專利名稱:一種基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)人機(jī)交互接口設(shè)備領(lǐng)域,更具體地,涉及一種基于重力加速度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感,由此實(shí)現(xiàn)空間操作并具備多種控制功能的空中鼠標(biāo)。
背景技術(shù):
現(xiàn)今教學(xué)與演講中演示幻燈片的使用已非常普遍,而教學(xué)者或演講者在教學(xué)、演講的過(guò)程中無(wú)法保證時(shí)刻都在計(jì)算機(jī)的面前。當(dāng)其在演示中進(jìn)行空中操控鼠標(biāo)指針以及操控指針實(shí)現(xiàn)文件的讀取、網(wǎng)頁(yè)的瀏覽等功能時(shí),便需要能夠在任何場(chǎng)所尤其在空中也能進(jìn)行相應(yīng)便捷操作的鼠標(biāo)等設(shè)備,以便實(shí)現(xiàn)上述方面的控制。目前,計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針的定位大 多數(shù)依靠光學(xué)傳感器或者激光傳感器實(shí)現(xiàn),但是這些傳感器都基于物理光學(xué)原理,使得傳感器需要依靠桌面等平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn),無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述脫離桌面在空中對(duì)鼠標(biāo)的控制,這時(shí)就相應(yīng)出現(xiàn)了空中鼠標(biāo)??罩惺髽?biāo)是一種輸入設(shè)備,像傳統(tǒng)鼠標(biāo)一樣操作鼠標(biāo)指針,但不需要放在任何平面上,在空中晃動(dòng)就能直接依靠空中運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的感知實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)指針的控制。空中鼠標(biāo)的定位主要是基于陀螺儀原理,通常包括以下基本類型即單純采用陀螺儀傳感器技術(shù)(或結(jié)合光學(xué)感測(cè))來(lái)獲取鼠標(biāo)位置和姿勢(shì);以及同時(shí)結(jié)合陀螺儀傳感器技術(shù)和加速度傳感器來(lái)測(cè)量鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的角速度和直線加速度,然后通過(guò)具體的運(yùn)算來(lái)獲得鼠標(biāo)的位置和姿勢(shì)。對(duì)于前者,往往只能適用于自由空間而無(wú)法在平面上使用,此外還存在體積較大而且誤差高的缺陷;對(duì)于后者,雖然能實(shí)現(xiàn)較高準(zhǔn)確性的空間定位,但由于其定位過(guò)程依賴于大量的數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)運(yùn)算處理,因此存在成本高、功耗大需要頻繁更換電池等方面的不足。對(duì)于空中鼠標(biāo)在實(shí)踐中的常用場(chǎng)合如教學(xué)或會(huì)議的幻燈片演示、多媒體家庭娛樂(lè)系統(tǒng)的操控等,用戶的需求往往集中在相對(duì)較小的體積、便于攜帶和待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等方面;此夕卜,現(xiàn)有的空中鼠標(biāo)在其本體上通常只具備左右兩個(gè)功能鍵或者額外帶有滾輪,但對(duì)于演示過(guò)程中經(jīng)常會(huì)采用的其他常見(jiàn)操作如高亮顯示、局部放大等,則不具備相應(yīng)的功能,相應(yīng)降低了空中鼠標(biāo)在上述場(chǎng)合下的使用方便性。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或技術(shù)需求,本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo),其能夠準(zhǔn)確執(zhí)行目標(biāo)定位,并具備體積小、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、能夠方便地執(zhí)行多級(jí)高亮顯示和局部放大等演示動(dòng)作等特點(diǎn)。按照本實(shí)用新型,提供了一種基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo),該空中鼠標(biāo)由手持端和接收端組成,其特征在于所述手持端包括鼠標(biāo)殼體;設(shè)置在鼠標(biāo)殼體表面上的多個(gè)功能鍵,這些功能鍵包括用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)左右鍵功能的左右鍵、用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的不同亮度顯示的多個(gè)顯示鍵,以及用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的多級(jí)放大功能的多個(gè)放大鍵;設(shè)置在鼠標(biāo)殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無(wú)線收發(fā)模塊,其中所述重力加速度傳感器用于感測(cè)鼠標(biāo)在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重力加速度,所述數(shù)據(jù)信息處理電路用于在所述重力加速度傳感器、多個(gè)功能鍵和無(wú)線收發(fā)模塊之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接和傳遞,所述無(wú)線收發(fā)模塊用于在所述手持端與接收端之間執(zhí)行信息接收和發(fā)送;所述接收端包括用于與計(jì)算機(jī)終端相連的USB接口;無(wú)線收發(fā)模塊,該無(wú)線收發(fā)模塊用于執(zhí)行接收端與手持端之間的信息接收和發(fā)送;驅(qū)動(dòng)模塊,該驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)接收端的無(wú)線收發(fā)模塊所接收的信息,執(zhí)行鼠標(biāo)指針的定位和相應(yīng)按鍵動(dòng)作的操作。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,設(shè)置在鼠標(biāo)殼體表面上的所述功能鍵還包括用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)空中定位功能開(kāi)啟/關(guān)閉的開(kāi)關(guān)鍵。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述多個(gè)顯示鍵的數(shù)量為4個(gè),它們橫向并列設(shè)置在鼠標(biāo)殼體的正面,并依次分別用于對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域執(zhí)行四種亮度等級(jí)的顯示操作,其中第一亮度等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)亮度,第二至第四亮度等級(jí)分別在標(biāo)準(zhǔn)亮度的基礎(chǔ)上依次增加一至三倍數(shù)的亮度。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述放大鍵的數(shù)量同樣為4個(gè),它們橫向并列設(shè)置在鼠標(biāo)殼體的正面并處于所述顯示鍵的下側(cè),依次分別用于對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域執(zhí)行四種放大倍數(shù)的放大操作,其中第一倍數(shù)執(zhí)行50%的放大,第二倍數(shù)執(zhí)行100%的放大,第三倍數(shù)執(zhí)行200%的放大,第四倍數(shù)執(zhí)行400%的放大。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述鼠標(biāo)殼體由錐形體頭部和呈圓柱體結(jié)構(gòu)的尾部共同構(gòu)成,并由ABS工程塑料制成??傮w而言,按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)與現(xiàn)有技術(shù)相比,其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)為1、由于基于重力加速度傳感器來(lái)執(zhí)行鼠標(biāo)空中位置的檢測(cè),無(wú)需具備體積較大的光電模塊,相應(yīng)在獲得精確位置檢測(cè)的同時(shí),整體尺寸大大縮小,并可方便設(shè)計(jì)成符合人體工程學(xué)便于攜帶的各種外形;2、通過(guò)對(duì)多個(gè)功能鍵的設(shè)計(jì)和布局,能夠方便地執(zhí)行多級(jí)高亮顯示和局部放大等演示動(dòng)作,同時(shí)考慮到一些常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)合的情況,對(duì)高亮顯示及放大倍數(shù)加以符合實(shí)際需求的限定,因而能夠?yàn)楫?dāng)前教學(xué)、演講中的演示提供較大的便利;3、整體裝置耗電量少、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、不需要輔助裝置且攜帶方便,更適合無(wú)線應(yīng)用,因此具備很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。
圖1是按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)手持端的整體結(jié)構(gòu)示意圖。在所有附圖中,相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu),其中1-殼體11-錐形體頭部12-尾部21-左鍵22-右鍵23-顯示鍵24-放大鍵25-定位開(kāi)關(guān)鍵具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。此外,下面所描述的各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。圖1是按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)手持端的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1中所示,按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)手持端主要包括殼體1、設(shè)置在殼體I表面上的多個(gè)功能鍵,以及設(shè)置在殼體I內(nèi)部分別起到空中位置檢測(cè)、信號(hào)收發(fā)及處理的功能組件。整個(gè)鼠標(biāo)手持端呈大致的筆狀結(jié)構(gòu),因此體積小、便于使用者攜帶,并適用于教學(xué)、演講等場(chǎng)合下的幻燈片演示等操作。殼體I由相對(duì)較短的錐形體頭部11和呈圓柱體結(jié)構(gòu)的尾部12共同構(gòu)成,并譬如由ABS工程塑料制成,由此可以減輕重量并保證強(qiáng)度和抗摔性能;為了進(jìn)一步提高美觀效果和使用舒適性,還可以對(duì)其執(zhí)行鏡面處理。在錐形體頭部11的正面,設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)普通鼠標(biāo)左右鍵功能的左右鍵21、22 ;在尾部12的正面中央?yún)^(qū)域,譬如以橫向并列的方式設(shè)置有4個(gè)顯示鍵23,并通過(guò)它們來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的不同亮度顯示。例如,可以將第一個(gè)顯示鍵(圖中處于最左側(cè)的顯示鍵)設(shè)置為以標(biāo)準(zhǔn)亮度對(duì)所選中區(qū)域予以高亮顯示,而第二至第四亮度等級(jí)分別在該標(biāo)準(zhǔn)亮度的基礎(chǔ)上依次增加一至三倍數(shù)的亮度,這樣能夠根據(jù)使用者的需求,將屏幕中需要強(qiáng)調(diào)的地方選中并方便地分別予以高亮顯示及進(jìn)行對(duì)比。在殼體I正面處于顯示鍵23下側(cè)的位置,同樣以橫向并列的方式有4個(gè)放大鍵24,并通過(guò)它們來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的放大操作。例如,可以將第一個(gè)放大鍵24 (圖中處于最左側(cè)的放大鍵)設(shè)置為對(duì)所選中區(qū)域執(zhí)行50%的放大,而從左到右的第二至第四個(gè)放大鏡依次分別用于對(duì)所選中區(qū)域執(zhí)行100%、200%和400%的放大操作。通過(guò)以上構(gòu)造,當(dāng)使用者手持鼠標(biāo)時(shí),能夠在講授的同時(shí)很方便地就能執(zhí)行演示過(guò)程中經(jīng)常會(huì)采用的高亮顯示、局部放大等操作,并且可以根據(jù)需要獲得不同的高亮顯示和放大效果。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,設(shè)置在鼠標(biāo)殼體I表面上的功能鍵還可以包括用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)空中定位功能開(kāi)啟/關(guān)閉的定位開(kāi)關(guān)鍵25。這樣當(dāng)不需要使用空中鼠標(biāo)時(shí),可以取消其空中定位等功能,由此可以避免不必要的耗電,進(jìn)一步提聞空中鼠標(biāo)的持航能力。設(shè)置在殼體I內(nèi)部的功能組件主要包括重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無(wú)線收發(fā)模塊等,其中重力加速度傳感器用于感測(cè)鼠標(biāo)在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重力加速度,將其分解為X軸和Y軸方向上相對(duì)精確的加速度信號(hào),并通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊予以同時(shí)輸出,由此可根據(jù)其輸出值的變換來(lái)感測(cè)鼠標(biāo)空間方向的變化。數(shù)據(jù)信息處理電路用于在重力加速度傳感器、多個(gè)功能鍵和無(wú)線收發(fā)模塊之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接和傳遞,例如當(dāng)按下鼠標(biāo)左鍵21時(shí),其動(dòng)作訊號(hào)由數(shù)據(jù)信息處理電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,然后經(jīng)由無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送給上位機(jī)段,由此能夠直接被識(shí)別為鼠標(biāo)信號(hào)。無(wú)線收發(fā)模塊的作用在于將檢測(cè)到的重力加速度信息、以及鼠標(biāo)的所有控制信號(hào)發(fā)送至鼠標(biāo)接收端的無(wú)線收發(fā)模塊,以便按照USB協(xié)議的編碼方式編碼并與上位機(jī)進(jìn)行通訊。作為按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)的另外一個(gè)重要組成部件,還包括與手持端配合使用的接收端。該接收端包括USB接口、無(wú)線收發(fā)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊。其中USB接口用于與譬如計(jì)算機(jī)終端的上位端功能相連,無(wú)線收發(fā)模塊用于與鼠標(biāo)手持端的無(wú)線收發(fā)模塊之間相互交換信息,而驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)無(wú)線收發(fā)模塊所接收的信息,相應(yīng)執(zhí)行空中鼠標(biāo)的定位和按鍵動(dòng)作的操作。下面將具體描述按照本實(shí)用新型的空中鼠標(biāo)的工作原理及過(guò)程。首先,鼠標(biāo)手持端的重力加速度傳感器探測(cè)鼠標(biāo)的重力加速度信息,并將所探測(cè)到的重力加速度信息經(jīng)由數(shù)據(jù)信息處理電路處理后傳遞給無(wú)線收發(fā)模塊,無(wú)線收發(fā)模塊接著將信息發(fā)送安裝于上位機(jī)端的鼠標(biāo)接收端,并由接收端的無(wú)線收發(fā)模塊予以接受;接著,鼠標(biāo)接收端的無(wú)線收發(fā)模塊將信息傳送給驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行處理,其具體過(guò)程包括執(zhí)行系統(tǒng)初始化、設(shè)置空間坐標(biāo)、計(jì)算所采樣數(shù)據(jù)的軌跡,以及映射屏幕軌跡等步驟,由此完成鼠標(biāo)的定位,并由上位機(jī)將處理后的信息反饋發(fā)送至鼠標(biāo)手持端。當(dāng)按下鼠標(biāo)手持端的功能鍵例如某個(gè)顯示鍵或放大鍵時(shí),其動(dòng)作訊號(hào)由手持端的數(shù)據(jù)信息處理電路進(jìn)行處理,經(jīng)由無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送至安裝于上位機(jī)段的鼠標(biāo)接收端,并由接收端的無(wú)線收發(fā)模塊予以接受;接著,鼠標(biāo)接收端的無(wú)線收發(fā)模塊將信息傳送給驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行處理,例如按照微軟擴(kuò)展的Intellimouse協(xié)議進(jìn)行編碼,由此能夠直接被識(shí)別為鼠標(biāo)信號(hào)并相應(yīng)執(zhí)行高亮顯示或者局部放大操作,并由上位機(jī)調(diào)用相應(yīng)程序,將處理后的信息反饋發(fā)送置鼠標(biāo)手持端。其中驅(qū)動(dòng)模塊的處理功能信息數(shù)據(jù)的具體過(guò)程包括執(zhí)行系統(tǒng)初始化、設(shè)置空間坐標(biāo)、驅(qū)動(dòng)菜樣數(shù)據(jù)所描述的屏幕范圍,以及對(duì)該屏幕范圍內(nèi)的內(nèi)容執(zhí)行顯示亮度調(diào)整或放大顯示燈步驟。本實(shí)用新型所提供的基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo)不僅可以在任意虛擬屏幕上進(jìn)行書(shū)寫(xiě),還可以方便地實(shí)現(xiàn)演示過(guò)程中經(jīng)常會(huì)采用的多級(jí)高亮顯示和局部放大等操作;此外,由于它沒(méi)有大體積的光電模塊,尺寸上可以得到大大地縮減,并且外觀的設(shè)計(jì)可以更為多樣化,能夠更符合個(gè)人不同的書(shū)寫(xiě)及使用習(xí)慣;通過(guò)對(duì)其工作原理及其具體構(gòu)造的設(shè)計(jì),這種空中鼠標(biāo)耗電量少,節(jié)能,更適合無(wú)線應(yīng)用;不需要輔助裝置,攜帶方便,為當(dāng)前教學(xué)、演講中的演示提供了極大的便利,因而具備很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo),該空中鼠標(biāo)由手持端和接收端組成,其特征在于 所述手持端包括 鼠標(biāo)殼體; 設(shè)置在鼠標(biāo)殼體表面上的多個(gè)功能鍵,這些功能鍵包括用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)左右鍵功能的左右鍵、用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的不同亮度顯示的多個(gè)顯示鍵,以及用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域的多級(jí)放大功能的多個(gè)放大鍵; 設(shè)置在鼠標(biāo)殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無(wú)線收發(fā)模塊,其中所述重力加速度傳感器用于感測(cè)鼠標(biāo)在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重力加速度,所述數(shù)據(jù)信息處理電路用于在所述重力加速度傳感器、多個(gè)功能鍵和無(wú)線收發(fā)模塊之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接和傳遞,所述無(wú)線收發(fā)模塊用于在所述手持端與接收端之間執(zhí)行信息接收和發(fā)送; 所述接收端包括 用于與計(jì)算機(jī)終端相連的USB接口 ; 無(wú)線收發(fā)模塊,該無(wú)線收發(fā)模塊用于執(zhí)行接收端與手持端之間的信息接收和發(fā)送; 驅(qū)動(dòng)模塊,該驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)接收端的無(wú)線收發(fā)模塊所接收的信息,執(zhí)行鼠標(biāo)指針的定位和相應(yīng)按鍵動(dòng)作的操作。
2.如權(quán)利要求1所述的空中鼠標(biāo),其特征在于,設(shè)置在鼠標(biāo)殼體表面上的所述功能鍵還包括用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)空中定位功能開(kāi)啟/關(guān)閉的開(kāi)關(guān)鍵。
3.如權(quán)利要求1或2所述的空中鼠標(biāo),其特征在于,所述多個(gè)顯示鍵的數(shù)量為4個(gè),它們橫向并列設(shè)置在鼠標(biāo)殼體的正面,并依次分別用于對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域執(zhí)行四種亮度等級(jí)的顯示操作,其中第一亮度等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)亮度,第二至第四亮度等級(jí)分別在標(biāo)準(zhǔn)亮度的基礎(chǔ)上依次增加一至三倍數(shù)的亮度。
4.如權(quán)利要求3所述的空中鼠標(biāo),其特征在于,所述放大鍵的數(shù)量同樣為4個(gè),它們橫向并列設(shè)置在鼠標(biāo)殼體的正面并處于所述顯示鍵的下側(cè),依次分別用于對(duì)鼠標(biāo)所選中區(qū)域執(zhí)行四種放大倍數(shù)的放大操作,其中第一倍數(shù)執(zhí)行50%的放大,第二倍數(shù)執(zhí)行100%的放大,第三倍數(shù)執(zhí)行200%的放大,第四倍數(shù)執(zhí)行400%的放大。
5.如權(quán)利要求1或2所述的空中鼠標(biāo),其特征在于,所述鼠標(biāo)殼體由錐形體頭部和呈圓柱體結(jié)構(gòu)的尾部共同構(gòu)成,并由ABS工程塑料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于重力加速度傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感的空中鼠標(biāo),該空中鼠標(biāo)由手持端和接收端組成所述手持端包括鼠標(biāo)殼體,設(shè)置在殼體表面上的多個(gè)功能鍵,以及設(shè)置在殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無(wú)線收發(fā)模塊;所述接收端包括USB接口、無(wú)線收發(fā)模塊和用于用于根據(jù)所接收信息來(lái)執(zhí)行鼠標(biāo)指針定位和按鍵動(dòng)作操作的驅(qū)動(dòng)模塊。通過(guò)本實(shí)用新型,無(wú)需具備體積較大的光電模塊,整體尺寸縮小,并可方便設(shè)計(jì)成符合人體工程學(xué)便于攜帶的各種外形;此外,整體裝置耗電量少、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、不需要輔助裝置且攜帶方便,更適合無(wú)線應(yīng)用,并能夠方便地執(zhí)行多級(jí)高亮顯示和局部放大等常規(guī)演示動(dòng)作。
文檔編號(hào)G06F3/0346GK202838201SQ20122052536
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者張志 , 林榮宇 申請(qǐng)人:張志 , 林榮宇