[发明专利]一种计算机图形用户界面的输入设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，可以用于个人计算机、手机、PDA、便携式游戏机、便携式导航设备、POS机、家用电器、工业仪表、可穿戴计算机等所有使用图形用户界面(GUI)的设备实现人机交互。

背景技术

目前现有的实现人机交互的装置主要有，鼠标器、触摸屏以及触摸板，下面分别对上述装置进行描述。

鼠标器又称鼠标，按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标的移动。光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。鼠标器的缺点主要是，鼠标的移动主要是靠手掌整体移动，手掌控制光标移动精度有限；使用时间较长容易导致手腕酸痛；需要放在平面上，使用场合受限。

触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器，而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU。触摸屏的缺点主要是，对于大屏幕显示器，触摸屏的成本较高；使用手指直接点击时候，精度有限；操作方式单一，难以实现双击，右键，滚轮等功能。

触摸板是目前每一款笔记本电脑都必备的输入设备，对于大部分的用户来说，触摸板无疑是鸡肋的代名词，不仅华而不实、徒有虚名，而且用起来非常辛苦，导致工作效率低下，白白浪费了宝贵的工作时间，因此他们都会选择更好用的外接光电鼠标。触摸板的缺点主要是，使用手指直接点击时候，精度有限；操作方式单一，难以实现双击，右键等功能。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，为计算机(和其它使用GUI的设备)提供一种比现有技术更方便、更高效的输入设备，提高用户与计算机交互的效率。

本发明提供一种计算机图形用户界面的输入设备，由轨迹棒、摄像头以及轨迹及按键信息解析装置构成。其中轨迹棒用以接收用户操作以生成按键信息，并且受用户控制在摄像区域内的三维空间中移动以提供运动轨迹；摄像头用以拍摄含有轨迹灯的画面；轨迹及按键信息解析装置用以解析轨迹信息及按键信息并将结果传送给计算机。

所述轨迹棒由轨迹灯、按键信息处理装置、滚轮、左键、右键以及外壳构成。其中轨迹灯发出可见光、红外线或者紫外线，用以提供轨迹灯光；按键信息处理装置用以处理位于轨迹棒上的按键输入的信息；滚轮用以提供滚轮移动信息；左键用以提供左键点击信息；右键用以提供右键点击信息。

本发明所提供的输入设备，其中，所述轨迹棒和所述轨迹及按键信息解析装置可以采用电缆连接，所述按键信息处理装置检测左键、右键以及滚轮的动作并转换成电信号，然后通过电缆传送给轨迹及按键信息解析装置，然后再传送给计算机，实现计算机对按键信息的拾取。

本发明所提供的输入设备，其中，所述轨迹棒和轨迹及按键信息解析装置之间也采用无线通信方式连接，所述按键信息处理装置检测左键和右键和滚轮的动作并转换成电信号，然后通过无线通信装置传送给轨迹及按键信息解析装置，然后再传送给计算机，实现计算机对按键信息的拾取。

本发明所提供的输入设备，还可以采用控制轨迹灯闪烁频率的方法来传递按键信息。所述按键信息处理装置能够识别按键信息，并根据按键信息调制轨迹灯的频率。所述轨迹及按键信息解析装置能够从连续拍摄的图像中提取出轨迹灯当前闪烁的频率并识别出左键、右键、滚轮的各种动作，然后再传送给计算机，实现计算机对按键信息的拾取。

本发明所述轨迹及按键信息解析装置可以是一个独立的硬件装置，也可以是计算机或手机等应用本发明的设备中已有的硬件装置，来实现该部分的功能。

本发明还提供了一种计算机图形用户界面的输入方法，由含有轨迹灯及按键信息处理装置的轨迹棒提供运动轨迹及按键信息，并由摄像头接收上述信息并将上述信息传送给轨迹及按键信息解析装置，由轨迹及按键信息解析装置对上述信息进行解析并转换成坐标信息及按键信息传送给计算机，计算机根据接收到的坐标信息在屏幕上相应位置显示光标并根据接收到的按键信息执行相应的操作。

本发明所提供的输入方法，其中，所述轨迹棒与所述轨迹及按键信息解析装置之间可以采用电缆连接。

本发明所提供的输入方法，其中，所述轨迹棒与所述轨迹及按键信息解析装置之间也采用无线方式连接。