[发明专利]空气投影键盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟键盘，具体的说是一种在空气屏幕上投影的虚拟键盘。

背景技术

现有的电子产品，例如：台式电脑、笔记本电脑、手机、测试仪器等，在输入数据或其他用途的过程中通常使用实体键盘。传统键盘缺点在于体积过大，不易携带与放置。而且实体键盘容易吸纳灰尘不易清洁，使用过度容易损坏。

为了满足虚拟立体投影的需求，出现了虚拟激光键盘（Virtual Laser Keyboard）。美国专利号6,650,318号提出一种虚拟键盘，主要包括激光源、感应器和处理单元。激光源发出的激光形成虚拟影像区在平面平台（例如：桌子，木板等）形成按键影像。当手指在虚拟影像区操作虚拟键盘时，反射激光由传感器接收，信息传至处理单元，处理单元计算出手指的摁键字符。

但是虚拟激光键盘至少有以下缺点：

1. 激光源发出的激光形成的虚拟影像区必须投影在平面平台（例如：桌子，木板等），才能形成清晰按键影像。非平面平台难以成像。

2. 在一些需要特别展示的状态或苛刻的位置难以达到，比如：悬空显示键盘、正反均可使用情况等。

因此传统键盘和虚拟激光键盘，都有针对其缺点加以改进的必要。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种在空气屏幕上投影的虚拟键盘，已解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案包括：空气屏幕发生器、投影系统、红外摄像系统、处理系统和指示灯。

本发明主要结构为：空气屏幕系统可以制造出由透明或半透明气体（比如水蒸气）形成的空气墙，投影系统采用背投技术将键盘虚拟影像投映至空气墙，当手指在虚拟影像区操作虚拟键盘时，同时红外摄像系统获取此区域红外幅射变化的传感信息，处理系统接收传感信息并计算出手指的摁键内容信息，摁键内容信息传递给外接输出设备（比如显示屏、计算机等）。

其中，红外摄像系统由：两个红外摄像头、一个红外探测器和一个A/D转换器组成。第一红外摄像头和第二红外摄像头用于收集和记录空气和手指反射的红外光信息；红外探测器用于将光的强度信息转化为电压的幅度信息；A/D转换器功能是将将模拟电信号转换为数字电信号。

其中，处理系统由：第一处理单元、第二处理单元、第三处理器单元、默认存储单元、当前存储单元、历史存储单元和处理程序组成。第一处理单元的作用是将依次传来的电信号数据排列整合为A面影像区和B面影像区各点的强度数据；第二处理单元的作用是对当前存储单元和历史存储单元信息计算出当期的按键信息；第三处理器单元的作用是判断使用者用的是A面还是B面；默认存储单元记录的是默认的A面影像区和B面影像区各点的强度数据；当期存储单元记录的是现在两面影像区各点的强度数据；历史记录存储单元会存储每次两面影像区各点的强度数据，当输出系统出现故障方便时历史记录存储单元可以恢复数据，在当达到数据饱和时会删除以前的数据；处理程序用于执行和协调处理单元和存储单元的工作时间和顺序。

本发明提供一种红外摄像系统方案，目的是为了精确记录空气屏幕中手指操作虚拟键盘影响的情况。第一红外摄像头和第二红外摄像头分别置于机箱两侧并同时进行摄影，从两个不同方向：A面和B面记录下来空气屏幕中的键盘虚拟影像区的红外光信息；然后光信息传到红外探测器，红外探测器将光的强度信息转化为电压的幅度信息；电压的幅度信息经A/D转换器转化为数字信息输出。

为了支持以上红外摄像系统的方案，本发明还提供一种红外处理系统，如上文的处理系统，其工作流程是：首先在开机时，手指没有操作虚拟键盘影响时，红外摄像系统提供的红外光信息被处理系统的处理单与处理为A面和B面的虚拟键盘信息，第一次虚拟键盘信息与默认存储单元的初始默认虚拟键盘信息库做比对，将初始默认库两面每一点的强度数据与第一次虚拟键盘信息两面每一点的强度数据相减，如果它们之差超过阈值则指示灯发出提醒，然后将第一次虚拟键盘信息两面每一点的强度数据存储为当前默认库；当手指操作虚拟键盘影响时，此时A面和B面的虚拟键盘信息被同时存储到当前存储单元和历史存储单元，然后将当前默认库两面每一点的强度数据与当前虚拟键盘信息两面每一点的强度数据相减，它们之差传入处理单元，处理单元经判断得出当前按键并传至输出系统；当前存储单元删除此次信息，准备存储下一次信息。当输出系统出现故障时历史记录存储单元可以将数据传至新的输出系统，在历史记录存储单元当达到数据饱和时会删除以前的数据。