專利名稱：計算機(jī)鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)鼠標(biāo)，特別是用于個人計算機(jī)和游戲設(shè)備的鼠標(biāo)。尤 其是，本發(fā)明涉及人體工程學(xué)設(shè)計的無線鼠標(biāo)，所述鼠標(biāo)把人體學(xué)、理療學(xué) 家的需求與在其設(shè)計和測試階段建立的普通計算機(jī)的人機(jī)工程條件相結(jié)合。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鼠標(biāo)是通過用戶在表面上移動鼠標(biāo)來進(jìn)行操作，所述表面僅是鼠標(biāo) 墊或者僅是辦公桌的表面。該鼠標(biāo)還具有允許用戶執(zhí)行某些功能的兩個或更 多按鈕和一個滾動輪。傳統(tǒng)鼠標(biāo)通過有線連接或者無線連接而被連接到計算 機(jī)上。雖然這種常規(guī)設(shè)計工作起來非常好，但是眾所周知長時間使用計算機(jī) 工作的人由于長時間在辦公桌上使用鼠標(biāo)可能會患有多種身體疾病，例如嚴(yán) 重的臂痛、腕痛以及背痛。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種計算機(jī)鼠標(biāo)，包括光學(xué)傳感器，用于檢測手 指運動；位于所述光學(xué)傳感器附近的多個控制按鈕；用于將手指移動與所述 控制按鈕的操作轉(zhuǎn)換為輸出信號的裝置；以及以無線方式將所述輸出信號發(fā) 送至計算機(jī)的裝置。
優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)換裝置包括用于進(jìn)行手指移動轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，接收 按鈕的輸入開關(guān)信號的輸入控制器，以及將手指位置數(shù)據(jù)和輸入開關(guān)信號連 在一起的協(xié)議發(fā)生器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將手指移動轉(zhuǎn)換為邏輯計算機(jī)可識別的形 式以便計算機(jī)經(jīng)由無線鏈路接收。輸入控制器將輸入開關(guān)信號編組以便由協(xié) 議發(fā)生器進(jìn)行打包。優(yōu)選的是，協(xié)議發(fā)生器通過時分函數(shù)多路復(fù)用處理或者
時分位重疊處理從手指位置數(shù)據(jù)和輸入開關(guān)信號中形成輸出信號。優(yōu)選的
是，輸出信號具有接收器可識別的標(biāo)識數(shù)據(jù)，以便對該數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證以及提
供預(yù)置的單向或者多向通信功能。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，傳送裝置包括射頻傳送模塊。 優(yōu)選的是鼠標(biāo)進(jìn)一步包括激光指指示器和/或低功率警告燈。鼠標(biāo)具有
節(jié)能的睡眠模式，例如在指定時段內(nèi)沒有按鈕操作時激活所述節(jié)能的睡眠模式。
優(yōu)選的是鼠標(biāo)具有在不被使用時容納無線接收器的艙。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種無線鼠標(biāo)與接收器的組合，其中所 述鼠標(biāo)包括光學(xué)傳感器，用于檢測手指移動；位于所述光學(xué)傳感器附近的 多個控制按鈕；用于將手指移動和所述控制按鈕的操作轉(zhuǎn)換為輸出信號的裝
置；用于將所述輸出信號以無線方式傳送至所述接收器的裝置；以及其中所 述接收器用于向計算機(jī)提供輸入信號。
在此實施例中，鼠標(biāo)包括如以上所定義的任一特征。
優(yōu)選的是接收器包括射頻(RF)接收模塊。接收器包括數(shù)據(jù)識別裝置， 其用于識別由鼠標(biāo)傳送的數(shù)據(jù)以及用于將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為計算機(jī)可識別的 標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)輸出協(xié)議。
優(yōu)選的是接收器為即插即用的接收器，其包括USB數(shù)據(jù)變換器并且通 過USB插口連接到計算機(jī)上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種無線鼠標(biāo)與接收器的組合， 其中所述鼠標(biāo)包括用于將輸出信號以無線方式傳送至所述接收器的裝置，其 中所述接收器用于向計算機(jī)提供輸入信號，以及其中所述鼠標(biāo)具有在不使用 時容納所述接收器的艙。


現(xiàn)在僅將本發(fā)明的部分實施例通過舉例的方式以及結(jié)合本發(fā)明的附圖 進(jìn)行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的鼠標(biāo)的框圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例被結(jié)合在鼠標(biāo)之內(nèi)的傳送器的框圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例與鼠標(biāo)一起使用的RF接收器的框圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的鼠標(biāo)的俯視圖，其示出了光學(xué)傳感器； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的鼠標(biāo)后視圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的鼠標(biāo)的側(cè)視圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的鼠標(biāo)的另一個俯視圖，其顯示出了光學(xué)傳 感器；以及
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的USB接收器的示例。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明至少在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供了一種無需利用鼠標(biāo) 墊或者其他平面的鼠標(biāo)。在去除平常的鼠標(biāo)墊的情況下，可以通過在鼠標(biāo)內(nèi) 的光學(xué)傳感器上移動拇指或者手指精確地操作監(jiān)視器上的光標(biāo)。實際上現(xiàn)有 鼠標(biāo)所具有的功能都可以在本發(fā)明的實施例中通過四個按鈕和一個滾輪來 實現(xiàn)，包括拖動、高亮度顯示、滾動以及選擇。
另一關(guān)鍵的改進(jìn)是鼠標(biāo)的形狀。在現(xiàn)有的所有鼠標(biāo)當(dāng)中存在的共同問題 之一是，鼠標(biāo)的外部輪廓被刻意設(shè)計成適合用戶手部持握的形狀以便保證長 時間使用的舒適感，以及為個人計算機(jī)用戶設(shè)計了射頻鼠標(biāo)，所述用戶由于 長時間使用傳統(tǒng)桌上型鼠標(biāo)而容易患有嚴(yán)重的臂痛、腰痛和背痛。另外，對 按鈕進(jìn)行有策略地定位以便用手指來接觸。為不同性別和年齡的左手和右手 用戶提供了各種尺寸和形狀的鼠標(biāo)。
本發(fā)明的鼠標(biāo)與計算機(jī)通過射頻在例如2.45 GHz無線鏈路經(jīng)由USB適
配器進(jìn)行高效地和有效地通信。在所述IO米的特定范圍內(nèi)，該鼠標(biāo)可以舒 適的放置在膝蓋上以便緩解因使用鼠標(biāo)而對腰、臂和背部帶來的額外壓力。 利用向上翻頁/向下翻頁按鈕和內(nèi)置激光束，該鼠標(biāo)還可以在多媒體圖像演示 過程中用作指示器。為了更佳的用戶友好度，可以在電池充電裝置中對鼠標(biāo) 進(jìn)行充電。
多個計算機(jī)鼠標(biāo)可以在同一計算機(jī)上使用。 一般的多開關(guān)鼠標(biāo)系統(tǒng)要求 采用能夠接收鼠標(biāo)數(shù)據(jù)的任何形式并且通過無線通信裝置將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 通用可識別計算機(jī)協(xié)議。為避免在通過通用的無線通信路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)操作之 后多種數(shù)據(jù)的沖突或者不相匹配，因而，在把所選鼠標(biāo)指定到區(qū)域內(nèi)以及識 別通信協(xié)議的過程中采用了時間多路復(fù)用分配處理。數(shù)據(jù)操作可采用安全轉(zhuǎn) 換的形式或者采用例如無線、射頻和移動之類的其它形式的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
一般來說，長時間使用桌上型鼠標(biāo)所出現(xiàn)的身體上和心理上的問題能夠 通過本發(fā)明的鼠標(biāo)得到糾正，也就是說，其流線型的設(shè)計適合用戶握持的手 掌內(nèi)部以便保證最佳的舒適感。將鼠標(biāo)放置在其膝蓋上或者能夠獲得最大松 弛感的任何地方，用戶的精神也得到了放松，因此能夠提高用戶的創(chuàng)造力。
參考圖1，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例包括射頻(RF)傳送器1、具有用 于連接到個人計算機(jī)(PC)的USB接口的射頻接收器2。傳送器和接收器 均為雙向通信設(shè)備。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明實施例的鼠標(biāo)包括用于檢測手指移動的光學(xué)傳
感器3;用于進(jìn)行手指移動轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器4;用于從鼠標(biāo)按鈕ll接收輸
入開關(guān)信號的開關(guān)傳感器形式的輸入控制器5，所述輸入開關(guān)信號包括點擊 或者左鍵、滾動輪和/或右鍵、向上翻頁和向下翻頁按鈕；用于將來自模數(shù)轉(zhuǎn) 換器4的手指移動數(shù)據(jù)和來自開關(guān)傳感器5的所選輸入信號通過時分函數(shù)多 路復(fù)用處理或者時分位重疊處理連在一起的協(xié)議發(fā)生器6;以及RF (射頻) 傳送模塊7，其通過天線14將產(chǎn)生的協(xié)議從協(xié)議發(fā)生器6發(fā)送到區(qū)域。
在協(xié)議發(fā)生器6，每個協(xié)議包括可由接收器2識別的傳送器標(biāo)識數(shù)據(jù)。 時分函數(shù)多路復(fù)用處理對可擴(kuò)展的鼠標(biāo)函數(shù)進(jìn)行操作，而時分函數(shù)位重疊處 理在一對函數(shù)上進(jìn)行操作，由此所選函數(shù)應(yīng)采用另一個函數(shù)的集合或者子集 的形式存在。時分方法允許在每個包傳送中使用有限大小的通信協(xié)議。
通過把f定義成開關(guān)傳感器5中尺寸為n的輸入信號Sin的函數(shù)，即fe (1， n)且f =1^2...&;把g是開關(guān)傳感器5中尺寸為m的輸出信號S。ut的函 數(shù)，即ge(l， m)且g二g但2…gm且尺寸n〉m。
對于時分函數(shù)多路復(fù)用處理，在時刻t,， g-gu被映成fi. m，在時刻t2， tm+l' 2m，
并繼續(xù)到在tk， g二gtk被映成fm(k-l)+l. n。 對于時分函數(shù)位重疊處理，它在一對函數(shù)上執(zhí)行時分處理，由此所選函 數(shù)應(yīng)采用另一個函數(shù)的集合或者子集的形式存在，即對于任意的i和j以及 V ， fjVfj表示"屬于"。因此，是的級聯(lián)函數(shù)，并且。例如，向上翻頁函數(shù) 相當(dāng)于向上移動P行的滾動函數(shù)，其中P是一頁中所定義的行數(shù)，相反地， 向下翻頁函數(shù)相當(dāng)于向下移動P行的滾動函數(shù)。因此，時分函數(shù)位重疊處理 能夠通過重復(fù)p次滾動函數(shù)而被指定為向上翻頁與滾動函數(shù)對和/或向下翻 頁與滾動函數(shù)對。
實現(xiàn)時分函數(shù)多路復(fù)用處理(TDFM)以便進(jìn)行傳送的方法由如下偽代 碼給出
Module TDFM—T (f， g， n， m， Sin) {for i: = 1 to k do 〃 where k = n div m for j = 1 to m do
S。ut' j — Sin, (i-l)xm+j gj = f(i-l)—
cndfor
if (Sout, j = Set)output g 〃Switch pressed or set
6ndfor
return TDFM—T
實現(xiàn)時分位重疊函數(shù)處理(TDBOF)以便進(jìn)行傳送的方法由如下偽代 碼給出
ModuleTDBOF一T (f， g， n， m， Sin) {for i: = 1 to k do 〃 where k = n div m for j = 1 to m do
Sout' j — S'n, (i-l)xm+j
for s」=1 to m do
if (fs」V fj) 〃search for overlaying elements then for loop J = 1 to p
〃 Switch pressed or set if (Sout. j = Set)output gj = fs」 else if (Sout, j = Set)output gj = f(i-i)xm+j cndfor 6ndfor endfor
return TDBOF一T
參考圖2，例如，尺寸為5的輸入f被轉(zhuǎn)換為尺寸為4的輸出g，模數(shù) 轉(zhuǎn)換器將輸出兩個坐標(biāo)差，8位存儲x向位移變化以及8位存儲y向位移變 化。把總共36位輸入到協(xié)議發(fā)生器以形成一個128位協(xié)議。當(dāng)使用時分多 路復(fù)用處理時，每個36位協(xié)議代表被按下的每個功能開關(guān)及其坐標(biāo)變化。 當(dāng)使用時分位重疊處理時，如果功能開關(guān)不是重疊元件，則發(fā)送128位協(xié)議。 由此，如果函數(shù)是重疊元件，則發(fā)送多個相同的置換函數(shù)，即多個128位協(xié) 議。每個128位協(xié)議包含前序數(shù)據(jù)、命令類型、終端端口值、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)(36 位)以及確認(rèn)字節(jié)。
進(jìn)一步參考圖2，鼠標(biāo)還包括由用于激活激光指示器輸出的激光開啟按 鈕10來開啟的激光指示器8，以及包括由低功率傳感器13激活的低功率警
告LED 9。鼠標(biāo)還具有由在指定時段內(nèi)沒有按鈕活動來激活的節(jié)能睡眠模 式。
參考圖3，接收器2包括射頻接收模塊16，其接收由至少一個鼠標(biāo)所 產(chǎn)生的射頻協(xié)議；數(shù)據(jù)識別器17，其識別由鼠標(biāo)內(nèi)的協(xié)議發(fā)生器6產(chǎn)生的協(xié) 議，標(biāo)識授權(quán)傳送器，并且把從授權(quán)傳送器所接收的數(shù)據(jù)重組成可由個人計 算機(jī)識別的標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)輸出協(xié)議；以及USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器18，其接收來自數(shù)據(jù) 識別器17的輸出并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為USB格式以便個人計算機(jī)20經(jīng)由USB 連接器19進(jìn)行接收。利用USB格式，接收器2可以即插即用。應(yīng)當(dāng)明白， 除USB格式外也可以使用其他串行接口。
數(shù)據(jù)識別器17認(rèn)證傳送器；濾出未授權(quán)的傳送器數(shù)據(jù)以便提供預(yù)置單 向或多向通信模式。對于單向通信模式，接收器和傳送器執(zhí)行點到點對，而 在多向通信模式中，接收器和傳送器執(zhí)行單點到多點對?；诘竭_(dá)時間優(yōu)先 或者時分分配，接收器可以從許多計算機(jī)鼠標(biāo)中選擇一個信號。
參考圖4到7，鼠標(biāo)的外部形狀為流線型以便適合用戶握持的手掌內(nèi)部， 以便允許將鼠標(biāo)放置在膝蓋上或者能夠獲得最大松弛感的任何地方來進(jìn)行 操作并為長時間使用提供最佳的舒適感。這就為鼠標(biāo)的定位提供了更大的靈 活性并且?guī)椭鉀Q了長期使用普通鼠標(biāo)所遇到的一些身體問題。
參考圖4，光學(xué)傳感器21由高精度的光學(xué)跟蹤球提供；例如每英寸800 點的感測，允許即時決定的手指或者拇指的精確位置并提供平滑的光標(biāo)移動 響應(yīng)。從圖4還可以看出，鼠標(biāo)還裝有三個按鈕，包括向上翻頁按鈕22，向 下翻頁按鈕23以及激光開啟按鈕25，所述三個按鈕被定位于便于手指接觸 的地方并提供了鼠標(biāo)和指示器功能。鼠標(biāo)還裝有用以提供左鍵功能的食指點 擊按鈕26和用以提供右鍵和滾動功能的滾輪27。鼠標(biāo)還裝有激光指示器28， 以便提供光學(xué)遠(yuǎn)程指點功能，以及LED 24形式的低功率警告燈。
從圖5可以看出，鼠標(biāo)具有電池艙29，裝有例如兩個AAA電池，所述
電池可被充電，還具有電池充電器插口 30以便為電池充電提供能量，以及
具有艙31以便在不使用時容納射頻接收器。
參考圖6和7，鼠標(biāo)的外部形狀是流線型的，以便適合用戶手掌內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
參考圖8，示出了帶有USB接口連接器的接收器的示例。
權(quán)利要求
1.一種計算機(jī)鼠標(biāo)，包括光學(xué)傳感器，用于檢測手指運動；位于所述光學(xué)傳感器附近的多個控制按鈕；用于將手指移動與所述控制按鈕的操作轉(zhuǎn)換為輸出信號的裝置；以及以無線方式將所述輸出信號發(fā)送至計算機(jī)的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括用于進(jìn)行手指移動轉(zhuǎn) 換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，接收按鈕的輸入開關(guān)信號的輸入控制器，以及將手指位置 數(shù)據(jù)和所述輸入開關(guān)信號連在一起的協(xié)議發(fā)生器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的鼠標(biāo)，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器將手指移動轉(zhuǎn)換為邏輯計算 機(jī)可識別的形式以便計算機(jī)經(jīng)由無線鏈路接收。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的鼠標(biāo)，其中輸入控制器將輸入開關(guān)信號編組以便由 協(xié)議發(fā)生器進(jìn)行打包。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的鼠標(biāo)，其中協(xié)議發(fā)生器通過時分函數(shù)多路復(fù)用處理 或者時分位重疊處理從手指位置數(shù)據(jù)和輸入開關(guān)信號中形成輸出信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的鼠標(biāo)，其中輸出信號具有接收器可識別的標(biāo)識數(shù) 據(jù)，以便對該數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證以及提供預(yù)置的單向或者多向通信功能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)，其中所述傳送裝置包括射頻傳送模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)進(jìn)一步包括激光指示器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)進(jìn)一步包括低功率警告燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)，其中所述鼠標(biāo)具有節(jié)能睡眠方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的鼠標(biāo)v其中當(dāng)在指定時段內(nèi)已經(jīng)沒有按鈕活動時激 活所述睡眠方式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的鼠標(biāo)^其中所述鼠標(biāo)具有用于在不使用時容納無線 接收器的艙。
13. —種無線計算機(jī)鼠標(biāo)與接收器的組合，其中所述鼠標(biāo)包括光學(xué)傳感器，用于檢測手指移動；位于所述光學(xué)傳感器附近的多個控制按鈕；用于將 手指移動和所述控制按鈕的操作轉(zhuǎn)換為輸出信號的裝置；用于將所述輸出信 號以無線方式傳送至所述接收器的裝置；以及其中所述接收器用于向計算機(jī) 提供輸入信號。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括用于進(jìn)行手指移動 轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，接收按鈕的輸入開關(guān)信號的輸入控制器，以及將手指位 置數(shù)據(jù)和所述輸入開關(guān)信號連在一起的協(xié)議發(fā)生器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器將手指移動轉(zhuǎn)換為邏輯計 算機(jī)可識別的形式以便計算機(jī)經(jīng)由無線鏈路接收。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中輸入控制器將輸入開關(guān)信號編組以便 由協(xié)議發(fā)生器進(jìn)行打包。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中協(xié)議發(fā)生器通過時分函數(shù)多路復(fù)用處 理或者時分位重疊處理從手指位置數(shù)據(jù)和輸入開關(guān)信號中形成輸出信號。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的組合，其中輸出信號具有接收器可識別的標(biāo)識數(shù) 據(jù)，以便對該數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證以及提供預(yù)置的單向或者多向通信功能。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述傳送裝置包括射頻傳送模塊。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中接收器包括射頻(RF)接收模塊。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述接收器包括數(shù)據(jù)識別裝置，其用 于識別由鼠標(biāo)傳送的數(shù)據(jù)以及用于將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為計算機(jī)可識別的標(biāo)準(zhǔn) 鼠標(biāo)輸出協(xié)議。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述接收器包括USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及 其中所述接收器通過USB插口連接至計算機(jī)上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13的組合，其中所述組合具有用于在不使用時容納所 述接收器的艙。
24. —種無線計算機(jī)鼠標(biāo)和接收器的組合其中所述鼠標(biāo)包括用于將輸出 信號以無線方式傳送至所述接收器的裝置，其中所述接收器用于向計算機(jī)提 供輸入信號，以及其中所述鼠標(biāo)具有在不使用時官僚作風(fēng)所述接收器的艙。
25. —種計算機(jī)鼠標(biāo)，包括用于產(chǎn)生輸入開關(guān)信號的裝置，用于產(chǎn)生光 標(biāo)控制信號的裝置，以及用于將輸入開關(guān)信號和光標(biāo)控制信號連在一起的協(xié) 議發(fā)生器，其中協(xié)議發(fā)生器通過時分函數(shù)多路復(fù)用處理或者時分位重疊處理 從手指位置數(shù)據(jù)和輸入開關(guān)信號中形成輸出信號。
全文摘要
一種不需鼠標(biāo)墊的射頻鼠標(biāo)，包括人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計以便該鼠標(biāo)為適合用戶手掌流線型，射頻鼠標(biāo)傳送器和USB射頻接收器。在去除平常的鼠標(biāo)墊的情況下，可以通過在鼠標(biāo)內(nèi)的光學(xué)傳感器上移動拇指或者手指精確地操作監(jiān)視器上的光標(biāo)。事實上現(xiàn)有鼠標(biāo)具有的所有功能和新功能都能夠通過位于光學(xué)傳感器附近的五個或更多按鈕來實現(xiàn)。
文檔編號G06F3/038GK101359261SQ20081008590
公開日2009年2月4日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者彥 馮, 容啟寧, 岑鑒文, 鄭利明 申請人:香港城市大學(xué)