CN106066704A - 一种采用射频技术的鼠标 - Google Patents
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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
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。
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CN201610386488.5A CN106066704A (zh) | 2016-06-04 | 2016-06-04 | 一种采用射频技术的鼠标 |
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Publications (1)
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CN106066704A true CN106066704A (zh) | 2016-11-02 |
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CN201610386488.5A Pending CN106066704A (zh) | 2016-06-04 | 2016-06-04 | 一种采用射频技术的鼠标 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101776953A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-07-14 | 胡世曦 | 一种光学定位方法和与键盘融合的手指鼠标 |
CN103226399A (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-31 | 江培根 | 计算机输入装置 |
CN104049747A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-09-17 | 胡世曦 | 一种用手指直接控制光标的鼠标装置 |
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2016
- 2016-06-04 CN CN201610386488.5A patent/CN106066704A/zh active Pending
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