2024年10月11日发(作者：郭俊人)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.4
(22)申请日 2013.01.11
(71)申请人 深圳市宇恒互动科技开发有限公司
地址 518049 广东省深圳市福田区梅林路三号蓝天绿都家园附楼三楼
(72)发明人 罗富强
(74)专利代理机构 深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)
代理人 张约宗
(51)
(10)申请公布号 CN 103092357 A
(43)申请公布日 2013.05.08
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种扫描定位的实现方法及投影键
盘装置
(57)摘要
本发明公开了一种扫描定位的实现
方法及投影键盘装置，该扫描定位的实现
方法包括：控制运算单元通过信号控制投
影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射
的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘
图案；控制运算单元通过信号控制光发射
扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的
光扫描在第二投影面上，以扫描按键点；
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜
的镜面偏转来接收每一按键点处反射回的
光；光接收单元将光信号转换成电信号；
控制运算单元计算手指反射点处的相对坐
标，并将相对坐标与数据库中相应的键盘
图案所对应的定位数据进行对比，以获得
手指反射点处的按键动作信息。实施本发
明的技术方案，减少前后排按键点的反射
干扰，提高了定位精度。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):G06F 3/02专利
2022-12-20
号:ZL2申请
日:20130111授权公告
日:20160224
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1.一种扫描定位的实现方法，其特征在于，包括：
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫
描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光
扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影
面之上；
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按键点处
反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
D.光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所述相
对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手指反射点
处的按键动作信息。
2.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在步骤A之前还包括：
平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和角度，并
将监测信息发送至控制运算单元；
控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜发送
控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的镜面偏转。
3.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在步骤B中，在投影
按键点时，光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
4.根据权利要求3所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在所述步骤E中，控
制运算单元根据转换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否
有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐
标。
5.根据权利要求3所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在所述步骤E中，控
制运算单元根据转换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间
和光接收扫描镜的接收时间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号
进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
6.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，第二投影面比第一投
影面高0~5毫米。
7.一种投影键盘装置，其特征在于，包括：控制运算单元、至少一个投影扫描镜、
至少一个光发射扫描镜、至少一个光接收扫描镜和光接收单元，而且，
控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描在
第一投影面上，以投影出键盘图案；
控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描
在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影面之
上；
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按键点处反射
回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所述相对坐
标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手指反射点处的
按键动作信息。
8.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所述投影键盘还包括：
平面传感器单元，用于监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和角
度，并将监测信息发送至控制运算单元；
所述控制运算单元，还用于根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接
收扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的
镜面偏转。
9.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，在投影按键点时，光发射扫
描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
10.根据权利要求9所述的投影键盘装置，其特征在于，所述控制运算单元根据转
换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通
过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
11.根据权利要求9所述的投影键盘装置，其特征在于，所述控制运算单元根据转
换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜的
接收时间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手
指反射点处的相对坐标。
12.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所投影出的键盘图案为：
标准键盘、简易键盘、鼠标图、游戏手柄图；或者，
所投影出的键盘图案为单图或多图。
13.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所述投影键盘装置包括用
于支撑手机或平板电脑且与手机或平板电脑电连接的投影架，所述投影架包括旋转
连接的横杆和竖杆，而且，所述至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，所述
至少一个光发射扫描镜和至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横杆上。
14.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，控制运算单元、至少一个
投影扫描镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。
说 明 书
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种投影键盘装置及扫描定位的实现
背景技术
目前基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）扫描
射
镜（mirror）的投影仪已初步得到应用，二维MEMS扫描镜由反射镜和使反
镜绕X轴和Y轴高速转动的制动器构成。MEMS扫描镜通过角度可
镜将激光或其它可见光源扫描式地反射在屏幕上就实现了投影
方法。
控的反射
显示。
目前的投影键盘多数利用摄像头直接捕捉反射光线，但这种方法很容易误
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述易误判的缺陷，提供
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种扫描定位的实现方
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
法，包括：
一种干扰小、精度高的投影键盘装置及扫描定位的实现方法。
判，实用性不强，也有利用固定的镂刻片投影固定模式的键盘，无法小型化，
另外这种方式无法改变投影大小和形状，限制了用户的使用灵活性。
射的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所
面
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述
D.光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并
获
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在步骤A之前还包括：
平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和
控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫
的
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在步骤B中，在投影按键点时，
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在所述步骤E中，控制运算单
光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜
镜面偏转。
角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
将所述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以
得手指反射点处的按键动作信息。
按键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
发射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影
位于第一投影面之上；
按
元根据转换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有
键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处
标。 的相对坐
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在所述步骤E中，控制运算单
元根据转换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射
接收扫描镜的接收时间来判断是否有按键按下，
进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
扫描镜的发射时间和光
且通过对所接收的光调制信号
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，第二投影面比第一投影面高0～5
本发明还构造一种投影键盘装置，包括：控制运算单元、至少一个投影扫
控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射
控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
位
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按
光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面
于第一投影面之上；
的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
描镜、至少一个光发射扫描镜、至少一个光接收扫描镜和光接收单元，而且，
毫米。
控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所
手
在本发明所述的投影键盘装置中，所述投影键盘还包括：
平面传感器单元，用于监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的
所述控制运算单元，还用于根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描
光
在本发明所述的投影键盘装置中，在投影按键点时，光发射扫描镜在不同
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元根据转换后的电信
所
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元根据转换后的电信
时
号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜的接收
间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来
反射点处的相对坐标。
号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对
接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
按键点所反射的光调制信号不同。
镜和光接收扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和
接收扫描镜的镜面偏转。
距离和角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得
指反射点处的按键动作信息。
获得手指
在本发明所述的投影键盘装置中，所投影出的键盘图案为：标准键盘、简
易键盘、鼠标图、游戏手柄图；或者，
所投影出的键盘图案为单图或多图。
在本发明所述的投影键盘装置中，所述投影键盘装置包括用于支撑手机或
横
平板电脑且与手机或平板电脑电连接的投影架，所述投影架包括旋转连接的
杆和竖杆，而且，所述至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，
一个光发射扫描镜和至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横
所述至少
杆上。
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元、至少一个投影扫描
实施本发明的技术方案，光发射扫描镜、光接收扫描镜专门对每个按键点
的
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明投影键盘装置实施例一的逻辑图；
图2是本发明投影键盘装置实施例二的逻辑图
图3是本发明扫描定位的实现方法实施例一的流程图；
图4是本发明扫描定位的实现方法实施例二的流程图。
进行扫描，即一发一收，不仅能量消耗少，还能保证每个按键点处的反射光
反射强度保持一致，减少前后排按键点的反射干扰，提高了定位精度。
镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。
具体实施方式
如图1所示，在本发明投影键盘装置实施例一的逻辑图中，该投影键盘装
镜
置包括：控制运算单元10、投影扫描镜20、光发射扫描镜30、光接收扫描
40和光接收单元50。在此说明的是，图中虽然仅示出了一个投影扫
光发射扫描镜30、光接收扫描镜40，但在实际应用中，可根
多个投影扫描镜20、光发射扫描镜30、光接收扫描镜
镜30、光接收扫描镜40成对出现，且扫描频率
运算单元10通过信号控制投影扫描镜20
扫描在第一投影面上，以投影出键
键盘、简易键盘、鼠标图、
10通过信号控制光
第二投影面上，
之上，
描镜20、
据实际需要设置
40，而且，光发射扫描
同步。在该投影键盘中，控制
的镜面偏转来将内部光源所发射的光
盘图案，所投影出的键盘图案例如为：标准
游戏手柄图，可以是单图或多图；控制运算单元
发射扫描镜30的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描在
以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影面
例如，第二投影面比第一投影面高0～5毫米；控制运算单元10通过信
再
号控制光接收扫描镜40的镜面偏转来接收每一所述按键点处反射回的光，
将所接收的光反射到光接收单元50；光接收单元50将所接收的光信
电信号，光线接收单元例如是激光接收单元、红外接收器、
控制运算单元10根据转换
述相对坐标与数据库
指反射点处的
需要设
号转换成
COMS摄像头等；
后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所
中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手
按键动作信息。因此，可实现投影键盘，而且，还能够根据实际
置投影键盘的投射类型，通过与内部数据库的关联，实现无限多种投影
按
键盘的切换与应用。另外，光发射扫描镜30、光接收扫描镜40专门对每个
键点进行扫描，即一发一收，不仅能量消耗少，还能保证每个按键点
光的反射强度保持一致，减少前后排按键点的反射干扰。 处的反射
图2是本发明投影键盘装置实施例二的逻辑图，相比图1所示的实施例一，
面
所不同的仅是，该实施例的投影键盘装置还包括平面传感器单元60，该平
传感器单元60用于监测投影扫描镜20、光发射扫描镜30和光接收
的距离和角度，并将监测信息发送至控制运算单元10。然后，
10还用于根据监测信息分别向投影扫描镜20、光发射
镜40发送控制信号，以分别调整投影扫描镜20、
扫描镜40的镜面偏转。
扫描镜40
控制运算单元
扫描镜30和光接收扫描
光发射扫描镜30和光接收
在本发明投影键盘装置的一个优选实施例中，在投影按键点时，光发射扫
描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同，从而可提高抗外来光干扰的能
力，例如，具体为：控制运算单元根据转换后的电信号，通过比较所
信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光
调来获得手指反射点处的相对坐标。或者，控制运算单
通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间
来判断是否有按键按下，且通过对所接收
射点处的相对坐标。
接收的光
调制信号进行解
元根据转换后的电信号，
和光接收扫描镜的接收时间
的光调制信号进行解调来获得手指反
下面说明该投影键盘装置实现投影键盘的原理：投影扫描镜由至少一片
MEMS扫描镜A构成，投影扫描镜将至少一个激光或
个平面，投影扫描镜在控制运算单元（例如，单
盘图案。定位扫描镜由至少一对MEMS
描镜包括光发射扫描镜和光接收扫
光点或者其它不可见光反射
元的控制下扫描出虚
平面高0～5
该平面
其它可见光点反射到一
片机）的控制下扫描出一个键
扫描镜B/C构成，其中一对MEMS扫
描镜。光发射扫描镜将至少一个激光或红外
到同一个平面范围内，光发射扫描镜在控制运算单
拟的键盘图案的按键点，按键点所形成的平面比键盘图案
毫米。平面传感器单元由MEMS加速度传感器和/或陀螺仪构成，
传感器单元用来监测并自动调节MEMS扫描镜B/C的水平角度，例如，
具体为：将该投影键盘装置水平放置在桌面上，检测出桌面的基准，然后再
将 该投影键盘装置安装成需要投影工作位置，此时检测的加速度的姿态
或陀螺仪角度变化与内部标准校验值想比较，然后控制
的角度调整。控制运算单元由单片机构成，主要
扫描镜A/B/C，并检测平面传感器单元、光接收
所带有的数字信息进行运算及判断，再将
（例如手机或平板电脑），或通过
当用户利用手指或其它装置
的位置被光发射扫描
位置的光接收
收到光
角的变化
MEMS扫描镜做同样
用来控制所有光源、MEMS
单元，然后对接收到的光点及
运算结果通过接口传送到外部装置
接口接收外部命令用于控制键盘图案的模式。
（这里以手指为例）点击投影键盘的按键时，点击
镜反射出的光点照射到，手指反射光点被同样扫描到光点
扫描镜检测到，然后将光点再反射到光接收单元。光接收单元接
点后，通过对光点的峰值强度的比较，对光点调制信号的解调的判断及
判
所带有数字信息，确定信号是否正确及定位信息。然后结合扫描点位置数据
断按键位置是否有手指点下。也可以通过计算光点发射时间和接收时
按键的位置远近进行定位。例如利用计算一发一收调制光中的
来判断远近，防止在前后按键时造成的干扰。或其他現
助定位。最后，将结
实现键盘控制
间来计算
数字信号的位数
有光測距裝置或方法协
果在数据库中查找到对应的按键编号发送到外部装置，以
功能。
在其它的一些实施例中，可在投影键盘装置的外部上设置开关，该开关与
的
控制运算单元连接，可用于控制投影扫描镜和光源，这样就能任意改变投影
键盘图案的形状及图案，改变投影形状与扫描定义相对应。比如：用
入可以输出键盘图；用于游戏可以输出游戏手柄图；用于光标
标图。可以是单图也可以是多图，比如：键盘图案可以
开的（例如，左手一块键盘图案，右手一块键盘
整的键盘图案（也即两个或多个键盘同时
据投影面积的大小，采用单片或多
于文字输
控制可以输出鼠
是一体的，也可以是分
图案），还可以左右各一个完
投影）。因此，在实际应用中，可根
片投影扫描镜。
另外，光发射扫描镜所发射的光带有数字信息，可以是扫描不同的键时带
是
在本发明投影键盘的一个具体实施例中，投影键盘装置包括用于支撑手机
或平板电脑的投影架，投影架包括旋转连接的横杆（定位杆）和竖杆（成像
而且，至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，至少一个
至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横杆上。成像杆
撑投影架在桌面上平稳摆放，侧腿可以收在成像
以旋转90度并在一起，方便存放。另外，
还能前后转动，以便调节投影成像
凹槽，方便用于摆放手机、
位置拉开呈90度，
投影架接口连
不同的信息，如按键的ASCII或针对按键与位置的1对1对应编码，也可以
时间信息，或随时间变动的数据，或人工编辑或手动输入的信息等等。
杆），
光发射扫描镜和
上还有一个侧腿用于支
杆里面，成像杆与定位杆又可
成像杆在打开与定位杆呈90度时，
的大小。在90度夹角内侧的两杆上各有一
平板电脑等物品。使用时，将成像杆从定位杆并列
当投影架与手机、平板电脑组合并且放置在桌面上后，将
接到手机或平板电脑接口上，外部手机或平板电脑将通过接口对
投影架提供电源，投影架还可以通过接口实现数据下载和升级。
架可方便地固定手机、平板电脑等，方便与任意不带投
合使用。另外，用户可以通过调节成像杆来改变
像杆内部的平面传感器单元随时在检测投
给控制运算单元，控制运算单元根
形，并且计算出键盘图案的
算法转化为光发射扫
位置坐标与成
整，来
这样，该投影
影键盘的控制显示屏组
投影图像大小，在调节时，成
影扫描镜的姿态变化，并将数据传送
据角度的变化调节投影出的键盘图案的变
边界及各按键点的位置坐标，坐标数据会通过相关
描镜和光接收扫描镜的水平扫描控制参数，保持定位扫描
像坐标的一致性。因此，用户可通过对竖杆绕横杆做前后倾斜调
改变投影出的键盘图案的大小。在按键扫描时，控制运算单元根据预先
存储的定位数据以及各个扫描镜控制参数，按设定好的频率依次控制光发射
扫 描镜和光接收扫描镜对投影出的键盘的每个键如同一对眼睛一样进行
一个发射光波，一个接收光波，光波被调制了数字信息，接收
光接收单元，解码后传给控制运算单元，根据光的强度、
结合扫描坐标可以判断出是否有按键被按下。具
键盘图案的定位坐标转化为扫描控制信号，
盘图案上的按键坐标一致，扫描定
置也就是扫描的位置。手指
点到桌面时才算按键
的光经手指反
线被直
“注视”，
到的光波反射到
解码信息对比，以及
体扫描例如为：由于投影出的
所以扫描按键的坐标与投影出的键
位依次扫描每一个按键，眼睛看到的按键位
在按键位置点下，由于扫描面与桌面很近，所以在
按下，在为点到时，由于光束很细，所以散射很小，散射
射后被光接收扫描镜收到的光很微弱，当手指点到桌面上时，光
接别手指反射，接收到的光线很强。由于扫描速度很快，所以后指点到
桌面时，扫描线有可能在扫描其它的按键，在扫描手指旁边或后面的按键时，
虽然可能扫描线会在手指上被反射，但由于光发射扫描镜和光接收扫
对应的目标不在手指位置，所以由于角度的偏差，被反射的光
描到手指按键时的反射光强，
手指在按下时快速的
的反射，强反
出那个
描镜焦距
线强度也不及扫
同时还由于每个按键扫描光所带的编码不一样，
扫描在一个周期内经过了很多次，所以很容易判断出最强
射加特别的光线编码与弱反射加其它编码相比，这就很容易判断
键别按下，而不容易混淆。
平面传感器单元包括加速度和/或陀螺仪构成的角度侦测单元，加速度传
固
感器和/或陀螺仪本身所在的内部安装位置与投影架成一定角度，当投影架
定好后，侦测投影架竖杆的倾斜位置，并且将数据传送到控制运算单
控制运算单元通过内部程序根据投影角度的变化做相应修正，
影扫描镜与横杆上的光发射扫描镜和光接收扫描镜相协
的同步，而且，保证键盘图案的几何特性或美观
元。同时，
使得竖杆上的投
调，以实现投影与定位
要求。
另外，投影架上可设有至少一个按键和至少一个LED指示灯，通过控制运
选
算单元的控制，可实现某个/些按键启动投影架的工作，某个/某些按键能够
择键盘显示模式，如标准电脑键盘、简易键盘、游戏手柄、鼠标等，
可以通过读取与之相接的手机或平板电脑进入的功能换面来自
盘的显示图。另外，可实现至少一个LED显示投影架
当然，也
动转换投影键
的工作状态。
在本发明投影键盘的另一个具体实施例中，控制运算单元、至少一个投影
这
扫描镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。在
种情况下，手机或平板电脑需要配一个用于支撑的固定架，固定架可
附带的，也可以是一种独立的辅助架。 以是机身
通过实施本发明的投影键盘装置，由于本发明投影键盘装置所投影的距离
短、范围小，所以亮度能够完全保证。定位方面水平架可用单维MEMS扫
手机用二维MEMS扫描镜。在使用投影架时，因为投影架摆
位置时固定的，所以可以不需要检测在平面上的角度；
脑内部时，由于手机
平面上的角度。
比较，
描镜，
放时与所在的平面
在集成到手机或平板电
或平板电脑在平面上的角度不固定，此时需要侦测判断在
在检测反射光时，可以采用判断峰值与数据库内保存的校验值
或增加停留时间判断，以及亮度由小到峰值再变小等多种手段判断按键
镜
的有效性，必要时需要校验最大值。另外，为排除干扰，还可以利用增加透
的方法让光束更小，减小散射面。对于组合键的判断，可以要求用户
再按下前指，松开时先松开前，再松后指。还可以根据多手指
制键盘图形的移动、拖拉、旋转等等。（如：键盘位置
旋转等）。此外还需说明的是，扫描定位可以是
准确对应按键位的方式，准确对应按键位
扫描。
先按后指，
的组合变化来控
及大小可以用手指拖拉、
与桌面平行的方式，也可以是
的方式，则要求扫描镜需要作二维的
图3是本发明扫描定位的实现方法实施例一的流程图，该扫描定位的实现
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所
面
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述
D.光接收单元对所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并
获
图4是本发明扫描定位的实现方法实施例二的流程图，该实施例与图3
F.平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离
G.控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收
镜
扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描
的镜面偏转。
和角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
所示的实施例相比，所不同的仅是，在步骤A之前还包括：
将所述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以
得手指反射点处的按键动作信息。
按键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
发射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影
位于第一投影面之上，例如，第二投影面比第一投影面高0～5毫米；
射的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
方法包括：
优选地，在本发明扫描定位的实现方法的步骤B中，在投影按键点时，
手
光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。控制运算单元在计算
指反射点处的相对坐标时，可根据转换后的电信号，通过比较所接收
的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制
获得手指反射点处的相对坐标；或者，根据转换后的电
射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜
键按下，且通过对所接收的光调制信号进
标。
的光信号
信号进行解调来
信号，通过计算手指反
的接收时间来判断是否有按
行解调来获得手指反射点处的相对坐
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领
则
域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权
围之内。
利要求范
2024年10月11日发(作者：郭俊人)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.4
(22)申请日 2013.01.11
(71)申请人 深圳市宇恒互动科技开发有限公司
地址 518049 广东省深圳市福田区梅林路三号蓝天绿都家园附楼三楼
(72)发明人 罗富强
(74)专利代理机构 深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)
代理人 张约宗
(51)
(10)申请公布号 CN 103092357 A
(43)申请公布日 2013.05.08
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种扫描定位的实现方法及投影键
盘装置
(57)摘要
本发明公开了一种扫描定位的实现
方法及投影键盘装置，该扫描定位的实现
方法包括：控制运算单元通过信号控制投
影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射
的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘
图案；控制运算单元通过信号控制光发射
扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的
光扫描在第二投影面上，以扫描按键点；
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜
的镜面偏转来接收每一按键点处反射回的
光；光接收单元将光信号转换成电信号；
控制运算单元计算手指反射点处的相对坐
标，并将相对坐标与数据库中相应的键盘
图案所对应的定位数据进行对比，以获得
手指反射点处的按键动作信息。实施本发
明的技术方案，减少前后排按键点的反射
干扰，提高了定位精度。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):G06F 3/02专利
2022-12-20
号:ZL2申请
日:20130111授权公告
日:20160224
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1.一种扫描定位的实现方法，其特征在于，包括：
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫
描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光
扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影
面之上；
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按键点处
反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
D.光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所述相
对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手指反射点
处的按键动作信息。
2.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在步骤A之前还包括：
平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和角度，并
将监测信息发送至控制运算单元；
控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜发送
控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的镜面偏转。
3.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在步骤B中，在投影
按键点时，光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
4.根据权利要求3所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在所述步骤E中，控
制运算单元根据转换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否
有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐
标。
5.根据权利要求3所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，在所述步骤E中，控
制运算单元根据转换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间
和光接收扫描镜的接收时间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号
进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
6.根据权利要求1所述的扫描定位的实现方法，其特征在于，第二投影面比第一投
影面高0~5毫米。
7.一种投影键盘装置，其特征在于，包括：控制运算单元、至少一个投影扫描镜、
至少一个光发射扫描镜、至少一个光接收扫描镜和光接收单元，而且，
控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描在
第一投影面上，以投影出键盘图案；
控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描
在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影面之
上；
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按键点处反射
回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所述相对坐
标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手指反射点处的
按键动作信息。
8.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所述投影键盘还包括：
平面传感器单元，用于监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和角
度，并将监测信息发送至控制运算单元；
所述控制运算单元，还用于根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接
收扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的
镜面偏转。
9.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，在投影按键点时，光发射扫
描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
10.根据权利要求9所述的投影键盘装置，其特征在于，所述控制运算单元根据转
换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通
过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
11.根据权利要求9所述的投影键盘装置，其特征在于，所述控制运算单元根据转
换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜的
接收时间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手
指反射点处的相对坐标。
12.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所投影出的键盘图案为：
标准键盘、简易键盘、鼠标图、游戏手柄图；或者，
所投影出的键盘图案为单图或多图。
13.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，所述投影键盘装置包括用
于支撑手机或平板电脑且与手机或平板电脑电连接的投影架，所述投影架包括旋转
连接的横杆和竖杆，而且，所述至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，所述
至少一个光发射扫描镜和至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横杆上。
14.根据权利要求7所述的投影键盘装置，其特征在于，控制运算单元、至少一个
投影扫描镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。
说 明 书
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种投影键盘装置及扫描定位的实现
背景技术
目前基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）扫描
射
镜（mirror）的投影仪已初步得到应用，二维MEMS扫描镜由反射镜和使反
镜绕X轴和Y轴高速转动的制动器构成。MEMS扫描镜通过角度可
镜将激光或其它可见光源扫描式地反射在屏幕上就实现了投影
方法。
控的反射
显示。
目前的投影键盘多数利用摄像头直接捕捉反射光线，但这种方法很容易误
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述易误判的缺陷，提供
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种扫描定位的实现方
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
法，包括：
一种干扰小、精度高的投影键盘装置及扫描定位的实现方法。
判，实用性不强，也有利用固定的镂刻片投影固定模式的键盘，无法小型化，
另外这种方式无法改变投影大小和形状，限制了用户的使用灵活性。
射的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所
面
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述
D.光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并
获
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在步骤A之前还包括：
平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离和
控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫
的
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在步骤B中，在投影按键点时，
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在所述步骤E中，控制运算单
光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。
描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜
镜面偏转。
角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
将所述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以
得手指反射点处的按键动作信息。
按键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
发射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影
位于第一投影面之上；
按
元根据转换后的电信号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有
键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处
标。 的相对坐
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，在所述步骤E中，控制运算单
元根据转换后的电信号，通过计算手指反射点处光发射
接收扫描镜的接收时间来判断是否有按键按下，
进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
扫描镜的发射时间和光
且通过对所接收的光调制信号
在本发明所述的扫描定位的实现方法中，第二投影面比第一投影面高0～5
本发明还构造一种投影键盘装置，包括：控制运算单元、至少一个投影扫
控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发射
控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
位
控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述按
光接收单元将所接收的光信号转换成电信号；
键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面
于第一投影面之上；
的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
描镜、至少一个光发射扫描镜、至少一个光接收扫描镜和光接收单元，而且，
毫米。
控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所
手
在本发明所述的投影键盘装置中，所述投影键盘还包括：
平面传感器单元，用于监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的
所述控制运算单元，还用于根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描
光
在本发明所述的投影键盘装置中，在投影按键点时，光发射扫描镜在不同
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元根据转换后的电信
所
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元根据转换后的电信
时
号，通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜的接收
间来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制信号进行解调来
反射点处的相对坐标。
号，通过比较所接收的光信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对
接收的光调制信号进行解调来获得手指反射点处的相对坐标。
按键点所反射的光调制信号不同。
镜和光接收扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和
接收扫描镜的镜面偏转。
距离和角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得
指反射点处的按键动作信息。
获得手指
在本发明所述的投影键盘装置中，所投影出的键盘图案为：标准键盘、简
易键盘、鼠标图、游戏手柄图；或者，
所投影出的键盘图案为单图或多图。
在本发明所述的投影键盘装置中，所述投影键盘装置包括用于支撑手机或
横
平板电脑且与手机或平板电脑电连接的投影架，所述投影架包括旋转连接的
杆和竖杆，而且，所述至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，
一个光发射扫描镜和至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横
所述至少
杆上。
在本发明所述的投影键盘装置中，所述控制运算单元、至少一个投影扫描
实施本发明的技术方案，光发射扫描镜、光接收扫描镜专门对每个按键点
的
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明投影键盘装置实施例一的逻辑图；
图2是本发明投影键盘装置实施例二的逻辑图
图3是本发明扫描定位的实现方法实施例一的流程图；
图4是本发明扫描定位的实现方法实施例二的流程图。
进行扫描，即一发一收，不仅能量消耗少，还能保证每个按键点处的反射光
反射强度保持一致，减少前后排按键点的反射干扰，提高了定位精度。
镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。
具体实施方式
如图1所示，在本发明投影键盘装置实施例一的逻辑图中，该投影键盘装
镜
置包括：控制运算单元10、投影扫描镜20、光发射扫描镜30、光接收扫描
40和光接收单元50。在此说明的是，图中虽然仅示出了一个投影扫
光发射扫描镜30、光接收扫描镜40，但在实际应用中，可根
多个投影扫描镜20、光发射扫描镜30、光接收扫描镜
镜30、光接收扫描镜40成对出现，且扫描频率
运算单元10通过信号控制投影扫描镜20
扫描在第一投影面上，以投影出键
键盘、简易键盘、鼠标图、
10通过信号控制光
第二投影面上，
之上，
描镜20、
据实际需要设置
40，而且，光发射扫描
同步。在该投影键盘中，控制
的镜面偏转来将内部光源所发射的光
盘图案，所投影出的键盘图案例如为：标准
游戏手柄图，可以是单图或多图；控制运算单元
发射扫描镜30的镜面偏转来将内部光源所发射的光扫描在
以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影面位于第一投影面
例如，第二投影面比第一投影面高0～5毫米；控制运算单元10通过信
再
号控制光接收扫描镜40的镜面偏转来接收每一所述按键点处反射回的光，
将所接收的光反射到光接收单元50；光接收单元50将所接收的光信
电信号，光线接收单元例如是激光接收单元、红外接收器、
控制运算单元10根据转换
述相对坐标与数据库
指反射点处的
需要设
号转换成
COMS摄像头等；
后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并将所
中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以获得手
按键动作信息。因此，可实现投影键盘，而且，还能够根据实际
置投影键盘的投射类型，通过与内部数据库的关联，实现无限多种投影
按
键盘的切换与应用。另外，光发射扫描镜30、光接收扫描镜40专门对每个
键点进行扫描，即一发一收，不仅能量消耗少，还能保证每个按键点
光的反射强度保持一致，减少前后排按键点的反射干扰。 处的反射
图2是本发明投影键盘装置实施例二的逻辑图，相比图1所示的实施例一，
面
所不同的仅是，该实施例的投影键盘装置还包括平面传感器单元60，该平
传感器单元60用于监测投影扫描镜20、光发射扫描镜30和光接收
的距离和角度，并将监测信息发送至控制运算单元10。然后，
10还用于根据监测信息分别向投影扫描镜20、光发射
镜40发送控制信号，以分别调整投影扫描镜20、
扫描镜40的镜面偏转。
扫描镜40
控制运算单元
扫描镜30和光接收扫描
光发射扫描镜30和光接收
在本发明投影键盘装置的一个优选实施例中，在投影按键点时，光发射扫
描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同，从而可提高抗外来光干扰的能
力，例如，具体为：控制运算单元根据转换后的电信号，通过比较所
信号的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光
调来获得手指反射点处的相对坐标。或者，控制运算单
通过计算手指反射点处光发射扫描镜的发射时间
来判断是否有按键按下，且通过对所接收
射点处的相对坐标。
接收的光
调制信号进行解
元根据转换后的电信号，
和光接收扫描镜的接收时间
的光调制信号进行解调来获得手指反
下面说明该投影键盘装置实现投影键盘的原理：投影扫描镜由至少一片
MEMS扫描镜A构成，投影扫描镜将至少一个激光或
个平面，投影扫描镜在控制运算单元（例如，单
盘图案。定位扫描镜由至少一对MEMS
描镜包括光发射扫描镜和光接收扫
光点或者其它不可见光反射
元的控制下扫描出虚
平面高0～5
该平面
其它可见光点反射到一
片机）的控制下扫描出一个键
扫描镜B/C构成，其中一对MEMS扫
描镜。光发射扫描镜将至少一个激光或红外
到同一个平面范围内，光发射扫描镜在控制运算单
拟的键盘图案的按键点，按键点所形成的平面比键盘图案
毫米。平面传感器单元由MEMS加速度传感器和/或陀螺仪构成，
传感器单元用来监测并自动调节MEMS扫描镜B/C的水平角度，例如，
具体为：将该投影键盘装置水平放置在桌面上，检测出桌面的基准，然后再
将 该投影键盘装置安装成需要投影工作位置，此时检测的加速度的姿态
或陀螺仪角度变化与内部标准校验值想比较，然后控制
的角度调整。控制运算单元由单片机构成，主要
扫描镜A/B/C，并检测平面传感器单元、光接收
所带有的数字信息进行运算及判断，再将
（例如手机或平板电脑），或通过
当用户利用手指或其它装置
的位置被光发射扫描
位置的光接收
收到光
角的变化
MEMS扫描镜做同样
用来控制所有光源、MEMS
单元，然后对接收到的光点及
运算结果通过接口传送到外部装置
接口接收外部命令用于控制键盘图案的模式。
（这里以手指为例）点击投影键盘的按键时，点击
镜反射出的光点照射到，手指反射光点被同样扫描到光点
扫描镜检测到，然后将光点再反射到光接收单元。光接收单元接
点后，通过对光点的峰值强度的比较，对光点调制信号的解调的判断及
判
所带有数字信息，确定信号是否正确及定位信息。然后结合扫描点位置数据
断按键位置是否有手指点下。也可以通过计算光点发射时间和接收时
按键的位置远近进行定位。例如利用计算一发一收调制光中的
来判断远近，防止在前后按键时造成的干扰。或其他現
助定位。最后，将结
实现键盘控制
间来计算
数字信号的位数
有光測距裝置或方法协
果在数据库中查找到对应的按键编号发送到外部装置，以
功能。
在其它的一些实施例中，可在投影键盘装置的外部上设置开关，该开关与
的
控制运算单元连接，可用于控制投影扫描镜和光源，这样就能任意改变投影
键盘图案的形状及图案，改变投影形状与扫描定义相对应。比如：用
入可以输出键盘图；用于游戏可以输出游戏手柄图；用于光标
标图。可以是单图也可以是多图，比如：键盘图案可以
开的（例如，左手一块键盘图案，右手一块键盘
整的键盘图案（也即两个或多个键盘同时
据投影面积的大小，采用单片或多
于文字输
控制可以输出鼠
是一体的，也可以是分
图案），还可以左右各一个完
投影）。因此，在实际应用中，可根
片投影扫描镜。
另外，光发射扫描镜所发射的光带有数字信息，可以是扫描不同的键时带
是
在本发明投影键盘的一个具体实施例中，投影键盘装置包括用于支撑手机
或平板电脑的投影架，投影架包括旋转连接的横杆（定位杆）和竖杆（成像
而且，至少一个投影扫描镜设置在投影架的竖杆上，至少一个
至少一个光接收扫描镜设置在投影架的横杆上。成像杆
撑投影架在桌面上平稳摆放，侧腿可以收在成像
以旋转90度并在一起，方便存放。另外，
还能前后转动，以便调节投影成像
凹槽，方便用于摆放手机、
位置拉开呈90度，
投影架接口连
不同的信息，如按键的ASCII或针对按键与位置的1对1对应编码，也可以
时间信息，或随时间变动的数据，或人工编辑或手动输入的信息等等。
杆），
光发射扫描镜和
上还有一个侧腿用于支
杆里面，成像杆与定位杆又可
成像杆在打开与定位杆呈90度时，
的大小。在90度夹角内侧的两杆上各有一
平板电脑等物品。使用时，将成像杆从定位杆并列
当投影架与手机、平板电脑组合并且放置在桌面上后，将
接到手机或平板电脑接口上，外部手机或平板电脑将通过接口对
投影架提供电源，投影架还可以通过接口实现数据下载和升级。
架可方便地固定手机、平板电脑等，方便与任意不带投
合使用。另外，用户可以通过调节成像杆来改变
像杆内部的平面传感器单元随时在检测投
给控制运算单元，控制运算单元根
形，并且计算出键盘图案的
算法转化为光发射扫
位置坐标与成
整，来
这样，该投影
影键盘的控制显示屏组
投影图像大小，在调节时，成
影扫描镜的姿态变化，并将数据传送
据角度的变化调节投影出的键盘图案的变
边界及各按键点的位置坐标，坐标数据会通过相关
描镜和光接收扫描镜的水平扫描控制参数，保持定位扫描
像坐标的一致性。因此，用户可通过对竖杆绕横杆做前后倾斜调
改变投影出的键盘图案的大小。在按键扫描时，控制运算单元根据预先
存储的定位数据以及各个扫描镜控制参数，按设定好的频率依次控制光发射
扫 描镜和光接收扫描镜对投影出的键盘的每个键如同一对眼睛一样进行
一个发射光波，一个接收光波，光波被调制了数字信息，接收
光接收单元，解码后传给控制运算单元，根据光的强度、
结合扫描坐标可以判断出是否有按键被按下。具
键盘图案的定位坐标转化为扫描控制信号，
盘图案上的按键坐标一致，扫描定
置也就是扫描的位置。手指
点到桌面时才算按键
的光经手指反
线被直
“注视”，
到的光波反射到
解码信息对比，以及
体扫描例如为：由于投影出的
所以扫描按键的坐标与投影出的键
位依次扫描每一个按键，眼睛看到的按键位
在按键位置点下，由于扫描面与桌面很近，所以在
按下，在为点到时，由于光束很细，所以散射很小，散射
射后被光接收扫描镜收到的光很微弱，当手指点到桌面上时，光
接别手指反射，接收到的光线很强。由于扫描速度很快，所以后指点到
桌面时，扫描线有可能在扫描其它的按键，在扫描手指旁边或后面的按键时，
虽然可能扫描线会在手指上被反射，但由于光发射扫描镜和光接收扫
对应的目标不在手指位置，所以由于角度的偏差，被反射的光
描到手指按键时的反射光强，
手指在按下时快速的
的反射，强反
出那个
描镜焦距
线强度也不及扫
同时还由于每个按键扫描光所带的编码不一样，
扫描在一个周期内经过了很多次，所以很容易判断出最强
射加特别的光线编码与弱反射加其它编码相比，这就很容易判断
键别按下，而不容易混淆。
平面传感器单元包括加速度和/或陀螺仪构成的角度侦测单元，加速度传
固
感器和/或陀螺仪本身所在的内部安装位置与投影架成一定角度，当投影架
定好后，侦测投影架竖杆的倾斜位置，并且将数据传送到控制运算单
控制运算单元通过内部程序根据投影角度的变化做相应修正，
影扫描镜与横杆上的光发射扫描镜和光接收扫描镜相协
的同步，而且，保证键盘图案的几何特性或美观
元。同时，
使得竖杆上的投
调，以实现投影与定位
要求。
另外，投影架上可设有至少一个按键和至少一个LED指示灯，通过控制运
选
算单元的控制，可实现某个/些按键启动投影架的工作，某个/某些按键能够
择键盘显示模式，如标准电脑键盘、简易键盘、游戏手柄、鼠标等，
可以通过读取与之相接的手机或平板电脑进入的功能换面来自
盘的显示图。另外，可实现至少一个LED显示投影架
当然，也
动转换投影键
的工作状态。
在本发明投影键盘的另一个具体实施例中，控制运算单元、至少一个投影
这
扫描镜、至少一个光发射扫描镜和光接收单元集成在手机、平板电脑中。在
种情况下，手机或平板电脑需要配一个用于支撑的固定架，固定架可
附带的，也可以是一种独立的辅助架。 以是机身
通过实施本发明的投影键盘装置，由于本发明投影键盘装置所投影的距离
短、范围小，所以亮度能够完全保证。定位方面水平架可用单维MEMS扫
手机用二维MEMS扫描镜。在使用投影架时，因为投影架摆
位置时固定的，所以可以不需要检测在平面上的角度；
脑内部时，由于手机
平面上的角度。
比较，
描镜，
放时与所在的平面
在集成到手机或平板电
或平板电脑在平面上的角度不固定，此时需要侦测判断在
在检测反射光时，可以采用判断峰值与数据库内保存的校验值
或增加停留时间判断，以及亮度由小到峰值再变小等多种手段判断按键
镜
的有效性，必要时需要校验最大值。另外，为排除干扰，还可以利用增加透
的方法让光束更小，减小散射面。对于组合键的判断，可以要求用户
再按下前指，松开时先松开前，再松后指。还可以根据多手指
制键盘图形的移动、拖拉、旋转等等。（如：键盘位置
旋转等）。此外还需说明的是，扫描定位可以是
准确对应按键位的方式，准确对应按键位
扫描。
先按后指，
的组合变化来控
及大小可以用手指拖拉、
与桌面平行的方式，也可以是
的方式，则要求扫描镜需要作二维的
图3是本发明扫描定位的实现方法实施例一的流程图，该扫描定位的实现
A．控制运算单元通过信号控制投影扫描镜的镜面偏转来将内部光源所发
B．控制运算单元通过信号控制光发射扫描镜的镜面偏转来将内部光源所
面
C．控制运算单元通过信号控制光接收扫描镜的镜面偏转来接收每一所述
D.光接收单元对所接收的光信号转换成电信号；
E．控制运算单元根据转换后的电信号计算手指反射点处的相对坐标，并
获
图4是本发明扫描定位的实现方法实施例二的流程图，该实施例与图3
F.平面传感器单元监测投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描镜的距离
G.控制运算单元根据监测信息分别向投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收
镜
扫描镜发送控制信号，以分别调整投影扫描镜、光发射扫描镜和光接收扫描
的镜面偏转。
和角度，并将监测信息发送至控制运算单元；
所示的实施例相比，所不同的仅是，在步骤A之前还包括：
将所述相对坐标与数据库中相应的键盘图案所对应的定位数据进行对比，以
得手指反射点处的按键动作信息。
按键点处反射回的光，再将所接收的光反射到光接收单元；
发射的光扫描在第二投影面上，以扫描所述键盘图案的按键点，且第二投影
位于第一投影面之上，例如，第二投影面比第一投影面高0～5毫米；
射的光扫描在第一投影面上，以投影出键盘图案；
方法包括：
优选地，在本发明扫描定位的实现方法的步骤B中，在投影按键点时，
手
光发射扫描镜在不同按键点所反射的光调制信号不同。控制运算单元在计算
指反射点处的相对坐标时，可根据转换后的电信号，通过比较所接收
的峰值强度来判断是否有按键按下，且通过对所接收的光调制
获得手指反射点处的相对坐标；或者，根据转换后的电
射点处光发射扫描镜的发射时间和光接收扫描镜
键按下，且通过对所接收的光调制信号进
标。
的光信号
信号进行解调来
信号，通过计算手指反
的接收时间来判断是否有按
行解调来获得手指反射点处的相对坐
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领
则
域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权
围之内。
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