CN109032397A - 一种输入设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种输入设备。该输入设备包括：触控感应器件，设置于输入设备的表面，用于获取用户进行触控操作的手指数量和触控位置；光电器件，设置于输入设备的底部，用于获取输入设备的移动轨迹；控制器，控制器分别与触控感应器件和光电器件电连接，用于接收触控感应器件发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置和光电器件发送的输入设备的移动轨迹，并根据触控操作的手指数量、触控位置和输入设备的移动轨迹确定输入指令。通过设置于输入设备上表面的触控感应器件110采集的用户输入的手指数量和触控位置，根据设置于输入设备底部的光电器件120采集输入设备的移动轨迹，在支持手势输入的基础上，实现了提高输入设备的控制精度。

Description

一种输入设备

技术领域

本发明实施例涉及输入设备技术，尤其涉及一种输入设备。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，光电鼠标和触控板成为两种主要的HID输入设备，被用户广泛应用。

但是，光电鼠标输入精度高，是用户进行绘图和游戏等的必备输入设备，但是光电鼠标仅支持对按键的按压操作，无法支持手势操作，操作方式单一。而触控板一般配置于笔记本电脑，支持单指、双指或者多指的触控操作，但是触控板的输入精度差，无法支持高精度输入操作。

发明内容

本发明实施例提供一种输入设备，以提高输入设备的操作方式的灵活性和输入精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种输入设备，该输入设备包括：

触控感应器件，设置于所述输入设备的表面，用于获取用户进行触控操作的手指数量和触控位置；

光电器件，设置于所述输入设备的底部，用于获取所述输入设备的移动轨迹；

控制器，所述控制器分别与所述触控感应器件和所述光电器件电连接，用于接收所述触控感应器件发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置和所述光电器件发送的所述输入设备的移动轨迹，并根据所述触控操作的手指数量、触控位置和所述输入设备的移动轨迹确定输入指令。

可选的，所述输入设备还包括：

至少一个压力传感器，设置于所述触控感应器件之下，与所述控制器电连接，用于获取用户在各手指在输入触控操作时的压力值，并将所述压力值发送至所述控制器；

所述控制器用于根据所述压力值确定所述触控操作为按压或触摸。

可选的，所述控制器用于：

当所述压力值大于或等于预设压力值时，确定所述压力值对应的触控操作为按压；

当所述压力值小于所述预设压力值时，确定所述压力值对应的触控操作为触摸。

可选的，所述输入设备还包括振动反馈器件，所述振动反馈器件与所述控制器电连接，用于当所述控制器确定所述触控操作为按压时，生成振动反馈。

可选的，所述触控感应器件包括至少两个触控区域，所述至少一个压力传感器设置在所述触控区域之下。

可选的，所述触控感应器件用于：

在检测到触控操作时，获取各触控点的坐标数据，根据所述各触控点的坐标数据确定触控位置，以及根据坐标数据的数量确定手指数量。

可选的，所述输入设备还包括至少一个按键，每一个按键表面设置一个所述触控感应器件；

所述按键与所述控制器电连接，当任一按键被按压时，向所述控制器发送按压信号，其中，所述按压信号包括按键标识。

可选的，所述控制器用于：

并根据所述触控操作的手指数量和触控位置确定所述输入指令的类型；

根据所述输入指令类型和所述输入设备的移动轨迹确定所述输入指令。

可选的，所述输入设备还包括通信器件；所述通信器件与所述控制器电连接，用于将控制器生成的输入信号发送至与所述输入设备的关联设备。

可选的，所述输入设备还包括姿态感知器件，与所述控制器电连接，用于获取所述输入设备的姿态数据，将所述姿态数据发送至所述控制器；

所述控制器还用于根据所述姿态数据确定输入指令。

可选的，所述输入装置还包括：

激光发射器，所述激光发射器设置在所述输入设备的侧面，与所述控制器电连接，用于发射激光信号。

可选的，所述输入设备还包括控制开关，用于控制所述输入设备的工作状态。

可选的，当所述输入设备正置在用户面前的平面上时，从用户方向看的输入设备左右方向的宽度范围为放置用户的三指到四指，从用户方向看的输入设备的前后纵方向上的长度尺寸小于左右方向上的宽度尺寸。

本发明实施例提供的输入设备，通过设置于输入设备上表面的触控感应器件110采用用户输入的手指数量和触控区域，根据设置于输入设备底部的光电器件120采集输入设备的移动轨迹，控制器130根据手指数量、触控区域和移动轨迹确定输入指令，在支持手势输入的基础上，实现了提高输入设备的控制精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种输入设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种输入设备的结构示意图，该输入设备100包括触控感应器件110、光电器件120和控制器130。

其中，触控感应器件110，设置于输入设备的表面，用于获取用户进行触控操作的手指数量和触控位置；

光电器件120，设置于输入设备的底部，用于获取输入设备的移动轨迹；

控制器130，控制器130分别与触控感应器件110和光电器件120电连接，用于接收触控感应器件110发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置和光电器件120发送的输入设备的移动轨迹，并根据触控操作的手指数量、触控位置和输入设备的移动轨迹确定输入指令。

在本实施例中，通过在输入设备100的表面设置触控感应器件110，可实现输入设备支持手势操作。其中，触控感应器件110可以是设置在顶部表面，便于用户手指通过触控感应器件110输入触控操作。触控感应器件110具有识别用户手指的功能，可支持单指、双指或者多指的触控操作，且不同的触控操作对应不同的输入指令，本实施例中，触控感应器件110可识别用户输入触控操作的手指数量和触控位置，进一步的，当用户手指在触控感应器件110上存在手指的位置变化(例如手指在触控感应器件上的滑动)时，可根据各时刻手指的触控位置确定输入的触控轨迹。触控感应器件110与控制器130电连接，将获取的手指数量和触控位置发送至控制器130。

光电器件120获取输入设备的移动轨迹的工作原理可以是：光电器件内部有一个发光二极管，通过它发出的光线，可以照亮输入设备底部表面。此后，经输入设备的底部表面反射回的一部分光线，通过一组光学透镜后，传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样，当输入设备移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像，被光电器件内部的一块专用图像分析芯片(DSP，即数字微处理器)分析处理。该芯片通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标箭头的移动方向和移动距离，从而确定输入设备的移动轨迹。光电器件120与控制器130电连接，可将获取的输入设备的移动轨迹实时发送至控制器130。

控制器130根据触控操作的手指数量、触控位置以及输入设备的移动轨迹确定输入指令，其中，输入指令可以是但不限于鼠标箭头移动指令、页面滚动指令、桌面切换指令或选择指令等。可选的，控制器130用于：根据所述触控操作的手指数量和触控位置确定所述输入指令的类型；根据所述输入指令的类型和所述输入设备的移动轨迹确定所述输入指令。在本实施例中，触控操作的手指数量可以是1、2、3或者4，触控位置可以是每一个手指在摸感应器件110表面的位置，示例性的，可以是预先建立与摸感应器件110向匹配的坐标轴，在输入触控操作时，获取各手指的坐标数据，根据坐标数据可确定各手指的触控位置，同时根据坐标数据的数量确定手指数量。

示例性的，输入指令的类型可以是但不限于鼠标箭头控制类型或者页面控制类型等，控制器130中设有触控操作的手指数量和触控位置与输入指令类型的对应关系，控制器130根据接收的手指数量和触控位置在对应关系中进行匹配，当匹配成功时，确定输入指令的类型。同时，控制器130实时接收光电器件120发送的移动轨迹，将该移动轨迹确定为输入指令中的输入数据，进而生成输入指令。

示例性的，当控制器130根据触控感应器件110发送的手指数量和处理位置确定输入指令的类型为鼠标箭头控制类型，根据光电器件120发送的移动轨迹确定鼠标箭头的移动轨迹，生成包含鼠标箭头的移动轨迹的输入指令，将该输入指令发送至计算机等设备时，可实现根据输入指令控制鼠标箭头的移动，其中，鼠标箭头的移动轨迹与输入指令中的移动轨迹相同。

可选的，输入设备还包括通信器件；通信器件与控制器130电连接，用于将控制器130生成的输入信号发送至与输入设备的关联设备。在一些实施例中，通信器件可以是无线通信器件，例如蓝牙通信器件。输入设备的关联设备可以是预先与输入设备建立通信连接的电子设备，例如可以是计算机、笔记本电脑或者智能投影设备、VR设备等。控制器130在生成输入指令后，基于通信器件将输入指令发送至关联设备，以使关联设备执行该输入指令。在一些实施例中，通信器件还可以是包括有线传输接口，例如USB接口，基于数据传输线与关联设备进行有线连接，对输入指令进行有线传输。

在本实施例中，通过触控感应器件110采用用户输入的手指数量和触控区域，根据光电器件120采集输入设备的移动轨迹，控制器130根据手指数量、触控区域和移动轨迹确定输入指令，在支持手势输入的基础上，实现了提高输入设备的控制精度。

在一些实施例中，当输入设备正置在用户面前的平面上时，从用户方向看的输入设备左右方向的宽度范围为放置用户的三指到四指，从用户方向看的输入设备的前后纵方向上的长度尺寸小于左右方向上的宽度尺寸。示例性的，从用户方向看的输入设备的前后纵方向上的长度尺寸与左右方向上的宽度尺寸的比例范围可以是小于一且大于三分之一；进一步的，从用户方向看的输入设备的前后纵方向上的长度尺寸与左右方向上的宽度尺寸的比例范围可以是小于或等于二分之一且大于三分之一。本实施例中，输入设备的外形可以是长方形、菱形或者半弧形等，对此不作限定。

基于目前诸如鼠标的输入设备，在持握时一般需要多肌肉群配合，长期使用易导致鼠标箭头手等症状，本实施例中，限定了输入设备的尺寸，以及横纵方向上的比例，使得该输入设备可基于用户的手指进行控制，同时该输入设备基于触控的手指数量、触控区域和输入设备的移动轨迹生成输入指令，无需用户掌部肌肉的控制，支持用户的长时间健康使用。

图2a是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图，在上述实施例的基础上，输入设备100包括触控感应器件110、光电器件120、控制器130和至少一个压力传感器140。

至少一个压力传感器140，设置于触控感应器件110之下，与控制器130电连接，用于获取用户在各手指在输入触控操作时的压力值，并将压力值发送至控制器130；

控制器130用于根据压力值确定触控操作为按压或触摸。

在本实施例中，触控操作包括按压操作和触摸操作，且按压操作和触摸操作对应的输入指令不同。其中，触控感应器件110包括至少两个触控区域，至少一个压力传感器140设置在触控区域之下，其中，压力传感器的数量可以是一个或多个，例如，触控区域与压力传感器的数量相同或不同。示例性的，触控区域与压力传感器的数量相同，在每一个触控区域下设置有一个压力传感器，用于检测每一个触控区域被触控的压力值。示例性的，触控区域的数量大于压力传感器的数量，例如，触控区域的数量为4，压力传感器的数量为3，根据各触控区域的面积设置压力传感器，例如，在面积较大的第一触控区域和第二触控区域之下分别设置压力传感器，面积较小的第三触控区域和第四触控区域共用一个压力传感器，可减小压力传感器的数量，降低制造成本。其中，不用触控区域的面积可以是不同的，且本实施例中不限定各触控区域的形状。示例性的，参见图2b和图2c，图2b和图2c分别是触控区域的示意图。在图2b和图2c中，包括触控区域A、B、C和D。

可选的，控制器130基于接收到的压力值确定触控操作是按压或触摸，具体的，当压力值大于或等于预设压力值时，确定压力值对应的触控操作为按压；当压力值小于预设压力值时，确定压力值对应的触控操作为触摸。其中，预设压力值可以是根据用户需求设置，当按压操作的使用频率大于触摸操作的使用频率时，可减小该预设压力值；当触摸操作的使用频率大于按压操作的使用频率时，可增大该预设压力值。

可选的，触控感应器件110用于：在检测到触控操作时，获取各触控点的坐标数据，根据所述各触控点的坐标数据确定触控位置，以及根据坐标数据的数量确定手指数量。其中，坐标数据可以是包括该触控点的横轴坐标和纵轴坐标，或者该坐标数据仅包括该触控点的横轴坐标或纵轴坐标。示例性的，根据触控点的坐标数据可确定触控点所处的触控区域，即触控操作的触控位置。

可选的，在触控感应器件110表面设置有触控区域的划分边界，便于用于根据划分边界确定区分触控区域。在本实施例中，通过将触控感应器件110表面划分为多个触控区域，当检测到触控操作时，根据触控区域确定触控位置和手指数量，操作简单，简化了触控位置和手指数量的确定方式。

可选的，控制器130根据触控位置、手指数量和触控操作类型(按压或触摸)确定输入指令的类型，其中，可根据输入指令的类型可确定输入指令的控制对象，该控制对象的移动轨迹根据输入设备的移动轨迹确定，根据输入指令的类型和移动轨迹生成输入指令。其中，输入指令的类型可以是但不限于光标控制类型、页面滚动控制类型、鼠标箭头控制类型、应用切换控制类型、页面切换控制类型等。示例性的，参见图2a，图2a中触控感应器件110包括四个触控区域，即第一触控区域、第二触控区域、第三触控区域和第四触控区域。当第一触控区域和第二触控区域同时被触摸，且输入设备移动时，输入指令的类型为鼠标箭头控制类型(控制对象为鼠标箭头)，控制器130生成的输入指令为鼠标箭头的移动指令；当第一触控区域、第二触控区域和第三触控区域同时被触摸，且输入设备移动时，输入指令的类型为光标控制类型(控制对象为光标)，控制器130生成的输入指令为光标的移动指令；当第一触控区域、第二触控区域和第四触控区域同时被触摸，且输入设备移动时，输入指令的类型为页面滚动控制类型，控制器130生成的输入指令为页面滚动指令。需要说明的是，触控操作与输入指令的对应关系，不仅限于本实施例所述，在其他实施例中，触控操作与输入指令可存在其他对应关系，以及其他的输入指令，本实施例对此不作限定。

在本实施例中，当手指数量满足预设数量时，控制器130根据手指数量和输入设备的移动轨迹生成输入指令，示例性的，当触控操作的手指数量为4时，根据输入轨迹生成预设的输入指令，例如，预设的输入指令可以是应用切换指令。

可选的，输入设备100还包括振动反馈器件150，振动反馈器件150与控制器130电连接，用于当控制器130确定触控操作为按压时，生成振动反馈。本实施例中，通过振动反馈器件150，在用户输入按压操作时，生成振动反馈，可是用户感受到振动反馈，可区分按压操作和触摸操作，提高用户体验。

图3是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图，在上述实施例的基础上，输入设备100还包括至少一个按键160，每一个按键表面设置一个触控感应器件110；

至少一个按键160与控制器130电连接，当任一按键160被按压时，向控制器130发送按压信号，其中，按压信号包括按键标识；

当任一按键160上设置的触控感应器件110被触摸时，向控制器130发送触摸信号，其中，触摸信号包括按键标识。

在本实施例中，按键160与触控感应器件110可以是数量相同，即一对一设置，可以是触控感应器件110的数量大于按键160的数量，即存在部分触控感应器件110下方未设置按键，还可以是在多个触控感应器件110下仅设置一个按键160，在触控感应器件110下安装一个金属钢条，钢条底部中间设置按键160，当任一触控感应器件110被按压时，可实现对按键160的按压。控制器130分别与按键160和触控感应器件110电连接。当触控感应器件110被触摸时，向控制器130发送触摸信号，触摸信号中包括触控感应器件标识，当按键160被按压时，向控制器130发送按压信号，其中，按压信号包括按键标识。当按键标识与触控感应器件标识相对应时，确定该触控操作为按压，当控制器只接收到触摸信号时，确定该触控操作为触摸。示例性的，当按键数量与触控感应器件数量相同时，按键标识可以是A、B、C，触控感应器件标识可以是A’、B’、C’，且按键A与触控感应器件A’的位置相对应，按键B与触控感应器件B’的位置相对应，按键C与触控感应器件C’的位置相对应。示例性的，当仅设置一个按键时，按键标识可以是D，触控感应器件标识可以是A’、B’、C’，根据按键标识和触控感应器件标识确定触控操作的按压位置。

可选的，当任一触控感应器件的任意位置被触控时，对应一个触控位置(触控感应器件的中心位置)，且手指数量为1。每一个触控感应器件110用于判断是否被触控，当被触控时，向控制器130发送触控位置和手指数量一，控制器130接收多个触控感应器件发送的触控信息并进行统计，确定用户输入的触控操作对应的触控位置和手指数量。

示例性的，参见图3，图3中包括触控感应器件M、N、P和Q，其中，触控感应器件M、N、P对应按键160。当触控感应器件M、N、Q同时被触摸，且输入设备移动时，输入指令的类型为鼠标箭头控制指令，控制器130生成的输入指令为鼠标箭头的移动指令；当触控感应器件P被触摸，且输入设备移动时，输入指令的类型为页面滚动控制指令，控制器130生成的输入指令为当前页面的滚动指令；触控感应器件M、N、P对应按键160分别被按压时，控制器130生成的输入指令分别为左键按压指令、右键按压指令和中键按压指令。

本实施例的技术方案，通过在物理按键上方设置触控感应器件，可根据用户的操作实现手势触控和按键按压的灵活切换，根据用户需求输入触控操作，可实现更多的组合功能，组合性强。

图4是本发明实施例提供的另一种输入设备的结构示意图，在图4中输入设备100还包括：激光发射器170，激光发射器170设置在输入设备的侧面，与控制器130电连接，用于发射激光信号。示例性的，当目标设备为投影设备时，控制器130检测到第一位置被按压时，生成将当前页面切换下一页面的输入指令，当第二位置被按压时，生成将当前页面切换上一页面的输入指令。例如，该输入设备可应用于控制PPT页面切换，同时可以是通过激光发射器170发射的激光信号，进行信息提示。

可选的，所述输入设备还包括姿态感知器件，与所述控制器电连接，用于获取所述输入设备的姿态数据，将所述姿态数据发送至所述控制器；所述控制器还用于根据所述姿态数据确定输入指令。其中，输入设备的姿态数据可以是包括但不限于输入设备的俯仰角度数据、侧转数据等。例如，控制器可以是根据输入设备的姿态数据生成鼠标箭头的移动指令，示例性的，根据输入设备的俯仰数据生成鼠标箭头的上下移动指令，根据输入设备的侧转数据生成鼠标箭头的左右移动指令等。在一些实施例中，控制器可以是根据触控感应器件发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置，以及姿态感知器件发送的姿态数据生成输入指令；在一些实施例中，控制器可以是根据按键发送的按键标识和姿态感知器件发送的姿态数据生成输入指令；在一些实施例中，控制器可以是根据压力传感器发送的压力值、触控感应器件发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置以及姿态感知器件发送的姿态数据生成输入指令。

可选的，光电器件120，所述输入设备还包括控制开关，用于控制所述输入设备的工作状态。示例性的，控制开关可以是包括多个档位，分别用于控制输入设备的不同器件的工作状态，例如，第一档位用于控制光电器件120工作，第二档位用于控制激光发射器工作，第三档位用于控制姿态感知器件工作，第四档位用于控制输入设备的全部器件停止工作。本实施例中，通过设置控制开关，分别控制不同的器件，使得输入设备实现不同的控制功能。

本实施例提供的输入设备，可在不同功能之间进行切换，提高了输入设备的智能化和多功能性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种输入设备，其特征在于，包括：

触控感应器件，设置于所述输入设备的表面，用于获取用户进行触控操作的手指数量和触控位置；

光电器件，设置于所述输入设备的底部，用于获取所述输入设备的移动轨迹；

控制器，所述控制器分别与所述触控感应器件和所述光电器件电连接，用于接收所述触控感应器件发送的用户进行触控操作的手指数量和触控位置和所述光电器件发送的所述输入设备的移动轨迹，并根据所述触控操作的手指数量、触控位置和所述输入设备的移动轨迹确定输入指令。

2.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括：

至少一个压力传感器，设置于所述触控感应器件之下，与所述控制器电连接，用于获取用户在各手指在输入触控操作时的压力值，并将所述压力值发送至所述控制器；

所述控制器用于根据所述压力值确定所述触控操作为按压或触摸。

3.根据权利要求2所述的输入设备，其特征在于，所述控制器用于：

当所述压力值大于或等于预设压力值时，确定所述压力值对应的触控操作为按压；

当所述压力值小于所述预设压力值时，确定所述压力值对应的触控操作为触摸。

4.根据权利要求2所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括振动反馈器件，所述振动反馈器件与所述控制器电连接，用于当所述控制器确定所述触控操作为按压时，生成振动反馈。

5.根据权利要求2所述的输入设备，其特征在于，所述触控感应器件包括至少两个触控区域，所述至少一个压力传感器设置在触控区域之下。

6.根据权利要求3所述的输入设备，其特征在于，所述触控感应器件用于：

在检测到触控操作时，获取各触控点的坐标数据，根据所述各触控点的坐标数据确定触控位置，以及根据坐标数据的数量确定手指数量。

7.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括至少一个按键，每一个按键表面设置一个所述触控感应器件；

所述至少一个按键与所述控制器电连接，当任一按键被按压时，向所述控制器发送按压信号，其中，所述按压信号包括按键标识。

8.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述控制器用于：

根据所述触控操作的手指数量和触控位置确定所述输入指令的类型；

根据所述输入指令的类型和所述输入设备的移动轨迹确定所述输入指令。

9.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括通信器件；所述通信器件与所述控制器电连接，用于将控制器生成的输入信号发送至与所述输入设备的关联设备。

10.根据权利要求1-9任一所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括：

激光发射器，所述激光发射器设置在所述输入设备的侧面，与所述控制器电连接，用于发射激光信号。

11.根据权利要求1-10任一所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括姿态感知器件，与所述控制器电连接，用于获取所述输入设备的姿态数据，将所述姿态数据发送至所述控制器；

所述控制器还用于根据所述姿态数据确定输入指令。

12.根据权利要求11所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备还包括控制开关，用于控制所述输入设备的工作状态。

13.根据权利要求1-12任一所述的输入设备，其特征在于，当所述输入设备正置在用户面前的平面上时，从用户方向看的输入设备左右方向的宽度范围为放置用户的三指到四指，从用户方向看的输入设备的前后纵方向上的长度尺寸小于左右方向上的宽度尺寸。