加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01100139.9

申请日:

2001.01.09

公开号:

CN1363879A

公开日:

2002.08.14

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

IPC分类号:

G06F3/033

主分类号:

G06F3/033

申请人:

孟继安;

发明人:

孟继安

地址:

100084北京市清华大学工程力学系研究生科

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和装置,是使用加速度传感器作为移动信号的感测敏感元件,当加速度传感器感测到由于移动产生的加速度信号经放大、滤波、积分数字化等处理后,成为包含位移信息的电信号或数字信号,然后由相关软件处理实现屏幕光标的控制功能。本发明可在立体空间实现二维和三维光标控制,实现手、足、身体和头部驱动等多种操作方式,可高集成化使其结构更简单化而降低成本,具有操作性能稳定、寿命长等优点。

权利要求书

1、加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和装置,是使用加速度传
感器作为移动信号的感测敏感元件实现计算机屏幕光标控制功能,其特
征在于由该方法实施的计算机屏幕光标移动控制系统是由加速度传感
器、信号放大、滤波、积分和/或数字化等信号处理模块、载体以及相应
软件等组成;加速度感测控制计算机屏幕光标装置是使用加速度传感器
作为载体移动信号的感测敏感元件;加速度传感器感测的移动加速度电
信号经放大、滤波、积分和/或数字化等信号处理模块的处理后,成为包
含载体平面或空间移动位移信息的电信号或数字信号,此信号在计算机
中由相关软件执行控制计算机屏幕光标移动的功能。
2、根据权力要求1所述的加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和
装置,其特征在于所述的加速度感测控制计算机屏幕光标的装置有加速
度感测鼠标、手持式加速度感测光标控制装置、挂件式加速度感测光标
控制组合装置和耳机式加速度感测光标控制组合装置等形式。
3、根据权力要求1所述的加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和
装置,其特征在于所述的加速度电信号的积分和数字化等信号处理过程
可以由硬件完成,也可以用软件处理完成。

说明书

加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和装置

本发明涉及一种控制计算机屏幕光标的方法和装置,特别是使用加
速度传感器作为移动信号的感测敏感元件实现计算机屏幕光标控制的方
法和装置。

目前,计算机屏幕光标的控制(移动和点击)主要采用鼠标器。现使
用最为广泛的是机电式鼠标,其工作原理是:在鼠标器的底部装有一个
塑胶滚动圆球(鼠标滚球),当鼠标在平面内(如桌面上)移动时由于
摩擦力的作用使塑胶圆球滚动,塑胶圆球带动鼠标内部两相互垂直的滚
轴及其上的光栅轮旋转,从而使光栅轮两侧的光电检测电路(发光二极管
和光敏三极管)交替地接通和断开形成脉冲电信号,此脉冲电信号经放大
等处理后传至主机,由相应软件执行计算机屏幕光标的移动功能。机电
式鼠标由于价格低廉、操作简便等特点已成为计算机的必备外设。但此
类鼠标器存在由于鼠标滚球易脏而使光标移动不灵活、在空间操作不方
便、不能采用集成方法而进一步降低成本等不足。

本发明的目的是克服现有技术的上述不足,提供一种采用加速度传
感器作为移动信号的感测敏感元件的计算机屏幕光标控制方法和装置。

本发明的目的是这样实现的:使用若干加速度传感器感测载体(如
鼠标器外壳)在平面或空间中移动的加速度信号,经放大、积分和/或数
字化等处理后成为包含载体平面或空间移动位移信息的信号,以此作为
源信号,由相关软件执行控制计算机屏幕光标的移动功能。

本发明与现有技术相比具有以下优点:可以使用先进的电子集成方
法制造控制电路,从而可使计算机屏幕光标控制装置的结构更加简单化
而可能进一步降低成本。据此方法不仅可以在立体空间实现二维和三维
计算机屏幕光标控制,而且还可以实现多种操作方式,如手驱动、足驱
动、身体驱动和头部驱动等。由该方法制作的计算机屏幕光标控制装置
同时还具有操作性能稳定,寿命长等优点。

图1是本发明的使用加速度传感器作为移动信号的感测敏感元件来
实现计算机屏幕光标控制的方法的原理示意图。图中表示:当安装有若干
加速度传感器(加速度敏感元件)1的载体6(如鼠标外壳等)在平面或空
间中移动一定位移s时,加速度传感器1感测到载体6由于移动而产生的加
速度信号a,此加速度信号a经放大模块2、滤波模块3、零位补偿模块4、
积分数字化模块5等信号处理模块的处理后,成为包含载体平面或空间移
动位移信息的电信号或数字信号F(s),以此作为源信号,在计算机中由
相关软件执行控制计算机屏幕光标的移动功能。加速度电信号的积分和
数字化等信号处理过程可以由硬件(相关电路)完成,也可以用软件(计
算机屏幕光标控制装置中的固化软件或计算机中程序软件)处理完成。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

实施例一:图2是加速度感测鼠标的结构示意图。图中,7为鼠标外
壳(载体),8为带有加速度传感器及信号处理的电路板,9为点击键组件,
10为转轮组件,11为连接导线。图中为有线加速度传感鼠标,也可实现
无线加速度传感鼠标。图中为常规的焊接式点击开关结构,也可实现集
成式点击开关结构。图中为单转轮结构,也可实现双转轮结构。该实施
方式可以在平面(如桌面)上操作,也可以在立体空间中操作(手持式操
作)。

实施例二:图3是无线手持式加速度感测控制计算机屏幕光标的装置
的结构示意图。图中,12为筒形外壳(载体),13为带有加速度传感器及
信号处理与发射的电路板,14为电池,15为点击键组件,16为激光按钮
开关,17为激光发射器,18为转轮组件。图中外壳(载体)12为圆筒形结
构,也可实现其它外形结构,如流线或曲线轮廓的筒形和长方体形结构
等。图中为无线加速度感测光标控制装置,也可实现有线加速度感测光
标控制装置。对于无线加速度感测光标控制装置,其控制的计算机还应
安装配套的信号接收装置。此实施例主要为手持操作,称其为手持式加
速度感测光标控制装置。

实施例三:图4是加速度感测组件+键盘控制计算机屏幕光标的装置
的结构示意图。图中,19为带有加速度传感器及信号处理电路板的加速
度感测组件,20为带点击键22的键盘,21为连接导线,23为转轮组件。
加速度感测组件19可挂置于鞋帽或衣物上,从而实现脚驱动、头驱动或
身体驱动控制计算机屏幕光标的移动。图中为加速度感测组件与键盘相
连接,也可以实现加速度感测组件与鼠标器或计算机相连接。转轮组件
可根据需要进行取舍。此实施例称为挂件式加速度感测光标控制组合装
置。

实施例四:图5是带加速度感测组件的耳机+键盘控制计算机屏幕光
标的装置的结构示意图。图中,24为带有加速度传感器及信号处理电路
板(加速度感测组件)的耳机,25为带点击键26的键盘,27为连接导线,
28为转轮组件。带加速度感测组件的耳机带在头上,从而实现头部驱动
控制计算机屏幕光标的移动。图中为带加速度感测组件的耳机与键盘相
连接,也可以实现带加速度感测组件的耳机与计算机相连接。转轮组件
可根据需要进行取舍。此实施例称为耳机式加速度感测光标控制组合装
置。

以上实施例可以进一步说明如下:

本发明的使用加速度传感器作为移动信号的感测敏感元件来实现计
算机屏幕光标控制的方法是:采用加速度传感器作为感测敏感元件,当
安装有加速度传感器的载体(如鼠标外壳等)在平面或空间中移动一定
位移时,加速度传感器感测到载体由于移动而产生的加速度信号,此加
速度信号经放大、滤波、积分和/或数字化等信号处理模块的处理后,成
为包含载体平面或空间移动位移信息的电信号或数字信号,以此作为源
信号,在计算机中由相关软件执行控制计算机屏幕光标的移动功能。由
该方法实施的计算机屏幕光标移动控制系统是由加速度传感器、信号放
大、滤波、积分和/或数字化等信号处理模块、载体以及相应软件等组成。
加速度电信号的积分和数字化等信号处理过程可以由硬件(相关电路)完
成,也可以用软件(计算机屏幕光标控制装置中的固化软件或计算机中程
序软件等)处理完成。

本发明的加速度感测控制计算机屏幕光标的装置有加速度感测鼠
标、手持式加速度感测光标控制装置、挂件式加速度感测光标控制组合
装置和耳机式加速度感测光标控制组合装置等。本发明的加速度感测控
制计算机屏幕光标的装置均可实现在立体空间完成二维和三维计算机屏
幕光标控制,并且可以实现多种操作方式,如手驱动、足驱动、身体驱
动和头部驱动等形式。本发明由于采用加速度感测移动信号方法代替常
规的鼠标滚球+光电检测电路的感测方法,使采用先进的电子集成方法制
造计算机屏幕光标控制装置(电路板)成为可能,从而可能进一步降低成
本。

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加速度感测控制计算机屏幕光标的方法和装置,是使用加速度传感器作为移动信号的感测敏感元件,当加速度传感器感测到由于移动产生的加速度信号经放大、滤波、积分数字化等处理后,成为包含位移信息的电信号或数字信号,然后由相关软件处理实现屏幕光标的控制功能。本发明可在立体空间实现二维和三维光标控制,实现手、足、身体和头部驱动等多种操作方式,可高集成化使其结构更简单化而降低成本,具有操作性能稳定、寿命长等优点。 。

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