TW446904B - Cursor control device of computer mouse with angular measurement - Google Patents

Description

A7 B7 4 4 6 9 0 4 五、發明説明（/ ) (一） 發明技術領域：. ’木發明係藉由複數個感測葬對二維平面作水乎與gj: 方向的向量偵測，並藉由與電腦作連接控制處理，對電腦 螢幕上滑鼠指標加以控制，選取所要執行的工作。 (二） 發明技術背景：' 由於時代的變遷，人與人之間的關係已經和從前不盡 相同，現在的社會潮流對於金錢的追求似已勝過一切，這 代表著由人類所主導的時代不斷隨著時間在改#，但卻使 得社會少了應有的關懷與幫助，對於殘障的同胞，更讓他 們覺得社會的殘酷與現實，但即使如此，吾人卻不可不對 此現象作改進，對殘障、需幫助之人伸出援手以求人類社 會之風氣的改善。 殘障人士僅在身體上有所缺陷，但在心理思考上，與 一般人並無多大差異’而對之所能幫助的，便需協助其能 自立更生’使之能藉由工作的成就建立起對自我的肯定； 而其中能對之提供協助的工具’便包括了現在最流行，且 功能強大的電腦系統》 然而對於目前電腦的所能處理的功能、工作，雖然其 所能提供的工作相當的多，而且功能十分的強大，但以目 前一般的電腦來說，不論是在系統的處理、硬體的設計及 工作處理的方式，大都以一般正常人來加以考量設計的， 對於殘障人士’尤其是肢體傷殘尤指四肢瘫瘓者而無法利 用手部運動完成電腦工作之執行的殘障人士而言，目前電 本紙張尺度逍用中家揉率（CNS > A4洗格（210 X 297公釐） 請先閲讀背面之注意事項再本頁) 棄. 、τ 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 4469 04 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 ____________ 五、發明説明（>0 腦使用的方式，更是對其造成不便沴 為幫助殘障人士方便的使用電腦，不會因為麻煩而感 到困擾’本發明一種角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置的 提出’便為解決上述一般電腦對殘障人士所可能產生的不 便。 (三）發明簡要說明： 本發明一種角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係為解 決以往一般傳統使用之電腦，所無法提供殘障者方便使用 之問題，而藉由本發明的提出，使殘障人士能藉之達到和 一般人同樣的工作，對他們提供實質的幫助。 其中由於電腦的兩大輸入設備：滑鼠與鍵盤，對於使 用電腦執行工作而言，乃為最重要的裝置，而隨著微軟視 窗軟體介面使用的普及，有關於滑鼠的使用便愈來愈頻 繁、重要。因此如何埤妙殘障人士所能使用的滑鼠系統， 便為本發明提出的重點’其中藉由角測器的運用，所 得到的滑鼠設備於本發明中便稱之為頭控滑鼠裝置。 較佳者’藉由一角度感測器連接一信號處理模組，經 過資料訊號的處理後，藉由一微處理器的工作運算執行 後’連接一串列通訊埠傳輸角度變化量至電腦系統中，執 行所要處理的工作。 較佳者，分別藉由一水平信號感測器與一垂直信號感 測器對頭控滑鼠裝置作角度的感測，並將所得之角度量硎 #號傳輸至該信號處理模組，而由所連接之運算處理單元 本紙張ΛΑ制tΗβ家榡）Α齡（21〇χσ7公釐) 請先W讀背面之注意事項再cii·本頁) -裝. 訂 -線- 1 經濟部智慧財度局員工消費合作杜印製 446904 A7 ______________B7 五、發明説明（>) 執行電腦系統運算工作。 較佳者，於該信號處理模組中，分別藉由一水平、垂 直放大器作信號放大處理後，經一水平濾波器與一垂直濾 波器對雜訊加以濾除，而得到最佳之資料訊號後，將信號 藉由一水平類比/數位轉換器與一垂直類比/數位轉換器 作信號類比/數位的轉換後，交由一多工器的處理後，所 得結果傳輸至微處理器，而藉由_列通訊埠作訊號的傳 輸。 為進一步使貴審查委員能更加瞭解本案所具之技術 重點’乃藉由以下之圖示、圖號說明及發明詳細說明，碑 能對貴審查委員於審查時有所助益。 (四）發明圖示說明： 圖一係為本發明中一實施例之主要處理系統的方塊圖； 圖二係為本發明中該實施例之信號處理模組的方塊圖； 圖三係為本發明中該實施例之位置感應模組的方塊圖； 圖四係為本發明中該實施例的一頭控滑氟與一電腦之立餿 示意囷； 圖五係為本發明中該實施例之一實際電路圖； 圖六係為本發明中該實施例之動作流程圖； 圖號說明： 1 主控制單元 2 信理模組 3 位置感測模組 本紙張尺度適用中B國家輮率（CNS 1 A4规格（210X^7公釐} (請先閲讀背面之注意事項再本頁 裝 -線 經濟部智慧財產局員工消旁合作社印製 4469 04 A7 B7 五、發明説明（^) 10 電腦 12 串列通訊埠（RS-232) 14 微處理器 21 多工器 22 水平類比/數位轉換器 23 垂直類比/數位轉換器 24 水平濾波器 25 垂直渡波器 26 水平放大器 27 垂直放大器 30 水平信號 31 水平角度感測器 32 垂直角度感測器 33 水平接收器 34 垂直接收器 35 垂直信號 36 觸碰元件 37 信號處理器 38 信號輸出單元 40 觸碰信號 41 頭控滑鼠 42 觸碰開關 43 水平感測元件 44 垂直感測元件 45 控制模組箱 46 垂直接收端 47 水平接收端 48 觸碰接收端 49 信號輸出端 50 微處理器 51 第一感測器 52 第二感測器 53 第一轉換器 54 第二轉換器 55 第一放大器 56 第二放大器 57 第一濾波處理器 58 第二濾波處理器 60 開始 61 啟動類比/數位轉換器 62 轉換完成 63 資料讀入 64 判斷資料信號大小超過感應值 ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再^Γ本頁)

*1T 線- 1 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X257公釐） L469 04 _____________________ 五、發明説明（/ ) A7 B7 65 計數待機 66 計數感應、角度顯示 經濟部智慧封產局員工消費合作社印製 (五）發明詳細說明： 本發明-種角度感測之電腦滑鼠浦㈣裝置係藉由 -角度感測元件的運用設計，在由所設置之—頭控滑鼠裝 置上’藉由操作者頭部的移動，感測角度的變化，並於視 窗軟體中，同步賴示該if鼠的位置，絲由—觸碰開 關的設置取代傳統滑鼠按_動作用以選取所要執行的工 作’使得殘障人士可輕易達成操作電腦的目的，並進而獲 得對自我的肯定。 而本發明所運用的方式，不僅在硬體方面作一全新的 設計，在軟體的配合上，更為殘障人士所可能發生的不便 等因素加以考量，現提出本發明之一實施例來說明之。煩 請參閱圖一，圖一係為本發明之一實施例的主要處理系統 的方塊圖，其中此一角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係 包括有一主控制草元1、一信號處理模組2及一位置感測模 組3，且該位置感測模組3與該信號處理模組2彼此相互傳 輸資料信號，該信號處理模組2與該主控制單元1亦相互傳 輸所需的資料訊號，而該位置感測模組3亦傳輸該主控制 單元1所需的資料訊號，完成角度感測並計算顯示於一螢 幕上。 煩請參閱圖二’圖二係為本發明中該實施例之信號處 理模組的方塊圖，由此圖中可看出該信號處理模組2係接 收由該角度感測模組輸出之角度信號，包括有一水平信號 本纸乐尺度適用中國a家橾率{ CMS > A4規格（210x^7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再V知本頁)

裝· W 訂. 446904 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 A 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明説明（匕） 多0_與一垂直彳s號35 ’作放大轉換處理後，輪出至該主控制 單兀，此主控制單元中係包括有一微處理器14，此微處理 器14經分析運算後藉由連接之一串列通訊埠（RS-232) 12 傳輸信號資料至一電腦1〇，並藉由該微處理器14所連接接 收之一處磁信號4〇，選取所要執行的運算處理工作。 而其中該信號處理模組2中係包括有一水平放大器26與 垂直故大器27，該水平放大器26與該垂直故大器以係分 別接收外部所連接之一&置感測模组輸出之該水平信號加 與該垂直，號35 ’經過處理後，該水平放大器26輸出該水 平放大信號至一水平渡波器24，該垂直放大器27輸出該垂 直放^信號至-垂直遽波器25 ;該水平濾波器24與該垂直 據波器25分別接收水平放大信號與該垂直放大信號後，經 過處理後分職出-水魏波賊與—垂直錢信號至一 水平類比/數位轉換器22與一垂直類比/數位轉換器23 ; ，水平類比/數位轉換器22與該垂直類比/數位轉換器23 疋成處理工作後輸出信號至-多工器2卜此多工器21連接 一微處理器14 ,作信號選擇傳輸執行工作。 上述該信號處理模組在接收由外部之該位置感測模組 所輸出之該水平信號30與垂直信號35後 ，經過放大器、濾 波盗、類比/數位轉換器及多工器之放大、濾波、信號轉 換與資料傳輸等J1作後，由外接之減理㈣作處理運算 後，經該串列通訊埠12將該微處理器14所得之結果，配合 觸碰信號40傳輸至該電腦職行相對應之適當的運算處理 工作。其中該微處理差U與該通訊串列埠12不僅可設置於 本紙張从遑用 A4規格（210x2^7公釐） (請先閲讀背面之注^^項再^.^本頁) 裝· 訂 'IO — 4469 04 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 五、發明説明（/ ) 該電腦ΙίΙ中’亦可藉由設計將之外拉到外部，而與該信號 處理模組2—併a又置控制模組箱中，關於此點我們將 於之後再詳述之。 至於該i號處理模組2中，該信號處理模組2内之該水 平放大器26與該垂直放大器27係接收外部傳輪之該類比水 平信號30與該類比垂直信號35後，作類比信號放大工作； 該水平慮波器24與垂直遽波p 25係接收該水平放大器26與 垂直放大器27處理後之水平放大類比信號與垂直放大類比 信號’並作渡波及信號調整工作’輸出一調譜整流之水平 渡波類比信號與垂直渡波類比信號至該水平類比/數位轉 換器22與垂直類比/數位轉換器23 ;該水平類比/數位轉 換器22與垂直類比/數位轉換器23係接收水平濾波類比信 號與垂直濾波類比信號，並作類比/數位轉換處理，輸土 水平數位信號與垂直數位信號至該多工器21，由此多工器 21接收由該水平數位信號與垂直數位信號，作信號輸出選 擇的動作，輸出微處理器14所需的信號，執行適當的工 作。 煩請參閱圖三’圏三係為本發明中該實施例之位置感 應模組的方塊圖，由此圖三可看出，該位置感測模組3 中，係包括有一水平角度感測器31、一垂直角度感測器32 及一觸碰_元件36 ;其中該水平角度感測器31與垂直角度感 測器32係分別對二維之平面作水平與垂直方面作向量移動 之量測，並分別由一水平接收器33與一垂直接收器34作類 比連續信號的接收，並傳輸至一信號處理器37 ;該觸碰元

請先閱讀背面之注意事項再本頁 •裝· ,ιτ 線 4469 〇4 A7 了'---—___ 五、發明説明（$ ) 件36亦係為一感測元件，藉由操作者臉頰鼓起觸碰該觸碰 元件36輸出一驅動信號至該信號處理器37作為滑鼠的按鍵 動作；該信號處理器37接收水平類比連續信號、垂直類比 連續信號及觸碰元件36輸出之驅動信號後，藉由一信號輸 出單元38輸出一水平信號30、一垂直信號35及一觸碰信號 40 ° 上述為本發明中該位置感測模組3中之各單元方塊說 明’而在實際運用上’煩請參閱圖四，由此圖四中可知， 該位置感測模組3中之該水平角度感測器31與該垂直角度 感測器32係各藉由一水平感測元件43與一垂直感測元件 41’設置在使用者頭上之一頭控滑鼠41耳架結構的適當位 置處；且該觸碰元件42亦連接設置於該頭控滑鼠41之耳架 結構之適當位置；即該該位置感測模組3係設置於使用者 頭上該頭控滑鼠41之耳架結構的適當位置處；並藉由連接 之一控制模組箱45上所設置之一水平接收端47、一垂直接 收端46、一觸碰接收端48與該位置感測模組所設置之該頭 控滑鼠41作信號的連接，而由該控制模組箱45上所設置之 一信號輸出端49輸出該電腦10所需之控制信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 煩請參閱圖五，圖五係為本發明十該實施例之一實際 電路圖’其中此發明角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係 包括有一微處理器50，藉由線路的設計連接，分別與第一 轉換器53與第二轉換器54連接，而該第一轉換器53則藉由 線路與第一濾波器57連接，該第一濾波器57係藉由第一放 大器55接收放大所連接之第一感應器51傳來之類比信號； 本紙張U4用中困8家橾率（CNS ) ( 210XZP7公釐) ---- d469 04 A7 B7 五、發明说明（γ) 同樣地，第二轉換器54則藉由線路與第二濾波器58連接， 該第二濾波器58係藉由第二放大器56接收放大所連接之第 二感應器52傳來之類比信號，而由該第一轉換器53與第二 轉換器54對所接收之放大類比信號，做數位轉換的工作， 之後傳輸至該微處理器50執行工作之處理。 上述為本發明之實施例的一實際電路圖，而在動作處 理之流程步驟則煩清參閱圖六，圖六係為本發明中該實施 例之動作流程圖，由此圖六之流程步驟圖中可看出，在工 作開始60後，進入啟動類比/數位轉換器61之動作，之 後’判斷轉換完成62與否’如否’則持續進行類比/數位 的轉換工作’如轉換完成’則將資料讀入63由各單元接故 執行適當之運算處理’而後再進行判斷資料信號大小是否 超過感應值64，如否則進入計數待機65之狀況，如是，則 進入計數感應、角度顯示66之步骤，於螢幕中顯示之指標 做移動之工作，並配合工作之選取，執行適當之工作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 綜上所述，本發明之結構特徵及各實施例皆已詳細揭 示，充分顯示出本發明案在目的及功效上均深富實施之進 步性，極具產業之利用價值，且為目前市面上前所未見之 運用’依專利法之精神所述，本發明案完全符合新型專利 之要件。 准以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專 利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵 蓋之範圍内’謹請 貴審查委員明鑑’並祈惠准，是所 本紙張ΛΑ遑财8B家樣率（CNS 嫩^ ( 21()><切7公兼） —- 446904 A7 B7 五、發明説明（（D) 至禱 請- 先 閲 面 之 注 項 再 U 本 裝 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I張 -紙 本 困 國 中 用 遄 釐 t

Claims (1)

1. 446904 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係藉由一角度 感測模組的運用，偵測角度的變化，並連接一信號處 理模組及一主控制單元；此信號處理模組接收由該角 度感測模組輸出之角度信號，作放大轉換處理後，輸 出至該主控制單元；該主控制單元中係包括有一微處 理器，此微處理器經分析運算後藉由連接之一串列通 訊埠（RS-232)傳輸信號資料至一電腦，執行選取的 運算處理工作》 2. 如申請專利範圍第1項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該主控制單元係為電腦，此電腦中 包括有該微處理器，並藉由串列通訊埠的設置，此微 處理器在接收該信號處理模組所輸出之信號資料及一 觸碰信號後，做分析處理的工作，傳輸信號於電腦上 執行相對應之適當的運算處理工作。 3. 如申請專利範圍第2項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，，該主较制單元所連接之該微處理器 與該串列通訊埠係包括於該電腦内，為一整體之主控 制單元。 4. 如申請專利範圍第2項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該主控制單元係為電腦，所連接之 該微處理器係與該信號處理模組連接，藉由適當之連 接處理後’ 一併設置於一控制模組箱内，藉由一信號 輸出端傳送信號至該電腦。 (請先閱讀背面之注意事項楫^寫本頁} --裝 -訂· .線 本紙張尺度適用中困困家標準<CNS>A4規格％公爱） 446904 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 5.如申請專利範圍第1運过述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中’該信號處理模組中係包括有一水平 放大器與一垂直放大器，該水平放大器與該垂直放大 器係分別接收外部所連接之一位置感測模組輸出之一 水平信號與一垂—直信號，經過處理後’該水平放大器 輸出該水平放大信號至一水平濾波器’該垂直放大器 輸出該垂直放大信號至一垂直濾波器；該水平濾波器 與該垂直濾波器分別接收水平放大信號與該垂直放大 信號後’經過處理後分別輸出一水平濾波信號與一垂 直渡波信號至一水平類比/數位轉換器與一垂直類比 /數位轉換器；該水平類比/數位轉換器與該垂直類 比/數位轉換器完成處理工作後輸出信號至一多工 器’此多工器連接一微處理器，作信號選擇傳輸執行 工作。 6*如申請專利範圍第5項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該信號處理模組内之該水平放大器 與該垂直放大器係接收外部傳輸之該水平類比信號與 該垂直類比信號後，作類比信號放大工作。 7 ·如申請專利範圍第5_項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該信號處理模組内之水平濾波器與 垂直濾波器係接收該水平放大器與垂直放大器處理後 之水平故大類比信號與垂直放大類比信號，並作濾波 及信號調整工作’輸出一調諧整流之水平濾波類比信 號與垂直濾波類比信號至該水平類比/數位轉換器與 請 先 閲 之 注 意 事

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   * -,r > * 469 04 as B8 C8 ------— ____D8 六、申請專利範^ ~ - 垂直類比/數位轉換器。 申组所述之—種肖度感測之電腦滑鼠 指標控，褒置中，該信號處理模纪内之水平類比/數 位=換g§與垂直類比/數位轉換器係接收水平渡波類 比仏號與垂直濾波類比信號，並作類比/數位轉換處 理’輸出水平數健賊垂直數健號至該多工器。 .如U利範圍第5項所述之—種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該信號處理模組内之多工器係接收 =該水平/數位轉換器與該垂直継/數位轉換 讀出之水平數位信號與垂直數位信號，作信號輸出 選擇的動作，輸出微處理器所需的信號，執行適當的 工作。 10·如申請專利範圍第1項所述之一種角度感測之電腦滑鼠 指標控制裝置中，該位置感測模組係包括有一水平角 度感測器'一垂直角度感測器及一觸碰元件；其中該 水平角度感測器與垂直角度感測器係分別對二維之平 面作水平與垂直方面作向量移動之量測，並分別由一 水平接收器與一垂直接收器作類比連續信號的接收， 並傳輸至一信號處理器；該觸碰元件亦係為一感測元 件’藉由觸碰壓縮此觸碰元件輸出一驅動信號至該信 號處理器；該信號處理器接收水平類比連續信號、垂 直類比連續信號A觸碰元件輸出之驅動信號後，藉由 一信號輸出單元輸出一水平信號'—垂直信號及一觸 碰信號。 本纸張尺度逋用中國國家標準< CNS ) Α4%«· ( 21切297公釐）~~~ 請先閲讀背面之注意事項再本頁) -裝- -、1Τ 一 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 AS B8 C8 D8 ^46904 申請專利範圍 11，如申凊專利範圍第10項所述之一種肖度感測之電腦滑 鼠指標控制裝置中，該水平角度感測器與該垂直角度 感測器係各藉由一角度感測元件設置於一固定在使用 者頭上之耳架結構的適當位置處；且該觸碰元件亦連 接設置於該耳架結構之適當位置。 經濟部智.¾財產局員工消費合作社印製 12. —種角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係藉由一位置 感測模組設置於指標裝置之結構，其中該位置感測模 組係包括有複數個角度感測器作二維平面之水平與垂 直向量感測，並各藉由一接收器接收水平與垂直類比 向量位置連續信號，連接一信號處理器，由該信號處 理器接收位置信號及由一觸碰元件所輸出之一觸碰驅 動信號，經處理後由一信號輸出單元輸出一水平信 號、一垂直信號及一觸碰信號；該水平信號由一信號 處理模組内所包括之一水平放大器接收，並經一水平 渡波器作渡波調譜處理，藉由一水平類比/數位轉換 器作類比/數位轉換’由一多工器接收；該垂直信號 由該信號處理模組内所包括之一垂直放大器接收’並 經一垂直濾波器作濾波調諧處理，界由一垂直類比/ 數位轉換器作類比/數位轉換，由該多工器接收；該 多工器接收水平與垂直位置數位信號，並藉由連接主 控制單元中的一微處理器加以控制，輸出該微處理器 所需之水平'垂直之位置信號其中該主控制單元包括 有該微處理器及一電腦與一串列通訊埠；該微處理器 更接收該觸碰信號，並藉由連接該串列通訊埠（Rs_ ( CNS ) Α4«* ( 210X2974S* ) 15 A8 B8 C8 D8 4469 04 六、申請專利範圍 232)與該電腦連接。 13·如申請專利範圍第12項所述之一種角度感測之電腦滑 鼠指標控制裝置中，該位置感測模組係設置於一固定 在使用者頭上之耳架結構的適當位置處；其中該位置 感測模組中之角度感測器係包括有一水平角度感測器 與一垂直角度感測器，該接收器亦包括有一水平接收 器與一垂直接收器；且該觸碰元件变連接設置於該耳 架結構之適當位置。 14.如申請專利範圍第12項所述之一種角度感測之電腦滑 鼠指標控制裝置中’該信號處理模組係接收由該位置 感測模組輸出之水平信號與垂直信號，經信號放大、 濾波調整及類比/數位信號轉換處理，藉由連接之該 微處理器控制，輸出適當之位置信號；且該信號處理 模組更設置於一控制模組箱，藉由設置一水平接吹 端、一垂直接收端、一觸碰接收端與該位置感測模竽 之一頭控滑鼠作信號的連接，由一信號輸出端輸出電 腦所需之控制信號。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 15. 如申請專利範圍第14項所述之一種角度感測之電腦滑 鼠指標控制裝置中’該控制模組箱更包括有該微處理 器。 16. —種角度感測之電腦滑鼠指標控制裝置係藉由一電腦 連接一頭控滑鼠’此頭控滑鼠包括有一位置感測模組 與一信號處理模組’並藉由下列步驟作角度感測： a.開始後，所連接之該頭控滑鼠進入啟動類比/數 A8 B8 C8 D8 446g 〇4 六、申請專利範圍 轉換器之動作； b. 啟動類比/數位轉換器，由此頭控滑氣内含 號處理模組，判斷類比/數位轉換完成與否·之一 c. 如否，則持續進行類比/數位的轉換工作；’ C’.如轉換完成，執行資料讀入之動作； ’ d，資料讀入，將轉換完成之數位信號作傳輸至各單 元，並執行適當之運算處理，而後進行判斷資料信 號之大小； e. 進行判斷資料信號大小超過感應值，藉由設定執行 數位信號大小之判斷； f. 如否，即未超過一感應臨界值，進入計數待機之狀 況； f’.如是，即超過該感應臨界值，進入計數感應、角度 顯示之步驟，於螢幕中顯示之指標做移動之工作， 並配合工作之選取，執行適當之工作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 纸 本 I 一？ 7/>¾9 ο 2, /1 似 A