CN106066704A - 一种采用射频技术的鼠标 - Google Patents

Abstract

一种采用射频技术的鼠标，包括射频发射模块、射频接收模块、处理模块和主控单元，这种键盘将鼠标功能和键盘功能有机融合在一起，用户的鼠标操作和键盘操作都在键盘上完成，通过区分判断手指在键盘表面水平运动，实现鼠标操作。用户在操作这种鼠标时，手不需要离开键盘，具有使用方便，重量轻，体积小，便于携带的特点。适用于笔记本电脑时和台式机，可以取代普通触摸板。

Description

一种采用射频技术的鼠标

技术领域

本发明涉及一种鼠标，尤其是一种与键盘融合的鼠标。

背景技术

键盘和鼠标都是常用的输入设备，缺一不可，由于这两者的功能和原理区别甚大，所以难以融合，键盘只具有输入文字的功能，而鼠标只具有控制纵横位置的功能。在笔记本电脑上，鼠标通常采用触摸板，触摸板位于键盘的下侧，和键盘是分离的，用户在操作时，如果既要用键盘，也要用鼠标，则手必须在键盘和鼠标（触摸板）两者之间来回移动，操作不便。并且还造成了电脑体积和重量过大，携带不便。为了解决鼠标使用和携带不便的问题，本发明提出一种新型的鼠标装置，通过射频技术，将键盘和鼠标融合在一起，在键盘上既能完成传统的文字输入操作，也能完成鼠标操作，用户在操作电脑时，键盘的操作方式和现有的键盘是一样的，鼠标的操作方式和现有的触摸板的操作方式是一样的，区别是鼠标操作也在键盘表面完成，这样手不必离开键盘，也不需要在键盘和鼠标之间来回移动，操作比现有键鼠更加方便，同时又不改变用户现有的操作习惯，学习成本降到了最低。本技术方案还提高了笔记本的便携性。

发明内容

一种射频鼠标，其特征是：包括射频发射模块、射频接收模块、处理模块和主控单元，其工作过程如下： a）射频发射模块向探测区域发射射频信号； b）接收模块接收从探测区域返回的射频信号； c）处理模块对信号进行分析处理，计算出手指的运动速率和方向，如果手指是贴着或者平行于键盘按键表面移动，则主控模块控制光标做相应移动。

射频信号包括电磁波或者超声波。电磁波与超声波在距离/位置探测等方面有广泛的应用，如军事领域的雷达、声纳等设备，医疗领域的超声波检查，射频技术发展得非常成熟，本方案中，把射频探测技术的应用扩展到计算机输入领域，该领域只要求很短的探测距离，所以，射频模块能够小型化，其体积/功耗可以做得非常小，有时发射天线和接收天线可以整合到一起。发射/接收模块通常位于键盘的上方，如键盘上或显示屏侧边，射频信号探测键盘上方的运动情况，探测区域为键盘上方。

如果手指贴着键盘表面移动则为操作鼠标的动作，这是为了与另外的操作动作，也就是按键操作相区分，两种操作相区分的标志是，手指是否贴的键盘表面移动，按键操作手指是垂直于键盘表面，做上下运动。手指在键盘上可能还会有一些其他的动作，通过这样的区分方法，也可以把操作鼠标动作和其它动作相区分，避免鼠标的误动作。手指具有体积，不是一个点而是有多个点，有些点贴着键盘的表面，有些点和键盘表面有一定的距离，只要是在键盘表面较小的距离上，平行于键盘表面移动，就视为操作鼠标动作。

判断手指是否贴着或者平行于键盘按键表面移动的方法是三点法，或者探测手指相对于接收模块的位置和键盘相对于接收模块的位置，将上述两个位置相对照；；或者手指信号相对于背景信号的位置；或者使用多个发射/接收模块探测同一个手指，这些模块之间的相对位置是固定不变且已知的，或者它们相对于键盘的位置是固定且已知的。

3点法是指利用3个不在同一条直线上的点决定一个平面，通过计算目标与3个点的位置，判断目标是否位于该平面上。这3个点可以从键盘的反射背景中挑选，特别是当接收模块和键盘的相对位置固定不变的时候，键盘的背景辐射是固定不变的，背景辐射当中能够挑选出3个符合要求的点。如果找不到符合条件的3个点，也可以在键盘上安装3个角反射器，角反射器由3个相互垂直的反射面构成，它是按照入射方向反射射频信号，角反射器反射信号特征与背景辐射不同，其信号强度很高，通过这一点可以从背景辐射中找出它们。

有一个开关，当开关打开时射频鼠标工作；当开关关闭时射频鼠标不工作。开关可以是触摸开关，位置在便于手指操作的地方，例如空格键附近，便于大拇指操作。当手指放在开关上面时，开关打开；手指抬起离开，开关时，开关关闭。当不使用鼠标时，开关关闭以降低能耗。开关还可以区分鼠标操作动作和其它动作，因为用户只有在需要使用鼠标时才会打开开关，不需要使用时，开关是关闭的，鼠标不会出现误动作。需要使用时，打开开关，例如大拇指放在了空格键附近的触摸开关上，光标根据其它手指的移动而做相应的移动，此时鼠标的响应将是准确的，而不会出现误动作，因为通过分析用户的使用操作习惯，这种情况下，用户不会做出除鼠标操作之外的其他操作，而且手指贴着键盘表面移动是最方便的，所以用户的手指通常只会贴在键盘表面移动，鼠标可以根据手指动作作出正确响应。

包括鼠标左右键。左右键安装在键盘上便于操作的地方，例如空格键附近；也可以不需要实体的左右键，通过检测动作来实现左右键功能：当探测到手指在键盘表面的上下运动，同时键盘又没有发出任何一个按键被按下的信号，则视为左右键被按下。

手指在键盘上方的不同手势，代表不同的控制命令。例如，当探测到捻手指时，计算机休眠；手部向下时为翻页动作。

包括指纹识别模块。指纹识别是保障计算机安全的有效手段，射频指纹识别技术是一种新型的指纹识别技术，其原理包括发射模块、接收模块和信号处理模块，结构与射频鼠标类似。

用多普勒效应探测手指的运动速度和位置。多普勒效应测速的精度非常高。

附图说明：

图1：俯视图

1：左键和触摸开关

2：右键和触摸开关

3：微型雷达

图2：超声波模块位置图

1：健芯

2：超声波模块

具体实施方式：

实施例1基于微型雷达的鼠标

如图1所示，该鼠标用于台式机电脑，键盘为常见的薄膜键盘，鼠标左键和开关1、右键和开关2位于空格键附近，用大拇指操作，开关使用触摸开关，左右键的功能和普通鼠标的左右键一致；微型雷达3位于键盘的上侧方，F6键附近，高于键盘表面。微型雷达使用谷歌的soli模组，包括发射天线，接收天线以及信号处理单元。其工作频率为60Ghz，探测距离在1米以下，精度高于0.2mm，功耗不到0.05w，体积约为0.8cm*0.8cm，它非常薄，4根天线能提供全双工通信，收发雷达信号，探测区域为F键和J键之间和上下位置，当用户以常规手型静止放置在键盘上时，手指不会在该区域。微型雷达以很高的频率扫描探测区域，探测手指的动作，将手指的运动或者位置信息，发送到主控单元，控制光标动作。通过开关区分操作鼠标动作和操作键盘动作及其它无用动作：只要开关打开时，手指动作视为鼠标动作；关闭时视为键盘动作和其它动作，不响应。

用户操作电脑时，以常规手型放置在键盘上，右手食指在J键位置，左手食指在F键位置，当操作鼠标时，大拇指放在开关1/2上，左/右手食指在GHJTYUBNM等键表面移动，操作键盘的动作和常规键盘的动作一样。

实施例2基于微型雷达的鼠标

该方案适用于台式电脑，使用2个微型雷达，分开安装在显示器边框的上侧方中央位置，对准下方的键盘，键盘是常规的薄膜键盘，在键盘的左上角、右上角和右下角安装3个角反射器，角反射器为金属结构，放置在键盘塑料盖板内部。角反射器的反射信号很强，很容易从背景信号中分辨出来。由于微型雷达和键盘的相对位置不定，需要通过3个角反射器找到键盘表面位置，进而判断出手指是否位于键盘中央并且贴着键盘表面移动。不使用开关和左右键，微型雷达持续工作，通过判断手指的上下运动实现左右键功能，首先通过不同位置识别出大拇指，进一步识别出左右大拇指，然后用多普勒效应探测大拇指的动作速度，当探测到大拇指作上下运动时，而键盘没有发出按键被按下的信号，则视为左右键被按下。

实施例3基于超声波技术的鼠标

如图2，健芯1是常规的薄膜健芯，从上到下的结构是键帽、剪刀脚、支撑板、导电膜等。超声波模块2安装在健芯1的下方，正对着HJ键，朝上发射超声波，超声波具有很强的穿透力，能穿透金属、塑料等材料，能探测到键帽上操作的手指。开关和左右键位置与实施例1中一样，操作方法和功能也一样。超声波模块固定在键盘，所以信号背景是不变的，从固定背景中检测手指信号，当手指离开键盘表面较远时，信号很弱，难以检出，如果开关打开并且有手指信号时，则视为鼠标操作，其它情况不做响应。由于超声波指纹模块的结构和安装位置与鼠标的超声波模块一样，所以可以共用超声波硬件，在信号处理单元中增加指纹功能，当超声波信号探测手指位置时，同时识别指纹。这样能保证只有授权用户能操作电脑，非法用户即使在屏幕解锁状态时，也无法操作鼠标。该方案将键盘、鼠标和指纹锁完美集成在一起，完美实现了操作方便性和系统安全性。

Claims (10)

1.一种射频鼠标，其特征是：包括射频发射模块、射频接收模块、处理模块和主控单元，其工作过程如下： a）射频发射模块向手指发射射频信号； b）接收模块接收从手指返回的射频信号； c）处理模块对信号进行分析处理，计算出手指的运动速率和方向，如果手指是贴着或者平行于键盘按键表面移动，则主控模块控制光标做相应移动。

2.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：射频信号是电磁波或者超声波。

3.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：判断手指是否贴着或者平行于键盘按键表面移动的方法是三点法，或者探测手指相对于接收模块的位置和键盘相对于接收模块的位置，将上述两个位置相对照；或者手指信号相对于背景信号的位置；或者使用多个发射/接收模块探测同一个手指，这些模块之间的相对位置是固定不变且已知的，或者它们相对于键盘的位置是固定且已知的。

4.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：键盘上有3个角反射器，并且3个角反射器不在同一条直线上。

5.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：有一个开关，当开关打开时射频鼠标工作；当开关关闭时射频鼠标不工作。

6.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：包括指纹识别模块。

7.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：包括鼠标左右键；或者没有实体的左右键，通过检测手指特定动作来实现左右键功能。

8.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：手指在键盘上方的不同手势，代表不同的控制命令。

9.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：用多普勒效应探测手指的运动速度和位置。

10.基于权利要求1所述的一种射频鼠标，其特征是：射频信号的探测区域是键盘上方。