專利名稱：一種計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，可以用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA、便攜式游戲機(jī)、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、POS機(jī)、家用電器、工業(yè)儀表、可穿戴計(jì)算機(jī)等所有使用圖形用戶界面(GUI)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的裝置主要有，鼠標(biāo)器、觸摸屏以及觸摸板，下面分別對(duì)上述裝置進(jìn)行描述。 鼠標(biāo)器又稱鼠標(biāo)，按其工作原理的不同可以分為機(jī)械鼠標(biāo)和光電鼠標(biāo)。機(jī)械鼠標(biāo)主要由滾球、輥柱和光柵信號(hào)傳感器組成。當(dāng)拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，帶動(dòng)滾球轉(zhuǎn)動(dòng)，滾球又帶動(dòng)輥柱轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在輥柱端部的光柵信號(hào)傳感器產(chǎn)生的光電脈沖信號(hào)反映出鼠標(biāo)器在垂直和水平方向的位移變化，再通過(guò)電腦程序的處理和轉(zhuǎn)換來(lái)控制屏幕上光標(biāo)的移動(dòng)。光電鼠標(biāo)器是通過(guò)檢測(cè)鼠標(biāo)器的位移，將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，再通過(guò)程序的處理和轉(zhuǎn)換來(lái)控制屏幕上的鼠標(biāo)箭頭的移動(dòng)。光電鼠標(biāo)用光電傳感器代替了滾球。鼠標(biāo)器的缺點(diǎn)主要是，鼠標(biāo)的移動(dòng)主要是靠手掌整體移動(dòng)，手掌控制光標(biāo)移動(dòng)精度有限；使用時(shí)間較長(zhǎng)容易導(dǎo)致手腕酸痛；需要放在平面上，使用場(chǎng)合受限。 觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接收后送觸摸屏控制器，而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU。觸摸屏的缺點(diǎn)主要是，對(duì)于大屏幕顯示器，觸摸屏的成本較高；使用手指直接點(diǎn)擊時(shí)候，精度有限；操作方式單一，難以實(shí)現(xiàn)雙擊，右鍵，滾輪等功能。 觸摸板是目前每一款筆記本電腦都必備的輸入設(shè)備，對(duì)于大部分的用戶來(lái)說(shuō)，觸摸板無(wú)疑是雞肋的代名詞，不僅華而不實(shí)、徒有虛名，而且用起來(lái)非常辛苦，導(dǎo)致工作效率低下，白白浪費(fèi)了寶貴的工作時(shí)間，因此他們都會(huì)選擇更好用的外接光電鼠標(biāo)。觸摸板的缺點(diǎn)主要是，使用手指直接點(diǎn)擊時(shí)候，精度有限；操作方式單一，難以實(shí)現(xiàn)雙擊，右鍵等功能。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題在于，為計(jì)算機(jī)(和其它使用GUI的設(shè)備)提供一種比現(xiàn)有技術(shù)更方便、更高效的輸入設(shè)備，提高用戶與計(jì)算機(jī)交互的效率。[0007] 本實(shí)用新型提供一種計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備，由軌跡棒、攝像頭以及軌跡及按鍵信息解析裝置構(gòu)成。其中軌跡棒用以接收用戶操作以生成按鍵信息，并且受用戶控制在攝像區(qū)域內(nèi)的三維空間中移動(dòng)以提供運(yùn)動(dòng)軌跡；攝像頭用以拍攝含有軌跡燈的畫面；軌跡及按鍵信息解析裝置用以解析軌跡信息及按鍵信息并將結(jié)果傳送給計(jì)算機(jī)。[0008] 所述軌跡棒由軌跡燈、按鍵信息處理裝置、滾輪、左鍵、右鍵以及外殼構(gòu)成。其中軌跡燈發(fā)出的可以是可見(jiàn)光、紅外線或者紫外線，用以提供軌跡燈光；按鍵信息處理裝置用以處理位于軌跡棒上的按鍵輸入的信息；滾輪用以提供滾輪移動(dòng)信息；左鍵用以提供左鍵點(diǎn)擊信息；右鍵用以提供右鍵點(diǎn)擊信息。所述軌跡棒可以是其他形狀，不一定限定于棒形。所 述軌跡棒的按鍵可以根據(jù)應(yīng)用的需要做適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。 本實(shí)用新型所提供的輸入設(shè)備，其中，所述軌跡棒和所述軌跡及按鍵信息解析裝 置可以采用電纜連接，所述按鍵信息處理裝置檢測(cè)左鍵、右鍵以及滾輪的動(dòng)作并轉(zhuǎn)換成電 信號(hào)，然后通過(guò)電纜傳送給軌跡及按鍵信息解析裝置，然后再傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì) 按鍵信息的拾取。 本實(shí)用新型所提供的輸入設(shè)備，其中，所述軌跡棒和軌跡及按鍵信息解析裝置之 間也可以采用無(wú)線通信方式連接，所述按鍵信息處理裝置檢測(cè)左鍵和右鍵和滾輪的動(dòng)作并 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線通信裝置傳送給軌跡及按鍵信息解析裝置，然后再傳送給計(jì) 算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)按鍵信息的拾取。 本實(shí)用新型所提供的輸入設(shè)備，其中，所述軌跡棒和軌跡及按鍵信息解析裝置之 間還可以采用控制軌跡燈閃爍頻率的方法來(lái)傳遞按鍵信息。所述按鍵信息處理裝置能夠識(shí) 別按鍵信息，并根據(jù)按鍵信息調(diào)制軌跡燈的頻率。所述軌跡及按鍵信息解析裝置能夠從連 續(xù)拍攝的圖像中提取出軌跡燈當(dāng)前閃爍的頻率并識(shí)別出左鍵、右鍵、滾輪的各種動(dòng)作，然后 再傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)按鍵信息的拾取。 本實(shí)用新型所述軌跡及按鍵信息解析裝置可以是一個(gè)獨(dú)立的硬件裝置，也可以是 計(jì)算機(jī)或手機(jī)等使用本實(shí)用新型的設(shè)備中已有的硬件裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)該部分的功能。比如，攝 像頭可以直接把圖像信息傳送至計(jì)算機(jī)或手機(jī)等使用本實(shí)用新型的設(shè)備中已有的硬件裝 置，由該硬件裝置實(shí)現(xiàn)從圖像中提取坐標(biāo)信息，或者按鍵信息，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光標(biāo)控制和按 鍵動(dòng)作，也屬于本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。 使用本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA、便攜式游戲機(jī)、便攜式導(dǎo)航設(shè) 備、POS機(jī)、家用電器、工業(yè)儀表、可穿戴計(jì)算機(jī)等所有使用圖形用戶界面(GUI)的設(shè)備獲取 光標(biāo)位置和按鍵信息，實(shí)現(xiàn)類似鼠標(biāo)、觸摸板和觸摸屏的功能。 與現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)。 與鼠標(biāo)器相比，用戶可以用手或者手指移動(dòng)控制光標(biāo)，更加符合人體工程學(xué)原理， 提高操作效率；如果將攝像頭放在合適的位置，可以避免長(zhǎng)時(shí)間操作而使手腕酸痛；本發(fā) 明提供的輸入設(shè)備不需要放在平面上，直接在三維空間中畫出軌跡，降低了使用條件限制， 可以適應(yīng)多種條件不便的環(huán)境。 與觸摸屏及觸摸板相比，用戶不需要使用手指直接點(diǎn)擊屏幕，提高了定位精度；操
作方式豐富，可以實(shí)現(xiàn)雙擊，右鍵，滾輪等功能，這是觸摸屏和觸摸板所不能提供的。 本發(fā)明的其它的方面和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例在下面的描述中闡明，并且從下文的描
述或者從本發(fā)明的實(shí)施例中，上述優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的輸入設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)位置信息輸入的工作流程圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)按鍵信息輸入的工作流程圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提供的輸入設(shè)備作為個(gè)人計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備應(yīng)用時(shí)的示
意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中提供的作為使用投影儀做PPT講解時(shí)的輸入設(shè)備應(yīng)用時(shí)的示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中提供的作為手機(jī)的輸入設(shè)備應(yīng)用時(shí)的示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例中提供的作為電視機(jī)的輸入設(shè)備應(yīng)用時(shí)的示意圖。
圖中，1、軌跡棒；2、攝像頭；3、軌跡及按鍵信息解析裝置；4、軌跡燈；5、按鍵信息
處理裝置；6、滾輪；7、左鍵；8、右鍵；9、外殼；10、 PC或者手機(jī)等設(shè)備；11、顯示器；12、投影
儀；13、手機(jī)；14、電視機(jī)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備。所有使用圖形用戶界面(GUI) 的設(shè)備都可以使用本發(fā)明，下面將參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，包括但不限于以下 實(shí)施例。 圖l示出了本發(fā)明提供的輸入設(shè)備的總體構(gòu)成，如圖l所示，該輸入設(shè)備由軌跡棒 1、攝像頭2、軌跡及按鍵信息解析裝置3構(gòu)成。其中所述軌跡棒1由軌跡燈4、按鍵信息處 理裝置5、滾輪6、左鍵7、右鍵8、外殼9構(gòu)成。軌跡棒1的按鍵可以根據(jù)應(yīng)用的需要做適當(dāng) 的擴(kuò)展。 其中軌跡棒1用以接收用戶操作以生成按鍵信息，以及受用戶控制在攝像區(qū)域內(nèi) 移動(dòng)；攝像頭2用以拍攝含有軌跡燈的畫面；軌跡及按鍵信息解析裝置3用以解析軌跡信 息及按鍵信息；軌跡燈4用以提供軌跡燈光；按鍵信息處理裝置5用以處理位于軌跡棒1上 的按鍵輸入的信息；滾輪6用以提供滾輪移動(dòng)信息；左鍵7用以提供左鍵點(diǎn)擊信息；右鍵8 用以提供右鍵點(diǎn)擊信息。 圖2示出了本發(fā)明提供的輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)位置信息輸入的工作流程，其中所述軌跡 棒l由用戶操作，如圖2所示 步驟21，開(kāi)始。 在步驟22中，本發(fā)明提供的輸入設(shè)備中的軌跡棒1上的軌跡燈4點(diǎn)亮，用戶操作 軌跡棒1使其朝向攝像頭2方向，在三維空間內(nèi)移動(dòng)軌跡棒l，產(chǎn)生移動(dòng)軌跡。 在步驟23中，由于軌跡棒1移動(dòng)產(chǎn)生了移動(dòng)軌跡，因此攝像頭2拍攝到軌跡棒移 動(dòng)的畫面，該畫面中含有軌跡燈的畫面。 在步驟24中，攝像頭2將步驟23中拍攝到的畫面?zhèn)魉徒o軌跡和按鍵解析裝置3。 在步驟25中，軌跡和按鍵解析裝置3接收攝像頭2拍攝的畫面，并從該畫面中解 析出軌跡燈4的位置并轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信息傳送給計(jì)算機(jī)。 在步驟26中，計(jì)算機(jī)接收步驟25中軌跡和按鍵解析裝置3轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)信息，并
根據(jù)該坐標(biāo)信息在屏幕上相應(yīng)位置顯示光標(biāo)。 步驟27，結(jié)束。 按照以上步驟，當(dāng)軌跡棒1處于攝像區(qū)域內(nèi)并且軌跡燈4朝向攝像頭2在三維空
間移動(dòng)時(shí)，屏幕上的光標(biāo)隨之移動(dòng)，通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)控制屏幕光標(biāo)的目的。 圖3示出了本實(shí)用新型提供的輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)按鍵信息輸入的工作流程，如圖3所
示 步驟31，開(kāi)始。 在步驟32中，用戶操作軌跡棒1上的滾輪6、左鍵7或者右鍵8，產(chǎn)生按鍵信息。 在步驟33中，軌跡棒1上的按鍵信息處理裝置5根據(jù)步驟32中產(chǎn)生的按鍵信息檢測(cè)到動(dòng)作類型。 在步驟34中，按鍵信息處理裝置5根據(jù)檢測(cè)到的動(dòng)作類型，對(duì)軌跡燈4的閃爍頻 率進(jìn)行調(diào)制，控制軌跡燈4以對(duì)應(yīng)于各種動(dòng)作的特定頻率閃爍。 在步驟35中，攝像頭2連續(xù)拍攝到包含軌跡燈4的閃爍信息的圖片并傳送給軌跡 及按鍵信息解析裝置3。 在步驟36中，軌跡及按鍵信息解析裝置3接收到步驟35中連續(xù)拍攝到的圖片，并 根據(jù)該圖片計(jì)算出閃爍頻率，從而識(shí)別按鍵動(dòng)作類型。 在步驟37中，軌跡及按鍵信息解析裝置3將識(shí)別出的按鍵信息傳送給計(jì)算機(jī)。 在步驟38中，計(jì)算機(jī)接收步驟37中軌跡及按鍵信息解析裝置3識(shí)別出的按鍵信 息，并根據(jù)該信息執(zhí)行相應(yīng)的操作。 步驟39，結(jié)束。 在圖3所示的工作流程中，通過(guò)控制軌跡燈4以特定頻率閃爍，并將攝像頭2拍攝 到的連續(xù)圖片提交給軌跡及按鍵信息解析裝置3，以通過(guò)計(jì)算識(shí)別出特定頻率所代表的按 鍵信息，使軌跡棒1上的按鍵信息傳送到計(jì)算機(jī)并執(zhí)行相應(yīng)操作。在本實(shí)用新型未示出的 其他實(shí)施例中，可以通過(guò)軌跡棒1到計(jì)算機(jī)之間的直接電纜連接或者無(wú)線通信方式(例如 藍(lán)牙)的連接，使軌跡棒l上的按鍵信息傳送到計(jì)算機(jī)并執(zhí)行相應(yīng)操作。這些方式相對(duì)簡(jiǎn) 單，因此在這里不再一一闡明。 本實(shí)施例中提供的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備，可以在例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、手 機(jī)、PDA、便攜式游戲機(jī)、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、POS機(jī)、家用電器、工業(yè)儀表、可穿戴計(jì)算機(jī)等所有 使用圖形用戶界面(GUI)的設(shè)備中獲取光標(biāo)位置和按鍵信息，實(shí)現(xiàn)類似鼠標(biāo)、觸摸板和觸 摸屏的功能。 如圖4所示，本實(shí)施例中提供的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備可以應(yīng)用在個(gè)人 計(jì)算機(jī)中，用以替代鼠標(biāo)器、觸摸板或者觸摸屏。 如圖5所示，本實(shí)施例中提供的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備可以在利用個(gè)人
計(jì)算機(jī)進(jìn)行PPT講解時(shí)應(yīng)用，用以替代鼠標(biāo)器、觸摸板或者觸摸屏的功能。 如圖6所示，本實(shí)施例中提供的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備可以應(yīng)用在手機(jī)
中，用以替代按鍵或者觸摸屏的功能。并且根據(jù)同樣的原理，也可以用于PDA、便攜式游戲
機(jī)、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、POS機(jī)、工業(yè)儀表、可穿戴計(jì)算機(jī)等設(shè)備中，用以提供圖形用戶界面輸入。 如圖7所示，本實(shí)施例中提供的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備可以在電視機(jī)中 應(yīng)用，用以替代遙控器的功能。并且根據(jù)同樣的原理，也可以用于家庭影院等影像設(shè)備中， 用以替代遙控器的功能。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素，進(jìn)行各種修改、 組合、次組合以及替換，這些修改、組合、次組合以及替換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備，包括軌跡棒，用以接收用戶操作以生成按鍵信息，以及受用戶控制在攝像區(qū)域內(nèi)的三維空間中移動(dòng)，用以提供運(yùn)動(dòng)軌跡；攝像頭，用以拍攝含有軌跡燈的畫面；以及軌跡及按鍵信息解析裝置，用以解析軌跡信息及按鍵信息并將結(jié)果傳送給計(jì)算機(jī)。
2. 如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中所述軌跡棒進(jìn)一步包括 軌跡燈，發(fā)出可見(jiàn)光、紅外線或者紫外線，用以提供軌跡燈光； 按鍵信息處理裝置，用以處理位于軌跡棒上的按鍵輸入的信息； 滾輪，用以提供滾輪移動(dòng)信息； 左鍵，用以提供左鍵點(diǎn)擊信息； 右鍵，用以提供右鍵點(diǎn)擊信息；以及外殼；其中，所述軌跡棒的按鍵可以根據(jù)應(yīng)用的需要做適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。
3. 如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述軌跡及按鍵信息解析裝置是一個(gè) 獨(dú)立的硬件裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述軌跡及按鍵信息解析裝置是計(jì)算 機(jī)或手機(jī)等應(yīng)用本實(shí)用新型的設(shè)備中已有的硬件裝置。
5. 如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述軌跡燈發(fā)出的是可見(jiàn)光、紅外線或 紫外線。
6. 如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其特征在于，軌跡燈朝向攝像頭方向，在攝像區(qū)域內(nèi) 的三維空間中移動(dòng)軌跡棒，攝像頭拍攝到含有軌跡燈的畫面后，將畫面?zhèn)魉徒o所述軌跡及 按鍵信息解析裝置，軌跡及按鍵信息解析裝置從拍攝的畫面中解析出軌跡燈的位置并轉(zhuǎn)換 成坐標(biāo)信息傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的坐標(biāo)在屏幕上相應(yīng)位置顯示光標(biāo)。
7. 如權(quán)利要求1或2之一所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述軌跡棒和所述軌跡及按鍵 信息解析裝置采用電纜連接，所述按鍵信息處理裝置檢測(cè)左鍵、右鍵以及滾輪的動(dòng)作并轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)，然后通過(guò)電纜傳送給軌跡及按鍵信息解析裝置，然后再傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì) 算機(jī)對(duì)按鍵信息的拾取。
8. 如權(quán)利要求1或2之一所述的輸入設(shè)備，其特征在于，所述軌跡棒和軌跡及按鍵信息 解析裝置之間采用無(wú)線通信方式連接，所述按鍵信息處理裝置檢測(cè)左鍵和右鍵和滾輪的動(dòng) 作并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線通信裝置傳送給軌跡及按鍵信息解析裝置，然后再傳送 給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)按鍵信息的拾取。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入設(shè)備，由軌跡棒、攝像頭、軌跡及按鍵信息解析裝置構(gòu)成；其中所述軌跡棒由軌跡燈、按鍵信息處理裝置、滾輪、左鍵、右鍵、外殼構(gòu)成。可以用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA、便攜式游戲機(jī)、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、POS機(jī)、家用電器、工業(yè)儀表、可穿戴計(jì)算機(jī)等所有使用圖形用戶界面(GUI)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。提供一種比現(xiàn)有技術(shù)更高效的輸入設(shè)備，提高用戶與計(jì)算機(jī)交互的效率。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)圖形用戶界面的輸入方法。
文檔編號(hào)G06F3/01GK201535891SQ200920075689
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者程宇航 申請(qǐng)人:程宇航