專利名稱：輸入設(shè)備、具有輸入設(shè)備的電子裝置及其輸入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入設(shè)備、具有輸入設(shè)備的電子裝置及其輸入方法，特別涉及一 種無需設(shè)置按鍵而采用音源定位的輸入設(shè)備、以及具有該輸入設(shè)備的電子裝置及其輸入方 法。
背景技術(shù)：
隨著電子裝置的普及，例如臺式計算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、工業(yè)控制設(shè)備均需要 與使用者進(jìn)行信息交互，目前常用的輸入設(shè)備為鍵盤。并且現(xiàn)有的鍵盤均為按鍵式，此按鍵 式的鍵盤依照人們的使用需求設(shè)置有83鍵、84鍵、101鍵、102鍵和104鍵等多種鍵盤，比較 常用的鍵盤為104鍵盤，此類一般由按鍵開關(guān)矩陣、控制電路、編碼譯碼器以及接口電路等 組成，則鍵盤的制作過程中必須對應(yīng)設(shè)置按鍵開關(guān)矩陣，才能根據(jù)自己的需求通過按鍵開 關(guān)將信息輸入并通過線路或連接裝置而輸至相應(yīng)的計算機(jī)、手機(jī)等設(shè)備中。然而，設(shè)置按鍵 開關(guān)矩陣與接口組件等具有一定高度或厚度，鍵盤的制作復(fù)雜且不符薄型化的要求，并且， 必須通過線路或連接裝置而輸出，妨礙操作的方便性，再者，鍵盤操作過程中發(fā)出的噪音， 在多人聚集的場合中也容易招致不悅。發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的輸入設(shè)備制作復(fù)雜、厚度過大、操作不便與噪音的問題，提供 一種無需設(shè)置任何按鍵的輸入設(shè)備，以及使用該輸入設(shè)備的電子裝置及其輸入方法。
一種輸入裝置，該輸入裝置包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸 出單元，該控制單元分別電連接于該聲波感測單元與信息輸出單元，其中，該輸入面用于供 使用者輸入信息，該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲 波的傳輸時間差，該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息 通過信息輸出單元進(jìn)行輸出。
一種電子裝置，其包括一輸入設(shè)備與一信息接收設(shè)備，該接收設(shè)備接收輸入設(shè)備 輸入的信息，該輸入設(shè)備包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸出單元，該 控制單元分別與該聲波感測單元及信息輸出單元進(jìn)行信息傳輸，其中，該輸入面用于供使 用者輸入信息，該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲波 的傳輸時間差，該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息通 過信息輸出單元而傳送給信息接收設(shè)備。
一種電子裝置，其包括一輸入設(shè)備與一接收設(shè)備，該接收設(shè)備接收輸入設(shè)備輸入 的信息，該輸入設(shè)備包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸出單元，該控制 單元分別電連接于該聲波感測單元與信息輸出單元，其中，該輸入面用于供使用者輸入信 息，該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲波的傳輸時間 差，該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息通過信息輸出 單元進(jìn)行輸出，其中該輸入信息時所發(fā)出的聲波為人類無法感知的頻率范圍。5
一種輸入方法，該方法包括以下步驟
輸入步驟觸碰輸入面上一字符產(chǎn)生一定頻率的聲波；
計算步驟對字符進(jìn)行定位感測，并計算字符發(fā)出的聲波傳輸至各個聲波感測設(shè) 備的時間差；
定位步驟根據(jù)時間差計算字符的位置并進(jìn)行定位；及
輸出步驟輸出與定位的字符對應(yīng)的字符編碼。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，該輸入設(shè)備并無需任何設(shè)置按鍵開關(guān)矩陣以及按鍵電路，即可 根據(jù)使用者的需求通過該輸入設(shè)備將相應(yīng)的信息輸入至接收設(shè)備，從而與接收設(shè)備進(jìn)行信 息交互，因此該輸入設(shè)備相較于傳統(tǒng)的鍵盤可以做到足夠小的厚度，從而本輸入設(shè)備可以 滿足使用者的薄型化要求，并且在使用過程中不易損壞以及易于存放，以及成本低廉。另 外，本輸入設(shè)備為根據(jù)聲波定位而對輸入的信息進(jìn)行識別，由于該聲波的頻率范圍廣，因此 該輸入設(shè)備的聲波頻率可設(shè)置為人類無法感知的頻率之外，例如超聲波，由此以實(shí)現(xiàn)本輸 入設(shè)備的無聲輸入。本輸入設(shè)備還可以獨(dú)立設(shè)置于接收設(shè)備之外，從而通過無線信號的傳 輸方式實(shí)現(xiàn)信息的遙控輸入。


圖1為本發(fā)明輸入設(shè)備一較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為具有輸入設(shè)備的電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明輸入設(shè)備中輸入面與聲波感測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明輸入設(shè)備中處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明輸入設(shè)備一實(shí)施方式的定位坐標(biāo)示意圖。
圖6為本發(fā)明輸入設(shè)備的輸入方法流程圖。
圖7為本發(fā)明輸入設(shè)備的另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要元件符號說明
輸入設(shè)備
輸入面
聲波感測單元
控制單元
處理單元
計數(shù)單元
計算單元
存儲單元
校正定位單元
信息輸出單元
接收設(shè)備
脈沖發(fā)生單元
觸發(fā)單元
頻率分析單元61、3 10,30 13,33 15,35 151,351 1511,3511 1513,3513 153,353 155,355 17,37 2351533133具體實(shí)施方式
請參閱圖1，其為本發(fā)明輸入設(shè)備一較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該輸入設(shè)備1包 括一輸入面10、聲波感測單元13、一控制單元15以及一信息輸出單元17，其中聲波感測單 元13、控制單元15與信息輸出單元17依次電連接。
請同時參閱圖2與圖3，其中，圖2為包括輸入設(shè)備1的電子裝置(圖中未視出) 的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明輸入設(shè)備1中輸入面10與聲波感測單元13的結(jié)構(gòu)示意圖。 輸入設(shè)備1通過相應(yīng)的輸出接口(圖中未視出)與接收設(shè)備2中的相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入/輸出接 口(圖中未視出)電連接，從而組成一電子裝置。使用者通過輸入設(shè)備1將對應(yīng)的信息輸 入至接收設(shè)備2，從而實(shí)現(xiàn)使用者與接收設(shè)備的信息交互。該接收設(shè)備可為計算機(jī)、筆記本 電腦、手機(jī)或工業(yè)控制設(shè)備等。輸入設(shè)備1可獨(dú)立設(shè)置于接收設(shè)備2之外，使用者通過輸入 設(shè)備1與接收設(shè)備2進(jìn)行信息交互，輸入設(shè)備1也可以設(shè)置與接收設(shè)備2設(shè)置為一體，從而 可方便使用者對輸入設(shè)備1與接收設(shè)備2的控制及攜帶，并且輸入設(shè)備1與接收設(shè)備可以 相互電性連接，也可以通過無線通訊的方式進(jìn)行信號傳輸。在本實(shí)施方式中，以輸入設(shè)備1 獨(dú)立于接收設(shè)備2而設(shè)置進(jìn)行說明。
輸入設(shè)備1的輸入面10為一具有一定面積的平面，當(dāng)有外界物(圖中未視出) 與其發(fā)生觸碰時，輸入面10可在觸碰點(diǎn)處產(chǎn)生一定頻率的聲波。本實(shí)施方式中所指外界 物主要為針對輸入設(shè)備而言，一般使用者僅需手指觸碰輸入面10從而發(fā)出的聲波頻率為 20Hz 20000Hz即可，在本發(fā)明其它實(shí)施方式中，外界物與輸入面10觸控時也可以產(chǎn)生其 他頻率段的聲波，例如頻率大于20000Hz的超聲波。
具體地，輸入面10包括一字符輸入?yún)^(qū)，字符輸入?yún)^(qū)包括有多個字符，每個字符在 該輸入面上具有一定的面積，其中每個字符所具有的面積是與一般鍵盤上按鍵所具有的面 積相同。當(dāng)外界物與輸入面10上的具有一定面積的字符相觸碰時，則表示使用者需要通過 輸入面10輸入對應(yīng)的字符。具體地，輸入面10設(shè)置有A、S、D、F、G、1、2、3、4、5、6、7、8、9等 字符輸入?yún)^(qū)，當(dāng)使用者通過外界物觸碰上述字符時，輸入設(shè)備1則認(rèn)為使用者需要輸入對 應(yīng)的字符，例如，使用者通過外界物觸碰了 A字符，則輸入面10由于在A字符輸入?yún)^(qū)與外界 物發(fā)生觸碰而發(fā)出一定頻率的聲波，并且輸入設(shè)備1根據(jù)對作為音源的A字符發(fā)出的聲波 的位置的進(jìn)行計算定位，從而將A字符輸入至接收設(shè)備2。
在本發(fā)明輸入設(shè)備1的一實(shí)施方式中，輸入面10為一可發(fā)出固定頻率的平面，其 可為木質(zhì)面板的平面或其它材質(zhì)面板的平面，從而當(dāng)外界物與不同材質(zhì)的輸入面10發(fā)生 觸碰時發(fā)出不同的頻率段的聲波，當(dāng)然，外界物的材質(zhì)也可以作相應(yīng)變化，或者于外界物上 設(shè)置相應(yīng)的元件，從而使得該外界物與輸入面10發(fā)生觸碰時產(chǎn)生不同頻率的聲波。
聲波感測單元13包括多個聲波感測設(shè)備，在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，聲波感測 單元13至少包括3個聲波感測設(shè)備S 1、S2、S3，在本實(shí)施方式中，聲波感測設(shè)備優(yōu)選為聲 波傳感器。并且，本發(fā)明輸入設(shè)備1以上述3個聲波感測設(shè)備S1、S2、S3位于同一直線上進(jìn) 行說明，在本發(fā)明輸入設(shè)備1的其它實(shí)施方式中，并不限于所述的多個聲波感測設(shè)備位于 同一直線上。
本發(fā)明輸入設(shè)備1的一優(yōu)選實(shí)施方式中，聲波感測單元13與輸入面10為在同一 平面上，在本發(fā)明輸入設(shè)備的其它實(shí)施方式中，聲波感測單元13與輸入面10也可不在同一 平面上。
在本發(fā)明實(shí)施方式中，聲波感測單元13可以固定設(shè)置于接收設(shè)備2上，也可以固 定設(shè)置于輸入面10上。當(dāng)聲波感測單元13固定設(shè)置于輸入面10上時，聲波感測單元13 輸出的信號通過無線信號的方式進(jìn)行發(fā)送至接收設(shè)備2，例如通過設(shè)置紅外線發(fā)送元件、藍(lán) 牙發(fā)送元件等將聲波感測單元輸出的信號進(jìn)行發(fā)送至接收設(shè)備2，同時，接收設(shè)備2上也相 應(yīng)地設(shè)置一無線信號接收元件，從而對聲波感測單元13發(fā)送的信號進(jìn)行接收。
在本發(fā)明其它實(shí)施方式中，該聲波感測單元13、控制單元15以及信息輸出單元17 均設(shè)置于輸入面10上，同時該信息輸出單元17可通過電連接的方式直接與接收設(shè)備2傳 輸電信號，也可以通過無線信號的方式與接收設(shè)備2進(jìn)行信號的傳輸。
控制單元15包括一處理單元151與一存儲單元153，處理單元151電連接于存儲 單元153。
處理單元151用于根據(jù)聲波感測單元13輸出的觸發(fā)信號而對輸入面10上相應(yīng)的 字符進(jìn)行定位。處理單元151還包括一計數(shù)單元1511以及計算單元1513。其中計數(shù)單元 1511用于在接收到聲波感測單元13輸出的觸發(fā)信號后啟動計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果輸出至計 算單元1513進(jìn)行計算，從而計算單元1513根據(jù)計數(shù)單元的計數(shù)結(jié)果計算出輸入面10上作 為音源的字符的位置，從而對字符進(jìn)行定位。
請參閱圖4，其為本發(fā)明輸入設(shè)備中處理單元151的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的處理單 元151中的計數(shù)單元1511包括多個計數(shù)器，本發(fā)明輸入設(shè)備1中的計數(shù)單元1511至少包 括3個三個計數(shù)器Jl、J2、J3。當(dāng)然，在本發(fā)明輸入設(shè)備的其它實(shí)施方式中，可以根據(jù)需要 設(shè)置數(shù)量合適的計數(shù)器。其中，計數(shù)器J1、J2、J3分別依序與聲波感測設(shè)備S1、S2、S3間隔 電連接，即計數(shù)器Jl分別電連接于聲波感測設(shè)備S1、S2，計數(shù)器J2分別電連接于聲波感測 設(shè)備S2、S3，計數(shù)器J3分別電連接于聲波感測設(shè)備S3、S1。計數(shù)單元1511中各計數(shù)器J1、 J2或J3在第一次接收到聲波感測設(shè)備S1、S2或S3發(fā)出的觸發(fā)信號后開始啟動計數(shù)，并且 計數(shù)器Jl、J2或J3在第二次接收到聲波感測設(shè)備Si、S2或S3發(fā)出的觸發(fā)信號后停止計 數(shù)。從而，聲波感測設(shè)備S1、S2、S3分別接收同一音源同一時間發(fā)出聲波的時間差可依據(jù)計 數(shù)器Jl、J2、J3對該時間差的計數(shù)而得知。
進(jìn)一步，計算單元1513依據(jù)聲波的傳播速度以及各聲波感測設(shè)備接收音源的時 間差計算出作為音源的輸入面10上相應(yīng)的字符與各聲波感測設(shè)備的距離差，并且，根據(jù)音 源與多個聲波感測設(shè)備的距離差進(jìn)而對音源進(jìn)行定位。具體地，本發(fā)明輸入設(shè)備1的一實(shí) 施方式中，利用雙曲線的性質(zhì)對音源的位置進(jìn)行定位。依據(jù)雙曲線的定義平面上到兩個定 點(diǎn)的距離差的絕對值為一常數(shù)加仏>0)的點(diǎn)的軌跡為雙曲線，即，若已知一移動點(diǎn)與兩個 定點(diǎn)的距離差以及兩個定點(diǎn)之間的距離即可建立唯一確定的雙曲線。因此，若一移動點(diǎn)與 三個定點(diǎn)中任意兩個定點(diǎn)的距離差為已知，并且該三個定點(diǎn)的距離為已知，則可建立至少2 組雙曲線及其雙曲線方程，依據(jù)該2組雙曲線的交點(diǎn)即可得知該移動點(diǎn)的具體位置。在本 發(fā)明輸入設(shè)備的一優(yōu)選實(shí)施方式中，定義輸入面10的各字符為移動點(diǎn)，定義聲波感測單元 13中3個聲波感測設(shè)備為定點(diǎn)。由于移動點(diǎn)與三個定點(diǎn)中任意兩個定點(diǎn)的距離差以及對應(yīng) 的任意兩個定點(diǎn)的距離為已知，因此可以建立3組雙曲線及其雙曲線方程，并且根據(jù)該3組 雙曲線的交點(diǎn)而計算該移動點(diǎn)的具體位置并且進(jìn)行定位。
存儲單元153用于存儲多個聲波感測設(shè)備接收到的同一音源同時發(fā)出聲波的時 間差，以及存儲計算單元1513依據(jù)時間差而計算的距離差以及一音源的具體位置，并且，存儲單元153還存儲有至少一查找表，該查找表包括計算單元1513的計算結(jié)果對應(yīng)的輸入 面10上所有字符的相對位置表及其對應(yīng)的編碼表。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，與字符的相 對位置表對應(yīng)的字符編碼優(yōu)選為ASCII碼，從而使用者可以根據(jù)需要自該輸入面10輸入相 應(yīng)的控制信息至接收設(shè)備，如計算機(jī)，筆記本電腦、手機(jī)以及工業(yè)控制設(shè)別等。
本發(fā)明輸入設(shè)備1優(yōu)選的一實(shí)施方式中，輸入設(shè)備1還包括一校正定位單元155， 校正定位單元巧5用于當(dāng)輸入面10相對于聲波感測單元13的位置發(fā)生移動后對輸入面10 進(jìn)行校正定位。具體地，當(dāng)輸入面10相對于前次使用時的位置進(jìn)行了移動時，使用者需要 對輸入面10進(jìn)行校正定位。校正定位單元155在接收到使用者輸入的校正定位信號后開始 啟動。此時，輸入面10上設(shè)置有至少一校正定位區(qū)，每個校正定位區(qū)至少包括兩個校正字 符，該校正定位區(qū)可設(shè)置于輸入面的任何位置，即校正定位區(qū)可獨(dú)立于字符輸入?yún)^(qū)而設(shè)置， 也可利用字符輸入?yún)^(qū)中的任意兩個字符作為校正字符。校正定位單元巧5啟動后，使用者 在校正定位區(qū)分別依次輸入至少兩個校正字符后，校正定位單元巧5輸出一校正信號至控 制單元15，控制單元15重新計算校正字符的位置，從而對輸入面10進(jìn)行校正定位。
在本發(fā)明輸入設(shè)備的其它實(shí)施方式中，存儲單元153還存儲有一與校正定位字符 對應(yīng)的查找表。該查找表中包括多個校正字符相對與聲波感測單元13中各聲波感測設(shè)備 S1、S2、S3的位置，以及與該校正字符位置相對應(yīng)的字符輸入?yún)^(qū)中各字符的位置及其相應(yīng)的 字符編碼。即相對于聲波感測設(shè)備S1、S2、S3的位置不同各校正字符均設(shè)置一位置表，該位 置表中存儲有該校正字符的相對于各聲波感測設(shè)備的位置，以及對應(yīng)該校正字符的位置的 各字符輸入?yún)^(qū)中各字符的位置及其相應(yīng)的編碼表。
現(xiàn)以使用者利用輸入設(shè)備1輸入字符F為例說明該輸入設(shè)備具體的工作原理
在輸入設(shè)備1上按照目前使用者習(xí)慣以及較為通用的輸入設(shè)備設(shè)置字符輸入?yún)^(qū)， 即輸入面10的字符按照通用的信息輸入按鍵的布局而設(shè)置排列方式。
當(dāng)使用者需要通過輸入設(shè)備1輸入字符F時，其僅需使用外界物觸碰輸入面10中 的F字符而發(fā)出一定頻率的聲波，聲波感測設(shè)備S1、S2、S3分別接收F字符作為音源發(fā)出的 聲波，并且在接收到F字符作為音源發(fā)出的聲波后，該聲波感測設(shè)備Si、S2、S3分別輸出一 觸發(fā)信號至處理單元151中的計數(shù)單元1511。
首先，計數(shù)單元1511中的各計數(shù)器Jl、J2、J3分別接收聲波感測設(shè)備Si、S2、S3 輸出的觸發(fā)信號，并且對各聲波感測設(shè)備S1、S2、S3接收F字符音源發(fā)出的聲波的時間差進(jìn) 行計數(shù)，即各計數(shù)器對其時鐘頻率進(jìn)行計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)器的時鐘周期以及在上述時間差 內(nèi)計數(shù)的個數(shù)計算出該時間差。具體地，若聲波感測設(shè)備Sl首先接收到F字符音源發(fā)出的 聲波，則聲波感測設(shè)備Sl發(fā)出一觸發(fā)信號至計數(shù)單元中的計數(shù)器Jl、J3，計數(shù)器Jl、J3在 接收到聲波感測設(shè)備Sl發(fā)出的觸發(fā)信號后同時開始計數(shù)。然后，若聲波感測設(shè)備S2第二 個接收到F字符音源發(fā)出的聲波，則聲波感測設(shè)備S2發(fā)出一觸發(fā)信號至計數(shù)單元中的計數(shù) 器Jl、J2。計數(shù)器Jl在接收到聲波感測設(shè)備S2發(fā)出的觸發(fā)信號后停止計數(shù)，并且計數(shù)器 Jl發(fā)出一計數(shù)完成信號至計算單元1513，計算單元1513自計數(shù)器Jl中讀取計數(shù)結(jié)果并且 將計數(shù)結(jié)果存儲至存儲單元153。從而計數(shù)器Jl記錄下聲波感測設(shè)備Si、S2接收F字符 的音源發(fā)出聲波的時間差Tl。接著，聲波感測設(shè)備S3第三個接收到F字符作為音源發(fā)出 的聲波，則聲波感測設(shè)備S3發(fā)出一觸發(fā)信號至計數(shù)器J2、J3，計數(shù)器J2、J3在接收到聲波 感測設(shè)備S 3發(fā)出的觸發(fā)信號后同時停止計數(shù)，并且計數(shù)器J2、J3分別發(fā)出一計數(shù)完成信號至計算單元1513，計算單元1513自計數(shù)器J2、J3分別讀取其記錄的聲波感測設(shè)備S2與 S3及Sl與S3接收F字符作為音源發(fā)出的聲波的時間差T2、T3，并且將計數(shù)結(jié)果存儲至存 儲單元153。計數(shù)單元1511的各計數(shù)器在計數(shù)結(jié)果存儲完成后均復(fù)位清零，即計數(shù)器J1、 J2、J3在將計數(shù)結(jié)果存儲于存儲單元153后復(fù)位清零。
計算單元1513將計數(shù)單元1511的計數(shù)結(jié)果存儲于存儲單元153后開始對計數(shù)結(jié) 果進(jìn)行計算。計算單元1513首先自存儲單元153中讀取各計數(shù)器J1、J2、J3對應(yīng)記錄的聲 波感測設(shè)備Si、S2、S3接收F字符作為音源發(fā)出的聲波的時間差Tl、T2、T3，然后計算單元 1513自存儲單元153讀取相應(yīng)的聲波傳播速度V，當(dāng)然，聲波的傳播速度V也可無需存儲于 存儲單元153中，而由計算單元1513直接設(shè)置，計算單元1513將時間差T1、T2、T3分別與 聲波傳播速度V相乘，從而得到F字符分別與聲波感測設(shè)備S1、S2、S3間距離的距離差D1、 D2、D3，即F字符與聲波感測設(shè)備Sl的距離和F字符與聲波感測設(shè)備S2的距離差Dl，F(xiàn)字 符與聲波感測設(shè)備S2的距離和F字符與聲波感測設(shè)備S3的距離差D2，F(xiàn)字符與聲波感測 設(shè)備Sl的距離和F字符與聲波感測設(shè)備S3的距離差D3。
請參閱圖5，其為本發(fā)明輸入設(shè)備1 一實(shí)施方式的定位坐標(biāo)示意圖。計算單元1513 依據(jù)聲波感測設(shè)備Si、S2、S3所處的位置以及F字符分別與聲波感測設(shè)備Si、S2、S3間距 離的距離差D1、D2、D3在坐標(biāo)系xy中分別建立3組雙曲線方程，并且計算出3組雙曲線的 交點(diǎn)，從而該交點(diǎn)即為F字符，達(dá)到對F字符進(jìn)行定位。需要說明的是，為了敘述方便，本實(shí) 施方式中聲波感測設(shè)備S1、S2、S3位于同一直線上，并且聲波感測設(shè)備S2位于S1、S3之間， S2所處的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，并且，Sl的坐標(biāo)為(_c，0)，S3的坐標(biāo)為(c，0) (c為 正數(shù))。具體地，建立第一組雙曲線Al、A2，其為F字符與聲波感測設(shè)備Si、S2間距離的距 離差Dl而形成的雙曲線，其中Yl為聲波感測設(shè)備Si、S2所處位置的中心線，Yl的直線方 程為χ = -c/2, Al、A2的雙曲線方程可以表示為(X+-)2 2
^2_ — 2^ = 1，其中，ASDlZ^b12Sy 2 2.α； V(I) - aI，
建立第二組雙曲線B1、B2，其為F字符與聲波感測設(shè)備S2、S3間距離的距離差D2 而形成的雙曲線，其中Y2為聲波感測設(shè)備S2、S3所處位置的中心線，并且Y2的直線方程為 χ = c/2，Bl、B2的雙曲線方程可以表示為(X--)2 2
^2_ — = 1,其中，a2 為 D2/2，b22 2 _ 2.Ch1 b22T 2 ‘
建立第三組雙曲線Cl、C2，其為F字符與聲波感測設(shè)備Si、S3間距離的距離差D3 而形成的雙曲線，其中Y3為聲波感測設(shè)備S1、S3所處位置的中心線，并且TO的直線方程為χ = 0，C1、C2的雙曲線方程可以表示為2 2
二7 — ^ = 1 ,其中， 為 D3/2，b32 為 c2_a32。 a3 O3
并且該3組雙曲線A1A2、B1B2、C1C2相交于交點(diǎn)ΚΙ、K2。
處理單元155對建立的3組雙曲線A1A2、B1B2、C1C2求取其共同解，則該共同解即 為該三組雙曲線相交的交點(diǎn)K1、K2的坐標(biāo)值。即對建立的三個方程式10
權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單 元與信息輸出單元，該控制單元分別電連接于該聲波感測單元與信息輸出單元，其中，該輸入面用于供使用者輸入信息；該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲波的傳輸時 間差；該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息通過信息輸出 單元進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該輸入面設(shè)置有一字符輸入?yún)^(qū)，該字 符輸入?yún)^(qū)包括多個字符，并且該字符所在的區(qū)域受到觸碰時發(fā)出一定頻率的聲波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該聲波感測單元包括多個聲波感測 設(shè)備，該聲波感測設(shè)備用于感測來自字符輸入?yún)^(qū)的不同方位音源的聲波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該聲波感測單元至少包括三個聲波 感測設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該多個聲波感測設(shè)備與輸入面位于同一平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該多個聲波感測設(shè)備位于同一直線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該控制單元包括一處理單元與存儲 單元，該處理單元用于計算該多個聲波感測設(shè)備感測到的作為音源的字符發(fā)出聲波的時間 差以及該字符的位置從而對該字符進(jìn)行定位，該存儲單元存儲與輸入面的該多個字符對應(yīng) 的位置表及其對應(yīng)的字符編碼表，以及該信息輸出單元輸出存儲單元中與字符的位置對應(yīng) 的字符編碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該處理單元包括一計數(shù)單元與一計 算單元，該計數(shù)單元用于對該時間差進(jìn)行計數(shù)得到計數(shù)結(jié)果，計算單元根據(jù)該計數(shù)結(jié)果計 算作為音源的字符與各聲波感測設(shè)備之間距離的距離差，并且根據(jù)該距離差以及聲波感測 設(shè)備的位置建立至少三組雙曲線方程，并計算出同時適合該三組雙曲線方程的坐標(biāo)從而對 字符進(jìn)行定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該計數(shù)單元包括多個計數(shù)器，從而在 接收聲波感測設(shè)備發(fā)出的觸發(fā)信號后開始啟動計數(shù)，并在接收到另一聲波感測設(shè)備發(fā)出的 觸發(fā)信號后停止計數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該輸入輸入設(shè)備還包括一觸發(fā)器， 當(dāng)該觸發(fā)器在接收到聲波感測單元輸出的觸發(fā)信號后輸出一觸發(fā)信號至各計數(shù)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述的字符編碼為ASCII碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其特征在于，該輸入面上的字符輸入?yún)^(qū)在受到觸 碰時所發(fā)出的聲波頻率為20Hz 20000Hz。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該聲波感測單元、控制單元以及信 息輸出單元均設(shè)置于輸入面上，該信息輸出單元將自輸入面輸入的信息進(jìn)行輸出。
14.一種電子裝置，其包括一輸入設(shè)備與一信息接收設(shè)備，該接收設(shè)備接收輸入設(shè)備輸 入的信息，該輸入設(shè)備包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸出單元，該控制單元分別與該聲波感測單元及信息輸出單元進(jìn)行信號傳輸，其中，該輸入面用于供使用 者輸入信息，該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲波的 傳輸時間差，該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息通過 信息輸出單元而傳送給信息接收設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其特征在于，該聲波感測單元、控制單元以及信 息輸出單元均設(shè)置于輸入面上，該信息輸出單元將自輸入面輸入的信息通過無線傳輸方式 輸出至信息接收單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其特征在于，該聲波感測單元設(shè)置于輸入面上， 并且當(dāng)聲波感測單元接收到輸入面由于受到觸碰而發(fā)出的聲波后輸出一觸發(fā)信號信號并 且通過無線方式發(fā)送至計數(shù)單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其特征在于，該聲波感測單元電連接于控制單 元，并且其均設(shè)置于接收設(shè)備上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子裝置，其特征在于，所述的輸入面設(shè)置有一校正定位 區(qū)，該校正定位區(qū)至少包括兩個校正字符，該校正字符獨(dú)立于字符或?yàn)樽址钠渲兄?；及所述的控制單元還包括一校正定位單元，該校正定位單元接收到從校正定位區(qū)輸出的 校正信號后，校正該輸入面相對于聲波感測單元的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子裝置，其特征在于，所述的聲波感測單元還包括一頻 率分析單元，該頻率分析單元用于對傳輸至聲音感測單元的所有聲波頻率進(jìn)行分析，以使 得聲波感單元僅能接收輸入面由于觸碰而發(fā)出的聲波。
20.一種電子裝置，其包括一輸入設(shè)備與一接收設(shè)備，該接收設(shè)備接收輸入設(shè)備輸入 的信息，其特征在于，該輸入設(shè)備包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸出 單元，該控制單元分別電連接于該聲波感測單元與信息輸出單元，其中，該輸入面用于供使 用者輸入信息，該聲波感測單元用于感測該輸入面在輸入信息時所發(fā)出的聲波以及該聲波 的傳輸時間差，該控制電路用于根據(jù)該時間差識別該輸入面輸入的信息，以及將該信息通 過信息輸出單元進(jìn)行輸出，其中該輸入信息時所發(fā)出的聲波頻率為人類無法感知的頻率范 圍。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子裝置，其特征在于，該輸入面上的字符輸入?yún)^(qū)在受到 觸碰時所發(fā)出的聲波為頻率大于20000Hz的超聲波。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子裝置，其特征在于，該聲波感測單元僅能對應(yīng)接收輸 入面由于受到觸碰而發(fā)出的超聲波。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子裝置，其特征在于，所述的聲波感測單元還包括一頻 率分析單元，該頻率分析單元用于對傳輸至聲音感測單元的所有聲波頻率進(jìn)行分析，以使 得聲波感單元僅能接收輸入面由于觸碰而發(fā)出的聲波。
24.一種如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備的輸入方法，其特征在于，該方法包括步驟輸入步驟觸碰輸入面上一字符產(chǎn)生一定頻率的聲波；計算步驟對字符進(jìn)行定位感測，并計算字符發(fā)出的聲波傳輸至各個聲波感測設(shè)備的 時間差；定位步驟根據(jù)時間差計算字符的位置并進(jìn)行定位；及輸出步驟輸出與定位的字符對應(yīng)的字符編碼。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的輸入方法，其特征在于，在輸入的步驟中，觸碰該輸入面的 字符所產(chǎn)出的聲波的頻率為大于20Hz。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的輸入方法，其特征在于，該計算步驟還包括計數(shù)步驟各聲波感測設(shè)備在接收到由于觸碰該字符而發(fā)出的聲波后輸出觸發(fā)信號至 對應(yīng)的計數(shù)器，各計數(shù)器接收到該觸發(fā)信號后開始對聲波傳輸?shù)臅r間差進(jìn)行計數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求M所述的輸入方法，其特征在于，該定位步驟為根據(jù)計算的各個時 間差以及聲波的傳播速度計算出該字符與各聲波感測設(shè)備之間的距離差。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的輸入方法，其特征在于，該定位步驟還包括 根據(jù)該距離差與該各聲波感測設(shè)備的位置建立至少三組雙曲線方程； 計算出同時適合該三組雙曲線方程的坐標(biāo)值；根據(jù)該坐標(biāo)值對輸入面上的字符的位置進(jìn)行定位。
29.根據(jù)權(quán)利要求M所述的輸入方法，其特征在于，該輸入方法在定位步驟之后還包括查找編碼的步驟根據(jù)定位出的字符的坐標(biāo)在存儲單元的查找表中查找與該坐標(biāo)值位 置對應(yīng)的字符編碼。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的輸入方法，其特征在于，所述字符編碼為ASCII碼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輸入設(shè)備以及具有該輸入設(shè)備的電子裝置及其輸入方法。該輸入設(shè)備包括一輸入面、一聲波感測單元、一控制單元與信息輸出單元。該輸入面設(shè)置一字符輸入?yún)^(qū)，該字符輸入?yún)^(qū)包括多個字符，該聲波感測單元包括多個聲波感測設(shè)備，該聲波感測設(shè)備用于感測來自不同方位音源的聲波。該控制單元還包括一處理單元與存儲單元，該處理單元用于計算該多個聲波感測設(shè)備感測作為音源的相應(yīng)字符發(fā)出聲波的時間差以及該音源的位置從而對該字符進(jìn)行定位，該存儲單元存儲有與輸入面的該多個字符對應(yīng)的位置及其對應(yīng)的編碼，該信息輸出單元將存儲單元中與字符的位置對應(yīng)的編碼進(jìn)行輸出。從而使得該輸入設(shè)備制作簡單，并且滿足使用者對輸入設(shè)備的薄型化要求。
文檔編號G06F3/043GK102033666SQ201010598848
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者文立 申請人:富泰華工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司