攝像頭和紅外傳感器，紅外傳感器用于實時檢測在屏幕上方是否存在觸摸介質如用戶的手指，攝像頭在紅外傳感器檢測到屏幕上方存在觸摸介質時即進行攝像以得到關于觸摸介質的圖像，由此可對觸摸介質的圖像進行分析，以獲取觸摸介質的觸控點在圖像中的坐標值，進而得到觸控點相對位置傳感器102的感應坐標系的感應坐標值。例如，當觸摸介質為手指時，觸控點通常為手指的指尖區(qū)域，因此可預設表征手指的指尖區(qū)域的特征信息，在得到關于手指的圖像后通過對圖像進行分析，以尋找與預設的指尖區(qū)域的特征信息相吻合的圖像信息，該圖像信息對應的圖像部分在整個圖像畫面中的位置即是觸控點在圖像中的位置，由此可確定觸控點，進而可得到觸控點在圖像中的坐標值。
[0049]其中，每個位置傳感器102都有其本身的感應坐標系，每個位置傳感器102的感應坐標系的參考點可能都不相同，因此每個位置傳感器102所獲取的感應坐標值是相對該位置傳感器102本身的感應坐標系而言。
[0050]控制器108用于循環(huán)讀取位置傳感器102所獲取的感應坐標值。如圖4所示，每個位置傳感器102的感應范圍僅是覆蓋了部分移動終端102，因此并不是每個位置傳感器102都能夠感應到屏幕上方的觸摸介質，即當用戶在屏幕上方進行空中觸控操作時，在某些時候并非每個位置傳感器102都能夠獲得觸控點相對其本身感應坐標系的感應坐標值。此夕卜，五個位置傳感器102的感應范圍可能存在重疊，即當用戶進行空中觸控操作時，可能兩個、三個或更多個的位置傳感器102能夠同時感應到觸摸介質，也即可能兩個、三個或更多個位置傳感器102均獲取有感應坐標值。
[0051]因此，當控制器108僅讀取到一個位置傳感器102所獲取的感應坐標值時，例如如圖4所示，觸控點A僅位于第一位置傳感器102-1所在的感應范圍內，即此時空中觸控操作僅是在第一位置傳感器102-1的感應范圍內，其他的位置傳感器102-2、102-3、102-4無法感應到空中觸控操作，因此僅是第一位置傳感器102-1檢測有感應數據，即為觸控點A的感應坐標值(xl，yI)，此時控制器108僅讀取到第一位置傳感器102-1的感應坐標值(xl，yl)，并根據讀取到的感應坐標值(xl，yl)計算得到觸控點A相對移動終端12屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值?？刂破?08還用于將計算得到的屏幕坐標值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發(fā)送給移動終端12的第二通信接口 124，以通過第二通信接口 124發(fā)送給主機122，進而主機122根據空中觸控信息進行操作，由此實現移動終端12的空中操作，即不需要觸摸介質觸碰屏幕即可實現對操作設備12的操作。
[0052]當控制器108讀取到兩個以上的位置傳感器102分別獲取的感應坐標值時，例如如圖4所示，觸控點B位于第三位置傳感器102-3和第四位置傳感器102-4的感應范圍的重疊區(qū)域內，此時第三位置傳感器102-3獲取的觸控點B相對第三位置傳感器102-3的感應坐標系的感應坐標值為(x3，y3)，第四位置傳感器102-4獲取的觸控點B相對第四位置傳感器102-4的感應坐標系的感應坐標值為(x4，y4)?？刂破?08讀取到兩個位置傳感器102-3、102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4, y4)時，根據兩個位置傳感器102-3、102-4的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到觸控點B相對移動終端12屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。控制器108還用于將計算得到的屏幕坐標值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發(fā)送給移動終端12的第二通信接口 124，以通過第二通信接口 124發(fā)送給主機122，進而主機122根據空中觸控信息進行操作。
[0053]進一步地，本實施方式中，五個位置傳感器102的優(yōu)先級別從高到底依次為第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4、第五位置傳感器102-5?？刂破?08在讀取到至少兩個位置傳感器102分別獲取的感應坐標值時，可以選取最高級別的位置傳感器對應的感應坐標值進行計算屏幕坐標值。因此，上述情況中，控制器108在讀取到第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4,y4)時，根據第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的級別高低，選取第三傳感器102-3的感應坐標值(x3，y3)作為有效坐標值以計算得到觸控點B相對移動終端12屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。當然，五個位置傳感器102的優(yōu)先級別順序也可以是其他的排列方式，如從高到低依次為第一位置傳感器102-1、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4、第二位置傳感器102-2、第五位置傳感器102-5。此外，預定級別也可以是最低級別，也可以不先預定級別，而在實際操作中自行判斷或根據其他預設條件進行選擇，對此不做限定。
[0054]上述僅是例舉了控制器108讀取到兩個位置傳感器102的感應坐標值的情況，對于三個或更多個情況，可根據相同原理選取其中一個感應坐標值進行計算，在此不一一贅述。
[0055]進一步地，控制器108具體用于根據讀取到的感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和移動終端12屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將讀取到的感應坐標值轉換為觸控點相對移動終端12屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。具體而言，當控制器108僅讀取到一個位置傳感器102對應的感應坐標值時，例如僅讀取到第一位置傳感器102-1的感應坐標值(xl，yl)，此時根據第一位置傳感器102-1的感應坐標系和移動終端12的屏幕坐標系之間的映射關系，將感應坐標值(xl，yl)換算成移動終端12的屏幕坐標系的屏幕坐標值；當控制器108讀取到兩個以上的位置傳感器102對應的感應坐標值時，例如讀取到第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4, y4)，當選取第三傳感器102-3的感應坐標值(x3，y3)作為有效坐標值時，此時根據第三位置傳感器102-3的感應坐標系和移動終端12的屏幕坐標系之間的映射關系，將感應坐標值(x3，y3)換算成移動終端12的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0056]其中，不同的位置傳感器其對應的感應坐標系可能也不相同，因此不同型號或性能的位置傳感器其對應的感應坐標系和移動終端12屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系也可能不相同，且同一位置傳感器相對移動終端12的位置不相同，其感應坐標系與屏幕坐標系之間的映射關系也不相同，因此，位置傳感器以及其相對移動終端12的位置確定之后，位直傳感器的感應坐標系和移動終端12屏.的屏.坐標系之間的映射關系也就確定，因此可以根據位置傳感器自身的特性以及位置傳感器相對移動終端12的位置得到位置傳感器的感應坐標系和移動終端12屏.的屏.坐標系之間的映射關系。
[0057]為了說明感應坐標值和屏幕坐標值的具體換算方法，下面將例舉兩種不同的映射關系進行說明。其中，以第五位置傳感器102-5的感應坐標系為例進行說明。
[0058]第一種映射關系:需要說明的是，觸控點是位于屏幕上方，因此第五位置傳感器102-5的感應坐標系為與屏幕平行的且位于屏幕上方的平面中的感應坐標系，兩個坐標系分別為位于兩個相互平行的平面中。第五位置傳感器102-5相對移動終端12的位置確定后，感應坐標系的坐標原點C也就確定。如圖8所示，當第五位置傳感器102-5的感應坐標系和移動終端12屏幕的屏幕坐標系的比例關系都相同，例如第五位置傳感器102-5的橫坐標的刻度單位為1，縱坐標的刻度單位為2，則屏幕坐標系的橫坐標的刻度單位也為1，縱坐標的刻度單位也為2，此外，當第五位置傳感器102-5的感應坐標系的坐標原點C在屏幕所在的平面中的垂直投影和屏幕的屏幕坐標系的坐標原點D不重合時，根據感應坐標系的比例關系和屏幕坐標系的比例關系之間的關系(即兩者比例關系相同)，以及感應坐標系的坐標原點C所在位置和屏幕坐標系的坐標原點D所在的位置，可以得到感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系為:(x，y) = (x5-dx, y5-dy),其中，(x, y)為觸控點E相對屏幕坐標系的屏幕坐標值，(x5,y5)為觸控點E相對感應坐標系的感應坐標值，dx為將坐標原點C垂直投影在屏幕所在的平面時，坐標原點C和坐標原點D在X軸方向上的距離值，dy為將坐標原點C垂直投影在屏幕所在的平面時，坐標原點C和坐標原點D在y軸方向上的距離值。由此，可得到第五位置傳感器102-5的感應坐標系和移動終端12屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，當控制器108選取第五位置傳感器102-5對應的感應坐標值時，可根據上述映射關系換算得到屏幕坐標值。
[0059]第二種映射關系:如圖9所示，當第五位置傳感器102-5的感應坐標系和移動終端12屏幕的屏幕坐標系的比例關系不相同，兩者坐標系中的橫坐標刻度單位的比值為fx，縱坐標刻度單位的比值為fy，例如第五位置傳感器102-5的橫坐標的刻度單位為3，縱坐標的刻度單位也為3，而屏幕坐標系的橫坐標的最小單位為1，縱坐標的最小單位也為1，此時fx和fy都為3 ;且當第五位置傳感器102-5的感應坐標系的坐標原點C在屏幕所在的平面中的垂直投影和屏幕的屏幕坐標系的坐標原點D相重合時，即相當于參考點相同，此時，根據感應坐標系和屏幕坐標系的刻度單位的比值關系，可以得到感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系為:(X，y) = (x5/fx, y5/fy)。當控制器108選取第五位置傳感器102-5對應的感應坐標值時，可根據上述映射關系換算得到屏幕坐標值。上述僅例舉了兩種情況的映射關系，對于其他情況的映射關系可根據相似原理得到，對此不進行一一例舉。
[0060]無論是上述的第一種映射關系還是第二種映射關系，甚至同時存在兩種或以上映射關系的情況，觸控點可以限定在移動終端12的屏.沮圍，即，定乂在移動終端12的屏.正投影上方的觸控點才是有效觸控點，超出移動終端12的屏幕正投影上方之外的周邊觸控操作定義為無效，此時對于用戶而言，在平面上的觸控范圍與傳統觸摸屏一樣；
[0061]當然，也可以定義即使超出移動終端12的屏幕正投影上方，其觸控點也有效，在這種情況下，又分為兩個方面:
[0062]I)定義在移動終端12的屏幕正投影上方之外的觸控點與移動終端12的屏幕之間無映射關系，但可以進行輔助控制，比如一旦感知到觸控點從屏幕正投影上方移動到屏幕正投影上方之外，即進行翻頁等操作；
[0063]2)定義在移動終端12的屏幕正投影上方以及屏幕正投影上方之外的觸控點與移動終端12的屏幕之間形成統一的映射關系，此時即使在屏幕正投影上方之外操作，在移動終端12的屏幕上也可以顯示其操作痕跡、響應相應的屏幕觸控指令，方便用戶進行超出屏幕尺寸的大范圍空中觸控。
[0064]此外，對于不同的位置傳感器，其檢測到的感應坐標值還會受觸控點與屏幕之間的距離值的影響，即手指觸控點距離屏幕的高度不同，所得到的觸控點相對感應坐標系的感應橫坐標值也會略有差異，因此，為了使所檢測到的感應坐標值更準確，位置傳感器102還可以檢測觸控點到屏幕的距離，以根據該距離確定感應橫坐標值，比如根據預設的距離與橫坐標之間的誤差表，對坐標值進行修正，以提高準確性。
[0065]其中，用戶對移動終端12的空中觸控操作可以是空中滑動鼠標光標操作或空中滑動解鎖操作等。
[0066]例如，當手指在移動終端12的屏幕上方移動時，位置傳感器102不斷獲取手指觸控點在移動過程中的多個感應坐標值，控制器108根據有效的感應坐標值計算得到多個相應的屏幕坐標值，移動終端12根據多個屏幕坐標值使移動終端12的鼠標光標按照由多個屏幕坐標值所組成的軌跡進行移動，從而可實現空中拖動鼠標光標的操作。
[0067]又如，當實現移動終端12的滑動解鎖操作時，移動終端12根據所接收到的屏幕坐標值，得到手指在空中滑動的曲線。通過預設解鎖的曲線，將得到的曲線和預設的曲線進行對比，當兩條曲線相似度不小于一個閾值比如80%或90%時，則認為用戶的操控操作為解鎖操作，此時移動終端12執(zhí)行解鎖功能。
[0068]在上述各實施方式中，空中觸控信息均為控制器對感應坐標值進行處理后所得到的屏幕坐標值，在其他實施方式中，空中觸控信息也可以是位置傳感器所獲取的感應坐標值，而控制器所實現的功能則可以通過移動終端來實現，即位置傳感器在獲取觸控點相對其感應坐標系的感應坐標值以得到空中觸控信息后，通過第一通信接口將作為空中觸控信息的感應坐標值發(fā)送給移動終端的第二通信接口，移動終端的主機根據該感應坐標值計算得到觸控點相對屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，并根據該屏幕坐標值進行操作。
[0069]此外，也可以不根據感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系換算得到觸控點相對屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，例如可以根據位置傳感器相對移動終端的位置，以及觸控點與位置傳感器之間的距離計算該屏幕坐標值。
[0070]參閱圖10，在本實用新型便攜式感知設備又一實施方式中，控制裝置是移動終端外套20。移動終端外套20包括收容移動終端(圖未示出)第一殼體202和作為翻蓋的第二殼體204。第一殼體202作為控制裝置的殼體以承載第一通信接口 208和五個位置傳感器206。其中，第一殼體202包括設置位置傳感器206和第一通信接口 208的第一區(qū)域202-1，以及放置移動終端的第二區(qū)域202-2。
[0071]當然，在其他實施方式中，移動終端外套也可以僅是具有第一殼體，或者控制裝置可以移動終端保護殼。
[0072]在本實用新型的備選實施方式中，還可以利用移動終端的前置攝像頭作為其中一個位置傳感器，再配合控制裝置上的其他位置傳感器以實現對移動終端的空中觸控。此時移動終端的前置攝像頭還具有紅外感應功能，其既可以作為移動終端的前置攝像頭，又可以作為位置傳感器。
[0073]本實用新型還提供控制裝置的一實施方式，其中，控制裝置為上述任一實施方式所述的控制裝置。
[0074]本實用新型還提供移動終端的一實施方式，其中移動終端為上述任一實施方式所述的移動終端。
[0075]本實用新型各個實施方式中，位置傳感器不限于紅外傳感器與攝像頭的組合，還可以是距離傳感器等任何能夠檢測空中觸控操作的設備；在利用兩個以上位置傳感器進行控制觸控操作檢測的方案中，也可以不采用擇一選擇一個位置傳感器檢測到的坐標值的方式，而采用結合兩個以上位置傳感器檢測到的數據進行運算以得到一個綜合值的辦法，以提高精度，比如利用三角形運算公式，將兩個以上位置傳感器檢測到的同一個物體的兩個以上距離值，以及該兩個以上位置傳感器之間的距離值或物體相對各個位置傳感器的角度值，利用三角形運算公式得到物體的坐標值；甚至，位置傳感器本身的坐標系平面不一定平行于屏幕的平面，每個或每組位置傳感器定義一個觸控平面，該一個或多個觸控平面不平行于屏幕平面，使得不但可以實現空中觸控，還可以實現三維多面觸控。
[0076]本實用新型各個實施方式中，感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和移動終端屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系可以預先設置，當然也可以通過采集設備相關硬件信息通過計算得到，以使得本實用新型應用于不同尺寸移動終端屏幕或不同分辨率屏幕時，無需用戶設置，即能自動地匹配，使得本實用新型應用性更強。
[0077]以上所述僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種便攜式感知設備，其特征在于: 包括控制裝置和操作設備，所述控制裝置包括五個位置傳感器和第一通信接口，所述操作設備包括主機和第二通信接口； 所述五個位置傳感器用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過所述第一通信接口將所述空中觸控信息發(fā)送至所述操作設備的第二通信接口，以使得所述操作設備的主機根據所述空中觸控信息進行操作。2.根據權利要求1所述的便攜式感知設備，其特征在于: 所述控制裝置包括與所述五個位置傳感器連接的控制器； 所述五個位置傳感器具體用于獲取在操作設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值； 所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值； 所述控制器還用于將計算得到的所述屏幕坐標值作為空中觸控信息發(fā)送給所述操作設備，以使得所述操作設備根據所述屏幕坐標值進行操作； 所述控制裝置與所述操作設備相對獨立，所述五個位置傳感器位于所述操作設備的周圍。3.根據權利要求2所述的便攜式感知設備，其特征在于， 所述感應坐標值為所述觸控點在與所述操作設備屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和操作設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述操作設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。4.一種用于移動終端的控制裝置，其特征在于: 所述控制裝置包括殼體、第一通信接口和五個位置傳感器，所述殼體包括設置所述五個位置傳感器的第一區(qū)域、放置所述移動終端的第二區(qū)域以及設置所述第一通信接口的第三區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述第二區(qū)域的周邊； 所述五個位置傳感器用于感應其上方的空中觸控操作進而得到空中觸控信息，通過所述第一通信接口將所述空中觸控信息發(fā)送至所述移動終端，以使得所述移動終端根據所述空中觸控信息進行操作。5.根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置包括與所述五個位置傳感器連接的控制器； 所述五個位置傳感器具體用于獲取在移動終端屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值； 所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值； 所述控制器還用于將計算得到的所述屏幕坐標值作為空中觸控信息發(fā)送給所述移動終端，以使得所述移動終端根據所述屏幕坐標值進行操作； 所述控制裝置與所述移動終端相對獨立，所述五個位置傳感器位于所述移動終端的周圍。6.根據權利要求5所述的控制裝置，其特征在于， 所述感應坐標值為所述觸控點在與所述移動終端屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和移動終端屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述移動終端屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。7.根據權利要求5所述的控制裝置，其特征在于， 至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述移動終端的周圍。8.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于， 所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述移動終端右邊的一側，且以所述移動終端屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述移動終端左邊的一側，且以所述移動終端屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述移動終端上邊的一側。9.根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置是移動終端外套，所述移動終端外套包括收容所述移動終端的第一殼體和作為翻蓋的第二殼體，所述第一殼體作為所述控制裝置的殼體以承載所述第一通信接口和五個位置傳感器。10.根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述第一通信接口為無線通信接口或USB通信接口。11.一種移動終端，其特征在于，包括主機和第二通信接口 ； 所述第二通信接口用于接收控制裝置的五個位置傳感器感應其上方的空中觸控操作進而得到的空中觸控信息，所述主機用于根據所述空中觸控信息進行操作。
【文檔編號】G06F3-041GK204270263SQ201420599713
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