移動設備及實現移動設備空中觸控的系統、控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種移動設備及實現移動設備空中觸控的系統、控制裝置，所述系統包括控制裝置和移動設備，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，以根據所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值；所述控制器還用于將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而使得移動設備根據所述屏幕坐標值進行操作。通過上述方式，本發明能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現觸控操作，從而使得觸控操作便捷快速，且能夠提高產品的娛樂性。
【專利說明】移動設備及實現移動設備空中觸控的系統、控制裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及觸控【技術領域】，特別是涉及一種移動設備及實現移動設備空中觸控的 系統、控制裝置。
【背景技術】
[0002] 與傳統的鼠標、鍵盤操作方式相比，現有手指直接觸摸屏幕的觸控操作方式具有 操作簡單直觀、娛樂性強等優點，觸控技術目前已廣泛應用于各種電子產品，使得越來越多 的電子產品都具有觸摸屏功能，例如具有觸摸屏的智能手機、MP3、數碼相機、取款機、GPS導 航儀、展示用的商業顯示屏等。觸摸屏是一種簡單、方便、自然的人機交互方式，只需通過手 指或觸摸筆等觸摸介質觸碰屏幕上顯示的圖形文字即可實現對主機的操作，人機交互直截 了當，大大降低了對產品操作的門檻。
[0003] 現有技術中，在對具有觸摸屏功能的產品進行操作時，例如在操作具有觸摸屏的 智能手機時，通常都是通過手指直接觸碰手機屏幕上的圖形文字，從而手機根據手指在屏 幕上的位置實現相應操作，即手指需與手機屏幕接觸才能夠實現觸摸操作，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，且當用戶在洗滌或忙于其他工作時， 要操作手機往往較為麻煩，例如需要先將手指擦干，或者需要放下手中工作走近手機后才 能進行觸控操作。如此一來極不方便用戶使用，且降低觸控操作的娛樂性。
【發明內容】
[0004] 本發明主要解決的技術問題是提供一種移動設備及實現移動設備空中觸控的系 統、控制裝置，能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現觸控操作，使得觸控操作便捷快 速，且能夠提高產品的娛樂性。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種實現移動設備空 中觸控的系統，包括控制裝置和移動設備，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，所述移動設備包括主機和第二通信接口；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，以根據所述任意三個位置傳感器分別獲取的所述距離值計算得到 所述空中觸控物的感應坐標值；所述控制器還用于根據所述任意三個位置傳感器所定義 的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之 間的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏 幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，并將所述屏幕坐標值作為空中觸控信息通過所述第一通信 接口發送至所述第二通信接口，以使得所述移動設備的主機根據所述空中觸控信息進行操 作；或者所述控制器還用于將計算得到的所述感應坐標值作為空中觸控信息通過所述第一 通信接口發送至所述第二通信接口，以使得所述移動設備的主機根據所述任意三個位置傳 感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏 幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述 移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐標值進行操作。
[0006] 其中，所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的 所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標 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，根據每個所述位置傳感器 對應的平均距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種用于移動設備 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 包括設置所述四個位置傳感器的第一區域、放置所述移動設備的第二區域、設置所述第一 通信接口的第三區域和設置所述控制器的第四區域，所述第一區域位于所述第二區域的周 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，以根據所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值；所述控制器還用于根 據所述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標 系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所 述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，并將所述屏幕坐標值作 為空中觸控信息通過所述第一通信接口發送至所述移動設備，以使得所述移動設備根據所 述空中觸控信息進行操作；或者所述控制器還用于將計算得到的所述感應坐標值作為空 中觸控信息通過所述第一通信接口發送給所述移動設備，以使得所述移動設備根據所述任 意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動 設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸 控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐標值進行操 作。
[0009] 其中，所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的 所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標 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，根據每個 所述位置傳感器對應的平均距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值。
[0011] 其中，所述控制裝置是移動設備外套，所述移動設備外套包括收容所述移動設備 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] 為解決上述技術問題，本發明采用的又一個技術方案是：提供一種移動設備，包括 主機和第二通信接口；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其上 方的空中觸控操作進而得到的空中觸控信息，所述主機用于根據所述空中觸控信息進行操 作。
[0014] 為解決上述技術問題，本發明采用的又一個技術方案是：提供一種移動設備，包括 主機和第二通信接口；所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器計算得到的空中觸控 物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，所述主機用于根據所述屏幕坐標值 進行操作；其中，所述屏幕坐標值為所述控制器將根據任意三個位置傳感器分別獲取的空 中觸控物與相應位置傳感器之間的距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值，按照所 述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和 移動設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系轉換得到；或者所述第二通信接口用于接收控 制裝置的控制器根據任意三個位置傳感器分別獲取的空中觸控物與相應位置傳感器之間 的距離值計算得到的所述空中觸控物的感應坐標值，所述主機用于根據所述任意三個位置 傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的 屏幕坐標系之間的映射關系，將所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備 屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐標值進行操作。
[0015] 其中，所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的 所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標 值。
[0016] 本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明實現移動設備空中觸控的 系統中，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算得到空中觸控物的感應坐標值， 并根據所述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系和屏幕的屏幕坐標系之間的映射關 系，將感應坐標值轉換為屏幕的屏幕坐標值，以得到空中觸控信息，并通過第一通信接口將 空中觸控信息發送給移動設備的主機，以使得移動設備的主機根據空中觸控信息進行操 作，如此一來用戶在對移動設備進行操作時，不需要直接觸碰移動設備，只需在位置傳感器 的感應范圍內進行觸控操作，由此當位置傳感器感應到空中觸控物時即可得到觸發移動設 備進行操作的空中觸控信息，從而實現對移動設備的空中觸控，與現有的直接觸碰移動設 備的操作方式相比，更方便快捷，且使得操作的娛樂性更強，具有更好的用戶體驗；此外，由 于本發明無需對現有移動設備比如手機進行重新設計，只需要在現有移動設備之外加一個 控制裝置即能實現本發明功能，適用性非常強，易于為用戶接受。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明實現移動設備空中觸控的系統一實施方式的結構示意圖；
[0018] 圖2是本發明實現移動設備空中觸控的系統一實施方式的立體示意圖；
[0019] 圖3是本發明實現移動設備空中觸控的系統一實施方式中，控制器根據預定的三 角算法計算空中觸控物相對移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值的原理示意圖；
[0020] 圖4是本發明實現移動設備空中觸控的系統另一實施方式中，控制裝置的立體示 意圖；
[0021] 圖5是圖2所示的系統的平面示意圖，其中，圖中僅示出了位置傳感器和移動設 備；
[0022] 圖6是本發明實現移動設備空中觸控的系統又一實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備；
[0023] 圖7是本發明實現移動設備空中觸控的系統又一實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備；
[0024] 圖8是本發明實現移動設備空中觸控的系統又一實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備；
[0025] 圖9是本發明實現移動設備空中觸控的系統又一實施方式中，控制裝置的立體示 意圖。
【具體實施方式】
[0026] 本發明主要用于實現具有觸摸屏功能的移動設備例如移動設備（如平板電腦、智 能手機等）、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備的 觸摸屏即可實現對移動設備的操作。
[0027] 下面將結合附圖和實施方式對本發明進行詳細說明。
[0028] 參閱圖1，本發明實現移動設備空中觸控的系統一實施方式中，實現移動設備空中 觸控的系統包括控制裝置10和移動設備12,移動設備例如為平板電腦或智能手機等。其 中，控制裝置10主要用于使移動設備12能夠響應用戶的操作。控制裝置10和移動設備12 相互獨立。
[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。移動設備12包括主 機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備12的一部分區域，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備12的左上半邊區域，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 移動設備12的右下半邊區域；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備12的右上半邊區域，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同時覆蓋移動設備12的左下半 邊區域。當然，四個位置傳感器102的檢測范圍也可以同時覆蓋移動設備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，以根據任意三個位置傳感器102分 別獲取的距離值計算得到空中觸控物的感應坐標值。其中，計算得到的感應坐標值為相對 該任意三個位置傳感器102所定義的感應坐標系。當然，也可以是根據距離值計算出空中 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的感應坐標系的感應 坐標值。
[0030] 控制器108還用于根據任意三個位置傳感器102所定位的感應坐標系和移動設備 12屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的感應坐標值轉換為空中觸控物相對移 動設備12屏幕的屏幕坐標值，并將屏幕坐標值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發 送至移動設備12的第二通信接口 124。主機122通過第二通信接口 124接收空中觸控信 息，以根據空中觸控信息進行操作，由此實現移動設備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，以實現控制裝置10和移動設備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備12之外的對移動設備12進行空中操作的觸摸 介質，如手指或觸摸筆等，進而實現對移動設備12本身的操作，這種情況下移動設備12無 需集成傳統的觸摸屏，僅需要具備單純顯示功能的屏幕即可。當然，移動設備也可以是其他 的具有觸摸屏功能的電子設備，例如具有觸摸屏功能的商業廣告屏、MP3、或者臺式電腦等。
[0032] 在對具有觸摸屏功能的移動設備進行操作時，傳統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，移動設備通過識別觸摸點在屏幕上的位置 來獲取觸控信息，以根據觸控信息執行相應的操作，例如在識別到觸摸點的位置為瀏覽器 圖標所在的位置，則執行打開瀏覽器的操作。與傳統的操作方法不同的是，本發明實施方式 中，可將移動設備12放置在四個位置傳感器102的感應范圍內，空中觸控物例如手指或觸 摸筆不需要觸碰移動設備12的屏幕，而是可以放置在移動設備12之外，比如屏幕上方一定 的距離，該距離不應超過位置傳感器102的最大感應距離。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算得到空中觸控物相對屏幕坐標系 的屏幕坐標值，由此移動設備12能夠根據屏幕坐標值進行操作，進而實現空中觸控操作， 因此不需要用戶直接觸碰移動設備12即可實現對移動設備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。此外，由于本發明無需對現有移動設備比如 手機進行重新設計，只需要在現有移動設備之外加一個控制裝置10即能實現本發明功能， 適用性非常強，易于為用戶接受。
[0033] 在同時具備觸摸屏功能以及本發明空中觸控功能的電子設備實施方式中，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] 當然，移動設備12也不限于是具有觸摸屏功能設備，還可以是其他的不具有觸摸 屏功能的設備，只要能夠識別空中觸控信息，并可根據空中觸控信息進行相應操作即可。
[0035] 進一步地，參閱圖3,本實施方式中，四個位置傳感器102為距離傳感器。當第一位 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均感應到空中觸控物 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。控制器108讀取三個位置傳感器102-1、102-3、102-4獲取的數據，并根 據所讀取的數據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 坐標系的感應坐標值（X'，y'）。其中，當三個位置傳感器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'相當于由長度 分別為LI、L3、L4、dl3、dl4、d34的邊長所構成棱錐的頂點，因此根據確定的六條邊長可計 算得到空中觸控物S'的感應坐標值。
[0036] 在本發明的備選實施方式中，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 即為空中觸控物S'所在的位置，由此可得到空中觸控物S'的感應坐標值。
[0037] 其中，移動設備12屏幕的屏幕坐標系為以A點為原點的坐標系。在計算得到空中 觸控物S'的感應坐標值后，控制器108根據三個位置傳感器102-1、102-3、102-4所定義的 感應坐標系和移動設備12屏.的屏.坐標系之間的映射關系，將感應坐標值轉換為屏. 坐標值。具體地，控制器108根據三個位置傳感器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按照預定的三角算法計算出空中觸控物S'到屏幕之間的距離h，根據h值即 可確定空中觸控物S'在屏幕上的投影位置，由此可計算得到空中觸控物S'在屏幕上的垂 直投影S的屏幕坐標值（X，y)，進而得到空中觸控物S'相對移動設備12屏幕的屏幕坐標 系的屏幕坐標值。其中，所述預定的三角算法例如可以是正弦函數或余弦函數。
[0038] 其中，當四個位置傳感器102-1、102-2、102-3、102-4均感應到空中觸控物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據進行計算， 即選擇最小的三個距離值進行計算。當然，在某些情況下，為了提高測量的準確性，也可以 選擇較大的三個距離值進行計算。
[0039] 繼續參閱圖2,在本實施方式中，控制裝置10是一個攜帶裝置，控制裝置10和移 動設備12相互獨立，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 包括設置位置傳感器102的第一區域106-1、放置移動設備12的第二區域106-2、設置第一 通信接口 104的第三區域106-3以及設置控制器108的第四區域106-4。第一區域106-1 位于第二區域106-2的周邊，即位置傳感器104位于移動設備12的周圍。
[0040] 殼體106可以采用塑膠材料制成，當然，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可以是作為移動設備12的外殼，從而在使用的時候可將移動設備12 嵌套在外殼上。其中，殼體106的底部作為第二區域106-2,用于承載移動設備12,殼體106 的四周為第一區域106-1，在移動設備12嵌套在殼體16上時第一區域106-1位于移動設 備12的周圍。如圖2所示，本實施方式的殼體106為四爪狀容器，第一區域106-1的數量 為四個，第二區域106-2作為容器底部，四個第一區域106-1作為容器壁，且通過第二區域 106-2相連。四個第一區域106-1向移動設備12稍微彎曲傾斜以形成殼體106的爪部，以 在移動設備12放置在第二區域106-2時緊貼移動設備12的周邊，以將移動設備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備12的大 小，此時在將移動設備12放置在殼體106中時可利用殼體106發生形變時產生的彈力將移 動設備12固定在殼體106中。
[0042] 當然，移動設備12與殼體106也可以不相互固定，即移動設備12僅是承靠在殼體 106的第二區域106-2上，第一區域106-1與移動設備12不緊貼。
[0043] 其中，第二區域106-2為實體結構。殼體106的第三區域106-3和第四區域106-4 設置在第二區域106-2中，即控制裝置10的第一通信接口 104和控制器108設置在殼體106 的底部。當然，在其他實施方式中，例如如圖4所示，第二區域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，此時第三區域106-3和第四區域106-4可設置在第二區 域106-2的其他實體結構的位置。通過使第二區域106-2部分鏤空，有利于移動設備12的 散熱。當然，第三區域106-3和第四區域106-4也可以是設置第一區域106-1上。
[0044] 其中，在移動設備12放置在殼體106中時，四個第一區域106-1相對移動設備12 的位置兩兩對稱分布，以使得四個位置傳感器102相對移動設備12的位置兩兩對稱分布。 本實施方式中，兩個第一區域106-1位于第二區域106-2的一側邊，另兩個第一區域106-1 位于與所述第二區域106-2的一側邊相對的另一側邊。移動設備12如手機通常為長方形， 在將移動設備12放置在第二區域106-2時，結合圖5,第一位置傳感器102-1和第二位置傳 感器102-2位于移動設備12右邊的一側，且以移動設備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位于移動設備12左邊的一側，且 以移動設備12屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布；位于不同側的相對兩個位置傳感器 102以移動設備12屏幕的堅向中心線為對稱軸對稱分布，由此可使得系統更美觀。
[0045] 當然，在其他實施方式中，四個第一區域106-1相對于移動設備12的位置可以根 據需要設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，例如設置 四個第一區域106-1相對移動設備12的位置，從而使得四個位置傳感器102分別位于對應 移動設備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 移動設備12四邊的四側，且每一側的位置傳感器102是位于移動設備12對應側邊的中點 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備12相對的兩 條短邊的兩側，如圖8所示。其中，所述的對稱分布是指以移動設備屏幕的橫向中心線、堅 向中心線或對角線等為對稱軸的對稱分布。通過使四個第一區域106-1，也即四個位置傳感 器102對稱分布在移動設備12的周圍，可以使得系統更美觀。當然，四個第一區域106-1 相對移動設備12的位置也可以不是對稱分布，例如兩個第一區域106-1可以位于移動設備 12左邊的一側，另兩個第一區域106-1可以位于移動設備12上邊的一側。
[0046] 此外，為了消除手指抖動和位置傳感器的測量誤差，以提高測量的準確性，在本發 明的實施方式中，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的值可以根據位置傳感器的感應速度進行設定。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，然后根據每個位置傳感器102對應的平均距離 值計算得到空中觸控物的感應坐標值。通過求平均值的方式，可以提高測量的準確性。
[0047] 在本發明的備選實施方式中，控制器108也可以是將計算得到的空中觸控物的感 應坐標值作為空中觸控信息通過第一通信接口 104發送至第二通信接口 121，以使得移動 設備12的主機122根據任意三個位置傳感器102所定義的感應坐標系和移動設備12屏幕 的屏幕坐標系之間的映射關系，將接收到的感應坐標值轉換為空中觸控物相對屏幕的屏幕 坐標值，進而根據屏幕坐標值進行操作。此外，控制器108或移動設備12還可以根據任意 三個位置傳感器中的其中一個位置傳感器的感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系將 感應坐標值轉換為空中觸控物相對屏幕的屏幕坐標值。
[0048] 其中，用戶通過空中觸控物對移動設備12的空中觸控操作可以是空中滑動鼠標 光標操作或空中滑動解鎖操作等。
[0049] 例如，當手指在移動設備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坐標值，并根據有效的感應坐標值計算得到多個相應的 屏幕坐標值，移動設備12根據多個屏幕坐標值使移動設備12的鼠標光標按照由多個屏幕 坐標值所組成的軌跡進行移動，從而可實現空中拖動鼠標光標的操作。
[0050] 參閱圖9,在本發明實現移動設備空中觸控的系統又一實施方式中，控制裝置可以 是移動設備外套20。移動設備外套20包括收容移動設備（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的第一區域202-1，以及用于放置移動設備的第二區域202-2。
[0051] 當然，在其他實施方式中，移動設備外套也可以僅是具有第一殼體，或者控制裝置 可以移動設備保護殼。
[0052] 本發明還提供控制裝置的一實施方式，其中，控制裝置為上述任一實施方式所述 的控制裝置。
[0053] 本發明還提供移動設備的一實施方式，其中移動設備為上述任一實施方式所述的 移動設備。
[0054] 本發明各個實施方式中，感應坐標值所對應的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕 坐標系之間的映射關系可以預先設置，當然也可以通過采集設備相關硬件信息通過計算得 至IJ，以使得本發明應用于不同尺寸移動設備屏幕或不同分辨率屏幕時，無需用戶設置，即能 自動地匹配，使得本發明應用性更強。
[0055] 以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本 發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的 【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種實現移動設備空中觸控的系統，其特征在于： 包括控制裝置和移動設備，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，所述移動設備包括主機和第二通信接口； 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，以根據所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值； 所述控制器還用于根據所述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所 述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的 所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標 值，并將所述屏幕坐標值作為空中觸控信息通過所述第一通信接口發送至所述第二通信接 口，以使得所述移動設備的主機根據所述空中觸控信息進行操作；或者 所述控制器還用于將計算得到的所述感應坐標值作為空中觸控信息通過所述第一通 信接口發送至所述第二通信接口，以使得所述移動設備的主機根據所述任意三個位置傳感 器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕 坐標系之間的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移 動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐標值進行操作。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于： 所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的所述感應 坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
3. 根據權利要求1所述的系統，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，根據每個所述位置傳感器對應的平均 距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值。
4. 一種用于移動設備的控制裝置，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，所述殼體包括設置 所述四個位置傳感器的第一區域、放置所述移動設備的第二區域、設置所述第一通信接口 的第三區域和設置所述控制器的第四區域，所述第一區域位于所述第二區域的周邊； 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，以根據所述任意三個位置傳 感器分別獲取的所述距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值； 所述控制器還用于根據所述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所 述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將計算得到的 所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標 值，并將所述屏幕坐標值作為空中觸控信息通過所述第一通信接口發送至所述移動設備， 以使得所述移動設備根據所述空中觸控信息進行操作；或者 所述控制器還用于將計算得到的所述感應坐標值作為空中觸控信息通過所述第一通 信接口發送給所述移動設備，以使得所述移動設備根據所述任意三個位置傳感器所定義的 感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之間 的映射關系，將計算得到的所述感應坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕 的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐標值進行操作。
5. 根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于： 所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的所述感應 坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
6. 根據權利要求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，根據每個所述位置傳 感器對應的平均距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值。
7. 根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置是移動設備外套，所述移動設備外套包括收容所述移動設備的第一殼體 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. 根據權利要求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. 一種移動設備，其特征在于，包括主機和第二通信接口； 所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器計算得到的空中觸控物相對所述移動 設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，所述主機用于根據所述屏幕坐標值進行操作；其中， 所述屏幕坐標值為所述控制器將根據任意三個位置傳感器分別獲取的空中觸控物與相應 位置傳感器之間的距離值計算得到所述空中觸控物的感應坐標值，按照所述任意三個位置 傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感器的感應坐標系和移動設備屏幕的 屏幕坐標系之間的映射關系轉換得到；或者 所述第二通信接口用于接收控制裝置的控制器根據任意三個位置傳感器分別獲取的 空中觸控物與相應位置傳感器之間的距離值計算得到的所述空中觸控物的感應坐標值，所 述主機用于根據所述任意三個位置傳感器所定義的感應坐標系或其中一個所述位置傳感 器的感應坐標系和移動設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述感應坐標值轉換為 所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而根據所述屏幕坐 標值進行操作。
10. 根據權利要求9所述的移動設備，其特征在于： 所述控制器或移動設備用于根據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定的三角算法，將計算得到的所述感應 坐標值轉換為所述空中觸控物相對所述移動設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
【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 優先權日:2014年8月19日
【發明者】劉美鴻, 符榮祥, 陳易華 申請人:深圳市鈦客科技有限公司