專利名稱：軌跡球光標(biāo)動作控制方法及裝置的制作方法
軌跡球光標(biāo)動作控制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光標(biāo)動作的控制方法及裝置，尤其涉及軌跡球式光標(biāo) 動作的控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
在很多儀器中設(shè)計有通過軌跡球的轉(zhuǎn)動來控制顯示屏上的光標(biāo)動作， 例如醫(yī)用超聲診斷設(shè)備中普遍使用軌跡球來控制顯示屏上的光標(biāo)移動，目 前市場上銷售的絕大部分超聲診斷儀的操作均由按鍵和軌跡球協(xié)同完成， 用戶普遍習(xí)慣用軌跡球?qū)υ擃愒O(shè)備顯示屏上的光標(biāo)進(jìn)行操控。在超聲診斷 儀的操作過程中常常會同時面臨用光標(biāo)進(jìn)行高精度測量和顯示屏上光標(biāo)大 范圍轉(zhuǎn)移兩種應(yīng)用。醫(yī)用超聲診斷設(shè)備利用超聲波在人體組織內(nèi)傳播特性 對人體組織進(jìn)行成像，該圖像信息具備解剖學(xué)特性。因此從該圖像中可以 觀察各組織器官的形態(tài)，為疾病診斷提供依據(jù)。軌跡球在操作醫(yī)用超聲診 斷設(shè)備過程中有兩類典型的應(yīng)用 一是利用軌跡球控制光標(biāo)對超聲圖像中 的組織內(nèi)各個器官、病變的形態(tài)、大小進(jìn)行測量，例如測量膽內(nèi)結(jié)石的直 徑等等；二是利用軌跡球移動光標(biāo)對分布在顯示屏各處的參數(shù)選項、操作
菜單進(jìn)行選定，選定過程中需要不斷在顯示屏上各點頻繁切換，此時要求 用戶撥動軌跡球次數(shù)盡量少就能夠使光標(biāo)到達(dá)顯示屏上任意所需位置。前 者需要軌跡球能夠控制光標(biāo)精確的鎖定顯示屏上任意最小像素點。這個要
求可以分解成以下兩點1、軌跡球的分辨率與顯示屏象素一致，才能保證 軌跡球能夠鎖定最小象素，這個可以設(shè)置軌跡球最小分辨率和顯示屏上光 標(biāo)位移的映射標(biāo)尺解決；2、在鎖定某個格點的過程中，光標(biāo)移動一定要盡 量穩(wěn)定，不能偏移用戶控制的方位，否則會增加醫(yī)生鎖定某點的難度；這 就要求軌跡球?qū)ν饨绺蓴_有較強的抑制能力。后一種典型應(yīng)用則需要軌跡 球有較高的靈敏度，軌跡球只需要輕微撥動光標(biāo)就能夠在顯示屏上移動較 大位移。
系統(tǒng)在檢測到軌跡球轉(zhuǎn)動后，向光標(biāo)發(fā)出移位指令，顯示屏上的圖形 一般以象素點為單位構(gòu)成，光標(biāo)接到該指令后按照一定的標(biāo)尺向軌跡球給的光標(biāo)移動方向移動一個單位距離。這里，標(biāo)尺由軌跡球的位置變動一個 單位而光標(biāo)在顯示屏上移動的象素數(shù)目來定義的。如果這個標(biāo)尺為一個象 素，則軌跡球理論上可以鎖定顯示屏上任意象素點，可以認(rèn)為精度高。增 加這一標(biāo)尺則可以提高軌跡球的靈敏度，使軌跡球轉(zhuǎn)動更少圈數(shù)光標(biāo)即能 從顯示屏一側(cè)移動到另一側(cè)，但是此舉無疑會犧牲軌跡球的精度性能，使 軌跡球無法操作光標(biāo)鎖定顯示屏上的任意像素點；減小這一標(biāo)尺，則會減 小軌跡球的靈敏度，會導(dǎo)致由隨機發(fā)生的電氣和機械干擾產(chǎn)生的誤移動也 會被限制在較小范圍內(nèi)，從而表現(xiàn)出對干擾有較好的抑制作用。因此，在 絕大多數(shù)情況下，軌跡球的高精度和高靈敏度是一對矛盾。同時兼顧精度 和靈敏度這兩種性能對軌跡球的機械、電氣設(shè)計提出了很高的要求，尤其
對體積較小的軌跡球難度更加大。以分辨率為800X600顯示屏，采用直徑 為1英寸的軌跡球進(jìn)行光標(biāo)控制的應(yīng)用情形為例，如果在保證軌跡球能夠 鎖定顯示屏上任意象素的前提下讓軌跡球轉(zhuǎn)2圈能夠從屏幕左端到達(dá)屏幕 右端，則軌跡球每波動一圈則要發(fā)送400個光標(biāo)移動指令，即每撥動1/400 轉(zhuǎn)軌跡球就要移動一個像素，同時還得排除機械干擾保證軌跡球盡量平穩(wěn) 的運動，不存在誤碼，機械設(shè)計的難度可想而知。進(jìn)而假設(shè)軌跡球的機械 設(shè)計能夠滿足此要求，用戶在操作軌跡球過程中，手指要移動0.2mm，軌 跡球就發(fā)出一個光標(biāo)移動指令。人手有時也很難控制到如此精度，稍有抖 動光標(biāo)就會發(fā)生誤操作，很難精確鎖定最小象素點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種軌跡球光標(biāo) 動作控制方法及裝置，利用具有簡單機械、電氣結(jié)構(gòu)的軌跡球做到兼顧軌跡 球的精度和靈敏度兩種性能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種軌跡球光標(biāo)動作控制方法，包括以下 步驟
Al、實時檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)的位移；
Bl、根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定時間間隔內(nèi)位移的變化實時設(shè)
置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺，使所述標(biāo)尺隨所
述轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)位移的增加而變大。
對于軌跡球為機電軌跡球的情況，所述軌跡球包括球體、與球體相切
的兩根轉(zhuǎn)軸、分別固定在兩根轉(zhuǎn)軸上的兩個光柵碼盤和分別用于探測兩個
光柵碼盤轉(zhuǎn)動的兩組感光組件，所述每組感光組件輸出兩個正交的方波信號，所述步驟A1包括以下步驟
All、分別對所述兩組感光組件輸出的兩組方波信號進(jìn)行計數(shù)； A12、按照一定的間隔時間獲取步驟All中的計數(shù)值。 其中對于每組方波信號，所述步驟A11進(jìn)一步包括以下步驟 Alll、根據(jù)所述每組方波信號中的兩路正交方波的相位變化判斷軌跡
球的轉(zhuǎn)動方向；
A112、根據(jù)軌跡球的方向信息對該組方波信號進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)軌跡球正 向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則加1，當(dāng)軌跡球 反向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則減l。 在定時讀出步驟A12中所述的計數(shù)值后，將計數(shù)值歸零。 其中，所述步驟Alll中，軌跡球的轉(zhuǎn)動方向是通過將每組方波信號的 當(dāng)前相位和其前的三個相位比較得出。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種軌跡球光標(biāo)動作控制裝置,包括 檢測單元，用于檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)的位移； 標(biāo)尺設(shè)置單元，用于根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定時間間隔內(nèi)位 移的變化動態(tài)設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺， 使所述標(biāo)尺隨所述轉(zhuǎn)動速度的增加而變大。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過一個速度檢測單元和一個標(biāo)尺設(shè)置 單元，根據(jù)軌跡球的轉(zhuǎn)動速度(即被撥動的速度)為光標(biāo)設(shè)置標(biāo)尺，轉(zhuǎn)動 速度大，光標(biāo)移動的標(biāo)尺也大，這樣有利于提高軌跡球的靈敏度，轉(zhuǎn)動速 度小時，光標(biāo)移動的標(biāo)尺也小，這樣有利于提高軌跡球的移動精度，從而 兼顧了靈敏度和精度要求，并且有效抑制了軌跡球的誤移動。


圖1是常用醫(yī)用超聲診斷設(shè)備圖形操作界面分布圖； 圖2是普通機電式軌跡球結(jié)構(gòu)圖3是機電式軌跡球一組感光組件輸出兩路正交方波波形圖4是經(jīng)整形后機電式軌跡球輸出波形圖5是軌跡球一組感光組件輸出信號形成的查詢表示意圖6是本發(fā)明一種實施例方框示意圖7是本發(fā)明一種實施例中調(diào)整光標(biāo)標(biāo)尺的流程圖8是本發(fā)明一種實施例中軌跡球轉(zhuǎn)動速度檢測流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。 在絕大多數(shù)超聲診斷設(shè)備中，顯示屏上的用戶界面分布大致如圖l所 示，從人體的超聲回波信息中提取的圖像位于顯示屏正中央，用戶對超聲 診斷設(shè)備的操作菜單和各種信息、參數(shù)均位于顯示屏的四周。醫(yī)生在利用 超聲設(shè)備對病人進(jìn)行診斷時，常常需要精確測量圖像中病變組織的大小， 尤其是病變組織中出現(xiàn)結(jié)石等癥狀時，此時移動光標(biāo)測量結(jié)石的大小對光 標(biāo)提出很高的精度要求。除此之外，診斷中各個模式的切換需要在顯示屏 四周的菜單欄、信息欄中進(jìn)行切換。此時需要軌跡球能夠控制光標(biāo)迅速地 在整個顯示屏上的區(qū)域大范圍調(diào)動，從而對軌跡球的靈敏度提出較高的要 求，這跟軌跡球的高精度測量應(yīng)用是一對矛盾。針對這對矛盾發(fā)明人對用 戶的軌跡球使用習(xí)慣進(jìn)行了研究。
用戶在使用軌跡球控制光標(biāo)的過程中，并非精確計算光標(biāo)到達(dá)某一位 置時軌跡球應(yīng)該朝某方向移動多少距離后，才進(jìn)行軌跡球的控制的。實際 情況往往是用戶大致朝需要光標(biāo)到達(dá)的某點方向撥動軌跡球，同時根據(jù) 顯示屏上光標(biāo)的位置、移動方向、位移等反饋信息，不斷修正軌跡球的撥 動方向和起止。所以用戶并不關(guān)注軌跡球移動的位移和光標(biāo)在顯示屏上移 動位移的精確對應(yīng)關(guān)系，這點應(yīng)該是跟鼠標(biāo)應(yīng)用有所不同。用戶進(jìn)行高精 度測量時，為了鎖定顯示屏上的某點，常常會習(xí)慣性的放慢光標(biāo)移動速度， 較為緩慢的撥動軌跡球，同時根據(jù)光標(biāo)在顯示屏上的反饋信息確定軌跡球 的撥動方向和起止，并且越接近所需鎖定的點，撥動軌跡球的速度越慢， 直至鎖定該點。此時只要能夠?qū)ν饨绲母蓴_能夠較好的抑制，光標(biāo)移動穩(wěn) 定，用戶就可以比較容易的將光標(biāo)移動到所需鎖定的像素點。當(dāng)用戶使用 軌跡球控制光標(biāo)在顯示屏范圍內(nèi)長距離位置變換時，用戶會習(xí)慣性的較快 速度撥動軌跡球，并通過顯示屏上的光標(biāo)實際位置判斷何時停止軌跡球滾 動。此時用戶并不關(guān)注屏幕上光標(biāo)移動位移和軌跡球轉(zhuǎn)的圈數(shù)的比例關(guān)系， 而需要軌跡球轉(zhuǎn)少量的圈數(shù)就能夠到達(dá)所需位置，且對光標(biāo)移動精度的要 求也較小，因為周圍各個菜單選項、參數(shù)選項均占用多個像素，鎖定它們 并不需要太高的精度，在操作過程中仍然是通過顯示屏的光標(biāo)信息來判斷 撥動軌跡球的起止。
針對用戶使用習(xí)慣，本發(fā)明總結(jié)出 一種方法對軌跡球的光標(biāo)進(jìn)行處 理。該方法依據(jù)軌跡球的轉(zhuǎn)動速度動態(tài)設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺(該標(biāo)尺決定了軌跡球每移動一個最小分辨率，光 標(biāo)在顯示屏上所移動的距離)，同時兼顧用戶高精度測量和大范圍轉(zhuǎn)移光標(biāo) 兩方面的應(yīng)用。當(dāng)用戶實施高精度測量時，移動軌跡球會習(xí)慣性減慢速度， 此時通過對速度的感應(yīng)，將標(biāo)尺設(shè)置的較小，軌跡球靈敏度減小，最小可 到一個顯示像素，從而對電氣、機械干擾進(jìn)行抑制；當(dāng)用戶實施大范圍轉(zhuǎn) 移光標(biāo)時，移動軌跡球會習(xí)慣性的加快速度，此時將標(biāo)尺設(shè)置的較大，增 加軌跡球靈敏度，從而使軌跡球移動單位距離對應(yīng)的光標(biāo)能夠移動更遠(yuǎn)的 距離。
對于通常使用的機電式軌跡球，其結(jié)構(gòu)請參考圖2，主要包含以下組 件球體101，其直徑由軌跡球設(shè)計規(guī)格決定；兩套垂直放置的光柵碼盤
組102和103，分別負(fù)責(zé)x、 y軸的移動，即兩個光柵碼盤分別對應(yīng)X方向 和Y方向兩個方向的移動；兩組用于將X、 Y軸的移動轉(zhuǎn)化為高低電平輸出 的感光組件104和105;輸出波形整形電路106。球體101是用戶界面，用 戶通過撥動球體來發(fā)出光標(biāo)控制指令。一套光柵組件如102則由一根軸113 和垂直固定在其一端的光柵碼盤111組成，軸113的中間與球體101相切。 當(dāng)用戶用手撥動球體時，球體帶動軸進(jìn)而轉(zhuǎn)動碼盤，從而將用戶的光標(biāo)控 制指令轉(zhuǎn)化為光柵碼盤的旋轉(zhuǎn)，并通過光柵碼盤上的柵格將球體的移動進(jìn) 行量化。其中光柵碼盤是一個齒輪狀的圓盤，輪齒對光線進(jìn)行遮擋，齒間 的間隙通過光線。感光組件104和105用于將碼盤的轉(zhuǎn)動的機械信號量化 為隨時間變化的高低電平，從而將用戶指令轉(zhuǎn)換為電信號。每組感光組件 包括兩個光源，各對應(yīng)一個接收端。光柵碼盤置于光源和接收端中間，通 過控制光柵碼盤的齒寬和齒間間隙使兩個接收端依次輸出高低電平，保證 兩路接受端輸出的是一組正交的方波信號，即相差為90。(如圖3所示) 的兩個方波信號。但是此時輸出的方波信號上升沿下降沿均很寬，極其容 易受到外界干擾從而導(dǎo)致錯誤的電平出現(xiàn)。而輸出波形整形電路106中用 施密特觸發(fā)器將該方波整形，加快了上升下降沿，并對外界干擾有一定的 抑制作用，最終輸出波形如圖4所示。將輸出正交方波轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)， 發(fā)現(xiàn)當(dāng)軌跡球往正方向運動時，輸出(xl, x2)會依次經(jīng)歷(1， 1)、 (0、 1)、 (0， 0)、 (1， 0)和(1， 1)的循環(huán)。如果往反方向運動則依次經(jīng)歷(1， 1)、 (1， 0)、 (0， 0)、 (0、 1)、 (1， 1)的循環(huán)。將這些循環(huán)狀態(tài)統(tǒng)計成如 圖5所示的查詢表，將軌跡球每次輸出的最近的兩個相位狀態(tài)關(guān)系與該查 詢表進(jìn)行對照就可以判斷光標(biāo)的移動方向。在本發(fā)明的一種實施例中軌跡球光標(biāo)動作控制裝置如圖6所示，包括 檢測單元和標(biāo)尺設(shè)置單元，檢測單元用于檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時 間間隔內(nèi)的位移；標(biāo)尺設(shè)置單元，用于根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定 時間間隔內(nèi)位移的變化動態(tài)設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移 之間的標(biāo)尺，使所述標(biāo)尺隨所述轉(zhuǎn)動速度的增加而變大。由于在具體使用 中軌跡球在轉(zhuǎn)動時分為X方向和Y方向，所以檢測單元也分別對軌跡球在 兩個方向的轉(zhuǎn)動進(jìn)行檢測。對于某個方向(例如X方向)上的一組正交的 方波信號來說，所述檢測單元又包括方向信息判斷單元、位移計數(shù)器、定 時器和速度計算單元。方向信息判斷單元用于根據(jù)所述該組方波信號的相 位變化判斷軌跡球的轉(zhuǎn)動方向，所述位移計數(shù)器根據(jù)軌跡球的方向信息對 該組方波信號進(jìn)行計數(shù)，定時器用于設(shè)定時間間隔，位移計數(shù)器按照定時 器設(shè)定的時間間隔輸出計數(shù)值，速度計算單元用于根據(jù)計數(shù)值和時間間隔 計算軌跡球的轉(zhuǎn)動速度。所述方向信息判斷單元可以包括四個寄存器和比 較模塊，四個寄存器分別記錄該組方波信號最近的四個相位狀態(tài)，比較模 塊將這四個相位狀態(tài)與上文提到的査詢表進(jìn)行比對，則可以判斷軌跡球的 移動方向。對于另一個方向上的一組正交的方波信號，也是同樣處理。
根據(jù)軌跡球的轉(zhuǎn)動速度控制光標(biāo)動作的流程圖如圖7所示，包括以下 步驟
設(shè)置位移計數(shù)器對每組方波信號進(jìn)行計數(shù)，該信息不會立即反映到顯 示屏的光標(biāo)移動上，而是隨著軌跡球繼續(xù)轉(zhuǎn)動位移計數(shù)器中不斷累積光標(biāo) 位移信息。同時設(shè)置一個定時器，使程序每隔一個固定時間段讀取一次位 移計數(shù)器的信息進(jìn)行下一步處理，并將位移計數(shù)器清空。
在步驟S11中，首先是定時器計時，延長一定的時間間隔。
在步驟S12中，判斷定時器設(shè)定的時間間隔是否到達(dá)，如果定時器還 沒有計滿時間，則繼續(xù)執(zhí)行步驟Sll，當(dāng)定時器計滿時間溢出后，即執(zhí)行 步驟S13，讀取位移計數(shù)器中的計數(shù)結(jié)果，在讀出位移計數(shù)器中的計數(shù)值 后同時執(zhí)行步驟S14和步驟S15。
在步驟S14，清空位移計數(shù)器，即將位移計數(shù)器的計數(shù)值歸零，從新 開始計數(shù)。
在步驟S15，確定軌跡球的轉(zhuǎn)動速度，每次從位移計數(shù)器中讀出的數(shù) 值就是在固定時間段內(nèi)的軌跡球移動的位移量，即記錄了軌跡球的速度信 息，將位移量除以時間即可得到速度，然后執(zhí)行步驟S16。在步驟S16，判斷軌跡球轉(zhuǎn)動速度的快慢，然后執(zhí)行步驟S17，根據(jù) 軌跡球轉(zhuǎn)動速度的快慢改變光標(biāo)標(biāo)尺，當(dāng)軌跡球速度很慢的時候，認(rèn)為此 時用戶需要低速、精度較高精度的測量，則將標(biāo)尺改小，甚至可以強制當(dāng) 位移寄存器中的值小于某特定值時，光標(biāo)只在顯示屏上移動一個象素點；
當(dāng)軌跡球速度較快時，認(rèn)為此時用戶需要大范圍移動光標(biāo)，增大標(biāo)尺，令 其在軌跡球轉(zhuǎn)同樣轉(zhuǎn)數(shù)時，比低速運行時移動的位移要遠(yuǎn)，用戶僅需要轉(zhuǎn) 動少數(shù)幾次軌跡球光標(biāo)即可以從顯示屏一側(cè)到另一側(cè)。當(dāng)軌跡球的轉(zhuǎn)速處 于快速和慢速的過渡帶時，由于考慮到如果整個標(biāo)尺變化的太不連續(xù)，則 會給用戶一種光標(biāo)突然跳躍感增加的感覺，此時標(biāo)尺處于高速和低速之間， 是一個與速度相關(guān)，漸漸變化的量，可以在最大標(biāo)尺和最小標(biāo)尺之間插值 產(chǎn)生。
在步驟S18，根據(jù)設(shè)定的光標(biāo)標(biāo)尺控制光標(biāo)移動，設(shè)置的標(biāo)尺大，軌 跡球每移動一個最小分辨率對應(yīng)的光標(biāo)在屏幕上移動的位移量大，則光標(biāo)
每接收到一個移位指令在顯示屏上移動的位移量大，設(shè)置的標(biāo)尺小，軌跡 球每移動一個最小分辨率對應(yīng)的光標(biāo)在屏幕上移動的位移量小，則光標(biāo)每
接收到一個移位指令在顯示屏上移動的位移量小。
實際使用中，高低速以及過渡速度段的標(biāo)尺均需要根據(jù)特定軌跡球型 號進(jìn)行設(shè)定，反復(fù)評估使用手感后最終確定。
在步驟S16中，根據(jù)軌跡球的轉(zhuǎn)動速度分配光標(biāo)標(biāo)尺時，可采用以下
方式中的任意一種
1、 當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度小于或等于第一速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺
為第一標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于第一速度閾值且小于第二速度閾值時， 為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺為第二標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于或等于第二速度閾值 時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺為第三標(biāo)尺；且所述第一標(biāo)尺〈第二標(biāo)尺〈第三標(biāo)尺；
2、 所述標(biāo)尺與所述轉(zhuǎn)動速度呈一定的函數(shù)關(guān)系，例如bf (V)，其中 L為標(biāo)尺，V為軌跡球的轉(zhuǎn)動速度；
3、 當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度小于或等于第一速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺 為第一標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于或等于第二速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的 標(biāo)尺為第三標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于第一速度閾值且小于第二速度閾值 時，所述標(biāo)尺與所述轉(zhuǎn)動速度呈一定的函數(shù)關(guān)系；且所述第一標(biāo)尺小于第 三標(biāo)尺。
上述步驟中，除了根據(jù)轉(zhuǎn)動速度設(shè)置光標(biāo)的標(biāo)尺外，還可以根據(jù)固定時間內(nèi)的軌跡球的位移量來設(shè)置光標(biāo)的標(biāo)尺，標(biāo)尺的設(shè)置方法可以用上述 方法中的一種。
上述步驟中，位移計數(shù)器負(fù)責(zé)統(tǒng)計軌跡球的位移情況，統(tǒng)計方案可以
有多種，專利申請?zhí)枮?01115745.3"、發(fā)明名稱為"增加鼠標(biāo)在顯示屏上 移動解析度的方法"的中國專利申請文件中公開了一種對軌跡球的位移統(tǒng) 計方案。另一種方案如圖8所示，包括以下步驟
在步驟S21，首先方向信息判斷單元根據(jù)軌跡球的兩組感光組件輸出 的兩組正交方波信號確定當(dāng)前的相位并記錄，然后執(zhí)行步驟S22;
在步驟S22，將當(dāng)前的相位與其之前的相位進(jìn)行比較，執(zhí)行步驟S23， 將比較結(jié)果和圖5的査詢表比較，判斷軌跡球的轉(zhuǎn)動方向，然后執(zhí)行步驟 S24;
在步驟S24，位移計數(shù)器根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動的方向信息進(jìn)行計數(shù)，具體 為在每個方向上，對于每組方波信號，當(dāng)軌跡球正向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到 兩組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則加1，當(dāng)軌跡球反向旋轉(zhuǎn)時，每檢測 到兩組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則減1。對于機電式軌跡球，在檢測 轉(zhuǎn)動速度時將球體的位移和其轉(zhuǎn)動方向相結(jié)合，避免了一些固有的機械誤 差，使檢測到的轉(zhuǎn)動速度更準(zhǔn)確。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在兩組方波信號的相位狀態(tài)循環(huán)中相位關(guān) 系每改變一次則向位移計數(shù)器發(fā)送一個加1或者是減1指令。當(dāng)定時器計 時達(dá)到設(shè)定的時間間隔時，讀取位移計數(shù)器計數(shù)結(jié)果，然后根據(jù)所測得的 軌跡球的轉(zhuǎn)動速度為光標(biāo)分配標(biāo)尺，同時向顯示屏上的光標(biāo)發(fā)送一個移位 指令。控制光標(biāo)按照當(dāng)前設(shè)置的標(biāo)尺在顯示屏上移動，光標(biāo)的移動距離可 以認(rèn)為是軌跡球的轉(zhuǎn)動位移乘以當(dāng)前標(biāo)尺。
由上文所述可知，通過動態(tài)設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移和顯示屏光標(biāo)位移之 間的標(biāo)尺，可以使軌跡球能夠操縱光標(biāo)鎖定顯示屏上任意像素，并且抑制 了軌跡球操作中的誤移動，即使軌跡球操作中常常由于人手或者是軌跡球 自身部件發(fā)生抖動從而導(dǎo)致軌跡球發(fā)生一些誤移動，由于此時這些誤移動 隨機發(fā)生，在定時器所限定時間內(nèi)造成的誤移動較小，因此本發(fā)明會將所 有這些誤移動看作軌跡球低速轉(zhuǎn)動，將此速度下的標(biāo)尺都處理成單個象素 的移動，即將誤操作對光標(biāo)的影響減到最低。即便誤操作產(chǎn)生，光標(biāo)最多 也只能偏離一個像素點，仍然可以較為穩(wěn)定的接近并鎖定顯示屏上某像素 點。但是在軌跡球使用過程中，常常會受到各方面的干擾，導(dǎo)致用戶并不 能很容易的鎖定顯示屏上某象素點。這些干擾主要來自于電氣干擾和機械 干擾。由以上原理描述發(fā)現(xiàn)，只需要判斷軌跡球輸出信號的當(dāng)前相位狀態(tài) 與前一相位的關(guān)系就可以獲得用戶的光標(biāo)移動指令，所以這兩個狀態(tài)中任 意一個受到干擾，就會位移計數(shù)器錯誤的計數(shù)，和導(dǎo)致光標(biāo)發(fā)生錯誤的移 動。在電氣系統(tǒng)中，軌跡球由電氣干擾的導(dǎo)致誤操作概率是存在的，從而 給鎖定顯示屏上最小象素點造成困難。同時，軌跡球是將機械信號轉(zhuǎn)化為 光信號，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電信號的設(shè)備，因此機械部分運行的穩(wěn)定性也是至關(guān)
重要的。由于規(guī)則球體101和軸113、 114之間不可能做到絕對緊密配合， 其間必有間隙；球的表面光潔度也影響著其與軸的傳動，軌跡球使用過程 中球體IOI的受力是變化和不均勻的，綜合這些原因，實際使用中軌跡球 的機械部分很難做到完全穩(wěn)定的運行，會隨機出現(xiàn)一些軸和球之間的突然 性相對運動，從而導(dǎo)致光標(biāo)失控而偏離用戶移動的方向。
為解決此問題，在本發(fā)明的另一實施例中，在判斷軌跡球的轉(zhuǎn)動方向 時，不只將當(dāng)前的相位與其之前的相位進(jìn)行比較，而是將當(dāng)前的相位與其 之前的三個相位進(jìn)行比較，只有都符合時，才確定方向信息，位移計數(shù)器 按照采用此方案確定的方向信息進(jìn)行計數(shù)。如果其中有一個不符合，則作 為誤動作將四個相位中最早的相位數(shù)據(jù)丟棄，等待下一個相位狀態(tài)再進(jìn)行 判斷。
經(jīng)過上述處理的軌跡球信號在高精度測量時對電氣干擾和機械干擾 均有較大程度的抑制。由于該處理方法中需要對軌跡球最近的四個相位狀 態(tài)進(jìn)行判斷，如果四個狀態(tài)不滿足上述査詢表的循環(huán)機制，則丟棄最早的 點，等待下一個相位狀態(tài)來臨再作判斷。因此如果在這四個狀態(tài)中有由于 電氣干擾帶來的誤碼產(chǎn)生，則會被丟棄，軌跡球并不會發(fā)生誤動作。 一旦 有誤碼，絕大多數(shù)誤碼不能夠滿足四個狀態(tài)相位關(guān)系，因此絕大多數(shù)誤碼 會被丟棄，軌跡球并不對光標(biāo)發(fā)出移位指令，位移計數(shù)器也不進(jìn)行計數(shù)。 機械運動對軌跡球的干擾主要是由于軌跡球操作過程中，由于各種力學(xué)因 素導(dǎo)致軌跡球發(fā)出誤碼，由于是對四個狀態(tài)進(jìn)行判斷也能夠丟棄大多數(shù)誤 碼，從而有效抑制了電氣干擾和機械干擾。
本發(fā)明還可以通過在軌跡球的球體附近設(shè)置一速度傳感器來檢測軌 跡球的轉(zhuǎn)動速度。
本發(fā)明還可以適用于其他類型的軌跡球，例如不采用光柵碼盤的軌跡球，這類軌跡球的表面設(shè)計有均勻的黑色凸起或黑色凹點或者微型鏡面，
可通過光電系統(tǒng)通過探測黑色凸起或黑色凹點或者微型鏡面來檢測軌跡球
的移動位移和轉(zhuǎn)動方向。
本發(fā)明低速時對機械干擾、電氣干擾均有較強的抑制；可以同時兼容 光標(biāo)高速大范圍轉(zhuǎn)移和低速高精度測量兩方面的應(yīng)用，整個方案均可由軟 件實現(xiàn)，不增加軌跡球機械設(shè)計的難度，不增加軌跡球電路部分設(shè)計的復(fù) 雜程度，所以更容易根據(jù)用戶手感調(diào)整參數(shù)，更容易應(yīng)用于小尺寸軌跡球 的開發(fā)中。
由于軌跡球的操作過程中用戶主要通過顯示屏的光標(biāo)反饋判斷撥動 軌跡器的方向和位移，所以本發(fā)明通過擴展后可以針對各類采用軌跡球的 設(shè)備中常用操作時用戶的操作習(xí)慣，動態(tài)更改標(biāo)尺，提升軌跡球手感。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于包括以下步驟A1、實時檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)的位移；B1、根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定時間間隔內(nèi)位移的變化實時設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺，使所述標(biāo)尺隨所述轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)位移的增加而變大。
2..如權(quán)利要求1所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于所 述軌跡球包括球體、與球體相切的兩根轉(zhuǎn)軸、分別固定在兩根轉(zhuǎn)軸上的兩 個光柵碼盤和分別用于探測兩個光柵碼盤轉(zhuǎn)動的兩組感光組件，所述每組 感光組件輸出兩個正交的方波信號，所述步驟A1包括以下步驟 All、分別對所述兩組感光組件輸出的兩組方波信號進(jìn)行計數(shù)； A12、按照一定的間隔時間獲取步驟All中的計數(shù)值。
3. 如權(quán)利要求2所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于對 于每組方波信號，所述步驟A11包括以下步驟Alll、根據(jù)所述每組方波信號中的兩路正交方波的相位變化判斷軌跡 球的轉(zhuǎn)動方向；A112、根據(jù)軌跡球的方向信息對該組方波信號進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)軌跡球正 向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則加1，當(dāng)軌跡球 反向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號產(chǎn)生一個相位變化，則減l。
4. 如權(quán)利要求3所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于在 定時讀出步驟A12中所述的計數(shù)值后，將計數(shù)值歸零。
5. 如權(quán)利要求3所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于所 述步驟Alll中，軌跡球的轉(zhuǎn)動方向是通過將該組方波信號的當(dāng)前相位和 其前的三個相位比較得出。
6. 如權(quán)利要求1所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于所述步驟A1中采用速度傳感器檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的軌跡球光標(biāo)動作控制方法，其特征在于在步驟B1中采用以下方式中的任意一種為所述光標(biāo)設(shè)置標(biāo)尺Bll、當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度小于或等于第一速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo) 尺為第一標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于第一速度閾值且小于第二速度閾值 時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺為第二標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于或等于第二速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo)尺為第三標(biāo)尺；且所述第一標(biāo)尺〈第二標(biāo)尺〈第三 標(biāo)尺；B12、所述標(biāo)尺與所述轉(zhuǎn)動速度呈一定的函數(shù)關(guān)系；B13、當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度小于或等于第一速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置的標(biāo) 尺為第一標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于或等于第二速度閾值時，為光標(biāo)設(shè)置 的標(biāo)尺為第三標(biāo)尺；當(dāng)所述轉(zhuǎn)動速度大于第一速度閾值且小于第二速度閾 值時，所述標(biāo)尺與所述轉(zhuǎn)動速度呈一定的函數(shù)關(guān)系；且所述第一標(biāo)尺小于 第三標(biāo)尺。
8. 軌跡球光標(biāo)動作控制裝置，其特征在于包括檢測單元，用于檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)的位移； 標(biāo)尺設(shè)置單元，用于根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定時間間隔內(nèi)位移的變化動態(tài)設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺，使所述標(biāo)尺隨所述轉(zhuǎn)動速度的增加而變大。
9. 如權(quán)利要求8所述的軌跡球光標(biāo)動作控制裝置，其特征在于所述軌跡球包括球體、與球體相切的兩根轉(zhuǎn)軸、分別固定在兩根轉(zhuǎn)軸 上的兩個光柵碼盤和分別用于探測兩個光柵碼盤轉(zhuǎn)動的兩組感光組件，所 述每組感光組件輸出兩個正交的方波信號；所述檢測單元包括位移計數(shù)器，用于分別對所述兩組感光組件輸出的兩組方波信號進(jìn)行 計數(shù)；定時器，用于設(shè)定時間間隔，所述位移計數(shù)器按照定時器設(shè)定的時間 間隔定時輸出計數(shù)值。
10. 如權(quán)利要求9所述的軌跡球光標(biāo)動作控制裝置，其特征在于所 述速度檢測單元還包括方向信息判斷單元，用于根據(jù)所述兩組方波信號的相位變化判斷軌跡 球的轉(zhuǎn)動方向；所述位移計數(shù)器根據(jù)軌跡球的方向信息對所述兩組方波信號進(jìn)行計 數(shù)；對于每組方波信號，當(dāng)軌跡球正向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號產(chǎn) 生一個相位變化，則加1，當(dāng)軌跡球反向旋轉(zhuǎn)時，每檢測到該組方波信號 產(chǎn)生一個相位變化，則減l。
11. 如權(quán)利要求10所述的軌跡球光標(biāo)動作控制裝置，其特征在于-所述位移計數(shù)器在定時輸出計數(shù)值后即清零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌跡球光標(biāo)動作控制方法及裝置，包括以下步驟A1.實時檢測軌跡球的轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)的位移；B1.根據(jù)軌跡球轉(zhuǎn)動速度的變化或固定時間間隔內(nèi)位移的變化實時設(shè)置軌跡球轉(zhuǎn)動位移與光標(biāo)在顯示屏上的位移之間的標(biāo)尺，使所述標(biāo)尺隨所述轉(zhuǎn)動速度或固定時間間隔內(nèi)位移的增加而變大。本發(fā)明兼顧了靈敏度和精度要求，并且有效抑制了軌跡球的誤移動。
文檔編號G06F3/033GK101436108SQ20071012454
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者銳 胡, 滿 袁 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司