[实用新型]一种三维虚拟触摸屏

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子产品的光标控制设备，尤其是一种三维虚拟触摸屏。

背景技术

科技的飞速发展使人们对人机交互有了更高的要求。从陈规的按键操作到触摸屏技术的转变使人们体会到了科技带来的便捷舒适。但现阶段的触摸屏技术还存在很多问题，比如需要触摸屏幕，还有对触摸屏的安放位置也有严格的要求，同时普通屏幕要变为触摸屏必须覆盖一层特定的触摸膜，这样就给用户带来了很多不便，目前已经出现光感触摸屏，但因其需要复杂的光控系统，成本昂贵，限制了其发展。因此，设计一种不需要触摸屏幕、成本低廉的三维虚拟触摸屏，是目前需要解决的技术问题。通过本实用新型，可以有效地解决上述问题。三维虚拟触摸屏采用现在已有的测距技术、通过类似于GPS原理的定位算法，有效实现定位的虚拟触摸屏。该屏幕可以把任意屏幕瞬时变为虚拟触摸屏，使操作更加便捷自由。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不需要触摸屏幕、成本低廉的三维虚拟触摸屏。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种三维虚拟触摸屏，主要由手持端、信号处理端和三个结构相同的信号接收端组成，所述的手持端包含手持端单片机、定位信号发射器、无线信号发射器、红色激光发射器、光标增益调节器和电容感应式开关，定位信号发射器、无线信号发射器、红色激光发射器、光标增益调节器和电容感应式开关均与手持端单片机连接，所述的信号处理端包含信号处理端单片机、定位信号接收模块、温度传感器和计算机，定位信号接收模块和温度传感器与信号处理端单片机连接，信号处理端单片机通过USB控制器与计算机的USB接口连接，所述的信号接收端包含定位信号传输模块、定位信号接收器和无线信号接收器，定位信号传输模块、定位信号接收器和无线信号接收器相互连接。

本实用新型解决其技术问题的技术方案还可以是：

本实用新型手持端的电容感应式开关为两个，其中一个为模拟鼠标左键开关，另一个为模拟鼠标右键开关。

本实用新型所述的三个信号接收端布置在同一平面上且呈直角三角形布置。

本实用新型所述的手持端单片机和信号处理端单片机的型号均为C8051F320，所述的定位信号发射器为超声波信号发射器，超声波信号发射器的发射头为锥形发射头，超声波信号发射器的发射频率为40KHZ，所述的定位信号接收模块为超声波信号接收模块，超声波信号接收模块的频率与超声波信号发射器的发射频率相同，所述的无线信号发射器和无线信号接收器均为NRF905接收发射芯片，接收端的USB控制器为CY7C63813系列的单片机，其USB接口为通用的USB接插件，所述的温度传感器采用DS18B20传感器。

本实用新型的工作原理是：

(1)本实用新型手持端电源开关开启，触碰手持端上的电容式感应开关，手持端向信号处理端发射无线电信号，同时向三个信号接收端发射定位信号，控制按键模拟普通鼠标左右键。

(2)三个信号接收端将接收到的定位信号传输给信号处理端。

(3)信号处理端开关接通，信号处理端接收到手持端发送的计时信号后，计时程序开启，信号处理端接收到信号接收端发来的定位信号后，信号处理端停止计时并算出定位信号与无线电信号的时间差Δt，同时信号处理端接收温度传感器传来的使用环境温度，对信号接收端的定位信号进行纠正，最后应用公式s＝v*Δt算出手持端到一个信号接收端的距离，应用同样方法算出手持端到其余两信号接收端的距离。

(4)自行设定坐标原点后，在三个测得的距离数据后，通过解方程能迅速求出发射端相对于设定原点的坐标。

(5)上述位移的数值经过手持端的光标增益调节器的适当调节，形成手持端的最终位移。

(6)信号处理端将上述位移信号经由USB控制器传输到应用本虚拟触摸屏的计算机上，实现对光标的控制。

本实用新型的有益效果是：

①可以将普通屏幕转变成具有触摸功能的触摸屏幕；

②可以将不是屏幕但可以用于投影机投射的物体(如墙壁)变为具有触摸功能的触摸屏幕；

③让使用者可以不用直接去触碰屏幕，就可以完成操作，大大扩展了现有触摸屏的使用范围；

④成本低廉，对投影设备无要求，且无需对现有设备进行改装即可使用。

附图说明

图1是本实用新型的示意图(使用演示图)。

图2是本实用新型手持端的示意图(原理框图)。

图3是本实用新型信号接收端的示意图(原理框图)。

图4是本实用新型信号处理端的示意图(原理框图)。

具体实施方式

如图所示，一种三维虚拟触摸屏，主要由手持端1、信号处理端2和三个结构相同的信号接收端3组成，所述的手持端1包含手持端单片机、定位信号发射器、无线信号发射器、红色激光发射器、光标增益调节器和电容感应式开关，定位信号发射器、无线信号发射器、红色激光发射器、光标增益调节器和电容感应式开关均与手持端单片机连接，所述的信号处理端2包含信号处理端单片机、定位信号接收模块、温度传感器和计算机，定位信号接收模块和温度传感器与信号处理端单片机连接，信号处理端单片机通过USB控制器与计算机的USB接口连接，所述的信号接收端3包含定位信号传输模块、定位信号接收器和无线信号接收器，定位信号传输模块、定位信号接收器和无线信号接收器相互连接。手持端1的电容感应式开关为两个，其中一个为模拟鼠标左键开关，另一个为模拟鼠标右键开关。所述的三个信号接收端布置在同一平面上且呈直角三角形布置。所述的手持端单片机和信号处理端单片机的型号均为C8051F320，所述的定位信号发射器为超声波信号发射器，超声波信号发射器的发射头为锥形发射头，超声波信号发射器的发射频率为40KHZ，所述的定位信号接收模块为超声波信号接收模块，超声波信号接收模块的频率与超声波信号发射器的发射频率相同，所述的无线信号发射器和无线信号接收器均为NRF905接收发射芯片，接收端的USB控制器为CY7C63813系列的单片机，其USB接口为通用的USB接插件，所述的温度传感器采用DS18B20传感器。