移動設(shè)備及實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)、控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動設(shè)備及實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)、控制裝置，所述系統(tǒng)包括控制裝置和移動設(shè)備，所述控制裝置包括四個位置傳感器、第一通信接口和控制器；所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值，所述控制器用于讀取任意三個位置傳感器分別獲取的距離值，以根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值；所述控制器還用于將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而使得移動設(shè)備根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。通過上述方式，本發(fā)明能夠使得觸摸介質(zhì)不需要觸碰屏幕即可實(shí)現(xiàn)觸控操作，從而使得觸控操作便捷快速，且能夠提高產(chǎn)品的娛樂性。
【專利說明】移動設(shè)備及實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)、控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及觸控【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種移動設(shè)備及實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的 系統(tǒng)、控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 與傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤操作方式相比，現(xiàn)有手指直接觸摸屏幕的觸控操作方式具有 操作簡單直觀、娛樂性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，觸控技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，使得越來越多 的電子產(chǎn)品都具有觸摸屏功能，例如具有觸摸屏的智能手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)、取款機(jī)、GPS導(dǎo) 航儀、展示用的商業(yè)顯示屏等。觸摸屏是一種簡單、方便、自然的人機(jī)交互方式，只需通過手 指或觸摸筆等觸摸介質(zhì)觸碰屏幕上顯示的圖形文字即可實(shí)現(xiàn)對主機(jī)的操作，人機(jī)交互直截 了當(dāng)，大大降低了對產(chǎn)品操作的門檻。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，在對具有觸摸屏功能的產(chǎn)品進(jìn)行操作時，例如在操作具有觸摸屏的 智能手機(jī)時，通常都是通過手指直接觸碰手機(jī)屏幕上的圖形文字，從而手機(jī)根據(jù)手指在屏 幕上的位置實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作，即手指需與手機(jī)屏幕接觸才能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸操作，并且通常要求 手指接觸屏幕的地方較為干凈，以保證觸摸的靈敏性，且當(dāng)用戶在洗滌或忙于其他工作時， 要操作手機(jī)往往較為麻煩，例如需要先將手指擦干，或者需要放下手中工作走近手機(jī)后才 能進(jìn)行觸控操作。如此一來極不方便用戶使用，且降低觸控操作的娛樂性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種移動設(shè)備及實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系 統(tǒng)、控制裝置，能夠使得觸摸介質(zhì)不需要觸碰屏幕即可實(shí)現(xiàn)觸控操作，使得觸控操作便捷快 速，且能夠提高產(chǎn)品的娛樂性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空 中觸控的系統(tǒng)，包括控制裝置和移動設(shè)備，所述控制裝置包括四個位置傳感器、第一通信接 口以及控制器，所述移動設(shè)備包括主機(jī)和第二通信接口；所述四個位置傳感器用于獲取其 上方的空中觸控物與其本身之間的距離值，所述控制器用于讀取任意三個所述位置傳感器 分別獲取的所述距離值，以根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值計(jì)算得到 所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值；所述控制器還用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義 的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之 間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏 幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，并將所述屏幕坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一通信 接口發(fā)送至所述第二通信接口，以使得所述移動設(shè)備的主機(jī)根據(jù)所述空中觸控信息進(jìn)行操 作；或者所述控制器還用于將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一 通信接口發(fā)送至所述第二通信接口，以使得所述移動設(shè)備的主機(jī)根據(jù)所述任意三個位置傳 感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏 幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述 移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。
[0006] 其中，所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述 距離值和所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的 所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo) 值。
[0007] 其中，所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的m個距 離值，所述控制器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的m個距離值，并對每個所 述位置傳感器所獲取的m個距離值求平均值以得到平均距離值，根據(jù)每個所述位置傳感器 對應(yīng)的平均距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種用于移動設(shè)備 的控制裝置，所述控制裝置包括殼體、第一通信接口、四個位置傳感器和控制器，所述殼體 包括設(shè)置所述四個位置傳感器的第一區(qū)域、放置所述移動設(shè)備的第二區(qū)域、設(shè)置所述第一 通信接口的第三區(qū)域和設(shè)置所述控制器的第四區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述第二區(qū)域的周 邊；所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值，所述控制 器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的所述距離值，以根據(jù)所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值；所述控制器還用于根 據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo) 系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所 述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，并將所述屏幕坐標(biāo)值作 為空中觸控信息通過所述第一通信接口發(fā)送至所述移動設(shè)備，以使得所述移動設(shè)備根據(jù)所 述空中觸控信息進(jìn)行操作；或者所述控制器還用于將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值作為空 中觸控信息通過所述第一通信接口發(fā)送給所述移動設(shè)備，以使得所述移動設(shè)備根據(jù)所述任 意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動 設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸 控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操 作。
[0009] 其中，所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述 距離值和所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的 所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo) 值。
[0010] 其中，所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的m個距 離值，所述m不小于2,所述控制器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的m個距離 值，并對每個所述位置傳感器所獲取的m個距離值求平均值以得到平均距離值，根據(jù)每個 所述位置傳感器對應(yīng)的平均距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。
[0011] 其中，所述控制裝置是移動設(shè)備外套，所述移動設(shè)備外套包括收容所述移動設(shè)備 的第一殼體和作為翻蓋的第二殼體，所述第一殼體作為所述控制裝置的殼體以承載所述第 一通信接口和四個位置傳感器。
[0012] 其中，所述第一通信接口為無線通信接口或USB通信接口。
[0013] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的又一個技術(shù)方案是：提供一種移動設(shè)備，包括 主機(jī)和第二通信接口；所述第二通信接口用于接收控制裝置的四個位置傳感器感應(yīng)其上 方的空中觸控操作進(jìn)而得到的空中觸控信息，所述主機(jī)用于根據(jù)所述空中觸控信息進(jìn)行操 作。
[0014] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的又一個技術(shù)方案是：提供一種移動設(shè)備，包括 主機(jī)和第二通信接口；所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器計(jì)算得到的空中觸控 物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，所述主機(jī)用于根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值 進(jìn)行操作；其中，所述屏幕坐標(biāo)值為所述控制器將根據(jù)任意三個位置傳感器分別獲取的空 中觸控物與相應(yīng)位置傳感器之間的距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值，按照所 述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和 移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系轉(zhuǎn)換得到；或者所述第二通信接口用于接收控 制裝置的控制器根據(jù)任意三個位置傳感器分別獲取的空中觸控物與相應(yīng)位置傳感器之間 的距離值計(jì)算得到的所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值，所述主機(jī)用于根據(jù)所述任意三個位置 傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的 屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備 屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。
[0015] 其中，所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述 距離值和所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的 所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo) 值。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的 系統(tǒng)中，通過控制裝置中的位置傳感器獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值， 控制器讀取任意三個位置傳感器分別獲取的距離值以計(jì)算得到空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值， 并根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系和屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān) 系，將感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為屏幕的屏幕坐標(biāo)值，以得到空中觸控信息，并通過第一通信接口將 空中觸控信息發(fā)送給移動設(shè)備的主機(jī)，以使得移動設(shè)備的主機(jī)根據(jù)空中觸控信息進(jìn)行操 作，如此一來用戶在對移動設(shè)備進(jìn)行操作時，不需要直接觸碰移動設(shè)備，只需在位置傳感器 的感應(yīng)范圍內(nèi)進(jìn)行觸控操作，由此當(dāng)位置傳感器感應(yīng)到空中觸控物時即可得到觸發(fā)移動設(shè) 備進(jìn)行操作的空中觸控信息，從而實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備的空中觸控，與現(xiàn)有的直接觸碰移動設(shè) 備的操作方式相比，更方便快捷，且使得操作的娛樂性更強(qiáng)，具有更好的用戶體驗(yàn)；此外，由 于本發(fā)明無需對現(xiàn)有移動設(shè)備比如手機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，只需要在現(xiàn)有移動設(shè)備之外加一個 控制裝置即能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明功能，適用性非常強(qiáng)，易于為用戶接受。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)一實(shí)施方式的立體示意圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)一實(shí)施方式中，控制器根據(jù)預(yù)定的三 角算法計(jì)算空中觸控物相對移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值的原理示意圖；
[0020] 圖4是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)另一實(shí)施方式中，控制裝置的立體示 意圖；
[0021] 圖5是圖2所示的系統(tǒng)的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動設(shè) 備；
[0022] 圖6是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)又一實(shí)施方式的平面示意圖，其中， 圖中僅示出了位置傳感器和移動設(shè)備；
[0023] 圖7是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)又一實(shí)施方式的平面示意圖，其中， 圖中僅示出了位置傳感器和移動設(shè)備；
[0024] 圖8是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)又一實(shí)施方式的平面示意圖，其中， 圖中僅示出了位置傳感器和移動設(shè)備；
[0025] 圖9是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)又一實(shí)施方式中，控制裝置的立體示 意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明主要用于實(shí)現(xiàn)具有觸摸屏功能的移動設(shè)備例如移動設(shè)備（如平板電腦、智 能手機(jī)等）、臺式電腦、筆記本電腦或信息展示屏等的空中觸控，即不需要觸碰移動設(shè)備的 觸摸屏即可實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備的操作。
[0027] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028] 參閱圖1，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)一實(shí)施方式中，實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中 觸控的系統(tǒng)包括控制裝置10和移動設(shè)備12,移動設(shè)備例如為平板電腦或智能手機(jī)等。其 中，控制裝置10主要用于使移動設(shè)備12能夠響應(yīng)用戶的操作?？刂蒲b置10和移動設(shè)備12 相互獨(dú)立。
[0029] 參閱圖2,控制裝置10包括四個位置傳感器102、第一通信接口 104以及控制器 108。四個位置傳感器102和第一通信接口 104均與控制器108連接。移動設(shè)備12包括主 機(jī)122和第二通信接口 124。四個位置傳感器102分別為第一位置傳感器102-1、第二位置 傳感器102-2、第三位置傳感器102-3以及第四位置傳感器102-4。四個位置傳感器102用 于感應(yīng)其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值。其中，任意三個位置傳感器102的檢 測范圍同時覆蓋移動設(shè)備12的一部分區(qū)域，例如，第一位置傳感器102-1、第三位置傳感器 102-3以及第四位置傳感器102-4的檢測范圍同時覆蓋移動設(shè)備12的左上半邊區(qū)域，第一 位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2以及第四位置傳感器102-4的檢測范圍同時覆蓋 移動設(shè)備12的右下半邊區(qū)域；和/或第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2以及 第三位置傳感器102-3的檢測范圍同時覆蓋移動設(shè)備12的右上半邊區(qū)域，第二位置傳感器 102-2、第三位置傳感器102-3以及第四位置傳感器102-4同時覆蓋移動設(shè)備12的左下半 邊區(qū)域。當(dāng)然，四個位置傳感器102的檢測范圍也可以同時覆蓋移動設(shè)備12。控制器108 用于讀取任意三個位置傳感器102分別獲取的距離值，以根據(jù)任意三個位置傳感器102分 別獲取的距離值計(jì)算得到空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。其中，計(jì)算得到的感應(yīng)坐標(biāo)值為相對 該任意三個位置傳感器102所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系。當(dāng)然，也可以是根據(jù)距離值計(jì)算出空中 觸控物相對該任意三個位置傳感器102中的其中一個位置傳感器102的感應(yīng)坐標(biāo)系的感應(yīng) 坐標(biāo)值。
[0030] 控制器108還用于根據(jù)任意三個位置傳感器102所定位的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備 12屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為空中觸控物相對移 動設(shè)備12屏幕的屏幕坐標(biāo)值，并將屏幕坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發(fā) 送至移動設(shè)備12的第二通信接口 124。主機(jī)122通過第二通信接口 124接收空中觸控信 息，以根據(jù)空中觸控信息進(jìn)行操作，由此實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備12的空中觸控操作。通過第一通信 接口 104和第二通信接口 124之間的通信，以實(shí)現(xiàn)控制裝置10和移動設(shè)備12之間的通信。 第一通信接口 104和第二通信接口 124可以是無線通信接口，例如藍(lán)牙、紅外、wifi通信接 口，也可以是有線通信接口，例如USB通信接口。
[0031] 其中，空中觸控物是指在移動設(shè)備12之外的對移動設(shè)備12進(jìn)行空中操作的觸摸 介質(zhì)，如手指或觸摸筆等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備12本身的操作，這種情況下移動設(shè)備12無 需集成傳統(tǒng)的觸摸屏，僅需要具備單純顯示功能的屏幕即可。當(dāng)然，移動設(shè)備也可以是其他 的具有觸摸屏功能的電子設(shè)備，例如具有觸摸屏功能的商業(yè)廣告屏、MP3、或者臺式電腦等。
[0032] 在對具有觸摸屏功能的移動設(shè)備進(jìn)行操作時，傳統(tǒng)的操作方法通常是通過觸控物 如手指或觸摸筆觸碰觸摸屏上顯示的圖形文字，移動設(shè)備通過識別觸摸點(diǎn)在屏幕上的位置 來獲取觸控信息，以根據(jù)觸控信息執(zhí)行相應(yīng)的操作，例如在識別到觸摸點(diǎn)的位置為瀏覽器 圖標(biāo)所在的位置，則執(zhí)行打開瀏覽器的操作。與傳統(tǒng)的操作方法不同的是，本發(fā)明實(shí)施方式 中，可將移動設(shè)備12放置在四個位置傳感器102的感應(yīng)范圍內(nèi)，空中觸控物例如手指或觸 摸筆不需要觸碰移動設(shè)備12的屏幕，而是可以放置在移動設(shè)備12之外，比如屏幕上方一定 的距離，該距離不應(yīng)超過位置傳感器102的最大感應(yīng)距離。通過任意三個位置傳感器102 測量位置傳感器本身與空中觸控物之間的距離值以計(jì)算得到空中觸控物相對屏幕坐標(biāo)系 的屏幕坐標(biāo)值，由此移動設(shè)備12能夠根據(jù)屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空中觸控操作， 因此不需要用戶直接觸碰移動設(shè)備12即可實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備12的操作，使得操作更方便快 捷，提高操作的趣味性，具有更好的用戶體驗(yàn)。此外，由于本發(fā)明無需對現(xiàn)有移動設(shè)備比如 手機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，只需要在現(xiàn)有移動設(shè)備之外加一個控制裝置10即能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明功能， 適用性非常強(qiáng)，易于為用戶接受。
[0033] 在同時具備觸摸屏功能以及本發(fā)明空中觸控功能的電子設(shè)備實(shí)施方式中，兩種觸 控功能可以啟用其中一種而禁止另外一種，也可以同時啟用兩種。
[0034] 當(dāng)然，移動設(shè)備12也不限于是具有觸摸屏功能設(shè)備，還可以是其他的不具有觸摸 屏功能的設(shè)備，只要能夠識別空中觸控信息，并可根據(jù)空中觸控信息進(jìn)行相應(yīng)操作即可。
[0035] 進(jìn)一步地，參閱圖3,本實(shí)施方式中，四個位置傳感器102為距離傳感器。當(dāng)?shù)谝晃?置傳感器102-1、第三位置傳感器102-3以及第四位置傳感器102-4均感應(yīng)到空中觸控物 S'時，三個位置傳感器102-1、102-3、102-4分別測量空中觸控物S'與其本身之間的距離， 分別為L1、L3、L4?？刂破?08讀取三個位置傳感器102-1、102-3、102-4獲取的數(shù)據(jù)，并根 據(jù)所讀取的數(shù)據(jù)L1、L3和L4,以及三個位置傳感器102-1、102-3、102-4兩兩之間的距離值 dl3、dl4、d34計(jì)算空中觸控物S'相對三個位置傳感器102-1、102-3、102-4所定義的感應(yīng) 坐標(biāo)系的感應(yīng)坐標(biāo)值（X'，y'）。其中，當(dāng)三個位置傳感器102-1、102-3、102-4分別和空中 觸控物S'的距離確定之后，以及三個位置傳感器102-1、102-3、102-4兩兩之間的距離值確 定之后，空中觸控物S'所在的位置也就確定，如圖3所示的，空中觸控物S'相當(dāng)于由長度 分別為LI、L3、L4、dl3、dl4、d34的邊長所構(gòu)成棱錐的頂點(diǎn)，因此根據(jù)確定的六條邊長可計(jì) 算得到空中觸控物S'的感應(yīng)坐標(biāo)值。
[0036] 在本發(fā)明的備選實(shí)施方式中，還可以以三個位置傳感器102-1、102-3、102_4中的 每個位置傳感器為圓心，以該位置傳感器與空中觸控物s'之間的距離值為半徑得到一個 圓，從而根據(jù)三個位置傳感器102-1、102-3、102-4所獲取的距離值得到的三個圓的相交點(diǎn) 即為空中觸控物S'所在的位置，由此可得到空中觸控物S'的感應(yīng)坐標(biāo)值。
[0037] 其中，移動設(shè)備12屏幕的屏幕坐標(biāo)系為以A點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系。在計(jì)算得到空中 觸控物S'的感應(yīng)坐標(biāo)值后，控制器108根據(jù)三個位置傳感器102-1、102-3、102-4所定義的 感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備12屏.的屏.坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為屏. 坐標(biāo)值。具體地，控制器108根據(jù)三個位置傳感器102-1、102-3、102-4分別與空中觸控物 S'之間的距離值LI、L3、L4,以及三個位置傳感器102-1、102-3、102-4兩兩之間的距離值 dl3、dl4、d34按照預(yù)定的三角算法計(jì)算出空中觸控物S'到屏幕之間的距離h，根據(jù)h值即 可確定空中觸控物S'在屏幕上的投影位置，由此可計(jì)算得到空中觸控物S'在屏幕上的垂 直投影S的屏幕坐標(biāo)值（X，y)，進(jìn)而得到空中觸控物S'相對移動設(shè)備12屏幕的屏幕坐標(biāo) 系的屏幕坐標(biāo)值。其中，所述預(yù)定的三角算法例如可以是正弦函數(shù)或余弦函數(shù)。
[0038] 其中，當(dāng)四個位置傳感器102-1、102-2、102-3、102-4均感應(yīng)到空中觸控物S'時， 控制器108按照距離值從小到大的順序依次選取三個位置傳感器所測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算， 即選擇最小的三個距離值進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)然，在某些情況下，為了提高測量的準(zhǔn)確性，也可以 選擇較大的三個距離值進(jìn)行計(jì)算。
[0039] 繼續(xù)參閱圖2,在本實(shí)施方式中，控制裝置10是一個攜帶裝置，控制裝置10和移 動設(shè)備12相互獨(dú)立，通信接口 104、124為無線通信接口。具體地，控制裝置10還包括殼體 106,殼體106用于承載位置傳感器102、第一通信接口 104以及控制器108。其中，殼體106 包括設(shè)置位置傳感器102的第一區(qū)域106-1、放置移動設(shè)備12的第二區(qū)域106-2、設(shè)置第一 通信接口 104的第三區(qū)域106-3以及設(shè)置控制器108的第四區(qū)域106-4。第一區(qū)域106-1 位于第二區(qū)域106-2的周邊，即位置傳感器104位于移動設(shè)備12的周圍。
[0040] 殼體106可以采用塑膠材料制成，當(dāng)然，也可以是采用其他材料制成，例如金屬或 合金材料等。殼體106可以是作為移動設(shè)備12的外殼，從而在使用的時候可將移動設(shè)備12 嵌套在外殼上。其中，殼體106的底部作為第二區(qū)域106-2,用于承載移動設(shè)備12,殼體106 的四周為第一區(qū)域106-1，在移動設(shè)備12嵌套在殼體16上時第一區(qū)域106-1位于移動設(shè) 備12的周圍。如圖2所示，本實(shí)施方式的殼體106為四爪狀容器，第一區(qū)域106-1的數(shù)量 為四個，第二區(qū)域106-2作為容器底部，四個第一區(qū)域106-1作為容器壁，且通過第二區(qū)域 106-2相連。四個第一區(qū)域106-1向移動設(shè)備12稍微彎曲傾斜以形成殼體106的爪部，以 在移動設(shè)備12放置在第二區(qū)域106-2時緊貼移動設(shè)備12的周邊，以將移動設(shè)備12夾緊固 定在殼體106中。
[0041] 其中，殼體106可以使用彈性塑膠材料制成，其容納空間可小于移動設(shè)備12的大 小，此時在將移動設(shè)備12放置在殼體106中時可利用殼體106發(fā)生形變時產(chǎn)生的彈力將移 動設(shè)備12固定在殼體106中。
[0042] 當(dāng)然，移動設(shè)備12與殼體106也可以不相互固定，即移動設(shè)備12僅是承靠在殼體 106的第二區(qū)域106-2上，第一區(qū)域106-1與移動設(shè)備12不緊貼。
[0043] 其中，第二區(qū)域106-2為實(shí)體結(jié)構(gòu)。殼體106的第三區(qū)域106-3和第四區(qū)域106-4 設(shè)置在第二區(qū)域106-2中，即控制裝置10的第一通信接口 104和控制器108設(shè)置在殼體106 的底部。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，例如如圖4所示，第二區(qū)域106-2也可以是部分鏤空，如 圖4所示的圓形虛線部分為鏤空，此時第三區(qū)域106-3和第四區(qū)域106-4可設(shè)置在第二區(qū) 域106-2的其他實(shí)體結(jié)構(gòu)的位置。通過使第二區(qū)域106-2部分鏤空，有利于移動設(shè)備12的 散熱。當(dāng)然，第三區(qū)域106-3和第四區(qū)域106-4也可以是設(shè)置第一區(qū)域106-1上。
[0044] 其中，在移動設(shè)備12放置在殼體106中時，四個第一區(qū)域106-1相對移動設(shè)備12 的位置兩兩對稱分布，以使得四個位置傳感器102相對移動設(shè)備12的位置兩兩對稱分布。 本實(shí)施方式中，兩個第一區(qū)域106-1位于第二區(qū)域106-2的一側(cè)邊，另兩個第一區(qū)域106-1 位于與所述第二區(qū)域106-2的一側(cè)邊相對的另一側(cè)邊。移動設(shè)備12如手機(jī)通常為長方形， 在將移動設(shè)備12放置在第二區(qū)域106-2時，結(jié)合圖5,第一位置傳感器102-1和第二位置傳 感器102-2位于移動設(shè)備12右邊的一側(cè)，且以移動設(shè)備12屏幕的橫向中心線為對稱軸對 稱分布；第三位置傳感器102-3和第四位置傳感器102-4位于移動設(shè)備12左邊的一側(cè)，且 以移動設(shè)備12屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布；位于不同側(cè)的相對兩個位置傳感器 102以移動設(shè)備12屏幕的堅(jiān)向中心線為對稱軸對稱分布，由此可使得系統(tǒng)更美觀。
[0045] 當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，四個第一區(qū)域106-1相對于移動設(shè)備12的位置可以根 據(jù)需要設(shè)置為其他的對稱分布，以使得四個位置傳感器102為其他的對稱分布，例如設(shè)置 四個第一區(qū)域106-1相對移動設(shè)備12的位置，從而使得四個位置傳感器102分別位于對應(yīng) 移動設(shè)備12的四個角的周邊位置，如圖6所示；也可以是使四個位置傳感器102分別位于 移動設(shè)備12四邊的四側(cè)，且每一側(cè)的位置傳感器102是位于移動設(shè)備12對應(yīng)側(cè)邊的中點(diǎn) 位置，如圖7所示；還可以是使四個位置傳感器102兩兩對稱分布在移動設(shè)備12相對的兩 條短邊的兩側(cè)，如圖8所示。其中，所述的對稱分布是指以移動設(shè)備屏幕的橫向中心線、堅(jiān) 向中心線或?qū)蔷€等為對稱軸的對稱分布。通過使四個第一區(qū)域106-1，也即四個位置傳感 器102對稱分布在移動設(shè)備12的周圍，可以使得系統(tǒng)更美觀。當(dāng)然，四個第一區(qū)域106-1 相對移動設(shè)備12的位置也可以不是對稱分布，例如兩個第一區(qū)域106-1可以位于移動設(shè)備 12左邊的一側(cè)，另兩個第一區(qū)域106-1可以位于移動設(shè)備12上邊的一側(cè)。
[0046] 此外，為了消除手指抖動和位置傳感器的測量誤差，以提高測量的準(zhǔn)確性，在本發(fā) 明的實(shí)施方式中，四個位置傳感器102用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的m個 距離值，其中m不小于2。m的值可以根據(jù)位置傳感器的感應(yīng)速度進(jìn)行設(shè)定。控制器108用 于讀取任意三個位置傳感器102分別獲取的m個距離值，并對每個位置傳感器102所獲取 的m個距離值求平均值以得到平均距離值，然后根據(jù)每個位置傳感器102對應(yīng)的平均距離 值計(jì)算得到空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。通過求平均值的方式，可以提高測量的準(zhǔn)確性。
[0047] 在本發(fā)明的備選實(shí)施方式中，控制器108也可以是將計(jì)算得到的空中觸控物的感 應(yīng)坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發(fā)送至第二通信接口 121，以使得移動 設(shè)備12的主機(jī)122根據(jù)任意三個位置傳感器102所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備12屏幕 的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將接收到的感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為空中觸控物相對屏幕的屏幕 坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。此外，控制器108或移動設(shè)備12還可以根據(jù)任意 三個位置傳感器中的其中一個位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系將 感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為空中觸控物相對屏幕的屏幕坐標(biāo)值。
[0048] 其中，用戶通過空中觸控物對移動設(shè)備12的空中觸控操作可以是空中滑動鼠標(biāo) 光標(biāo)操作或空中滑動解鎖操作等。
[0049] 例如，當(dāng)手指在移動設(shè)備12的屏幕上方移動時，通過位置傳感器102和控制器108 的作用得到空中觸控物的多個感應(yīng)坐標(biāo)值，并根據(jù)有效的感應(yīng)坐標(biāo)值計(jì)算得到多個相應(yīng)的 屏幕坐標(biāo)值，移動設(shè)備12根據(jù)多個屏幕坐標(biāo)值使移動設(shè)備12的鼠標(biāo)光標(biāo)按照由多個屏幕 坐標(biāo)值所組成的軌跡進(jìn)行移動，從而可實(shí)現(xiàn)空中拖動鼠標(biāo)光標(biāo)的操作。
[0050] 參閱圖9,在本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)又一實(shí)施方式中，控制裝置可以 是移動設(shè)備外套20。移動設(shè)備外套20包括收容移動設(shè)備（圖未示出）第一殼體202和作 為翻蓋的第二殼體204。第一殼體202作為控制裝置的殼體以承載四個位置傳感器206、第 一通信接口 208和控制器210。其中，第一殼體202包括用于設(shè)置四個位置傳感器206、第一 通信接口 208和控制器210的第一區(qū)域202-1，以及用于放置移動設(shè)備的第二區(qū)域202-2。
[0051] 當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，移動設(shè)備外套也可以僅是具有第一殼體，或者控制裝置 可以移動設(shè)備保護(hù)殼。
[0052] 本發(fā)明還提供控制裝置的一實(shí)施方式，其中，控制裝置為上述任一實(shí)施方式所述 的控制裝置。
[0053] 本發(fā)明還提供移動設(shè)備的一實(shí)施方式，其中移動設(shè)備為上述任一實(shí)施方式所述的 移動設(shè)備。
[0054] 本發(fā)明各個實(shí)施方式中，感應(yīng)坐標(biāo)值所對應(yīng)的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕 坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系可以預(yù)先設(shè)置，當(dāng)然也可以通過采集設(shè)備相關(guān)硬件信息通過計(jì)算得 至IJ，以使得本發(fā)明應(yīng)用于不同尺寸移動設(shè)備屏幕或不同分辨率屏幕時，無需用戶設(shè)置，即能 自動地匹配，使得本發(fā)明應(yīng)用性更強(qiáng)。
[0055] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的 【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備空中觸控的系統(tǒng)，其特征在于： 包括控制裝置和移動設(shè)備，所述控制裝置包括四個位置傳感器、第一通信接口以及控 制器，所述移動設(shè)備包括主機(jī)和第二通信接口； 所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值，所述控制 器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的所述距離值，以根據(jù)所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值； 所述控制器還用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所 述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的 所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo) 值，并將所述屏幕坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一通信接口發(fā)送至所述第二通信接 口，以使得所述移動設(shè)備的主機(jī)根據(jù)所述空中觸控信息進(jìn)行操作；或者 所述控制器還用于將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一通 信接口發(fā)送至所述第二通信接口，以使得所述移動設(shè)備的主機(jī)根據(jù)所述任意三個位置傳感 器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕 坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移 動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值和 所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的所述感應(yīng) 坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的m個距離值，所述 控制器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的m個距離值，并對每個所述位置傳感 器所獲取的m個距離值求平均值以得到平均距離值，根據(jù)每個所述位置傳感器對應(yīng)的平均 距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。
4. 一種用于移動設(shè)備的控制裝置，其特征在于： 所述控制裝置包括殼體、第一通信接口、四個位置傳感器和控制器，所述殼體包括設(shè)置 所述四個位置傳感器的第一區(qū)域、放置所述移動設(shè)備的第二區(qū)域、設(shè)置所述第一通信接口 的第三區(qū)域和設(shè)置所述控制器的第四區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述第二區(qū)域的周邊； 所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的距離值，所述控制 器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的所述距離值，以根據(jù)所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值； 所述控制器還用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所 述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的 所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo) 值，并將所述屏幕坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一通信接口發(fā)送至所述移動設(shè)備， 以使得所述移動設(shè)備根據(jù)所述空中觸控信息進(jìn)行操作；或者 所述控制器還用于將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值作為空中觸控信息通過所述第一通 信接口發(fā)送給所述移動設(shè)備，以使得所述移動設(shè)備根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的 感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間 的映射關(guān)系，將計(jì)算得到的所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕 的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于： 所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值和 所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的所述感應(yīng) 坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述四個位置傳感器用于獲取其上方的空中觸控物與其本身之間的m個距離值，所述 m不小于2,所述控制器用于讀取任意三個所述位置傳感器分別獲取的m個距離值，并對每 個所述位置傳感器所獲取的m個距離值求平均值以得到平均距離值，根據(jù)每個所述位置傳 感器對應(yīng)的平均距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置是移動設(shè)備外套，所述移動設(shè)備外套包括收容所述移動設(shè)備的第一殼體 和作為翻蓋的第二殼體，所述第一殼體作為所述控制裝置的殼體以承載所述第一通信接口 和四個位置傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述第一通信接口為無線通信接口或USB通信接口。
9. 一種移動設(shè)備，其特征在于，包括主機(jī)和第二通信接口； 所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器計(jì)算得到的空中觸控物相對所述移動 設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，所述主機(jī)用于根據(jù)所述屏幕坐標(biāo)值進(jìn)行操作；其中， 所述屏幕坐標(biāo)值為所述控制器將根據(jù)任意三個位置傳感器分別獲取的空中觸控物與相應(yīng) 位置傳感器之間的距離值計(jì)算得到所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值，按照所述任意三個位置 傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的 屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系轉(zhuǎn)換得到；或者 所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器根據(jù)任意三個位置傳感器分別獲取的 空中觸控物與相應(yīng)位置傳感器之間的距離值計(jì)算得到的所述空中觸控物的感應(yīng)坐標(biāo)值，所 述主機(jī)用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器所定義的感應(yīng)坐標(biāo)系或其中一個所述位置傳感 器的感應(yīng)坐標(biāo)系和移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，將所述感應(yīng)坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為 所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)所述屏幕坐 標(biāo)值進(jìn)行操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動設(shè)備，其特征在于： 所述控制器或移動設(shè)備用于根據(jù)所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值和 所述任意三個位置傳感器兩兩之間的距離值按照預(yù)定的三角算法，將計(jì)算得到的所述感應(yīng) 坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述空中觸控物相對所述移動設(shè)備屏幕的屏幕坐標(biāo)系的屏幕坐標(biāo)值。
【文檔編號】G06F3/041GK104216560SQ201410412583
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】劉美鴻, 符榮祥, 陳易華 申請人:深圳市鈦客科技有限公司