CN101004644A

CN101004644A - 一种光学触摸鼠标及光学触摸滚轮

Info

Publication number: CN101004644A
Application number: CNA2006100056784A
Authority: CN
Inventors: 吴东辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-07-25

Abstract

本发明提出一种光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其触摸面是一透明介质，内部装有照明用的光源及导光棱镜，也装有光感应器件及图象分析芯片。透明介质下设置轻触按钮作为鼠标左键，并可以用光学方法模拟二维滚轮。该鼠标还可以设计成单指操作的鼠标。其优点是无温度及湿度敏感性，成本低，尺寸小，可制作成一般鼠标及笔记本电脑自带鼠标。该鼠标特别适合笔记本电脑及PDA装置，该鼠标可安装在笔记本电脑或PDA的外壳适当的位置。该鼠标也适用于仪器设备及家用电器、手机、遥控器等以鼠标方式操作的装置。

Description

一种光学触摸鼠标及光学触摸滚轮

技术领域

本发明涉及一种光学鼠标，可以用触摸的方式控制鼠标光标的移动，也可以用触摸的方法实现翻页滚轮的效果。

背景技术

目前所公知的用触摸的方法控制的鼠标是触摸板，它的工作原理就是，当使用者的手指接近触摸板时会使电容量改变，触摸板自己的控制IC将会检测出电容改变量，转换成坐标，其缺点是温度及湿度敏感性高，在高温或手湿的情况下容易失效，另外其成本也较高。本发明提出一种光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其优点是无温度及湿度敏感性，成本低，尺寸小，可制作成一般鼠标及笔记本电脑自带鼠标、PDA自带鼠标。

发明内容

本发明所要解决的的技术问题是：采用光学方法实现鼠标的触摸控制，工作原理是：在鼠标内部有一个光源，可以是发光二极管或激光管或红外光管等，通过该光源发出的光线，照亮鼠标的触摸表面，然后将鼠标触摸表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样，当手指移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用鼠标内部的一块专用图像分析芯片(DSP，即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。该鼠标的关键是触摸面是一个耐磨的光学透明介质(即不限于可见光透明，也可以是红外等不可见光，光学透明介质的选取取决于所采用的光源的性质)，比如玻璃、透明塑料等，而且该介质和手指的接触面必须位于光学透镜的物距的位置，以便形成手指移动的清晰图象。透明介质的大小在设计时以于指大小为参考，而且在其周边设计一定的凹凸以便使手指易于辨别和定位在触摸点。当然该鼠标也有通常鼠标的左键、右键及滚轮等装置，它们布置在适当的位置。

以上描述为本发明光学触摸鼠标的基本内容，可以单独实施，也以增加以下装置：

可以在透明介质下装有一轻触开关作为鼠标左键，而透明介质是可以上下移动的，平时在弹力作用下位于弹起状态，用手指按下时相当于按下鼠标左键。

透明介质是一种跷跷板结构，在跷跷板两头均设置轻触开关，一个作为左键，一个作为右键。这样就实现了一种单指鼠标。

透明介质周围设置四个轻触开关，一个作为左键，一个作为右键，另外两个作为自定义按键，这样就实现了一种全功能单指鼠标。

另外还可以利用上述光学及信号处理原理设计一种光学触摸滚轮，在鼠标上设置一切换按钮，当切换按钮切换为滚轮状态时，图像分析芯片将分析处理的信号送至一滚轮信号发生电路，经滚轮信号发生电路处理产生标准的上下翻页及左右翻页信号。而且这种光学触摸滚轮自然具有二维功能，即不但可以上下翻页，而且可以左右翻页。

本发明明显的优点是无温度及湿度敏感性，成本低，尺寸小(可以做到手指头大小)，可制作成一般鼠标及笔记本电脑自带鼠标、PDA自带鼠标。该鼠标特别适合笔记本电脑，该鼠标可安装在笔记本电脑的外壳适当的位置。该鼠标也可安装在PDA的外壳适当的位置。该鼠标也适用于电子仪器设备及家用电器、手机、遥控器等以鼠标及滚轮方式操作的装置。

附图说明

图1是本发明光学触摸鼠标的部分结构图。

图2是本发明光学部分采用全反射原理的一种方案。

图3是本发明的透明介质是一种跷跷板结构的示意图。

图4是本发明的透明介质周围设置四个轻触开关的示意图。

图5是光学触摸滚轮的程序流程图。

具体实施方式

图1是本发明的部分结构图，1是透明介质，2是光学透镜，3是光感应器件，4是导光棱镜，5是发光二极管，6是鼠标外壳。具体工作原理是：发光二极管5发出的光线，光路经过导光棱镜4的折射，照亮鼠标的触摸表面即透明介质1，鼠标触摸表面反射回的一部分光线，经过光学透镜2，传输到光感应器件(微成像器)即光感应器件3内成像。这样，当手指移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用鼠标内部的一块专用图像分析芯片对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。该鼠标的关键是触摸面是一个耐磨的透明介质，该介质和手指的接触面必须位于光学透镜的物距的位置，以便形成手指移动的清晰图象。透明介质的大小在设计时以手指大小为参考，而且在其周边设计一定的凹凸以便使手指易于辨别和定位在触摸点。另外该鼠标中还装有控制芯片，控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作，并与外部电路进行沟通(桥接)及各种信号的传送和收取。目前更先进的芯片已将光感应器件和图象分析芯片和二为一，典型芯片如安捷伦公司的芯片。当然该鼠标也有通常鼠标的左键、右键及滚轮等装置，其位置摆布可以是任何适当的位置。该具体实施方式为本发明光学触摸鼠标的基本内容，可以单独实施。

图2是本发明光学部分采用全反射原理的一种方案。图2中，21是透明介质，22是光学透镜，23是光感应器件，24是触摸手指的示意图，25是发光二极管。可以看出光源发出的光线在透明介质中发生了全反射，全反射的次数可以不限定，可以是一次，也可以是多次，这和具体设计有关，关键是在手指和透明介质的触摸处发生全反射，当手指离开透明介质时光线发生全反射，手指立即失去光源的照明，鼠标光标立即停止移动，当手指触摸透明介质时全反射现象消失，形成手指控制鼠标光标移动的操作，所以，利用全反射原理可以精确地控制鼠标光标的移动。该实施方式中，光源采用激光管是一种可选的方案，激光的平行光特点更有利于全反射和精确定位。

以下是鼠标左键、右键、滚轮的几种实施方案：

一个按键的实施方案：在透明介质下只设置一个轻触开关作为左键。这种设计操作容易上手，具体是：透明介质是可以上下移动的，平时在弹力作用下位于弹起状态，用手指按下时相当于按下鼠标左键，透明介质的大小在设计时以手指大小为参考，而且在其周边设计一定的凹凸以便使手指易于辨别和定位在触摸点。

两个按键的实施方案：图3是本发明的透明介质是一种跷跷板结构的示意图。图3中，31是透明介质，32是跷跷板结构的中间支撑，33是轻触开关，34是另一个轻触开关，作为一个较佳的方案，两个轻触开关面对使用者是上下排列的，其中上面的轻触开关作为左键，下面的轻触开关作为右键。

四个按键的实施方案：图4是本发明的透明介质周围设置四个轻触开关的示意图。41是透明介质，42、43、44、45是四个轻触开关，作为一个较佳的方案，轻触开关42作为左键，轻触开关44作为右键，轻触开关43定义为选中目标的开始与结束的控制按键，其操作过程是移动鼠标光标至目标位置，按一下轻触开关43，再移动鼠标光标到另一目标位置，再按一下轻触开关43，这个过程相当于普通鼠标移动光标到目标位置，按下左键不放，拖动鼠标光标到另一目标位置，松开左键的操作。轻触开关45可作为滚轮的切换按键。这样实现了一种全功能单指鼠标。如不考虑单指操作，四个轻触开关可以放在其他位置。

光学触摸滚轮(或理解为光学模拟滚轮)的实施方案：具体实施方式是在鼠标上设置一切换按钮，当切换按钮切换为滚轮状态时，图像分析芯片将分析处理的信号送至一滚轮信号发生电路，经滚轮信号发生电路处理产生标准的上下翻页及左右翻页信号。滚轮信号发生电路可以用三种方案实现：一.可以用电路模拟的方法，图像分析芯片将分析处理的信号送至滚轮信号发生电路输入端，当手指触摸滑过触摸面时模拟电路产生一定数量的脉冲，脉冲分正脉冲和负脉冲以实现两个相反方向的翻页动作。二.可以用存储器存储标准滚轮信号并由输入信号进行触发，图像分析芯片将分析处理的信号送至存储器输入端的触发电路，当手指触摸滑过触摸面时存储器发出一定数量的脉冲，脉冲分正脉冲和负脉冲以实现两个相反方向的翻页动作。三.可以采用单片机并利用其自带的存储器，编写相应的程序实现；如果本光学触摸滚轮作为笔记本电脑或PDA的自带鼠标的滚轮装置，可以设计成直接利用笔记本电脑或PDA的CPU资源，配合相应的驱动程序实现，图5给出了一种光学触摸滚轮的程序流程图。这种光学滚轮自然具有二维功能，左右翻页原理一样。另外可以制成滚轮信号发生芯片，该芯片用公知的技术可以实现，并可以制成专用芯片。这种光学滚轮自然具有二维功能，即不但可以上下翻页，而且可以左右翻页。

Claims

1.一种光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是其触摸面是一光学透明介质。

2.根据权利要求1所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是照明光源发出的光线在触摸处发生全反射。

3.根据权利要求1或2所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是透明介质下设置有作为鼠标按键的轻触开关。

4.根据权利要求1或2或3所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是滚轮采用光学模拟的方法实现。

5.根据权利要求4所述的光学触摸滚轮，其特征是内部装有滚轮信号发生电路。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是其内部装有照明用的光源，也装有光感应器件及图象分析芯片。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是其内部装有导光棱镜。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是安装在笔记本电脑或PDA的外壳适当的位置。

9.根据权利要求8所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是驱动程序是安装在单片机的存储器中或安装在笔记本电脑中或PDA中。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的光学触摸鼠标及光学触摸滚轮，其特征是安装在电子仪器设备或家用电器、手机、遥控器的外壳适当的位置。