一种计算机输入装置、系统及方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03103290.7

申请日:

2003.01.30

公开号:

CN1521602A

公开日:

2004.08.18

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|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G06F3/02; G06F3/023; H04M1/23

主分类号:

G06F3/02; G06F3/023; H04M1/23

申请人:

梁良; 周慧玲; 梁树萍

发明人:

梁良; 周慧玲; 梁树萍

地址:

518054广东省深圳市南山区登良路南园综合楼935宿舍

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种计算机或手机输入装置。包括手套基本单元、按键单元、按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、指示灯单元、电源单元八个单元。手套基本单元为该装置的载体部分,按键单元感应按键信息,按键检测单元检测具体有效的按键信息,编码译码单元将按键信息进行编码,编码后传送到通讯单元,通讯单元将信息传递到计算机或手机,MPU单元监控各个单元的工作,并将相关信息通过指示灯显示出来,电源单元提供整个装置的供电。本发明还公开了一种使用该装置的计算机组网方式,和一种配合该发明装置的快速输入方法。使用该发明可以方便的在运动中进行计算机或手机操作,并且该发明装置方便携带,在使用中效率高,可靠性高。

权利要求书

1: 一种应用于计算机或手机的输入装置—手套键盘,其特征是,它包括一个用于固定到使 用者手上的手套基本单元、分布在手套基本单元上的多个按键单元、鼠标单元、电路板、 指示灯单元、按键单元和电路板之间的连线、电路板与计算机或手机之间的连接。电路板 进一步包括按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、电源单元。手套基本 单元是按键单元、鼠标单元、电路板、指示灯单元、按键单元和电路板之间的连线的载体。 电路板也可集成到受控的计算机或手机中。
2: 根据权利要求1的鼠标单元是一种鼠标信息输入的装置,其特征是,它包括一块由半导体 材料构成的圆盘(或其他形状)、分别位于这个圆盘4个对角(不限于四个)的4个固定 电阻和一个可移动的电流源,这个电流源可以在半导体构成的圆盘上滑动,滑动过程中, 4个固定电阻上的电压会有变化,根据这些变化得到鼠标的移动信息。
3: 根据权利要求2的鼠标信息输入装置的一种鼠标信息输入方法,其特征是,这个电流源和 半导体构成的圆盘安装在手套基本单元上,通过手指(电流源的安装位置,不限于手指) 在手心(半导体构成的圆盘的安装位置,不限于手心)上移动来产生鼠标输入信息。
4: 根据权利要求1的中电路板与计算机或手机之间的连接方法,其特征是,可以是有线连接 方法或无线连接方法或红外连接方法。
5: 一种应用于(但不限于)计算机或手机的输入方法,其特征是,利于使用者的手部运动或 相互接触来产生按键信号,接键信号经过编码处理输入计算机或手机来完成信息输入的方 法,特别是通过手指与手的其他部分接触来产生计算机或手机的输入信息的方法。
6: 一种应用于计算机或手机的输入装置手套键盘的按键检测方法,其特征是,用两个按键部 位(如大拇指与食指)的接触来表示一个按键动作,通过分别检测两个按键的电压(或电 流等电信号)的变化来判断是否是有效的按键动作。
7: 根据权利要求1所述的输入装置的一种按键分布方法,一种具体的按键排列方法,共在手 套基本单元上划出46个(并不限于46个)可以安排按键的部分,安排鼠标单元的手心位 置,和指示灯单元的位置分布。详细的划分方法如下表1,按键分布位置表。                        表1  按键分布位置表 0号部位 大拇指的指尖位置 1号部位 食指第一个指节靠大拇指的测面 2号部位 食指第二个指节靠大拇指的测面 3号部位 食指第三个指节靠大拇指的测面 4号部位 食指第一个指节的正面 5号部位 食指第二个指节正面 6号部位 食指第三个指节的正面 7号部位 中指第一个指节靠大拇指的测面 8号部位 中指第二个指节靠大拇指的测面 9号部位 中指第三个指节靠大拇指的测面 10号部位 中指第一个指节的正面 11号部位 中指第二个指节正面 12号部位 中指第三个指节的正面 13号部位 无名指的一个指节的正面 14号部位 无名指的二个指节的正面 15号部位 无名指的三个指节的正面 16号部位 小拇指的一个指节的正面 17号部位 小拇指的二个指节的正面 18号部位 小拇指的三个指节的正面 19号部位 手掌靠近小拇指指根位置 20号部位 手掌靠近无名指根位置 21号部位 手掌的掌根、食指、中指、无名指、小拇指可以接触的位置 22号部位 食指第一个指节的背面 23号部位 食指第二个指节背面 24号部位 食指第三个指节的背面 25号部位 中指第一个指节的正面 26号部位 中指第二个指节的背面 27号部位 中指第三个指节的背面 28号部位 无名指的一个指节的背面 29号部位 无名指的二个指节的背面 30号部位 无名指的三个指节的背面 31号部位 小拇指的一个指节的背面 32号部位 小拇指的二个指节的背面 33号部位 小拇指的三个指节的背面 34号部位 手背靠近食指的指根的部位 35号部位 手背靠近中指的指根的部位 36号部位 手背靠近无名指的指根的部位 37号部位 手背靠近食指的指根的部位 38号部位 手背靠近34的部位 39号部位 手背靠近35的部位 40号部位 手背靠近34的部位 41号部位 手背靠近34的部位 42号部位 手背靠近34的部位 43号部位 手背靠近34的部位 44号部位 手背靠近34的部位 45号部位 手背靠近34的部位 A、B、C 大拇指的背面并列的3个位置,用 来安排指示灯
8: 根据权利要求7所述的按键分布位置表的两种具体的按键产生和编排方法。第一种方案用 于两只手同时使用手套键盘。第二种方案用于只用一只手使用手套键盘。表2列出了第一 种方案的左手按键的分配方法,表3列出了第一种方案中右手按键的分配方法,表3列出 第二种方案的按键的分配方法。其中表中的公式表示出了按键组合关系,如在表2中“1+0” 表示按键T的产生,也就是在使用手套键盘的时候,左手1号部位与0号部位接触,将输 入字母T。                  表2  普通键盘输入左手按键分配关系  0 无用  1+0 T  2+0 G  3+0 B  4+0 R  5+0 F  6+0 V  7+0 Tab  8+0 Caps lock  9+0 Shift  10+0 E  11+0 D  12+0 C  13+0 W  14+0 S  15+0 X  16+0 Q  17+0 A  18+0 Z  19+0 Esc  20+0 空格件  21 无用  22+右手指尖 $4  23+右手指尖 *8  24+右手指尖 (9  25+右手指尖 #3  26+右手指尖 &7  27+右手指尖 )0  28+右手指尖 @2  29+右手指尖 ^6  30+右手指尖 ~`  31+右手指尖 !1  32+右手指尖 %5  33+右手指尖 F1  34+右手指尖 F2  35+右手指尖 F3  36+右手指尖 F4  37+右手指尖 F5  38+右手指尖 F6  39+右手指尖 F7  40+右手指尖 F8  41+右手指尖 F9  42+右手指尖 F10  43+右手指尖 F11  44+右手指尖 F12  45+右手指尖  46+右手指尖 -  4+21 +=  10+21 Alt  13+21  16+21 表2普通键盘输入右手按键分配关系 0 无用 1+0  Y  2+0  H 3+0 N 4+0 U 5+0  J 6+0 M 7+0 Back Space 8+0  Enter 9+0 Shift 10+0 11+0  K 12+0 , 13+0 O 14+0  L 15+0 . 16+0 P 17+0  ;: 18+0 /? 19+0 | 20+0  空格件 21 无用 22+左手指尖 方向键 左 23+左手指尖  Page Down 24+左手指尖 PageUp 25+左手指尖 方向键 下 26+左手指尖  方向键 上 27+左手指尖 小键盘/ 28+左手指尖 方向键 右 29+左手指尖  Pause Break 30+左手指尖 小键盘* 31+左手指尖 Print Screen sys Rq 32+左手指尖  Scroll Lock 33+左手指尖 小键盘Num  Lock 34+左手指尖 小键盘7 35+左手指尖  小键盘8 36+左手指尖 小键盘9 37+左手指尖 小键盘- 38+左手指尖  小键盘4 39+左手指尖 小键盘5 40+左手指尖 小键盘6 41+左手指尖  小键盘+ 42+左手指尖 小键盘1 43+左手指尖 小键盘2 44+左手指尖  小键盘3 45+左手指尖 小键盘0 46+左手指尖 小键盘. 4+21 Insert 10+21 Home 13+21  End 16+21 Delete                        表3与手机的按键对应的按键分配关系 0 1+0 A  2+0 G 3+0  M 4+0 B  5+0 H 6+0  N 7+0 C  8+0 I 9+0  O 10+0 D  11+0 J 12+0  P 13+0 E  14+0 K 15+0  Q 16+0 F  17+0 L 18+0  R 19+0 其他键  20+0 其他键 21  其他键 22+左手指尖 W  23+左手指尖 其他键 24+左手指尖  其他键 25+左手指尖 X  26+左手指尖 其他键 27+左手指尖  其他键 28+左手指尖 Y  29+左手指尖 其他键 30+左手指尖  其他键 31+左手指尖 Z  32+左手指尖 其他键 33+左手指尖  其他键 34+左手指尖 其他键  35+左手指尖 其他键 36+左手指尖  其他键 37+左手指尖 其他键  38+左手指尖 其他键 39+左手指尖  其他键 40+左手指尖 其他键  41+左手指尖 其他键 42+左手指尖  其他键 43+左手指尖 其他键  44+左手指尖 其他键 45+左手指尖  其他键 46+左手指尖 其他键 4+21  S 10+21 T  13+21 U 16+21  V
9: 根据权利要求8所述的按键信息的产生方法,其特征是,单手操作时,利用指尖去接触手 掌的其他部分来产生按键信息。双手操作时,用一只手的指尖去接触另一只手的按键部分 来产生按键信息,或用两个手指尖(不限于两个)接触接触另一只手的多个按键部分来产 生组合按键信息。

说明书


一种计算机输入装置、系统及方法

    技术领域  本发明涉及计算机或手机的输入技术,具体涉及一种计算机或手机的输入装置、系统和方法。属于计算机和手机的输入技术领域。

    背景技术  目前计算机的输入方式有多种,键盘和鼠标输入方式最普通的形式,这些方式都有很多的不足。

    首先,这些输入方法和设备不支持在运动中使用,和不易携带。随着计算机、手机的普及,越来越多的人们要求在运动的环境中使用计算机,或用手机进行数据信息交流。特别是一些特殊的行业,如军人、警察、营业员等行业经常在工作中需要查询各种数据,或输入数据,目前的输入方法和设备不能满足这些要求。

    其次现有的输入方法和设备对使用者的使用姿势有特殊要求,一般要求使用者坐在一专门放置现有设备的平台(如桌子)前,并保持一定的姿势。这种要求很容易让人疲惫。

    现有输入设备易污染,现有的键盘键与键之间有许多的缝隙,很容易集纳灰尘,等污物,而且难于清理。

    现有输入设备和方法容易引起误码,现有的键盘是靠机械的敲击来输入的,这很容易引起误操作,使输入的效率变低。

    有鉴于此,本发明的第一个目地是克服现有技术的不足,提供一种便于携带,支持在运动中使用计算机输入方法和设备。

    本发明的第二个目的是提供一种对使用姿势和环境没有要求的输入方法和设备。

    本发明的第三个目的是提供一种不易污染的输入设备。

    本发明的第四个目的是提供一种高可靠、高效率的输入方法和设备。

    发明内容  本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以解决的:一种用计算机或手机输入装置,在本文称之为手套键盘系统,手套键盘系统可以分为手套基本单元、按键单元、按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、指示灯单元、电源单元八个单元。

    在上述手套键盘系统中,手套基本单元是具有手套形态的功能单元,可以是各种对人体无害的材料,可以带在使用者的手上,是按键单元的载体。

    在上述手套键盘系统中,按键单元分布在手套基本单元上,当有效的按键动作发生时,有信号传到按键检测单元。

    在上述手套键盘系统中,按键检测单元完成对按键是否有效按下的检测,和将按键单元的信号转换为编码译码单元可以识别的信号,并传递到编码译码单元。

    在上述手套键盘系统中,编码译码单元根据按键检测单元检测的具体按键进行编码。编码后传送到通讯单元。

    在上述手套键盘系统中,MPU单元,其功能是监控各个单元的工作,并将相关信息通过指示灯显示出来。

    在上述手套键盘系统中,通讯单元,其功能是同计算机、手机进行通讯,具体的通讯形式可以是有线或无线或红外。

    在上述手套键盘系统中,指示灯,指示手套键盘的工作状态。

    在上述手套键盘系统中,电源子系统,为手套键盘供电。如果通讯单元与计算机或手机的具体形式是有线的,那么电源子系统的功能是电源变换的功能,将导线传来的电压转变为手套键盘工作的电压。如果是无线或红外的,电源子系统包括了电池和电源变换单元,其功能是将电池电电压变化为手套键盘的工作电压。

    一种应用手套键盘系统的计算机系统,包括多于一个的(或一个)带有手套键盘、和打印机的计算机子机和中央控制主机。在这个系统中,计算机同主机通过无线信号连接组网。

    上述系统中,使用者通过手套键盘输入指令到计算机子机,计算机子机通过无线与中央控制主机联系,计算机子机可以通过打印机打印信息。

    一种基于手套键盘系统的输入方法,该方法可以通过手套键盘来实现,使用者佩带手套键盘,通过手掌的不同部位相互接触作为不同的按键信息。

    在上述的输入方法中,具体的相互接触可以是多种不同的地方相互接触。本发明装置中使用的有如下几种

    1.大拇指与所在手掌的其他部分接触,来产生按键信号。

    2.食指、中指、无名指、小拇指与手掌的接触来产生按键信号。

    3.左手(或右手)与右手(或左手)的手背部分的接触来产生按键信号。

    4.左手(或右手)与右手(或左手)的特定部分的接触并滑动来产生鼠标输入信号。

    附图说明:

    图1是手套键盘的结构示意图

    图2是电路板与手套基本单元通过连接装置和固定单元连接的示意图

    图3是手套键盘的系统功能框图

    图4是手套键盘的右手装置的手心一面的按键分布示意图

    图5是手套键盘的右手装置的手背一面的按键分布示意图

    图6是两只手套键盘通过传统的电缆与计算机或手机连接的示意图

    图7是单只手套键盘通过传统的电缆与计算机或手机连接的示意图

    图8是手套键盘通过无线与计算机或手机连接的示意图

    图9是手套键盘通过红外线与计算机或手机连接的示意图

    图10是使用手套键盘的计算机组网方式示意图

    图10是判断手套键盘的按键是否按下的检测原理示意图

    图12是手套键盘上的鼠标工作原理示意图

    具体实施方案  下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

    图1示出了本发明手套键盘系统的结构示意图。如图1所示,本发明的手套键盘系统包括一个手套基本单元、多个按键、多个指示灯、电路板、导线和计算机或手机的连接装置。

    在本发明中,通过使用者的手掌各个按键部分的活动或相互接触产生按键信息,按键信息通过导线传递到电路板,电路板中的电路对按键信息进行处理,通过与计算机或手机的连接(可以是有线连接或无线连接),将按键信息传递到计算机或手机。在本发明中指示灯用来指示手机键盘的工作状态和相关信息。

    图2是示出了本发明中手套基本单元与电路板的连接方法,这个连接方法的目的为了方便手套基本单元与电路板的分离。手套基本单元、按键、和导线的成本相对与电路板很低,这样设计方便更换手套基本单元,更可以将手套基本单元、按键、和导线设计为一次性使用,这样本发明可以广泛应用于公共场所。

    图3示出了本发明手套键盘的系统功能框图,其中虚线框中为电路板的功能框图,从图3中可以看出手套键盘系统可以分为手套基本单元、按键单元、按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、指示灯单元、电源单元八个单元。手套基本单元是其他单元的载体,按键单元感知使用者的按键动作后,将信息传递到按键检测单元,案件检测单元分析是否误操作,然后将信号传递到编码译码单元,编码译码单元将信息编译为计算机或手机能够识别的信息由通讯单元传递到计算机或手机,MPU单元是手套键盘的控制部分,完成对各个部分的控制,指示灯单元受MPU单元控制,用于显示状态,电源单元为系统提供工作所需的电源

    图4示出了本发明手套键盘右手掌心一面的按键分布图,从图4中可以看出,所示的是手掌的一面,在图中分配了22个区域,当然这个区域的划分可以是更多,这些区域中编号为0、21的区域是特殊区域,当这两个区域与别的区域接触的时候,都会被本发明的装置检测出来,并通过编码和传输到使用者希望控制的计算机或手机等受控设备。

    本发明的输入方法充分研究了人的手掌的特点的基础上发明的,大拇指上的区域0,可以很方便的与区域1~20接触,可以产生20个按键输入信号。按键4、10、13、16可以方便的与21接触,这又可以产生4个按键信号,这样有了24个按键信号,左右手相同,在两支手的手心一面,就能产生48个按键信号。

    在图4中,手心的位置的区域是鼠标区域,用另一只手的4、10、13、16区域在鼠标区域滑动,可以产生鼠标移动的效果。

    图5示出了本发明手套键盘右手掌背一面的按键分布图,A、B、C是三个指示灯区域,22~46是二十三个按键区域,可以通过另一只手上的0、4、10、13、16键的接触来产生二十三个按键信号,左右手的手背都相同的分布,这样就又有了46个按键信号,两只手就共有了94个按键,这样可以将普通的键盘大多数按键都可以包括到新发明的手套输入装置中了。

    图6示出了手套键盘通过传统的电缆与计算机连接的示意图,手套键盘与计算机或手机可以通过传统的电缆与计算机连接,具体的连接可以是常规的键盘接口或USB接口。或手机的数据输入接口。

    图7示出了单只手套键盘通过传统的电缆与计算机或手机连接的示意图,在手机使用手套键盘时,使用一只键盘的时候应该占很大的部分。

    图8示出了手套键盘通过无线与计算机或手机连接的示意图,具体的无线方式可以是多种,如蓝牙技术,或普通的调频或调幅技术。

    图9示出了手套键盘通过红外发射装置同计算机或手机连接的示意图,红外线有直线传播的特性,和人不习惯将手固定在一个姿势很久。故本发明是通过如下措施来保障的,在手掌的正反两面和手掌的都安装发射管(小型的,不影响按键的排列),这些红外管同时发射相同的信号,在使用中只要使用者正面对红外接收装置,就不影响使用。这种方法使使用者摆脱了电缆的束缚,同时没有了电波的污染。但与无线相比对使用者的使用位置和距离有了要求。与无线连接相同的是手掌键盘需要独立的电源供电。

    图10示出了是使用手套键盘的一种计算机组网方式示意图,手套键盘通过有线与一便于携带的带微型打印机的微型计算机连接,带有微型打印机的微型计算机通过无线发射装置与计算机服务器连接,这套发明装置可以广泛应用在餐饮服务业、个人娱乐、交警交通管理、战场个人通讯系统等,利用这套系统的优势是在方便使用,如战士可以在战斗中掌握武器的同时保持与指挥的数据交流。并且在抓握武器等战斗动作的过程中不会发出误击码的动作。

    该系统还可以应用在娱乐领域,将电子键盘的按键映射到手指键盘上,这样,作曲家可以边跳舞边作曲,或提人们自己边跳舞边给自己弹电子乐曲。

    图11示出了判断手套键盘的按键是否按下的检测原理示意图,如图所示,在按键0和按键1没有接触的时候,电压V1=V0*R2/(R1+R2),V2=0;当按键0和按键1接触后V1=V0*R23/(R1+R23),V2=V1;R23是电阻R2和R3的并联阻值。

    在检测是否有按键按下,可以分为如下步骤。

    步骤101检测电压V1是否变化为V0*R23/(R1+R23),如果没有变化,那么继续步骤101。

    步骤102轮循检查其他按键(按键1、按键2...)的电压,如果其中有电压发生变化,则这个按键被按下。

    图12示出了手套键盘上的鼠标工作原理示意图,图中的圆盘由半导体材料构成,可以等效为四个电阻R11、R14、R16、R18,当另一只手的指尖在圆盘上移动的时候,等效电阻R11、R14、R16、R18的阻值跟随变换,同时电压V11、V12、V01、V02跟随变换,这个电压经过按键检测单元检测,由MPU单元计算出手指的移动方向和速度,经过编码,转换为鼠标移动信息,最后输入计算机。

    上述只是通过一个具体的实现方法对本发明的系统和方法进行了说明。可以理解,上述说明只是对于本发明进行展示,而不是用于限制。

一种计算机输入装置、系统及方法.pdf_第1页
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本发明公开了一种计算机或手机输入装置。包括手套基本单元、按键单元、按键检测单元、编码译码单元、MPU单元、通讯单元、指示灯单元、电源单元八个单元。手套基本单元为该装置的载体部分,按键单元感应按键信息,按键检测单元检测具体有效的按键信息,编码译码单元将按键信息进行编码,编码后传送到通讯单元,通讯单元将信息传递到计算机或手机,MPU单元监控各个单元的工作,并将相关信息通过指示灯显示出来,电源单元提供整。

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