專利名稱：一種適用于移動(dòng)終端的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)終端鼠標(biāo)，尤指通過無線傳輸方式，利用手指傾斜角度和 方向的變化來控制光標(biāo)移動(dòng)，可通用于任何具有對(duì)外數(shù)據(jù)接口的移動(dòng)終端，體積微小， 佩帶于手指之上的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)終端通常指的是可移動(dòng)的便攜式終端設(shè)備，包括智能手機(jī)、MP3/MP4播 放器、掌上游戲機(jī)(PSP)、掌上電腦(PDA)、平板電腦等。目前，移動(dòng)終端上普逼使用 鍵盤、滾輪或觸摸方式在屏幕上移動(dòng)鼠標(biāo)指針，為移動(dòng)終端配備專門鼠標(biāo)在市場(chǎng)上還沒 有出現(xiàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)通信和電子科技的飛速發(fā)展，移動(dòng)終端的功能已經(jīng)越來越多樣化，有 的移動(dòng)終端已經(jīng)集成了攝像頭、投影儀等更豐富的功能，并提供多種外圍設(shè)備接口(如 USB)。隨著移動(dòng)終端的功能性飛速增強(qiáng)，其未來的應(yīng)用范圍將會(huì)急劇擴(kuò)張到更多的行業(yè) 和領(lǐng)域，僅靠按鍵和觸摸屏不能滿足應(yīng)用，需要光標(biāo)移動(dòng)的需求將越來越大，因此，為 移動(dòng)終端配備一個(gè)小巧、靈活、便于使用的鼠標(biāo)是非常有必要的。
公知的鼠標(biāo)是為個(gè)人電腦設(shè)計(jì)的，分為有線和無線兩種。無線鼠標(biāo)雖然擺脫了 傳輸線的限制，但仍然存在的問題是采用光學(xué)原理，使用時(shí)需要尋找一塊固定平坦的 地方來放置和移動(dòng)鼠標(biāo)，當(dāng)空間有限或放置區(qū)域不平整時(shí)，鼠標(biāo)的使用不方便，且影響 光標(biāo)定位；體積較大，重量較重，不宜攜帶。還有一種不常見的無線鼠標(biāo)，采用觸摸 板方式，通過手指在觸摸板上移動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)指針移動(dòng)?；谝陨蟽煞N方式，也有 可佩戴于手指上的無線鼠標(biāo)，由于其實(shí)現(xiàn)原理與傳統(tǒng)鼠標(biāo)一致，因此仍未擺脫傳統(tǒng)鼠標(biāo) 的問題采用光學(xué)原理的手指鼠標(biāo)使用時(shí)仍需要一塊固定平坦的地方來放置和移動(dòng)，采 用觸摸板方式的手指鼠標(biāo)需要在極小范圍的觸摸板上通過觸摸實(shí)現(xiàn)光標(biāo)的移動(dòng)，不易使 用，且體積仍然較大，沒有得到廣泛推廣。
另外，在個(gè)人電腦的無線鼠標(biāo)中，除以上所述的光電鼠標(biāo)、觸摸鼠標(biāo)兩種之 外，還有一種利用三軸動(dòng)作傳感器的鼠標(biāo)，其基本原理是利用三軸動(dòng)作傳感器采集動(dòng)作 信息，轉(zhuǎn)換為位移信息，計(jì)算光標(biāo)移動(dòng)，具體來講，如將其佩帶于手指上，是采集動(dòng)態(tài) 加速度信息記錄手指在某個(gè)方向上移動(dòng)產(chǎn)生的加速度。但是，由移動(dòng)產(chǎn)生的加速度信息 不夠精確，這是因?yàn)槭种敢苿?dòng)的瞬時(shí)加速度較大，而在移動(dòng)過程中速度平緩，加速度信 息很小，光標(biāo)的移動(dòng)不夠精確。發(fā)明內(nèi)容
為了配合移動(dòng)終端的便攜、靈活特性，克服現(xiàn)有鼠標(biāo)的以上不足，本發(fā)明提供 一種無線微型指環(huán)鼠標(biāo)，該鼠標(biāo)采用無線方式與移動(dòng)終端通信，將微型指環(huán)佩戴于手指 上，通過傾斜手指，改變手指的傾斜方向和角度，不借助任何物體表面，也無需借助觸 摸板，就能控制光標(biāo)移動(dòng)。使用過程具體來講，改變手指的傾斜方向控制光標(biāo)的移動(dòng)方 向，改變手指的傾斜角度控制光標(biāo)的移動(dòng)速度；所述手指傾斜方向分為前后和左右四個(gè)方向，分別對(duì)應(yīng)控制移動(dòng)終端屏幕上光標(biāo)的前后左右四個(gè)移動(dòng)方向；所述手指傾斜角度 為在前述四個(gè)傾斜方向上傾斜幅度的大小，控制光標(biāo)在對(duì)應(yīng)方向上移動(dòng)的速度。
該鼠標(biāo)在外形結(jié)構(gòu)上包括兩個(gè)分離的部分，即帶在手指上的佩戴終端和插在 移動(dòng)終端數(shù)據(jù)接口上的適配器。佩帶終端和適配器之間采用無線通信方式，佩帶終端與 適配器間的信息傳送是雙向的，包括兩部分，分別為由佩戴終端發(fā)送至適配器的光標(biāo)位 移信息、按鍵和滾輪信息，以及由適配器發(fā)送至佩戴終端的移動(dòng)終端鍵盤輸入信息。
佩戴終端包括一條可調(diào)節(jié)長(zhǎng)短的佩帶和一個(gè)紐扣式主體，其中可調(diào)節(jié)長(zhǎng)短的佩 帶位于紐扣式主體的下方，與紐扣式主體連為一體，用于將此佩戴終端固定于手指上； 紐扣式主體內(nèi)部放置微型電池，安裝三軸動(dòng)作傳感器、控制電路、佩戴終端天線；紐扣 式主體外殼上嵌入滾輪、按鍵和左右兩個(gè)指示燈，滾輪和按鍵并列位于紐扣式主體的側(cè) 面，指示燈位于紐扣式主體的上表面。適配器包括對(duì)應(yīng)移動(dòng)終端的接口及主體部分，主 體部分內(nèi)部安裝控制電路、適配器天線。
佩戴終端的控制電路分為主控制模塊、感應(yīng)模塊、I/O模塊、射頻模塊。主控 制模塊與各模塊相連，協(xié)調(diào)控制各部分有序工作；感應(yīng)模塊與三軸動(dòng)作傳感器相連，對(duì) 三軸動(dòng)作傳感器的輸出進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)送至主控制模塊；I/O模塊與按鍵、滾 輪、指示燈相連，當(dāng)有鍵按下或滾輪滾動(dòng)時(shí)，喚醒主控制模塊對(duì)按鍵動(dòng)作進(jìn)行處理，并 根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)控制指示燈的顯示；射頻模塊與佩戴終端天線相連，一方面將主控制模塊 傳來的數(shù)據(jù)打包，通過佩戴終端天線將其發(fā)送出去，另一方面接收從適配器發(fā)送過來的 移動(dòng)終端工作狀態(tài)數(shù)據(jù)包，并根據(jù)移動(dòng)終端工作狀態(tài)控制佩戴終端的工作和休眠狀態(tài)。
適配器的控制電路分為控制模塊、射頻模塊、接口模塊?？刂颇K分別與接口 模塊和射頻模塊相連，協(xié)調(diào)控制各部分有序工作；射頻模塊與適配器天線連接，接收佩 戴終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)交給控制模塊；控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化 為光標(biāo)的移動(dòng)信息，交給接口模塊；接口模塊與對(duì)應(yīng)移動(dòng)終端的接口相連，通過接口將 處理結(jié)果輸入移動(dòng)終端，控制光標(biāo)移動(dòng)；同時(shí)，適配器的控制模塊通過接口模塊檢測(cè)移 動(dòng)終端的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，將不同的工作狀態(tài)打包為不同的數(shù)據(jù)包，交給射頻模塊，通過 天線將其發(fā)送至佩戴終端，控制佩戴終端的工作和休眠狀態(tài)。
該鼠標(biāo)的動(dòng)作感知原理為佩帶終端內(nèi)置三軸動(dòng)作傳感器，其輸出有三組模擬 信號(hào)，分別是相對(duì)于傳感芯片正面水平放置情況的x(左右)、Y(前后)、Z(上下)軸 的實(shí)時(shí)加速度信息；該鼠標(biāo)將所述實(shí)時(shí)加速度信息區(qū)分為兩個(gè)不同部分由移動(dòng)造成的 動(dòng)態(tài)加速度和由傾斜造成的靜態(tài)加速度；所述兩種加速度信息的區(qū)別在于動(dòng)態(tài)加速度 信息由佩戴鼠標(biāo)手指在某個(gè)方向上的平行移動(dòng)產(chǎn)生，能夠記錄手指平行移動(dòng)的方向和速 度變化；靜態(tài)加速度信息由佩戴鼠標(biāo)手指的傾斜產(chǎn)生，能夠記錄手指在原來位置上的傾 斜方向和傾斜角度。
該鼠標(biāo)的動(dòng)作感知算法為濾除芯片X、Y、Z軸上的動(dòng)態(tài)加速度，僅以靜態(tài)加 速度為輸入，將靜態(tài)加速度信息轉(zhuǎn)化為控制光標(biāo)移動(dòng)的位移信息。通過靜態(tài)加速度信息 來感知手指傾斜角度和方向的變化，繼而通過固化在鼠標(biāo)內(nèi)部的非線性轉(zhuǎn)換算法，映射 為鼠標(biāo)指針的移動(dòng)，所述非線性轉(zhuǎn)換算法基于加速度與位移的轉(zhuǎn)換公式，實(shí)現(xiàn)加速度到 位移的非線性轉(zhuǎn)換。由靜態(tài)加速度至光標(biāo)位移信息的具體操作方法為將重力加速度分 解為在芯片X、Y、Z軸上的分量，將芯片X軸映射為光標(biāo)移動(dòng)的X軸，將芯片Y軸映射為光標(biāo)移動(dòng)的Y軸，不計(jì)芯片Z軸，僅通過芯片X、Y軸的分量來計(jì)算光標(biāo)在屏幕X、 Y軸上的位移信息。
該鼠標(biāo)在通過手指傾斜控制光標(biāo)移動(dòng)的操作過程中，也可能出現(xiàn)手指平移的情 況。為避免手指平移對(duì)光標(biāo)移動(dòng)造成的影響，在佩戴終端的控制模塊中設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài) 加速度信息的濾除方法，設(shè)定一個(gè)判定準(zhǔn)則，過濾掉動(dòng)態(tài)加速度信息。判決條件為^Ja2x+a2y+a2z ，其中，知為芯片X軸上的實(shí)時(shí)加速度，Oy為芯片Y軸上的實(shí)時(shí)加速度，I為芯片Z軸上的實(shí)時(shí)加速度，g為常規(guī)的重力加速度，正常情況下其值為9.8。若^a2x+a2y+a] >g，則至少在芯片三軸方向之一含有動(dòng)態(tài)加速度信息，則佩戴終端的控制模塊將信息濾除；若於 2 =g，則佩戴終端的主控制模塊對(duì)\和 進(jìn)行采樣，通過非線性轉(zhuǎn)換算法，基于加速度與位移的轉(zhuǎn)換公式，實(shí)現(xiàn)加速度信息到位移信息 的非線性轉(zhuǎn)換。
該鼠標(biāo)的佩戴終端佩戴于手指之上，可能會(huì)出現(xiàn)以下問題無需移動(dòng)光標(biāo)的時(shí) 候，由于手指的自然活動(dòng)，可能導(dǎo)致光標(biāo)在屏幕上無意識(shí)移動(dòng)。為了避免光標(biāo)失控，該 鼠標(biāo)具有開啟/休眠機(jī)制，分別為兩個(gè)獨(dú)立操作的機(jī)制，功能上互為補(bǔ)充，達(dá)到光標(biāo)可 控、且節(jié)約電池能量的目標(biāo)。
機(jī)制一以佩帶終端的按鍵為啟動(dòng)/休眠機(jī)制的開關(guān)，以長(zhǎng)按動(dòng)作為觸發(fā)動(dòng) 作，將佩戴終端的射頻模塊在開啟/休眠狀態(tài)中進(jìn)行切換。通過啟動(dòng)/休眠機(jī)制，控制 佩戴終端的狀態(tài)，保證該鼠標(biāo)在使用過程中的易用性。上述機(jī)制具體描述為在佩戴終 端正常工作的狀態(tài)下，通過長(zhǎng)按按鍵，佩戴終端進(jìn)入休眠狀態(tài)，手指的活動(dòng)不再對(duì)光標(biāo) 移動(dòng)造成影響；在佩帶終端休眠狀態(tài)下，長(zhǎng)按按鍵，佩戴終端進(jìn)入正常工作狀態(tài)，手指 的傾斜映射為光標(biāo)移動(dòng)，同時(shí)按鍵的短按、滾輪滾動(dòng)都可正常工作。實(shí)現(xiàn)過程為佩戴 終端的主控制模塊通過I/O模塊檢測(cè)到按鍵的長(zhǎng)按狀態(tài)，再檢測(cè)實(shí)時(shí)的射頻模塊狀態(tài)， 若射頻模塊處于開啟狀態(tài)，則關(guān)閉射頻模塊，使鼠標(biāo)休眠；若射頻模塊處于關(guān)閉狀態(tài)， 則開啟射頻模塊，使鼠標(biāo)開啟。
機(jī)制二 在佩戴終端正常工作的狀態(tài)下，如果移動(dòng)終端需要通過自身按鍵或者 鍵盤鍵入信息，那么這種情況下光標(biāo)的移動(dòng)會(huì)造成信息輸入的不便。以移動(dòng)終端的鍵盤 輸入狀態(tài)為開關(guān)，有鍵盤輸入為觸發(fā)動(dòng)作，將佩戴終端的射頻模塊置于休眠狀態(tài)，則移 動(dòng)終端的光標(biāo)停止移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)過程為適配器的控制模塊通過接口模塊監(jiān)測(cè)移動(dòng)終端的 鍵盤輸入狀態(tài)，若檢測(cè)有信息輸入，則控制模塊生成休眠信息由射頻模塊發(fā)送至佩戴終 端，佩帶終端的主控制模塊關(guān)閉射頻模塊，使鼠標(biāo)休眠。
該鼠標(biāo)的有益效果是為移動(dòng)終端配備微型的鼠標(biāo)設(shè)備，增加移動(dòng)終端使用的 便利性。擺脫了傳統(tǒng)鼠標(biāo)對(duì)空間和介質(zhì)的要求，通過在空中傾斜手指、不借助任何物體 表面就能控制光標(biāo)移動(dòng)，靈活性很高。在拇指和食指間操作，使用時(shí)只需傾斜手指就能 控制鼠標(biāo)指針移動(dòng)，簡(jiǎn)單易操作。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)該鼠標(biāo)進(jìn)一步說明。5
圖1為無線微型指環(huán)鼠標(biāo)的系統(tǒng)組成框圖。
圖2為無線微型指環(huán)鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為無線微型指環(huán)鼠標(biāo)的佩戴終端傾斜方向示意圖。
圖4為無線微型指環(huán)鼠標(biāo)啟動(dòng)/休眠機(jī)制佩戴終端的狀態(tài)示意圖。
圖5為無線微型指環(huán)鼠標(biāo)啟動(dòng)/休眠機(jī)制適配器的狀態(tài)示意圖。
圖6為靜態(tài)加速度信息轉(zhuǎn)位移的非線性轉(zhuǎn)換算法示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)該鼠標(biāo)作進(jìn)一步描述
參照?qǐng)D1和圖2，該鼠標(biāo)包括帶在手指上的佩戴終端(19)和插在移動(dòng)終端 (21)上的適配器00)兩部分。佩戴終端(19)包括紐扣式主體0 和可調(diào)節(jié)長(zhǎng)短的佩 帶(23)，其中紐扣式主體內(nèi)部安裝三軸動(dòng)作傳感器(1)、控制電路(7)、佩戴終端天線 (2)；紐扣式主體外殼上嵌入滾輪G)、按鍵(3)、左指示燈( 和右指示燈(6)，滾輪 (4)和左鍵(3)并列位于紐扣式主體02)側(cè)面，左指示燈(5)和右指示燈(6)位于紐扣 式主體0 的上表面?？刂齐娐?7)包括感應(yīng)子模塊(8)、射頻子模塊(9)、I/O子模 塊(10)和主控制模塊(11)；適配器OO)包括適配器天線(1 、控制電路(1 和與移動(dòng) 終端的接口(14)。適配器OO)和佩戴終端(19)之間的雙向折線箭頭(18)表示適配器 (20)和佩戴終端(19)之間進(jìn)行雙向信息傳送。適配器的控制模塊(1 通過與移動(dòng)終端 的接口(14)檢測(cè)移動(dòng)終端的工作狀態(tài)(如鍵盤輸入狀態(tài))，并將檢測(cè)到的狀態(tài)信息打包， 通過適配器天線(1 發(fā)送至佩戴終端(19)，控制佩戴終端(19)的工作狀態(tài)。佩戴終端 (19)檢測(cè)手指傾斜信息及鼠標(biāo)按鍵狀態(tài)信息，并將其打包發(fā)送至適配器OO)，通過適配 器OO)轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端，控制光標(biāo)移動(dòng)。當(dāng)適配器OO)的控制模塊(1 檢測(cè)到移動(dòng)終 端有按鍵信息輸入時(shí)，適配器OO)將該檢測(cè)信息打包，并通過適配器天線(12)發(fā)送至佩 戴終端(19)，佩戴終端(19)的主控制模塊(11)將射頻模塊(9)置于休眠狀態(tài)；佩戴終 端(19)通過佩戴終端天線(2)將生成的鼠標(biāo)移動(dòng)控制信息發(fā)送至適配器00)，控制光標(biāo) 移動(dòng)。
參照?qǐng)D3佩戴終端傾斜方向示意圖，通過可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的佩帶將佩戴終端固定于 右手食指，圖中X、Y、Z軸是相對(duì)于芯片水平正面放置的，其中Y軸為佩戴時(shí)手指進(jìn)入 指環(huán)扣的方向。X軸與Y軸垂直，當(dāng)手指繞Y軸傾斜時(shí)，重力加速度在X軸上的分量發(fā) 生變化，由固化在鼠標(biāo)內(nèi)部的非線性轉(zhuǎn)換算法將靜態(tài)加速度轉(zhuǎn)化為位移信息，控制屏幕 上的光標(biāo)左右移動(dòng)；繞Y軸向X軸的正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，光標(biāo)向左移動(dòng)，向X軸的負(fù)方向旋 轉(zhuǎn)時(shí)，光標(biāo)向右移動(dòng)。同理，當(dāng)手指繞X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，重力加速度在Y軸上的分量發(fā)生變 化，向Y軸的正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，光標(biāo)向上移動(dòng)，向Y軸的負(fù)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，光標(biāo)向下移動(dòng)。 并且，在某一方向上傾斜的幅度越大，此方向的靜態(tài)加速度的絕對(duì)值就越大，通過非線 性轉(zhuǎn)換算法轉(zhuǎn)換所得的位移就越大，屏幕上的光標(biāo)移動(dòng)速度越快。
參照?qǐng)D4，佩帶終端啟動(dòng)/休眠機(jī)制佩戴終端的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下
該鼠標(biāo)的佩帶終端的主控制模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)射頻模塊的工作狀態(tài)，射頻模塊若處 于關(guān)閉狀態(tài)，
i)當(dāng)I/O模塊(10)檢測(cè)到滾輪滾動(dòng)及按鍵短按時(shí)，主控制模塊(11)不做出任何反應(yīng)。
ii)當(dāng)I/O模塊(10)檢測(cè)到按鍵長(zhǎng)按，主控制模塊(11)則喚醒射頻模塊(9)，進(jìn) 入開啟狀態(tài)。
該鼠標(biāo)的佩帶終端的主控制模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)射頻模塊的工作狀態(tài)，射頻模塊若處 于開啟狀態(tài)，
i)主控制模塊(11)則開始監(jiān)測(cè)三軸動(dòng)作傳感器(1)的輸出，首先產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào) 開始計(jì)時(shí)，以固定的采樣間隔時(shí)間控制感應(yīng)模塊(8)分別對(duì)重力加速度信息在三軸動(dòng)作 傳感器(1)X、Y軸方向上的分量輸出進(jìn)行連續(xù)采樣，每次采樣結(jié)束后，主控制模塊將采 樣的結(jié)果傳送至射頻模塊(9)。射頻模塊(9)將此次采樣數(shù)據(jù)加上包頭、包尾，通過佩戴 終端天線( 將數(shù)據(jù)包發(fā)送到該鼠標(biāo)的適配器00)。適配器天線(1 接收到數(shù)據(jù)包后， 將其傳送到控制模塊(1 ?？刂颇K(1 首先將數(shù)據(jù)包的包頭和包尾去掉，提取采樣數(shù) 據(jù)，根據(jù)加速度計(jì)算出光標(biāo)位移，并將此位移通過與移動(dòng)終端的接口(14)傳送到移動(dòng)終 端01)，控制光標(biāo)移動(dòng)。
)當(dāng)I/O模塊(10)檢測(cè)到滾輪滾動(dòng)時(shí)，主控制模塊(11)發(fā)送滾動(dòng)表示符及滾 動(dòng)的方向速度信息至射頻模塊(9)，由射頻模塊(9)將滾動(dòng)表示符發(fā)送到該鼠標(biāo)的適配器 (20),由適配器的控制模塊(16)將其轉(zhuǎn)換成移動(dòng)終端可識(shí)別的滾動(dòng)表示，傳送到移 動(dòng)終端01)，實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的滾動(dòng)操作。
iii)當(dāng)I/O模塊(10)檢測(cè)到按鍵短按，類似滾動(dòng)處理流程，發(fā)送單擊表示符至射 頻模塊(9)，由射頻模塊(9)將單擊表示符發(fā)送到該鼠標(biāo)的適配器OO)，由適配器的控制 模塊(16)將其轉(zhuǎn)換成移動(dòng)終端可識(shí)別的單擊表示，傳送到移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)光標(biāo) 位置上的單擊操作。
iv)當(dāng)I/O模塊(10)檢測(cè)到按鍵按下后，如果是長(zhǎng)按，關(guān)閉佩戴終端的射頻模塊 (9)，佩戴終端進(jìn)入休眠狀態(tài)。
參照?qǐng)D5，佩帶終端啟動(dòng)/休眠機(jī)制適配器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下適配器OO)的接 口模塊(1 通過與移動(dòng)終端的接口(14)監(jiān)測(cè)移動(dòng)終端的鍵盤狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有鍵 盤錄入的時(shí)候，接口模塊(1 發(fā)送該信息至控制模塊(16)，控制模塊(16)生成休眠表 示符由射頻模塊(17)經(jīng)適配器天線(12)發(fā)送至佩帶終端(19)，佩戴終端的射頻模塊(9) 進(jìn)入休眠狀態(tài)；若監(jiān)測(cè)沒有鍵盤錄入的時(shí)候，返回監(jiān)測(cè)狀態(tài)，繼續(xù)監(jiān)測(cè)。
參照?qǐng)D6，圖中平面為移動(dòng)終端屏幕上光標(biāo)移動(dòng)平面，圖中的上下左右標(biāo)識(shí)為光 標(biāo)移動(dòng)的四個(gè)方向。通過非線性轉(zhuǎn)換算法，將三軸動(dòng)作傳感器感知的靜態(tài)加速度轉(zhuǎn)換為 在屏幕X、Y軸方向上的位移信息，控制光標(biāo)移動(dòng)。
三軸動(dòng)作傳感器感知的靜態(tài)加速度由佩戴鼠標(biāo)手指的傾斜產(chǎn)生，傾斜的角度和 方向?qū)?yīng)控制感知的靜態(tài)加速度的大小和方向。手指的傾斜分為前后左右四個(gè)方向，分 別一一對(duì)應(yīng)控制光標(biāo)的上下左右四個(gè)移動(dòng)方向。鼠標(biāo)指針移動(dòng)的左右方向?yàn)閄軸方向， 其中右為正方向，上下方向?yàn)閅軸方向，其中上為正方向。當(dāng)手指左右傾斜時(shí)，產(chǎn)生X 軸正負(fù)方向的加速度，當(dāng)手指前后傾斜時(shí)，產(chǎn)生Y軸正負(fù)方向的加速度。在固定方向上 傾斜的幅度越大，感知的靜態(tài)加速度的絕對(duì)值就越大，鼠標(biāo)在該方向上的移動(dòng)速度也就 越大。
固化在鼠標(biāo)內(nèi)部的非線性轉(zhuǎn)換算法基于加速度與位移的轉(zhuǎn)換公式，實(shí)現(xiàn)加速度7到位移的非線性轉(zhuǎn)換，具體實(shí)現(xiàn)為如下以鼠標(biāo)開始移動(dòng)的時(shí)刻為零時(shí)刻，假設(shè)零時(shí)刻 Ttl = 0鼠標(biāo)在X、Y軸的移動(dòng)速度和位移均為零，At為采樣間隔，Tc^ T1-Tn-^ 二為 采樣時(shí)刻，％、ν··νι、ι為每個(gè)采樣時(shí)刻的加速度。依據(jù)加速度計(jì)算Tn時(shí)刻的速度和位移的公式為^ = 1^,0^=1^ + 1^^^2，運(yùn)用迭代算法可計(jì)算出Tn時(shí)刻無線鼠標(biāo)在X、Y軸方向上的速度\ 和"》^以及Tn_jljTn時(shí)間內(nèi)無線鼠標(biāo)在X、Y軸方向上的移動(dòng)距離Δ Sxn和Δ Syn，將此位移映射到屏幕上鼠標(biāo)指針的位移，便可得知Tn時(shí)刻 鼠標(biāo)指針的位置，從而得知鼠標(biāo)指針的移動(dòng)軌跡。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，非因此即局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡 運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所為的等效變化，均理同包含于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于移動(dòng)終端的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)，其特征是所述鼠標(biāo)為兩個(gè)分離的部 分，分別為帶在手指上的佩戴終端及插在移動(dòng)終端上的適配器，所述佩戴終端包括一個(gè) 紐扣式主體和一個(gè)可調(diào)節(jié)長(zhǎng)短的佩帶，所述佩帶位于紐扣式主體的下方，與紐扣式主體 連為一體，用于將佩戴終端環(huán)繞于手指上；所述紐扣式主體外殼上嵌入一個(gè)按鍵、一個(gè) 滾輪、兩個(gè)指示燈，按鍵和滾輪并列位于紐扣式主體側(cè)面，指示燈位于紐扣式主體的上 表面；所述紐扣式主體包括微型電池、三軸動(dòng)作傳感器、控制電路、佩戴終端天線；所 述適配器與移動(dòng)終端的連接通過數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)，包括一個(gè)對(duì)應(yīng)移動(dòng)終端的接口及一個(gè)主 體部分，主體部分包括控制電路、適配器天線；所述鼠標(biāo)采用無線傳輸方式，將微型 指環(huán)佩戴于手指上，通過傾斜手指控制光標(biāo)移動(dòng)，由手指的傾斜方向控制光標(biāo)的移動(dòng)方 向，由手指的傾斜角度控制光標(biāo)的移動(dòng)速度；所述手指傾斜方向分為前后左右四個(gè)方 向，分別對(duì)應(yīng)控制光標(biāo)的前后左右四個(gè)移動(dòng)方向；所述手指傾斜角度為在前述四個(gè)傾斜 方向上傾斜幅度的大小，控制光標(biāo)在對(duì)應(yīng)方向上移動(dòng)的速度。
2.如權(quán)利要求1所述的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)，通過內(nèi)置三軸動(dòng)作傳感器感知手指的動(dòng) 作，映射為光標(biāo)的移動(dòng)，所述三軸為相對(duì)于傳感芯片正面水平放置情況的X、Y、Z軸 方向，其特征在于所述鼠標(biāo)將動(dòng)作傳感器輸出的三軸實(shí)時(shí)加速度信息區(qū)分為由移動(dòng)造 成的動(dòng)態(tài)加速度信息和由傾斜造成的靜態(tài)加速度信息；濾除由移動(dòng)造成的動(dòng)態(tài)加速度信 息，僅以靜態(tài)加速度信息為輸入確定手指傾斜角度和方向的變化，將靜態(tài)加速度信息轉(zhuǎn) 化為光標(biāo)移動(dòng)的位移信息；由靜態(tài)加速度信息轉(zhuǎn)化為光標(biāo)位移信息的具體方法為將該 鼠標(biāo)重力加速度分解為在芯片X、Y、Z軸上的分量，將芯片X軸映射為光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)的X軸，將芯片Y軸映射為光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)的Y軸；^O1x+a]+a] >薌，其為芯片X軸上的實(shí)時(shí)加速度，Oy為芯片Y軸上的實(shí)時(shí)加速度，az為芯片Z軸上的實(shí)時(shí)加 速度，g為常規(guī)的重力加速度，則至少在芯片三軸方向之一含有動(dòng)態(tài)加速度信息，則佩戴終端的控制模塊將信息濾除；若如 2 =@，則佩戴終端的主控制模塊對(duì)\和 進(jìn)行采樣，通過非線性轉(zhuǎn)換算法，基于加速度與位移的轉(zhuǎn)換公式，實(shí)現(xiàn)加速度信息到位移 信息的非線性轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求1所述的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)，具有開啟/休眠機(jī)制，其特征是以佩帶 終端的按鍵為啟動(dòng)/休眠機(jī)制的開關(guān)，以長(zhǎng)按動(dòng)作為觸發(fā)動(dòng)作，將佩戴終端的射頻模塊 在開啟/休眠狀態(tài)中進(jìn)行切換，當(dāng)佩戴終端的主控制模塊通過I/O模塊檢測(cè)到按鍵的長(zhǎng)按 狀態(tài)時(shí)，再檢測(cè)實(shí)時(shí)的射頻模塊狀態(tài)，若射頻模塊處于開啟狀態(tài)，則關(guān)閉射頻模塊，使 鼠標(biāo)休眠；若射頻模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，則開啟射頻模塊，使鼠標(biāo)開啟；或以移動(dòng)終端的 鍵盤輸入狀態(tài)為開關(guān)，以鍵盤輸入為觸發(fā)動(dòng)作，適配器的控制模塊通過接口模塊監(jiān)測(cè)移 動(dòng)終端的鍵盤輸入狀態(tài)，若檢測(cè)有鍵盤輸入，則控制模塊生成休眠信息由射頻模塊發(fā)送 至佩戴終端，佩帶終端的主控制模塊關(guān)閉射頻模塊，使鼠標(biāo)休眠。
全文摘要
一種適用于移動(dòng)終端的無線微型指環(huán)鼠標(biāo)，體積微小，無線傳輸，利用手指傾斜角度和方向的變化來控制光標(biāo)移動(dòng)，可通用于任何具有對(duì)外數(shù)據(jù)接口的移動(dòng)終端。該鼠標(biāo)包括帶在手指上的佩戴終端和插在移動(dòng)終端數(shù)據(jù)接口上的適配器兩部分，佩戴終端內(nèi)置三軸動(dòng)作傳感器。該鼠標(biāo)將三軸動(dòng)作傳感器輸出的三軸實(shí)時(shí)加速度信息區(qū)分為由移動(dòng)造成的動(dòng)態(tài)加速度信息和由傾斜造成的靜態(tài)加速度信息，濾除由移動(dòng)造成的動(dòng)態(tài)加速度信息，僅以靜態(tài)加速度信息為輸入確定手指傾斜角度和方向的變化，通過非線性轉(zhuǎn)換算法，基于加速度與位移的轉(zhuǎn)換公式，實(shí)現(xiàn)加速度信息到位移信息的非線性轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102023731SQ201010624289
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉元安, 吳帆, 唐碧華, 安靜怡, 李娜, 楊洋, 胡鶴飛, 范文浩, 袁東明, 黎淑蘭 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)