KR100370919B1 - A construction of Mouse using an optical sensor and an operation method therefore - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학방식 센서를 장착한 마우스에 관한 것으로, 컴퓨터에 사용되는 마우스의 2개의 기본버튼기능 사이에 부가기능으로서 사용편리를 위해 화면 스크롤이나 화면의 확대, 축소 등의 휠(wheel)기능을 갖는 광학방식 센서를 장착한 마우스를 제공한다. 그러한 마우스는, 메인 버튼들에 인접설치되며, 광학센서의 감지접촉창의 상부에 접촉되는 접촉대상물체의 움직임을 광학적으로 인식하는 광학인식부와; 상기 광학인식부에서 인식된 인식값을 읽어 상기 접촉대상물체의 이동방향 및 이동거리를 전기적 신호로서 생성하는 판독부와; 상기 판독부에서 출력되는 전기적 신호를 연산하여 상기 이동방향 및 이동거리를 나타내는 정보를 디지털 데이터로서 출력하는 연산부와; 상기 연산부의 출력을 설정된 프로토콜에 맞는 데이터로 포맷하여 컴퓨터로 전송하는 통신부를 구비한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mouse equipped with an optical sensor, and has a wheel function such as screen scrolling or zooming in and out for convenience as an additional function between two basic button functions of a mouse used in a computer. Provided is a mouse equipped with an optical sensor having. Such a mouse includes: an optical recognition unit installed adjacent to the main buttons and optically recognizing a movement of a contact object in contact with an upper portion of a sensing contact window of an optical sensor; A reading unit which reads the recognition value recognized by the optical recognition unit and generates a moving direction and a moving distance of the contact object as an electrical signal; A calculation unit for calculating the electrical signal output from the reading unit and outputting the information indicating the movement direction and the distance as digital data; And a communication unit for formatting the output of the operation unit into data corresponding to a set protocol and transmitting the data to a computer.
Description
본 발명은 컴퓨터등과 같은 정보처리장치의 입력장치로서 사용되는 마우스에관한 것으로, 특히 화면 스크롤을 포함하는 부가기능의 수행을 위해 마우스 메인 버튼들과 연동되는 접촉패드타입 광학센서를 사용한 마우스의 구성 및 그 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mouse used as an input device of an information processing apparatus such as a computer, and the like, in particular, the configuration of a mouse using a contact pad type optical sensor interlocked with mouse main buttons to perform an additional function including screen scrolling. And a method of operation thereof.
통상적으로, 마우스는 특히 윈도우방식의 화면에서 컴퓨터에 사용자의 소정지령을 전달하기 위해 키보오드와 병행하여 사용되는 입력디바이스로 널리 알려져 있다. 종래의 대부분의 마우스는 기본기능을 위한 두 개의 버튼 및 볼로 구성되어 있고, 화면스크롤과 화면의 확대, 축소 등의 부가기능은 상기 두 개의 버튼사이에 있는 회전식 버튼을 손가락으로 돌리는 방식을 사용하기 때문에 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.In general, a mouse is widely known as an input device used in parallel with a keyboard for transmitting a predetermined command of a user to a computer, especially on a window-type screen. Most of the conventional mouse is composed of two buttons and the ball for the basic functions, and the additional functions such as screen scrolling and zooming in and out of the screen uses a method of turning the rotary button between the two buttons with a finger. I had the following problem:
첫째, 기계식이기 때문에 화면스크롤의 미세한 조정이 힘들다.First, it is difficult to fine-tune the screen scroll because it is mechanical.
둘째, 기계식의 회전 방식이기 때문이므로 사용자의 손의 피로감이 생긴다.Second, because it is a mechanical rotation method, the user's hands are tired.
따라서, 상기한 문제점들을 해결 할 수 있는 대책기술이 본 분야에서 요구된다.Therefore, a countermeasure technique capable of solving the above problems is required in the art.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 마우스의 구조 및 마우스 운용방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a mouse structure and a mouse operating method that can solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은 기계적인 방식으로 회전하는 버튼의 문제점을 해결하여 터치패드 방식으로 화면스크롤을 포함하는 부가기능을 실현할 수 있는 광학센서를 사용한 마우스의 구성 및 그 운용방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a configuration and operation method of a mouse using an optical sensor capable of realizing an additional function including a screen scroll in a touch pad method by solving a problem of a button rotating in a mechanical manner.
본 발명의 또 다른 목적은 부가기능의 버튼으로서 수명이 길고 사용이 편리한 특징을 가지는 마우스의 구성 및 그 운용방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a configuration of a mouse having a long life and easy-to-use features as a button of an additional function, and a method of operating the same.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마우스는, 화면 스크롤을 포함하는 부가기능의 수행을 위해 마우스 메인 버튼들에 인접설치되며, 광학센서의 감지접촉창의 상부에 접촉되는 접촉대상물체의 움직임을 광학적으로 인식하는 광학인식부와; 상기 광학인식부에서 인식된 인식값을 읽어 상기 접촉대상물체의 이동방향 및 이동거리를 전기적 신호로서 생성하는 판독부와; 상기 판독부에서 출력되는 전기적 신호를 연산하여 상기 이동방향 및 이동거리를 나타내는 정보를 디지털 데이터로서 출력하는 연산부와; 상기 연산부의 출력을 설정된 프로토콜에 맞는 데이터로 포맷하여 컴퓨터로 전송하는 통신부를 구비함을 특징으로 한다.The mouse according to the present invention for achieving the above objects, is installed adjacent to the main buttons of the mouse to perform the additional function including the screen scroll, and the movement of the contact object in contact with the upper portion of the sensing contact window of the optical sensor An optical recognition unit for optically recognizing; A reading unit which reads the recognition value recognized by the optical recognition unit and generates a moving direction and a moving distance of the contact object as an electrical signal; A calculation unit for calculating the electrical signal output from the reading unit and outputting the information indicating the movement direction and the distance as digital data; It characterized in that it comprises a communication unit for formatting the output of the operation unit to the data in accordance with the set protocol to be transmitted to a computer.
또한, 본 발명의 방법적 특징에 따라, 화면 스크롤을 포함하는 부가기능의 수행을 위해 마우스 메인 버튼들에 인접하여 광센서를 설치한 마우스의 운용방법은, 상기 광센서를 통하여 손가락의 움직임을 읽어들이는 단계; 인식된 손가락의 움직임을 판독하는 판독단계; 판독된 손가락의 움직임의 방향과 이동거리를 계산하는 제어단계와; 그리고 계산된 값을 컴퓨터의 운영체제의 마우스 드라이버로 전송하는 통신단계로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the method feature of the present invention, the operation method of the mouse provided with the optical sensor adjacent to the mouse main buttons for performing the additional function including the screen scroll, the movement of the finger through the optical sensor Entering step; A reading step of reading the movement of the recognized finger; A control step of calculating a direction and a moving distance of the read finger movement; And a communication step of transmitting the calculated value to a mouse driver of an operating system of the computer.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마우스의 전체 회로기능블록도1 is an overall circuit functional block diagram of a mouse according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1내의 광학인식부에서 인식된 신호처리 흐름을 도시한 플로우챠트FIG. 2 is a flowchart showing a signal processing flow recognized by the optical recognition unit in FIG.
도 3은 도 1중 광학 인식부를 구성하는 광 센서의 세부구성도3 is a detailed configuration diagram of an optical sensor constituting the optical recognition unit of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 마우스에서의 광센서 위치 구성도Figure 4 is a configuration diagram of the optical sensor in the mouse according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
302: 광학주파수발산 LED 304: 광학프리즘302: optical frequency emission LED 304: optical prism
308: 광학렌즈 310: 광학리더308: optical lens 310: optical reader
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에서 제안한 광학방식 센서를 사용한 마우스의 구성 및 운용방법, 그리고 동작관계를 상세히 설명하기로 한다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation method, and the operation of the mouse using the optical sensor proposed in the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마우스의 전체 회로기능블록도이다. 도면을 참조하면, 마우스는 기본적으로 마우스의 포인터를 조절하기 위해 볼방식과 광학방식의 두 가지 방법을 포함하는 마우스포인터 리더부(112)와, 마우스의 기본기능을 갖는 두 개의 버튼을 포함하는 마우스버튼 리더부(110)와, 상기 리더부들로부터 신호를 받아 컴퓨터로 전송하는 통신부(108)를 포함한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 광마우스를 구현하기 위하여 상기한 기본적 구성외에 광학인식부(102), 판독부(104) 및 연산부(106)를 추가로 더 구비한다.1 is an overall circuit functional block diagram of a mouse according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, a mouse basically includes a mouse pointer reader unit 112 that includes two methods, a ball method and an optical method, to control the pointer of the mouse, and a mouse including two buttons having basic functions of the mouse. It includes a button reader unit 110, and a communication unit 108 for receiving a signal from the reader unit to transmit to the computer. In addition to the above-described basic configuration, the optical recognition unit 102, the reading unit 104, and the calculating unit 106 are further provided to implement the optical mouse according to the embodiment of the present invention.
본 발명에서는 상기 광학인식부(102)가 화면 스크롤을 포함하는 부가기능을 수행하도록 하기 위하여, 도 3에서와 같은 구성의 광학센서를 마우스의 메인 버튼들(404,408) 사이에 형성한다. 이처럼 마우스의 메인 버튼들(404,408) 사이에 형성된 광학센서에 의해 감지접촉창으로 기능하는 투명케이스막(306)에 접촉되는 접촉대상물체(사용자 손가락)의 움직임이 광학적으로 인식된다. 그리고, 상기 판독부(104)에서는 상기 광학인식부(102)를 통해 인식된 인식값을 읽어들어 상기 접촉대상물체의 이동방향 및 이동거리를 전기적 신호로서 생성한다. 그리고, 상기 연산부(106)에서는 상기 판독부(104)에서 출력되는 전기적 신호를 연산하여 상기 접촉대상물체의 이동방향 및 이동거리를 나타내는 정보를 디지털 데이터로서 출력한다. 상기 통신부(108)는 상기 연산부(106)의 출력을 USB 포트나 시리얼(Serial) 포트로 전송하기 위해 설정된 프로토콜에 맞는 데이터로 포맷하여 컴퓨터로 전송하는 기능을 수행한다.종래의 광마우스는 마우스 하부에 광학센서가 부착되어 있었으나, 본 발명에서는 마우스 상부에 광학센서가 형성되어 있다. 따라서, 종래에서와 같이 마우스 본체를 이동시켜 화면을 스크롤 하는 것이 아니라, 광학센서가 부착되어 있는 광학인식부의 감지접촉창에 사용자가 자신의 손가락을 접촉시킨 후, 손가락을 상화좌우 방향으로 이동시켜 화면을 자유롭게 스크롤하게 되는 것이다.하기에서는, 상기 감지접촉창의 주 접촉대상물체가 되는 사용자 손가락의 미세한 움직임을 읽어 들이는 광학센서의 구성과 동작을 도 2, 도 3, 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 상기 도 2는 도 1내의 광학인식부에서 인식된 신호처리 흐름을 도시한 플로우챠트이고, 도 3은 도 1중 광학 인식부를 구성하는 광 센서의 세부구성도를 나타낸다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 마우스에서의 광센서 위치를 나타내는 마우스 구성도이다.In the present invention, in order for the optical recognition unit 102 to perform an additional function including screen scrolling, an optical sensor having the configuration as shown in FIG. 3 is formed between the main buttons 404 and 408 of the mouse. As described above, the movement of the contact object (user's finger) in contact with the transparent case film 306 serving as the sensing contact window is optically recognized by the optical sensor formed between the main buttons 404 and 408 of the mouse. In addition, the reading unit 104 reads the recognition value recognized by the optical recognition unit 102 and generates a moving direction and a moving distance of the contact object as an electrical signal. The calculating unit 106 calculates the electrical signal output from the reading unit 104 and outputs, as digital data, information indicating the moving direction and the moving distance of the contact object. The communication unit 108 performs a function of transmitting the output of the operation unit 106 to a computer by formatting data corresponding to a protocol set for transmission to a USB port or a serial port. In the present invention, the optical sensor is formed on the mouse. Therefore, instead of moving the mouse body to scroll the screen as in the related art, the user touches his or her finger to the sensing contact window of the optical recognition unit to which the optical sensor is attached, and then moves the finger in the vertical, left, and right directions. In the following, the configuration and operation of the optical sensor for reading the minute movement of the user's finger, which is the main contact object of the sensing contact window, will be described in detail with reference to FIGS. 2, 3, and 4. . 2 is a flowchart illustrating a signal processing flow recognized by the optical recognition unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed configuration diagram of an optical sensor constituting the optical recognition unit in FIG. 1. 4 is a mouse configuration diagram showing the position of the optical sensor in the mouse according to the present invention.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 1초에 1000∼1500회 교번하는 광주파수를 주사하는 광주파수 발산LED(302)에서 주사된 광주파수는 광학프리즘(304)에 의해 일정각도로 굴절되어 감지접촉창인 투명케이스막(306)에 주사된다. 사용자의 손가락이 접촉되어 있는 상기 투명케이스막(306)에 주사된 상기 광주파수는 사용자 손가락의 지문이나 땀샘 등의 미세한 부분에 반사되어 광학렌즈(308)에 집속된다. 그리고, 상기 광학렌즈(308)의 출력 값은 광학리더(310)에 입력된다. 따라서, 사용자가 손가락을 움직일 경우, 최초 광주파수가 주사되었던 지문이나 땀샘의 위치가 변화하게 되며, 이러한 손가락의 움직임에 따른 이동값이 화면 스크롤을 위한 전기신호로 변환되어 상화좌우 방향으로의 화면 스크롤이 가능해 지는 것이다.상기 광학리더(310)에 입력된 광학렌즈(308)의 출력 값이 처리되는 과정은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 광주파수 주사단계(202) 및 주사된 광주파수가 사용자의 손가락 부분에 반사되어 광학렌즈에 통과되는 단계(204)를 지나 광학리더에서 반사된 광주파수를 읽어들이는 단계(206), 이전에 읽어들인 광주파수 값과 비교하여 움직임(변화)가 있는가를 확인하는 단계(208), 광주파수 값에 변화가 있을 경우 이동값을 계산하여 광학센서의 연산부(106)에서 상기 이동값을 컴퓨터의 마우스드라이버로 전송할 신호로 바꾸어 주는 전기신호 변환단계(212), 통신부(108)에서 상기 변환된 전기신호를 컴퓨터로 전동하는 단계(214)를 거치게 된다.상기한 바와 같이 본 발명에 따른 마우스의 구성은 볼 방식이나 광학방식으로 마우스 포인터를 움직이는 방식과 이를 컴퓨터에 유선 또는 무선으로 신호를 전달하는 방식에 모두 적용할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 마우스본체(406)에 있는 두 개의 버튼 즉, 왼쪽버튼(408)과 오른쪽버튼(404)사이에 상기 광학인식부인 광학센서(402)를 위치시켜 광학센서(402)위쪽에 손가락을 밀착시키고 손가락을 전후좌우로 움직임으로써 모니터 화면의 스크롤 방향을 기존의 상하 방향으로는 물론 좌우 방향으로도 조절할 수 있게 된다.본 발명에서는 두 개의 기본기능을 갖는 종래의 마우스 버튼 이외에 부가기능을 추가한 것으로, 기본기능을 갖는 두 개의 버튼 사이에 화면스크롤과 화면의 확대, 축소 등의 부가기능을 갖는 광학센서를 장착하는 것이다. 여기서, 상기 광학센서는 상기 실시예에서와 같이 두 개의 버튼사이에 형성하거나 마우스의 옆면에 장착시킴으로써 사용자로 하여금 작업상 편안함을 느낄 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 상기 광마우스에서는 사용자의 손가락이 접촉되는 부분이 투명한 재질의 투명케이스 막으로 덮여져 있어 먼지 등의 오염물질이 들어가지 않아 보다 긴 수명을 보장한다. 상기에서 서술한 바와 같이 광학센서가 장착되어 있는 부분 전체가 손가락으로 눌러지는 버튼기능을 가짐으로써, 상기 광학센서는 마우스에서 기본기능을 갖는 두 개의 버튼 이외에 화면의 확대, 축소 등의 부가기능 역할을 할 수 있는 제3의 버튼이 되는 것이다.First, as shown in FIG. 3, the optical frequency scanned by the optical frequency diverging LED 302 scanning 1000 to 1500 alternating optical frequencies per second is refracted by the optical prism 304 at a predetermined angle to be sensed. The transparent case film 306, which is a contact window, is scanned. The optical frequency scanned by the transparent case film 306 to which the user's finger is in contact is reflected by minute portions such as fingerprints or sweat glands of the user's finger and is focused on the optical lens 308. The output value of the optical lens 308 is input to the optical reader 310. Therefore, when the user moves his or her finger, the position of the fingerprint or sweat gland where the first optical frequency was scanned is changed, and the movement value according to the movement of the finger is converted into an electric signal for scrolling the screen, and the screen scrolls in the left, right, left and right directions. The process of processing the output value of the optical lens 308 input to the optical reader 310, as shown in Figure 2, the optical frequency scanning step 202 and the scanned optical frequency is After the step 204 of reflecting the user's finger and passing through the optical lens, the step of reading the optical frequency reflected by the optical reader (206), whether there is a movement (change) compared with the previously read optical frequency value In step 208, if there is a change in the optical frequency value, the movement value is calculated and the operation unit 106 of the optical sensor transmits the movement value to the mouse driver of the computer. The electrical signal converting step 212 converts the signal into a signal, and the communication unit 108 undergoes the step 214 of transmitting the converted electric signal to the computer. As described above, the configuration of the mouse according to the present invention is a ball method. The optical method can be applied to both the method of moving the mouse pointer and the method of transmitting a signal to a computer by wire or wirelessly. As shown in FIG. 4, the optical sensor 402, which is the optical recognition unit, is positioned between two buttons of the mouse body 406, that is, the left button 408 and the right button 404. By moving the finger closely and moving the finger forward, backward, left and right, the scrolling direction of the monitor screen can be adjusted in the vertical direction as well as in the left and right directions. In the present invention, in addition to the conventional mouse button having two basic functions, additional functions In addition, between the two buttons having a basic function is equipped with an optical sensor having additional functions such as screen scrolling and screen zooming, zooming out. Here, the optical sensor is formed between the two buttons or mounted on the side of the mouse as in the embodiment so that the user can feel the comfort in operation. In addition, in the optical mouse according to the present invention, a part of the user's finger contact is covered with a transparent case film made of a transparent material, so that contaminants such as dust do not enter to guarantee a longer life. As described above, since the entire part where the optical sensor is mounted has a button function that is pressed by a finger, the optical sensor functions as an additional function such as enlargement and reduction of the screen in addition to the two buttons having a basic function in the mouse. It becomes the third button which we can do.
이와 같이, 센서의 크기가 작고 미세한 부분의 움직임까지 감지 할 수 있어 마우스의 정확한 동작에 대해 판별하고 이를 화면의 마우스커서에 전달함으로써 사용자가 마우스를 자유롭게 조정할 수 있게 된다.As such, the size of the sensor is small and even the movement of the minute part can be sensed, so that the user can adjust the mouse freely by determining the exact movement of the mouse and transferring it to the mouse cursor on the screen.
또한, 본 발명의 변형예로서 마우스의 부가기능으로 화면의 스크롤기능이나 화면의 확대, 축소뿐만 아니라, 센서를 마우스의 밑면에 장착하여 마우스포인터의 움직임까지 컨트롤할 수 있으며, 노트북이나 PDA, 팜탑같은 휴대용 컴퓨터에 장착하여 마우스를 대신하여 마우스 포인터를 컨트롤 할 수 있음은 물론이다.In addition, as a modification of the present invention, as an additional function of the mouse, the screen may be scrolled or the screen may be enlarged or reduced, as well as the sensor may be mounted on the bottom of the mouse to control the movement of the mouse pointer. Of course, it can be attached to a portable computer to control the mouse pointer instead of the mouse.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 방법에 따라 마우스의 화면스크롤 조절기능을 위해 광학방식의 센서를 장착하면 기존의 상하 2방향 스크롤조절 기능보다 많은 상하좌우 4방향의 스크롤기능을 지원할 수 있는 효과가 있다. 또한, 센서의 외부가 투명체로 밀폐되어 있어 먼지 등의 오염물질로 인한 기능저하의 우려가 없어 반영구적으로 사용할 수 있으며 광학방식의 센서이기 때문에 정밀한 작업까지 사용자가 원하는 대로 할 수 있다. 또한, 본 발명은 컴퓨터의 입력장치중 마우스를 조절하기 위한 방법으로 기본의 방식인 버튼, 트랙볼, 터치패드 등의 다음 단계로 콘택트패드 방식으로 마우스 뿐 만 아니라 노트북, 휴대용 컴퓨터, 키보드 등 광범위하게 사용할 수 있는 것이다.As described above, when the optical sensor is mounted for the screen scroll adjustment function of the mouse according to the method of the present invention, there is an effect of supporting the scroll function in four directions of up, down, left, and right directions more than the existing two-way scroll adjustment function. . In addition, since the outside of the sensor is sealed with a transparent body, there is no fear of deterioration due to dirt or other contaminants, so it can be used semi-permanently. Since the sensor is optical, the user can perform precise work as desired. In addition, the present invention is a method for controlling the mouse of the input device of the computer as the next step of the basic method such as buttons, trackballs, touchpads, such as a contact pad method, as well as a laptop, a portable computer, a keyboard, etc. It can be.
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