专利名称：一种实现虚拟键盘的装置、电子产品及其实现方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种实现虚拟键盘的装置、电子产品及其实 现方法。
背景技术：
现在，人们的工作、生活等离不开各种电子产品，电子产品多数都涉及信息输入， 而像手机、PDA等因面积限制而无法设置较多按键的电子产品，影响了用户输入信息的速 度；而像医院、制药厂等另外一些因环境等限制而无法使用实体键盘的情况也给用户输入 信息带来了不便。为解决这些限制，现有技术提供了一种虚拟键盘的装置，通过键盘投影装置将虚 拟键盘影像投射在任何物体表面，使用者直接于投影的表面上“触碰”投影的虚拟键盘影像 以输入资料，采用摄像装置拍摄投影出来的键盘区域，再分析拍摄到的被使用者的手所遮 盖和未被遮盖的图像得出使用者所触碰的虚拟键盘的虚拟按键。采用该技术方案，需要对 拍摄到的图像进行复杂的处理才能确定使用者“触碰”的虚拟按键。综上所述，现有实现虚拟键盘的技术方案需要成像质量高的摄影装置，成本比较 高；并且，需要对拍摄到的图像进行复杂的运算才能得到键值输入，复杂运算意味着需要更 加强劲的CPU支持，这样，进一步增加了制造成本。
发明内容
本发明实施例的目的旨在解决现有技术存在的问题，提供一种实现虚拟键盘的装 置，实现简单、硬件成本低。本发明实施例是这样实现的，一种实现虚拟键盘的装置，包括投影单元，用于投影出虚拟键盘影像；光线探测单元，用于从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角； 以及处理单元，用于根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应 关系，以及所述光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。本发明实施例的另一目的在于提供一种包含上述实现虚拟键盘的装置的电子产
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ΡΠ ο本发明实施例的另一目的在于提供一种实现虚拟键盘的方法，所述方法包括下述 步骤投影单元将虚拟键盘影像投影到任一平面；光线探测单元从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角；处理单元根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系， 以及光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。在本发明实施例中，通过投影单元投影出虚拟键盘影像，再由处理单元根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及光线探测单元得到的两 个反射光线的入射角，确定输入键值并输出，实现了一种实现虚拟键盘的装置，实现简单、 硬件成本低，可以用于各种有信息输入需求的电子产品的上，应用范围广泛。
图1是现有技术提供的实现虚拟键盘的装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的投影单元、第一角度传感器和第二角度传感器与虚拟 键盘影像间位置关系的示意图；图3是本发明实施例提供的实现虚拟键盘的方法的流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。在本发明实施例中，通过投影单元投影出虚拟键盘影像，再由处理单元根据反射 光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及光线探测单元得到的两 个反射光线的入射角，确定输入键值并输出，实现了一种实现虚拟键盘的装置。图1示出了本发明实施例提供的实现虚拟键盘的装置的结构，为了便于说明，仅 示出了与本发明实施例相关的部分。该装置可以用于有信息输入需求的电子产品，例如手机、PDA等移动终端，以及控 制设备等，可以是运行于这些电子产品内的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元， 也可以作为独立的挂件集成到这些电子产品中或者运行于这些电子产品的应用系统中。该 实现虚拟键盘的装置包括投影单元101、光线探测单元102和处理单元103，其中投影单元101，投影出虚拟键盘影像。光线探测单元102，从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角。 该反射光线即当用户“敲击”虚拟键盘影像上的一个“键”时，从用户手指反射到光线探测 单元102的光线。处理单元103，根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应 关系，以及光线探测单元102得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。在本发明实施例中，投影单元101将虚拟键盘影像投影到任一的平面；光线探测 单元102可以采用两个角度传感器实现，相当于人的两个眼睛，即第一角度传感器1021和 第二角度传感器1022，由第一角度传感器1021和第二角度传感器1022各得到一个反射光 线的入射角；第一角度传感器1021和第二角度传感器1022之间间隔一定的距离，该距离根 据实际应用时的硬件环境、软件环境等确定。第一角度传感器1021和第二角度传感器1022 之间间隔的距离最好为投影出的虚拟键盘影像宽度的一半。这里，对投影单元101、第一角度传感器1021和第二角度传感器1022位置的设置 没有特殊要求，三者可以在同一直线上，也可以不在，第一角度传感器1021和第二角度传 感器1022可以在投影单元101的两侧也可以在同一侧等，但第一角度传感器1021和第二 角度传感器1022最好位于投影单元101的两侧，且等距离分布。下面以图2中的位置关系为例，即第一角度传感器1021和第二角度传感器1022最好位于投影单元101的两侧，且等 距离分布，详细说明由第一角度传感器1021和第二角度传感器1022各得到的两个反射光 线的入射角与投影单元101投影出的虚拟键盘影像上键值的对应关系。这里，定义入射角 为第一角度传感器1021或第二角度传感器1022探测到的反射光线投影到虚拟键盘影像所 在平面，即xy平面后，与第一角度传感器1021第二角度传感器1022所在直线投影到xy平 面后所得投影直线所成的角度，记第一角度传感器1021探测反射光线得到的反射光线的 入射角为A，第二角度传感器1022探测反射光线得到的反射光线的入射角为B，在用户“敲 击”不同“键”时，两个入射角A、B的组合是不同的。例如，在用户“敲击”键“Back Space" 时，入射角分别为Al、Bl ；在用户“敲击”键“ ”时，入射角分别为A2、B2。因此，由两个角 度传感器得到的两个反射光线的入射角即可以唯一对应虚拟键盘上的一个键值。这样，在得到两个入射角A、B后，由处理单元103根据反射光线的入射角与投影出 的虚拟键盘影像上各键值的对应关系即可以确定用户“敲击”输入的键值。当然，在处理单 元103确定输入键值并输出后，继续对第一角度传感器1021和第二角度传感器1022得到 的两个反射光线的入射角进行处理，确定用户下一个输入的键值。进一步地，为了能处理接收投影单元101投影出的虚拟键盘影像的平面与投影单 元101间的垂直距离不固定的情况，作为本发明的一个优选实施例，实现虚拟键盘的装置 还包括，距离校准单元104，由光线探测单元102得到的至少两对反射光线的入射角与虚 拟键盘上至少两个预设键的对应关系，以及虚拟键盘上各个键的位置关系，校准反射光线 的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系。在本发明实施例中，由关系探测单元102针对用户“敲击”虚拟键盘影像上的一 个“键”时，从两个点探测到的两个反射光线的入射角定义为一对反射光线的入射角。在具 体实现时，为了保证校准的准确性，可以由用户通过投影出的虚拟键盘影像按预设顺序“敲 击”虚拟键盘四个边角对应的键，由距离校准单元104根据光线探测单元102得到每个键对 应的一对反射光线的入射角。再由得到的这四对反射光线的入射角与四个预设键的对应关 系，利用三角型原理，底边为两个传感器的距离，两光线入射角即可知道两个底角，确定了 一个底边两个底角就能确定一个三角型。接着，由确定的四个三角形可以计算得到投影出 的虚拟键盘影像的四个边角的相对位置，即得到投影出的虚拟键盘影像的大小，再进一步 根据虚拟键盘上各个键的位置关系可以进一步确定各个键对应的入射角A、B。这样，就能 校准反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系。当然，为了实现校准，最少只需要由用户通过投影出的虚拟键盘影像按预设顺序 “敲击”虚拟键盘上的任意两个键，由距离校准单元104根据光线探测单元102得到这两个 键分别对应的一对反射光线的入射角，再利用上述三角型原理，以及虚拟键盘上各个键的 位置关系可以进一步确定投影出的虚拟键盘影像上各个键对应的入射角A、B，实现校准。为了保证投影出的虚拟键盘影像是规则的，作为本发明的另一个优选实施例，实现虚拟键盘的装置还包括，投影梯型校准单元105，将投影单元101投影出的虚拟键盘影像校准为规则形状， 可以采用现有梯型校准设备实现。图3示出了本发明实施例提供的实现虚拟键盘的方法的流程，详述如下
在步骤S301中，投影单元101将虚拟键盘影像投影到任一平面；在步骤S302中，光线探测单元102从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射 光线的入射角；在步骤S303中，处理单元103根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上 各键值的对应关系，以及光线探测单元102得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值 并输出。在本发明实施例中，光线检测单元102的两个点最好位于投影单元101的两侧，且 等距离分布，实现虚拟键盘的装置的结构、处理如上所述，不再赘述。
进一步地，为了能处理接收投影单元101投影出的虚拟键盘影像的平面与投影单 元101间的垂直距离不固定的情况，作为本发明的一个优选实施例，在步骤S302之前，该实 现虚拟键盘的方法还包括距离校准步骤，具体为由光线探测单元102得到的两个反射光线的入射角与虚拟键盘一个预设键的对 应关系，以及预设的校准规则，校准反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值 的对应关系，其具体实现如上所述，不再赘述。为了保证投影出的虚拟键盘影像是规则的，作为本发明的另一个优选实施例，在 步骤S301之后，步骤S302之前，该实现虚拟键盘的方法还包括梯型校准步骤，具体为将投影单元101投影出的虚拟键盘影像校准为规则形状。当然，如果该实现虚拟键盘的方法在步骤S302之前还包括距离校准步骤，则在该 距离校准步骤之前进行将投影单元101投影出的虚拟键盘影像校准为规则形状的梯型校 准步骤。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以 通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质 中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。在本发明实施例中，通过投影单元投影出虚拟键盘影像，再由处理单元根据反射 光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及光线探测单元得到的两 个反射光线的入射角，确定输入键值并输出，实现了一种实现虚拟键盘的装置，实现简单、 硬件成本低，可以用于各种有信息输入需求的电子产品的上，应用范围广泛。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种实现虚拟键盘的装置，其特征在于，所述装置包括投影单元，用于投影出虚拟键盘影像；光线探测单元，用于从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角；以及处理单元，用于根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及所述光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光线检测单元包括第一角度传感器和 第二角度传感器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一角度传感器和第二角度传感器位 于所述投影单元的两侧，且等距离分布。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括距离校准单元，用于由所述光线探测单元得到的至少两对反射光线的入射角与虚拟键 盘上至少两个预设键的对应关系，以及虚拟键盘上各个键的位置关系，校准反射光线的入 射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括投影梯型校准单元，用于将所述投影单元投影出的虚拟键盘影像校准为规则形状。
6.一种包含权利要求1至5任一项所述实现虚拟键盘的装置的电子产品。
7.一种实现虚拟键盘的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤投影单元将虚拟键盘影像投影到任一平面；光线探测单元从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角；处理单元根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及 光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光线检测单元的两个点位于所述投影 单元的两侧，且等距离分布。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述光线探测单元从两个点探测反射 光线，得到对应的两个反射光线的入射角的步骤之前，所述方法还包括由光线探测单元得到的至少两对反射光线的入射角与虚拟键盘上至少两个预设键的 对应关系，以及虚拟键盘上各个键的位置关系，校准反射光线的入射角与投影出的虚拟键 盘影像上各键值的对应关系。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述投影单元将虚拟键盘影像投影 到任一平面的步骤之后，所述光线探测单元从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射 光线的入射角的步骤之前，所述方法还包括将投影单元投影出的虚拟键盘影像校准为规则形状。
全文摘要
本发明适用于电子技术领域，提供了一种实现虚拟键盘的装置、电子产品及其实现方法，所述装置包括投影单元，用于投影出虚拟键盘影像；光线探测单元，用于从两个点探测反射光线，得到对应的两个反射光线的入射角；以及处理单元，用于根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及所述光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出。在本发明实施例中，通过处理单元根据反射光线的入射角与投影出的虚拟键盘影像上各键值的对应关系，以及光线探测单元得到的两个反射光线的入射角，确定输入键值并输出，实现了一种实现虚拟键盘的装置，硬件成本低，可以用于各种有信息输入需求的电子产品上。
文档编号G06F3/048GK101819501SQ20101014717
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者徐念雷 申请人:西安酷派软件科技有限公司