專利名稱：手指控制的計算機鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制個人計算機和工作站和膝上型計算機等設(shè)備的顯示器的光標(biāo)的指點設(shè)備，特別涉及移動由手指運動的計算機鼠標(biāo)的位置的設(shè)備和方法。
用于個人計算機和工作站的指點設(shè)備的最一般形式是電子鼠標(biāo)。
觸摸板和指針桿由于其緊湊的本質(zhì)，是集成在膝上型計算機中最普通的指點設(shè)備。大多數(shù)膝上型計算機還允許使用外置鼠標(biāo)。
電子鼠標(biāo)的最普通形式使用一個在鼠標(biāo)下面的橡膠球。鼠標(biāo)的平動使橡膠球滾動。該橡膠球與一對編碼器軸接觸。橡膠球的滾動運動順次使編碼器軸轉(zhuǎn)動。編碼器軸以及與之關(guān)聯(lián)的輪通過使用兩對發(fā)光二極管和光檢測器產(chǎn)生一個正交信號。該電子信號代表鼠標(biāo)位置的平動。
在操作中，用手抓住鼠標(biāo)，通過手腕和/或手臂的運動使鼠標(biāo)運動。食指和中指放在驅(qū)動按鈕上，驅(qū)動按鈕可以在1個到3個之間變化，它們一般位于鼠標(biāo)的上末端表面。
典型電子鼠標(biāo)的持續(xù)使用必需持續(xù)驅(qū)動控制手腕和手臂的肌肉。眾所周知，手臂和手腕的這種持續(xù)使用可以導(dǎo)致重復(fù)的應(yīng)力損傷，諸如腕管綜合癥。
優(yōu)選電子鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊上使用，鼠標(biāo)墊基本為8.5×8.5英寸的橡膠墊。鼠標(biāo)墊的上表面組織提供橡膠球的牽引力。鼠標(biāo)墊的大小容納電子鼠標(biāo)的行程，使得光標(biāo)在從顯示屏的一個邊緣移動到相對邊緣時，電子鼠標(biāo)的橡膠球不會運動到鼠標(biāo)墊的邊緣之外。
許多用戶，特別是選擇使用電子鼠標(biāo)而不使用在膝上型計算機上集成的指點設(shè)備(例如觸摸板和/或指針桿)的膝上型計算機的用戶，發(fā)現(xiàn)鼠標(biāo)墊太大。
許多膝上型計算機具有可與臺式計算機可比的計算功率和顯示屏幕。膝上型計算機越來越多用作臺式機的替代品。膝上型計算機通常具有比臺式機較小的印跡(footprint)。許多使用膝上型計算機代替臺式機的用戶喜歡使用外接鼠標(biāo)作為指點設(shè)備。
許多用戶發(fā)現(xiàn)使用電子鼠標(biāo)更直觀，并能提供對顯示屏幕上的光標(biāo)比膝上型指針桿更好的控制。指針桿需要一個外部按鈕在把光標(biāo)定位在顯示屏幕上一個希望的位置后來驅(qū)動選擇。為點擊選擇的按鈕，用戶要么必須重定位它們的指頭(通常是食指)到選擇的按鈕上，或者使用另一個指頭(諸如拇指)點擊選擇的按鈕。許多用戶發(fā)現(xiàn)這一輔助手法十分麻煩。
在進行選擇時觸摸板遭遇同樣的缺點。特別是，使用觸摸板，光標(biāo)的運動由指尖在觸摸板的表面上的運動控制。當(dāng)光標(biāo)到達希望的位置時，為進行選擇，用戶必須清楚地點擊觸摸板的表面，也就是說，將手指抬離觸摸板，然后用指尖擊打觸摸板的表面。因為沒有與選擇動作關(guān)聯(lián)的清楚的機械敲擊，因此沒有給用戶提供立即的感覺反饋，給出成功選擇的信號。通常也給觸摸板提供外部選擇按鈕，但是具有與之關(guān)聯(lián)的和前面為指針桿敘述的同樣的缺點。
然而，不幸的是典型的電子鼠標(biāo)，因為其大小和長的電纜，不允許容易地存儲，例如對于移動膝上型計算機。
為使重復(fù)應(yīng)力損傷的風(fēng)險最小和改善電子鼠標(biāo)使用的容易程度，需要一種新穎的集成指點和選擇功能的電子鼠標(biāo)。還需要一種較小的電子鼠標(biāo)，其可以用較小的印跡在鼠標(biāo)墊上操作。
通過提供一種可用單一手指控制的指點和選擇功能的電子鼠標(biāo)，本發(fā)明基本克服了典型的現(xiàn)有技術(shù)電子指點設(shè)備的前述限制。這樣，通過避免了用于控制常規(guī)鼠標(biāo)運動的持續(xù)的腕和臂的運動而使重復(fù)應(yīng)力損傷的風(fēng)險最小。本發(fā)明可以使用光機械鼠標(biāo)或光鼠標(biāo)實現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種基本用手指運動控制的指點設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種指點設(shè)備，其中，該指點設(shè)備的運動和按鈕選擇用同一手指操作。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種電子鼠標(biāo)，它可以用小印跡在鼠標(biāo)墊上操作。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種電子鼠標(biāo)，它允許容易地存儲和展開。
通過提供一種基本用手指控制的電子鼠標(biāo)，本發(fā)明基本克服了典型的現(xiàn)有技術(shù)電子指點設(shè)備的前述限制。鼠標(biāo)的平動可以由放置在基本選擇按鈕上的食指控制。在基本選擇按鈕內(nèi)提供方便鼠標(biāo)位置平動的設(shè)備。方便鼠標(biāo)位置平動的設(shè)備包括，但不限于，凹窩、突起、和具有高摩擦系數(shù)的表面結(jié)構(gòu)。
參考下面的附圖，下面詳細敘述本發(fā)明，全部附圖中相似的標(biāo)號表示相似的特征，其中

圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的透視圖；圖2是圖1的鼠標(biāo)在由用戶的手操縱時的側(cè)面正視圖；圖3是示于圖1和圖2的鼠標(biāo)在由用戶的手操縱時的俯視圖；圖4是示于圖1的鼠標(biāo)的另一俯視圖，但是該鼠標(biāo)由用戶的單一手指控制；圖5是本發(fā)明的另一實施例的俯視圖；圖6是一個后部擴展部分的側(cè)面正視圖，該后部擴展部分可以連接到圖1的鼠標(biāo)上；圖7是示于圖6的后部擴展部分的俯視圖；圖8是一個側(cè)面正視圖，表示連接到圖1的鼠標(biāo)上的圖6的后部擴展部分；圖9是一個俯視圖，表示圖6的后部擴展部分正連接到圖1的鼠標(biāo)上；圖10是根據(jù)本發(fā)明形成的鼠標(biāo)的另一種形式的俯視圖。
本發(fā)明優(yōu)選的一個實施例示于圖1。具體說，圖中示出一個電子鼠標(biāo)100，它包括外殼105，用于存放該鼠標(biāo)的機械和電子部件(未示出)，這些機械和電子部件是現(xiàn)有技術(shù)中公知的類型。外殼105的形狀可以是圓形或橢圓形，或者被認(rèn)為在人體工程學(xué)方面適合的任何其它形狀。鼠標(biāo)100的側(cè)壁110從底部115到頂部120向內(nèi)傾斜，以便確定一個圓周槽122，其適應(yīng)容納用戶的拇指和其它手指。
基本按鈕125位于鼠標(biāo)上表面的中心。該基本按鈕125優(yōu)選基本等于典型電子鼠標(biāo)的“左”按鈕。
鼠標(biāo)的這一實施例的一個結(jié)構(gòu)可以包括一個橡膠球(未示出)，其位于該鼠標(biāo)正在基本按鈕125下面的底部115上。另一可選的實施例可以使用一個電子拾取器，它檢測鼠標(biāo)相對于一個隨同的墊的運動。另一個實施例可以使用一個光運動檢測部件，它檢測鼠標(biāo)相對于任何可視表面的運動。
第二按鈕130和第三按鈕135優(yōu)選放置在外殼105的圓周上，優(yōu)選在外殼105的末端(亦即向前端)140，分別在基本按鈕125的右和左。第二和第三按鈕130、135的功能類似于典型三按鈕電子鼠標(biāo)的“右”和“中”按鈕。用于驅(qū)動滾動的滾輪145優(yōu)選位于第二和第三按鈕130、135之間，在基本按鈕125的遠側(cè)(亦即向前)。
現(xiàn)在參考圖2和3，也可以提供一個小鼠標(biāo)墊150，大小約為4×4英寸。鼠標(biāo)墊150可以用在現(xiàn)有技術(shù)中公知的材料制成，以便提供對橡膠球的牽引力。
現(xiàn)在仍然看圖2和3，該鼠標(biāo)典型的操作包括在用戶右手H的拇指T和中指M之間夾住鼠標(biāo)100。雖然該實施例根據(jù)右手操作說明，但是也可以適應(yīng)左手操作。拇指T和中指M配合外殼105的壁110上的一致性槽122。槽122還防止在拿起鼠標(biāo)時鼠標(biāo)100從拇指T和中指M滑開。食指F的指尖P放在基本按鈕125的凹窩155上。
本發(fā)明提供兩種方式控制鼠標(biāo)100的運動，從而控制一個關(guān)聯(lián)的光標(biāo)(未示出)在計算機顯示屏幕(未示出)上的運動。
在一種方法中，鼠標(biāo)的運動用用戶拇指T和中指M控制，其方式在圖2和3中表示。鼠標(biāo)100在y方向上的運動(亦即遠側(cè)和近側(cè))通過同時彎曲和伸展拇指T和中指M同時抓住鼠標(biāo)100而控制。彎曲拇指T和中指M把鼠標(biāo)100拉向用戶，使鼠標(biāo)100在負y方向上(亦即近側(cè))平動，引起相應(yīng)的光標(biāo)運動。伸展拇指T和中指M從用戶推開鼠標(biāo)，使鼠標(biāo)100在正y方向(亦即遠側(cè))平動，引起相應(yīng)的光標(biāo)運動。
為使鼠標(biāo)100在正x方向上(亦即橫向向右)運動以便引起相應(yīng)的光標(biāo)運動，用拇指T向右推鼠標(biāo)100。為使鼠標(biāo)100在負x方向上(亦即橫向向左)運動以便引起相應(yīng)的光標(biāo)運動，用中指M向左推鼠標(biāo)100。
另一可選的方案為，為使鼠標(biāo)100在x方向上運動以便引起相應(yīng)的光標(biāo)運動，用戶可以向右和左彎曲他的手腕W，同時用拇指T和中指M保持鼠標(biāo)100。
在希望光標(biāo)大運動的場合，諸如從顯示屏幕的一邊移動光標(biāo)到相對一邊，使用掃動移動鼠標(biāo)100，同時用拇指T和中指M保持鼠標(biāo)。例如，為把光標(biāo)從顯示屏幕的底部移動到顯示屏幕的頂部，首先，用戶完全伸展他的拇指T和中指M，向遠側(cè)平移鼠標(biāo)100，其依次引起光標(biāo)在顯示屏幕上部分向上運動。接著，用戶抬起鼠標(biāo)100離開鼠標(biāo)墊150，彎曲他的拇指T和中指M，同時鼠標(biāo)100離開鼠標(biāo)墊150，以便把鼠標(biāo)100拿回到在鼠標(biāo)墊150上的原來位置。使鼠標(biāo)100置于鼠標(biāo)墊150上，然后用戶伸展他的拇指T和中指M為另外平移鼠標(biāo)100，并因此為平移相應(yīng)的光標(biāo)。重復(fù)掃動，直到光標(biāo)接近希望的位置。
用戶可以使用相似的掃動來實現(xiàn)x方向上的大光標(biāo)行程。
通過用拇指T和中指M抓住鼠標(biāo)100，鼠標(biāo)可以按需移動，使用食指F適當(dāng)驅(qū)動按鈕125、130和135。另外可選的方案是可以用拇指T和無名指R抓住鼠標(biāo)100，留下食指F和中指M適當(dāng)驅(qū)動按鈕125、130和135。
使用鼠標(biāo)100控制光標(biāo)運動的另一方法是用放置在基本按鈕125上的食指F以圖4所示方式拖動鼠標(biāo)100。鼠標(biāo)100可以通過選擇具有一個足夠硬的彈簧的基本按鈕微開關(guān)(未示出)通過基本按鈕125拖動，不需驅(qū)動基本按鈕125。另一可選的方案是，可以把食指F的指尖P扣合在基本按鈕125的凹窩155的側(cè)面，使得鼠標(biāo)100可以向前和/或向后和/或向側(cè)面推動，而無需產(chǎn)生足夠的垂直力來驅(qū)動基本按鈕125。
在基本按鈕125內(nèi)的凹窩155還可以包括一個小突起160，最好參見圖1，其與插入的指尖P咬合。也可以使用具有高摩擦系數(shù)的材料增加指尖P和基本按鈕125之間的牽引力。這種材料在現(xiàn)有技術(shù)中公知。
通過使用食指F咬合基本按鈕125來移動鼠標(biāo)可以最好獲得小的細微的光標(biāo)運動。優(yōu)選通過頂著凹窩155的壁彎曲和伸展食指F，使鼠標(biāo)100在y方向上運動來控制光標(biāo)的垂直運動。優(yōu)選通過頂著凹窩155的壁側(cè)向運動食指F，使鼠標(biāo)100在x方向上運動來控制光標(biāo)的水平運動。
一旦光標(biāo)到達希望的位置，則用戶可以通過用同一食指F“點擊”或按壓基本按鈕125進行選擇。
前述控制光標(biāo)位置和進行選擇的操作對用戶來說是直觀的，無需遲疑或另外需要移動用戶食指F來執(zhí)行。
普通光標(biāo)功能是拖拉一個對象或選擇的文字，其操作為(1)將光標(biāo)置于希望的對象或文字上；(2)在一個適當(dāng)?shù)陌粹o上例如在典型的電子鼠標(biāo)的左按鈕上施加持續(xù)的力；(3)移動鼠標(biāo)到希望的位置；(4)解除加在按鈕上的力，從而釋放拖動的對象在光標(biāo)重定位的地方。
本發(fā)明簡化了這一操作。用戶使用食指F定位鼠標(biāo)，使得光標(biāo)被移動到屏幕上希望的位置。一旦光標(biāo)接近顯示屏幕上一個希望的對象時，則用戶通過點擊基本按鈕125來選擇該對象。這一點通過用用戶的食指F的指尖P在基本按鈕125上施加足夠的力而實現(xiàn)。為拖動該對象，用戶使用食指F維持在按鈕125上的力，同時使用同一食指F移動鼠標(biāo)100。
在一個優(yōu)選的使用方式中，可以使用前述使用拇指T和中指M的掃動粗略定位光標(biāo)。當(dāng)光標(biāo)接近顯示屏幕上的希望位置時，通過使用食指F咬合基本按鈕125移動鼠標(biāo)100實現(xiàn)光標(biāo)的控制。
再次參考圖1，還提供有滾動機構(gòu)145。滾動機構(gòu)145可以位于基本按鈕125之前或之后。一般說，基本按鈕125沿中線縱軸放置。
當(dāng)鼠標(biāo)使用一個滾動球確定該鼠標(biāo)的運動時，該球優(yōu)選直接位于基本按鈕125之下，以便在鼠標(biāo)100運動時避免任何旋轉(zhuǎn)效應(yīng)?；景粹o125優(yōu)選位于靠近鼠標(biāo)體的中心位置。
參考圖5，本實施例的一個修改提供位于鼠標(biāo)100的前端140處的基本按鈕125。在這一場合，滾動裝置145可以位于基本按鈕125的后面。
下面看圖6-9，其中表示出一個后部擴展部分200，其可以連接到鼠標(biāo)100的后部。為偏愛大體積而不喜歡方便的鼠標(biāo)的用戶提供該后部擴展部分200。后部擴展部分200一般包括一個本體205和一對向前伸出的臂210。臂210補充鼠標(biāo)的圓周槽122，并延伸越過鼠標(biāo)外殼105的中線，使得臂210可以咬合入槽122內(nèi)，從而把后部擴展部分200鎖定在鼠標(biāo)100上。后部擴展部分200優(yōu)選使用韌性、耐用、重量輕的塑料形成。
如果希望的話，后部擴展部分200可以使用相對平的上后部表面形成，帶有或不帶附加的輸入按鈕(未示出)，和/或電子輸入墊(也未示出)以允許筆輸入簽名或草圖。當(dāng)然，當(dāng)后部擴展部分200包括這樣的按鈕或者電子輸入墊時，該后部擴展部分200也必須電氣連接到鼠標(biāo)100上，以便可以傳輸來自該按鈕或電子輸入墊的信號到鼠標(biāo)，從而到計算機。這種電氣連接可以以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式實現(xiàn)，例如通過使用簡單的公-母插入式電氣接頭。
下面看圖10，也可以給鼠標(biāo)100提供兩個附加的按鈕300、305?？梢耘渲冒粹o300、305來驅(qū)動萬維網(wǎng)瀏覽器的“向后”或“向前”，以便方便使用鼠標(biāo)100的萬維網(wǎng)瀏覽動作。
在本發(fā)明的另一個實施例中，使用一個壓力傳感器替換基本按鈕125的電-機械驅(qū)動開關(guān)，其中，食指F在基本按鈕125上的壓力引起一個電信號而送往計算機，另外其中該電信號的振幅是手指所施壓力大小的函數(shù)。本發(fā)明的這一實施例在圖形軟件中特別有用，這里，數(shù)字壓力級被變換為在計算機屏幕上畫出的線的粗細度。換句話說，可以通過在移動鼠標(biāo)的同時在基本按鈕125上按的重一點畫出較粗的線，而通過減輕基本按鈕125上的壓力畫出較細的線。在該實施例中，可以編程左按鈕130和右按鈕135使相應(yīng)于常規(guī)電子鼠標(biāo)的左和右按鈕。
在本發(fā)明的再一個實施例中，代替滾動計算機顯示到計算機顯示器的未觀察到的部分，可以編程滾輪145在計算機顯示器上在第三軸上移動光標(biāo)，這在三維圖像表示時可能有這種情況。滾輪145的另一個應(yīng)用是編程它用作連續(xù)的縮放功能，要么通過它自身，或者結(jié)合鍵盤上任何一個控制鍵。
權(quán)利要求
1．一種指點設(shè)備，包括一個第一按鈕，其適于與手指咬合以定位所述指點設(shè)備。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述指點設(shè)備包括具有凹陷表面的側(cè)壁。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述指點設(shè)備具有一般為截頭圓錐的形狀。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述指點設(shè)備具有確定一般為圓形的平面視圖。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述第一按鈕響應(yīng)一個驅(qū)動力以驅(qū)動第一開關(guān)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的指點設(shè)備，其中，所述第一按鈕響應(yīng)施加在驅(qū)動方向上的驅(qū)動力，所述第一按鈕不響應(yīng)施加在在所述驅(qū)動方向以外的方向上的力。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的指點設(shè)備，其中，所述第一按鈕響應(yīng)施加在一般向下方向上的驅(qū)動力，所述第一按鈕不響應(yīng)施加在其它不向下方向上的力。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述第一按鈕位于所述指點設(shè)備上的中心位置。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述第一按鈕包括一個從其伸出的突起。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，所述第一按鈕其上具有一個凹窩。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的指點設(shè)備，其中所述凹窩與手指形狀互補。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的指點設(shè)備，它包括一個從所述凹窩伸出的突起。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，包括一個第二按鈕，其響應(yīng)第二驅(qū)動力以驅(qū)動一個第二開關(guān)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的指點設(shè)備，所述第二按鈕位于所述第一按鈕的前面。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的指點設(shè)備，所述第二按鈕放置在所述指點設(shè)備的一個向前位置。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的指點設(shè)備，包括一個第三按鈕，其響應(yīng)第三驅(qū)動力以驅(qū)動一個第三開關(guān)。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的指點設(shè)備，所述第三按鈕位于所述第一按鈕的前面。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的指點設(shè)備，所述第三按鈕放置在所述指點設(shè)備的一個向前位置。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的指點設(shè)備，所述第一按鈕鄰近所述第二和第三按鈕。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的指點設(shè)備，所述第一按鈕放置在所述第二按鈕和所述第三按鈕之間。
21．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，包括滾動裝置，用于滾動計算機顯示至計算機顯示器的未觀察到的部分。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的指點設(shè)備，所述滾動裝置放置在所述指點設(shè)備的一個向前位置。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的指點設(shè)備，所述滾動裝置放置在所述第一按鈕的前面。
24．一種操縱計算機顯示器上光標(biāo)的方法，包括咬合指點設(shè)備的按鈕與手指，其中，所述按鈕適于響應(yīng)一個驅(qū)動力以驅(qū)動一個開關(guān)；在不驅(qū)動該開關(guān)的方向上以足以平移指點設(shè)備的量給該按鈕施力。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述按鈕響應(yīng)在一個驅(qū)動方向上施加的驅(qū)動力，同時所述按鈕不響應(yīng)在驅(qū)動方向以外的方向上施加的力。
26．根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述按鈕響應(yīng)施加在一般向下方向上的驅(qū)動力，所述按鈕不響應(yīng)施加在其它不向下方向上的力。
27．根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述操縱包括在計算機顯示器上定位一個對象；另外其中所述方法包括平移指點設(shè)備，使得光標(biāo)與希望的目標(biāo)關(guān)聯(lián)；在驅(qū)動方向上施加力，從而驅(qū)動開關(guān)。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，包括在驅(qū)動方向以外的其它方向上以足以平移該指點設(shè)備的位置的量給所述按鈕施加力。
29．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，包括滾動計算機顯示至計算機顯示器上的未觀察到的部分。
30．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，包括用拇指或手指轉(zhuǎn)動滾動裝置以顯示計算機顯示器的未觀察到的部分。
31．根據(jù)權(quán)利要求1的指點設(shè)備，另外包括一個后部擴展部分，其適應(yīng)連接到所述鼠標(biāo)上。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的指點設(shè)備，其中，所述指點設(shè)備包括一個圓周槽，另外其中，所述后部擴展部分包括一對臂，其適應(yīng)咬合入所述槽中，以便連接所述后部擴展部分到所述指點設(shè)備。
33．一種包括至少一個按鈕的指點設(shè)備，其中，所述按鈕適于感知施加在所述按鈕上的力的大小。
全文摘要
一種基本由手指運動控制的電子鼠標(biāo)(100)。鼠標(biāo)(100)的平動可以由放置在基本選擇按鈕(125)上的食指控制。在基本選擇按鈕(125)上提供方便平移鼠標(biāo)的設(shè)備。方便平移的設(shè)備包括,但不限于,凹窩、突起和具有高摩擦系數(shù)的表面結(jié)構(gòu)。
文檔編號G06F3/039GK1315030SQ99808799
公開日2001年9月26日 申請日期1999年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月20日
發(fā)明者陳君豪 申請人:陳君豪