一種采用射頻技術(shù)的鼠標(biāo)的制作方法
【專利摘要】一種采用射頻技術(shù)的鼠標(biāo)，包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、處理模塊和主控單元，這種鍵盤(pán)將鼠標(biāo)功能和鍵盤(pán)功能有機(jī)融合在一起，用戶的鼠標(biāo)操作和鍵盤(pán)操作都在鍵盤(pán)上完成，通過(guò)區(qū)分判斷手指在鍵盤(pán)表面水平運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)操作。用戶在操作這種鼠標(biāo)時(shí)，手不需要離開(kāi)鍵盤(pán)，具有使用方便，重量輕，體積小，便于攜帶的特點(diǎn)。適用于筆記本電腦時(shí)和臺(tái)式機(jī)，可以取代普通觸摸板。
【專利說(shuō)明】
一種采用射頻技術(shù)的鼠標(biāo)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鼠標(biāo)，尤其是一種與鍵盤(pán)融合的鼠標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]鍵盤(pán)和鼠標(biāo)都是常用的輸入設(shè)備，缺一不可，由于這兩者的功能和原理區(qū)別甚大，所以難以融合，鍵盤(pán)只具有輸入文字的功能，而鼠標(biāo)只具有控制縱橫位置的功能。在筆記本電腦上，鼠標(biāo)通常采用觸摸板，觸摸板位于鍵盤(pán)的下側(cè)，和鍵盤(pán)是分離的，用戶在操作時(shí)，如果既要用鍵盤(pán)，也要用鼠標(biāo)，則手必須在鍵盤(pán)和鼠標(biāo)(觸摸板)兩者之間來(lái)回移動(dòng)，操作不便。并且還造成了電腦體積和重量過(guò)大，攜帶不便。為了解決鼠標(biāo)使用和攜帶不便的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種新型的鼠標(biāo)裝置，通過(guò)射頻技術(shù)，將鍵盤(pán)和鼠標(biāo)融合在一起，在鍵盤(pán)上既能完成傳統(tǒng)的文字輸入操作，也能完成鼠標(biāo)操作，用戶在操作電腦時(shí)，鍵盤(pán)的操作方式和現(xiàn)有的鍵盤(pán)是一樣的，鼠標(biāo)的操作方式和現(xiàn)有的觸摸板的操作方式是一樣的，區(qū)別是鼠標(biāo)操作也在鍵盤(pán)表面完成，這樣手不必離開(kāi)鍵盤(pán)，也不需要在鍵盤(pán)和鼠標(biāo)之間來(lái)回移動(dòng)，操作比現(xiàn)有鍵鼠更加方便，同時(shí)又不改變用戶現(xiàn)有的操作習(xí)慣，學(xué)習(xí)成本降到了最低。本技術(shù)方案還提高了筆記本的便攜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種射頻鼠標(biāo)，其特征是:包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、處理模塊和主控單元，其工作過(guò)程如下:a)射頻發(fā)射模塊向探測(cè)區(qū)域發(fā)射射頻信號(hào)；b)接收模塊接收從探測(cè)區(qū)域返回的射頻信號(hào)；c)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，計(jì)算出手指的運(yùn)動(dòng)速率和方向，如果手指是貼著或者平行于鍵盤(pán)按鍵表面移動(dòng)，則主控模塊控制光標(biāo)做相應(yīng)移動(dòng)。
[0004]射頻信號(hào)包括電磁波或者超聲波。電磁波與超聲波在距離/位置探測(cè)等方面有廣泛的應(yīng)用，如軍事領(lǐng)域的雷達(dá)、聲納等設(shè)備，醫(yī)療領(lǐng)域的超聲波檢查，射頻技術(shù)發(fā)展得非常成熟，本方案中，把射頻探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)輸入領(lǐng)域，該領(lǐng)域只要求很短的探測(cè)距離，所以，射頻模塊能夠小型化，其體積/功耗可以做得非常小，有時(shí)發(fā)射天線和接收天線可以整合到一起。發(fā)射/接收模塊通常位于鍵盤(pán)的上方，如鍵盤(pán)上或顯示屏側(cè)邊，射頻信號(hào)探測(cè)鍵盤(pán)上方的運(yùn)動(dòng)情況，探測(cè)區(qū)域?yàn)殒I盤(pán)上方。
[0005]如果手指貼著鍵盤(pán)表面移動(dòng)則為操作鼠標(biāo)的動(dòng)作，這是為了與另外的操作動(dòng)作，也就是按鍵操作相區(qū)分，兩種操作相區(qū)分的標(biāo)志是，手指是否貼的鍵盤(pán)表面移動(dòng)，按鍵操作手指是垂直于鍵盤(pán)表面，做上下運(yùn)動(dòng)。手指在鍵盤(pán)上可能還會(huì)有一些其他的動(dòng)作，通過(guò)這樣的區(qū)分方法，也可以把操作鼠標(biāo)動(dòng)作和其它動(dòng)作相區(qū)分，避免鼠標(biāo)的誤動(dòng)作。手指具有體積，不是一個(gè)點(diǎn)而是有多個(gè)點(diǎn)，有些點(diǎn)貼著鍵盤(pán)的表面，有些點(diǎn)和鍵盤(pán)表面有一定的距離，只要是在鍵盤(pán)表面較小的距離上，平行于鍵盤(pán)表面移動(dòng)，就視為操作鼠標(biāo)動(dòng)作。
[0006]判斷手指是否貼著或者平行于鍵盤(pán)按鍵表面移動(dòng)的方法是三點(diǎn)法，或者探測(cè)手指相對(duì)于接收模塊的位置和鍵盤(pán)相對(duì)于接收模塊的位置，將上述兩個(gè)位置相對(duì)照；；或者手指信號(hào)相對(duì)于背景信號(hào)的位置;或者使用多個(gè)發(fā)射/接收模塊探測(cè)同一個(gè)手指，這些模塊之間的相對(duì)位置是固定不變且已知的，或者它們相對(duì)于鍵盤(pán)的位置是固定且已知的。
[0007]3點(diǎn)法是指利用3個(gè)不在同一條直線上的點(diǎn)決定一個(gè)平面，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)與3個(gè)點(diǎn)的位置，判斷目標(biāo)是否位于該平面上。這3個(gè)點(diǎn)可以從鍵盤(pán)的反射背景中挑選，特別是當(dāng)接收模塊和鍵盤(pán)的相對(duì)位置固定不變的時(shí)候，鍵盤(pán)的背景輻射是固定不變的，背景輻射當(dāng)中能夠挑選出3個(gè)符合要求的點(diǎn)。如果找不到符合條件的3個(gè)點(diǎn)，也可以在鍵盤(pán)上安裝3個(gè)角反射器，角反射器由3個(gè)相互垂直的反射面構(gòu)成，它是按照入射方向反射射頻信號(hào)，角反射器反射信號(hào)特征與背景輻射不同，其信號(hào)強(qiáng)度很高，通過(guò)這一點(diǎn)可以從背景輻射中找出它們。
[0008]有一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)射頻鼠標(biāo)工作；當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)射頻鼠標(biāo)不工作。開(kāi)關(guān)可以是觸摸開(kāi)關(guān)，位置在便于手指操作的地方，例如空格鍵附近，便于大拇指操作。當(dāng)手指放在開(kāi)關(guān)上面時(shí)，開(kāi)關(guān)打開(kāi);手指抬起離開(kāi)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉。當(dāng)不使用鼠標(biāo)時(shí)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉以降低能耗。開(kāi)關(guān)還可以區(qū)分鼠標(biāo)操作動(dòng)作和其它動(dòng)作，因?yàn)橛脩糁挥性谛枰褂檬髽?biāo)時(shí)才會(huì)打開(kāi)開(kāi)關(guān)，不需要使用時(shí)，開(kāi)關(guān)是關(guān)閉的，鼠標(biāo)不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。需要使用時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，例如大拇指放在了空格鍵附近的觸摸開(kāi)關(guān)上，光標(biāo)根據(jù)其它手指的移動(dòng)而做相應(yīng)的移動(dòng)，此時(shí)鼠標(biāo)的響應(yīng)將是準(zhǔn)確的，而不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，因?yàn)橥ㄟ^(guò)分析用戶的使用操作習(xí)慣，這種情況下，用戶不會(huì)做出除鼠標(biāo)操作之外的其他操作，而且手指貼著鍵盤(pán)表面移動(dòng)是最方便的，所以用戶的手指通常只會(huì)貼在鍵盤(pán)表面移動(dòng)，鼠標(biāo)可以根據(jù)手指動(dòng)作作出正確響應(yīng)。
[0009]包括鼠標(biāo)左右鍵。左右鍵安裝在鍵盤(pán)上便于操作的地方，例如空格鍵附近;也可以不需要實(shí)體的左右鍵，通過(guò)檢測(cè)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)左右鍵功能:當(dāng)探測(cè)到手指在鍵盤(pán)表面的上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)鍵盤(pán)又沒(méi)有發(fā)出任何一個(gè)按鍵被按下的信號(hào)，則視為左右鍵被按下。
[0010]手指在鍵盤(pán)上方的不同手勢(shì)，代表不同的控制命令。例如，當(dāng)探測(cè)到捻手指時(shí)，計(jì)算機(jī)休眠;手部向下時(shí)為翻頁(yè)動(dòng)作。
[0011]包括指紋識(shí)別模塊。指紋識(shí)別是保障計(jì)算機(jī)安全的有效手段，射頻指紋識(shí)別技術(shù)是一種新型的指紋識(shí)別技術(shù)，其原理包括發(fā)射模塊、接收模塊和信號(hào)處理模塊，結(jié)構(gòu)與射頻鼠標(biāo)類似。
[0012]用多普勒效應(yīng)探測(cè)手指的運(yùn)動(dòng)速度和位置。多普勒效應(yīng)測(cè)速的精度非常高。
[0013]【附圖說(shuō)明】:
圖1:俯視圖1:左鍵和觸摸開(kāi)關(guān) 2:右鍵和觸摸開(kāi)關(guān) 3:微型雷達(dá)圖2:超聲波模塊位置圖1:健芯
2:超聲波模塊【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1基于微型雷達(dá)的鼠標(biāo)
如圖1所示，該鼠標(biāo)用于臺(tái)式機(jī)電腦，鍵盤(pán)為常見(jiàn)的薄膜鍵盤(pán)，鼠標(biāo)左鍵和開(kāi)關(guān)1、右鍵和開(kāi)關(guān)2位于空格鍵附近，用大拇指操作，開(kāi)關(guān)使用觸摸開(kāi)關(guān)，左右鍵的功能和普通鼠標(biāo)的左右鍵一致;微型雷達(dá)3位于鍵盤(pán)的上側(cè)方，F(xiàn)6鍵附近，高于鍵盤(pán)表面。微型雷達(dá)使用谷歌的soli模組，包括發(fā)射天線，接收天線以及信號(hào)處理單元。其工作頻率為60Ghz，探測(cè)距離在I米以下，精度高于0.2mm，功耗不到0.05w，體積約為0.8cm*0.8cm，它非常薄，4根天線能提供全雙工通信，收發(fā)雷達(dá)信號(hào)，探測(cè)區(qū)域?yàn)镕鍵和J鍵之間和上下位置，當(dāng)用戶以常規(guī)手型靜止放置在鍵盤(pán)上時(shí)，手指不會(huì)在該區(qū)域。微型雷達(dá)以很高的頻率掃描探測(cè)區(qū)域，探測(cè)手指的動(dòng)作，將手指的運(yùn)動(dòng)或者位置信息，發(fā)送到主控單元，控制光標(biāo)動(dòng)作。通過(guò)開(kāi)關(guān)區(qū)分操作鼠標(biāo)動(dòng)作和操作鍵盤(pán)動(dòng)作及其它無(wú)用動(dòng)作:只要開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，手指動(dòng)作視為鼠標(biāo)動(dòng)作;關(guān)閉時(shí)視為鍵盤(pán)動(dòng)作和其它動(dòng)作，不響應(yīng)。
[0014]用戶操作電腦時(shí)，以常規(guī)手型放置在鍵盤(pán)上，右手食指在J鍵位置，左手食指在F鍵位置，當(dāng)操作鼠標(biāo)時(shí)，大拇指放在開(kāi)關(guān)1/2上，左/右手食指在GHJTYUB匪等鍵表面移動(dòng)，操作鍵盤(pán)的動(dòng)作和常規(guī)鍵盤(pán)的動(dòng)作一樣。
[0015]實(shí)施例2基于微型雷達(dá)的鼠標(biāo)
該方案適用于臺(tái)式電腦，使用2個(gè)微型雷達(dá)，分開(kāi)安裝在顯示器邊框的上側(cè)方中央位置，對(duì)準(zhǔn)下方的鍵盤(pán)，鍵盤(pán)是常規(guī)的薄膜鍵盤(pán)，在鍵盤(pán)的左上角、右上角和右下角安裝3個(gè)角反射器，角反射器為金屬結(jié)構(gòu)，放置在鍵盤(pán)塑料蓋板內(nèi)部。角反射器的反射信號(hào)很強(qiáng)，很容易從背景信號(hào)中分辨出來(lái)。由于微型雷達(dá)和鍵盤(pán)的相對(duì)位置不定，需要通過(guò)3個(gè)角反射器找到鍵盤(pán)表面位置，進(jìn)而判斷出手指是否位于鍵盤(pán)中央并且貼著鍵盤(pán)表面移動(dòng)。不使用開(kāi)關(guān)和左右鍵，微型雷達(dá)持續(xù)工作，通過(guò)判斷手指的上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)左右鍵功能，首先通過(guò)不同位置識(shí)別出大拇指，進(jìn)一步識(shí)別出左右大拇指，然后用多普勒效應(yīng)探測(cè)大拇指的動(dòng)作速度，當(dāng)探測(cè)到大拇指作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，而鍵盤(pán)沒(méi)有發(fā)出按鍵被按下的信號(hào)，則視為左右鍵被按下。
[0016]實(shí)施例3基于超聲波技術(shù)的鼠標(biāo)
如圖2，健芯I是常規(guī)的薄膜健芯，從上到下的結(jié)構(gòu)是鍵帽、剪刀腳、支撐板、導(dǎo)電膜等。超聲波模塊2安裝在健芯I的下方，正對(duì)著HJ鍵，朝上發(fā)射超聲波，超聲波具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透金屬、塑料等材料，能探測(cè)到鍵帽上操作的手指。開(kāi)關(guān)和左右鍵位置與實(shí)施例1中一樣，操作方法和功能也一樣。超聲波模塊固定在鍵盤(pán)，所以信號(hào)背景是不變的，從固定背景中檢測(cè)手指信號(hào)，當(dāng)手指離開(kāi)鍵盤(pán)表面較遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)很弱，難以檢出，如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)并且有手指信號(hào)時(shí)，則視為鼠標(biāo)操作，其它情況不做響應(yīng)。由于超聲波指紋模塊的結(jié)構(gòu)和安裝位置與鼠標(biāo)的超聲波模塊一樣，所以可以共用超聲波硬件，在信號(hào)處理單元中增加指紋功能，當(dāng)超聲波信號(hào)探測(cè)手指位置時(shí)，同時(shí)識(shí)別指紋。這樣能保證只有授權(quán)用戶能操作電腦，非法用戶即使在屏幕解鎖狀態(tài)時(shí)，也無(wú)法操作鼠標(biāo)。該方案將鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和指紋鎖完美集成在一起，完美實(shí)現(xiàn)了操作方便性和系統(tǒng)安全性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、處理模塊和主控單元，其工作過(guò)程如下:a)射頻發(fā)射模塊向手指發(fā)射射頻信號(hào)；b)接收模塊接收從手指返回的射頻信號(hào)；c)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，計(jì)算出手指的運(yùn)動(dòng)速率和方向，如果手指是貼著或者平行于鍵盤(pán)按鍵表面移動(dòng)，則主控模塊控制光標(biāo)做相應(yīng)移動(dòng)。2.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:射頻信號(hào)是電磁波或者超聲波。3.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:判斷手指是否貼著或者平行于鍵盤(pán)按鍵表面移動(dòng)的方法是三點(diǎn)法，或者探測(cè)手指相對(duì)于接收模塊的位置和鍵盤(pán)相對(duì)于接收模塊的位置，將上述兩個(gè)位置相對(duì)照;或者手指信號(hào)相對(duì)于背景信號(hào)的位置;或者使用多個(gè)發(fā)射/接收模塊探測(cè)同一個(gè)手指，這些模塊之間的相對(duì)位置是固定不變且已知的，或者它們相對(duì)于鍵盤(pán)的位置是固定且已知的。4.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:鍵盤(pán)上有3個(gè)角反射器，并且3個(gè)角反射器不在同一條直線上。5.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:有一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)射頻鼠標(biāo)工作；當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)射頻鼠標(biāo)不工作。6.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:包括指紋識(shí)別模塊。7.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:包括鼠標(biāo)左右鍵;或者沒(méi)有實(shí)體的左右鍵，通過(guò)檢測(cè)手指特定動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)左右鍵功能。8.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:手指在鍵盤(pán)上方的不同手勢(shì)，代表不同的控制命令。9.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:用多普勒效應(yīng)探測(cè)手指的運(yùn)動(dòng)速度和位置。10.基于權(quán)利要求1所述的一種射頻鼠標(biāo)，其特征是:射頻信號(hào)的探測(cè)區(qū)域是鍵盤(pán)上方。
【文檔編號(hào)】G06F3/02GK106066704SQ201610386488
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月4日 公開(kāi)號(hào)201610386488.5, CN 106066704 A, CN 106066704A, CN 201610386488, CN-A-106066704, CN106066704 A, CN106066704A, CN201610386488, CN201610386488.5
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】胡世曦