[发明专利]用反射光操作的计算机输入装置

说明书

技术领域

本发明是关于用反射光束给计算机和其它电子系统输入信息的装置和方法，更具体地说，本发明是关于用反射光束操作的键盘，鼠标，及其使用的新方法。

背景技术

专利ZL200410065080.5公开了一种用手持光束来给计算机输入信息的装置和方法，有效地避免了使用按键式键盘和鼠标给肢体所带来的重复性劳损等伤害。申请号为200710019496.7的专利申请提出了一些改善光学稳定性和提高使用效率的方法，使得用光束操作的鼠标和键盘更具有实用性。但是在上述发明中都要使用特殊设计的光笔来操作，这不仅提高了成本，而且带来了使用上的不方便，并使得键盘的输入速度受到限制。

发明内容

本发明目的是使用反射光束来操作键盘和鼠标，使得光笔不再成为必需，并以一些新的设计使其在保护肢体的同时，操作起来更方便，更容易，更快速。

本发明包括光源，以及一个光信号的接收和分析装置。该接受和分析装置与以前的专利申请基本相同，即可通过计算机的标准外围接口，如PS/2或USB，来与计算机主机或其它电子系统相连，也可与主机共用同一外壳而在内部相连。该装置将所接收的光信号转成计算机可接收的电信号，并将电信号传送给主机。根据接收光信号的不同位置，该装置既可以输入字母符号和指令信号，也可以输入数字和控制信号来控制光标在屏幕上的移动和点击。

本发明的主要特征在于采用的光源和操作方式上。光源的设计使得在每个光敏管，或光敏区附近都有出射光，这样当手指或其他反射物(如塑料棒或笔杆等)置于光敏区上时，反射进光敏区的光子就如同来自光笔的光子一样会触发光敏元件，形成触发信号。光源可以是可见光或红外光，而光敏元件以红外波段为好。

用反射式光源的好处有几点：1)光笔不再成为必需(当然，有特殊要求的人还是可以继续使用光笔)，这不仅降低了成本，而且极大地提供了使用上的方便。2)更进一步地减轻了手的负担，减少了产生疲劳的因素。3)由于反射物与光敏区的距离有一定要求，使得对输入信号的控制更加灵敏。4)用手指来反射光时，多个手指可以同时使用，这样就大大提高了信号输入的速度和效率。5)由于光源的出射光和光敏元件挨得很紧，这样就可用不透光的套管套在光敏元件上，只在顺着出射光的方向开口，使得感受光的角度进一步缩小，增强了抗背景光等干扰的稳定性。

这里公开用反射光来实现光控键盘和鼠标功能的几种实施方案。这里首先介绍光源的设置。第一种是在每一个光敏元件，或光敏区旁放置一个发光管，如同一个反射式光电开关一样，当手指或其他反射物足够靠近发射管和接受管对的上方时，有足够的适当波长的光子被反射到光敏元件并触发信号。第二种是采用一漫反射光源，如被光从底部照射的半透明的塑料板，当手指或其他反射物足够靠近光敏区的上方时，有足够的适当波长的光子被反射到光敏元件并触发信号。在这两种设计中，光敏元件都需要用不透光的套管挡住侧面的光线。在第二种设计中，光敏元件可以镶嵌在光源板中。

用反射光操作的光敏键盘，当反射物靠近光敏区时，所触发的信号即为键盘键按下，当反射物抬起或移开时，所触发的信号消失，则为键盘键抬起。由于多个手指或反射物可同时操作，就不再需要用光笔操作时的锁存键。

对于光敏鼠标上的按键，也可以用同样方法处理，即当反射物靠近光敏区时，所触发的信号即为按键按下，当反射物抬起或移开时，所触发的信号消失，则为按键抬起。

光敏鼠标上控制光标移动的光敏区按向心形分布。当反射光信号触发光敏元件时，区域中心到触发点的方向决定光标移动的方向，触发信号的持续时间决定光标移动的距离。

为了使光标能准确地停在所要的位置，可以设置专门用于停止光标移动的光敏区，当该光敏区被触发时，光标则停止移动。

普通鼠标上的转轮，也可以用两个光敏区来取代。当其中一个光敏区被激发时，起转轮向上转的作用。当另一个光敏区被激发时，起转轮向下转的作用。

用反射光来操作键盘，主要的好处是可以多个手指同时并用，从而大大地提高了输入速度。下面公开两种方案：(1)当反射物很靠近光敏区时才能激发光敏信号，而光敏区间的距离也足够大，从而使得每个手指每次可以只激发一个光敏区。这样，当一个光敏区被激发时，就产生一个按键信号。(2)当光敏区很小，且很靠近时，一个手指或反射物可以激发多个光敏区。这种情况下可以用一显示屏显示其中一个被触发的光敏按键，当所要的光敏按键被显示时，可以抬起手指中断激发来确认，也可以再用一个触摸开关或按压式的按键，如薄膜开关等进行确认。此触摸或按压开关可以放在光敏区处从而用同一手指或反射物进行操作。