CN109491522A - 输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输入装置，包括近接感测器、位移感测器以及微处理器，近接感测器用以检测是否有物体接近或接触输入装置；位移感测器用以检测输入装置的移动状态并输出相应的轨迹信号；微处理器电性连接近接感测器及位移感测器，微处理器依据近接感测器及位移感测器的检测数值切换输入装置的工作模式。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及一种输入装置，尤其涉及一种可依据不同操作状态切换工作模式的游标指示装置。

背景技术

鼠标，用于控制电脑屏幕上的游标并借此对电脑进行操作。自1968年美国制作出了全世界第一只鼠标后，之后无论是文书处理、电玩竞赛、工业制图、设计制图或媒体制作，鼠标已经成为电脑设备中不可或缺的一部分。早期鼠标使用轨迹球作为鼠标位移的检测，随着科技的进步且为提升其工作的效率，也慢慢演变成至今使用光学或激光感测模块进行位移检测的形式。此外，为提升鼠标的功能性及便利性，鼠标也从最早有线的单键鼠标进化成现今无线的多键滚轮鼠标。而为因应不同产业需求或个人喜好，各家电子厂商也开始制造各种不同外型或具备复合功能的鼠标，以配合不同使用者的操作需求。

于现有的技术中，鼠标可分为一般鼠标及空中鼠标，而目前市面上已有贩售同时具备一般鼠标功能及空中鼠标功能的复合型鼠标。但复合型鼠标往往需要设置多个按键，以作为鼠标功能的切换及功能的操作，而过于复杂的按键设计也容易造成使用者于使用上的不便。且复合型鼠标作为一般鼠标使用时，其于工作平面上移动轨迹的检测仍是使用常见的光学或激光感测模块，由于光学或激光感测模块容易因工作平面的材质、平整度或角度的不同而影响其位移轨迹的检测，使得复合型鼠标无法稳定地输出相应的游标轨迹信号。

因此，如何提供一种设计简约，且可于各种不同材质、不同平整度或不同角度的工作平面上进行操作的多功能复合的输入装置，为本发明欲解决的技术课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种设计简约的多功能复合的输入装置，且可于各种不同材质、不同平整度或不同角度的工作平面上进行操作，并输出稳定的游标轨迹信号。

为达前述的目的，本发明提供一种输入装置，包括:

近接感测器，用以检测是否有物体接近或接触输入装置；

位移感测器，用以检测输入装置的移动状态并输出相应的轨迹信号；以及

微处理器，电性连接近接感测器及位移感测器；

其中，微处理器依据近接感测器及位移感测器的检测数值切换输入装置的工作模式。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器为电容式近接感测器、电感式近接感测器、电磁式近接感测器、光学式近接感测器、微波式近接感测器或超声波式近接感测器。

于上述较佳实施方式中，其中位移感测器为压电式加速度感测器、压阻式加速度感测器、电容式加速度感测器或陀螺仪。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下介于70～80之间，且位移感测器的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F时，输入装置与至少一电子计算机进行无线通信连结的配对。

于上述较佳实施方式中，其中工作模式包括第一工作模式、第二工作模式及休眠模式。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下大于80，且位移感测器的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于10时，输入装置进入第一工作模式。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，且位移感测器的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于20时，输入装置进入第二工作模式。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，且位移感测器的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F时，输入装置进入休眠模式。

于上述较佳实施方式中，其中输入装置于工作平面移动时，位移感测器判定工作平面与水平面的夹角以进行二维平面的校正。

于上述较佳实施方式中，其中位移感测器检测输入装置于工作平面的移动轨迹，并产生二维轨迹信号，二维轨迹信号用以控制游标动作。

于上述较佳实施方式中，其中位移感测器检测输入装置于立体空间中的移动轨迹，并产生三维轨迹信号，三维轨迹信号用以控制游标动作、显示界面缩小/放大或显式界面切换。

于上述较佳实施方式中，其包括上盖及下盖。

于上述较佳实施方式中，其中上盖包括滚轮、至少一按键部及透明窗。

于上述较佳实施方式中，其中下盖具有底面，输入装置通过底面于工作平面上进行移动。

于上述较佳实施方式中，其中近接感测器朝向透明窗发射检测信号，用以检测接近或接触输入装置的物体。

于上述较佳实施方式中，其进一步包括激光二极管模块，激光二极管模块朝向透明窗投射具指向功能的激光光束。

本发明提供的输入装置的优点和有益效果在于：本发明所提供的多功能复合的输入装置可依据使用者握持的方式，即时地进行工作模式的切换，使其可作为一般鼠标或空中鼠标使用。另一方面，当输入装置作为一般鼠标使用时，当其于不同角度的工作平面上操作并进行移动时，可预先进行二维平面的校正，使输入装置输出相应于游标动作控制的二维轨迹信号，而相较于现有技术中使用光学或激光感测模块的鼠标，本发明所提供的多功能复合的输入装置不因工作平面的材质、平整度或角度而影响其游标轨迹信号的输出；故，本发明实为一极具产业价值的技术方案。

附图说明

图1为本发明输入装置的立体示意图；

图2为本发明输入装置的剖面图；

图3A至图3B为本发明输入装置操作于第一工作模式的示意图；

图4A至图4D为本发明输入装置操作于第二工作模式的示意图；以及

图5为本发明输入装置作为激光指向装置的示意图。

附图标记说明：

L 激光光束

S 工作平面

θ 夹角

10 输入装置

11 上盖

111 滚轮

112 间隙

113、114 按键部

115 透明窗

116 支撑件

12 下盖

121 底面

20 电路板

21 微处理器

22 近接感测器

23 位移感测器

30 激光二极管模块

40 使用者

50 显示装置

51 游标

52、53、54 显示界面

具体实施方式

本发明的优点及特征以及达到其方法将参照例示性实施例及附图进行更详细的描述而更容易理解。然而，本发明可以不同形式来实现且不应被理解仅限于此处所陈述的实施例。相反地，对所属技术领域的技术人员而言，所提供的此些实施例将使本公开更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴。

首先，请参阅图1及图2所示，图1为本发明输入装置的立体示意图；图2为本发明输入装置的剖面图。于图1中，输入装置10为一种游标指示装置，其可以通过无线的通信协定，例如蓝牙(Bluetooth)或Wi-Fi连结至一电子计算机(未示于图中)，例如电脑，以借此控制电子计算机的显示装置(未示于图中)中的游标动作。所述的输入装置10包括上盖11及下盖12，其中，上盖11前方的控制端包括滚轮111、间隙112以及由间隙112区隔出的按键部113、114，而上盖11后方的握持端的表面则设置有一透明窗115。下盖12则具有一底面121，输入装置10可通过底面121于一工作平面上操作并进行移动。

接着，请参阅图2所示。于图2中，输入装置10的上盖11及下盖12所形成的容置空间中设置有一电路板20，其中，电路板20包括微处理器(microprocessor)21、近接感测器(proximity sensor)22及位移感测器

(displacement sensor)23。所述电路板20可固设于下盖11的内表面上；而上盖11的内表面则向下延伸形成一支撑件116并用以设置一激光二极管模块(laser module)30。所述微处理器21电性连接近接感测器22、位移感测器23及激光二极管模块30。其中，微处理器21可控制近接感测器22，使其朝向透明窗115的方向发射检测信号，借此检测是否有物体接近或接触输入装置10的上盖11后方握持端的表面，而当所检测到的物体越接近输入装置10时，近接感测器22检测所产生的检测数值越大。微处理器21亦可控制激光二极管模块30，使其朝向透明窗115的方向投射具指向功能的激光光束。进一步的，微处理器21可通过位移感测器23检测输入装置10移动时X动量、Y动量或Z动量的检测数值的变化，并依据输入装置10的移动状态输出相应的轨迹信号至电子计算机中，以借此控制电子计算机的显示装置中的游标动作。本发明所述的近接感测器22可为电容式近接感测器、电感式近接感测器、电磁式近接感测器、光学式近接感测器、微波式近接感测器、超声波式近接感测器或前述各感测器的组合；位移感测器23可为压电式加速度感测器、压阻式加速度感测器、电容式加速度感测器、陀螺仪(G-sensor)或前述各感测器的组合。此外，所述电路板20中亦设置有用于蓝牙或Wi-Fi连结的无线通信模块(未示于图中)及用以储存工作模式切换软件及一组或多组链接密钥(link key)的储存单元(未示于图中)，微处理器21则用以执行所述工作模式切换软件，以进行输入装置10的工作模式的切换。

请继续参阅图2，于本发明设计中，微处理器21可依据近接感测器22的检测数值及位移感测器23的检测数值变化量切换输入装置10的工作模式。于本实施例中，检测数值以十六进制数值表示。

此外，当输入装置10以蓝牙进行无线通信连结时，微处理器21则依据近接感测器22及位移感测器23所产生的检测数值而建立输入装置10与电子计算机之间的蓝牙连结。此无线通信连结的方式如下:在首次使用输入装置10时，当有物体例如使用者的手掌，接近上盖11后方的握持端的透明窗115时，近接感测器22因检测到手掌的接近而产生检测数值。于本实施例中，近接感测器22的检测数值以十六进制表示的情况下介于70～80之间。而由于输入装置10未被移动，故位移感测器23的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F。此时微处理器21会通过无线通信模块检测周遭环境中的电子计算机，接着输入装置10则依据无线通信连结的接收信号强度指示(Received SignalStrength Indicator,RSSI)与距离较近的一个或多个电子计算机进行配对，同时产生一组或多组用于建立无线通信连结的链接密钥，随后微处理器21会将产生的链接密钥储存于储存单元之中。

所述输入装置10内建的工作模式包括第一工作模式、第二工作模式及休眠模式，输入装置10可于操作的过程中，依据近接感测器22的检测数值及位移感测器23的检测数值变化量即时地进行第一工作模式、第二工作模式及休眠模式的切换。当输入装置10进入第一工作模式时，可作为一般的鼠标使用；而当输入装置10进入第二工作模式时，则可作为空中鼠标使用；休眠模式则为一种省电模式。输入装置10的工作模式的切换如表1所示，而表1为近接感测器22及位移感测器23的检测状态对照表：

表一

工作模式	近接感测器	位移感测器
			第一工作模式	○	○
第二工作模式	X	○
			休眠模式	X	X

请一并参阅表1及图3A至3B所示，图3A至3B为本发明输入装置操作于第一工作模式的示意图。于图3A中，当使用者40的手掌接触上盖11后方的握持端的透明窗115并同时移动输入装置10时，近接感测器22便可检测到手掌的接触且位移感测器23因检测到输入装置10于工作平面的移动而产生检测数值。于本实施例中，近接感测器22的检测数值以十六进制表示的情况下大于80，表1中的检测状态则以“○”表示，而位移感测器23的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于10，表1中的检测状态则以○”表示。当近接感测器22及位移感测器23的检测状态均为“○”时，微处理器21则会通过无线通信模块检测周遭环境中的电子计算机，并且同时比对储存单元中的链接密钥，接着输入装置10则与符合链接密钥比对结果的电子计算机建立无线通信连结，并同时进入第一工作模式。

如图3B所示，于第一工作模式下，输入装置10可通过底面121(如图1或图2所示)于工作平面S上进行移动，微处理器21可通过位移感测器23的X动量、Y动量或Z动量的检测数值判定工作平面S与水平面的夹角θ，并依据夹角θ进行二维平面的校正。举例而言，当输入装置10于水平的工作平面S移动时，微处理器21可通过位移感测器23判定出工作平面S为一水平平面(即夹角θ为0度)，如此输入装置10便可通过位移感测器23的X动量或Y动量的检测数值的变化产生二维轨迹信号；而当输入装置10于垂直的工作平面S移动时，微处理器21亦可通过位移感测器23判定出工作平面S为一垂直平面(即夹角为90度)，此时输入装置10则通过位移感测器23的Z动量及Y动量的检测数值的变化产生二维轨迹信号。如此，通过预先以位移感测器23判定工作平面S与水平面夹角θ的方式，当输入装置10于各种不同角度上的工作平面S上操作并进行移动时，通过夹角θ进行二维平面的校正，使输入装置10可依据二维平面的校正及输入装置10的移动轨迹产生并输出相应于游标动作控制的二维轨迹信号。另一方面，于第一工作模式下，滚轮111及按键部113、114的操作及信号输出与现有的游标指示装置(即一般的鼠标)相同，在此便不再作赘述。

请一并参阅表1、图4A至图4D所示。图4A至图4D为本发明输入装置操作于第二工作模式的示意图。于图4A中，当使用者40握持在输入装置10前方的控制端并移动输入装置10时，由于手掌并未覆盖于透明窗115之上，因此近接感测器22便无法检测到使用者40的手掌，而位移感测器23则因检测到输入装置10的移动而产生检测数值。于本实施例中，近接感测器22的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，表1中的检测状态则以“X”表示，而位移感测器23的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于20，表1中的检测状态则以“○”表示。当近接感测器22的检测状态为“X”，而位移感测器23的检测状态为“○”时，微处理器21则进行工作模式的切换，使输入装置10进入第二工作模式。于第二工作模式下，于立体空间中进行三维方向移动的输入装置10可通过位移感测器23的X动量、Y动量或Z动量的检测数值的变化而产生一三维轨迹信号，并通过三维轨迹信号搭配滚轮111或按键部113、114的操作，控制电子计算机的显示装置50中的游标动作、显示界面缩小/放大或显示界面切换。其中图4A至图4D中的闪电符号，表示两部分附图之间通过无线连接作为信号的传输方式。

于图4A中，于第二工作模式下，输入装置10可作为空中鼠标使用，并通过位移感测器23的X动量或Y动量的检测数值的变化控制显示装置50中游标51的移动。于图4B至图4C中，当使用者40于操作的过程中按压输入装置10的按键部113、114中的任一者，例如按压按键部113，且同时将输入装置10向上方移动时，位移感测器23便可检测到Z动量的检测数值的变化，输入装置10便可依据Z动量的检测数值的变化放大显示装置50上的显示界面52；反之，若于操作的过程中按压输入装置10的按键部113、114中的任一者，例如按压按键部114，且同时将输入装置10向下方移动时，位移感测器23便可检测到Z动量的检测数值的变化，此时输入装置10则依据Z动量的检测数值的变化缩小显示装置50上的显示界面52。于图4D中，当使用者40于操作过程中按压输入装置10的按键部113、114中的任一者，例如按压按键部114，且同时将输入装置10朝向左方或右方移动时，位移感测器23便可检测到X动量或Y动量的检测数值的变化，并依据X动量或Y动量的检测数值的变化切换显示装置50上的显示界面52、53或54。

接着，请参阅图5，图5为本发明输入装置作为激光指向装置的示意图。于第二工作模式下，输入装置10亦可作为激光指向装置。如图5所示，当使用者40于操作过程中，按压输入装置10的滚轮111时，微处理器21便会启动激光二极管模块30(如图2所示)，并驱动激光二极管模块30朝向透明窗115投射出一具有指向功能的激光光束L。

请继续参阅表1，当近接感测器22未检测到使用者40的手掌接近或接触上盖11后方的握持端的透明窗115且位移感测器23未检测到输入装置10产生移动时，此时近接感测器22的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，表1中的检测状态则以“X”表示；位移感测器23的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F，表1中的检测状态则以“X”表示。当近接感测器22及位移感测器23的检测状态均为“X”时，此时微处理器21则同步关闭无线通信模块及激光二极管模块30的电力供应，并让输入装置10进入休眠模式。于休眠模式下，输入装置10仅供应微量的电源予近接感测器22及位移感测器23，如此便可有效降低输入装置10的电力的消耗，而达到省电的效果，或借此延长输入装置10的电池(未示于图中)使用的时间。此外，本发明所述的检测数值可依据近接感测器22及位移感测器23所使用的种类进行调整，并不以所提出的实施方式为限。

本发明所提供的多功能复合的输入装置可依据使用者握持的方式，即时地进行工作模式的切换，使其可作为一般鼠标或空中鼠标使用。另一方面，当输入装置作为一般鼠标使用时，当其于不同角度的工作平面上操作并进行移动时，可预先进行二维平面的校正，使输入装置输出相应于游标动作控制的二维轨迹信号，而相较于现有技术中使用光学或激光感测模块的鼠标，本发明所提供的多功能复合的输入装置不因工作平面的材质、平整度或角度而影响其游标轨迹信号的输出；故，本发明实为一极具产业价值的技术方案。

本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求书所欲保护。

Claims (16)

1.一种输入装置，包括:

一近接感测器，用以检测是否有物体接近或接触该输入装置；

一位移感测器，用以检测该输入装置的移动状态并输出相应的轨迹信号；以及

一微处理器，电性连接该近接感测器及该位移感测器；

其中，该微处理器依据该近接感测器及该位移感测器的检测数值切换该输入装置的一工作模式。

2.如权利要求1所述的输入装置，其中该近接感测器为电容式近接感测器、电感式近接感测器、电磁式近接感测器、光学式近接感测器、微波式近接感测器或超声波式近接感测器。

3.如权利要求1所述的输入装置，其中该位移感测器为压电式加速度感测器、压阻式加速度感测器、电容式加速度感测器或陀螺仪。

4.如权利要求1所述的输入装置，其中该近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下介于70～80之间，且该位移感测器的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F时，该输入装置与至少一电子计算机进行无线通信连结的配对。

5.如权利要求1所述的输入装置，其中该工作模式包括一第一工作模式、一第二工作模式及一休眠模式。

6.如权利要求5所述的输入装置，其中该近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下大于80，且该位移感测器的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于10时，该输入装置进入该第一工作模式。

7.如权利要求5所述的输入装置，其中该近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，且该位移感测器的X动量、Y动量或Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下大于20时，该输入装置进入该第二工作模式。

8.如权利要求5所述的输入装置，其中该近接感测器的检测数值以十六进制表示的情况下小于70，且该位移感测器的X动量、Y动量及Z动量的检测数值变化量以十六进制表示的情况下小于0F时，该输入装置进入该休眠模式。

9.如权利要求6所述的输入装置，其中该输入装置于一工作平面移动时，该位移感测器判定该工作平面与水平面的夹角以进行二维平面的校正。

10.如权利要求9所述的输入装置，其中该位移感测器检测该输入装置于该工作平面的移动轨迹，并产生一二维轨迹信号，该二维轨迹信号用以控制一游标动作。

11.如权利要求7所述的输入装置，其中该位移感测器检测该输入装置于立体空间中的移动轨迹，并产生一三维轨迹信号，该三维轨迹信号用以控制一游标动作、一显示界面缩小/放大或一显式界面切换。

12.如权利要求1所述的输入装置，其包括一上盖及一下盖。

13.如权利要求12所述的输入装置，其中该上盖包括一滚轮、至少一按键部及一透明窗。

14.如权利要求12所述的输入装置，其中该下盖具有一底面，该输入装置通过该底面于一工作平面上进行移动。

15.如权利要求13所述的输入装置，其中该近接感测器朝向该透明窗发射检测信号，用以检测接近或接触该输入装置的物体。

16.如权利要求13所述的输入装置，其进一步包括一激光二极管模块，该激光二极管模块朝向该透明窗投射一具指向功能的激光光束。