可装在拇指上的光标控制和输入装置制造方法

可装在拇指上的光标控制和输入装置制造方法
【专利摘要】一种用于计算机或其他电子设备的手可佩戴的、光标控制和输入系统。该光标控制和输入系统包括具有用于在其中接收人的手的一根手指的护套或套筒（18）的拇指鼠标装置（10）。触摸板传感器（20）位于护套（18）上，触摸板传感器（20）被取向为被使用者的同一只手的手指接触，并且被配置成将跨触摸板传感器被拖动的使用者的手指的移动和位置变换为光标或指针在计算机或其他电子设备的显示屏上的相对位置。触摸板传感器（20）的表面被划界成两个独立的轻叩区域（36，38），这两个独立的轻叩区域（36，38）分别且相应地充当传统计算机鼠标的左右按钮。
【专利说明】可装在拇指上的光标控制和输入装置
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及与电子设备连同使用的外围输入装置的领域，这些设备包括各种各样的具有用于输入的显示屏的装置，并且包括但不限于通用计算机和个人计算机。更具体地，本发明涉及如下可替换装置，其控制光标在视频显示器上的位置移动、实现“选择”功能的各种“点击”控制、“拖曳”功能以及常常与鼠标型装置相关联的各种其他功能。
【背景技术】
[0002]计算机、信息亭、导航系统、移动电话、智能手机和其他电子设备(以下称“计算机”)每天在世界各地被广泛使用。这些设备已经不仅在商业界和政府环境，而且在学校、家庭、以及近年来在如咖啡厅、商场、机场和公共公园的公共场所被使用。传统地，计算机采用显示屏并使用键盘、触摸板(touchpad)和/或鼠标被操作。键盘用于输入文本和命令。触摸板或鼠标通常用于控制光标在显示屏上的位置和移动，并用于输入各种命令到计算机中。鼠标通常包括用于测量鼠标跨支持鼠标的面上的移动的跟踪装置。这种移动被中继给计算机，在计算机中其被变换为光标在显示器上的相应移动。这些跟踪装置通常是滚动球或例如激光的光学装置，并且是众所周知且广泛实施的。鼠标通过线缆和如USB连接器的连接器连接到计算机。可替代地，鼠标通过红外或射频与计算机无线地进行通信。除跟踪装置之外，鼠标通常还包括一个或多个按钮。这些按钮像开关一样操作以启动在光标的位置处识别的功能或命令。通过点击按钮，命令被启动。可替代地，按钮可以被配置成运转在计算机或电子装置上运行的软件的各种特征。有许多可能的这样的特征，并且有代表性的一些特征包括文字处理程序中的文本的高亮显示或者显示命令菜单并从中选择一命令。
[0003]上述类别的传统鼠标有几个缺点。一个特别的缺点与鼠标同键盘一起使用相关联地出现。当与键盘结合使用时，为了控制光标在显示屏上的移动并且选择屏幕上显示的各种软件命令，使用者必须将他们的手从键盘移开，然后到达并握住鼠标。因此，使用键盘和鼠标的人必须频繁地在键盘和鼠标之间移动他们的手。取决于具体行为，在键盘和鼠标之间的这种移动可能非常频繁。显然，随着移动频率的增大，移动可能变得既麻烦又费时。
[0004]鉴于上述情况，清楚的是，存在对于更有效率的光标控制和输入装置的需求，该光标控制和输入装置将提高使用该装置的人的产率和效能，并且消除人的手从键盘到鼠标来回移动的必要。

【发明内容】

[0005]为克服已知技术的上述和其它缺点，本发明提供一种旨在要被佩戴在使用者的手(具体而言使用者的手的一根手指，其可以是使用者的拇指)上的外围输入装置。使用时，该装置允许使用者控制出现在如计算机的电子系统的视频屏幕上的光标。
[0006]因此，在一个方面中，本发明是一种用于计算机的可佩戴的光标控制和输入装置。光标控制和输入装置包括单根手指配件，其被配置成在其中接收使用者的手的一根手指，如拇指或食指。位于手指配件上的是触摸板传感器。触摸板传感器被取向以便其可以被使用者同一只手的另一根手指接触。触摸板还被耦接到控制器。控制器被配置成将跨(across)触摸板传感器的表面被拖动的使用者的手指的移动和位置变换为光标或指针在计算机的显示屏上的相对且相应的定位。此外，触摸板传感器被划分成至少两个轻叩区域。所述区域之一在感测到手指在其上的轻叩时像右按钮那样进行操作。另一区域在感测到手指在其上轻叩时像左按钮那样进行操作。这些区域可一起与触摸板传感器的表面共同扩张，或者这些区域可被限定为触摸板传感器的整个表面的子部分。
[0007]在本发明的另一方面中，光标控制和输入装置进一步包括用于使光标控制和输入装置能够和计算机进行通信的通信装置。在一优选实施例中，通信装置是包括例如射频发射机或红外发射机的发射机的无线连接。然而，通信装置可以是到计算机的有线连接。
[0008]在本发明的进一步的方面中，触摸板是电容触摸板或电导(conductance)触摸板传感器。
[0009]在本发明的又一个方面中，触摸板是柔性的。
[0010]在本发明的又一个方面中，手指配件是由弹性材料形成的。
[0011]对本领域技术人员而言，在参照附图浏览下述描述并浏览随附的形成本说明书一部分的权利要求后，本发明的进一步的目的、特征和优点将变得易于理解。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1示出当从使用者的视角向下看使用者的手的情况下进行观察时、如所看到的在使用者的拇指上的体现出本发明原理的外围输入装置；
[0013]图2示出当从使用者的手的一侧观察时图1的外围输入装置；
[0014]图3是图1和图2的外围输入装置的端视图；以及
[0015]图4是包含根据本发明原理的外围输入装置的计算机系统的框图。
【具体实施方式】
[0016]现在参照附图，体现本发明原理的外围输入装置被示出在其中并且被一般地指定为10。正如其中看到的，外围输入装置10被戴在使用者的手12上，更具体地在使用者的手的一个手指上，且最优选地，在使用者的手12的拇指14上。出于这个原因，在本文中外围输入装置被称为“拇指鼠标”，应当指出的是这个术语不是行业已知技术术语。
[0017]虽然拇指鼠标10被示出为被戴在使用者的手12的拇指14上，但是将会理解，由拇指鼠标10所体现的原理可容易地调整为在使用者的手12的食指16上或另一个手指上实现。然而，在下面的讨论中，参考拇指鼠标10被戴在使用者的拇指14上的情况示出和描述拇指鼠标10。但应理解的是，这些描述同样适用于拇指鼠标10被戴在使用者的手12的食指16上或另一个手指上的实施例和情形。
[0018]拇指鼠标10具有作为其主要部件的护套或套筒18和在护套或套筒18上支持的触摸板传感器20。拇指鼠标10的另一独立部件是PC接口模块50。下面结合图4更充分地讨论接口模块50。
[0019]护套18在其最基本的形态中具有套筒部分22，穿过其中的通道被定义为通道24。在图3中最佳地看到的通道24优选地通过护套一直延伸且大体限定中心轴25，使用者沿着其插入他们的拇指以便确保拇指鼠标10在他们的拇指14上。虽然示出的是通道24通过护套18 —直延伸，但是通道24可延伸而不完全穿过套筒部分22。在后一种实施例中，护套18将包括覆盖使用者的拇指14的远端的端壁。
[0020]在示出的实施例中，护套18进一步包括作为离开套筒部分22的后侧28的轴向延伸而形成的支撑26。如本文中使用的，套筒部分22的后侧28是当拇指14插入到拇指鼠标10的通道24时首先接收到使用者的拇指14的那一侧。相反地，拇指鼠标10的前侧30是当拇指鼠标10被戴在使用者的拇指14上时最接近使用者的拇指的端部的那一侧。(本文所用的方向命名旨在当从使用者的视角观察时参考使用者的手来进行解释)。支撑26以锥形凸缘或延伸的形态从套筒部分22的后侧18延伸，并且当被戴在使用者的拇指14上时，大体沿使用者的拇指14的横向侧32展开。以这种方式定位，使得支撑26用于限制拇指鼠标10在使用者拇指14上的移动，而无论这样的移动对拇指14而言是旋转的还是横向的。
[0021]护套12可由各种材料制作，包括各种纺织品或织物、皮革或塑料。优选地，护套12由具有轻微弹性的耐用材料制成，以便当被戴上时使护套12能够轻微地扩张，当拇指14被插入其中时适合使用者的拇指14的形状，并且帮助保持其上的拇指鼠标10。可替代地，形成护套12的材料可以是硬的或表面硬而内衬有不硬和/或更顺从或服贴的材料那样的。
[0022]位于套筒部分22的横向内侧34 (即拇指鼠标10的大体朝向食指16定位的那一侦D的是触摸板传感器20。优选地，触摸板传感器20是众所周知的电容传感类别且是足够柔性的，以便在拇指鼠标10的正常使用过程中不容易破损。可替代地，触摸板传感器20可以是电导类别或其他类别。
[0023]希望拇指鼠标10提供传统计算机鼠标或操纵杆的所有功能属性。在这方面，对触摸板传感器20进行取向以使得其可以被使用者的同一只手的食指16接触。当使用者的食指16的端部与触摸板传感器20接触并被跨其表面移动时，这种移动被变换为光标在计算机或相关联的装置/系统的显示器上的移动。这样，通过沿着触摸板传感器20向上移动食指16，通常朝向拇指14的端部，光标被使得在计算机的显示器上向上移动。相反地，在相反方向上的食指16的移动，沿着触摸板传感器20向下，将引起计算机显示器上的光标的向下移动。在食指16的接合期间在触摸板传感器20上向右或向左的移动将引起光标的相应的向右和向左的移动。虽然本文中没有充分地讨论，但是由于触摸板是笔记本计算机上的标准项目，因此触摸板【技术领域】中的技术人员将很容易理解如何实现触摸板传感器的工作以控制计算机屏幕上光标的移动。
[0024]触摸板传感器20进一步分为两个轻叩区域。出于很显然的原因，这些区域被称为右和左轻叩区域并且分别被指定为36和38。右和左轻叩区域36和38可一起与触摸板传感器20的表面共同扩张。可替代地，右和左轻叩区36和38在触摸板传感器20的表面内可以是划界的(delimited)，而不是完全延伸。
[0025]当使食指16与触摸板传感器20接合时，取决于接触的性质和接触的位置，接合被登记为不同的信号。如果接合是其中食指16停留在触摸板传感器20上一段给定的时间并横切触摸板传感器20的表面的接合，那么得到的信号被解释为“光标移动”信号，并且光标根据食指16跨触摸板传感器20的表面的移动而移动。如果接合是短暂的并且是其中食指16仅短暂地接触或轻叩触摸板传感器20的表面的接合，那么这种接合被解释为“点击”信号。取决于这种信号是发生在右还是左轻叩区域36、38，该信号相应地被解释为右或左点击信号并且分别且在功能上对应于传统计算机的右或左按钮点击。如果使食指16连续两次与触摸板传感器20接合，那么这种接合被登记为对右或左轻叩区域36、38的双轻叩，并被解释为对计算机鼠标的右或左按钮双击。
[0026]各接合信号被传送给计算机并被计算机处理，计算机将它们解译为移动光标的位置、选择对象、然后与显示器上的光标的位置或其他命令(比如显示计算机的一下拉菜单)相关联。
[0027]优选地，以无线形式提供拇指鼠标10，以使得拇指鼠标10不被物理地连接到正在使用它的计算机。然而，如果以非无线形式提供拇指鼠标10，那么拇指鼠标10通过具有在其端部设置的USB连接器或其它计算机连接器的线缆42连接到计算机40。这种有线形式被可替代地示出在图4中。
[0028]如图4中原理性示出的，优选地以无线形式提供拇指鼠标10。在无线情况下，拇指鼠标10包括导通/关断开关，其连接到例如电池44的电源。当导通时，拇指鼠标10的各部件能够提供信号，这些信号经由拇指鼠标10上的无线通信收发器46被中继到接口模块50的相应的无线通信收发器48，接口模块50自身(经由USB或其他连接)连接到计算机40或与计算机40集成。拇指鼠标10和接口模块50可通过各种已知通信技术中的任一种进行通信，包括红外通信和例如蓝牙?技术的短程射频通信，其中后者是优选的。
[0029]工作时，戴着拇指鼠标10的使用者用他们的食指16接触触摸板传感器20。触摸板传感器20登记这种接触并提供相应的信号给触摸板控制器52。触摸板控制器52将接触信号关联到指示出在触摸板传感器20上的接触位置的信号。然后，触摸板控制器52将这些位置信号提供给连接到拇指鼠标10的无线通信收发器46的触摸板微处理器54。触摸板微处理器54使位置信号通过收发器46传送给接口模块50的收发器48。在接口模块50中，通过接口模块微处理器56从收发器48接收接收信号，接口模块微处理器56接着与计算机40进行通信，从而使计算机40的显示器上的光标根据食指16在触摸板传感器20的表面上的移动而移动。
[0030]如前所述，拇指鼠标10由板上(on-board)电池44供电。如图4所示，电池44可以是可再充电电池。为了再充电电池44，拇指鼠标10可包括与电池44电通信的电力接收机控制器58。接收机控制器58是与电力发射机60通信的无线装置，电力发射机60可与接口模块50集成。如果与接口模块50集成，那么电力发射机的操作可由微处理器56控制。电力发射机60可通过一些已知技术(包括感应耦合或射频耦合)中的一种将电力递送给电力接收机。由于这样的无线电池充电系统通常是已知的，因此关于其构造和操作方面的进一步细节在本文中是不需要的。
[0031]虽然已经结合计算机描述了外围输入装置10，但是将易于理解的是装置10具有与多种装置的适用性，这些装置可以是或者可以不是计算机本身。在这方面，术语计算机旨在具有广泛的含义，以便包括各种具有显示屏的装置，其中显示屏可视地显示输入命令或按钮。这些装置不仅包括所有类别的计算机，而且包括但不限于移动电话、平板计算机、电子阅读器、信息亭、自动取款机、便携式车载导航系统、便携式导航系统。
[0032]由于本【技术领域】技术人员容易理解，因此以上描述意在作为对本发明原理的实现的说明。该描述不旨在限制本发明的范围或应用，因为如在随附权利要求中限定的，本发明易于修改、变更和变化，而不脱离本发明的精神。
【权利要求】
1.一种用于计算机或其他电子设备的手指可佩戴的、光标控制和输入装置(10)，所述光标控制和输入装置包括: 手指套筒(18)，具有在其中限定用于接收人的手的一根手指的通道(24)的部分； 触摸板传感器(20)，位于所述套筒(18)上，并且在所述套筒(18)上被定位为使得所述触摸板传感器(20)能够与人的同一只手的另一根手指接触，所述触摸板传感器(20)被配置成将使用者的手指被跨所述触摸板传感器(20)拖动的移动和位置变换为光标或指针在所述计算机或其他电子设备的显示屏上的相对位置； 控制器(52 )，耦接到所述触摸板传感器(20 )，所述控制器(52 )将跨所述触摸板传感器(20)被拖动的使用者的手指的移动和位置与位置信号相关联； 通信装置(42，46，48，50 )，用于将所述信号传送到所述计算机；以及 借此所述计算机的所述光标响应于所述信号被相应地移动。
2.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述通信装置(42)被有线地连接到所述计算机并且包括将所述装置(10)连接到所述计算机的线缆(42)。
3.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述通信装置(46)是无线通信系统。
4.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述通信装置(46，48，50)包括由所述套筒(18)支持并且与所述触摸板传感器(20)通信的鼠标收发器(46)，所述鼠标收发器(46)被配置成传送关于跨所述触摸板传感器(20)被拖动的使用者的手指的移动和位置的信号。
5.根据权利要求4所述 的光标控制和输入装置(10)，其中所述通信装置包括接口模块(50),所述接口模块(50)与套筒物理地分离并且能够被连接到所述计算机。
6.根据权利要求6所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述接口模块(50)包括接口收发器(48 )，所述接口收发器(48 )被配置成从所述鼠标收发器(46 )接收关于跨所述触摸板传感器(20)被拖动的使用者的手指的移动和位置的所述信号，所述接口收发器(48)进一步被配置成将所述信号提供给所述计算机。
7.根据权利要求4所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述鼠标收发器(46)是射频发射机。
8.根据权利要求4所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述鼠标发射机(46)是红外发射机。
9.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述触摸板传感器(20)是电容触摸板传感器。
10.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述触摸板传感器(20)是电导触摸板传感器。
11.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述触摸板传感器(20)是柔性的。
12.根据权利要求1所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述触摸板传感器(20)被划界为第一轻叩区域(36)和第二轻叩区域(38)，其中所述控制器(52)被配置成将在所述第一轻叩区域(36)中的触摸接触与对传统计算机鼠标的左鼠标按钮的点击相关联，并且将在所述第二轻叩区域(38)中的触摸接触与对传统鼠标的右鼠标按钮的点击相关联。
13.根据权利要求13所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第一和第二轻叩区域(36，38)占据所述触摸板传感器(20)的相邻两侧。
14.根据权利要求14所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第一和第二轻叩区域(36，38)占据所述触摸板传感器(20)的全部表面。
15.根据权利要求14所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第一和第二轻叩区域(36.38)中的一个位于所述触摸板传感器(20)的前侧。
16.根据权利要求16所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第一和第二轻叩区域(36.38)中的另一个位于所述触摸板传感器(20)的后侧。
17.根据权利要求14所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第一轻叩区域(36)位于所述触摸板传感器(20)的、当从手的后侧并且从人的视角观察人的手时朝左取向的横向侧。
18.根据权利要求18所述的光标控制和输入装置(10)，其中所述第二轻叩区域(38)位于所述触摸板传感器(20)的、当从手的后侧并且从人的视角观察人的手时朝右取向的横向侧。
【文档编号】G06F3/01GK103649873SQ201280023850
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】D·M·布朗纳, C·L·斯蒂芬森 申请人:知识产权国际有限责任公司