一種輸入裝置及輸入方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種輸入裝置，包括：面板；電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極，位于所述面板的中心，用于產(chǎn)生電場(chǎng)；環(huán)繞所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極設(shè)置的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極，用于檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化；電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片，用于根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間中的位置變化數(shù)據(jù)；處理單元，用于根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。本發(fā)明能夠在人機(jī)交互中增強(qiáng)輸入能力和交互體驗(yàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種輸入裝置及輸入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人機(jī)交互領(lǐng)域，尤其涉及一種輸入裝置及輸入方法。
【背景技術(shù)】
[0002]新興的電場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)是一種用于三維手勢(shì)識(shí)別的前沿技術(shù)，其利用準(zhǔn)靜態(tài)電近場(chǎng)來(lái)感應(yīng)導(dǎo)電物體，如人體，具體為人手或手指等。其技術(shù)原理大致為:在人手或手指進(jìn)入該電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)會(huì)失真。這是由于人體本身具有導(dǎo)電性，這時(shí)電場(chǎng)線會(huì)被引向人手并分流到地，從而本地的三維電場(chǎng)會(huì)減小。通過(guò)檢測(cè)多個(gè)不同位置的電場(chǎng)變化，以獲得電場(chǎng)失真的信息，并用于計(jì)算人手或手指的位置、跟蹤人手或手指的移動(dòng)以及區(qū)分人手或手指的移動(dòng)模式(如手勢(shì)等)。
[0003]這種技術(shù)在電路上可以近似于圖1的模型，當(dāng)有生物體如人手或手指進(jìn)入到電場(chǎng)內(nèi)時(shí)，人手或手指會(huì)分流掉一部分電流，通過(guò)檢測(cè)所接收到的電流的微弱變化及若干電流信號(hào)的相關(guān)性獲得人手或手指的三維坐標(biāo)位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何在人機(jī)交互中增強(qiáng)輸入能力和交互體驗(yàn)。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種輸入裝置，包括:面板；
[0006]電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極，位于所述面板的中心，用于產(chǎn)生電場(chǎng)；
[0007]環(huán)繞所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極設(shè)置的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極，用于檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化；
[0008]電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片，用于根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間中的位置變化數(shù)據(jù)；
[0009]處理單元，用于根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0010]可選地，所述面板包括:
[0011 ] 觸摸面板和電場(chǎng)感應(yīng)電極板；
[0012]所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板上。
[0013]可選地，所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板為貼于觸摸面板背面的獨(dú)立的印刷電路板或者柔性電路板；
[0014]矩形的電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板的中間，四個(gè)長(zhǎng)條形的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板上電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極的四周。
[0015]可選地，所述面板為電容觸摸面板；所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極采用透明導(dǎo)電薄膜材料制作在所述電容觸摸面板上。
[0016]可選地，所述導(dǎo)電體為人手或手指；
[0017]所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令是指:
[0018]所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。[0019]可選地，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令是指:
[0020]所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前使用 狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0021]本發(fā)明還提供了一種輸入方法，應(yīng)用于上述任一輸入裝置中；所述方法包括:
[0022]通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極產(chǎn)生電場(chǎng)；
[0023]通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)接收電極檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化；
[0024]電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間 中的位置變化數(shù)據(jù)；
[0025]處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0026]可選地，所述處理單元根據(jù)位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括:
[0027]所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前使用 狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所述位置變化數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0028]可選地，所述導(dǎo)電體為人手或手指；
[0029]所述處理單元根據(jù)位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括:
[0030]所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控 制指令。
[0031 ] 可選地，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括:
[0032]當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為手指輕觸所述面板上手對(duì)所述面板的投影區(qū)時(shí)，所述處理單元 根據(jù)手的投影區(qū)的位置，判斷該輕觸處于所述手的投影區(qū)的左半部分還是右半部分；
[0033]根據(jù)判斷結(jié)果生成相當(dāng)于鼠標(biāo)左、右鍵功能的控制指令。
[0034]可選地，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括:
[0035]當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為在手的投影區(qū)中間用手指做上下滑動(dòng)或前后移動(dòng)時(shí)，所述處理 單元生成相當(dāng)于鼠標(biāo)滾輪操作的控制指令。
[0036]本發(fā)明的技術(shù)方案可以進(jìn)行多種人體信息的輸入，應(yīng)用的場(chǎng)景豐富；可以制作成 非常輕薄的平板形狀，便于攜帶，例如可以做成插入筆記本電腦和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備背 部的專(zhuān)用卡槽的形態(tài)。用人手或手指等就可以輸入包括鼠標(biāo)功能在內(nèi)的諸多控制指令，人 手或手指即使不與面板直接接觸的情況下也能夠進(jìn)行輸入，在車(chē)船等顛簸情形下也可以提 供較好的輸入使用體驗(yàn)。與傳統(tǒng)的鼠標(biāo)和觸摸板輸入設(shè)備相比，可以增強(qiáng)輸入能力和增強(qiáng) 交互體驗(yàn)效果，而且耗電量非常小，作為無(wú)線設(shè)備使用時(shí)可以大大延長(zhǎng)電池使用壽命；而且 可以由用戶(hù)開(kāi)發(fā)出很多新穎的用途，例如掛在臥室門(mén)口，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以用作歹徒 入侵的報(bào)警器等功能，而用戶(hù)只需要修改對(duì)應(yīng)的應(yīng)用即可。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為電場(chǎng)感應(yīng)的原理示意圖；
[0038]圖2為實(shí)施例一中面板的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0039]圖3為圖2中電場(chǎng)感應(yīng)電極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為實(shí)施例一中面板的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0041]圖5為實(shí)施例一中空間位置識(shí)別原理不意圖之一；
[0042]圖6為實(shí)施例一中空間位置識(shí)別原理不意圖之二 ；[0043]圖7為實(shí)施例二中輸入裝置的示意框圖；
[0044]圖8為實(shí)施例三中輸入方法的流程示意圖；
[0045]圖9為實(shí)施例三中第一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖；
[0046]圖10為實(shí)施例三中第二個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖；
[0047]圖11為實(shí)施例三中第三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖；
[0048]圖12為實(shí)施例三中第四個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖；
[0049]圖13為實(shí)施例三中第五個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖；
[0050]圖14為實(shí)施例三中第六個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的使用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0052]需要說(shuō)明的是，如果不沖突，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié) 合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況 下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0053]實(shí)施例一、一種輸入裝置，包括:面板；
[0054]電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極，位于所述面板的中心，用于產(chǎn)生電場(chǎng)；
[0055]環(huán)繞所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極設(shè)置的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極，用于檢測(cè)電場(chǎng)的變化；
[0056]電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片，用于根據(jù)電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間中的 位置變化數(shù)據(jù)；
[0057]處理單元，用于根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0058]本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電體可以為人手或手指，還可以是其它與生物體具有相同或 相似導(dǎo)電特性的器具。
[0059]本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述面板包括:觸摸面板和電場(chǎng)感應(yīng)電極板；所述 電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板上。
[0060]該實(shí)施方式中，所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板可以為貼于觸摸面板背面的印刷電路板(SP PCB板)或者柔性電路板(即FPC板)，兩者之間還可以包括一顯示屏；所述輸入裝置還包括 與所述觸摸面板相連的觸摸驅(qū)動(dòng)芯片，以及與所述顯示屏相連的顯示屏驅(qū)動(dòng)電路。
[0061]觸摸面板、顯示屏和電場(chǎng)感應(yīng)電極板所組成的多層面板復(fù)合結(jié)構(gòu)如圖2所示。其 中，觸摸面板可以但不限于為電容觸摸面板21 ;顯示屏可以但不限于為電子墨水屏22，電 容觸摸面板21、電子墨水屏22和電場(chǎng)感應(yīng)電極板23依次疊放在一起，形成所述面板。
[0062]在其他的實(shí)施方式中，所述面板包括觸摸面板、顯示屏和電場(chǎng)感應(yīng)電極板等中的 任意一種或任意組合。
[0063]該實(shí)施方式中，所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板的一種備選方案如圖3所不,矩形的電場(chǎng)感 應(yīng)發(fā)射電極31位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板30的中間，四個(gè)長(zhǎng)條形的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極32位 于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板30上電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極31的四周。實(shí)施時(shí)也可以用其它方案實(shí)現(xiàn) 本實(shí)施方式。
[0064]本實(shí)施例的另一種實(shí)施方式中，所述面板是利用電容觸摸面板制造中常用的透明 導(dǎo)電ITO (透明導(dǎo)電薄膜)材料，在普通電容觸摸面板上額外制作電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng) 感應(yīng)接收電極而形成的一體化面板。[0065]該另一種實(shí)施方式的一種備選方案如圖4所示，在電容觸摸電極42的下方覆蓋一 層矩形的由ITO材料制成的電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極41，在其邊緣處制作多個(gè)電場(chǎng)感應(yīng)接收電極 43即可實(shí)現(xiàn)電容-電場(chǎng)感應(yīng)一體化面板。其中，這些電場(chǎng)感應(yīng)接收電極43可與電容觸摸電 極42同層設(shè)置。實(shí)施時(shí)也可以用其它方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式。
[0066]下面舉例說(shuō)明當(dāng)進(jìn)入電場(chǎng)的導(dǎo)電體為人手時(shí)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，所述輸入裝 置如何識(shí)別人手的操作。
[0067]I)當(dāng)人手只是懸在所述面板上方做一些操作而沒(méi)有與所述面板接觸時(shí)，首先確定 人手的空間位置，即其幾何中心投影在所述面板上的坐標(biāo)(x，y)，以及其與面板的距離h， 如圖5所示。下面以圖3所示的四個(gè)長(zhǎng)條形電場(chǎng)感應(yīng)接收電極圍繞一個(gè)矩形電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射 電極的結(jié)構(gòu)為例，說(shuō)明所述電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片如何通過(guò)檢測(cè)所述電場(chǎng)感應(yīng)接收電極的電流 信號(hào)變化來(lái)獲得人手的空間位置。
[0068]如圖3給出的例子中，設(shè)四個(gè)電極采樣到的電壓分變?yōu)閂X1，VX2，VY1，VY2。設(shè)定感 應(yīng)板的中心為坐標(biāo)系零點(diǎn)，人手沒(méi)有進(jìn)入電場(chǎng)的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電極的感應(yīng)值為分別為ful 1_ scale_xl, full_scale_x2, full_scale_yl, full_scale_y2, hmax 為最高檢測(cè)高度，可以得 出以下關(guān)系:
[0069]AX=VX1-VX2
[0070]AY=VY2-VY1
[0071]Px=(VXI/full_scale_xl+VX2/full_scale_x2)/2
[0072]Py= (VYI/full_scale_yl+VY2/full_scale_y2)/2
[0073]Pxy= (Px+Py) /2
[0074]坐標(biāo) x=kx*Px* A X+offset_x
[0075]坐標(biāo) y=ky*Py* A Y+offset_y
[0076]與面板的距離 h=hmax*Pxy+offset_h
[0077]其中kx和ky是在不同的距離上坐標(biāo)位置的校正系數(shù)，offset_x、offset_y和 OfTsetJ1是用于消除漂移的校正值，這些變量可根據(jù)實(shí)際的電場(chǎng)感應(yīng)電極板進(jìn)行實(shí)測(cè)得 至IJ。上述算法也可使用于其它電場(chǎng)感應(yīng)芯片中，以獲得人手幾何中心投影在所述面板上的 坐標(biāo)(x，y)，以及其與面板的距離h。
[0078]若所述電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片采用的是能夠獲取空間位置的電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片(比如 microchip公司的電場(chǎng)感應(yīng)芯片MGC3130)，由于該公司提供的固件算法可以直接獲取這兩 個(gè)量(即坐標(biāo)(x，y)及距離h)，所以可直接獲得，比較容易。當(dāng)然，也可通過(guò)其他算法獲取坐 標(biāo)(x，y)及距離h。
[0079]2)當(dāng)人手與面板直接接觸時(shí)，其在所述面板上會(huì)形成多點(diǎn)的輪廓數(shù)據(jù)，如圖6中 左圖的情形。但在實(shí)際的操作中，由于很多用戶(hù)進(jìn)行某些操作過(guò)程中，手指部分會(huì)抬起，并 且用戶(hù)在移動(dòng)的時(shí)候只會(huì)移動(dòng)抬起的部分，由于所述面板無(wú)法檢測(cè)到這部分輪廓數(shù)據(jù)，從 而導(dǎo)致人手的接觸面輪廓數(shù)據(jù)丟失，如圖6中右圖所示方框內(nèi)的若干個(gè)點(diǎn)，這時(shí)候就需要 加入電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片提供的位置變化數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助識(shí)別，即:將所述面板提供的輪廓數(shù) 據(jù)和電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片提供的位置變化數(shù)據(jù)在所述處理單元上進(jìn)行融合運(yùn)算，或者通過(guò)通 信接口上傳于用戶(hù)設(shè)備上進(jìn)行融合運(yùn)算，以避免只由所述面板獲得的人手輪廓數(shù)據(jù)不能識(shí) 別出手指的位置改變而導(dǎo)致的無(wú)法完全反映用戶(hù)想要進(jìn)行的位移操作。[0080]該應(yīng)用場(chǎng)合下對(duì)人手位置的識(shí)別步驟如下，包括步驟S21?S23:
[0081 ] S21、從觸摸面板獲得人手的輪廓數(shù)據(jù)。
[0082]S22、若人手的輪廓數(shù)據(jù)完整，如圖6左圖所述，包括手掌和手指部分的輪廓數(shù)據(jù)， 則可通過(guò)計(jì)算得到人手的質(zhì)心坐標(biāo)(x，y)直接替代空間坐標(biāo)；若輪廓數(shù)據(jù)不完整，如圖6右 圖所示，不包括手指部分的輪廓數(shù)據(jù)，只包括手掌與所述觸摸面板接觸而形成的2塊陰影， 則根據(jù)已接觸的2個(gè)陰影塊估算手掌大小和坐標(biāo)的估算值(xc，yc)；
[0083]這種姿勢(shì)無(wú)法通過(guò)觸摸面板上的輪廓數(shù)據(jù)得到手指在空間中的具體位置，但可以 通過(guò)4個(gè)電場(chǎng)感應(yīng)接收電極的電流信號(hào)衰減的程度，估算出手沒(méi)有接觸觸摸面板的其余部 分的空間坐標(biāo)。
[0084]S23、將所述估算值xc和yc，以及根據(jù)電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片提供的位置變化數(shù)據(jù)得 到的人手懸空部分的空間坐標(biāo)進(jìn)行質(zhì)心運(yùn)算，得到整個(gè)人手的幾何中心投影在所述面板上 的實(shí)際坐標(biāo)(x，y)。
[0085]在上述融合運(yùn)算中，可對(duì)二者的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)可信度評(píng)定的系統(tǒng)，利用卡爾曼濾 波進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣可以得出更為精準(zhǔn)的位移數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述處 理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令具體可以是指:
[0086]所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控 制指令。
[0087]該實(shí)施方式中，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令具體可以是 指:
[0088]所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前應(yīng)用 狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0089]該實(shí)施方式可以使同樣的手勢(shì)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下產(chǎn)生不一樣的控制指令，所述手 勢(shì)不僅包括人手或手指的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，也包括各種導(dǎo)電體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。比如當(dāng)前應(yīng)用狀態(tài)為 運(yùn)行防盜應(yīng)用時(shí)的防盜狀態(tài)；防盜狀態(tài)對(duì)應(yīng)的所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系為:手勢(shì)與報(bào)警的控制指 令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比如當(dāng)手勢(shì)為向面板靠近時(shí)對(duì)應(yīng)的控制指令為報(bào)警；如果當(dāng)前應(yīng)用狀 態(tài)是普通的鼠標(biāo)狀態(tài)，則所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系為手勢(shì)與移動(dòng)鼠標(biāo)指針、點(diǎn)擊鼠標(biāo)左、右鍵、滑 動(dòng)鼠標(biāo)滾輪的控制指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0090]本實(shí)施例提供了一種全新概念的輸入裝置，可以實(shí)現(xiàn)諸如手勢(shì)識(shí)別、手寫(xiě)板、空中 書(shū)寫(xiě)、全自由度鼠標(biāo)、生物接近報(bào)警、立體顯示游戲交互等功能。該輸入裝置可以在無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)的環(huán)境內(nèi)跟平板電腦或個(gè)人計(jì)算機(jī)等終端通信，所有傳感器的數(shù)據(jù)接口可以公開(kāi)給用 戶(hù)，用戶(hù)甚至可以自行開(kāi)發(fā)APP來(lái)擴(kuò)展本輸入平臺(tái)的功能。
[0091]實(shí)施例二, 一種輸入裝置,如圖7所示,所述輸入裝置包括面板71、電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng) 芯片72及處理單元73。
[0092]所述面板71包括電容觸摸面板712、電場(chǎng)感應(yīng)電極板711及顯示屏713 ;所述電場(chǎng) 感應(yīng)電極板711上設(shè)置了電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極，均與所述電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng) 芯片72相連。
[0093]所述處理單元73為MCU (微處理單元)；
[0094]所述輸入裝置還包括:
[0095]電容觸摸驅(qū)動(dòng)芯片74，用于根據(jù)所述處理單元73的控制驅(qū)動(dòng)所述電容觸摸面板712在二維空間上讀取多點(diǎn)觸摸手勢(shì)；
[0096]顯示屏驅(qū)動(dòng)電路75，可以根據(jù)所述處理單元73的控制在所述顯示屏713上顯示用 戶(hù)界面，增強(qiáng)交互效果；
[0097]USB接口 76，用于提供與PC或其他設(shè)備之間的有線連接；
[0098]無(wú)線通信模塊77，用于提供與其它設(shè)備的無(wú)線連接，可以為藍(lán)牙、2.4G/5.8G、WIFI 或者zigbee模塊等。
[0099]實(shí)施例三、一種輸入方法，應(yīng)用于上述任一實(shí)施例的輸入裝置中，所述方法如圖8 所示，包括:
[0100]801、通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極產(chǎn)生電場(chǎng)；
[0101]802、通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)接收電極檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化；
[0102]803、電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維 空間中的位置變化數(shù)據(jù)；
[0103]804、處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0104]本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電體為人手或手指；
[0105]所述步驟804具體可以包括:
[0106]所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控 制指令。
[0107]本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令 的步驟具體可以包括:
[0108]所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前使用 狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
[0109]本實(shí)施例的第一種應(yīng)用場(chǎng)景如圖9所示，用戶(hù)將手放在面板(如上述任一實(shí)施例 的輸入裝置的面板)上時(shí)，所述生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟具體可以包括: 當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為整個(gè)手移動(dòng)時(shí)，所述處理單元根據(jù)所述電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片檢測(cè)出的手的 移動(dòng)的方向和距離，生成相當(dāng)于鼠標(biāo)向相應(yīng)方向移動(dòng)相應(yīng)距離的控制指令。
[0110]本實(shí)施例的第二種應(yīng)用場(chǎng)景如圖10所示，所述生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制 指令的步驟包括:當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為手指輕觸所述面板上手對(duì)所述面板的投影區(qū)時(shí)，所述 電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)手的投影區(qū)的位置(可以但不限于以手的幾何中心投影在所述面板 上的坐標(biāo)(X，y)表示)，判斷該輕觸處于所述手的投影區(qū)的左半部分93還是右半部分91，所 述處理單元根據(jù)判斷結(jié)果生成相當(dāng)于鼠標(biāo)左、右鍵功能的控制指令；當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為用 戶(hù)在投影區(qū)中間92用手指做上下滑動(dòng)或前后移動(dòng)時(shí)，所述處理單元生成相當(dāng)于鼠標(biāo)滾輪 操作的控制指令。用戶(hù)在操作的時(shí)候手可以非常自由的在面板表面和空間上運(yùn)動(dòng)，手指可 以懸空。用戶(hù)還可以做出手握鼠標(biāo)的動(dòng)作，仿佛手中確實(shí)有一個(gè)鼠標(biāo)，以滿(mǎn)足用戶(hù)之前的操 作習(xí)慣。
[0111]本實(shí)施例的第三種應(yīng)用場(chǎng)景如圖11所示，當(dāng)手懸空于面板上時(shí),用手從空中做上 下左右以及其組合方向的滑動(dòng)、順逆時(shí)針轉(zhuǎn)圈、打鉤和打叉等操作時(shí)，根據(jù)之前的人手部投 影算法，不難得出手的三維運(yùn)動(dòng)軌跡；這個(gè)軌跡在數(shù)據(jù)上的表達(dá)形式是一個(gè)含有三個(gè)分量 的序列[X，y, h]，分別是手對(duì)于所述面板上方空間的x、y坐標(biāo)和距離；對(duì)連續(xù)采樣到序列進(jìn) 行分析可以非常容易的得出其運(yùn)動(dòng)軌跡，從而通過(guò)位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)；還可以采用已有芯片完成手勢(shì)識(shí)別。所述處理單元可以分別生成各手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令，以完成相應(yīng) 的功能。
[0112]本實(shí)施例的第四種應(yīng)用場(chǎng)景如圖12所示，在運(yùn)行手寫(xiě)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)用狀態(tài)為手寫(xiě)狀 態(tài)，手寫(xiě)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系為:所識(shí)別出的手勢(shì)與輸入筆劃之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。用戶(hù)可 以用手在面板上書(shū)寫(xiě)。面板上附帶的屏可以顯示記錄下的筆畫(huà)。這項(xiàng)功能可以依靠電容觸 摸板采樣到的數(shù)據(jù)，通過(guò)平臺(tái)端的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)識(shí)別。
[0113]本實(shí)施例的第五種應(yīng)用場(chǎng)景如圖13所示，在運(yùn)行手寫(xiě)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)用狀態(tài)為懸空手 寫(xiě)狀態(tài)，懸空手寫(xiě)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系為:所識(shí)別出的手勢(shì)與輸入筆劃之間的對(duì)應(yīng)關(guān) 系。用戶(hù)可以用手在空中書(shū)寫(xiě)并識(shí)別出所寫(xiě)的字。面板上附帶的屏可以顯示記錄下的筆畫(huà)。 該功能類(lèi)似于手勢(shì)識(shí)別功能，傳統(tǒng)的書(shū)寫(xiě)識(shí)別僅僅對(duì)一組含2個(gè)分量[x，y]的序列進(jìn)行特 征分析?？罩袝?shū)寫(xiě)則是對(duì)含有三個(gè)分量的序列[x，y，h]進(jìn)行特征分析和特征庫(kù)建立。
[0114]本實(shí)施例的第六種應(yīng)用場(chǎng)景如圖14所示，該屏幕也可以是支持裸眼3D的屏幕或 者是柔性屏。利用之前描述的手勢(shì)識(shí)別的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)空手對(duì)裸眼3D所顯示的虛擬立體 物進(jìn)行交互，比如當(dāng)手從圖14左圖所示的形態(tài)改變?yōu)橛覉D所示的形態(tài)時(shí)，可以識(shí)別為手在 空間中的抓取動(dòng)作。面板上的若使用裸眼3D的屏幕可以顯示一些n物體來(lái)增強(qiáng)互動(dòng)性， 應(yīng)用狀態(tài)為交互狀態(tài)，交互狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系為:所識(shí)別出的手勢(shì)與產(chǎn)生的動(dòng)作結(jié) 果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如做屏幕上顯示一個(gè)杯子，當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為出拳的動(dòng)作時(shí)，則生成 顯示杯子碎裂的樣子的控制指令。
[0115]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輸入裝置，包括:面板； 其特征在于，還包括: 電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極，位于所述面板的中心，用于產(chǎn)生電場(chǎng)； 環(huán)繞所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極設(shè)置的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極，用于檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化；電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片，用于根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間中的位置變化數(shù)據(jù)； 處理單元，用于根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述面板包括: 觸摸面板和電場(chǎng)感應(yīng)電極板；所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板上。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其特征在于: 所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板為貼于觸摸面板背面的獨(dú)立的印刷電路板或者柔性電路板； 矩形的電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極·位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板的中間，四個(gè)長(zhǎng)條形的電場(chǎng)感應(yīng)接收電極位于所述電場(chǎng)感應(yīng)電極板上電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極的四周。
4.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于: 所述面板為電容觸摸面板；所述電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極和電場(chǎng)感應(yīng)接收電極采用透明導(dǎo)電薄膜材料制作在所述電容觸摸面板上。
5.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于: 所述導(dǎo)電體為人手或手指； 所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令是指: 所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
6.如權(quán)利要求5所述的輸入裝置，其特征在于，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令是指: 所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
7.一種輸入方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的輸入裝置中；所述方法包括: 通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)發(fā)射電極產(chǎn)生電場(chǎng)； 通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)接收電極檢測(cè)所述電場(chǎng)的變化； 電場(chǎng)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)所述電場(chǎng)的變化確定進(jìn)入所述電場(chǎng)的導(dǎo)電體在三維空間中的位置變化數(shù)據(jù)； 處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述處理單元根據(jù)位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括: 所述處理單元判斷所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)，根據(jù)所述輸入裝置的當(dāng)前使用狀態(tài)對(duì)應(yīng)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成所述位置變化數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的控制指令。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于: 所述導(dǎo)電體為人手或手指；所述處理單元根據(jù)位置變化數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括: 所述處理單元根據(jù)所述位置變化數(shù)據(jù)識(shí)別出手勢(shì)，生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括: 當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為手指輕觸所述面板上手對(duì)所述面板的投影區(qū)時(shí)，所述處理單元根據(jù)手的投影區(qū)的位置，判斷該輕觸處于所述手的投影區(qū)的左半部分還是右半部分； 根據(jù)判斷結(jié)果生成相當(dāng)于鼠標(biāo)左、右鍵功能的控制指令。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述處理單元生成所識(shí)別出的手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令的步驟包括: 當(dāng)識(shí)別出的手勢(shì)為在手的投影區(qū)中間用手指做上下滑動(dòng)或前后移動(dòng)時(shí)，所述處理單元生成相當(dāng)于鼠標(biāo)滾輪操作的.控制指令。
【文檔編號(hào)】G06F3/0346GK103440049SQ201310381796
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】蔣凌峰 申請(qǐng)人:深圳超多維光電子有限公司