专利名称：产生虚拟键盘/显示器的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种产生虚拟键盘/显示器的装置及方法，特别是一种由激光的面扫描以及线扫描交互运作产生虚拟键盘/显示器的装置及方法。
背景技术：
轻、薄、短、小、低噪音且易于携带一直是电子产品的发展趋势，然而碍于视觉上的限制以及人体工学尺寸上的考量，输入装置以及显示器装置欲缩小的空间极为狭隘，但在使用习惯上却常因为多数使用者喜好而希望有较大的输入装置以及较大的显示装置，虽然可替代的输入装置亦不在少数，如手写板、语音、光笔等，然而对于习惯使用键盘输入的广大使用群而言，利用键盘输入的习惯仍难以由其它方式所取代，因此后来亦有所谓虚拟键盘的产品出现，其针对惯用键盘的族群，兼具无噪音、不占空间及可携带的优点，其发明是利用数字微平面镜显示(Digtal micro mirror Display)技术，通过面投射方式显示键盘以及显示器的图案，其利用底层两束激光以及两个接收器，用以侦测手指反射光的反射角度，然后综合两光传感器的侦测角度研判输入键盘的位置，但是其缺点则是因为两具激光发射器以及两具光感应的接收器需耗费较多电源，于长时间的使用上将不敷成本。
发明内容
有鉴于此，本发明为解决上述问题而提出一种产生虚拟键盘/显示器的装置及方法，主要的目的在于借助一可见光激光束以及一不可见激光束产生一键盘/显示器的图案，进而仿真键盘/显示器执行其功能，从而达到简化此产生功能效果的装置并且节省能源。
为达上述目的，本发明所提供的产生虚拟键盘/显示器的装置，包含第一激光发射器、第二激光发射器以及激光接收器。
另外，本发明所提产生虚拟键盘/显示器的方法，包含下列步骤首先由第一激光发射器进行面扫描产生该键盘/显示器的图案，并且再搭配第二激光发射器，其于使用者使用虚拟键盘进行输入时，同时产生第一反射光束以及第二反射光束，最后借助激光接收器，于使用者利用虚拟键盘进行输入时，接收该第一反射光束以及该第二反射光束，从而得到与使用者所输入相对应的信号。
图1为本发明所提产生虚拟键盘/显示器的装置的俯视图；图2为本发明所提产生虚拟键盘/显示器的装置的侧视图；图3为本发明所提产生虚拟键盘/显示器的装置的不可见激光扫描示意图；图4为本发明所提产生虚拟键盘/显示器的方法流程图；图5为本发明所提产生虚拟键盘/显示器的方法中其分析程序流程图。
图中符号说明101 扫描感测装置102 显示器103 激光扫描起始点104 激光扫描终止点201 第一激光发射器202 第一激光起始扫描位置205 第二激光发射器206 不可见激光207 不可见激光扫描起始点208 不可见激光扫描终止点
301 键盘302 感测位置402 第二反射光束403 第一反射光束404 第一反射光束501 激光接收器步骤100 由第一激光发射器进行面扫描，于扫描期间通过第一激光发射器的光源开关切换导致亮暗的效果，从而产生键盘/显示器的图案，并且于使用者手指置于可见光激光扫描范围时，产生第一反射光束步骤200 由第二激光发射器进行线扫描，其扫描的方式平行于实体平面并与实体平面相隔一小段距离，其线扫描的角速度相同于第一激光发射器的线扫描角速度，从而于使用者利用键盘进行输入时，产生第二反射光束步骤300 由激光接收器，于使用者利用键盘进行输入时，接收第一反射光束以及第二反射光束，通过分析程序从而得到与使用者所输入相对应的信号步骤310 分离第一反射光束以及第二反射光束步骤320 根据第一反射光束以及第二反射光束决定使用者输入的一坐标步骤330 根据坐标决定使用者输入的信号步骤340 输入信号至计算机具体实施方式
本发明为一种产生虚拟键盘/显示器的装置及方法。
请同时参阅图1、图2以及图3，本发明为一种扫描感测装置101，同时兼俱扫描、感测功能，位于可显示色彩的实体平面上，于实体平面上产生一键盘301/显示器102图案并且可利用此键盘301达成输入的动作，其扫描感测装置101包含
(1)第一激光发射器201，于扫描期间通过该第一激光发射器201的光源开关切换产生亮暗的效果，并且其扫描方式为激光光束由扫描感测装置101下方第一激光起始扫描位置202由激光扫描起始点103至激光扫描终止点104完成线扫描，再回至左端起点103向前(以离开操作者的方向)位移一个光点的距离，接着进行相同的线扫描程序，持续至扫描感测装置101附近，以每秒30个画面(涵盖显示器102以及键盘301)以上的速度于实体平面上产生该键盘301/显示器102的图案，并且于使用者使用键盘301进行输入时，产生第一反射光束403、404；(2)第二激光发射器205，以线扫描的方式平行于实体平面进行扫描并产生的不可见激光束206与实体平面相隔一小段距离(介于0.3厘米到0.8厘米)，扫描范围介于不可见激光扫描起始点207以及不可见激光扫描终止点208间(参考图4)，其线扫描的角速度相同于第一激光发射器的线扫描角速度，于使用者利用键盘301进行输入时，由其手指的反射产生第二反射光束402；及(3)激光接收器501，于使用者利用键盘301进行输入时，接收该第一反射光束403、404以及第二反射光束402，从而得到使用者输入的信号。
接下来请参考图4，本图说明了一种产生虚拟键盘/显示器的方法，首先由第一激光发射器进行面扫描，于扫描期间通过第一激光发射器的光源开关切换导致亮暗的效果，从而产生键盘/显示器的图案，并且于使用者使用键盘进行输入时，产生一第一反射光束403、404(步骤100)，然后由第二激光发射器进行线扫描，其扫描的方式平行于实体平面并与实体平面相隔一小段距离，其线扫描的角速度相同于第一激光发射器的线扫描角速度，从而于使用者利用键盘进行输入时，亦即手指或其它用以输入的物质于感测位置302上，会产生第二反射光束402(步骤200)，最后由激光接收器501，于使用者利用键盘进行输入时，接收该第一反射光束403、404以及该第二反射光束402，通过分析程序从而得到与使用者所输入相对应的信号(步骤300)并且输入计算机。
最后请参考图5，其说明了分析程序的细部流程当手指或其它使用者以输入的介质(如手指、笔)下移至图3所示的感测位置302，会产生第一反射光束403、404以及第二反射光束402，经激光接收器501接收后即分离第一反射光束403、404以及第二反射光束402(步骤310)，其通过电路设计，根据第一反射光束403、404以及第二反射光束402决定使用者输入的坐标(步骤320)，计算不可见激光水平扫描起始点位置207与终止点位置208的时间差，再与图1中的第一反射光束403、404距离起始扫描点103位置的时间差，前后两时间差经处理器与预先设定的资料比较，即可决定输入的按键坐标为何，再根据坐标决定使用者输入的信号(步骤330)，从而达成信号分析的结果，再输入信号至计算机，完成输入的动作；而图3中可见反射光束404因未侦测到206的反射信号(第二反射光束402)而认定该输入失效。
本发明产生虚拟键盘/显示器装置及方法是产生一个无噪音、不占空间以及可携带的虚拟输入装置以及显示器，充分迎合键盘使用者的使用习惯，并且毋须担心键盘上的尘沙堆积。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，故任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书的范围所界定者为准。
权利要求
1.一种产生虚拟键盘/显示器的装置，位于可显示色彩的一实体平面上，从而于该实体平面上产生一键盘/显示器图案并且利用该键盘完成输入的动作，其特征在于，该装置包含一第一激光发射器，用以发射可见激光束，于扫描期间通过该第一激光发射器的光源开关切换导致亮暗的效果，通过面扫描从而产生该键盘/显示器的图案，并且于使用者使用该键盘进行输入时，产生一第一反射光束；一第二激光发射器，用以发射不可见激光束，以线扫描的方式平行于该实体平面进行扫描并与该实体平面相隔一距离，其线扫描的角速度相同于该第一激光发射器的线扫描角速度，从而于使用者利用该键盘进行输入时，产生一第二反射光束；及一激光接收器，于使用者利用该键盘进行输入时，接收该第一反射光束以及该第二反射光束，从而得到使用者输入的信号。
2.如权利要求1所述的产生虚拟键盘/显示器的装置，其特征在于，该装置内更包含二个激光二极管，用以同时发射两道方向相同但波长相异的光束；一第一旋转的多面镜，用以反射该光束并使该光束产生一扫描角度；一分光镜，用以让该光束分别通过反射以及透射产生一上端光束以及一下端光束，该下端光束通过该第一多面镜及该分光镜进行一水平扫描；及一第二旋转多面镜，用以反射该上端光束产生一面扫描。
3.如权利要求1所述的产生虚拟键盘/显示器的装置，其特征在于，该距离的范围介于0.3厘米至0.8厘米。
4.如权利要求1所述的产生虚拟键盘/显示器的装置，其特征在于，该第一激光发射器，亦可用以发射不可见激光束，通过面扫描从而产生该键盘/显示器的图案，其使用者由一滤光片可看见所产生的影像，并且于使用者使用该键盘进行输入时，产生一不可见光的第一反射光束。
5.一种产生虚拟键盘/显示器的方法，用以产生一键盘/显示器图案并且利用该键盘完成输入的动作，其特征在于，该方法包含有下列步骤由一第一激光发射器进行面扫描，于扫描期间通过该第一激光发射器的光源开关切换导致亮暗的效果，用以产生该键盘/显示器的图案，并且于使用者使用该键盘进行输入时，产生一第一反射光束；由一第二激光发射器进行线扫描，其扫描的方式平行于该实体平面并与该实体平面相隔一距离，其线扫描的角速度相同于该第一激光发射器的线扫描角速度，从而于使用者利用该键盘进行输入时，产生一第二反射光束；及由一激光接收器，于使用者利用该键盘进行输入时，接收该第一反射光束以及该第二反射光束，通过一分析程序从而得到与使用者所输入相对应的信号。
6.如权利要求5所述的的产生虚拟键盘/显示器的方法，其特征在于，该分析程序包含下骤分离该第一反射光束以及该第二反射光束；根据该第一反射光束以及该第二反射光束决定使用者输入的一坐标；根据该坐标决定使用者输入的信号；及输入该信号至计算机。
全文摘要
本发明涉及一种产生虚拟键盘/显示器的装置及方法，利用光学扫描的方式，由扫描激光源的开关切换，于实体平面产生虚拟显示器/键盘的图案，其由读码技术得到使用者输入的按键定位值，将信号传至计算机完成输入动作；本发明的装置包含第一激光发射器、第二激光发射器以及激光接收器，本发明的步骤流程为首先由第一激光发射器进行面扫描产生该键盘/显示器的图案，并且再搭配第二激光发射器，其于使用者使用虚拟键盘进行输入时，同时产生第一反射光束以及第二反射光束，最后由激光接收器，于使用者利用虚拟键盘进行输入时，接收该第一反射光束以及该第二反射光束，从而得到与使用者所输入相对应的信号。
文档编号H01S5/00GK1517744SQ03101480
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者刘贞豪, 陈俊融 申请人:财团法人工业技术研究院