專利名稱：控制光標(biāo)移動的加速度計數(shù)據(jù)處理方法及光標(biāo)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一顯示光標(biāo)控制裝置，例如應(yīng)用于圖形使用者界面(graphic user interface, GUI)的計算機(jī)鼠標(biāo)，尤其涉及一種改良式光標(biāo)控制裝置，使 用新的加速度計數(shù)據(jù)處理方法來控制光標(biāo)移動，在不同的光標(biāo)移動模式中使 用不同的靈敏度，可降低噪聲，穩(wěn)定光標(biāo)控制，以加強(qiáng)顯示光標(biāo)的多維傾斜 角度控制。
背景技術(shù)：
多數(shù)的傳統(tǒng)顯示光標(biāo)控制裝置多是利用光學(xué)移動感測或是測量滾球移 動，以便進(jìn)行操作，如計算機(jī)鼠標(biāo)，這類裝置通常必須在平坦的表面上操作， 同時要有足夠的空間供控制裝置移動，另外，操作控制裝置并不利于人體工 學(xué)而時有傷害情況發(fā)生，例如傷害手部、手臂甚至身體其他部位的神經(jīng)，或 是導(dǎo)致其他更嚴(yán)重的問題，為了解決此類問題及空間限制，已發(fā)展出多種光 標(biāo)控制裝置，但是這些裝置仍然有其限制及使用上的困難性，說明如下。
為了要克服慣用光標(biāo)控制裝置的使用限制，可使用感音鼠標(biāo)，或是將射 頻(RF)信號應(yīng)用到光標(biāo)控制系統(tǒng)，這類裝置需要對計算機(jī)另外加裝特別的信 號接收裝置，可裝在鍵盤上或裝在顯示器周圍，這類系統(tǒng)價格昂貴，實(shí)行起 來又顯復(fù)雜，所以無法取代傳統(tǒng)計算機(jī)鼠標(biāo)成為更實(shí)用的光標(biāo)控制裝置。
參考其他專利，有的計算機(jī)鼠標(biāo)做成手套形狀，因此這種光標(biāo)控制系統(tǒng) 便可以離開桌面使用，也不需要在計算機(jī)上加裝信號接收裝置，這類的光標(biāo) 控制裝置還有指環(huán)樣式的，使用者可將其套在手指上使用，以控制光標(biāo)移動， 不過使用這些光標(biāo)控制裝置時，手指相對于手的移動方式在坐標(biāo)與光標(biāo)的對 應(yīng)關(guān)系上完全不同，所以這類光標(biāo)控制裝置的市場接受度并不好。
另外還有陀螺儀(gyroscopic)指向(pointing)裝置，該光標(biāo)控制系統(tǒng)具有陀 螺儀，利用鼠標(biāo)的指向控制光標(biāo)，不過這類鼠標(biāo)體積較大而且笨重，另外， 復(fù)雜的陀螺儀系統(tǒng)也意味著高昂的費(fèi)用。專利公開號WO 0190877公開了使用加速度計的圖像指向控制裝置，將 控制裝置傾斜不同的角度來控制光標(biāo)，就傾斜鼠標(biāo)至不同的角度以控制光標(biāo) 移動來說，要使用傳統(tǒng)構(gòu)造的計算機(jī)鼠標(biāo)或是其他的圖像顯示裝置來做此等 操作，是比較困難的，而且對于底部平坦的圖像指向裝置，其傾斜操作通常 需要一支撐結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇祟愌b置在懸空時比較不好控制光標(biāo)，所以需要支撐 結(jié)構(gòu)，因此提供支撐結(jié)構(gòu)給此類計算機(jī)鼠標(biāo)，可使控制光標(biāo)有較佳的穩(wěn)定性， 不過支撐結(jié)構(gòu)帶來的不方便和麻煩，限制了此類計算機(jī)鼠標(biāo)或圖像指向裝置 的實(shí)際應(yīng)用。
因此，業(yè)界目前仍需要一種光標(biāo)控制及指向系統(tǒng)，所提供的新穎且簡單 的使用系統(tǒng)能與目前的控制及指向裝置相容，同時成本低廉，并可解決上述 使用困難及操作限制等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種光標(biāo)控制裝置，操作具有彈性， 不需要在平坦表面上移動，特別是當(dāng)控制裝置懸空時也可控制指標(biāo)，并可利 用不同的移動方式控制光標(biāo)移動，在一實(shí)施例中，不需要水平移動控制裝置， 僅向右傾斜或向左傾斜該控制裝置，便可以直接使光標(biāo)向右或向左移動，同 樣地，控制裝置也可前后傾斜以控制光標(biāo)上下移動，并不需要水平移動控制 裝置，因?yàn)閮A斜操作不需要將鼠標(biāo)放置于平坦表面上，便能實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的 目的，同時僅需移動手腕，便能簡單又方便地進(jìn)行光標(biāo)控制。
本發(fā)明的另 一方面提供一種光標(biāo)控制裝置或指示圖像的指向裝置，具有 一曲形底部，如橢圓形底部，裝置使用者僅需稍微動動手部或手腕，就可以 方便地朝各方向傾斜該裝置，以控制指標(biāo)的移動或控制顯示圖像，這類裝置 要求的桌面空間或其他種支撐表面的空間很小，只要能夠支撐曲形底部的接 觸區(qū)域即可。其實(shí)并不一定需要表面支撐，因?yàn)閮A斜該控制裝置便可移動光 標(biāo)，那么將控制裝置放在物體表面上或抬離桌面不需支撐都是可以的。
本發(fā)明的另一方面提供一種加速度感測器檢測結(jié)果的改良處理方法，該 處理方法一并考慮指向裝置于桌面上或懸空時的實(shí)際移動，當(dāng)有物件表面可 以支撐裝置時，本方法利用不同的靈敏度處理不同角位向(angular orientation) 的加速度測量結(jié)果，以補(bǔ)償傾斜裝置時手腕朝向不同方向的自由度差異，例度測量垂直方向的傾斜角度，控制光標(biāo)上下，而以 較低靈敏度測量左右傾斜，控制光標(biāo)左右移動。
本發(fā)明的另 一方面提供一種加速度感測器檢測結(jié)果的改良處理方法，其 中該方法在不同的移動速度時利用不同的加速度來調(diào)整靈敏度，例如，當(dāng)?shù)?速或懸空操作移動光標(biāo)時，降低加速度測量處理的靈敏度，可改善光標(biāo)移動 的穩(wěn)定性，滿足使用者的需求，當(dāng)使用者以較低速移動光標(biāo)或指標(biāo)時，通常 希望能有較高的光標(biāo)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另 一方面提供一種加速度感測器檢測結(jié)果的改良處理方法，其 中該方法根據(jù)二維加速度測量結(jié)果，應(yīng)用高測量靈敏度及高速回應(yīng)來測量相 對于最后水平度的傾斜角度。另外，光標(biāo)控制方法還可以利用測量控制裝置 的三維移動，利用傾斜控制移動方式操作光標(biāo)控制裝置或圖像指向裝置。另 外，為了加強(qiáng)控制的便利性，也可提供具有曲面的鼠標(biāo)墊，則使用者只要朝 向不同方向水平移動控制裝置，便可產(chǎn)生傾斜移動效果。
簡言之，本發(fā)明公開一種顯示光標(biāo)控制裝置，包括低通濾波器，可濾除 加速度計所產(chǎn)生的高于截止頻率的高頻信號，其中截止頻率取決于光標(biāo)移動 速度，光標(biāo)移動速度則受顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率所控制。
在一實(shí)施例中，本發(fā)明另公開一種控制顯示光標(biāo)的方法，該方法包括下 列步驟接收并處理光標(biāo)控制裝置內(nèi)的加速度計所產(chǎn)生的信號，其利用低通 濾波器濾除加速度計所產(chǎn)生高于截止頻率的高頻信號，并根據(jù)光標(biāo)移動速度 來調(diào)整截止頻率，該光標(biāo)移動速度受顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率所控 制。
根據(jù)本發(fā)明的顯示光標(biāo)的控制方法，可以使操作具有彈性，不需要在平 坦表面上移動，也可控制指標(biāo)，并可利用不同的移動方式控制光標(biāo)移動，從 而實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的目的，同時僅需移動手腕，便能簡單又方便地進(jìn)行光標(biāo)控 制。
通過參酌附圖與下列相關(guān)實(shí)施例的詳細(xì)敘述，可清楚知悉本發(fā)明的目的 與優(yōu)點(diǎn)。


圖1A到圖1D分別為本發(fā)明的顯示光標(biāo)控制裝置(即鼠標(biāo))的立體圖、俯視圖、前視圖及側(cè)視圖。
圖2A和圖2B為具有曲面的鼠標(biāo)墊的示意圖，使用者水平移動鼠標(biāo)，可
產(chǎn)生一傾斜角度，來移動光標(biāo)或顯示圖像指向裝置。
圖3A和圖3B為功能方框圖，說明本發(fā)明的光標(biāo)控制裝置或圖像指向裝 置及其內(nèi)的加速度計。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的示意圖，其中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(如個人計算機(jī))包 含一顯示屏幕，其光標(biāo)受圖1到圖3的顯示光標(biāo)控制裝置所控制。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
100鼠標(biāo)
110曲形底部
115-R、 115-L按鍵
118滾輪
120-1、 120-2按鍵 140鼠標(biāo)墊
150-1、 150-2加速度計
155-1、 155-2低通濾波器
160-1、 160-2模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
165微處理器
170按鍵
175計算機(jī)接口
180計算機(jī)
185射頻發(fā)送器
190射頻接收器
200數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
210顯示光標(biāo)控制裝置
220顯示屏幕
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1A到圖1D，分別為本發(fā)明顯示指標(biāo)控制裝置的立體圖、俯視 圖、前視圖及側(cè)視圖，其為一鼠標(biāo)100，顯示光標(biāo)控制裝置具有一曲形底部110，可方便地改變鼠標(biāo)100的傾斜角度，顯示光標(biāo)控制裝置包括一加速度
計，可感測鼠標(biāo)100的水平度變化。顯示光標(biāo)控制裝置(如計算機(jī)鼠標(biāo))100 具有一曲形底部110，或是配合具有曲面的鼠標(biāo)墊140，如果把鼠標(biāo)100或 是鼠標(biāo)墊140放置于桌面，則可以方便地將鼠標(biāo)傾斜至不同的角度。 一旦鼠 標(biāo)移動而呈一新傾斜角度，加速度計可檢測水平度改變，并根據(jù)水平度改變， 移動在使用者圖形界面裝置(如計算機(jī)屏幕)上的顯示光標(biāo)。另外，顯示光 標(biāo)控制裝置100的設(shè)計還兼顧下列功能。
如圖1a到圖1d所示，沿著y軸稱為寬度，沿著x軸稱為長度，人類 手腕在不同方向上能做的移動多少有些差異，例如，當(dāng)鼠標(biāo)100放置于桌面 上，手腕左右傾斜移動的自由度大于上下傾斜的自由度，為了補(bǔ)償此差異程 度，將鼠標(biāo)ioo設(shè)計成具有較窄的寬度w及較長的長度l，也就是l〉w, 如此可以讓沿著x方向的傾斜移動比較方便。另外，加速度計設(shè)計成鼠標(biāo) 100在x方向的傾斜測量靈敏度高于y方向，可以讓使用者利用傾斜鼠標(biāo) 100實(shí)現(xiàn)較佳的光標(biāo)控制效果，因此，沿著垂直方向，如果是同樣的傾斜角
度e，相對于y軸比起相對于x軸會產(chǎn)生較大的移動。
除/傳統(tǒng)的右鍵115-r、左鍵115-l和滾輪118等在計算機(jī)鼠標(biāo)中常見 的控制部分，本發(fā)明的鼠標(biāo)100還包括兩個側(cè)邊按鍵120-1和120-2，按鍵 120-1用于調(diào)整桌上/懸空操作模式，可改變鼠標(biāo)的操作模式為桌上操作模式 或懸空操作模式，當(dāng)懸空操作鼠標(biāo)100時，便降低光標(biāo)控制靈敏度。另外可 在鼠標(biāo)100底部安裝一重量感測器(未示出)來取代按鍵120-1，鼠標(biāo)100 底部的重量感測操作可用來改變操作模式為桌上操作模式或懸空操作模式。 按鍵120-2可調(diào)整使用/等待模式，當(dāng)按鍵120-2按下進(jìn)入使用模式，便會利 用鼠標(biāo)100的傾斜角度來控制光標(biāo)移動，如果放開(或扳開)按鍵120-2則 進(jìn)入等待模式，即使移動鼠標(biāo)100也不會改變光標(biāo)的位置。鼠標(biāo)100還可提 供一雙重等待情境，如果鼠標(biāo)100不動超過一定時間，為了省電，便關(guān)閉鼠 標(biāo)100的電源。另外還可提供一功能，如果連續(xù)按壓左鍵115-l及右鍵115-r, 則將顯示光標(biāo)移到顯示裝置的中央。
除了前述鼠標(biāo)具有一曲形底部之外，圖2a與圖2b顯示另一實(shí)施例， 其中鼠標(biāo)墊140具有一曲面，當(dāng)使用者在鼠標(biāo)墊140上使用鼠標(biāo)100，便會 產(chǎn)生傾斜角度使光標(biāo)移動。圖3A顯示光標(biāo)控制裝置的功能方框圖，光標(biāo)控制裝置可為計算機(jī)鼠標(biāo)
100，利用兩個加速度計感測鼠標(biāo)100的角度傾斜動作而控制光標(biāo)移動，光 標(biāo)控制裝置包含第一加速度計150-1和第二加速度計150-2，分別檢測兩個 方向的加速度，例如沿著X-方向和Y-方向的加速度，檢測到的加速度信號 分別傳送給第一低通濾波器155-1和第二低通濾波器155-2，濾除某些高頻 噪聲，然后將過濾的信號傳送給第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter, ADC) 160-1和第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器160-2，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號后，輸入微處理器165，微處理器165另外可從鼠標(biāo)100的按鍵170 接收輸入信號，按鍵170可為按鍵115-R、 115-L、 120-1、 120-2，微處理器 165另外接收滾輪118及處理滾輪118動作的滾輪編碼器所產(chǎn)生的信號，微 處理器165進(jìn)行信號處理，此部分將于稍后說明，然后產(chǎn)生的信號通過計算 機(jī)接口 175輸出給計算機(jī)180，根據(jù)加速度計150-1和150-2所檢測到鼠標(biāo) 100的傾斜角度改變，計算機(jī)接口 175產(chǎn)生代表光標(biāo)移動的多筆數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
圖3B顯示無線鼠標(biāo)的功能方框圖，其結(jié)構(gòu)與圖3A的鼠標(biāo)相似，唯一 的差別在于無線鼠標(biāo)包含一射頻發(fā)送器185，可將光標(biāo)移動信號傳送給具有 射頻接收器l卯的計算機(jī)180，射頻接收器190可接收從射頻發(fā)送器185發(fā) 出的信號。
微處理器165針對從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)執(zhí)行某些處理功 能，為了控制計算機(jī)180的顯示光標(biāo)，執(zhí)行一初始化程序，初始化多個參數(shù)， 經(jīng)過初始化程序之后，微處理器165如同低通濾波器一般的執(zhí)行主要任務(wù)， 并根據(jù)預(yù)測情況來處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，不同的預(yù)測狀況有l(wèi))鼠標(biāo)靜止沒有移動； 2)鼠標(biāo)緩慢移動；3)鼠標(biāo)中速移動；4)鼠標(biāo)快速移動。加速度計檢測鼠標(biāo)移 動，數(shù)字濾波器則根據(jù)結(jié)果預(yù)測其狀況以便執(zhí)行數(shù)字信號處理功能，以實(shí)現(xiàn) 穩(wěn)定而準(zhǔn)確的光標(biāo)控制，下面將詳細(xì)說明數(shù)據(jù)濾波程序。
控制鼠標(biāo)移動的軟件程序主要分成五個部分，第一部分進(jìn)行設(shè)定參數(shù)初 始值的功能；程序的第二部分計算目前的角位置；程序的第三部分執(zhí)行計算 光標(biāo)位移的功能，根據(jù)目前的角位置和10毫秒前的角位置間的角度差求得 位移；程序的第四部分處理鼠標(biāo)的慢速移動；最后，程序的第五部分負(fù)責(zé)將 光標(biāo)移動數(shù)據(jù)輸出給計算機(jī)。
理論上，只要加速度計測得數(shù)據(jù)，便可利用測量數(shù)據(jù)計算獲得正確的鼠標(biāo)角位置，但是因?yàn)槭褂谜咴谖兆∈髽?biāo)時可能會搖到鼠標(biāo)，或是有很小但不 規(guī)則的移動，實(shí)際上并無法正確計算出鼠標(biāo)的角位置，經(jīng)過低通濾波器過濾 的測量信號還是有剩余噪聲，會形成干擾，使得角位置的值持續(xù)變動，所以 計算出來的角位置值并不能直接應(yīng)用到控制光標(biāo)移動。噪聲或手部的輕微移 動使得光標(biāo)不停的移動，在顯示屏幕上的位置呈不規(guī)則且無法控制的變動， 當(dāng)控制光標(biāo)由顯示屏幕上的一點(diǎn)快速移到相當(dāng)距離外的另外一點(diǎn)，這種無法 控制或突然改變光標(biāo)位置的情形通常不太明顯，但是在低速控制光標(biāo)移動 時，這種無法控制的"光標(biāo)飄移"現(xiàn)象就相當(dāng)明顯，有時就算鼠標(biāo)保持在固 定位置沒有移動，也會出現(xiàn)這種惱人的光標(biāo)飄移現(xiàn)象。要克服這個問題可修 改濾波器的若干參數(shù)，濾除加速度計測量信號的較高頻部分，修改某些參數(shù) 便可達(dá)成效果，為了簡化說明，下面例子的低通濾波器將使用較低的截止 (Cllt-off)頻率，降低截止頻率確實(shí)可克服此問題，但是降低截止頻率會引發(fā)其 他的效應(yīng)，例如降低感測鼠標(biāo)移動的靈敏度，使得光標(biāo)變得較為遲鈍而無法 跟上鼠標(biāo)的移動，本發(fā)明加入一些控制規(guī)則來避免這個問題，如果是在控制 光標(biāo)慢慢移動的情況，便需要有較高的穩(wěn)定性及可控性，相反地，如果是在 控制光標(biāo)快速移動或移動相當(dāng)距離的情況，光標(biāo)對鼠標(biāo)移動的反應(yīng)能力比較 重要，穩(wěn)定性及可控性反而變得比較不重要，因此本發(fā)明的低通濾波器將根 據(jù)光標(biāo)移動的速度調(diào)整截止頻率，例如，如果角位置的變化速度很小，便降 低截止頻率，較低的截止頻率會減少高頻信號，并增加光標(biāo)的穩(wěn)定性和可控 性；相反地，如果是角位置的變化速度很大使得光標(biāo)快速移動，便提高截止 頻率，如此會增加高頻信號部分，光標(biāo)對鼠標(biāo)移動也有較快速的反應(yīng)能力， 調(diào)高截止頻率會帶來有較多的高頻噪聲，使得光標(biāo)有不穩(wěn)定的小移動，但是 如果是在控制光標(biāo)快速移動的情況下，便不需過于擔(dān)憂這種光標(biāo)些微"飄移" 的現(xiàn)象，因?yàn)槭褂谜叽藭r并不是控制光標(biāo)用來指向并保持于固定位置，主要 是使光標(biāo)從顯示屏幕上的一個位置移動到其他位置。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在加速度計之后選擇放置一個100Hz低通濾 波器，以硬件方式濾除頻率100Hz以上的信號，在本發(fā)明中，更利用一特殊 的軟件低通濾波器，其中截止頻率取決于鼠標(biāo)移動的速度，根據(jù)加速度計測 量結(jié)果的角位向變化率調(diào)整截止頻率，軟件低通濾波器每10毫秒執(zhí)行一次 程序，利用加速度計的測量結(jié)果，首先求得這10毫秒內(nèi)鼠標(biāo)的角位置改變，計算出鼠標(biāo)移動速度，有一種特殊的情況是當(dāng)鼠標(biāo)移動非常緩慢時，鼠標(biāo)的 操作可能會有幾次中斷，判斷鼠標(biāo)的移動速度不能只根據(jù)開始到結(jié)束這10
毫秒間的兩點(diǎn)的角度差，還必須要計算數(shù)個io毫秒時間間距內(nèi)的平均速度，
將這些連續(xù)的角位置變動納入考慮，計算出平均鼠標(biāo)移動速度。
為了方便起見，將處理加速度計測量結(jié)果的操作分成四種狀態(tài)，分別為 (l)靜止?fàn)顟B(tài)，鼠標(biāo)待在一個位置沒有移動；(2)鼠標(biāo)低速移動；(3)鼠標(biāo)中速
移動；以及(4)鼠標(biāo)高速移動。針對這四種狀態(tài)會使用不同的低通濾波器參數(shù)。 軟件濾波器執(zhí)行計算程序，首先計算目前角位置，并與IO毫秒前的角 位置比較，根據(jù)下列規(guī)則估算角位移如果角位移小于一個預(yù)定值A(chǔ)，將差 值視為噪聲，不需要移動光標(biāo)；如果角位移大于預(yù)定值A(chǔ)而小于另一預(yù)定值 B，將角位移乘以oc值，生成光標(biāo)移動值；如果角位移大于預(yù)定值B而小于另 一預(yù)定值C，將角位移大于預(yù)定值B的部分乘以(5值，另一部分則乘以oc值， 兩者相加，生成光標(biāo)移動值。如此，當(dāng)鼠標(biāo)移動速度逐漸增加，乘法因數(shù)會 逐漸增大，以加重其權(quán)重，可增強(qiáng)光標(biāo)對鼠標(biāo)移動的反應(yīng)能力。取決于速度 的低通濾波器以及計算光標(biāo)移動值的累加程序都是為了相同的目的，就是以 較低的靈敏度處理使用者手部的不規(guī)則輕微移動，光標(biāo)對鼠標(biāo)稍微移動的反 應(yīng)較小，便可以增加光標(biāo)在慢速移動時的穩(wěn)定性，有助于使用者指向并控制 光標(biāo)在一固定位置，光標(biāo)慢速移動時便可有較高的穩(wěn)定性及可控性。相反地， 如果快速移動鼠標(biāo)超過預(yù)定速度，就要提高光標(biāo)對鼠標(biāo)移動的反應(yīng)能力，在 計算光標(biāo)移動時加入較大的權(quán)重因數(shù)可以達(dá)成此功效。
上述累加方法有一使用限制，如果使用者用非常慢的速度移動鼠標(biāo)，就 算鼠標(biāo)的傾斜角度己經(jīng)很大，但是每10毫秒之內(nèi)的角位移變動低于最小預(yù) 定值A(chǔ)，光標(biāo)會保持固定不動，所以應(yīng)用一慢速移動演算規(guī)則來處理這種"微 動作"狀況，執(zhí)行微動作處理程序時，計算目前角位移，判斷沿著X軸方向 的角位移是否小于最小預(yù)定值A(chǔ)，如果沿著X方向的角位移小于最小預(yù)定值 A，通知光標(biāo)不要移動，同時比較X軸方向的目前角位置與參考角位置，如 果兩者間的差值大于慢速移動閾值，那么控制光標(biāo)沿X軸方向移動一個圖元 點(diǎn)，重新定義參考角位置為目前角位置，上述演算規(guī)則也可應(yīng)用到Y(jié)軸方向 的移動，本方法的好處是方便使用者能夠使光標(biāo)一次移動一個圖元點(diǎn)的距 離，那么慢慢傾斜鼠標(biāo)也可正確控制光標(biāo)慢速移動。請參閱圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例示意圖，說明微處理器165 所執(zhí)行的控制操作，處理加速度計150-1及150-2送出的信號并經(jīng)過通信模 塊(射頻接收器)190輸出給計算機(jī)，控制程序先初始化所有的操作參數(shù)， 其中包括前述的軟件低通濾波器的截止頻率，初始化參數(shù)之后，計算鼠標(biāo)的 目前角位置。
根據(jù)圖1到圖3的實(shí)施例及說明，本發(fā)明公開了如圖4的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 200，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200包含可控制顯示屏幕220上的光標(biāo)的顯示光標(biāo)控制 裝置210，也就是圖1到圖3所說明的控制裝置，顯示光標(biāo)控制裝置210還 包含低通濾波器，可濾除加速度計所輸出信號中高于截止頻率的部分信號， 其中截止頻率取決于光標(biāo)移動速度，光標(biāo)移動速度則由顯示光標(biāo)控制裝置的 角位置變化率所控制，在一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200可為個人計算機(jī)(圖 4)，個人計算機(jī)200與顯示光標(biāo)控制裝置210連接，可接收其信號并控制 光標(biāo)移動。在另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)控制裝置還包含具有曲形底部的殼體， 因此可以方便地傾斜顯示光標(biāo)控制裝置，改變殼體內(nèi)加速度計的水平度。在 另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)裝置還包含一微處里器，可實(shí)現(xiàn)該低通濾波器。在 另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)控制裝置還包含一無線信號發(fā)送器，將顯示光標(biāo)控 制信號輸出至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)控制裝置的低通濾 波器根據(jù)顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率調(diào)整截止頻率，如果角位置變化 率降低，則降低截止頻率，以增加顯示光標(biāo)在低速移動時的穩(wěn)定性及可控性。 在另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)控制裝置的低通濾波器根據(jù)顯示光標(biāo)控制裝置的 角位置變化率調(diào)整截止頻率，如果角位置變化率增加，則增加截止頻率，以 增加顯示光標(biāo)在快速移動時的反應(yīng)能力。在另一實(shí)施例中，顯示光標(biāo)控制裝 置還包含一微處理器，可每隔一預(yù)定時間重復(fù)執(zhí)行角位置計算程序，求得該 預(yù)定時間內(nèi)的角位置改變，以求得該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率。在 另一實(shí)施例中，該微處理器可于將近10毫秒的預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)執(zhí)行角位置 計算程序，求得該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置改變。在另一實(shí)施例中，當(dāng)最 近時間間隔內(nèi)的角位置變化率低于一預(yù)定值，預(yù)測該顯示光標(biāo)控制裝置在慢 速移動時有間歇中斷，該微處理器便求得若干個時間間隔內(nèi)的平均角位置變 化率。在另一實(shí)施例中，如果微處理器判斷該預(yù)定時間內(nèi)的角位置改變低于 噪聲閾值，則該微處理器更產(chǎn)生控制顯示光標(biāo)的信號，使顯示光標(biāo)于原位固定不動。在另一實(shí)施例中，該微處理器更產(chǎn)生控制顯示光標(biāo)的信號，使光標(biāo) 移動速度為顯示光標(biāo)控制裝置的角速度變化速度乘以一權(quán)重因數(shù)，該權(quán)重因 數(shù)對應(yīng)于角位置變化率。在另一實(shí)施例中，該處理器計算對應(yīng)角位置變化率 的比重因數(shù)，先將角位置變化率區(qū)分成數(shù)個速度范圍，較高的速度范圍對應(yīng) 較大的權(quán)重因數(shù)，將每一速度范圍內(nèi)的角位置變化率乘以對應(yīng)的權(quán)重因數(shù)， 因此顯示光標(biāo)于高速范圍時有較好的反應(yīng)能力，在低速范圍時有較高的穩(wěn)定 性。在另一實(shí)施例中，如果微處理器判斷該預(yù)定時間內(nèi)的角位置改變低于噪 聲閾值，微處理器會執(zhí)行一慢速移動演算，求得在特定方向上的目前角位置 和參考角位置間的差值，如果差值大于光標(biāo)移動閾值，即使目前預(yù)定時間內(nèi) 的角位置改變低于噪聲閾值，微處理器也會產(chǎn)生信號使顯示光標(biāo)沿著該特定
方向移動一個圖元點(diǎn)的距離。在另一實(shí)施例中，微處理器于x軸方向上執(zhí)行 該慢速移動演算。在另一實(shí)施例中，微處理器于Y軸方向上執(zhí)行該慢速移動
演算。在另一實(shí)施例中，該顯示光標(biāo)控制裝置還包含一殼體，構(gòu)成一完全密 封的外殼，基本上為防水與防塵的殼體。在另一實(shí)施例中，該顯示光標(biāo)控制 裝置通過傾斜不同的角位置來控制該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的光標(biāo)移動，可于支撐表 面上使用或懸空使用。在另一實(shí)施例中，該顯示光標(biāo)控制裝置還包含一殼體， 具有一橢圓外形，可方便傾斜至不同角位置。在另一實(shí)施例中，該顯示光標(biāo) 控制裝置還包含第一加速度計和第二加速度計，分別測量沿著互相垂直的第 一方向與第二方向的傾斜角度，利用兩個不同的光標(biāo)回應(yīng)參數(shù)控制光標(biāo)在該 第一方向與第二方向上的移動。
雖然本發(fā)明通過上述較佳實(shí)施例進(jìn)行說明，但是并不代表限制本發(fā)明于 此實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過上述說明可據(jù)以改變及修飾，都不脫隨 附權(quán)利要求所確定的保護(hù)范圍的范疇及精神。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包含一顯示光標(biāo)控制裝置，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置包含一低通濾波器，用于濾除一加速度計所產(chǎn)生信號中高于一截止頻率的高頻部分信號，其中該截止頻率取決于一顯示光標(biāo)移動速度，該顯示光標(biāo)移動速度則受該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率所控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置 還包含一微處理器，以執(zhí)行該低通濾波器的功能。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置 還包含一殼體，具有一曲形底部，可方便地傾斜該顯示光標(biāo)控制裝置，改變該 殼體內(nèi)的一加速度計的水平度，該顯示光標(biāo)控制裝置通過傾斜不同的角位 置，來控制該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的該顯示光標(biāo)移動，可在支撐表面上使用或懸空 使用；以及一無線發(fā)送器，用于傳送顯示光標(biāo)控制信號給該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置 的該低通濾波器根據(jù)該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率調(diào)整該截止頻率， 如果該角位置變化率降低，則降低該截止頻率，以增加該顯示光標(biāo)于低速移 動時的穩(wěn)定性與可控性，如果該角位置變化率增加，則提高該截止頻率，以 增加該顯示光標(biāo)于高速移動時的反應(yīng)能力。
5. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置 還包含一微處理器，每隔一預(yù)定時間重復(fù)執(zhí)行一角位置計算程序，求得該預(yù)定 時間內(nèi)的該角位置改變，以求得該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率，該預(yù)定時間約為10毫秒，該微處理器每隔該預(yù)定時間重復(fù)執(zhí)行該角位置計算程序，以求得該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置改變。
6. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于如果于最近時間間隔 內(nèi)的角位置變化率低于一預(yù)定值，預(yù)測該顯示光標(biāo)控制裝置于緩慢移動時有 間歇停頓，該微處理器還求得多個該預(yù)定時間間隔內(nèi)的平均角位置變化率。
7. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于如果該微處理器求得 該預(yù)定時間間隔內(nèi)的角位置改變低于一噪聲閾值，則產(chǎn)生一信號控制該顯示 光標(biāo)于原位固定不動。
8. 如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于如果該微處理器求得于該預(yù)定時間內(nèi)的該角位置改變低于該噪聲閾值，則該微處理器還執(zhí)行一慢 速移動演算，求得沿著一預(yù)定方向的目前角位置與一參考角位置間的差值，如果該差值大于一光標(biāo)移動閾值，即使該預(yù)定時間內(nèi)的該角位置改變低于該 噪聲閾值，該微處理器仍產(chǎn)生一信號控制該顯示光標(biāo)沿著該預(yù)定方向移動一個圖元點(diǎn)的距離，該微處理器于X軸方向和/或Y軸方向上進(jìn)行該慢速移動 演算。
9. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該微處理器產(chǎn)生一信 號控制該顯示光標(biāo)的移動速度，該移動速度為該顯示光標(biāo)控制裝置的該角位 置變化率乘上一權(quán)重因數(shù)，該權(quán)重因數(shù)則對應(yīng)于該角位置變化率。
10. 如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該微處理器計算對應(yīng) 該角位置變化率的該權(quán)重因數(shù)，首先將角位置變化率區(qū)分成多個速度范圍， 較高速度范圍對應(yīng)較大的權(quán)重因數(shù)，將速度范圍內(nèi)的角位置變化率乘上對應(yīng) 的權(quán)重因數(shù)，則該顯示光標(biāo)在一較高速范圍中有較好的反應(yīng)能力，在一較低 速范圍中有較高的穩(wěn)定性。
11. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置還包含第一加速度計及第二加速度計，分別測量沿著互相垂直的第一方向及第 二方向上的傾斜角度，其中利用兩個不同的光標(biāo)應(yīng)答參數(shù)分別測量在該第一 方向及該第二方向上的傾斜角度，控制該顯示光標(biāo)于該第一方向及該第二方 向的移動。
12. —種顯示光標(biāo)控制裝置，其特征在于該顯示光標(biāo)控制裝置包含 一低通濾波器，用于濾除一加速度計所產(chǎn)生信號中高于一截止頻率的高頻部分信號，其中該截止頻率取決于一顯示光標(biāo)移動速度，該顯示光標(biāo)移動 速度則受該顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率所控制。
13. —種顯示光標(biāo)控制方法，其特征在于包括下列步驟 接收一光標(biāo)控制裝置內(nèi)的加速度計所產(chǎn)生的信號；利用一低通濾波器濾除該信號中高于一截止頻率的高頻信號部分；以及 依照光標(biāo)移動速度調(diào)整該截止頻率，光標(biāo)移動速度則受該顯示光標(biāo)控制 裝置的角位置變化率所控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制光標(biāo)移動的加速度計數(shù)據(jù)處理方法及光標(biāo)控制裝置，該方法涉及從一光標(biāo)控制裝置內(nèi)的加速度計接收并處理信號，利用低通濾波器濾除其中高于一截止頻率的高頻信號部分，依照光標(biāo)移動速度調(diào)整截止頻率，光標(biāo)移動速度則受顯示光標(biāo)控制裝置的角位置變化率所控制。根據(jù)本發(fā)明的顯示光標(biāo)的控制方法，可以使操作具有彈性，不需要在平坦表面上移動，也可控制指標(biāo)，并可利用不同的移動方式控制光標(biāo)移動，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的目的，同時僅需移動手腕，便能簡單又方便地進(jìn)行光標(biāo)控制。
文檔編號G06F3/033GK101430617SQ20081017384
公開日2009年5月13日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者俞文雄, 羅瑞德 申請人:晶翔微系統(tǒng)股份有限公司