專利名稱：一種實現虛擬鍵盤的裝置、電子產品及其實現方法
技術領域：
本發明屬于電子技術領域，尤其涉及一種實現虛擬鍵盤的裝置、電子產品及其實 現方法。
背景技術：
現在，人們的工作、生活等離不開各種電子產品，電子產品多數都涉及信息輸入， 而像手機、PDA等因面積限制而無法設置較多按鍵的電子產品，影響了用戶輸入信息的速 度；而像醫院、制藥廠等另外一些因環境等限制而無法使用實體鍵盤的情況也給用戶輸入 信息帶來了不便。為解決這些限制，現有技術提供了一種虛擬鍵盤的裝置，通過鍵盤投影裝置將虛 擬鍵盤影像投射在任何物體表面，使用者直接于投影的表面上“觸碰”投影的虛擬鍵盤影像 以輸入資料，采用攝像裝置拍攝投影出來的鍵盤區域，再分析拍攝到的被使用者的手所遮 蓋和未被遮蓋的圖像得出使用者所觸碰的虛擬鍵盤的虛擬按鍵。采用該技術方案，需要對 拍攝到的圖像進行復雜的處理才能確定使用者“觸碰”的虛擬按鍵。綜上所述，現有實現虛擬鍵盤的技術方案需要成像質量高的攝影裝置，成本比較 高；并且，需要對拍攝到的圖像進行復雜的運算才能得到鍵值輸入，復雜運算意味著需要更 加強勁的CPU支持，這樣，進一步增加了制造成本。
發明內容
本發明實施例的目的旨在解決現有技術存在的問題，提供一種實現虛擬鍵盤的裝 置，實現簡單、硬件成本低。本發明實施例是這樣實現的，一種實現虛擬鍵盤的裝置，包括投影單元，用于投影出虛擬鍵盤影像；光線探測單元，用于從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角； 以及處理單元，用于根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應 關系，以及所述光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。本發明實施例的另一目的在于提供一種包含上述實現虛擬鍵盤的裝置的電子產
P
ΡΠ ο本發明實施例的另一目的在于提供一種實現虛擬鍵盤的方法，所述方法包括下述 步驟投影單元將虛擬鍵盤影像投影到任一平面；光線探測單元從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角；處理單元根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系， 以及光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。在本發明實施例中，通過投影單元投影出虛擬鍵盤影像，再由處理單元根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及光線探測單元得到的兩 個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出，實現了一種實現虛擬鍵盤的裝置，實現簡單、 硬件成本低，可以用于各種有信息輸入需求的電子產品的上，應用范圍廣泛。
圖1是現有技術提供的實現虛擬鍵盤的裝置的結構示意圖；圖2是本發明實施例提供的投影單元、第一角度傳感器和第二角度傳感器與虛擬 鍵盤影像間位置關系的示意圖；圖3是本發明實施例提供的實現虛擬鍵盤的方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。在本發明實施例中，通過投影單元投影出虛擬鍵盤影像，再由處理單元根據反射 光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及光線探測單元得到的兩 個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出，實現了一種實現虛擬鍵盤的裝置。圖1示出了本發明實施例提供的實現虛擬鍵盤的裝置的結構，為了便于說明，僅 示出了與本發明實施例相關的部分。該裝置可以用于有信息輸入需求的電子產品，例如手機、PDA等移動終端，以及控 制設備等，可以是運行于這些電子產品內的軟件單元、硬件單元或者軟硬件相結合的單元， 也可以作為獨立的掛件集成到這些電子產品中或者運行于這些電子產品的應用系統中。該 實現虛擬鍵盤的裝置包括投影單元101、光線探測單元102和處理單元103，其中投影單元101，投影出虛擬鍵盤影像。光線探測單元102，從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角。 該反射光線即當用戶“敲擊”虛擬鍵盤影像上的一個“鍵”時，從用戶手指反射到光線探測 單元102的光線。處理單元103，根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應 關系，以及光線探測單元102得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。在本發明實施例中，投影單元101將虛擬鍵盤影像投影到任一的平面；光線探測 單元102可以采用兩個角度傳感器實現，相當于人的兩個眼睛，即第一角度傳感器1021和 第二角度傳感器1022，由第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022各得到一個反射光 線的入射角；第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022之間間隔一定的距離，該距離根 據實際應用時的硬件環境、軟件環境等確定。第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022 之間間隔的距離最好為投影出的虛擬鍵盤影像寬度的一半。這里，對投影單元101、第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022位置的設置 沒有特殊要求，三者可以在同一直線上，也可以不在，第一角度傳感器1021和第二角度傳 感器1022可以在投影單元101的兩側也可以在同一側等，但第一角度傳感器1021和第二 角度傳感器1022最好位于投影單元101的兩側，且等距離分布。下面以圖2中的位置關系為例，即第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022最好位于投影單元101的兩側，且等 距離分布，詳細說明由第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022各得到的兩個反射光 線的入射角與投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像上鍵值的對應關系。這里，定義入射角 為第一角度傳感器1021或第二角度傳感器1022探測到的反射光線投影到虛擬鍵盤影像所 在平面，即xy平面后，與第一角度傳感器1021第二角度傳感器1022所在直線投影到xy平 面后所得投影直線所成的角度，記第一角度傳感器1021探測反射光線得到的反射光線的 入射角為A，第二角度傳感器1022探測反射光線得到的反射光線的入射角為B，在用戶“敲 擊”不同“鍵”時，兩個入射角A、B的組合是不同的。例如，在用戶“敲擊”鍵“Back Space" 時，入射角分別為Al、Bl ；在用戶“敲擊”鍵“ ”時，入射角分別為A2、B2。因此，由兩個角 度傳感器得到的兩個反射光線的入射角即可以唯一對應虛擬鍵盤上的一個鍵值。這樣，在得到兩個入射角A、B后，由處理單元103根據反射光線的入射角與投影出 的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系即可以確定用戶“敲擊”輸入的鍵值。當然，在處理單 元103確定輸入鍵值并輸出后，繼續對第一角度傳感器1021和第二角度傳感器1022得到 的兩個反射光線的入射角進行處理，確定用戶下一個輸入的鍵值。進一步地，為了能處理接收投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像的平面與投影單 元101間的垂直距離不固定的情況，作為本發明的一個優選實施例，實現虛擬鍵盤的裝置 還包括，距離校準單元104，由光線探測單元102得到的至少兩對反射光線的入射角與虛 擬鍵盤上至少兩個預設鍵的對應關系，以及虛擬鍵盤上各個鍵的位置關系，校準反射光線 的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系。在本發明實施例中，由關系探測單元102針對用戶“敲擊”虛擬鍵盤影像上的一 個“鍵”時，從兩個點探測到的兩個反射光線的入射角定義為一對反射光線的入射角。在具 體實現時，為了保證校準的準確性，可以由用戶通過投影出的虛擬鍵盤影像按預設順序“敲 擊”虛擬鍵盤四個邊角對應的鍵，由距離校準單元104根據光線探測單元102得到每個鍵對 應的一對反射光線的入射角。再由得到的這四對反射光線的入射角與四個預設鍵的對應關 系，利用三角型原理，底邊為兩個傳感器的距離，兩光線入射角即可知道兩個底角，確定了 一個底邊兩個底角就能確定一個三角型。接著，由確定的四個三角形可以計算得到投影出 的虛擬鍵盤影像的四個邊角的相對位置，即得到投影出的虛擬鍵盤影像的大小，再進一步 根據虛擬鍵盤上各個鍵的位置關系可以進一步確定各個鍵對應的入射角A、B。這樣，就能 校準反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系。當然，為了實現校準，最少只需要由用戶通過投影出的虛擬鍵盤影像按預設順序 “敲擊”虛擬鍵盤上的任意兩個鍵，由距離校準單元104根據光線探測單元102得到這兩個 鍵分別對應的一對反射光線的入射角，再利用上述三角型原理，以及虛擬鍵盤上各個鍵的 位置關系可以進一步確定投影出的虛擬鍵盤影像上各個鍵對應的入射角A、B，實現校準。為了保證投影出的虛擬鍵盤影像是規則的，作為本發明的另一個優選實施例，實現虛擬鍵盤的裝置還包括，投影梯型校準單元105，將投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像校準為規則形狀， 可以采用現有梯型校準設備實現。圖3示出了本發明實施例提供的實現虛擬鍵盤的方法的流程，詳述如下
在步驟S301中，投影單元101將虛擬鍵盤影像投影到任一平面；在步驟S302中，光線探測單元102從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射 光線的入射角；在步驟S303中，處理單元103根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上 各鍵值的對應關系，以及光線探測單元102得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值 并輸出。在本發明實施例中，光線檢測單元102的兩個點最好位于投影單元101的兩側，且 等距離分布，實現虛擬鍵盤的裝置的結構、處理如上所述，不再贅述。
進一步地，為了能處理接收投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像的平面與投影單 元101間的垂直距離不固定的情況，作為本發明的一個優選實施例，在步驟S302之前，該實 現虛擬鍵盤的方法還包括距離校準步驟，具體為由光線探測單元102得到的兩個反射光線的入射角與虛擬鍵盤一個預設鍵的對 應關系，以及預設的校準規則，校準反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值 的對應關系，其具體實現如上所述，不再贅述。為了保證投影出的虛擬鍵盤影像是規則的，作為本發明的另一個優選實施例，在 步驟S301之后，步驟S302之前，該實現虛擬鍵盤的方法還包括梯型校準步驟，具體為將投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像校準為規則形狀。當然，如果該實現虛擬鍵盤的方法在步驟S302之前還包括距離校準步驟，則在該 距離校準步驟之前進行將投影單元101投影出的虛擬鍵盤影像校準為規則形狀的梯型校 準步驟。本領域普通技術人員可以理解，實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以在存儲于一計算機可讀取存儲介質 中，所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁盤、光盤等。在本發明實施例中，通過投影單元投影出虛擬鍵盤影像，再由處理單元根據反射 光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及光線探測單元得到的兩 個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出，實現了一種實現虛擬鍵盤的裝置，實現簡單、 硬件成本低，可以用于各種有信息輸入需求的電子產品的上，應用范圍廣泛。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種實現虛擬鍵盤的裝置，其特征在于，所述裝置包括投影單元，用于投影出虛擬鍵盤影像；光線探測單元，用于從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角；以及處理單元，用于根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及所述光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光線檢測單元包括第一角度傳感器和 第二角度傳感器。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一角度傳感器和第二角度傳感器位 于所述投影單元的兩側，且等距離分布。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括距離校準單元，用于由所述光線探測單元得到的至少兩對反射光線的入射角與虛擬鍵 盤上至少兩個預設鍵的對應關系，以及虛擬鍵盤上各個鍵的位置關系，校準反射光線的入 射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括投影梯型校準單元，用于將所述投影單元投影出的虛擬鍵盤影像校準為規則形狀。
6.一種包含權利要求1至5任一項所述實現虛擬鍵盤的裝置的電子產品。
7.一種實現虛擬鍵盤的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟投影單元將虛擬鍵盤影像投影到任一平面；光線探測單元從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角；處理單元根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及 光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述光線檢測單元的兩個點位于所述投影 單元的兩側，且等距離分布。
9.如權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述光線探測單元從兩個點探測反射 光線，得到對應的兩個反射光線的入射角的步驟之前，所述方法還包括由光線探測單元得到的至少兩對反射光線的入射角與虛擬鍵盤上至少兩個預設鍵的 對應關系，以及虛擬鍵盤上各個鍵的位置關系，校準反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵 盤影像上各鍵值的對應關系。
10.如權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述投影單元將虛擬鍵盤影像投影 到任一平面的步驟之后，所述光線探測單元從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射 光線的入射角的步驟之前，所述方法還包括將投影單元投影出的虛擬鍵盤影像校準為規則形狀。
全文摘要
本發明適用于電子技術領域，提供了一種實現虛擬鍵盤的裝置、電子產品及其實現方法，所述裝置包括投影單元，用于投影出虛擬鍵盤影像；光線探測單元，用于從兩個點探測反射光線，得到對應的兩個反射光線的入射角；以及處理單元，用于根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及所述光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出。在本發明實施例中，通過處理單元根據反射光線的入射角與投影出的虛擬鍵盤影像上各鍵值的對應關系，以及光線探測單元得到的兩個反射光線的入射角，確定輸入鍵值并輸出，實現了一種實現虛擬鍵盤的裝置，硬件成本低，可以用于各種有信息輸入需求的電子產品上。
文檔編號G06F3/048GK101819501SQ20101014717
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者徐念雷 申請人:西安酷派軟件科技有限公司