專利名稱：空中鼠標及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空中鼠標和含有這種空中鼠標的控制系統(tǒng)，以及該控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的裝置，屬于人機交換控制領域。
背景技術：
近年來，在家庭娛樂領域，電視機與互聯(lián)網正在越來越緊密地結合在一起?；ヂ?lián)網電視全國熱賣，上海IPTV用戶突破100萬成為世界之最，越來越多的年輕人選擇HTPC來DIY自己的“蝸居”。更多精彩的內容進入到電視的屏幕上，看高清，搜視頻，瀏覽網頁，甚至把電視直接當成電腦屏幕，用戶慢慢發(fā)現(xiàn)家庭的娛樂中心集中到了客廳，更希望懶洋洋的躺在沙發(fā)上放松心情，舒服享受?？墒?，如何在客廳里操控成了最大的問題，因此空中鼠標應運而生。·[0003]空中鼠標是一種輸入設備,像傳統(tǒng)鼠標一樣操作屏幕光標，但卻不需要放在任何平面上，可以輕松握在手中，靈活操作。自由方便是它的特性，例如在辦公領域可以和普通鼠標并聯(lián)交替使用，使用者不必直身趴在桌面上，可以讓使用者經常擺脫桌面的束縛，躲在轉椅里完成日常工作。讓做PPT演示的人員不再需要坐在會議桌上擺弄電腦，就可以遙控，實現(xiàn)鼠標的所有功能。或者在家用娛樂上配合電視或者HTPC在客廳使用。目前市場上的空中鼠標大致分為以特制的鼠標墊加普通無線鼠標；帶軌跡球的無線鼠標；類似空中鼠標的替代鼠標；空中揮動鼠標等幾種。然而，上述空中鼠標卻存在以下不足一、特制的鼠標墊加普通無線鼠標，使用時經常需要雙手，或放置在平面上使用，只是把平面變小并使平面快速轉換位置，嚴格意義上來說不能算是完全意義上的空中鼠標。二、帶軌跡球或光感觸摸的無線鼠標難以精確控制，而且難以實現(xiàn)鼠標的拖動操作。三、類似空中鼠標的替代鼠標，主要是以平行和垂直運動來控制光標，難以準確地控制光標，所以不得不增加許多的按鍵來實現(xiàn)鼠標的功能，并且造價也不低。四、空中揮動鼠標的結構太過復雜使得造價太高，重量體積較大使得長期使用較累，并且長時間揮動或是手部輕微的顫動造成鼠標的準確性降低。而對于用戶來說，評價一款空中鼠標的優(yōu)劣需要考慮定位精度、平滑性和易操作性。傳統(tǒng)鼠標往往用dpi來衡量精確度，空中鼠標由于是拿在手中而沒有接觸面，只能用人手最輕微移動所對應屏幕指針移動的像素數來衡量。高精度的空中鼠標可以準確的指向屏幕上每個字符。平滑性指的是用空中鼠標在屏幕上畫圓或者曲線時，是否沒有棱角或折線，這往往決定于采樣頻率。采樣頻率越高則曲線越圓滑細膩,例如采樣頻率達到120HZ會像傳統(tǒng)鼠標一樣流暢。另外，空中鼠標對普通用戶來說，是一種全新的體驗，用戶使用過程中并不會關注技術細節(jié)，而更看重主觀感受，例如使用距離、角度、動作、屏幕光標一致性、按鍵的靈敏程度、抗干擾性以及是否會出現(xiàn)光標抖動等等，這也是衡量易操作性的標準。對于設計空中鼠標的工程人員來說，還必須考慮成本，低功耗和開發(fā)周期等因素。而低成本高精度的紅外圖像處理方案的空中鼠標基本上都會面臨以下問題。一、如何保證高性能和成本控制的平衡。如果要實現(xiàn)高精度，需用DSP或者FPGA配合優(yōu)化的高效率圖像處理算法來降低運算量，但這意味著高成本，而且需要投入很多精力放在算法研發(fā)上，開發(fā)周期更長。最好的選擇是專用的ASIC配合成熟的技術解決方案。二環(huán)境干擾問題。由于圖像傳感器捕捉的是紅外光，所以像陽光，燭光或者燈光的干擾會對最終控制的屏幕光標有嚴重影響，例如在強陽光下空中鼠標無法使用，或者臺燈發(fā)出的光會讓光標抖動等等。三、低功耗問題?？罩惺髽藢儆谑殖衷O備，需要電池供電，設計時既要保證足夠的使用距離，又要保證低功耗，這樣用戶才不會經常更換電池或充電。四、最重要的，如何解決影響用戶使用體驗的各種問題。因為鼠標離開桌面拿在手中，人手不可避免的抖動會讓光標隨之顫動，如何解決抖動導致的誤操作，如何使用戶能將光標快速到移動目標區(qū)域同時又能精準地選擇目標區(qū)域的位置，如何讓用戶有更好的體驗便成了關鍵?？罩惺髽嗽O備使用中的問題是，(I)當用戶將光標移動到某個目標位置(如菜單按鈕)準備按鼠標鍵執(zhí)行操作時，按鍵的過程會導致鼠標大幅度抖動，從而導致誤操作；(2)用 戶需要將光標快速到移動目標區(qū)域同時又需要精準地選擇目標區(qū)域的位置，由于手的自然抖動，精準選擇操作對象會比較困難。由于本實用新型涉及到鼠標坐標系的問題，所以有必要講述一下相關的知識。通常，空中鼠標控制系統(tǒng)分絕對坐標系與相對坐標系兩類，下面是這兩類的介紹。絕對坐標設備設置了一個固定的坐標區(qū)域，發(fā)往系統(tǒng)的當前位置為光標在該區(qū)域內的絕對坐標(X，y)或(X，y, Z)。例如,任天堂Wii游戲機上Wiimote空中鼠標中的紅外攝像頭與相對的紅外發(fā)光條，就構成一個絕對坐標系空中鼠標控制系統(tǒng)。紅外發(fā)光條上紅外發(fā)光器發(fā)出的紅外光點在紅外攝像頭的成像位置，形成空中鼠標的2維絕對坐標，同時，由于紅外發(fā)光條中有多組紅外發(fā)光器，根據這些紅外發(fā)光器之間的距離和各自發(fā)出的紅外光點在紅外攝像頭中的成像位置，計算出紅外發(fā)光條與Wiimote之間的距離，該距離形成空中鼠標的第3維絕對坐標。而相對坐標設備沒有對應的固定坐標區(qū)域，發(fā)往系統(tǒng)的當前位置為光標相對于上一個位置的坐標移動量(X，y)或(X，y, Z)。例如，我們可以使用3軸陀螺儀期間來產生空中鼠標的坐標。當用戶轉動內置3軸陀螺儀的空中鼠標設備時，3軸陀螺儀不斷生產3維的角速度數據，根據這些角速度數據，空中鼠標設備不斷輸出3維坐標的變化量(移動量)。

實用新型內容為了克服上述技術的缺點，本實用新型提供一種實現(xiàn)精確定位與防止誤操作的空中鼠標。本實用新型同時還提供含有這種空中鼠標的控制系統(tǒng)。本實用新型的技術方案如下一種空中鼠標，包括基體和電路部分，電路部分設置于基體上，電路部分包括微處理器單元和與其分別相連的按鍵模塊、用于改變鼠標光標移動速度的觸摸感應模塊、紅外或者無線發(fā)射模塊；所述微處理器單元讀取按鍵模塊的各個按鍵的狀態(tài)信息和觸摸感應模塊的狀態(tài)信息，經過處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。需要定義的是，在本實用新型中所述的空中鼠標可以是任何帶定位功能的指針設備(pointing equipment),對應的鼠標鍵可以是與指針設備的定位相關的操作按鍵。所述的基體，是指除容納電路部分的基礎結構。所述的觸摸感應模塊包括一個或多個觸摸感應區(qū)，所述的按鍵模塊包括鼠標鍵，鼠標鍵和觸摸感應區(qū)分別設置于基體上。這種設計是一種分體式的設計。所述的觸摸感應模塊包括一個或多個觸摸感應區(qū)，所述的按鍵模塊包括鼠標鍵，較好的，觸摸感應區(qū)設置于鼠標鍵上。這種設計是一體式的設計，其好處在于用一個手指就可以完成觸摸和按下鼠標兩個動作。這種一體式設計可以與鼠標左鍵或鼠標右鍵進行結合，即需要對當前光標位置所在的區(qū)域進行某種操作的鼠標鍵進行結合設計。較好的，與鼠標左鍵結合。所述的觸摸感應為電容式觸摸感應、壓力式觸摸感應或機械式輕觸按鍵之一。所述的感應方式，還包括其它能感應或識別人體手指等部位觸摸或輕觸空中鼠標設備某個區(qū)域的方法。 所述的電路部分還包括與微處理單元相連的陀螺儀模塊，所述微處理器單元讀取陀螺儀模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。這是基于相對坐標系的空中鼠標方案。所述的電路部分還包括與微處理單元相連的重力加速度感應模塊，所述微處理器單元讀取重力加速度感應模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。這也是基于相對坐標系的空中鼠標方案。所述的電路部分還包括與微處理單元相連的紅外攝像定位模塊，所述微處理器單元讀取紅外攝像定位模塊的成像信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。這是基于絕對坐標系的空中鼠標方案。所述的電路部分還包括與微處理單元相連的重力加速度感應模塊，所述微處理器單元讀取重力加速度感應模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。這也是基于絕對坐標系的空中鼠標方案。一種空中鼠標控制系統(tǒng)，其特征在于包括依次相連(連接方式可以是無線或者有線)的主機、顯示設備、遙控接收模塊、上述的空中鼠標，空中鼠標通過紅外或者無線的方式與遙控接收模塊進行單向或雙向通訊。這是基于相對坐標系的空中鼠標控制系統(tǒng)。一種空中鼠標控制系統(tǒng)，其特征在于包括依次相連(連接方式可以是無線或者有線)的主機、顯示設備、遙控接收模塊、所述的空中鼠標，空中鼠標通過紅外或者無線的方式與遙控接收模塊進行單向或雙向通訊。同時，還包括位于要靠送接收模塊旁的紅外發(fā)光模塊，遙控接收模塊和紅外發(fā)光模塊為一體式或者分離式，并且與主機相連。這是基于絕對坐標系的空中鼠標控制系統(tǒng)。本實用新型的使用方法如下，使用時，本實用新型空中鼠標控制系統(tǒng)包括以下狀態(tài)(無次序)狀態(tài)I :空中鼠標未識別到觸摸信號，同時鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標狀態(tài)為常速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)；在狀態(tài)1，當空中鼠標識別到觸摸信號后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)2 ；狀態(tài)2 :空中鼠標識別到觸摸信號，同時鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)；在狀態(tài)2，當空中鼠標識別到觸摸信號消失后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)I ;在狀態(tài)2，當空中鼠標識別到鼠標鍵被壓下后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)2 ；狀態(tài)3 :空中鼠標的鼠標鍵被壓下，并且空中鼠標識別到觸摸信號；此時，主機光標狀態(tài)為常速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于壓下狀態(tài)。在狀態(tài)3，當空中鼠標識別到觸摸信號消失后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)I ;在通常的情況中，包括以上三個狀態(tài)。在狀態(tài)3，當空中鼠標識別到鼠標鍵被釋放后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)2。其實質在于當空中鼠標識別到觸摸信號時，鼠標光標的移動速度切換到慢速檔；當該觸摸信號消失后，鼠標光標的移動速度恢復到正常速度(常速)。較好的，系統(tǒng)還包括狀態(tài)4 狀態(tài)4 :空中鼠標識別到觸摸信號，并且鼠標鍵被釋放；此時鼠標光標為慢速移 動，主機的鼠標鍵狀態(tài)保持在壓下狀態(tài)。在狀態(tài)3，當空中鼠標識別到鼠標鍵被釋放后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)4 ；在狀態(tài)4，當空中鼠標識別到觸摸信號消失后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)I ;在狀態(tài)4，當空中鼠標識別到鼠標鍵被壓下后，系統(tǒng)轉移到狀態(tài)3 ;此時，空中鼠標的控制總共包括4個狀態(tài)，較好的，采用觸摸感應區(qū)和鼠標鍵是一體式的方式(如果采用分離式的設計，需要用兩個手指配合動作來實現(xiàn)這樣的功能，用戶體驗不好)。增加狀態(tài)4的實質在于，使操作者在鼠標拖動(即鼠標左鍵被壓下時移動鼠標)SP將到終點時可以通過松開鼠標鍵但手指仍觸摸鼠標鍵鍵帽的方式來慢速移動鼠標，精準地選擇拖動的終點。本實用新型還提供一種所述空中鼠標控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的裝置，其特征在于包括以下單元(無次序)第一執(zhí)行單元，空中鼠標未識別到觸摸信號，同時鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)；第二執(zhí)行單元，空中鼠標識別到觸摸信號，同時鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)；第三執(zhí)行單元，空中鼠標的鼠標鍵被壓下，并且空中鼠標識別到觸摸信號；此時，主機光標狀態(tài)為常速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于壓下狀態(tài)。較好的，所述空中鼠標控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的裝置，其特征在于還包括以下單元第四執(zhí)行單元，空中鼠標識別到觸摸信號，并且鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)保持在壓下狀態(tài)。第四執(zhí)行單元與前述三個執(zhí)行單元之間的關系如下如果空中鼠標識別到鼠標鍵被釋放后，系統(tǒng)轉移到第四執(zhí)行單元；然后，如果空中鼠標識別到觸摸信號消失，系統(tǒng)轉移到第一執(zhí)行單元；然后，如果空中鼠標識別到鼠標鍵被壓下，系統(tǒng)轉移到第三執(zhí)行單元。與傳統(tǒng)技術相比，本實用新型有以下優(yōu)點本實用新型通過觸摸感應區(qū)域的設置，使用戶可以通過簡單的輕微動作來減慢鼠標光標的移動速度，在實現(xiàn)鼠標精確定位的同時，減少了使用空中鼠標時的誤操作。

圖I是本實用新型分離式設計的空中鼠標機械結構示意圖。圖2是這是實施例一的空中鼠標觸摸感應區(qū)的電路原理圖。[0052]圖3是這是實施例一的觸摸感應鍵與鼠標左鍵分離式設計的結構的剖面示意圖。圖4是實施例二的觸摸感應鍵與鼠標左鍵一體式設置的剖面示意圖。圖5是實施例三的空中鼠標控制系統(tǒng)的示意圖。圖6這是實施例三的采用相對坐標系的空中鼠標的模塊圖。圖7是采用相對坐標系的空中鼠標的另外一個實施例的框圖。圖8是基于絕對坐標系的空中鼠標控制系統(tǒng)不意圖。圖9是在實施例五的絕對坐標系空中鼠標的電路部件框圖。圖10是實施例六的絕對坐標系的空中鼠標電路部件框圖。圖11是實施例七的空中鼠標控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的方法流程圖。圖12是實施例八的觸摸感應區(qū)與鼠標鍵一體式設計下的空中鼠標的控制方法的流程圖。圖13是實施例九的觸摸感應區(qū)與鼠標鍵分離式設計下的空中鼠標的控制方法的流程圖。圖14是實施例十的控制方法的軟件開發(fā)文檔的示意圖。圖15是實施例i^一的控制方法的軟件開發(fā)文檔的示意圖。圖16是實施例十二的控制方法的軟件開發(fā)文檔的示意圖。圖17是實施例十三的控制方法的軟件開發(fā)文檔的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。實施例一請參見圖1，圖I是實施例一的分離式設計的空中鼠標的結構示意圖，是一個觸摸感應區(qū)與鼠標鍵分離的設計。其中，包括基體20和電路部件22，電路部件22位于基體的內部或者鑲嵌在基體上。在基體的前部設置有觸摸感應區(qū)220，觸摸感應區(qū)下方連接有可感應壓力的壓力感應元件222。觸摸感應區(qū)設置在正面，用戶可以用大拇指來觸摸。基體的下部是普通遙控按鍵223，一般用硅膠制成。在基體的內部有一個主處理器226，在空中鼠標的下部有一個鼠標左鍵227，可用食指鉤動。移動空中鼠標設備時，用戶用大拇指觸摸該觸摸感應區(qū)域，使光標慢速移動；然后用食指鉤動鼠標左鍵來執(zhí)行鼠標左鍵的操作。在基體的前端有一個無線通訊模塊225，用于遙控主機?；w20還包括下部的一個電池盒201，用于放置電池。由于所述的基體是指除容納電路部分的基礎結構，電池盒201也屬于基體的一部分。在基體20的內部，還設置有一個陀螺儀224和重力加速度計228，用來感知空中鼠標的位置變化。觸摸感應區(qū)、壓力感應原件、普通遙控按鍵、鼠標左鍵、無線通訊模塊、陀螺儀、重力加速度計都屬于電路部件。請參見圖2，這是實施例一的空中鼠標觸摸感應區(qū)的電路原理圖。其中，位于觸摸感應區(qū)的壓力感應元件的感應電極片2221通過電容Cx接地，其采用銅片或者鐵片制成，并通過電阻Rs和電容Cs與電容式觸摸感應芯片2222相連，連接點分別為感應輸入+鍵3和感應輸入4，同時還包括模式選擇6，以及器件內部工作電壓輸入端VDD5和電路公共接地端VSS2。然后，通過觸摸感應狀態(tài)輸出I與主處理器226相連。請參見圖3，這是實施例一的觸摸感應鍵221與鼠標左鍵分離式設計的結構的剖面示意圖。柔性電路板2221包括焊接部位22211和可涂膠水將柔性電路板粘結到鍵帽的背面的部位22212，其中，鼠標左鍵227是機械式輕觸按鍵，上面的按鍵鍵面2271是塑料制成的，鼠標左鍵227又固定在主電路板229上。同時，觸摸感應鍵221包括塑料材質的觸摸感應區(qū)220，下方是一個采用柔性電路板的感應電極2221，柔性電路板通過膠水粘到觸摸感應區(qū)的 背面,柔性電路板的延伸部分與電容式觸摸感應芯片2222相連，電容式觸摸感應芯片2222固定在主電路板229上。實施例二、請參見圖4，這是實施例二的觸摸感應鍵與鼠標左鍵一體式設計的剖面示意圖。其中，鼠標左鍵237是機械式輕觸按鍵，上面的按鍵鍵面2371是塑料制成的，可制成圓形的鍵帽。鼠標左鍵237又固定在主電路板239上。同時，按鍵鍵面2371也是觸摸感應區(qū)，下方還有一個采用柔性電路板的感應電極2321，柔性電路板的延伸部分與電容式觸摸感應芯片2322相連，電容式觸摸感應芯片2322固定在空中鼠標的主電路板239上。使用過程中，當用戶需要在當前光標位置單擊鼠標左鍵時，用戶的手指先觸摸到按鍵鍵面2371，此時光標移動速度切換到慢速，由于光標移動速度慢，用戶可精確選擇需要操作的目標(如圍棋的落子點)，然后用戶施力壓下鼠標左鍵，再迅速釋放左鍵，此時光標移動速度仍是慢速，用戶再將手指脫離按鍵鍵面2371，完成單擊鼠標左鍵237的操作。在施力壓下鼠標左鍵和釋放鼠標左鍵的過程中，光標慢速移動，不會因為點擊而大幅度移動，確保鼠標左鍵單擊的位置是用戶想要操作的位置。實施例三、圖5是實施例三的空中鼠標控制系統(tǒng)的示意圖，是一個采用相對坐標系的空中鼠標，包含主機4、顯示設備6、遙控接收模塊5、空中鼠標2?？罩惺髽?可通過紅外或2. 4G無線等方式與遙控接收模塊5進行單向或雙向通信；遙控接收模塊5可通過USB、SPI、RS232串行接口等常見接口連接到主機4 ;同時，主機4可通過HDMI、DVI、VGA等顯示輸出接口將系統(tǒng)顯示輸出到顯示設備6。再請參見圖6，這是實施例三的采用相對坐標系的空中鼠標的模塊圖，其中，空中鼠標包含微處理器單元(MCU)、觸摸感應模塊、按鍵模塊、陀螺儀模塊?？罩惺髽说霓D動動作經陀螺儀模塊感應，定時產生角速度變化數據，被MCU讀取。按鍵模塊各個按鍵的狀態(tài)被MCU讀取，觸摸感應模塊的狀態(tài)被MCU讀取。MCU對讀取到的各種數據經過處理后，通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送給主機。而其中的角速度變化數據被轉換為坐標偏移量，然后通過紅外或無線發(fā)射模塊發(fā)送給主機。實施例四、圖7是采用相對坐標系的空中鼠標的另外一個實施例的框圖。其中，空中鼠標包含微處理器單元(MCU)、觸摸感應模塊、按鍵模塊、陀螺儀模塊、重力加速度感應模塊?？罩惺髽说霓D動經陀螺儀模塊感應，定時產生角速度變化數據，被MCU讀取?？罩惺髽说囊苿咏浿亓铀俣雀袘K感應，定時產生空中鼠標的姿態(tài)數據，被MCU讀取。按鍵模塊各個按鍵的狀態(tài)被MCU讀取。觸摸感應模塊的狀態(tài)被MCU讀取。MCU讀取到的各種數據經過處理后，通過紅外或無線發(fā)射模塊發(fā)送給主機。角速度變化數據被轉換形成基礎的坐標偏移量，經過重力加速度感應模塊產生的空中鼠標姿態(tài)數據對坐標偏移量進行校正，產生最終的坐標偏移量數據。校正的目的是，使得無論空中鼠標是平握、側握還是斜握狀態(tài)下，空中鼠標在空間的轉動方向與速度能與光標的移動方向與速度較好地對應起來。實施例五、請參見圖8,相對于實施例三,這是另外一種空中鼠標控制系統(tǒng)示意圖,這個系統(tǒng)是基于絕對坐標系。其包含主機4、顯示設備6、遙控接收模塊5、空中鼠標2。主機可通過HDMI, DVI、VGA等顯示輸出接口將系統(tǒng)顯示輸出到顯示設備.遙控接收模塊可通過USB、SPI、RS232串行接口等常見接口連接到主機.空中鼠標可通過紅外或2. 4G無線等方式與空中鼠標接收模塊進行單向或雙向通信。還包括一個紅外發(fā)光模塊7，遙控接收模塊5與紅外發(fā)光模塊7可合成一體，由主機4通過USB接口等對紅外發(fā)光模塊供電。請參見圖9,這是在實施例五的絕對坐標系空中鼠標的電路部件框圖?？罩惺髽税⑻幚砥鲉卧?MCU)、觸摸感應模塊、按鍵模塊、紅外攝像定位模塊，外部紅外發(fā)光器在紅外攝像定位模塊中按一定幀率成像并產生絕對定位數據，被MCU讀?。话存I模塊各個按鍵的狀態(tài)被MCU讀??；觸摸感應模塊的狀態(tài)被MCU讀?。籑CU對讀取到的各種數據經過處理后，通過紅外或無線發(fā)射模塊發(fā)送給主機。實施例六、請參見圖10，這是實施例六的絕對坐標系的空中鼠標電路部件框圖。空中鼠標包含微處理器單元(MCU)、觸摸感應模塊、按鍵模塊、陀螺儀模塊、重力加速度感應模塊。外部紅外發(fā)光器在紅外攝像定位模塊中按一定幀率成像并產生絕對定位數據，被MCU讀取?？罩惺髽说囊苿咏浿亓铀俣雀袘K感應，定時產生空中鼠標的姿態(tài)數據，被MCU讀取。按鍵模塊各個按鍵的狀態(tài)被MCU讀取。觸摸感應模塊的狀態(tài)被MCU讀取。MCU對讀取到的各種數據經過處理后，通過紅外或無線發(fā)射模塊發(fā)送給主機；紅外攝像定位模塊產生的絕對定位數據，通過重力加速度感應模塊產生的空中鼠標姿態(tài)數據進行校正，產生最終的絕對坐標數據。校正的目的是，使得無論空中鼠標是平握、側握還是斜握狀態(tài)下，空中鼠標在空間的轉動方向與速度能與光標的移動方向與速度較好地對應起來。實施例七、請參見圖11，一種空中鼠標控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的方法，當鼠標鍵與觸摸鍵是一體的情況下，系統(tǒng)包括以下4個狀態(tài)(系統(tǒng)初始化后，總處在狀態(tài)I)狀態(tài)I :空中鼠標未識別到觸摸信號，同時，空中鼠標鍵未壓下，此時，鼠標光標常速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)。當空中鼠標觸摸信號被觸發(fā)，轉向狀態(tài)2；狀態(tài)2 :空中鼠標識別到觸摸信號，空中鼠標鍵處于未壓下狀態(tài)；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)。當空中鼠標觸摸信號消失，轉向狀態(tài)I ;當空中鼠標鍵被按下，轉向狀態(tài)3。狀態(tài)3 :空中鼠標識別到觸摸信號，空中鼠標按鍵被壓下；此時，鼠標光標常速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于壓下狀態(tài)。當空中鼠標觸摸信號消失，轉向狀態(tài)I ;當空中鼠標鍵被釋放，轉向狀態(tài)4。狀態(tài)4 :空中鼠標識別到觸摸信號，空中鼠標鍵被釋放；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動，主機的鼠標鍵狀態(tài)處于壓下狀態(tài)；[0096]當空中鼠標觸摸信號消失，轉向狀態(tài)I ;當空中鼠標鍵被按下，轉向狀態(tài)3。實施例七的觸摸感應區(qū)與鼠標鍵的一體式設計，相比于實施例九的分離式設計，可使用一個手指來操作空中鼠標，用戶操作更簡單。因為手指先觸發(fā)觸摸信號，然后繼續(xù)施壓，壓下鼠標鍵；而鼠標鍵的釋放，總是先于觸摸信號的消失。實施例八
·[0100]請參見圖12，這仍然是觸摸感應區(qū)與鼠標鍵一體式設計下的空中鼠標的控制方法，系統(tǒng)包括以下3個狀態(tài)狀態(tài)I :鼠標狀態(tài)I :空中鼠標的觸摸信號未識別到；空中鼠標鍵未壓下；此時，鼠標光標常速移動；主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)。當空中鼠標觸摸信號被觸發(fā)，轉向狀態(tài)2；狀態(tài)2 :空中鼠標識別到觸摸信號，空中鼠標鍵未壓下，此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動；主機的鼠標鍵狀態(tài)處于未壓下狀態(tài)。當觸摸信號消失時，轉向狀態(tài)I ;當鼠標鍵被按下，則進入狀態(tài)3。狀態(tài)3:空中鼠標鍵被按下，空中鼠標觸摸信號被識別到；此時，鼠標光標常速移動；主機的鼠標鍵狀態(tài)處于壓下狀態(tài)；當空中鼠標鍵被釋放，則進入狀態(tài)2。當觸摸信號消失時，轉向狀態(tài)I。實施例九請參見圖13，這是觸摸感應區(qū)與鼠標鍵分離式設計下的空中鼠標的控制方法，在分離式設計下，要用兩個手指來操作空中鼠標，一個手指來觸發(fā)觸摸信號；另一個手指來壓下或釋放鼠標鍵。這里，觸摸信號只用來改變鼠標光標的移動速度，與鼠標鍵狀態(tài)完全獨立。光標移動的速度包含2個狀態(tài)狀態(tài)I :空中鼠標觸摸信號未識別到；此時，鼠標光標常速移動；當空中鼠標觸摸信號被觸發(fā)，轉向狀態(tài)2;狀態(tài)2 :空中鼠標識別到觸摸信號；此時，鼠標光標狀態(tài)為慢速移動；如果空中鼠標的觸摸信號消失，則轉到狀態(tài)I。實施例十至實施例十三是具體的軟件開發(fā)文檔，其中，實施例十至實施例十一是無須主機配合的軟件開發(fā)文檔，也就是發(fā)送的信號都是鼠標的標準信號，不需要在主機上另外安裝軟件。實施例十二至實施例十三是需要主機配合的軟件開發(fā)文檔。實施例十請參考圖14，這是遙控器端軟件的開發(fā)文檔圖。按這個實施例實現(xiàn)用觸摸來切換鼠標光標移動速度的方案，無須主機的配合。在初始化結束后，軟件在4個狀態(tài)之間轉換。在狀態(tài)1，遙控器實時向主機發(fā)送以下數據(I)鼠標鍵狀態(tài)信息鼠標鍵未壓下；(2)常速移動的鼠標坐標數據根據鼠標定位部件的輸出數據。[0123]在狀態(tài)I，檢查到觸摸信號存在后，即進入狀態(tài)2.在狀態(tài)2，遙控器實時向主機發(fā)送以下數據(I)鼠標鍵狀態(tài)信息鼠標鍵未壓下；(2)慢速移動的鼠標坐標數據如果最初發(fā)送的是絕對坐標數據，則切換為相對坐標數據。發(fā)送給主機的坐標變化量為實際變化量的1/4。在狀態(tài)2，檢查到觸摸信號消失后，即返回狀態(tài)I ;檢查到鼠標鍵被壓下后，即進入狀態(tài)3.在狀態(tài)3，遙控器實時向主機發(fā)送以下數據 (I)鼠標鍵狀態(tài)信息；鼠標鍵被壓下；(2)常速移動的坐標數據如果最初發(fā)送的是絕對坐標數據，恢復發(fā)送絕對坐標數據；如果最初是相對坐標數據，則根據鼠標定位部件的輸出數據發(fā)送實際的相對坐標變
化量數據。在狀態(tài)3，檢查到觸摸信號消失后，即返回狀態(tài)I ;檢查到鼠標鍵被釋放后，即進入狀態(tài)4.在狀態(tài)4，遙控器實時向主機發(fā)送以下數據(I)鼠標鍵狀態(tài)信息鼠標鍵被壓下；(2)鼠標坐標數據如果最初發(fā)送的是絕對坐標數據，則切換為相對坐標數據。發(fā)送給主機的坐標變化量為實際變化量的1/4。在狀態(tài)4，檢查到觸摸信號消失后，即返回狀態(tài)I ;檢查到鼠標鍵被壓下后，即返回狀態(tài)3.與實施例i^一相比，實施例十多了一個狀態(tài)4，這個狀態(tài)使得操作者可以在鼠標拖動接近終點時慢速移動，以精確選擇鼠標拖動的終點。實施例i^一、請參考圖15，這也是遙控器端軟件的開發(fā)文檔圖。按這個實施例實現(xiàn)用觸摸來切換鼠標光標移動速度的方案，也無須主機的配合。實施例十二請參見圖16，這是須主機端軟件配合的一個例子，是一個相對坐標空中鼠標的開發(fā)文檔圖，包括遙控器端與主機端2部分。這個例子的遙控器端采用一體式按鍵的設計。實施例十三請參見圖17，這是須主機端軟件配合的一個例子，是一個相對坐標空中鼠標的開發(fā)文檔圖，包括遙控器端與主機端2部分。這個例子的遙控器端可采用一體式按鍵的設計，也可以采用分離式按鍵的設計。雖然本實用新型的優(yōu)選實例被以作為例證的目的進行披露，但本領域的技術人員可以理解各種修改、添加和替換是可能的，只要其不脫離所附權利要求中詳述的本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種空中鼠標，其特征在于包括基體和電路部分，電路部分設置于基體上，電路部分包括微處理器單元和與其分別相連的按鍵模塊、用于改變鼠標光標移動速度的觸摸感應模塊、紅外或者無線發(fā)射模塊；所述微處理器單元讀取按鍵模塊的各個按鍵的狀態(tài)信息和觸摸感應模塊的狀態(tài)信息，經過處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
2.根據權利要求I所述的空中鼠標，其特征在于所述的觸摸感應模塊包括一個或多個觸摸感應區(qū)，所述的按鍵模塊包括鼠標鍵，鼠標鍵和觸摸感應區(qū)分別設置于基體上。
3.根據權利要求I所述的空中鼠標，其特征在于所述的觸摸感應模塊包括一個或多個觸摸感應區(qū)，所述的按鍵模塊包括鼠標鍵，觸摸感應區(qū)設置于鼠標鍵上。
4.根據權利要求I所述的空中鼠標，其特征在于所述的觸摸感應為電容式觸摸感應、壓力式觸摸感應或機械式輕觸按鍵之一。
5.根據權利要求2或3所述的空中鼠標，其特征在于所述的電路部分還包括與微處理單元相連的陀螺儀模塊，所述微處理器單元讀取陀螺儀模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
6.根據權利要求5所述的空中鼠標，其特征在于所述的電路部分還包括與微處理單元相連的重力加速度感應模塊，所述微處理器單元讀取重力加速度感應模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
7.根據權利要求2或3所述的空中鼠標，其特征在于所述的電路部分還包括與微處理單元相連的紅外攝像定位模塊，所述微處理器單元讀取紅外攝像定位模塊的成像信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
8.根據權利要求7所述的空中鼠標，其特征在于所述的電路部分還包括與微處理單元相連的重力加速度感應模塊，所述微處理器單元讀取重力加速度感應模塊的感應信息，處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
9.一種空中鼠標控制系統(tǒng)，其特征在于包括依次相連的主機、顯示設備、遙控接收模塊、權利要求1-6任一所述的空中鼠標，空中鼠標通過紅外或者無線的方式與遙控接收模塊進行單向或雙向通訊。
10.一種空中鼠標控制系統(tǒng)，其特征在于包括依次相連的主機、顯示設備、遙控接收模塊、權利要求7、8任一所述的空中鼠標，空中鼠標通過紅外或者無線的方式與遙控接收模塊進行單向或雙向通訊。
專利摘要本實用新型涉及一種空中鼠標和含有這種空中鼠標的控制系統(tǒng)。其特征在于包括基體和電路部分，電路部分設置于基體上，電路部分包括微處理器單元和與其分別相連的按鍵模塊、用于改變鼠標光標移動速度的觸摸感應模塊、紅外或者無線發(fā)射模塊；所述微處理器單元讀取按鍵模塊的各個按鍵的狀態(tài)信息和觸摸感應模塊的狀態(tài)信息，經過處理后通過紅外或者無線發(fā)射模塊發(fā)送至外部的主機。
文檔編號G06F3/0346GK202795245SQ20122003119
公開日2013年3月13日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權日2012年1月31日
發(fā)明者張偉明 申請人:張偉明