CN101692192A - 指环式无线鼠标 - Google Patents

Abstract

一种灵活性很高的指环式无线鼠标，内置动作感应器以感知加速度信息，通过控制模块和处理模块的控制与处理，由预先设计的转换算法将加速度信息转换为鼠标指针的位移信息，实现鼠标指针在屏幕上的移动操作。该指环式无线鼠标体积小、重量轻，在拇指和食指间操作，不借助任何物体表面，通过倾斜手指实现鼠标指针的移动控制，手指的倾斜方向决定指针移动的方向，倾斜程度决定指针移动的速度。该指环式无线鼠标包括佩带部分和固定部分。佩带部分包括纽扣式主体和指环扣，其中纽扣式主体包括外壳、动作感应器、控制模块、发送天线、指示灯、左键、右键以及滚轮；固定部分包括接收天线，处理模块以及与PC端的接口。

Description

指环式无线鼠标

技术领域

本发明涉及一种指环式无线鼠标，尤指运用动作感应器感知加速度信息，进而控制鼠标指针移动的指环式无线鼠标。

背景技术

目前，公知的鼠标分为有线和无线两种。对于有线鼠标，因为传输线的限制，常常在稍远的地方便无法使用，限制了鼠标的使用范围。无线鼠标虽然摆脱了传输线的限制，但仍然存在的问题是：使用时需要寻找一块固定平坦的地方来放置和移动鼠标，当空间有限或放置区域不平整时，鼠标的使用非常不方便，影响指针定位；打字的时候需要将手移至旁边去寻找鼠标，不断在键盘和鼠标之间进行移动，效率不高；体积较大，重量较重，不宜携带；而且，使用鼠标时腕关节长时间保持一个姿势，容易引发关节不适。

发明内容

为了克服现有鼠标的以上不足，本发明提供一种指环式无线鼠标，只需将其佩带于手指上，通过在空中倾斜手指、不借助任何物体表面就能控制鼠标指针运动，非常方便；在使用键盘的同时也能方便的操作鼠标，缩短了手在键盘与鼠标之间的切换时间，提高了工作效率；体积小、重量轻、便于携带和佩戴；随时保持手部的舒适位置，可缓解长时间保持相同姿势引起的不适。

本发明采用动作感应器感知加速度信息作为鼠标指针定位信息的计算依据，该动作感应器可侦测X(左右)、Y(前后)轴方向的加速度信息。当本发明佩戴于手指并发生倾斜动作时，动作感应器感知的X、Y轴的加速度值发生变化，绕Y轴左右方向倾斜时，X轴的加速度值发生变化；绕X轴前后方向倾斜时，Y轴的加速度值发生变化。在固定方向上倾斜的程度越大，侦测的加速度绝对值越大。

本发明包括佩带部分和固定部分。佩带部分包括纽扣式主体和指环扣，其中纽扣式主体包括外壳、动作感应器、控制模块、发送天线、指示灯、左键、右键以及滚轮；固定部分包括接收天线，处理模块以及与PC端的接口。所述滚轮处于纽扣式主体的底部，左键和右键并列位于纽扣式主体的侧面。

本发明在拇指和食指间操作，由指环扣将佩戴部分佩带于右手食指，左键和右键并列位于贴近拇指的一侧。当没有任何按键操作的时候，本发明处于休眠状态，鼠标指针没有任何动作。有按键操作的时候，本发明处于工作状态，由左键和右键的长按动作激发鼠标指针的移动，手指的倾斜方向控制鼠标指针的移动方向，具体表现为：当按住鼠标右键的同时倾斜手指，预先设计的转换算法将动作感应器感知的加速度信息转化为鼠标指针移动的控制信息，实现鼠标指针的移动操作；按住鼠标左键的同时倾斜手指，预先设计的转换算法将加速度信息转化为鼠标指针拖拽的控制信息，实现鼠标的拖拽操作；左击、右击、页面滚动的操作与普通鼠标的常规操作一致，单击相应的按键或滑动滚轮便可实现。

佩带部分的控制模块分为I/O子模块、射频子模块、感应子模块及主控制模块。I/O子模块与按键和指示灯相连，当有键按下时，唤醒主控制模块对按键动作进行处理，并根据当前鼠标状态控制指示灯的显示；射频子模块与发送天线相连，将核心模块传来的数据打包，并通过发送天线将其发送出去；感应子模块与动作感应器相连，对感应器的输出进行采样，并将采样数据送至主控制模块；主控制模块与其余各模块相连，协调控制各部分有序工作。

固定部分的处理模块分别与接收天线和与PC端的接口相连，控制接收天线接收佩带部分发送的数据，并对接收的数据进行处理，将其转化为鼠标指针的动作信息，之后通过与PC端的接口将处理结果输入电脑，控制鼠标指针动作。

本发明的有益效果是：在拇指和食指间操作，打字的时候也可以方便的使用鼠标，无需将手移至旁边去寻找鼠标，缩短了手在键盘与鼠标之间的切换时间，提高了工作效率。摆脱了传统鼠标对空间和介质的要求，通过在空中倾斜手指、不借助任何物体表面就能控制鼠标指针运动，灵活性很高。此外本发明采用无线方式进行数据传输，使用者在远离电脑的时候，也可以对电脑进行鼠标控制，这一特点非常适合用于演讲、演示等场合，使用者可以不必再回到电脑旁进行操作，只需通过佩带在手指上的无线鼠标便可以方便的进行控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为指环式无线鼠标的系统组成框图。

图2为指环式无线鼠标佩带部分的示意图。

图3为指环式无线鼠标佩带部分倾斜方向的示意图。

图4为指环式无线鼠标的按键操作处理流程。

图5为指针移动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参照图1和图2，本发明包括佩带部分和固定部分。佩带部分包括纽扣式主体(15)和指环扣(16)，其中纽扣式主体包括动作感应器(1)、发送天线(2)、左键(3)、滚轮(4)、右键(5)、指示灯(6)以及控制模块(7)；控制模块(7)包括感应子模块(8)、射频子模块(9)、I/O子模块(10)及主控制模块(11)；固定部分包括接收天线(12)、处理模块(13)和与PC端的接口(14)。佩带部分和固定部分的元器件分别印制封装在外壳内的电路板上。

参照图3佩带部分倾斜方向示意图，图中的Y轴为佩带时手指进入指环扣的方向，X轴与Y轴垂直，且XY平面与纽扣式主体顶端的平面平行。通过指环扣将佩带部分佩带于右手食指，当手指绕Y轴旋转时，X轴的加速度发生变化，由预先设计的转换算法转化控制屏幕上的鼠标指针左右移动，绕Y轴向X轴的正方向旋转时，鼠标指针向左移动，向X轴的负方向旋转时，鼠标指针向右移动；当手指绕X轴旋转时，Y轴的加速度发生变化，由预先设计的转换算法转化控制屏幕上的鼠标指针上下移动，绕X轴向Y轴的正方向旋转时，鼠标指针向上移动，向Y轴的负方向旋转时，鼠标指针向下移动。在某一方向上倾斜的程度越大，此方向的加速度绝对值越大，由预先设计的算法转化所得的屏幕上的鼠标指针移动速度越快。

参照图4，各按键处理流程如下：

i)当I/O子模块(10)检测到鼠标右键(5)按下后，便唤醒主控制模块(11)判断此次按键动作为长按还是短按。如果是短按，由射频子模块(9)将右击表示符发送到本发明的固定部分，由固定部分的处理模块将其转换成计算机可识别的右击表示，传送到计算机，实现右击操作。如果是长按，主控制模块(11)判定此次动作为控制鼠标指针移动，则产生时钟信号开始计时，以固定的采样间隔时间控制感应子模块(8)分别对动作感应器的X、Y轴输出进行连续采样，直到松开按键才停止采样。每次采样结束后，主控制模块将采样的结果传送至射频子模块(9)。射频子模块(9)将此次采样数据加上包头、包尾，通过发送天线(2)将数据包发送到本发明的固定部分。固定部分的接收天线(12)接收到数据包后，将其传送到处理模块(13)。处理模块(13)首先将数据包的包头和包尾去掉，提取采样数据，根据加速度计算出鼠标指针位移，并将此位移通过与PC端的接口传送到PC机，控制鼠标指针移动。

ii)当I/O子模块(10)检测到鼠标左键按下后，如果是短按，类似右键的短按处理流程，发送左键表示符，实现鼠标指针左键的单击操作；如果是长按，类似右键的长按处理流程，但发送采样数据的同时发送一个拖拽表示符，则鼠标指针移动的同时实现拖拽选中操作。

iii)当I/O子模块(10)检测到鼠标滚轮滚动时，唤醒主控制模块(11)，类似右键的短按处理流程，发送滚动表示符及滚动的方向速度信息，实现页面的滚动操作。

参照图5鼠标指针移动的示意图，图中的上下左右标识为鼠标指针移动的四个方向。以鼠标开始移动的时刻为零时刻，假设零时刻T₀＝0鼠标在X、Y轴的移动速度和位移均为零，Δt为采样间隔，T₀、T₁…T_n-1、T_n为采样时刻，a₀、a₁…a_n-1、a_n为每个采样时刻的加速度。依据加速度计算Tn时刻的速度和位移的公式为：v_n＝v_n-1+a_nΔt和 $s_n=v_{n-1}\mathrm{\Δt}+\frac{1}{2}{a}_n\mathrm{\Δ}{t}^2,$ 运用迭代算法可计算出T_n时刻无线鼠标在X、Y轴方向上的速度和

及以及T_n-1到T_n时间内无线鼠标在X、Y轴方向上的移动距离ΔS_xn和ΔS_yn，将此位移映射到屏幕上鼠标指针的位移，便可得知T_n时刻鼠标指针的位置，从而得知鼠标指针的移动轨迹。

以上所述，仅为本发明的优选实例而已，非因此即局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均理同包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种指环式无线鼠标，包括佩带部分和固定部分，所述佩带部分包括指环扣和纽扣式主体，其特征是：外观上，滚轮处于纽扣式主体的底部，由所述指环扣将佩戴部分佩带于右手食指时，左键和右键并列位于贴近拇指的纽扣式主体侧面。

2.根据权利要求1所述的指环式无线鼠标，所述佩带部分内置动作感应器感知加速度信息，由预先设计的转换算法将其转化为鼠标指针的位移信息，其特征是：所述转换算法分为两部分，分别是采样部分和换算部分；采样部分将动作感应器感知到的时间连续加速度信息采样成时间离散的加速度序列；换算部分根据加速度与位移的计算公式，计算采样时间间隔内的位移变化，将此位移映射到屏幕上鼠标指针的位移。

3.根据权利要求2所述的指环式无线鼠标，其特征是：所述佩戴部分的绕轴倾斜方向控制动作感应器的X、Y轴加速度方向，并由转换算法将其映射为鼠标指针在屏幕上的左右、前后四个方向的位移信息；所述佩戴部分的绕轴倾斜程度控制动作感应器X、Y轴加速度大小，并同转换算法将其映射为鼠标指针的移动速度。

4.根据权利要求1所述的指环式无线鼠标，其特征是：所述佩带部分若没有按键动作，则处于休眠状态，鼠标指针没有任何动作；只有在按键按下的时候指环式无线鼠标才会工作，如果按键动作为长按，实现鼠标指针的移动功能；如果按键动作为短按，实现鼠标指针的左击、右击和页面滚动功能。

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