笔形光鼠标装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种笔形光鼠标装置及其控制方法，其中利用反射光进行光标位置表示或书写输入。本发明专利技术的目的是提供一种笔形光鼠标装置及其控制方法，其中用户能用他／她的手方便地握住鼠标装置，通过常规的书写动作完成书写输入，并可根据用户的书写习惯校正鼠标装置的坐标值。依照本发明专利技术，通过将图象传感器安装在笔形光鼠标装置内部的一侧，可使鼠标装置变细长，由此使用户能容易地握住它。另外，借助于接触传感设备能自动识别书写命令，借助于长焦距透镜或远心光学系统能确保长的焦深。由此，能够通过流畅且常规的书写动作实现鼠标功能和书写功能。另外，即使用户以任何姿势握住笔形光鼠标装置，也能实现准确的光标移动和书写输入。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及一种，具体涉及这样一种，其中光导使发光器发射出的光以一定角度入射到一个表面上，从该表面反射的光的光路发生改变，从而使表面图象在图象传感器上成象，由此能够通过正常的书写动作书写文字或画图。现有技术描述传统鼠标是计算机的外围装置，它利用计算机系统显示装置上显示的光标指示一定位置，这种鼠标还包括用于改变位置的球体和功能按钮。然而，在该传统的球形鼠标中，由于球体不能在光滑表面上平滑地转动，因此在使用场所方面存在限制，于是为了确保球体的平滑转动而需要鼠标垫。另外，即使鼠标的球体在鼠标垫上转动，随球体转动发生改变的坐标轴也不能准确地与其对应。于是，存在这样一个问题，即光标不能在显示装置的显示屏上平滑移动。此外，在利用球形鼠标输入文字或进行精密工作的情况下，用户必需在握住和移动鼠标的同时操纵鼠标前端设置的点按按钮。然而，在该情况下，存在这样一个问题，即实施这样的鼠标移动操作比较麻烦，这会降低坐标的检测速度和精度。特别是，所存在的不利方面在于由于鼠标形状与普通书写工具的形状不同，因此不能利用这种鼠标进行常规书写和画图。另外，由于球形鼠标必需利用球体的转动，因此在球体和检测球体转动的装置之间会积聚灰尘等物。于是，所存在的不利因素在于鼠标的耐用性会变差，应当定时清洁鼠标。此外，至于采用用光来检测坐标的这种方法的计算机用光鼠标，已经使用了具有光传感器和组合鼠标垫的光鼠标和采用互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的光鼠标。具有光传感器和鼠标垫的光鼠标这样构造坐标检测装置包括发光元件和光接收元件，在鼠标垫上刻了交叉线图形。在该情况下，存在的问题在于，由于光鼠标不可避免地需要专用垫，鼠标的使用存在限制。同时，在新近开发的采用CMOS传感器的光鼠标情况下，其优点在于与传统光鼠标装置相反的是，它不再需要另外的鼠标垫，由于其中不再采用任何移动部件，因此它的耐用性得到改善。在2001年5月15日发布的、名称为“CMOS数字光学导引芯片”的美国专利第6233368B1中专门公开了这种光鼠标的原理。在该专利中，利用光鼠标内容纳的发光器(发光光源及其系统)照亮直接布置在光鼠标下方的工作面或板面；装在里面的成象系统使工作面或板面上的任意图形或特征在CMOS传感器的平面上成象；以及处理单元由图象信息随时间的变化检测鼠标移动方向和程度。除了这种光鼠标外，于1988年12月28日发布的、名称为“光学变换器装置”的美国专利第4794384号公开了这样一种结构其中当工作面被来自光源的部分相干光照亮时，检测器阵列检测到由工作面反射的斑纹图案中的变化，从而检测到鼠标的移动。该结构的优点在于，对鼠标的使用环境没有限制。然而，由于鼠标形状与普通书写工具的形状不同，其要在整个鼠标握在用户手里的状态下进行鼠标移动，所以这很难实现精确的坐标移动。结果，存在的问题在于，不容易利用鼠标进行绘图操作或写入用户的签名。已经开发了这样一种笔形鼠标，当其执行精密绘图操作或书写用户的签名时它能实现精确的光标控制。在名称为“类似笔的计算机指示装置”、于2000年11月21日发布的美国专利第6151015号(此后称作“015专利”)中公开了这样一种笔形鼠标的例子。正如附图说明图1所示，指示装置包括圆柱体102、发光光源104、透镜110、光学移动传感器108、开关106、通信链路116和118、以及按钮112和114。发光光源104发出光，透镜110使反射光成象，所述反射光是在从发光光源140发出的光被工作面反射掉时产生的。于是，当光学移动传感器108捕捉到通过透镜110成象的工作面图象时，可从由于指示装置的运动导致图象发生变化中获得指示装置的运动方向和运动量，然后通过通信链路116和118将这些信息传送给计算机。然而，’015专利的光学指示装置在进行精细绘图操作或流畅地书写人们的签名方面存在以下三个缺点。首先，缺点在于，由于指示装置直径较大，因此很难将指示装置握在人手中。参照图1，用于捕捉工作面图象的光学移动传感器108沿垂直于指示装置中心轴的方向设置。在此，由于光学移动传感器108是一种IC芯片，其具有半导体芯片的标准尺寸，因此其在与指示装置中心轴垂直的方向(水平)上的尺寸比它在平行于中心轴线的方向(竖直)上的尺寸长。由此，由于以图1所示方式安装的光学移动传感器108会导致指示装置直径增大，因此当指示装置握在人手内时它很难被使用。第二个缺点在于，不能精确地检测指示装置在特定工作面上的运动。再次参照图1，由于’015专利的光学指示装置没有将发光光源104发出的光以较小角度传递到工作面上的设备，因此如图2所示，光从发光光源104入射到工作面上的角度θ可能会增加。因此，如果被发光光源104照射的工作面上没有任何图案或整个表面颜色相同，则问题在于检测不到鼠标的运动。图2是表示工作面21的放大图，这些工作面例如复印纸，它们颜色均匀，且没有图形。当在正常光照条件下用肉眼观察表面时，辨认不出这种表面的不均匀性。然而，普通工作面实际上具有细微的不均匀性，例如图2所示的那些工作面21。在图2中，如果从发光光源104照射到工作面上的光的角度θ超过40度，光就会照射到凸起部分的左侧和右侧倾斜面24、23。于是在通过透镜成象的工作面图象上不能区分凸起部分的左侧和右侧倾斜面24、23。第三个缺点在于，当指示装置与工作面间隔开时，不能捕捉到光标的位置。参照图3，对于文字或图形输入，笔的书写操作通常由下笔动作和提笔动作组合而成，其中笔通过所述下笔动作与工作面接触，然后在工作面上移动，笔通过提笔动作与工作面分开，然后发生移动。例如，如图3所示，当写下字母表中的大写字母“X”时，书写动作由以下步骤组成通过下笔动作写下“/”(步骤S1)，通过提笔动作移动笔(步骤S2)，以及通过下笔动作写下“\”(步骤S3)。通常，在提笔动作中，与工作面分开的距离约为3mm或更少。相反，当试图利用’015专利的光学指示装置写下字母“X”时，指示装置与工作面接触，点按它的设定按钮，然后连续而不间断地写下“/”(步骤S1)。接着释放设定按钮，将指示装置移动到适当位置，并使其与工作面保持接触(步骤S2)。然后，再次点按设定按钮，于是在保持指示装置与工作面接触的情况下写下“\”(步骤S3)。在此，即使当仅仅移动指示装置而不输入文字(步骤S2)时，为了捕捉指示装置的坐标，也应当使指示装置与工作面接触。如果指示装置与工作面是分开的，工作面21与透镜110之间的距离就会增加，由此设计成在指示装置与工作面21接触的条件下才能正确工作的透镜110不能使光束在光学移动传感器108上精确成象。因此在提笔行为的状态下不能做到正确地测量坐标，由此很难通过流畅或常规的书写动作输入文字或图画。仅当鼠标装置与工作面接触的状态与鼠标装置不与工作面接触的状态彼此接续地连接在一起时，才能流畅或常规地作出前述书写动作。对于这种传统的鼠标装置，由于总是仅在鼠标装置与工作面接触的状态下才能书写文字或画图，因此利用这种鼠标装置很难流畅地完成书写动作和正确地输入所希望的文字。另外，由于目前几乎所有的工作都通过因特网进行，因此经常发生这种情况，即用户应在监视器显示的文件中写入他/或她的意见或签名。然而，这很难利用传统鼠标装置输入唯一风格的笔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种笔形光鼠标装置，其能利用反射光通过检测它自身的移动在计算机的监视器上显示光标的位置，该笔形光鼠标装置包括： 笔形鼠标主体； 用于发光的发光单元； 成象系统，用于对从发光单元发出的、随后照射到工作面上并被工作面反射的光进行成象，并可改变反射光的光路以便使其被图象传感器接收； 图象传感器，其设置在鼠标主体的内部一侧，用以检测入射到传感器上的来自成象系统的光，并将该光转换成要传送到控制设备的电信号； 控制设备，用于使发光单元发光，并根据来自图象传感器的电信号计算监视器上显示的光标的坐标值；以及 传送设备，用于向计算机传送由控制设备计算的坐标值。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁洪荣，李升杰，
申请(专利权)人：丁系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]