一种手套式虚拟输入装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及到计算机设备领域，尤其涉及到一种手套式虚拟输入装置。其由左手套和右手套组成，左手套和右手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键盘驱动程序。本实用新型专利技术的有益效果是：１）可以使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的键盘，键盘变成隐形了。２）使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的鼠标，鼠标变成隐形了。３）极大缩小电脑系统的体积，配合虚拟显示器（眼镜显示器或者头戴显示器），就可以实现真正意义上的隐形穿戴式电脑。４）可以按照人们的喜好自己设置软键盘，这样就可以符合每个人的操作习惯。５）可以在任何地方以任何姿势进行键盘和鼠标操作，不受环境和空间的限制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到计算机设备领域，尤其涉及到一种手套式虚拟输入装置，其运 用陀螺仪检测每个手指的姿态，并通过计算机显示手指位置图像和虚拟键盘，从而实现键 盘及鼠标输入操作的手套式虚拟输入装置。
技术介绍
随着社会的不断进步，科学技术也在不断前进。近年来，随着半导体技术的飞速发 展，个人电脑等计算机系统已经越来越轻、薄、小和便携，但是碍于人体手掌物理尺寸的限 制，键盘尺寸不可能做得太小，就比如像PDA键盘，键盘尺寸太小就会严重影响人们的输入 效率和操作习惯。同时随着通讯技术发展，特别是3G等移动通讯的普及和虚拟显示(视频 眼镜)技术的发展，随时随地享受宽带无线上网已经成为现实，但是由于移动环境不方便 摆放及操作普通的电脑键盘，如何去实现不受任何环境限制以及不影响输入效率和使用习 惯的一种输入系统已成为便携电脑和其它信息终端进一步缩小的关键问题。基于上述原因，本专利技术人研制了本技术“一种手套式虚拟输入装置”。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是提供一种通过计算 机显示手指位置图像和虚拟键盘，从而实现键盘输入操作的一种装置及方法。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种手套式虚拟输入装置，所述的输入装置由左手套和右手套组成，左手套和右 手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键盘驱动程序，所 述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成，手指检 测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，状态收集与处理模块将每个电子陀螺 仪的信号进行A/D转换并转换成标准的数字式角速度信息，无线传输模块由无线发送模块 和无线接收模块组成，无线发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主 机系统并下传各类控制信息，无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数 据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序，虚拟键盘驱动程序是在电脑主机内置的主控驱动程 序，虚拟键盘驱动程序根据收集到的各手指与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿态图像和 虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键盘操作功能，用于完成模 拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱动。所述的手指检测模块的陀螺仪感应输出与角速度对应的电压，通过状态收集与处 理模块进行A/D转换并经蓝牙无线传输模块传输至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程 序软件进行积分运算后，然后得出手指的转动角度值，最后得到手指在X轴和Y轴的运动角度。所述的左手套和右手套设有手掌检测模块，手掌检测模块包括在手背上设置的一 个三轴电子陀螺仪或者若干个电子陀螺仪组成的3轴电子陀螺仪模块，3轴电子陀螺仪模块一般由2个或3个电子陀螺仪组成，该三轴电子陀螺仪用于检测每个手掌的在X、Y、Z轴 向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠标输入的定位依据。所述的无线传输模块为蓝牙无线传输模块，蓝牙无线传输模块由蓝牙无线发送模 块和蓝牙无线接收模块组成；蓝牙发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给 电脑终端系统，同时也可从电脑终端系统下传各类控制信息和数据；蓝牙无线接收模块接 收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序。此外，无线 传输模块并不限于蓝牙无线传输模块，其还可以为其他可利用的各种无线方式。本技术由左手套和右手套组成，其中每个手套由以下7大部分组成1.手指检测模块10个分别戴在手指指尖上的双轴电子陀螺仪，用于检测每个手 指在X和Y轴向的运动角度。2.手掌检测模块每个手背上各戴一个三轴电子陀螺仪或者若干个电子陀螺仪 组成的3轴电子陀螺仪模块，3轴电子陀螺仪模块一般由2个或3个电子陀螺仪组成，用于 检测每个手掌的在X，Y，Z轴向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠 标输入的定位依据。3.状态收集与处理模块将每个电子陀螺仪的信号进行A/D转换并转换成标准的 数字式角速度信息。4.无线传输模块由无线发送模块和无线接收模块组成。无线发射模块将状态收 集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主机系统并下传各类控制信息。无线接收模块接 收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序。5.虚拟键盘驱动程序在电脑主机侧内置的主控驱动程序，根据收集到的各手指 与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定 位、击键、键值生成等键盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入 的所有界面、控制及驱动。6.手套构件一双手套式的柔性编织外壳，用于包裹放置固定各个模块。并方便 手掌佩戴，在手腕处集成安装有各综合处理电路和电池。7.电源及管理模块对整个电路系统提供电源，内含锂聚合物电池及充放电管理。手指检测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，它是由一个双轴电子 陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成。经研究发现，做键盘操作时，手指一般以OX 为原点进行转动实现在键盘X轴向的定位，以OY为原点进行伸缩实现在键盘Y轴向的定 位，从而实现对按键的选择。如果某个手指以OX为原点进行转动，则陀螺仪感应输出角速 度ε 1对应的电压VI，通过状态收集与处理模块进行A/D转换并经蓝牙无线传输模块传输 至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程序软件进行积分运算后，得出手指的转动角度值， 即得到手指在X轴的运动角度@1。通过同样的办法就可以得到手指在Y轴的运动角度@2。手掌检测模块由手背上一个或二个电子陀螺仪组成的三轴向检测电路，用于检测 手掌的在X，Y，Z轴向的角度，此参数可以作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠标 输入的定位依据。和手指采用同样的原理和方法即可得到手掌在X，Y，Z轴的运动角度@61， §62, @63。状态收集与处理模块由A/D转换器，数据处理MCU及内嵌式软件和控制电路组成。陀螺仪送出与角速度ε χ对应的电压Vx，通过状态收集与处理模块进行A/D转换后得到数 字化的角速度值ε X，内嵌软件将测得的5个手指和1个手掌共13个角速度数据信息进行 整理，按一定的串行数据格式传送给蓝牙无线传输模块。所述的蓝牙无线传输模块，由发射模块和接收模块组成。发射模块将状态收集与 处理模块送出的信息无线上传给电脑终端系统，同时也可从电脑终端系统下传各类控制信 息和数据。蓝牙无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送 给虚拟键盘驱动程序。所述的虚拟键盘驱动程序是电脑终端系统内置的虚拟键盘输入主控驱动程序，它 根据蓝牙无线接收模块收集到双手的各手指与手掌姿态，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键 盘图像，并产生与每个按键分布相对应的键盘坐标系及手形初始坐标系，根据虚拟键盘的 XY轴坐标分布和当前手指和手掌的座标，识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键 盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱 动。该虚拟键盘驱动程序由如下功能模块组成1.数据收集与处理模块2.虚拟键盘生成及布局设置模块3.虚拟手型生成及姿态跟踪模块4.击键检测模块5.按键定位及键值生成模块6.鼠标功能模块7.选项设置模块其中数据收集与处理模块，主要功能是将蓝牙无线接收模块送来的串行数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手套式虚拟输入装置，其特征在于：所述的输入装置由左手套和右手套组成，左手套和右手套分别设有用于检测每个手指在Ｘ和Ｙ轴向的运动角度的手指检测模块、将每个电子陀螺仪信号进行Ａ／Ｄ转换并转换成标准数字式角速度信息的状态收集与处理模块、无线传输模块；所述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成；无线传输模块由将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主机系统并下传各类控制信息的无线发送模块、接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据及将它传送给虚拟键盘驱动程序的无线接收模块组成。

【技术特征摘要】
一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的输入装置由左手套和右手套组成，左手套和右手套分别设有用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度的手指检测模块、将每个电子陀螺仪信号进行A/D转换并转换成标准数字式角速度信息的状态收集与处理模块、无线传输模块；所述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成；无线传输模块由将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主机系统并下传各类控制信息的无线发送模块、接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据及将它传送给虚拟键盘驱动程序的无线接收模块组成。2.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的手指检测模块 的陀螺仪感应输出与角速度对应的电压，通过状态收集与处理模块进行A/D转换并经蓝牙 无线传输模块传输至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程序软件进行积分运算后，然后 得出手指的转动角度值，最后得到手指在X轴和Y轴的运动角度。3.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美鸿，
申请(专利权)人：深圳市亿思达显示科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]