CN202093460U

CN202093460U - 用户终端输入装置以及用户终端

Info

Publication number: CN202093460U
Application number: CN2011200926721U
Authority: CN
Inventors: 章丹峰; 靳玉茹; 何士贵; 李众庆
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2021-03-31

Abstract

本实用新型提供了一种用户终端输入装置，其涉及信号输入的装置。本用户终端输入装置，包括：信息采集模块，与用户交互作用并采集来自用户的输入信息，输入信息作用于用户的身体；信息转换模块，与信息采集模块相连，将来自信息采集模块的输入信息转换成用户终端能识别的数据信息，输入信息与数据信息之间具有预定的对应关系；以及数据输入模块，与信息转换模块相连同时与用户终端通信联接，数据输入模块响应来自信息转换模块的数据信息向用户终端输入相应的控制信号。本实用新型还提供了一种用户终端。

Description

用户终端输入装置以及用户终端

技术领域

本实用新型涉及信号输入的装置，具体涉及用于用户终端的输入装置以及包括该装置的用户终端。

背景技术

经常使用计算机的人普遍都会患有鼠标手、颈椎病等亚健康类病症，尽管目前市场上已经有一些用于缓解上述病症的输入装置设计，例如异型鼠标或键盘、带手腕托的鼠标或键盘等，但是这些尽是能起到一些辅助的效果，其不能有效地解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的用户终端输入装置以及包括该装置的用户终端，其能够解决上述现有技术中存在的问题。

针对上述目的，根据本实用新型的一个方面提供了一种用户终端输入装置，该用户终端输入装置包括：信息采集模块，与用户交互作用并采集来自用户的输入信息，输入信息作用于用户的身体；信息转换模块，与信息采集模块相连，将来自信息采集模块的输入信息转换成用户终端能识别的数据信息，输入信息与数据信息之间具有预定的对应关系；以及数据输入模块，与信息转换模块相连同时与用户终端通信联接，数据输入模块响应来自信息转换模块的数据信息向用户终端输入相应的控制信号。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，信息采集模块采集的输入信息为从包括来自用户的压力、温度、动作信息的组中选择的一种或多种。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，信息采集模块包括传感器，传感器为从包括电阻式或电容式触摸传感器、声纳、压力传感器、气压传感器、重力传感器、温度传感器、机械传感器、摄像头的组中选择的一种或多种。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，还包括：与信息采集模块相关联的存储模块，存储模块中存储压力、温度和/或动作信息与相应控制指令之间的映射关系。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，用户终端输入装置与用户终端有线连接或无线连接。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，用户终端输入装置构造为通过与用户身体直接接触来操作的输入装置，其中，信息采集模块包括：操作构件，用于与用户身体相互作用；感应器，与操作构件相连，感应器感应用户施加的作用力并采集相应的作用力信息；信息转换模块为数模转换器，其与感应器相连，并将来自感应器的作用力信息转换成用户终端能识别的数据信息；数据输入模块为数据线或信号发射器，以将数据信息发送至用户终端。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，通过与用户身体直接接触来操作的用户终端输入装置构造为触摸点的形式、手指套的形式、指环的形式或按摩棒的形式。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，感应器和/或数模转换器和信号发射器设置在操作构件中。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，通过与用户身体直接接触来操作的输入装置还包括：作为辅助电源的压电换能模块，压电换能模块与感应部、数模转换器和信号发射器电连接。

进一步地，根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置，其中，用户终端输入装置构造为通过捕捉用户的动作来操作的输入装置，其中，信息采集单元为摄像头，其采集用户的动作信息。

根据本实用新型的第二方面提供了一种用户终端，其配备有根据本实用新型第一方面的用户终端输入装置。

本实用新型具有以下技术效果：

根据本实用新型的用户终端输入装置采用人机交互的设计方式。通过与用户交互作用的方式来向用户终端输入操作指令信息，这种动态操作方式使得用户在进行操作的同时能利用输入装置本身作用于(按压、揉压、推压等)身体或是活动身体，从而能够达到锻炼身体的目的，同时相较于传统的鼠标、触摸屏等输入装置的操作方式，本实用新型的用户终端输入装置能够显著的减小鼠标手、颈椎病的发生几率。本实用新型的输入装置具有良好的趣味性和能动性，使得用户在进行操作的同时活动身体或面部，从而令人产生乐观积极向上的情绪，消除萎靡不振的精神状态。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的一些实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：

图1示出了根据本实用新型的用户终端输入装置的构成的原理框图；

图2示出了根据本实用新型一个实施方式的用户终端输入装置的结构图。

具体实施方式

首先，根据本实用新型的原理，对本实用新型的基本构成方式进行说明。

图1示出了根据本实用新型的用户终端输入装置1的基本构成的原理框图。本用户终端输入装置1与用户终端分离地设置，以便于不受操作范围的限制。当然本用户终端输入装置1也可以用户终端集成在一起。具体地，本用户终端输入装置1包括：信息采集模块10，其与用户交互作用并采集来自用户的输入信息，输入信息可以作用于用户的身体；信息转换模块20，其与信息采集模块10相连，将来自信息采集模块10的输入信息转换成用户终端能识别的数据信息，并且输入信息与数据信息之间具有预定的对应关系；以及数据输入模块30，其与信息转换模块20相连同时与用户终端通信联接，数据输入模块30响应来自信息转换模块20的数据信息向用户终端输入相应的控制信号。

具体地，输入信息作用域用户身体的方式可以是直接接触用户身体(比如点揉、按压、推拉等)也可以是通过用户自身的动作来作用于用户的身体。通过这种作用方式能够将操作动作作用于身体穴位处，或者将有益身体健康的健身动作与操作结合起来，从而将健身与设备的操作良好结合。上述预定的对应关系可以通过在用户操作与设备指令之间建立映射关系来实现，可以设计一个模块来实现这种对应。

上述的用户终端输入装置1采用人机交互的设计方式，其与用户终端分离设置，并通过与用户交互作用的方式来向用户终端输入操作指令信息。信息采集模块10直接与用户交互作用以便采集信息，信息转换模块20将获得的信息转化，随后由数据输入模块30传输给用户终端，以实现对用户终端的操作。本实用新型的用户终端输入装置的这种动态操作方式使得用户在进行操作的同时能利用输入装置1本身作用于(按压、揉压、推压等)身体或是活动身体，从而能够达到锻炼身体的目的，同时相较于传统的鼠标、触摸屏等输入装置的操作方式，本实用新型的用户终端输入装置能够显著的减小鼠标手、颈椎病的发生几率。并且，上述的输入装置具有良好的趣味性和能动性，用户在进行操作的同时活动身体或面部，可以令人产生乐观积极向上的情绪，消除萎靡不振的精神状态。

在本实用新型的用户终端输入装置1中，根据信息采集模块10与用户交互作用的方式的不同，信息采集模块10采集的输入信息可以为多种形式，具体地可以为用户的压力、温度、动作信息中的一种或多种。

根据本实用新型的原理，用户终端输入装置1的信息采集模块10与用户交互作用的方式例如可以包括：直接作用于用户或者捕捉用户的动作。这可以通过在信息采集模块10中设置适当的传感器来实现。例如，传感器可以为从包括电阻式或电容式触摸传感器、声纳、压力传感器、气压传感器、重力传感器、温度传感器、机械传感器、摄像头的组中选择的一种或多种。根据所选的交互作用方式以及所需获得信息形式，可以选择适当类型的传感器。

进一步地，根据本实用新型的用户终端输入装置1还包括与信息采集模块10相关联的存储模块40，该存储模块40中可以存储有压力、温度和/或动作信息与相应控制指令之间的映射关系。用户终端输入装置1将信息采集模块10采集到的信息与该存储模块40中存储的映射关系相对应，进而通过信息转换模块20将其转换成相应的控制指令。该存储模块40可以是独立的模块，也可以与信息转换模块20集成为一体。

在连接方式上，本实用新型的用户终端输入装置1与用户终端可以采用有线连接或无线连接，只要保证良好的通讯连接即可。

下面将参照附图并结合示例性实例对本实用新型的具体实施方式进行说明。图2中示出了根据本实用新型的一种接触式的用户终端输入装置，其通过与用户身体直接接触来操作输入装置。

具体地，在图2中所示的用户终端输入装置中，上述的信息采集模块10包括与用于身体相互作用的操作构件11和与操作构件11相连的感应器12。操作构件11与用户身体相互作用，从而能够将外部的作用力直接施加给用户的身体；感应器12则直接接受用户施加的作用力，并将该作用力传递给与之相连的操作构件11，同时感应器12还采集所感应到的作用力的信息(例如，压力大小、作用力方向等)。进一步地，在本实施方式中，信息转换模块20采用数模转换器(未示出)，其与感应器12相连，以将来自感应部12的作用力信息转换成用户终端能识别的数据指令信息。进而，再通过数据输入模块30(图中未示出，例如为信号发射器或简单地为数据线)将这些数据指令输入给用户终端以对其进行操作。需要说明的是，出于简化结构的考虑，上述数模转换器和信号发射器可以设置在图2的感应部12中。

在图示的实施方式中，上述通过与用户身体直接接触来操作的用户终端输入装置构造为触摸点的形式。在一种实施方式中，可以在身体的多个部位上设置多个这种触摸点，以进行操作；或者在另一种实施方式中，可以仅使用一个单个的触摸点结构，在操作时根据用户的需要用该触摸点按压身体的不同位置，以达到在操作用户终端的同时按摩身体的作用。此外，除了图示的实施方式以外，在其他实施方式中，本实用新型的用户终端输入装置也可以构造为手指套的形式、指环的形式或按摩棒的形式。

具体地，在图2的用户终端输入装置中，感应器12为板状结构，其处于点状结构的操作构件11的外部，而未示出的数模转换器和信号发射器都设置在操作构件11内部。而对于其他实施方式，例如手指套形式的实施方式，操作构件可以形成为手指套形状的结构件，并将感应器、数模转换器和信号发生器都布置在手指套状的操作构件11中。可以根据具体的设计形式来选择上述构件的布置方式。

有利地，感应器12、数模转换器和信号发射器可以集成在一个芯片中，来实现上述功能。用作感应器12的部分感测到操作构件11的倾斜角度(以及压力大小)，并将上述感测信息转换成对应的电压信号，用作数模转换器的部分将这些电压信号转换成与鼠标运动类似的操作信号，进而通过信号发射部分输入给用户终端。例如，可以采用目前常用的CYRF6936、CY60323芯片或nordic的Nrf241u1芯片等，这些芯片技术上已经成熟且价格低廉。如果采用OTP(One time programmable)芯片，则成本可以更低。

此外，图2所示的用户终端输入装置可以采用普通的电池作为电源。优选地，本用户终端输入装置还可以包括压电换能模块(未示出)，其可以作为辅助电源。该压电换能模块可以布置在操作构件11中，并与感应器12、数模转换器和信号发射器电连接。

在另一种实施方式中，根据本实用新型的用户终端输入装置还可以构造为通过捕捉用户的动作来操作的输入装置，其中，信息采集单元10可以为摄像头，其采集用户的动作信息，进而通过信息转换模块20转换成相应控制信号。

进一步，需要说明的是，本实用新型的基本原理在于将中医的物理疗法(包括刮痧、针灸、拔罐、捶击、按摩、推拿等中医疗法)和气功导引的相关动作通过硬件装置(可采用各种传感器，如电阻式或电容式触摸感应器、声纳、压力传感器、倾斜感应器、气压传感器、重力传感器、温度传感器、机械传感器、摄像头等等)，通过为此专门设计的转换装置来转化为电脑等用户终端能识别的数据，这些数据可以通过用户终端的各种输入设备(如键盘、鼠标、游戏杆等等)对该用户终端进行操作，从而达到可以一边使用工作，又可以同时进行健身的目的。

基于上述原理，本实用新型的用户终端输入装置可以有多种实施方式，下面就举例进行说明。

1.可以基于按摩穴位时的点揉动作来实现本实用新型的用户终端输入装置。按摩时的点揉动作具备三维运动方向以及压力的轻重。通过传感器采集垂直于穴位方向的二维按压动作，将其转化并模拟成鼠标的二维运动，进而将点揉的压力转化为鼠标的移动速度，压力轻时对应为鼠标运动慢，压力大时对应为鼠标运动快。

2.基于穴位和经络相对于人体是固定不变的特性来实现本实用新型的用户终端输入装置。根据对穴位和经络的摧击以及对穴位的点按动作，用相关硬件装置将其对应为键盘鼠标或其他输入设备的按键。具体地，通过相关硬件装置识别并将某个穴位或经络的某一位置和具体的按键一一对应起来，并且可额外地设计学习功能，则用户可以随时按自己的需求更改和调整预定的映射关系。

例如，刮痧动作是一个单向运动，可以用来模拟鼠标的线性运动，而运动方向可以通过其他方式来控制(例如用转动脚踝方向来控制)，这样鼠标就可以做各种线性运动(弧线和折线运动)。

3.基于人体的动作来实现本实用新型的用户终端输入装置。人体的动作是可以被识别的，通过相关硬件装置捕获这些动作，将其转化为输入设备的标准数据流，从而控制电脑。

特别地，对于某些难以识别的动作，可以增加一些辅助装置，例如在人体关键部位贴上反光片或发光源(荧光片)或电磁感应或红外检测等。或者利用人体的红外特征：手、脚、头、躯干的发热点各异，通过红外探头加上软件来识别人体动作。此外，还可以增加一些语音输入，来强化输入控制。

基于上面的实施方式，除了前文详细描述的实例以外，还可以构造出其他具体实例。如前文所述的，除了图示的实施方式以外，在其他实施方式中，本实用新型的用户终端输入装置也可以构造为手指套的形式、指环的形式或按摩棒的形式。

在手指套的构造方式中，可将触点式的构造制成手套或手指套，具体地，可以布置在指尖部位处，这样，只要一个手指套或一个手套，就可在按摩全身穴位的同时实现对用户终端的操作。

进而，触点式的结构还可以制成带锥头的戒指，只要带着戒指即可当按摩器和输入装置使用。

此外，还可以将触点式的结构制成按摩棒的形式，这样可以用手拿着按摩棒点揉身体各处穴位。在具体设计时，芯片选择方面，可以采用例如CYRF6936、CY60323芯片或者nordic的nRF24LU1等等，并采用2.4GHZ公用频段。通过实验，此方案的成本可以控制在70元人民币以下。如果采用OTP(One time programmable)芯片，则成本可以控制得更低。并且，这些方案功耗都非常低，如果能将按摩压力发的电来作为按摩棒的电源，还可省去电池部分。按摩棒触点位置处设置倾斜感应器，其可以将X、Y的倾斜度转化为电压值，然后通过AD转化将X、Y和鼠标的X、Y轴运动对应起来，由此在软件上，可以方便的根据用户的按摩压力要求随时调整X、Y轴转化系数。

以一个实例来说明上述按摩棒式的用户终端输入装置的原理。通过倾斜传感器获得采样电压，再经过LMC6036将电压放大，利用51单片机的AD转化器(8位精度已经足够)采样，再将采样到的数据转化为PS/2数据流传给PC端，实现鼠标功能。这样，只要将87C754单片机用一个带2。4G RF的单片机替换即可。然后移植相关51代码，将PS2数据流改为无线发送。接收端采用集成2.4G RF、带USB HID功能的单片机将接收到的数据以USB HID数据类型向PC端汇报即可。此外，如果出于成本考虑，可以直接在这个按摩棒上添加几本按钮模拟鼠标的按键。

另外，如上所述的，还可以采用摄像头方式来实现本用户终端输入装置。通过摄像头进行图像采集，进而识别并学习(附加学习功能)用户的各种按摩动作，将这些动作按照用户的需求与具体的输入设备的各种功能一一对应，由此实现输入操作。具体地，例如，可以通过摄像头识别以下这些动作：右手按摩右脚膝盖头的膝眼穴位，右手按摩左脚膝盖头的膝眼穴位，左手按摩右耳，左右手同时按摩头部等等。由于，人的动作以及姿势的排列组合千变万化，因而足够满足各种输入设备的要求。

以上这些输入装置的实现方式可以采用有线或无线接收方式实现，同时附加有学习功能，可根据人的胖瘦高矮自定义各种输入功能。并且可以模拟键盘鼠标以外的各种电脑输入设备。

此外，根据本实用新型的原理还提供了一种用户终端(例如台式机、笔记本)，其包括上述根据本实用新型的用户终端输入装置。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用户终端输入装置，其特征在于，所述用户终端输入装置(1)包括：

信息采集模块(10)，与用户交互作用并采集来自用户的输入信息，所述输入信息作用于所述用户的身体；

信息转换模块(20)，与所述信息采集模块(10)相连，将来自所述信息采集模块(10)的输入信息转换成所述用户终端能识别的数据信息，所述输入信息与所述数据信息之间具有预定的对应关系；以及

数据输入模块(30)，与所述信息转换模块(20)相连同时与所述用户终端通信联接，所述数据输入模块(30)响应来自所述信息转换模块(20)的数据信息向所述用户终端输入相应的控制信号。

2.根据权利要求1所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述信息采集模块采集的输入信息为从包括来自用户的压力、温度、动作信息的组中选择的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述信息采集模块包括传感器，所述传感器为从包括电阻式或电容式触摸传感器、声纳、压力传感器、气压传感器、重力传感器、温度传感器、机械传感器、摄像头的组中选择的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的用户终端输入装置，其特征在于，还包括：与所述信息采集模块相关联的存储模块，所述存储模块中存储压力、温度和/或动作信息与相应控制指令之间的映射关系。

5.根据权利要求1所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述用户终端输入装置与所述用户终端有线连接或无线连接。

6.根据权利要求1所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述用户终端输入装置构造为通过与用户身体直接接触来操作的输入装置，其中，

所述信息采集模块(10)包括：

操作构件(11)，用于与用户身体相互作用；

感应器(12)，与所述操作构件相连，所述感应器(12)感应用户施加的作用力并采集相应的作用力信息；

所述信息转换模块(20)为数模转换器，其与所述感应器(12)相连，并将来自所述感应器(12)的作用力信息转换成所述用户终端能识别的数据信息；

所述数据输入模块(30)为数据线或信号发射器，以将所述数据信息发送至所述用户终端。

7.根据权利要求6所述的用户终端输入装置，其特征在于，通过与用户身体直接接触来操作的所述用户终端输入装置构造为触摸点的形式、手指套的形式、指环的形式或按摩棒的形式。

8.根据权利要求6所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述感应器(12)和/或所述数模转换器和所述信号发射器设置在所述操作构件(11)中。

9.根据权利要求6所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述通过与用户身体直接接触来操作的输入装置还包括：作为辅助电源的压电换能模块，所述压电换能模块与所述感应部、所述数模转换器和所述信号发射器电连接。

10.根据权利要求1所述的用户终端输入装置，其特征在于，所述用户终端输入装置构造为通过捕捉用户的动作来操作的输入装置，其中，所述信息采集单元为摄像头，其采集用户的动作信息。

11.一种用户终端，其特征在于，包括根据前述权利要求1-10中任一项所述的用户终端输入装置。