專利名稱：一種基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計算機人機交互接口設備領域，更具體地，涉及一種基于重力加速度傳感器來實現(xiàn)運動傳感，由此實現(xiàn)空間操作并具備多種控制功能的空中鼠標。
背景技術：
現(xiàn)今教學與演講中演示幻燈片的使用已非常普遍，而教學者或演講者在教學、演講的過程中無法保證時刻都在計算機的面前。當其在演示中進行空中操控鼠標指針以及操控指針實現(xiàn)文件的讀取、網(wǎng)頁的瀏覽等功能時，便需要能夠在任何場所尤其在空中也能進行相應便捷操作的鼠標等設備，以便實現(xiàn)上述方面的控制。目前，計算機鼠標指針的定位大 多數(shù)依靠光學傳感器或者激光傳感器實現(xiàn)，但是這些傳感器都基于物理光學原理，使得傳感器需要依靠桌面等平臺來實現(xiàn)，無法實現(xiàn)上述脫離桌面在空中對鼠標的控制，這時就相應出現(xiàn)了空中鼠標?？罩惺髽耸且环N輸入設備，像傳統(tǒng)鼠標一樣操作鼠標指針，但不需要放在任何平面上，在空中晃動就能直接依靠空中運動姿態(tài)的感知實現(xiàn)對鼠標指針的控制?？罩惺髽说亩ㄎ恢饕腔谕勇輧x原理，通常包括以下基本類型即單純采用陀螺儀傳感器技術(或結合光學感測)來獲取鼠標位置和姿勢；以及同時結合陀螺儀傳感器技術和加速度傳感器來測量鼠標運動的角速度和直線加速度，然后通過具體的運算來獲得鼠標的位置和姿勢。對于前者，往往只能適用于自由空間而無法在平面上使用，此外還存在體積較大而且誤差高的缺陷；對于后者，雖然能實現(xiàn)較高準確性的空間定位，但由于其定位過程依賴于大量的數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)運算處理，因此存在成本高、功耗大需要頻繁更換電池等方面的不足。對于空中鼠標在實踐中的常用場合如教學或會議的幻燈片演示、多媒體家庭娛樂系統(tǒng)的操控等，用戶的需求往往集中在相對較小的體積、便于攜帶和待機時間長等方面；此夕卜，現(xiàn)有的空中鼠標在其本體上通常只具備左右兩個功能鍵或者額外帶有滾輪，但對于演示過程中經(jīng)常會采用的其他常見操作如高亮顯示、局部放大等，則不具備相應的功能，相應降低了空中鼠標在上述場合下的使用方便性。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或技術需求，本實用新型的目的在于提供一種基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標，其能夠準確執(zhí)行目標定位，并具備體積小、待機時間長、能夠方便地執(zhí)行多級高亮顯示和局部放大等演示動作等特點。按照本實用新型，提供了一種基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標，該空中鼠標由手持端和接收端組成，其特征在于所述手持端包括鼠標殼體；設置在鼠標殼體表面上的多個功能鍵，這些功能鍵包括用于實現(xiàn)鼠標左右鍵功能的左右鍵、用于實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的不同亮度顯示的多個顯示鍵，以及用于實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的多級放大功能的多個放大鍵；設置在鼠標殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無線收發(fā)模塊，其中所述重力加速度傳感器用于感測鼠標在空間運動過程中的重力加速度，所述數(shù)據(jù)信息處理電路用于在所述重力加速度傳感器、多個功能鍵和無線收發(fā)模塊之間實現(xiàn)信號連接和傳遞，所述無線收發(fā)模塊用于在所述手持端與接收端之間執(zhí)行信息接收和發(fā)送；所述接收端包括用于與計算機終端相連的USB接口；無線收發(fā)模塊，該無線收發(fā)模塊用于執(zhí)行接收端與手持端之間的信息接收和發(fā)送;驅動模塊，該驅動模塊用于根據(jù)接收端的無線收發(fā)模塊所接收的信息，執(zhí)行鼠標指針的定位和相應按鍵動作的操作。作為進一步優(yōu)選地，設置在鼠標殼體表面上的所述功能鍵還包括用于實現(xiàn)鼠標空中定位功能開啟/關閉的開關鍵。作為進一步優(yōu)選地，所述多個顯示鍵的數(shù)量為4個，它們橫向并列設置在鼠標殼體的正面，并依次分別用于對鼠標所選中區(qū)域執(zhí)行四種亮度等級的顯示操作，其中第一亮度等級為標準亮度，第二至第四亮度等級分別在標準亮度的基礎上依次增加一至三倍數(shù)的亮度。作為進一步優(yōu)選地，所述放大鍵的數(shù)量同樣為4個，它們橫向并列設置在鼠標殼體的正面并處于所述顯示鍵的下側，依次分別用于對鼠標所選中區(qū)域執(zhí)行四種放大倍數(shù)的放大操作，其中第一倍數(shù)執(zhí)行50%的放大，第二倍數(shù)執(zhí)行100%的放大，第三倍數(shù)執(zhí)行200%的放大，第四倍數(shù)執(zhí)行400%的放大。作為進一步優(yōu)選地，所述鼠標殼體由錐形體頭部和呈圓柱體結構的尾部共同構成，并由ABS工程塑料制成?？傮w而言，按照本實用新型的空中鼠標與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點主要體現(xiàn)為1、由于基于重力加速度傳感器來執(zhí)行鼠標空中位置的檢測，無需具備體積較大的光電模塊，相應在獲得精確位置檢測的同時，整體尺寸大大縮小，并可方便設計成符合人體工程學便于攜帶的各種外形；2、通過對多個功能鍵的設計和布局，能夠方便地執(zhí)行多級高亮顯示和局部放大等演示動作，同時考慮到一些常規(guī)應用場合的情況，對高亮顯示及放大倍數(shù)加以符合實際需求的限定，因而能夠為當前教學、演講中的演示提供較大的便利；3、整體裝置耗電量少、待機時間長、不需要輔助裝置且攜帶方便，更適合無線應用，因此具備很好的應用推廣價值。

圖1是按照本實用新型的空中鼠標手持端的整體結構示意圖。在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中1-殼體11-錐形體頭部12-尾部21-左鍵22-右鍵23-顯示鍵24-放大鍵25-定位開關鍵具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。圖1是按照本實用新型的空中鼠標手持端的整體結構示意圖。如圖1中所示，按照本實用新型的空中鼠標手持端主要包括殼體1、設置在殼體I表面上的多個功能鍵，以及設置在殼體I內(nèi)部分別起到空中位置檢測、信號收發(fā)及處理的功能組件。整個鼠標手持端呈大致的筆狀結構，因此體積小、便于使用者攜帶，并適用于教學、演講等場合下的幻燈片演示等操作。殼體I由相對較短的錐形體頭部11和呈圓柱體結構的尾部12共同構成，并譬如由ABS工程塑料制成，由此可以減輕重量并保證強度和抗摔性能；為了進一步提高美觀效果和使用舒適性，還可以對其執(zhí)行鏡面處理。在錐形體頭部11的正面，設置有用于實現(xiàn)普通鼠標左右鍵功能的左右鍵21、22 ;在尾部12的正面中央?yún)^(qū)域，譬如以橫向并列的方式設置有4個顯示鍵23，并通過它們來實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的不同亮度顯示。例如，可以將第一個顯示鍵(圖中處于最左側的顯示鍵)設置為以標準亮度對所選中區(qū)域予以高亮顯示，而第二至第四亮度等級分別在該標準亮度的基礎上依次增加一至三倍數(shù)的亮度，這樣能夠根據(jù)使用者的需求，將屏幕中需要強調的地方選中并方便地分別予以高亮顯示及進行對比。在殼體I正面處于顯示鍵23下側的位置，同樣以橫向并列的方式有4個放大鍵24，并通過它們來實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的放大操作。例如，可以將第一個放大鍵24 (圖中處于最左側的放大鍵)設置為對所選中區(qū)域執(zhí)行50%的放大，而從左到右的第二至第四個放大鏡依次分別用于對所選中區(qū)域執(zhí)行100%、200%和400%的放大操作。通過以上構造，當使用者手持鼠標時，能夠在講授的同時很方便地就能執(zhí)行演示過程中經(jīng)常會采用的高亮顯示、局部放大等操作，并且可以根據(jù)需要獲得不同的高亮顯示和放大效果。在一個優(yōu)選實施例中，設置在鼠標殼體I表面上的功能鍵還可以包括用于實現(xiàn)鼠標空中定位功能開啟/關閉的定位開關鍵25。這樣當不需要使用空中鼠標時，可以取消其空中定位等功能，由此可以避免不必要的耗電，進一步提聞空中鼠標的持航能力。設置在殼體I內(nèi)部的功能組件主要包括重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無線收發(fā)模塊等，其中重力加速度傳感器用于感測鼠標在空間運動過程中的重力加速度，將其分解為X軸和Y軸方向上相對精確的加速度信號，并通過無線收發(fā)模塊予以同時輸出，由此可根據(jù)其輸出值的變換來感測鼠標空間方向的變化。數(shù)據(jù)信息處理電路用于在重力加速度傳感器、多個功能鍵和無線收發(fā)模塊之間實現(xiàn)信號連接和傳遞，例如當按下鼠標左鍵21時，其動作訊號由數(shù)據(jù)信息處理電路進行轉換處理，然后經(jīng)由無線收發(fā)模塊發(fā)送給上位機段，由此能夠直接被識別為鼠標信號。無線收發(fā)模塊的作用在于將檢測到的重力加速度信息、以及鼠標的所有控制信號發(fā)送至鼠標接收端的無線收發(fā)模塊，以便按照USB協(xié)議的編碼方式編碼并與上位機進行通訊。作為按照本實用新型的空中鼠標的另外一個重要組成部件，還包括與手持端配合使用的接收端。該接收端包括USB接口、無線收發(fā)模塊和驅動模塊。其中USB接口用于與譬如計算機終端的上位端功能相連，無線收發(fā)模塊用于與鼠標手持端的無線收發(fā)模塊之間相互交換信息，而驅動模塊用于根據(jù)無線收發(fā)模塊所接收的信息，相應執(zhí)行空中鼠標的定位和按鍵動作的操作。下面將具體描述按照本實用新型的空中鼠標的工作原理及過程。首先，鼠標手持端的重力加速度傳感器探測鼠標的重力加速度信息，并將所探測到的重力加速度信息經(jīng)由數(shù)據(jù)信息處理電路處理后傳遞給無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊接著將信息發(fā)送安裝于上位機端的鼠標接收端，并由接收端的無線收發(fā)模塊予以接受；接著，鼠標接收端的無線收發(fā)模塊將信息傳送給驅動模塊進行處理，其具體過程包括執(zhí)行系統(tǒng)初始化、設置空間坐標、計算所采樣數(shù)據(jù)的軌跡，以及映射屏幕軌跡等步驟，由此完成鼠標的定位，并由上位機將處理后的信息反饋發(fā)送至鼠標手持端。當按下鼠標手持端的功能鍵例如某個顯示鍵或放大鍵時，其動作訊號由手持端的數(shù)據(jù)信息處理電路進行處理，經(jīng)由無線收發(fā)模塊發(fā)送至安裝于上位機段的鼠標接收端，并由接收端的無線收發(fā)模塊予以接受；接著，鼠標接收端的無線收發(fā)模塊將信息傳送給驅動模塊進行處理，例如按照微軟擴展的Intellimouse協(xié)議進行編碼，由此能夠直接被識別為鼠標信號并相應執(zhí)行高亮顯示或者局部放大操作，并由上位機調用相應程序，將處理后的信息反饋發(fā)送置鼠標手持端。其中驅動模塊的處理功能信息數(shù)據(jù)的具體過程包括執(zhí)行系統(tǒng)初始化、設置空間坐標、驅動菜樣數(shù)據(jù)所描述的屏幕范圍，以及對該屏幕范圍內(nèi)的內(nèi)容執(zhí)行顯示亮度調整或放大顯示燈步驟。本實用新型所提供的基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標不僅可以在任意虛擬屏幕上進行書寫，還可以方便地實現(xiàn)演示過程中經(jīng)常會采用的多級高亮顯示和局部放大等操作；此外，由于它沒有大體積的光電模塊，尺寸上可以得到大大地縮減，并且外觀的設計可以更為多樣化，能夠更符合個人不同的書寫及使用習慣；通過對其工作原理及其具體構造的設計，這種空中鼠標耗電量少，節(jié)能，更適合無線應用；不需要輔助裝置，攜帶方便，為當前教學、演講中的演示提供了極大的便利，因而具備很好的應用推廣價值。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標，該空中鼠標由手持端和接收端組成，其特征在于 所述手持端包括 鼠標殼體； 設置在鼠標殼體表面上的多個功能鍵，這些功能鍵包括用于實現(xiàn)鼠標左右鍵功能的左右鍵、用于實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的不同亮度顯示的多個顯示鍵，以及用于實現(xiàn)對鼠標所選中區(qū)域的多級放大功能的多個放大鍵； 設置在鼠標殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無線收發(fā)模塊，其中所述重力加速度傳感器用于感測鼠標在空間運動過程中的重力加速度，所述數(shù)據(jù)信息處理電路用于在所述重力加速度傳感器、多個功能鍵和無線收發(fā)模塊之間實現(xiàn)信號連接和傳遞，所述無線收發(fā)模塊用于在所述手持端與接收端之間執(zhí)行信息接收和發(fā)送； 所述接收端包括 用于與計算機終端相連的USB接口 ； 無線收發(fā)模塊，該無線收發(fā)模塊用于執(zhí)行接收端與手持端之間的信息接收和發(fā)送； 驅動模塊，該驅動模塊用于根據(jù)接收端的無線收發(fā)模塊所接收的信息，執(zhí)行鼠標指針的定位和相應按鍵動作的操作。
2.如權利要求1所述的空中鼠標，其特征在于，設置在鼠標殼體表面上的所述功能鍵還包括用于實現(xiàn)鼠標空中定位功能開啟/關閉的開關鍵。
3.如權利要求1或2所述的空中鼠標，其特征在于，所述多個顯示鍵的數(shù)量為4個，它們橫向并列設置在鼠標殼體的正面，并依次分別用于對鼠標所選中區(qū)域執(zhí)行四種亮度等級的顯示操作，其中第一亮度等級為標準亮度，第二至第四亮度等級分別在標準亮度的基礎上依次增加一至三倍數(shù)的亮度。
4.如權利要求3所述的空中鼠標，其特征在于，所述放大鍵的數(shù)量同樣為4個，它們橫向并列設置在鼠標殼體的正面并處于所述顯示鍵的下側，依次分別用于對鼠標所選中區(qū)域執(zhí)行四種放大倍數(shù)的放大操作，其中第一倍數(shù)執(zhí)行50%的放大，第二倍數(shù)執(zhí)行100%的放大，第三倍數(shù)執(zhí)行200%的放大，第四倍數(shù)執(zhí)行400%的放大。
5.如權利要求1或2所述的空中鼠標，其特征在于，所述鼠標殼體由錐形體頭部和呈圓柱體結構的尾部共同構成，并由ABS工程塑料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種基于重力加速度傳感器實現(xiàn)運動傳感的空中鼠標，該空中鼠標由手持端和接收端組成所述手持端包括鼠標殼體，設置在殼體表面上的多個功能鍵，以及設置在殼體內(nèi)部的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)信息處理電路和無線收發(fā)模塊；所述接收端包括USB接口、無線收發(fā)模塊和用于用于根據(jù)所接收信息來執(zhí)行鼠標指針定位和按鍵動作操作的驅動模塊。通過本實用新型，無需具備體積較大的光電模塊，整體尺寸縮小，并可方便設計成符合人體工程學便于攜帶的各種外形；此外，整體裝置耗電量少、待機時間長、不需要輔助裝置且攜帶方便，更適合無線應用，并能夠方便地執(zhí)行多級高亮顯示和局部放大等常規(guī)演示動作。
文檔編號G06F3/0346GK202838201SQ20122052536
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者張志 , 林榮宇 申請人:張志 , 林榮宇