专利名称：一种便携式电子设备及输入方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别是一种便携式电子设备及输入方法。
背景技术：
随着触摸控制技术的不断进步，现有的便携式电子设备(如手机、PDA等)都已经 实现了全触摸控制的触摸屏。然而对于现有的便携式电子设备而言，由于触摸屏的面积非常有限，导致用户进 行触摸控制时会遮挡部分的触摸屏，影响了用户的观看。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式电子设备及输入方法，在实现触摸控制时不会影 响用户屏幕的显示效果。为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种便携式电子设备，包括主板、设置于 壳体内，且与所述主板连接的处理器和图像采集单元在所述图像采集单元的图像采集通道上，设置有一透明窗，所述透明窗远离所述 图像采集单元的第一表面与所述图像采集单元间隔一定距离，形成有一空间；所述便携式电子设备还包括所述图像采集单元用于在指点物接触于所述透明窗的所述第一表面时采集图 像；所述处理器用于根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应 的输入指令。上述的便携式电子设备，其中，还包括一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；所述发光设备与所述图像采集单元位于所述第一表面的同侧。上述的便携式电子设备，其中，所述图像采集单元具有拍摄模式或定位模式，所述 图像采集单元工作于所述定位模式时，所述发光设备处于启动状态。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备固定设置，发光方向朝向所述透明 窗。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备固定设置，所述便携式电子设备还包 括设置于所述发光设备的发光方向上，用于将所述发光设备发出的光线导向所述空间的光 学器件。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备固定设置，所述发光设备为一环状发 光体，围绕所述图像采集单元设置。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备固定设置于所述透明窗内，位于透明 窗的一端，且发光方向朝向所述透明窗的另一端。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备可调，所述发光设备具体包括
一发光单元；角度调节模块，与所述发光单元连接，用于在所述图像采集单元工作于定位模式 时，调节所述发光体，使所述发光体向所述空间发送光线。上述的便携式电子设备，其中，所述发光设备可调，所述发光设备具体包括一发光单元；一光学器件，用于在所述图像采集单元工作于定位模式时，调节所述发光体的光 线路径，使所述发光体向所述空间发送光线，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，调节 所述发光体的光线路径，使所述发光体向透明窗之外的空间发送光线。上述的便携式电子设备，其中，在所述图像采集单元工作于定位模式时，所述光学 器件位于所述发光体的光线路径上，所述发光体发出的光线经过所述发光体发射到所述空 间，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，所述光学器件位于所述发光体的光线路径外， 所述发光体发出的光线透过所述透明窗发射到外部。上述的便携式电子设备，其中，所述处理器还用于调节所述发光设备的发光强度。为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种输入方法，应用于上述的电子设 备，包括在指点物接触于所述透明窗的第一表面时采集图像；根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令。本发明实施例具有以下的有益效果本发明实施例中，利用已有的图像采集单元来拍摄指点物在透明窗表面的图像， 进而进行分析，确定指点物位置，其不用增加额外的设备，实现成本小，且对于小型便携式 设备非常重要；本发明实施例中，由于指点物并不是在触摸屏的表面进行滑动，而是在透明窗上 进行操作，不会影响用户观看显示的内容。
图1为本发明实施例中，透明窗与图像采集单元的相对位置关系的示意图；图2-图5为本发明实施例中，设置有固定设置的发光设备时，发光设备、图像采集 单元、透明窗三者之间的可能相对位置关系的示意图；图6为本发明实施例中，设置有可调节的发光设备时，在通常成像模式下，发光设 备、图像采集单元、透明窗三者之间的相对位置关系的示意图；图7为本发明实施例中，设置有可调节的发光设备时，在定位模式下，发光设备、 图像采集单元、透明窗三者之间的相对位置关系的示意图。
具体实施例方式本发明实施例中，在便携式电子设备的图像采集单元的图像采集通道上，设置一 透明窗，所述透明窗远离所述图像采集单元的第一表面与所述图像采集单元间隔一定距 离，形成有一空间；而该图像采集单元在指点物接触于所述透明窗的第一表面时采集图像， 交给处理器，根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令。 由于指点物并不是在显示屏的表面进行滑动，而是在不同于显示屏的透明窗上进行操作，不会影响用户观看显示的内容。本发明实施例的便携式电子设备，包括主板、设置于所述壳体内，且与所述主板连 接的处理器和图像采集单元，其中在所述图像采集单元的图像采集通道上，设置有一透明窗，所述透明窗远离所述 图像采集单元的第一表面与所述图像采集单元间隔一定距离，形成有一空间；所述便携式电子设备还包括所述图像采集单元用于在指点物接触于所述透明窗的第一表面时采集图像；所述处理器用于根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应 的输入指令。在本发明的具体实施例中，所述透明窗远离所述图像采集单元的第一表面与所述 图像采集单元间隔一定距离，形成有一空间，该空间可以是包括该透明窗对应于图像采集 通道的一部分，也可以是包括该透明窗对应于图像采集通道的一部分和透明窗的下表面与 图像采集单元之间的部分。对于如何利用图像来计算指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令属 于现有技术的范畴，在本发明的具体实施例中不再详细描述。由于图像采集单元需要在指点物接触接触于所述透明窗的第一表面时采集图像， 所以需要该透明窗的第一表面与所述图像采集单元之间的空间需要有光线照明，一般而 言，可以通过如下方式来实现。将透明窗设置大一些，如图1所示，由于透明窗的表面积较大，此时指点物(图1 中为用户手指)仅能接触透明窗的一部分，而光线还是能够透过透明窗其他未被指点物接 触的部分进入该透明窗的第一表面与所述图像采集单元之间的空间，被图像采集单元捕 捉，因此分析图像采集单元拍摄的图像就能够得到指点物的位置。然而，上述的实现方式在外界环境非常暗，或者完全黑暗、或者指点物接触面积大 于透明窗的表面积时，会导致成像效果非常差，为了避免上述情况的发生，在本发明的另一 实现方式中，该便携式电子设备中还设置一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设 备，与所述主板连接，指点物接触于所述透明窗的第一表面时，会将该发光设备发出的光线 反射，而图像采集单元捕捉该发射的光线成像，因此分析图像采集单元拍摄的图像就能够 得到指点物的位置。在本发明的具体实施例中，该图像采集单元具有两种工作模式拍摄模式和定位 模式，处理器在所述图像采集单元工作于定位模式时，需要启动所述发光设备。在本发明的具体实施例中，该透明窗可以是单独设置的透明窗，也可以是图像采 集单元(如摄像头)本身就具有的透明保护层。下面对上述的设置发光设备的方式进行进一步详细说明。在本发明的具体实施例中，该所述发光设备固定设置或可调，分别说明如下。如图2所示，所述发光设备21固定设置，且发光方向朝向所述透明窗23。发光设备21发出的光线照射到触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到图像 采集单元22中，由图像采集单元22形成记录手指头位置的图像。如图3所示，所述发光设备21固定设置，所述便携式电子设备还包括设置于所述 发光设备21的发光方向上，用于将所述发光设备21发出的光线导向所述空间的光学器件24。发光设备21发出的光线在光学器件对内多次反射后射出光学器件M，并照射到 触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到图像采集单元22中，由图像采集单元22形成 记录手指头位置的图像。图3中，光学器件M设置于光学器件M的下方，但二者之间的相对位置也可是其 他的形式，如图4所示，所述发光设备21固定设置，所述便携式电子设备还包括设置于所述 发光设备21的发光方向上(光学器件M设置于光学器件M的左边)，用于将所述发光设 备21发出的光线导向所述空间的光学器件M。发光设备21发出的光线在光学器件对内多次反射后射出光学器件M，并照射到 触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到图像采集单元22中，由图像采集单元22形成 记录手指头位置的图像。图2到图4的各种实现方式中，所述发光设备都位于透明窗外部，与所述图像采集 单元位于透明窗的同侧，但发光设备也可以设置到透明窗内部，如图5所示，所述发光设备 21固定设置于所述透明窗23内，位于透明窗23的一端，且发光方向朝向所述透明窗23的
另一端。发光设备21发出的光束从透明窗23截面照向其内部，即透明窗23的内表面后， 将产生反射。如果透明保护层表层是空气，当入射光的角度满足一定条件时，光就会在透明 保护层表面完全反射。但是如果有个折射率比较高的物质(例如手指)压住透明窗23的 外表面，透明窗23表面全反射的条件就会被打破，部分光束透过表面，投射到手指表面。凹 凸不平的手指表面导致光束产生散射(漫反射)，散射光透过透明窗23后到达图像采集单 元22，由图像采集单元22形成记录手指头位置的图像。在上述的各种实现方式中，为了保证指点物在透明窗上表面的任意位置都能得到 效果相同的成像，所述发光设备都可以选择环状发光体，围绕所述图像采集单元设置，使得 指点物在透明窗上表面的任意位置都能得到效果相同的成像，以满足后续的图像分析的需要。在上述图2到图5的各种实现方式中，该发光设备21都是固定设置的，但是考虑 到该发光设备既可以用于成像模块在通常的照相模式下应用，也可以在成像模块在定位模 式下应用，在这种第一种情况下，应该是将发光设备发出的光线尽可能通过该透明窗，传送 到外表面，而在第二种情况下，应该是将发光设备发出的光线尽可能投射到该透明窗内，因 此，在这两种情况下，为了满足不同的需求，需要调整该发光设备的发光方向，以使得发光 设备发出的光线照射到预定空间。一般而言，现有的便携式电子设备(如手机、PDA等)都已经将摄像头作为标准配 置，而且同时配置了闪光灯，在本发明的具体实施例中，能够直接利用这些便携式电子设备 已经具有的摄像头和闪光灯进行复用，来作为图像采集单元和发光设备，因此，最大化现有 设备上的功能模块的利用率，同时也不用增加硬件成本，提高了本发明实施例的应用范围。如图6所示，为本发明实施例的便携式电子设备中包括可调方式设置的发光设备 应用于通常照相模式下的示意图，其中包括一设置有角度调节模块251的发光设备25，该 角度调节模块用于调节所述发光设备25，使所述发光设备25向所述空间发送光线。在通常照相模式下，控制该角度调节模块251，使其调节发光设备25，使发光设备25以第一角度发射光线，此时光线尽可能多的光线能够通过该透明窗，传送到外部。如图7所示，为本发明实施例的便携式电子设备中包括可调方式设置的发光设备 应用于定位模式下的示意图，其中包括一设置有角度调节模块251的发光设备25，在定位 模式下，控制该角度调节模块251，使其调节发光设备25，使发光设备25以第二角度发射光 线，此时光线尽可能多的光线能够照射到预定空间。当然，考虑到该发光设备在通常摄像模式时，需要的发光强度较大，以满足需求， 但在定位模式下，其仅需要照亮一个相对较小的区域，此时，为了节约能量，本发明实施例 的处理器还用于调节所述发光设备25的发光强度，以便于根据不同的情况进行发光强度 的调节，满足需要。当然，上述的便携式电子设备，所述发光设备可调，应当理解的是，是发光设备本 身可调，或者其发出的光线的光线路径可调，在光线路径可调时，所述发光设备具体包括一发光单元；一光学器件，用于在所述图像采集单元工作于定位模式时，调节所述发光体的光 线路径，使所述发光体向所述空间发送光线，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，调节 所述发光体的光线路径，使所述发光体向透明窗之外的空间发送光线。调节其发光路径，可以通过调节光学器件来实现，如在所述图像采集单元工作于 定位模式时，所述光学器件位于所述发光体的光线路径上，所述发光体发出的光线经过所 述发光体发射到所述空间，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，所述光学器件位于所 述发光体的光线路径外，所述发光体发出的光线透过所述透明窗发射到外部。当然，应该理解的是，虽然可调方式设置的发光设备的设置方式仅以图6和图7进 行了说明，但应当理解的是，发光设备以可调方式设置时，其发出的光线也可以通过光学器 件进行传递，以便于将光线更好的投射到预定的位置，其也可以是设置于其他的位置，在此 不一一详细说明。在本发明的具体实施例中，并不限定该图像采集单元的具体位置，其可以位于便 携式电子设备的各个位置，如上表面、背面、侧面，甚至转角处都可能，只要用户手指能够达 到的位置均可。下面对本发明实施例的输入方法的实现详细说明如下开机以后，图像采集单元处于待机状态；在用户启动拍摄流程后，图像采集单元进入摄像模式，进行拍摄，这属于图像采集 单元的本来的功能。在用户启动定位流程后，在存在发光设备时，启动发光设备，发光设备发出的光线 照射到触摸在透明窗外表面的手指上，并反射到图像采集单元中，由图像采集单元形成记 录手指头位置的图像，交由处理器进行定位处理，也就是根据所述图像计算所述指点物的 轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令。当然，在发光设备可调时，还应该调整其角度，使其发出的光线尽可能多的光线能 够照射到预定空间。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种便携式电子设备，包括主板、设置于壳体内，且与所述主板连接的处理器和图像 采集单元，其特征在于在所述图像采集单元的图像采集通道上，设置有一透明窗，所述透明窗远离所述图像 采集单元的第一表面与所述图像采集单元间隔一定距离，形成有一空间；所述便携式电子设备还包括所述图像采集单元用于在指点物接触于所述透明窗的所述第一表面时采集图像；所述处理器用于根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输 入指令。
2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，还包括一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；所述发光设备与所述图像采集单元位于所述第一表面的同侧。
3.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述图像采集单元具有拍摄 模式或定位模式，所述图像采集单元工作于所述定位模式时，所述发光设备处于启动状态。
4.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备固定设置，发光 方向朝向所述透明窗。
5.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备固定设置，所述 便携式电子设备还包括设置于所述发光设备的发光方向上，用于将所述发光设备发出的光 线导向所述空间的光学器件。
6.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备固定设置，所述 发光设备为一环状发光体，围绕所述图像采集单元设置。
7.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备固定设置于所 述透明窗内，位于透明窗的一端，且发光方向朝向所述透明窗的另一端。
8.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备可调，所述发光 设备具体包括一发光单元；角度调节模块，与所述发光单元连接，用于在所述图像采集单元工作于定位模式时，调 节所述发光体，使所述发光体向所述空间发送光线。
9.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述发光设备可调，所述发光 设备具体包括一发光单元；一光学器件，用于在所述图像采集单元工作于定位模式时，调节所述发光体的光线路 径，使所述发光体向所述空间发送光线，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，调节所述 发光体的光线路径，使所述发光体向透明窗之外的空间发送光线。
10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其特征在于，在所述图像采集单元工作于 定位模式时，所述光学器件位于所述发光体的光线路径上，所述发光体发出的光线经过所 述发光体发射到所述空间，在所述图像采集单元工作于拍摄模式时，所述光学器件位于所 述发光体的光线路径外，所述发光体发出的光线透过所述透明窗发射到外部。
11.根据权利要求8、9或10所述的便携式电子设备，其特征在于，所述处理器还用于调 节所述发光设备的发光强度。
12. —种输入方法，应用于权利要求1-11所述的电子设备，其特征在于，包括 在指点物接触于所述透明窗的第一表面时采集图像； 根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令。
全文摘要
本发明提供一种便携式电子设备及输入方法，包括主板、设置于壳体内，且与所述主板连接的处理器和图像采集单元，在所述图像采集单元的图像采集通道上，设置有一透明窗，所述透明窗远离所述图像采集单元的第一表面与所述图像采集单元间隔一定距离，形成有一空间；所述便携式电子设备还包括所述图像采集单元用于在指点物接触于所述透明窗的所述第一表面时采集图像；所述处理器用于根据所述图像计算所述指点物的轨迹，并根据所述轨迹生成对应的输入指令。本发明利用已有的图像采集单元来拍摄指点物在透明窗表面的图像，进而进行分析，确定指点物位置，其不用增加额外的设备，实现成本小，不会影响用户观看显示的内容。
文档编号G06F3/042GK102096517SQ20091024242
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘俊峰, 张渊毅, 王茜莺, 贺志强 申请人:联想(北京)有限公司