專利名稱：一種激光虛擬鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光虛擬鍵盤，適用于帶虛擬激光鍵盤的手機、平板電腦等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前，平板電腦、手機、MP4、掌上電腦等產(chǎn)品的鍵盤一般都是在液晶屏上顯示出來，并通過觸控液晶屏上方的觸摸屏來完成相應(yīng)的輸入工作。在使用的時候要不斷地觸摸顯示屏，由于顯示屏的面積有限，顯示的鍵盤面積比較小，且其他內(nèi)容的顯示面積也大幅減小了，使用很不方便。若不要使用觸摸屏的話，則需外接實物鍵盤來作為輸入設(shè)備，攜帶和使用都很不方便。于是業(yè)界產(chǎn)生一種激光虛擬鍵盤來解決上述不足，該種激光虛擬鍵盤主要包括一掃描感測裝置，包括第一和第二激光發(fā)射器，該第一激光發(fā)射器設(shè)置于該掃描感測裝置的高端處，用以發(fā)射一可見激光束進(jìn)行面掃描而產(chǎn)生鍵盤的圖案，并且于使用者使用該鍵盤進(jìn)行輸入時，產(chǎn)生一第一反射光束；該第二激光發(fā)射器設(shè)置于該第一激光發(fā)射器的下方， 用于發(fā)射平行的不可見激光束，以線掃描的方式平行于鍵盤圖案，且線掃描的角速度相同于該第一激光發(fā)射器的線掃描角速度，從而于使用者利用該鍵盤進(jìn)行輸入時，產(chǎn)生一第二反射光束；在第一和第二激光發(fā)射器之間設(shè)置一激光接收器，于使用者利用該鍵盤進(jìn)行輸入時，接收該第一和第二反射光束，從而得到使用者輸入的信號；上述的第一激光發(fā)射器其實是一個激光微型投影器，其原理是一根激光束在一個面上縱橫高速掃描，類似電視機的電子槍，通過控制激光束的明暗，在掃描面上形成圖案，這種方式需要一個非常復(fù)雜的反射鏡，一束固定的激光射在反射鏡上，通過控制反射鏡的翻轉(zhuǎn)，改變?nèi)肷浣?，使得出射激光形成掃描線，這種方法類似美國MICR0VISI0N的激光微型投影，實現(xiàn)起來技術(shù)難度非常大， MICR0VISI0N已經(jīng)在這個方向上研究了十幾年時間，現(xiàn)在還不能量產(chǎn)，最大的難點就在于產(chǎn)生一個精密的掃描線，就是需要精密地控制那個反射鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本較低，質(zhì)量穩(wěn)定的激光虛擬鍵盤。一種激光虛擬鍵盤，主要包括鍵盤圖案投射模組、光感應(yīng)器、兩個電激光器和中央處理單元，該兩電激光器和光感應(yīng)器分別連接至中央處理單元；
該鍵盤圖案投射模組設(shè)置于顯示屏上邊沿的中央位置，該鍵盤圖案投射模組通過一光源透過一透鏡射到一鍵盤圖案片上，將該鍵盤圖案片投影到桌面上形成鍵盤圖案；
該光感應(yīng)器設(shè)置于顯示屏下邊沿該鍵盤圖案投射模組的下方，該兩電激光器分設(shè)于顯示屏下邊沿光感應(yīng)器的兩側(cè)；
該兩電激光器分別發(fā)射不同波長的不可見激光束，其中任一個電激光器發(fā)出的激光束皆通過一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡反射至同一平面內(nèi)，且該電激光器以一定的速度在所述的同一平面內(nèi)來回掃描以形成一扇形面，該扇形面覆蓋需要識別的鍵盤區(qū)域；所述的任一電激光器旁設(shè)有磁傳感器，由一個線激光射到一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡形成一個旋轉(zhuǎn)的線掃描，該旋轉(zhuǎn)的反射鏡預(yù)先經(jīng)過磁化，該反射鏡每旋轉(zhuǎn)一圈將在固定位置觸發(fā)磁感應(yīng)器，并發(fā)送一個電脈沖給中央處理單元；
當(dāng)使用者利用該鍵盤進(jìn)行輸入時，該兩電激光器所分別發(fā)射的不同波長的兩激光束會同時射到使用者的手指上形成反射，所述的光感應(yīng)器接收到該兩種不同波長的反射光，并將收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后發(fā)送給中央處理單元，該中央處理單元根據(jù)光感應(yīng)器接收到光信號的時間和對應(yīng)該波長的電激光器上一次磁傳感器脈沖的發(fā)送時間，分別計算出該兩電激光器發(fā)射的激光束的角度，結(jié)合已知的兩個電激光器的間距，通過三角定位算法獲得反射點的位置，進(jìn)而獲得使用者手指在鍵盤圖案上的位置。由于本發(fā)明中的鍵盤圖案投射模組指的是一個激光發(fā)光二極管透過一準(zhǔn)字透鏡射到一個圖案片上，將該圖案片投射到桌面上就形成鍵盤圖案，該種鍵盤圖案的成像方法成本低廉且圖像穩(wěn)定、清晰；當(dāng)使用者利用本發(fā)明進(jìn)行輸入時，該兩電激光器所分別發(fā)射的兩激光束會同時射到使用者的手指上形成反射，通過獲得兩個電激光器發(fā)射的激光束的角度，結(jié)合已知的兩個電激光器的間距，依照三角定位算法，即可獲得使用者手指在鍵盤圖案上的位置，該算法簡單且定位準(zhǔn)確。


圖I為本發(fā)明設(shè)置于平板電腦的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的工作原理圖。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
具體實施例方式如圖1、2所示，本發(fā)明一種激光虛擬鍵盤，以設(shè)置于平板電腦為例，主要包括鍵盤圖案投射模組I、光感應(yīng)器2、兩個電激光器3和中央處理單元4，該兩電激光器3和光感應(yīng)器2分別連接至中央處理單元4 ；
該鍵盤圖案投射模組I設(shè)置于顯示屏上邊沿的中央位置，該鍵盤圖案投射模組I通過一光源透過一透鏡射到一鍵盤圖案片上，將該鍵盤圖案片投影到桌面上形成鍵盤圖案6 ； 該光感應(yīng)器2設(shè)置于顯示屏下邊沿該鍵盤圖案投射模組I的下方，該兩電激光器3分設(shè)于顯示屏下邊沿光感應(yīng)器2的兩側(cè)；
該兩電激光器3分別發(fā)射不同波長的不可見激光束，其中任一個電激光器3發(fā)出的激光束皆通過一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡(圖中未示)反射至同一平面內(nèi)，且該電激光器3以一定的速度(例如每秒10圈的速度)在所述的同一平面內(nèi)來回掃描以形成一個扇形面7，該扇形面 7覆蓋需要識別的鍵盤區(qū)域；所述的任一電激光器3旁邊設(shè)置有磁傳感器，旋轉(zhuǎn)掃描線由一個線激光射到一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡形成一個旋轉(zhuǎn)的線掃描，旋轉(zhuǎn)的反射鏡預(yù)先經(jīng)過磁化，反射鏡每旋轉(zhuǎn)一圈將在固定位置觸發(fā)磁感應(yīng)器，分別發(fā)送一個電脈沖給中央處理單元4，那么兩次脈沖之間的角度就是360度，中央處理單元4內(nèi)部設(shè)置有時鐘計數(shù)頻率，例如磁傳感器兩次脈沖之間計數(shù)10000，那么角度每一度對應(yīng)的時鐘計數(shù)為10000/360，若中央處理單元 4得知光感應(yīng)器2接收到反射光信號距離上一次磁傳感器脈沖時間為300個時鐘計數(shù)，那么此時激光束角度為300*10000/360。
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當(dāng)使用者利用該鍵盤進(jìn)行輸入時，該兩電激光器3所分別發(fā)射的兩激光束會同時射到使用者的手指5上形成反射，所述的光感應(yīng)器2接收到該兩種不同波長的反射光，并將收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后發(fā)送給中央處理單元4，該中央處理單元4根據(jù)光感應(yīng)器2接收到光信號的時間和對應(yīng)該波長的電激光器3上一次磁傳感器脈沖的發(fā)送時間，分別計算出該兩電激光器3發(fā)射的激光束的角度8
結(jié)合已知的兩個電激光器3的間距，通過三角定位算法獲得反射點(即兩激光束交點) 的位置，進(jìn)而獲得使用者手指5在鍵盤圖案上的位置。本發(fā)明中的鍵盤圖案投射模組1，指的是一個激光發(fā)光二極管透過一準(zhǔn)字透鏡射到一個鍵盤圖案片上，將該圖案片投射到桌面上就形成鍵盤圖案6，該種鍵盤圖案的成像方法成本低廉且圖像穩(wěn)定和清晰。以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光虛擬鍵盤，其特征在于主要包括鍵盤圖案投射模組、光感應(yīng)器、兩個電激光器和中央處理單元，該兩電激光器和光感應(yīng)器分別連接至中央處理單元；該鍵盤圖案投射模組設(shè)置于顯示屏上邊沿的中央位置，該鍵盤圖案投射模組通過一光源透過一透鏡射到一鍵盤圖案片上，將該鍵盤圖案片投影到桌面上形成鍵盤圖案；該光感應(yīng)器設(shè)置于顯示屏下邊沿該鍵盤圖案投射模組的下方，該兩電激光器分設(shè)于顯示屏下邊沿光感應(yīng)器的兩側(cè)；該兩電激光器分別發(fā)射不同波長的不可見激光束，其中任一個電激光器發(fā)出的激光束皆通過一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡反射至同一平面內(nèi)，且該電激光器以一定的速度在所述的同一平面內(nèi)來回掃描以形成一扇形面，該扇形面覆蓋需要識別的鍵盤區(qū)域；所述的任一電激光器旁設(shè)有磁傳感器，由一個線激光射到一個旋轉(zhuǎn)的反射鏡形成一個旋轉(zhuǎn)的線掃描，該旋轉(zhuǎn)的反射鏡預(yù)先經(jīng)過磁化，該反射鏡每旋轉(zhuǎn)一圈將在固定位置觸發(fā)磁感應(yīng)器，并發(fā)送一個電脈沖給中央處理單元；當(dāng)使用者利用該鍵盤進(jìn)行輸入時，該兩電激光器所分別發(fā)射的不同波長的兩激光束會同時射到使用者的手指上形成反射，該光感應(yīng)器接收到該兩種不同波長的反射光，并將收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后發(fā)送給中央處理單元，該中央處理單元根據(jù)光感應(yīng)器接收到光信號的時間和對應(yīng)該波長的電激光器上一次磁傳感器電脈沖的發(fā)送時間，分別計算出該兩電激光器發(fā)射的激光束的角度，結(jié)合已知的兩個電激光器的間距，通過三角定位算法獲得反射點的位置，進(jìn)而獲得使用者手指在鍵盤圖案上的位置。
全文摘要
本發(fā)明一種激光虛擬鍵盤，主要包括鍵盤圖案投射模組、光感應(yīng)器、兩個電激光器和中央處理單元，該兩電激光器和光感應(yīng)器分別連接至中央處理單元；該鍵盤圖案投射模組設(shè)置于顯示屏上邊沿的中央位置，用于將鍵盤圖案投影至顯示屏前的平面上；本發(fā)明中成像鍵盤圖案的方法成本低廉且圖像穩(wěn)定、清晰；當(dāng)使用者利用本發(fā)明進(jìn)行輸入時，該兩電激光器所分別發(fā)射的兩激光束會同時射到使用者的手指上形成反射，通過獲得兩個電激光器發(fā)射的激光束的角度，結(jié)合已知的兩個電激光器的間距，依照三角定位算法，即可獲得使用者手指在鍵盤圖案上的位置，該算法簡單且定位準(zhǔn)確。
文檔編號G06F3/042GK102591464SQ20121001041
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉建偉, 吳岳忠, 范文斌 申請人:吳岳忠