CN101714034A - 具有移位、缩放和滚动控制装置的鼠标 - Google Patents

具有移位、缩放和滚动控制装置的鼠标 Download PDF

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丹尼斯·奥基夫
蒂莫西·奥沙利文
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Abstract

提供了具有移位、缩放和滚动控制装置的鼠标。一种控制设备包括处理器及控制按钮。所述控制按钮包括键及耦接于所述处理器的模拟传感器。所述键被配置为沿第一方向和第二方向而被移动，所述第二方向与所述第一方向基本上相反。所述模拟传感器被配置用于检测所述键沿所述第一方向和所述第二方向的移动量，并向所述处理器发送用于指示所述移动量的控制信号。所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，控制在计算机监视器上显示的图形对象以基于所述移动量的速率来缩放。

Description

具有移位、缩放和滚动控制装置的鼠标
技术领域
总体而言，本发明涉及用于控制计算机的控制设备。更具体而言，本发明涉及被配置用于控制计算机和在计算机的计算机监视器上显示的图形对象以便对该图形对象进行移位(Pan)、缩放和/或滚动的鼠标。
背景技术
众所周知，诸如鼠标等的控制设备是用于对计算机等进行控制的。鼠标包括诸如滚轮和按钮等装置，用于图形对象的选择以及后续对显示在计算机的计算机监视器上的图形对象的滚动。有些鼠标还可以包括用于对图形对象进行缩放(即放大和缩小)和移位的装置。例如，转让给微软公司的第6,281,881号美国专利公开了一种鼠标，该鼠标包括用于控制滚动和缩放的滚轮，并包括用于控制移位的其他装置。
尽管已知有各种鼠标包括用于对计算机的计算机监视器上显示的图形对象的移位、缩放和滚动进行控制的装置，但控制设备的业界仍在继续致力于创造包括新装置并提供用于控制这些功能的新方法的鼠标。
发明内容
总体而言，本发明涉及用于控制计算机的控制设备。更具体而言，本发明涉及被配置用于控制计算机和在计算机的视频显示器上显示的图形以便对该图形进行移位、缩放和/或滚动的鼠标。
根据本发明的一个实施例，一种控制设备包括处理器以及控制按钮。所述控制按钮包括键及耦接于所述处理器的模拟传感器。所述键被配置为沿第一方向和第二方向而被移动，所述第二方向与所述第一方向基本上相反。所述模拟传感器被配置用于检测所述键沿所述第一方向和所述第二方向的移动量，并向所述处理器发送用于指示所述移动量的控制信号。所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，控制在计算机监视器上显示的图形对象以基于所述移动量的速率来缩放。
根据一个具体实施例，所述控制设备还包括耦接于所述处理器的位移传感器。所述位移传感器被配置用于检测所述位移传感器相对于表面的移动。所述位移传感器与显示在计算机监视器上的图形对象的第一控制功能和第二控制功能相关联。所述控制设备包括耦接于所述键和所述处理器的第二传感器。所述第二传感器被配置用于检测所述键沿第三方向的移动，并向所述处理器发送用于表示所述键沿所述第三方向的移动的第二控制信号。所述处理器被配置用于：基于所述第二控制信号，将对所述图形对象的控制从所述第一控制功能变换为所述第二控制功能。所述第一控制功能是光标控制功能，并且所述第二控制功能是移位控制功能(Pan ControlFunction)。
根据本发明的另一实施例，一种控制设备包括处理器和控制按钮。所述控制按钮包括键和传感器，所述传感器用于检测对所述键的按压。所述传感器耦接于所述处理器，并被配置用于向所述处理器发送用于表示所述按压的控制信号。所述控制设备包括滚轮，所述滚轮被配置用于转动。所述滚轮的转动与计算机监视器上显示的图形对象的第一控制功能和第二控制功能相关联。所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，将对所述图形对象的控制从所述第一控制功能变换为所述第二控制功能。
根据控制设备的一个具体实施例，所述控制设备还包括位移传感器，所述位移传感器耦接于所述处理器，并被配置用于检测所述位移传感器相对于表面的移动。所述位移传感器与显示在计算机监视器上的第二图形对象的第三控制功能相关联，并与显示在计算机监视器上的所述的第一图形对象的第四控制功能相关联。所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，将对所述第二图形对象的处于所述第三控制功能下的控制变换为对所述第一图形对象的处于所述第四控制功能下的控制。
根据控制设备的另一具体实施例，所述键是柔性键，所述柔性键被配置为覆盖所述传感器，并且所述柔性键的弯曲被配置为激活所述传感器。所述柔性键是鼠标的表面的一部分并且可以是拇指垫(thumb pad)。
根据一个具体实施例，所述第三控制功能是对所述第二图形对象的光标控制功能，并且所述第四控制功能是对所述第一图形对象的移位控制功能。根据另一具体实施例，所述第一控制功能是对图形对象的滚动功能，并且所述第二控制功能是对图形对象的缩放功能。
根据本发明的另一实施例，一种控制设备包括处理器以及耦接于所述处理器的操纵杆。所述操纵杆包括第一模拟传感器和第二模拟传感器。所述操纵杆被配置为沿第一方向和第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向基本上相反。所述操纵杆还被配置用于沿第一转动方向和第二转动方向转动，所述第二转动方向与所述第一转动方向基本上相反。所述第一模拟传感器被配置用于检测所述操纵杆沿所述第一方向和所述第二方向的移动量，并向所述处理器发送用于指示所述移动量的第一控制信号。所述处理器被配置用于：基于所述第一控制信号来控制在计算机监视器上显示的图形对象的移位。所述第二模拟传感器被配置用于检测所述操纵杆沿所述第一转动方向和所述第二转动方向的转动量，并向所述处理器发送用于指示所述转动量的第二控制信号。所述处理器还被配置用于：基于所述第二控制信号来控制在计算机监视器上显示的图形对象的缩放。
根据本发明的另一实施例，一种计算机系统包括计算机和被配置为由所述计算机来控制的计算机监视器。所述计算机系统还包括相机，所述相机被配置为与所述计算机通信，并检测用户手的移动。所述计算机被配置用于：基于所述相机对所述用户手的移动的检测，对所述计算机监视器上显示的图形对象进行移位。所述计算机被配置用于：基于所述相机对所述用户手的第二移动的检测，对所述计算机监视器上显示的图形对象进行缩放，并且所述第二移动的方向与所述的第一移动的方向不同。
在考虑了下文的详细说明和附图后，本发明的其他目的、特征、优点和益处将变得更为明显。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的计算机系统的简化示意图；
图2A和2B是根据本发明的一个实施例的鼠标120的简化示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的鼠标的第一控制按钮的简化示意图；
图4是根据本发明的一个实施例的鼠标中所包括的电路的简化框图；
图5A是根据本发明的另一实施例的鼠标500的一部分的简化示意图；
图5B和5C是在鼠标按钮被按压并且滚轮被配置用于缩放控制后可显示在计算机监视器上的图标的简化示意图；
图6是根据本发明的另一实施例的鼠标的简化示意图；
图7是被配置用于对计算机监视器上显示的图形对象的缩放、移位和滚动进行控制的控制设备的简化示意图；
图8是根据本发明的另一实施例的计算机系统的简化示意图；以及
图9A和9B是根据本发明的另一实施例的鼠标的简化示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种控制设备。更具体而言，本发明提供了具有被配置用于对在计算机的计算机监视器上显示的图形对象的移位、缩放和/或滚动进行控制的模拟和数字装置的鼠标。
图1是根据本发明的一个实施例的计算机系统100的简化示意图，计算机系统100包括计算机105、计算机监视器110和一组控制设备115。计算机可被配置用于控制一个或更多个图形对象在视频显示器上的显示，并且一个或更多个控制设备可被配置用于操纵所显示的图形对象。例如，包括于所述的一组控制设备115中的鼠标120可被配置用于对显示在计算机监视器上的至少一个图形对象的滚动、缩放、移位等进行控制。
图A和2B是鼠标120的简化示意图。图2A是鼠标120的透视图，而图2B是鼠标120的截面图。鼠标120可以包括滚轮125、滚轮传感器130、键135和140、第一控制按钮145、第二控制按钮150、位移传感器155和控制电路160。
键135和140可以分别与传感器170和175相关联，传感器170和175被配置用于检测对其相应键的按压。该传感器可以是被配置用于检测所述键的向下移动和/或所述键上的向下的力的数字传感器或模拟传感器。位移传感器155可被配置用于检测鼠标在诸如桌面等的工作表面上的移动，以对计算机监视器上的指针等的移动进行控制。位移传感器可以是光学装置、机械装置和光学-机械装置等。
图3是第一控制按钮145的简化示意图。第一控制按钮145可被配置为向前(箭头150所指)和向后(箭头155所指)滑动。第一控制按钮可包括键305、支撑部310、诸如模拟传感器等的滑动传感器315，滑动传感器315可被配置用于检测该键的前后移动。该模拟传感器可以是电容性传感器、电阻性传感器、磁性传感器、或电磁传感器等。第一控制按钮145可被配置为通过弹簧装置320等而自定位至中心。换言之，如果键被向前或向后移动，该弹簧装置用于使键返回到中心位置。第一控制按钮还可被配置用于被向下按压并激活传感器325，传感器325可以是数字传感器或者模拟传感器。
图4是根据本发明的一个实施例的鼠标120中所包括的电路400的简化框图。电路400包括诸如微处理器或微控制器等的处理器405。传感器170、175、315和325中的每个传感器可以耦接于处理器405，并可被配置用于向该处理器发送信号。电路400可包括通信电路410，通信电路410耦接于处理器并被配置用于与计算机105(见图1)通信。该通信电路可被配置用于以无线的方式或通过有线连接(如通用串行总线连接)与计算机105通信。
根据本发明的一个实施例，第一控制按钮145和处理器405被配置用于工作以对在计算机监视器110上显示的图形对象的缩放进行控制。如本领域所公知的，缩放包括计算机监视器上所显示的图形对象的放大和缩小。例如，如果键305向前移动，则图形对象可被放大，而如果该键向后移动，则图形对象可被缩小。根据一个实施例，传感器315是模拟传感器，并且被配置用于向处理器发送信号，用于针对键305的增加的位移(向前或向后)而提高缩放速率。缩放速率的提高与该键的增加的位移成比例。
根据本发明的一个实施例，对第一控制按钮145的向下按压用于改变鼠标的控制特性。例如，如果传感器325检测到对键305的向下按压，该传感器向处理器发送信号，而该处理器被配置为改变鼠标的控制特性。根据一个实施例，如果第一控制按钮被向下按压，则控制电路160可被配置用于将滚轮的特性从滚动特性改变成移位特性。也就是说，如果第一控制按钮被按压，则滚轮可从对图形对象的垂直滚动的控制变成对图形对象的水平滚动(即移位)的控制。替选地，如果第一控制按钮被按压，则位移传感器145可被配置用于从对屏幕上指针的控制切换到对在计算机监视器上显示的图形对象的移位的控制。如果第一控制按钮被向下按压一段附加时间，则控制特性可以变回到初始的控制特性。例如，如果第一控制按钮被按压一次使得控制特性从垂直滚动变成移位、并且第一控制按钮被按压一段附加时间，则滚轮的控制特性可从移位变回垂直滚动。
图5A是根据本发明的另一实施例的鼠标500的一部分的简化示意图。使用图2A和2B中的附图标记来标识鼠标500中的与这些图中的鼠标120相似的元件。鼠标500与上述鼠标120的不同之处在于：鼠标500包括按钮500，该按钮500被配置用于与鼠标的控制电路(如上述的控制电路400)一起工作，以改变鼠标的控制特性。根据一个实施例，按钮505被配置为：被按压一段时间，使得控制电路在鼠标的控制特性之间变换。例如，按钮505可被按压，以将滚轮125的功能从滚动控制变成缩放控制，并将位移传感器155(见上述的图2B)的功能从光标控制变成移位控制。随后按压按钮505可将滚轮的功能从缩放控制变回滚动控制，并将位移传感器的功能从移位控制变回光标控制。根据一个实施例，滚轮125是如下专利申请中所描述的滚轮：2006年12月23日提交的、题为“Multi-FunctinRoller Apparatus and Method for a Control Device”的、Christian Blandin等人的第11/317,767号美国专利申请或2006年8月23日提交的、题为“Multi-Functin Roller Apparatus and Method for a Control Device”的、Christian Blandin等人的第11/509,116号美国专利申请，这两个申请通过引用合并于此，用于所有的目的。
根据一个实施例，如果按钮505被按压且滚轮被配置用于缩放控制，则在计算机监视器上显示用于向用户指示滚轮被配置用于缩放控制的图标。图5B和5C是图标520和525的简化示意图，图标520和525可在按钮505被按压且滚轮被配置用于缩放控制后显示在计算机监视器上。
根据一个实施例，运行于计算机上的程序可以启动鼠标的控制特性的改变。例如，电路400可提供鼠标与计算机之间的双向通信，并且如果给定的程序在计算机上运行，则可以从计算机向鼠标发送控制信号，以改变控制特性。例如，如果在计算机上运行电子表格程序(如微软公司的ExelTM)，则计算机可被配置用于向鼠标发送控制信号，以将滚轮的功能从光标控制变为缩放控制，并将位移传感器变为移位控制。根据一个替选实施例，在电路400的控制下，可通过光源为按钮505照明。如果在鼠标可用于移位和缩放控制的计算机上运行程序，则计算机可被配置用于向电路400发送信号，使得电路400可发出命令，该命令用于使灯点亮，从而向用户指示按钮505可被按压以将滚轮的控制特性改变为缩放控制并将位移传感器变为移位控制。
图6是根据本发明的另一实施例的鼠标600的简化示意图。鼠标600包括第一滚轮605和第二滚轮610。第一滚轮可被配置用于垂直滚动。第二滚轮可被配置用于缩放和移位。例如，如果第二滚轮被按压以激活一传感器，则耦接于该传感器的处理器可被配置用于改变第二滚轮的控制特性。例如，滚轮的控制特性可从缩放特性变为移位特性。
图7是控制设备700的简化示意图，控制设备700被配置用于对在计算机监视器上显示的图形对象的缩放、移位和滚动进行控制。控制设备700包括操纵杆705，操纵杆705被配置为被转动、横向移动以及向上拉。根据一个实施例，操纵杆的前向移动(箭头710)和后向移动(箭头715)(这是基本上反向的移动)控制在计算机监视器上的图形对象的移位。操纵杆可包括一个或更多个模拟传感器，所述一个或更多个模拟传感器被配置用于检测操纵杆的前向和后向移动，其中，与操纵杆的相对较小的位移相比，操纵杆的大的位移实现相对较快的移位。
操纵杆可被配置用于左右转动(箭头720)，以缩放在计算机监视器上显示的图形对象。例如，操纵杆可被配置用于向右转动，以使计算机监视器上显示的图形对象放大，并且操纵杆可被配置用于向左转动，以使计算机监视器上显示的图形对象缩小。操纵杆可包括一个或更多个模拟传感器，所述一个或更多个模拟传感器被配置用于检测操纵杆的左右转动，其中，与操纵杆的相对较小的转动相比，操纵杆的大的转动实现相对较快的缩放。
模拟传感器可包括电容性传感器、电阻性传感器(如力感测电阻器)或电磁传感器等。控制设备700可包括诸如上述电路400等的电路，该电路被配置用于接收来自模拟传感器的信号，以实现操纵杆在计算机监视器上的控制功能。
图8是根据本发明的另一实施例的计算机系统800的简化示意图。用于标识图1中的元素的相同附图标记被用来标识图8中的相似元素。计算机系统800与上述计算机系统的不同之处在于，该计算机系统包括相机805(如网络摄像头)，相机805被配置用于检测用户的手(如左手)的移动。与计算机105上运行的软件一起工作的相机805可被配置用于检测用户的手的移动，以对在计算机监视器110上显示的图形对象的移位或缩放等进行控制。为了对图形对象进行移位，相机可被配置用于检测用户的手向左的移动以便进行左移位以及向右的移动以便进行右移位。为了对图形对象进行缩放，相机可被配置用于检测用户的手向上的移动以便进行放大(即增大)以及向下的移动以便进行缩小(即减小)。根据一个实施例，如果相机检测到用户的手沿所选方向(即左、右、上、下)之一的移动，则计算机可被配置用于在计算机监视器上显示一只手，其中该手可被示为覆盖要被控制的图形。例如，当用户向左或右移动其手时，可在计算机监视器上将手显示为与例如正在被移位的图形对象一起移动。请参见如图8所示的计算机监视器，在该计算机监视器上显示了置于图形对象上的用户的手，通过相机对用户的手的移动的检测，计算机可将该图形对象移位。
图9A和9B是根据本发明的另一实施例的鼠标900的简化示意图。图9A是鼠标900的整体透视图，而图9B是该鼠标的内部视图。鼠标900包括按钮905。该按钮包括柔性键910，并且可由用户的拇指按压，以使柔性键偏斜。柔性键形成鼠标的一个表面，且具有鼠标的表面的外观。根据一个具体实施例，柔性键是形成鼠标的一个表面的拇指垫。被偏斜的柔性键可激活置于柔性键910后的开关915。开关915可以是模拟开关或者数字的二进制开关。开关915可耦接于如图4所示且如上所讨论的处理器。处理器可被配置为在开关被激活时切换鼠标的各个元件的操作模式。例如，鼠标900的滚轮920可配置为如上所述地在滚动模式和缩放模式之间变换。另外，位移传感器(如上所述)可被配置为在光标控制模式和移位模式之间变换。根据一个实施例，处理器被配置为：当开关915被按压且保持被按压时，将操作模式从第一模式切换到第二模式，并且当该开关被释放时，将操作模式从第二模式切换到第一模式。
尽管在此是参考本发明的特定实施例而描述本发明的，但本发明意欲涵盖一定范围内的修改、各种变化和替代。在某些实例中，在不脱离所阐述的本发明的范围的情况下，可采用本发明的特征，而不必对应地使用其他特征。因此，在不脱离本发明的基本范围和精神的情况下，可以进行多种修改，以改变所公开的特定的配置或方法。本发明不限于所公开的特定实施例，而本发明意欲涵盖落入权利要求的范围内的所有实施例及等同物。

Claims (12)

1.一种控制设备，包括：
处理器；以及
控制按钮，所述控制按钮包括键及耦接于所述处理器的模拟传感器，其中：
所述键被配置为沿第一方向和第二方向而被移动，所述第二方向与所述第一方向基本上相反；
所述模拟传感器被配置用于检测所述键沿所述第一方向和所述第二方向的移动量，并向所述处理器发送用于指示所述移动量的控制信号；并且
所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，控制在计算机监视器上显示的图形对象以基于所述移动量的速率来缩放。
2.如权利要求1所述的控制设备，还包括：
位移传感器，所述位移传感器耦接于所述处理器，并被配置用于检测所述位移传感器相对于表面的移动；其中，所述位移传感器与显示在计算机监视器上的图形对象的第一控制功能和第二控制功能相关联；
第二传感器，所述第二传感器耦接于所述键和所述处理器，其中，所述第二传感器被配置用于检测所述键沿第三方向的移动，并向所述处理器发送用于表示所述键沿所述第三方向的移动的第二控制信号；
所述处理器被配置用于：基于所述第二控制信号，将对所述图形对象的控制从所述第一控制功能变换为所述第二控制功能。
3.如权利要求2所述的控制设备，其中，所述第一控制功能是光标控制功能，并且所述第二控制功能是移位功能。
4.一种控制设备，包括：
处理器；
控制按钮，所述控制按钮包括键和传感器，所述传感器用于检测对所述键的按压，其中，所述传感器耦接于所述处理器，并被配置用于向所述处理器发送用于表示所述按压的控制信号；以及
滚轮，所述滚轮被配置用于转动，其中，所述滚轮的转动与计算机监视器上显示的图形对象的第一控制功能和第二控制功能相关联；并且其中，所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，将对所述图形对象的控制从所述第一控制功能变换为所述第二控制功能。
5.如权利要求4所述的控制设备，还包括：
位移传感器，所述位移传感器耦接于所述处理器，并被配置用于检测所述位移传感器相对于表面的移动；其中，所述位移传感器与显示在计算机监视器上的第二图形对象的第三控制功能相关联，并与显示在计算机监视器上的所述的第一图形对象的第四控制功能相关联；并且其中，所述处理器被配置用于：基于所述控制信号，将对所述第二图形对象的处于所述第三控制功能下的控制变换为对所述第一图形对象的处于所述第四控制功能下的控制。
6.如权利要求4所述的控制设备，其中，所述第三控制功能是对所述第二图形对象的光标控制功能，并且所述第四控制功能是对所述第一图形对象的移位控制功能。
7.如权利要求4所述的控制设备，其中，所述键是柔性键，所述柔性键被配置为覆盖所述传感器，并且所述柔性键的弯曲被配置为激活所述传感器。
8.如权利要求7所述的控制设备，其中，所述柔性键是鼠标的表面的一部分。
9.如权利要求7所述的控制设备，其中，所述柔性键是拇指垫。
10.一种控制设备，包括：
处理器；以及
操纵杆，所述操纵杆耦接于所述处理器，并包括第一模拟传感器和第二模拟传感器，其中，所述操纵杆被配置为沿第一方向和第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向基本上相反；并且所述操纵杆还被配置为沿第一转动方向和第二转动方向转动，所述第二转动方向与所述第一转动方向基本上相反，
其中：
所述第一模拟传感器被配置用于检测所述操纵杆沿所述第一方向和所述第二方向的移动量，并向所述处理器发送用于指示所述移动量的第一控制信号；
所述处理器被配置用于：基于所述第一控制信号来控制在计算机监视器上显示的图形对象的移位，
所述第二模拟传感器被配置用于检测所述操纵杆沿所述第一转动方向和所述第二转动方向的转动量，并向所述处理器发送用于指示所述转动量的第二控制信号；以及
所述处理器还被配置用于：基于所述第二控制信号来控制在计算机监视器上显示的图形对象的缩放。
11.一种计算机系统，包括：
计算机；
计算机监视器，所述计算机监视器被配置为由所述计算机来控制；及
相机，所述相机被配置为与所述计算机通信，并检测用户手的移动，并且其中，所述计算机被配置用于：基于所述相机对所述用户手的移动的检测，对所述计算机监视器上显示的图形对象进行移位。
12.如权利要求11所述的计算机系统，其中，所述计算机还被配置用于：基于所述相机对所述用户手的第二移动的检测，对所述计算机监视器上显示的图形对象进行缩放，并且所述第二移动的方向与所述的第一移动的方向不同。
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