本发明专利技术公开了一种输入设备的虚拟二维定位模块及虚拟输入设备，其中，输入设备的虚拟二维定位模块包含一红外线激光光源、至少两个线性传感器及一控制器，其放置在一平面上使用，其中，该红外线激光光源对外投射一水平的红外线激光，并使该水平的红外线激光在该平面的上方形成一靠近并平行于该平面且占据一区域范围的二维光幕；该至少两个线性传感器相隔一预设距离而分开设立，用以分别感应一使用者的控制件进入该二维光幕范围内时因阻挡该红外线激光而造成的反射光，并因而各产生一线性位置信号；该控制器用以接收该至少两个线性传感器所感应得到的线性位置信号并进行运算，以运算得出该控制件在该二维光幕范围中所对应的二维坐标位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输入设备的虚拟二维定位模块，尤指一种利用一红外线激光光源(IR laser light)、至少两个线性传感器(linear line sensor)及一控制器所构成的二维定位模块。本专利技术还涉及一种虚拟输入设备，尤指一种具有面具或头盔造型外壳的虚拟输入设备。
技术介绍
本专利技术涉及一种输入设备的虚拟二维定位模块，其中该输入设备指一传输界面通过输入数据以驱使一相配合的应用装置进行工作，例如通称的用户界面(user interface)或人机界面(HID，Human Interface Device)等传输界面。目前以一用户界面的系统架构或其应用领域而言，可分为触控式及遥控式两种不同使用型态。触控式用户界面包含多种不同的触控系统及方法，如电阻式(Resistive)、电容式(Capacitive)、表面声波式(SAW，Surface Acoustic Wave)、红外光式(IR，Infrared)、光学式(optical imaging)等，其通过控制件如手指或触控笔直接触摸在一触控式显示屏上，以控制该显示器的各项功能，如点选作业、切换画面、放大/缩小画面或触控游戏等，用以取代一般常见的按键式或游戏杆式控制方式。其中在光学式触控系统方面包含US 2009/0200453、US 7，538，759、US7,692,625, US 7，629，967等现有技术，其在一面板(显示屏)的四侧框边或四角处设一光源，如LED光源，用以在该面板上形成一光幕，并于该面板的四周缘框边上设置相互垂直的反光条或吸光条及至少两个感测方向交错的传感器(camera)，当一控制件如手指或触控笔触摸在该面板上时，该控制件可对该光幕造成光的散射或遮断，此时通过该反光条的反射作用或吸光条的吸收作用，即可通过该至少两个传感器感测得知该控制件的至少两个方向的相对位置，再通过一处理器的运算功能得知该控制件在该面板上的实际位置坐标，以实现该光学触控系统的使用功能；换言之，现有的光学式触控系统利用该至少两个传感器(camera)的感测功能及该处理器的运算功能，可在该面板上产生一种二维定位功能。但是，现有的光学式触控系统大都采用LED光源，而LED光并非高同调性(highly coherentlight)光源，且易受外在杂光影响，故无法有效提高触控的灵敏度，又整个系统架构必须配合反光条或吸光条使用，以致有边框的限制，且易有灰尘及脏污黏着在边框上而影响触控功能，故其系统架构较为复杂，成本相对增加，系统稳定性也受到影响，相对降低使用效率，因此，现有的光学式触控系统所具有的二维定位功能的技术并无法直接应用并作为本专利技术中的输入设备的二维定位模块。此外，在利用投影技术构成一虚拟的输入设备如虚拟键盘(virtual keyboard)的相关
中，已存有相当多现有技术，包含:US5，168，53UUS5, 198，877、US5，448，263、US5, 617，312、US5, 627，565、US5, 767，842、US5, 798，519、US5, 933，132、US5, 969，698、US6, 037，882、US6, 043，805、US6, 104，387、US6, 115，128、US6, 229，913、US6, 252，598、US6, 266，048、US6, 281，878、US6, 323，942、US6, 424，334、US6, 512，838、US6, 522，312、US6, 614，422、US6, 690，354、US6, 690，618、US6, 710，770、US7, 006，236、US7, 050，177、US7, 151，530、US2012/0162077、US2014/0055364 等；以 US6, 614，422、US2012/0162077、US2014/0055364为例说明，其公开了一种利用一虚拟输入设备(virtual input device)，如虚拟键盘或虚拟鼠标用以输入数据的系统及方法。但是，上述现有技术在实际应用上仍存在系统架构较复杂及不易微型化等缺点，以致不利于导入各种输入设备的应用而影响使用效率。此外，遥控式用户界面利用一特征物体(控制件)，如手势或人体一部位，使其在一 \、Y、Z三维空间产生相对位置及动作的变化，以通过遥控方式控制该显示器的各项功能，即该特征物体(控制件)不直接触摸在该显示屏上。目前遥控式用户界面的现有技术包含:W0 03/071410、US 7，348，963、US 7，433，024、US 6，560，019、US 2008/0240502、US2008/0106746、US 2009/0185274、US 2009/0096783、US 2009/0034649、US 2009/0185274、US 2009/0183125、US 2010/0020078 等，及 TW 200847061、TW 201033938、TW 201003564、Tff 201010424,Tff 201112161等。现有的遥控式用户界面虽然具有三维定位功能，但在应用上存在以下不足:(1)现有的遥控式用户界面一般采用两个影像撷取镜头(camera)来撷取该特征物体(控制件)在三维空间(χ-γ-ζ)中的相对位置及/或动作变化的影像，以进行坐标定位运算(即具有三维定位功能)，因设有影像撷取镜头(camera)，故在应用时存在被盗摄的安全性风险；(2)该坐标定位运算相对造成其控制器的运算量增多且软件复杂化；(3)相关构成元件较多，无法有效降低制造成品；(4)所采用的构成元件如两个影像撷取镜头(camera)或红外线光源在安排设置时，须面向一有效范围较大的三维空间(X_Y_Z)，导致各构成元件的设置位置的相对高度较高，故不易或无法微型化。因此，现有的遥控式用户界面的系统架构无法或不利于被直接导入各种输入设备应用，尤其不利于具有二维定位功能的输入设备或其应用，例如配合其他投影装置所构成的虚拟键盘、虚拟开关、门禁系统等。由上可知，在一输入设备的二维定位模块及其应用的
中，亟需发展一种能避免被盗摄的安全性风险、能简化控制器的运算量、能降低制造成品、能微型化设计，且有利于导入各种输入设备应用的二维定位模块。另外，体积小、低噪音且易于携带一直是电子产品的发展趋势，其一般常搭配有一实体输入设备，此实体输入设备可以包含文字或数字输入键，如键盘输入设备、号码键盘输入设备，或包含左、右键，如鼠标输入设备等实体输入设备，以供用户敲击以输入相关信息，而实体输入设备所能够减少的空间极为有限。虽然另有可替代的输入设备如手写板、语音、光笔等，但是对于习惯使用前述输入设备的众多用户而言，利用键盘或鼠标输入的使用习惯仍难以由其他方式所取代。因此，例如有所谓虚拟键盘(virtual keyboard)的产品出现，其利用全像摄影或用光学扫描的方式产生“固定”的键盘影像，再利用检知光束来侦测用户在虚拟键盘上所输入的操作命令，如此使用者便只须携带一个投射装置，就可以达到操作键盘输入的效果，并兼具无噪音、不占空间及可携带的优点，还可以摆放在任何地方来进行输入。尽管这样子的产品已经本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输入设备的虚拟二维定位模块，其特征在于，包含一红外线激光光源、至少两个线性传感器及一控制器，其放置在一平面上使用，其中：该红外线激光光源对外投射一水平的红外线激光，并使该水平的红外线激光在该平面的上方形成一靠近并平行于该平面且占据一区域范围的二维光幕；该至少两个线性传感器相隔一预设距离而分开设立，用以分别感应一使用者的控制件进入该二维光幕范围内时因阻挡该红外线激光而造成的反射光，并因而各产生一线性位置信号；该控制器用以接收该至少两个线性传感器所感应得到的线性位置信号并进行运算，以运算得出该控制件在该二维光幕范围中所对应的二维坐标位置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈国仁，林顺正，
申请(专利权)人：硕擎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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