專利名稱：計算機鼠標的制作方法
技術領域：
本發明涉及計算機鼠標，特別是用于個人計算機和游戲設備的鼠標。尤 其是，本發明涉及人體工程學設計的無線鼠標，所述鼠標把人體學、理療學 家的需求與在其設計和測試階段建立的普通計算機的人機工程條件相結合。
背景技術：
傳統鼠標是通過用戶在表面上移動鼠標來進行操作，所述表面僅是鼠標 墊或者僅是辦公桌的表面。該鼠標還具有允許用戶執行某些功能的兩個或更 多按鈕和一個滾動輪。傳統鼠標通過有線連接或者無線連接而被連接到計算 機上。雖然這種常規設計工作起來非常好，但是眾所周知長時間使用計算機 工作的人由于長時間在辦公桌上使用鼠標可能會患有多種身體疾病，例如嚴 重的臂痛、腕痛以及背痛。
發明內容
根據本發明，提供了一種計算機鼠標，包括光學傳感器，用于檢測手 指運動；位于所述光學傳感器附近的多個控制按鈕；用于將手指移動與所述 控制按鈕的操作轉換為輸出信號的裝置；以及以無線方式將所述輸出信號發 送至計算機的裝置。
優選的是，轉換裝置包括用于進行手指移動轉換的模數轉換器，接收 按鈕的輸入開關信號的輸入控制器，以及將手指位置數據和輸入開關信號連 在一起的協議發生器。模數轉換器將手指移動轉換為邏輯計算機可識別的形 式以便計算機經由無線鏈路接收。輸入控制器將輸入開關信號編組以便由協 議發生器進行打包。優選的是，協議發生器通過時分函數多路復用處理或者
時分位重疊處理從手指位置數據和輸入開關信號中形成輸出信號。優選的
是，輸出信號具有接收器可識別的標識數據，以便對該數據進行認證以及提
供預置的單向或者多向通信功能。
在本發明的優選實施例中，傳送裝置包括射頻傳送模塊。 優選的是鼠標進一步包括激光指指示器和/或低功率警告燈。鼠標具有
節能的睡眠模式，例如在指定時段內沒有按鈕操作時激活所述節能的睡眠模式。
優選的是鼠標具有在不被使用時容納無線接收器的艙。
根據本發明的另一方面，提供了一種無線鼠標與接收器的組合，其中所 述鼠標包括光學傳感器，用于檢測手指移動；位于所述光學傳感器附近的 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提供輸入信號。
在此實施例中，鼠標包括如以上所定義的任一特征。
優選的是接收器包括射頻(RF)接收模塊。接收器包括數據識別裝置， 其用于識別由鼠標傳送的數據以及用于將該數據轉換成為計算機可識別的 標準鼠標輸出協議。
優選的是接收器為即插即用的接收器，其包括USB數據變換器并且通 過USB插口連接到計算機上。
根據本發明的另一方面，本發明提供了一種無線鼠標與接收器的組合， 其中所述鼠標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提供輸入信號，以及其中所述鼠標具有在不使用 時容納所述接收器的艙。
現在僅將本發明的部分實施例通過舉例的方式以及結合本發明的附圖 進行描述。
圖1是根據本發明的鼠標的框圖2是根據本發明的實施例被結合在鼠標之內的傳送器的框圖3是根據本發明的實施例與鼠標一起使用的RF接收器的框圖； 圖4是根據本發明的實施例的鼠標的俯視圖，其示出了光學傳感器； 圖5是根據本發明的實施例的鼠標后視圖； 圖6是根據本發明的實施例的鼠標的側視圖7是根據本發明的實施例的鼠標的另一個俯視圖，其顯示出了光學傳 感器；以及
圖8顯示了根據本發明的實施方式的USB接收器的示例。
具體實施例方式
根據本發明至少在本發明的優選實施例中，提供了一種無需利用鼠標 墊或者其他平面的鼠標。在去除平常的鼠標墊的情況下，可以通過在鼠標內 的光學傳感器上移動拇指或者手指精確地操作監視器上的光標。實際上現有 鼠標所具有的功能都可以在本發明的實施例中通過四個按鈕和一個滾輪來 實現，包括拖動、高亮度顯示、滾動以及選擇。
另一關鍵的改進是鼠標的形狀。在現有的所有鼠標當中存在的共同問題 之一是，鼠標的外部輪廓被刻意設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，以及為個人計算機用戶設計了射頻鼠標，所述用戶由于 長時間使用傳統桌上型鼠標而容易患有嚴重的臂痛、腰痛和背痛。另外，對 按鈕進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。
本發明的鼠標與計算機通過射頻在例如2.45 GHz無線鏈路經由USB適
配器進行高效地和有效地通信。在所述IO米的特定范圍內，該鼠標可以舒 適的放置在膝蓋上以便緩解因使用鼠標而對腰、臂和背部帶來的額外壓力。 利用向上翻頁/向下翻頁按鈕和內置激光束，該鼠標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 進行充電。
多個計算機鼠標可以在同一計算機上使用。 一般的多開關鼠標系統要求 采用能夠接收鼠標數據的任何形式并且通過無線通信裝置將該數據轉換成 通用可識別計算機協議。為避免在通過通用的無線通信路徑進行數據操作之 后多種數據的沖突或者不相匹配，因而，在把所選鼠標指定到區域內以及識 別通信協議的過程中采用了時間多路復用分配處理。數據操作可采用安全轉 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據通信協議。
一般來說，長時間使用桌上型鼠標所出現的身體上和心理上的問題能夠 通過本發明的鼠標得到糾正，也就是說，其流線型的設計適合用戶握持的手 掌內部以便保證最佳的舒適感。將鼠標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造力。
參考圖1，本發明的一個優選實施例包括射頻(RF)傳送器1、具有用 于連接到個人計算機(PC)的USB接口的射頻接收器2。傳送器和接收器 均為雙向通信設備。
參考圖2，根據本發明實施例的鼠標包括用于檢測手指移動的光學傳
感器3;用于進行手指移動轉換的模數轉換器4;用于從鼠標按鈕ll接收輸
入開關信號的開關傳感器形式的輸入控制器5，所述輸入開關信號包括點擊 或者左鍵、滾動輪和/或右鍵、向上翻頁和向下翻頁按鈕；用于將來自模數轉 換器4的手指移動數據和來自開關傳感器5的所選輸入信號通過時分函數多 路復用處理或者時分位重疊處理連在一起的協議發生器6;以及RF (射頻) 傳送模塊7，其通過天線14將產生的協議從協議發生器6發送到區域。
在協議發生器6，每個協議包括可由接收器2識別的傳送器標識數據。 時分函數多路復用處理對可擴展的鼠標函數進行操作，而時分函數位重疊處 理在一對函數上進行操作，由此所選函數應采用另一個函數的集合或者子集 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議。
通過把f定義成開關傳感器5中尺寸為n的輸入信號Sin的函數，即fe (1， n)且f =1^2...&;把g是開關傳感器5中尺寸為m的輸出信號S。ut的函 數，即ge(l， m)且g二g但2…gm且尺寸n〉m。
對于時分函數多路復用處理，在時刻t,， g-gu被映成fi. m，在時刻t2， tm+l' 2m，
并繼續到在tk， g二gtk被映成fm(k-l)+l. n。 對于時分函數位重疊處理，它在一對函數上執行時分處理，由此所選函 數應采用另一個函數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，是的級聯函數，并且。例如，向上翻頁函數 相當于向上移動P行的滾動函數，其中P是一頁中所定義的行數，相反地， 向下翻頁函數相當于向下移動P行的滾動函數。因此，時分函數位重疊處理 能夠通過重復p次滾動函數而被指定為向上翻頁與滾動函數對和/或向下翻 頁與滾動函數對。
實現時分函數多路復用處理(TDFM)以便進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
實現時分位重疊函數處理(TDBOF)以便進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被轉換為尺寸為4的輸出g，模數 轉換器將輸出兩個坐標差，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位輸入到協議發生器以形成一個128位協議。當使用時分多 路復用處理時，每個36位協議代表被按下的每個功能開關及其坐標變化。 當使用時分位重疊處理時，如果功能開關不是重疊元件，則發送128位協議。 由此，如果函數是重疊元件，則發送多個相同的置換函數，即多個128位協 議。每個128位協議包含前序數據、命令類型、終端端口值、鼠標數據(36 位)以及確認字節。
進一步參考圖2，鼠標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。鼠標還具有由在指定時段內沒有按鈕活動來激活的節能睡眠模 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所 產生的射頻協議；數據識別器17，其識別由鼠標內的協議發生器6產生的協 議，標識授權傳送器，并且把從授權傳送器所接收的數據重組成可由個人計 算機識別的標準鼠標輸出協議；以及USB數據轉換器18，其接收來自數據 識別器17的輸出并將該數據轉換成為USB格式以便個人計算機20經由USB 連接器19進行接收。利用USB格式，接收器2可以即插即用。應當明白， 除USB格式外也可以使用其他串行接口。
數據識別器17認證傳送器；濾出未授權的傳送器數據以便提供預置單 向或多向通信模式。對于單向通信模式，接收器和傳送器執行點到點對，而 在多向通信模式中，接收器和傳送器執行單點到多點對。基于到達時間優先 或者時分分配，接收器可以從許多計算機鼠標中選擇一個信號。
參考圖4到7，鼠標的外部形狀為流線型以便適合用戶握持的手掌內部， 以便允許將鼠標放置在膝蓋上或者能夠獲得最大松弛感的任何地方來進行 操作并為長時間使用提供最佳的舒適感。這就為鼠標的定位提供了更大的靈 活性并且幫助解決了長期使用普通鼠標所遇到的一些身體問題。
參考圖4，光學傳感器21由高精度的光學跟蹤球提供；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移動 響應。從圖4還可以看出，鼠標還裝有三個按鈕，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和指示器功能。鼠標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。鼠標還裝有激光指示器28， 以便提供光學遠程指點功能，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，鼠標的外部形狀是流線型的，以便適合用戶手掌內部結構。
參考圖8，示出了帶有USB接口連接器的接收器的示例。
權利要求
1.一種計算機鼠標，包括光學傳感器，用于檢測手指運動；位于所述光學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換為輸出信號的裝置；以及以無線方式將所述輸出信號發送至計算機的裝置。
2. 根據權利要求1的鼠標，其中所述轉換裝置包括用于進行手指移動轉 換的模數轉換器，接收按鈕的輸入開關信號的輸入控制器，以及將手指位置 數據和所述輸入開關信號連在一起的協議發生器。
3. 根據權利要求2的鼠標，其中模數轉換器將手指移動轉換為邏輯計算 機可識別的形式以便計算機經由無線鏈路接收。
4. 根據權利要求2的鼠標，其中輸入控制器將輸入開關信號編組以便由 協議發生器進行打包。
5. 根據權利要求2的鼠標，其中協議發生器通過時分函數多路復用處理 或者時分位重疊處理從手指位置數據和輸入開關信號中形成輸出信號。
6. 根據權利要求5的鼠標，其中輸出信號具有接收器可識別的標識數 據，以便對該數據進行認證以及提供預置的單向或者多向通信功能。
7. 根據權利要求1的鼠標，其中所述傳送裝置包括射頻傳送模塊。
8. 根據權利要求1的鼠標進一步包括激光指示器。
9. 根據權利要求1的鼠標進一步包括低功率警告燈。
10.根據權利要求1的鼠標，其中所述鼠標具有節能睡眠方式。
11.根據權利要求9的鼠標v其中當在指定時段內已經沒有按鈕活動時激 活所述睡眠方式。
12. 根據權利要求1的鼠標^其中所述鼠標具有用于在不使用時容納無線 接收器的艙。
13. —種無線計算機鼠標與接收器的組合，其中所述鼠標包括光學傳感器，用于檢測手指移動；位于所述光學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 提供輸入信號。
14. 根據權利要求13的組合，其中所述轉換裝置包括用于進行手指移動 轉換的模數轉換器，接收按鈕的輸入開關信號的輸入控制器，以及將手指位 置數據和所述輸入開關信號連在一起的協議發生器。
15. 根據權利要求13的組合，其中模數轉換器將手指移動轉換為邏輯計 算機可識別的形式以便計算機經由無線鏈路接收。
16. 根據權利要求13的組合，其中輸入控制器將輸入開關信號編組以便 由協議發生器進行打包。
17. 根據權利要求13的組合，其中協議發生器通過時分函數多路復用處 理或者時分位重疊處理從手指位置數據和輸入開關信號中形成輸出信號。
18. 根據權利要求17的組合，其中輸出信號具有接收器可識別的標識數 據，以便對該數據進行認證以及提供預置的單向或者多向通信功能。
19. 根據權利要求13的組合，其中所述傳送裝置包括射頻傳送模塊。
20. 根據權利要求13的組合，其中接收器包括射頻(RF)接收模塊。
21. 根據權利要求13的組合，其中所述接收器包括數據識別裝置，其用 于識別由鼠標傳送的數據以及用于將該數據轉換成為計算機可識別的標準 鼠標輸出協議。
22. 根據權利要求13的組合，其中所述接收器包括USB數據轉換器以及 其中所述接收器通過USB插口連接至計算機上。
23. 根據權利要求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. —種無線計算機鼠標和接收器的組合其中所述鼠標包括用于將輸出 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提 供輸入信號，以及其中所述鼠標具有在不使用時官僚作風所述接收器的艙。
25. —種計算機鼠標，包括用于產生輸入開關信號的裝置，用于產生光 標控制信號的裝置，以及用于將輸入開關信號和光標控制信號連在一起的協 議發生器，其中協議發生器通過時分函數多路復用處理或者時分位重疊處理 從手指位置數據和輸入開關信號中形成輸出信號。
全文摘要
一種不需鼠標墊的射頻鼠標，包括人機工程學的設計以便該鼠標為適合用戶手掌流線型，射頻鼠標傳送器和USB射頻接收器。在去除平常的鼠標墊的情況下，可以通過在鼠標內的光學傳感器上移動拇指或者手指精確地操作監視器上的光標。事實上現有鼠標具有的所有功能和新功能都能夠通過位于光學傳感器附近的五個或更多按鈕來實現。
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 優先權日2007年7月31日
發明者彥 馮, 容啟寧, 岑鑒文, 鄭利明 申請人:香港城市大學