TWI492104B - 光學迷你滑鼠 - Google Patents

Description

光學迷你滑鼠

本發明係有關一種輸入裝置，更特別有關一種操作輕鬆並具有擴充功能之一光學迷你滑鼠。

個人電腦系統(personal computer system)之周邊裝置通常包含一滑鼠供一使用者與系統進行互動。例如，第1A圖顯示一種習知滑鼠裝置，使用者以手掌抓取整個滑鼠裝置以於一工作表面上移動，用以相對控制一電子裝置。然而，此種滑鼠裝置體積大且攜帶不易，並不適合搭配一行動電腦或一平板電腦等行動裝置。

為了使滑鼠裝置便於攜帶，業界提出了一種迷你滑鼠裝置，如第1B圖所示。此種迷你滑鼠裝置的寬度小於4公分以供單一手指操作於其上。雖然此種迷你滑鼠裝置大幅縮小了尺寸以便於攜帶，然而於實際操作時，使用者必須利用至少三隻手指抓取該迷你滑鼠裝置來進行移動，在長時間操作下使用者很容易感到疲勞。

有鑑於此，本發明另提出一種光學迷你滑鼠，其具有符合人體工學的設計以避免長時間操作的疲勞感，並可透過偵測轉動量以擴充操作功能及增加實用性。

本發明提供一種光學迷你滑鼠，其可供使用者放置兩或三隻手指於其操作區以於一工作表面上移動或轉動，可增加操作便利性以及擴充操作功能。

本發明提供一種光學迷你滑鼠，其上表面之一操作區形成一凹部，以讓使用者放置手指於該操作區的同時能夠輕鬆地於一工作表面上移動或轉動滑鼠裝置，即使於長時間操作也不會感到疲勞。

本發明提供一種光學迷你滑鼠，包含一滑鼠殼體、一導航 模組及一手指偵測單元。該滑鼠殼體包含一操作區及一容納空間沿一長度方向設置；其中，該容納空間之一厚度介於0.7公分至1.3公分，該操作區之一寬度介於4公分至6公分且該操作區之一厚度小於該容納空間之該厚度。該導航模組設置於該容納空間內部用以偵測該光學迷你滑鼠相對於一工作表面之一移動量。該手指偵測單元用以偵測該操作區內之一點擊事件及/或一滑動事件。

本發明另提供一種光學迷你滑鼠，包含一滑鼠殼體、一導 航模組及一手指偵測單元。該滑鼠殼體具有一寬度及一長度，沿該長度之一長度方向具有一第一厚度及一第二厚度；其中，該寬度大於該長度且該第二厚度大於該第一厚度。該導航模組設置於該滑鼠殼體之該第二厚度之一區域之一內部空間，用以偵測該光學迷你滑鼠相對於一工作表面之一移動量及一轉動量。該手指偵測單元形成於該滑鼠殼體之該第一厚度之一區域，用以偵測一點擊事件及/或一滑動事件。

本發明另提供一種光學迷你滑鼠，包含一滑鼠殼體、一導 航模組及一手指偵測單元。該滑鼠殼體包含一凹部及一平面區沿一長度方向相鄰地設置，該凹部延伸於一寬度方向。當該滑鼠殼體以該凹部被旋轉時，該導航模組用以偵測該光學迷你滑鼠相對於一工作表面之一轉動量。該手指偵測單元用以偵測該凹部之一點擊事件及/或一滑動事件。

一實施例中，該手指偵測單元包含至少一機械式按鍵、一滾輪、至少一電容式開關及/或至少一光學式開關設置於該操作區。

一實施例中，該導航模組包含一光源透過該滑鼠殼體之一開孔照明該工作表面以及一影像感測器透過該開孔接收該工作表面之反射光以輸出影像圖框。

一實施例中，該操作區沿該長度方向形成為兩側高且中間低之一凹部或朝向遠離該容納空間傾斜之一傾斜面(tilted surface)。

本發明實施例之光學迷你滑鼠中，該滑鼠殼體之操作區係用以容納兩或三隻手指的指面。當使用者使用本發明實施例之光學迷你滑鼠時，手掌部分可放置於工作表面，僅利用手指即可於工作表面上輕鬆地移動光學迷你滑鼠，因此長時間使用也不會感到疲累。此外，本發明實施 例之光學迷你滑鼠可以該操作區(或凹部)被手指轉動以擴充操作功能，例如用以控制兩相參數(例如音量調節、縮放功能、捲動功能)的增減。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯， 下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。

1、1'‧‧‧光學迷你滑鼠

10‧‧‧容納空間

11‧‧‧操作區

12‧‧‧導航模組

121‧‧‧光源

122‧‧‧影像感測器

123‧‧‧處理單元

13‧‧‧手指偵測單元

131、132‧‧‧按鍵

133‧‧‧滾輪

14‧‧‧電池模組

15‧‧‧通訊介面

151‧‧‧通訊插槽

16‧‧‧資料儲存模組

17‧‧‧二維重力感測器

18‧‧‧無線收發模組

81‧‧‧顯示器

82‧‧‧主機

9‧‧‧手指

C‧‧‧操作區中心

1BS‧‧‧底面

1BH‧‧‧開孔

F1-F3‧‧‧影像圖框

W‧‧‧寬度

L‧‧‧長度

H1、H2‧‧‧厚度

B、B'‧‧‧亮度特徵

S‧‧‧工作表面

第1A圖顯示一種習知滑鼠裝置之示意圖。

第1B圖顯示一種習知迷你滑鼠裝置之示意圖。

第2A及2B圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠之立體圖。

第3圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠之方塊示意圖。

第4A及4B圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠之操作示意圖。

第5A~5C圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠之操作及所擷取影像圖框之示意圖。

請參照第2A、2B及3圖所示，第2A及2B圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠1之立體圖；第3圖顯示本發明實施例之光學迷你滑鼠1之方塊示意圖。本發明實施例之光學迷你滑鼠1係用以供一使用者以其兩或三隻手指操作於一工作表面S上，並包含一滑鼠殼體、一導航模組12及一手指偵測單元13。該滑鼠殼體具有一寬度W及一長度L，且沿該長度L之一長度方向(例如圖中X方向)具有一第一厚度H1及一第二厚度H2；其中，該第二厚度H2大於該第一厚度H1。本實施例中，該長度L較佳小於該寬度W以盡量縮短裝置尺寸。

本發明實施例中，為符合人體工學設計並盡量縮小整體體 積，該寬度W較佳介於4公分至6公分，以容納兩或三隻手指於其內；例如，第2A圖顯示容納三隻手指之實施例，此時該寬度W較佳介於5公分至6公分；而第2B圖顯示容納兩隻手指之實施例，此時該寬度W較佳介於4公分至5公分。該長度L較佳介於3公分至5公分；其中，該長度L可根據容納所有元件於該滑鼠殼體內所需之內部空間而決定；該第一厚度H1可介於0.3公分至0.5公分；其中，該第一厚度H1愈薄愈好，只要能夠維持其結構強度以及設置手指偵測單元13(容述於後)即可。該第二厚度H2可介於0.7公分至1.3公分；其中，該第二厚度H2之一區域係用以容納大部分元件，該第二厚度H2愈薄愈好，只要能夠置入例如一導航模組12、一電池模組14、一通訊介面15、一資料儲存模組16、一二維加速度計(G)17及/或一無線收發模組(RF)18等運作所需的各元件即可。換句話說，該寬度W係根據容納手指的數目決定，故具有最低限制；而該長度L愈短愈好，只要能容納所有元件於其內即可，以盡量縮小裝置體積。

必須說明的是，雖然第2A及2B圖顯示該光學迷你滑鼠1 或1' 之一前端呈波浪狀，但本發明並不以此為限，該前端亦可形成為拋物線狀或直線，並無特定限制。

該滑鼠殼體具有一操作區11及一容納空間10沿一長度方向 例如圖中X方向)設置；其中，該操作區11具有該第一厚度H1及該寬度W；該容納空間10為該第二厚度H2之一區域之一內部空間，因此具有該第二厚度H2。一實施例中，為方便使用者之手指易於在該工作表面S上推動該光學迷你滑鼠1，該操作區11沿該長度方向可形成為兩側高且中間低之一凹部，且該凹部延伸於一寬度方向(例如圖中Y方向)；此時，該第一厚度H1為該凹部之一平均厚度。一實施例中，該凹部之表面可為粗糙面以增加與指面間之靜摩擦力。相對該第二厚度H2之一區域之上表面可形成一平面區。然而本發明並不以此為限，該第二厚度H2之一區域之上表面亦可形成為曲面。另一實施例中，該操作區11亦可形成為一傾斜面，而該傾斜面之表面可形成為粗糙面以增加與指面間之靜摩擦力。本發明中，該操作區11及該容納空間10之該寬度W可相同或不同；該滑鼠殼體之該寬度W亦可設計為沿該長度方向逐漸遞減或遞增。

另一實施例中，該操作區11及該容納空間10之上表面均為 平面或曲面，而兩表面間可以一垂直面、一斜面或一曲面相連接。

該導航模組12設置於該容納空間10內部用以偵測該光學迷 你滑鼠1相對於該工作表面S之一移動量。例如，該導航模組12可包含一光源121、一影像感測器122及一處理單元123。該光源121可為一發光二極體、一雷射二極體或其他主動光源，較佳用以發出不可見光；該光源121透過該滑鼠殼體之一下表面1BS之一開孔1BH照明該工作表面S。該影像感測器122可為一CCD影像感測器、一CMOS影像感測器或其它光感測器，用以透過該開孔1BH接收來自該工作表面S之反射光，以輸出影像圖框。 該處理單元123例如為一數位處理器(DSP)，用以後處理該影像感測器122所輸出之影像圖框，並根據至少兩張影像圖框計算該光學迷你滑鼠1相對於該工作表面S之一位移量(例如利用影像間之相關性)。例如參照第4A及4B圖所示，使用者只要將手指9置入該操作區11並彎曲或伸展手指9，即能夠輕鬆的於該工作表面S上移動該光學迷你滑鼠1，由於使用者的手掌末端不需離開該工作表面S或於該工作表面S上移動，即使於長時間使用也不會感到疲勞。此外，該導航模組12可另包含至少一導光件用以引導該光源121所發出的光及/或該工作表面S之反射光。

本實施例中，由於該導航模組12係設置於該容納空間10 內部，因此該底面1BS之開孔1BH係相對於該容納空間10及其上表面；亦即，該開孔1BH係位於該滑鼠殼體的後半部而非位於中央部分。此外，該底面1BS係以適合於工作表面S移動的材料所製成。

另一實施例中，該導航模組12另可根據該影像感測器所擷 取之複數影像圖框計算該光學迷你滑鼠1相對於該工作表面S之一轉動量。例如參照第5A~5C圖所示，其顯示該光學迷你滑鼠1之操作狀態以及所擷取之影像圖框之示意圖；其中，第5A圖顯示該光學迷你滑鼠1未被轉動時擷取一影像圖框F1；第5B圖顯示該光學迷你滑鼠1以該操作區11被逆時針轉動時擷取一影像圖框F2；第5C圖顯示該光學迷你滑鼠1以該操作區11被順時針轉動時擷取一影像圖框F3。該導航模組12則根據影像圖框間之相關性(correlation)辨識相對應亮度特徵B的位置變化，並據以計算一轉動量；例如根據該等影像圖框F1及F2計算一逆時針轉動量或根據該等影像圖框F1及F3計算一順時針轉動量。必須說明的是，本實施例中，光學 迷你滑鼠1係以該凹部(即該手指操作區11)被手指旋轉(例如以該凹部之中心C被旋轉)，並非以該光學迷你滑鼠1之中心旋轉。此外，該等影像圖框F1~F3中的亮度特徵B及B'之個數及位置僅為例示性，並非用以限定本發明。此外，雖然第5A~5C圖僅顯示兩手指的操作，三指的操作與其類似，均是以該操作區11進行旋轉，故於此不再贅述。

另一實施例中，該轉動量可透過另外設置一二維重力感測器17或至少一無線收發模組18，例如一射頻辨識模組來實現。利用一二維重力感測器17感測轉動之方式已為習知，故於此不再贅述。一實施例中，可在該光學迷你滑鼠1兩端分別設置無線收發模組18，以接收來自一固定位置(例如，但不限於，主機82或顯示器81)的訊號，當該光學迷你滑鼠1轉動時，該等無線收發模組18所接收到的訊號強弱會因為與該固定位置的距離改變而產生變化，藉此可感測轉動量。該射頻辨識模組可用以量測距離(例如參照歐洲專利EP2127120A1)，例如可於一主機82的兩不同位置分別設置一個標籤(TAG)，該處理單元123則分別計算該等標籤與一滑鼠裝置間之距離來據以計算該轉動量。可以了解的是，該標籤並不限於設置於該主機82。當本發明之光學迷你滑鼠1為一無線滑鼠時，前述無線收發模組18亦可同時用來與該主機82進行資料傳輸。

該手指偵測單元13設置於該操作區11內，用以偵測該操作區11內之一點擊事件及/或一滑動事件。例如，該手指偵測單元13可包含至少一機械式按鍵、一滾輪、至少一電容式開關及/或至少一光學式開關設置於該操作區11內。

一實施例中，該手指偵測單元13可利用傳統滑鼠之一左鍵131、一右鍵132及一滾輪133(如第2B圖所示)來偵測點擊事件及/或捲動事件，該處理單元123則據以相對控制一主機82於一顯示器81上顯示相對應動作；例如圖示點選或畫面捲動等功能。

另一實施例中，該手指偵測單元13可利用一電容式開關偵測手指的點擊(例如單擊、雙擊或多擊)並偵測手指的滑動以作為捲動事件(如第2A圖所示的單一區域)。另一實施例中，電容式開關亦可分割成不同區域來偵測不同手指(如第2B圖所示)；其中，利用電容式開關偵測手指的點擊及滑動的方式已為習知，故於此不再贅述。

另一實施例中，該手指偵測單元13可利用一光學式開關偵測手指的點擊並偵測手指的滑動以作為捲動事件(如第2A圖所示的單一區域)。另一實施例中，光學式開關亦可分割成不同區域來偵測不同手指(如第2B圖所示)。本實施例中，當該手指偵測單元13包含一光學式開關，該光學式開關可與該導航模組12分享同一光源(例如121)或使用不同光源。

必須說明的是，雖然第3圖中顯示該導航模組12以及該手指偵測單元13係耦接至相同處理單元123，但本發明並不以此為限。該手指偵測單元13亦可耦接至另一獨立的處理單元而不與該導航模組12分享相同的處理單元。

一實施例中，該光學迷你滑鼠1可透過無線或有線技術與一主機82進行通訊，因此該光學迷你滑鼠1可包含一通訊介面15(例如一無線介面或有線介面)設置於該容納空間10內部。例如，該光學迷你滑鼠1另可包含一USB模組，當該光學迷你滑鼠1以一USB傳輸線與該主機82連接時(例如透過一通訊插槽151)則進行有線傳輸，當解除連接時則改用無線傳輸，並無特定限制。有線及無線傳輸技術已為習知，故於此不再贅述。

一實施例中，該光學迷你滑鼠1可包含一電池模組14位於該容納空間10內部，用以提供運作時所需的電力。例如該光學迷你滑鼠1另可包含一USB模組，當該光學迷你滑鼠1以一USB傳輸線與該主機82連接時，可利用主機82供電並對該電池模組14進行充電。另一實施例中，該USB傳輸線可僅提供電力而不對該電池模組14進行充電。

一實施例中，該光學迷你滑鼠1可包含一資料儲存模組16設置於該容納空間10內部，如此該光學迷你滑鼠1可用作為一隨身碟並透過一USB介面或一PS2介面與主機82進行資料存取；或者，該光學迷你滑鼠1可利用滑鼠本身的頻道(例如傳輸位移量的頻道)進行無線資料傳輸。

一實施例中，該手指偵測單元13可另用以偵測一生理特徵，例如包含指紋、脈搏及血氧等。例如，該光學迷你滑鼠1可利用指紋限定預設使用者才能進行啟動，以增加資料安全性；例如，該光學迷你滑鼠1可包含一光學手指滑鼠(optical finger mouse)。利用該手指偵測單元13偵測生理特徵的方式例如可參照由本案申請人所共同擁有的美國專利申請第13/614,999號的內容。

一實施例中，該導航模組12可以一可調回報率(adjustable report rate)回報所計算出的移動量及/或轉動量。例如可根據該主機82目前所執行的應用程式決定回報率的數值；例如，當該主機82正在執行一遊戲程式時，該導航模組12可以較高回報率進行位移量及/或轉動量的回報；而當該主機82正在執行一文書處理程式時，該導航模組12可以較低回報率進行位移量及/或轉動量的回報；其中，回報率的調整可由使用者選擇或由該光學迷你滑鼠1直接根據該主機2傳送的信號來自動決定。

本發明實施例中，該容納空間10係設置於光學迷你滑鼠1之後方。該光學迷你滑鼠1之大部分元件設置於該容納空間10內部以使整體重心位於後方，如此可提昇使用者的使用手感。

本發明實施例中，該光學迷你滑鼠1所計算之位移量可用以控制一顯示器81上之一游標，而該轉動量可用以控制兩相參數，例如音量調整、尺寸縮放(zooming)、畫面捲動(scrolling)等具有兩種變化的各種參數，並無特定限制。因此，當該光學迷你滑鼠1同時具有偵測轉動量功能時，可不另外設置滾輪133而完全以其所偵測之轉動量取代滾輪133的功能；亦即，該手指偵測單元13可僅用以偵測點擊事件而不偵測滑動事件。

綜上所述，習知迷你滑鼠裝置係透過三隻手指抓取滑鼠裝置以於工作表面移動，在長時間操作下使用者容易感到疲勞。因此，本發明另提供一種光學迷你滑鼠(第2A~2B及3圖)，使用者於操作時僅需自然地將手指置放置於操作區，則可輕鬆地於一工作表面上移動滑鼠裝置，具有操作輕鬆的優點；此外，另可進行轉動操作以擴充功能並增加裝置實用性。

雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、1'‧‧‧光學迷你滑鼠

10‧‧‧容納空間

12‧‧‧導航模組

121‧‧‧光源

122‧‧‧影像感測器

123‧‧‧處理單元

13‧‧‧手指偵測單元

14‧‧‧電池模組

15‧‧‧通訊介面

16‧‧‧資料儲存模組

17‧‧‧二維重力感測器

18‧‧‧無線收發模組

81‧‧‧顯示器

82‧‧‧主機

9‧‧‧手指

1BS‧‧‧底面

1BH‧‧‧開孔

S‧‧‧工作表面

Claims (20)

1. 一種光學迷你滑鼠，用以操作於一工作表面上，該光學迷你滑鼠包含：一滑鼠殼體，包含一操作區及一容納空間沿一長度方向設置；其中，該容納空間之一厚度介於0.7公分至1.3公分，該操作區之一寬度介於4公分至6公分且該操作區之一厚度小於該容納空間之該厚度；一導航模組，設置於該容納空間內部用以偵測該光學迷你滑鼠相對於該工作表面之一移動量；以及一手指偵測單元，用以偵測該操作區內之一點擊事件及/或一滑動事件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，其中該手指偵測單元包含至少一機械式按鍵、一滾輪、至少一電容式開關及/或至少一光學式開關設置於該操作區。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，其中該操作區沿該長度方向形成為兩側高且中間低之一凹部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，其中該滑鼠殼體沿該長度方向之一長度小於該操作區之該寬度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，其中該滑鼠殼體另包含一底面面對該操作區，該底面具有一開孔位於該容納空間下方；該導航模組包含一光源透過該開孔照明該工作表面及一影像感測器透過該開孔接收該工作表面之反射光。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學迷你滑鼠，其中該導航模組另根據該影像感測器所擷取之複數影像圖框計算該光學迷你滑鼠相對於該工作表面之一轉動量。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，另包含一二維重力感測器或至少一無線收發模組用以偵測該光學迷你滑鼠相對於該工作表面之一轉動量。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學迷你滑鼠，其中該手指偵測單元另用以偵測一生理特徵。
9. 如申請專利範圍第1至8項其中一項所述之光學迷你滑鼠，另包含一電池模組設置於該容納空間內部。
10. 如申請專利範圍第1至8項其中一項所述之光學迷你滑鼠，另包含一無線介面或一有線介面。
11. 如申請專利範圍第1至8項其中一項所述之光學迷你滑鼠，另包含一資料儲存模組設置於該容納空間內部。
12. 如申請專利範圍第1至8項其中一項所述之光學迷你滑鼠，其中該導航模組以一可調回報率輸出該移動量。
13. 一種光學迷你滑鼠，用以操作於一工作表面，該光學迷你滑鼠包含：一滑鼠殼體，具有一寬度及一長度，沿該長度之一長度方向具有一第一厚度及一第二厚度；其中，該寬度大於該長度且該第二厚度大於該第一厚度；一導航模組，設置於該滑鼠殼體之該第二厚度之一區域之一內部空間，用以偵測該光學迷你滑鼠相對於該工作表面之一移動量及一轉動量；以及 一手指偵測單元，形成於該滑鼠殼體之該第一厚度之一區域，用以偵測一點擊事件及/或一滑動事件。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學迷你滑鼠，其中該寬度介於4公分至6公分，該長度介於3公分至5公分、該第一厚度介於0.3公分至0.5公分且該第二厚度介於0.7公分至1.3公分。
15. 如申請專利範圍第13項所述之光學迷你滑鼠，其中該手指偵測單元包含至少一機械式按鍵、一滾輪、至少一電容式開關及/或至少一光學式開關。
16. 如申請專利範圍第13項所述之光學迷你滑鼠，其中該殼體另包含一底面面對該第一厚度之該區域，該底面具有一開孔相對於該第二厚度之該區域；該導航模組包含一光源透過該開孔照明該工作表面及一影像感測器透過該開孔接收該工作表面之反射光。
17. 如申請專利範圍第13項所述之光學迷你滑鼠，其中該第一厚度之該區域沿該長度方向形成為兩側高且中間低之一凹部，該第一厚度為該凹部之一平均厚度。
18. 一種光學迷你滑鼠，包含：一滑鼠殼體，包含一凹部及一平面區沿一長度方向相鄰地設置，該凹部延伸於一寬度方向；一導航模組，當該滑鼠殼體以該凹部被旋轉時，用以偵測該光學迷你滑鼠相對於該工作表面之一轉動量；以及一手指偵測單元，用以偵測該凹部之一點擊事件及/或一滑動事件。
19. 如申請專利範圍第18項所述之光學迷你滑鼠，其中該光學迷你滑鼠之一寬度大於一長度。
20. 如申請專利範圍第18項所述之光學迷你滑鼠，其中該手指偵測單元包含至少一機械式按鍵、一滾輪、至少一電容式開關及/或至少一光學式開關設置於該凹部。