一种虚拟输入设备及其光检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种设计合理，检测准确，结构简单的虚拟输入设备及其光检测装置。其中一种光检测装置包括信号采集器，以及层叠设置的发光装置和感光装置；发光装置内部设置有光源，发光面呈圆柱面设置；感光装置上下表面和两侧面分别设置有吸光遮光片，感光装置的感光面呈与发光面同半径的圆柱面设置；感光装置包括若干沿感光面均匀布置的感光单元；感光单元横截面呈扇形设置，内部设置有光感元件，弧面上设置有选取光源发出光对应波长的滤光片；相邻感光单元之间设置有吸光遮光片；光感元件的输出端连接到信号采集器的输入端。其中一种虚拟输入设备包括至少两个本实用新型所述的光检测装置，以及连接在采集器输出端的微处理器。
【专利说明】一种虚拟输入设备及其光检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号检测装置，具体为一种虚拟输入设备及其光检测装置。
【背景技术】
[0002]随着触摸屏技术的发展，越来越多的电子设备用触摸屏代替了传统非触摸屏，手机、平板电脑等电子设备安装触摸屏已经成为一种潮流。由于触摸屏操作简单、操作自由度大、人性化等特点，已经成为人们日益不可或缺的电子输入设备。然而，传统触摸屏存在安装困难、不可移植、不能反复使用等缺点，对触摸屏的使用造成了一定的影响。同时，大量陈旧设备安装的仍然是非触摸屏，不能满足人们对触摸屏的需要。
[0003]通过对现有技术文献和专利检索发现，已经有一些基于光检测装置的电技术对非触摸屏的触摸位置进行定位。现有技术中如中国专利“一种基于图像识别的虚拟触摸屏系统”申请号为200820039313.8的专利，“一种基于图像处理技术的虚拟触摸屏系统”申请号为201110443923.0的专利，“虚拟触摸屏”申请号为200920069997.0专利，以及“光学触摸屏及其配套的触摸笔”申请号为200910047241.0的专利，都能够通过光信号的检测，然后利用光电技术对触摸位置进行识别定位，与传统触摸屏相比具有可移植、可反复使用的特点。但是它们以及现有技术中存在的有共同的缺点，即当触摸位置为屏幕左右两侧时，光检测装置的视角都比较大，检测位置误差较大，容易受到外部杂光，以及本身光线的干扰，对后续的信号处理造成误差。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种设计合理，检测准确，结构简单的虚拟输入设备及其光检测装置。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0006]本实用新型一种光检测装置，包括信号采集器，以及层叠设置的发光装置和感光装置；发光装置内部设置有光源，发光面呈圆柱面设置；感光装置上下表面和两侧面分别设置有吸光遮光片，感光装置的感光面呈与发光面同半径的圆柱面设置；感光装置包括若干沿感光面均匀布置的感光单元；感光单元横截面呈扇形设置，内部设置有光感元件，弧面上设置有选取光源发出光对应波长的滤光片；相邻感光单元之间设置有吸光遮光片；光感元件的输出端连接到信号采集器的输入端。
[0007]优选的,光感元件采用(XD感光元件或CMOS感光元件。
[0008]优选的，发光装置的发光面上设置有均光片。
[0009]进一步，发光装置中的光源发出单一频率的光。
[0010]优选的，发光装置和感光装置中圆柱面所对的圆心角为180°。
[0011]进一步，圆心角为0.1°?5°。
[0012]再进一步，发光装置上层或下层层叠设置有若干感光装置。
[0013]一种虚拟输入设备，包括至少两个本实用新型所述的光检测装置，以及连接在采集器输出端的微处理器；光检测装置分别设置在虚拟输入设备的边缘或拐角位置；微处理器用于将采集器输出的光强度信号进行对比，并分别选择光强最强的感光单元所对应的角度，运算后得到触摸位置信号从输出端输出连接到用户终端。
[0014]优选的，该虚拟输入设备为虚拟触摸屏幕或虚拟键盘或虚拟鼠标。
[0015]进一步，微处理器输出端连接无线通信模块或有线通信模块，无线通信模块或有线通信模块的输出端连接用户终端。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0017]本实用新型所述的光检测装置通过层叠感光装置上层的发光装置，从而增强了光检测装置所检测区域对物体的识别能力，在对自然光感应的同时，配合自身光源，能够提高被检测物体的反光强度，提高了各感光单元的灵敏度，使得检测物体正对的感光单元能够接受到最大光强度，从而能够利于定位，并且配合沿圆柱面的感光面设置的感光单元，提高了检测的精确度；同时设置吸光遮光片能够避免非检测区域外的光线的干扰，保证了检测范围的准确。
[0018]进一步的，利用CCD感光元件或CMOS感光元件实现对光信号强度的转换，保证信号的输出和传递；并且通过均光片的设置保证了光源发出光线在检测区域的均匀分布。
[0019]进一步的，利用设置成的圆心角为180°的圆柱面，实现了对检测面一侧的覆盖，提高了适用范围；同时配合感光单元的圆心角范围，提高了对光强度检测的区分度和分辨能力。
[0020]进一步的，利用多层的感光装置，能够对不同平面的光强实现检测，为输出信号的处理和对比提供了更多的参考和对比信号，提供了不同高度的更加丰富的触摸点信息，实现更多功能，同时扩大了检测范围，提高了检测精度。
[0021]本实用新型所述的虚拟输入设备，利用光检测装置对光强度的检测，从而确定触摸点的位置，通过至少两个光检测装置输出的检测信号确定的角度信息，以及两个光检测装置之间的距离信息，通过几何关系的运算，得到触摸点的位置信号，输出到用户终端，实现虚拟输入功能；通过采用本实用新型所述的光检测装置，提高检测精度，利用现有的定位运算实现对触摸位置的确定，从而实现了虚拟输入。
[0022]进一步的，通过将其应用到鼠标、键盘和屏幕，实现对输入设备的虚拟化，提高了输入设备使用的便捷性，能够进行移植，可反复使用，便携小巧，适应性强。
[0023]进一步的，通过无线通讯模块或有线通讯模块更好的保证了数据的传输，以及减轻了微处理器负担，提高了设备的通用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实例中所述光检测装置的结构示意图。
[0025]图2为图1中感光单元的结构示意图。
[0026]其中:发光装置I，感光装置2，感光单元3，光源11，吸光遮光片21，滤光片22，光感元件23。
[0027]图3为本实用新型实例中所述虚拟输入设备的结构示意图；其中，A和B分别为不同位置的光检测装置。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
[0029]本实用新型一种光检测装置，如图1和图2所示，包括信号采集器，以及依次层叠设置的发光装置I和感光装置2 ;发光装置I内部设置有光源11，发光面呈圆柱面设置；感光装置2上下表面和两侧面分别设置有吸光遮光片21，感光装置2的感光面呈与发光面同半径的圆柱面设置；感光装置2包括若干沿感光面均匀布置的感光单元；如图2所示，感光单元横截面呈扇形设置，内部设置有光感元件23，弧面上设置有选取光源11发出光对应波长的滤光片22 ;相邻感光单元之间设置有吸光遮光片21 ;光感元件23的输出端连接到信号采集器的输入端。本优选实施例中，如图1所示，发光装置I上层设置有与下层对称的感光装置2。其中，光感元件23采用CCD感光元件或CMOS感光元件，本优选实例中以CCD感光元件为例说明。发光装置I的发光面上设置有均光片。
[0030]本优选实施例中，如图1所示，发光装置I和感光装置2中圆柱面所对的圆心角为180° ;感光单元弧面所对的圆心角为0.1°?5。，本优选实例中以1°为例进行说明。
[0031]使用时，如图1所示，将本实用新型固定在需要检测区域的一侧，发光装置I沿着平行于检测区域的方向通过均光片均匀的照射，所发射的光是单一频率的光。位于下层的感光装置2更接近检测区域，能够与上层的感光装置2配合提供更多的检测信号，提供了不同高度的更加丰富的触摸点信息，实现更多功能，同时感光装置2包括若干沿圆柱面均匀排布的感光单元，优选的能够呈环状布置。
[0032]参照图1和图2，每个感光单元只感应一个1°范围内的光，并且由于感光单元之间的感应角度没有重叠区，还通过吸光遮光片21隔开，避免了外界光干扰、各单元光线之间的干扰以及感应单元光感应角度之间的重叠。感光单元中采用CCD感光元件识别光源11所发射的光。为了减少其他波长的光的影响，感光单元外侧设置有选取光源11所发射的光波长的滤光片22。
[0033]本实用新型一种虚拟输入设备，包括至少两个如权利要求1所述的光检测装置，以及连接在采集器输出端的微处理器；光检测装置分别设置在虚拟输入设备的边缘或拐角位置；微处理器用于将采集器输出的光强度信号进行对比，并分别选择光强最强的感光单元所对应的角度，运算后得到触摸位置信号从输出端输出连接到用户终端。运算时，得到至少两个角度后，再通过两个光检测装置之间的距离，得到三角形的另外一个顶点的位置，也就是触摸位置，从而输出其在虚拟输入设备的位置信号，输出到用户终端进行显示或其位置对应的操作。
[0034]其中，该虚拟输入设备为虚拟触摸屏幕或虚拟键盘或虚拟鼠标；微处理器输出端连接无线通信模块或有线通信模块，无线通信模块或有线通信模块的输出端连接用户终端。本优选实施例中，以同时包括虚拟屏幕和虚拟键盘，以及采用无线通信模块为例进行说明，如图3所示，虚拟触摸屏和虚拟键盘在同一平面上，因此只需要通过设置两个安装在不同边缘或拐角位置的光检测装置A和B，就能实现对输入位置的检测和定位，实现虚拟输入功能。
【权利要求】
1.一种光检测装置，其特征在于，包括信号采集器，以及层叠设置的发光装置(I)和感光装置(2);发光装置(I)内部设置有光源(11)，发光面呈圆柱面设置；感光装置(2)上下表面和两侧面分别设置有吸光遮光片(21)，感光装置(2)的感光面呈与发光面同半径的圆柱面设置；感光装置(2)包括若干沿感光面均匀布置的感光单元；感光单元横截面呈扇形设置，内部设置有光感元件(23)，弧面上设置有选取光源(11)发出光对应波长的滤光片(22);相邻感光单元之间设置有吸光遮光片(21);光感元件(23)的输出端连接到信号采集器的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种光检测装置，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.根据权利要求1所述的一种光检测装置，其特征在于，所述的发光装置(I)的发光面上设置有均光片。
4.根据权利要求4所述的一种光检测装置，其特征在于，发光装置(I)中的光源(11)发出单一频率的光。
5.根据权利要求1所述的一种光检测装置，其特征在于，所述的发光装置(I)和感光装置(2)中圆柱面所对的圆心角为180°。
6.根据权利要求5所述的一种光检测装置，其特征在于，感光单元弧面所对的圆心角为 0.1。?5。。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种光检测装置，其特征在于，所述的发光装置(I)上层或下层层叠设置有若干感光装置(2)。
8.—种虚拟输入设备，其特征在于，包括至少两个如权利要求1所述的光检测装置，以及连接在采集器输出端的微处理器；光检测装置分别设置在虚拟输入设备的边缘或拐角位置；微处理器用于将采集器输出的光强度信号进行对比，并分别选择光强最强的感光单元所对应的角度，运算后得到触摸位置信号从输出端输出连接到用户终端。
9.根据权利要求8所述的一种虚拟输入设备，其特征在于，该虚拟输入设备为虚拟触摸屏幕或虚拟键盘或虚拟鼠标。
10.根据权利要求8或9所述的一种虚拟输入设备，其特征在于，所述的微处理器输出端连接无线通信模块或有线通信模块，无线通信模块或有线通信模块的输出端连接用户终端。
【文档编号】G06F3/042GK203982345SQ201420342740
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】方文饶, 熊双, 方文娟, 邓广健, 孙建新, 陈健, 谢斯林, 张慧 申请人:方文饶