遥控式光电鼠标及使用方法与流程

技术领域

本发明涉及一种遥控式光电鼠标及使用方法，属于计算机输入设备技术领域。

背景技术：

现在人们常用的光电鼠标需要放在桌面上使用，通常鼠标下放一专门的鼠标垫。这种鼠标有几个缺点：一是鼠标会占用一块桌面空间，离开桌面不能使用；二是鼠标使用时需要一块鼠标垫；三是长时间频繁使用鼠标时，由于手臂需要反复移动从而引起手臂肌肉酸痛。

另外，新出现的基于陀螺仪和加速传感器的空中鼠标也有慢速移动时精确度降低的问题。

传统的光电鼠标是通过底部的LED灯，灯光以约30度角射向桌面，照射出粗糙的表面所产生的的阴影，然后表面产生的漫反射光线透过另外一块透镜折射反馈到传感器上。当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过数字信号处理器对每张图片的前后对比分析处理，以判断鼠标移动的方向以及位移，从而得出鼠标在屏幕上的坐标值。鼠标的处理器对这些数值处理之后，传给电脑主机。

传学光电鼠标工作原理：光学鼠标主要由四部分的核心组件构成，分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎（Optical Engine）以及控制芯片组成。

如图1所示的是传统光学鼠标的光学跟踪引擎部分横截面的示意图，光学鼠标通过底部的LED灯，灯光以30度角射向桌面，照射出粗糙的表面所产生的阴影，然后再通过平面的折射透过另外一块透镜反馈到传感器上。

如图2所示的是传统光学鼠标的成像流程示意图。当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过“数字信号处理器”(DSP)对每张图片的前后对比分析处理，以判断鼠标移动的方向以及位移，从而得出鼠标x, y方向的移动数值。再通过SPI传给鼠标的微型控制单元（Micro Controller Unit）。鼠标的处理器对这些数值处理之后，传给电脑主机。

现有的一种遥控式鼠标的方案是，固定一非可见光点光源作为参考点，鼠标通过图像感应模块多次感应包含非可见光点光源在内的光信息图案，供数据处理模块计算非可见点光源所处位置，从而获得光标的位置信息，并将光标位置信息发送给电脑主机。

技术实现要素：

现有的基于陀螺仪和加速传感器的遥控鼠标方案生产成本高，灵敏度低慢速移动时精确度降低，不利于操作。本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出一种遥控式光电鼠标及使用方法。

本发明采用如下技术方案：遥控式光电鼠标，包括电脑主机，其特征在于，包括鼠标本体、红外接收器、无线接收器，所述鼠标本体的输出端与所述红外接收器的输入端、所述无线接收器的输入端相连接，所述红外接收器的输出端与所述无线接收器的输入端相连接，所述无线接收器的输出端与所述电脑主机的输入端相连接。

优选地，所述鼠标本体的前端开设有红外激光发射窗口，所述鼠标本体的上表面位于所述红外激光发射窗口的后端还设置有移动开关键、锁定键、左键、右键，所述移动开关键与所述锁定键前后对称分布，所述左键与所述右键左右对称分布，所述鼠标本体的上表面的后部还设置有滚轮。

优选地，所述鼠标本体的内部还设置有红外激光灯、电路板一、红外激光开关、左键微动开关、右键微动开关、红外激光与左键组合开关、鼠标控制芯片、编码器、无线发射模块一，所述电路板一分别与所述红外激光灯、所述红外激光开关、所述左键微动开关、所述右键微动开关、所述红外激光与左键组合开关、所述鼠标控制芯片、所述编码器、所述无线发射模块一相连接，所述红外激光灯设置于所述红外激光发射窗口内，所述红外激光开关的顶端与所述移动开关键的底端紧密贴合、所述左键微动开关的顶端与所述左键的底端紧密贴合，所述右键微动开关的顶端与所述右键的底端紧密贴合，所述红外激光与左键组合开关的顶端与所述锁定键的底端紧密贴合，所述编码器与所述滚轮嵌套配合连接；所述红外激光灯用于发出平行的红外光线，所述鼠标控制芯片用于产生控制信号，并传输给所述电路板一；所述电路板一用来进行电信号传输；所述无线发射模块一用于将所述电路板一的控制信号发送给所述无线接收器。

优选地，所述鼠标本体的前端还设置有透明散射体，所述透明散射体的后端与所述红外激光灯的输出端正对准。

优选地，所述透明散射体采用毛玻璃或者半透明薄膜等散射材料。

优选地，所述红外激光开关、所述左键微动开关、所述右键微动开关、所述红外激光与左键组合开关均采用点动式开关。

优选地，所述红外接收器包括半透明光屏、透镜、电路板二、无线发射模块二、光学引擎，所述电路板二分别与所述光学引擎、所述无线发射模块二相连接，所述半透明光屏设置于所述红外接收器的外表面，用来接收所述鼠标本体发出的红外光并投影出激光散斑图案；所述透镜设置于所述半透明光屏的内侧，所述透镜用来将所述半透明光屏上的图像折射到所述光学引擎上；所述光学引擎设置于所述透镜的内侧，所述光学引擎用来录得鼠标本体转过一定角度时所述半透明光屏上连续移动的图案；所述光学引擎用来对获得的每张图片进行对比分析处理，以判断所述半透明光屏上的图案的移动方向和位移，并输出数字信号给所述无线发射模块二；所述无线发射模块二用来发射处理后的数字信号；电路板二用来进行电信号传递。

优选地，所述光学引擎包括光学传感器、数字信号处理器，所述光学传感器的输出端与所述数字信号处理器的输入端相连接，所述数字信号处理器的输出端与所述无线发射模块二的输入端相连接。

优选地，所述无线接收器的外表面上分别设置有无线接收模块、USB接口，所述USB接口与所述电脑主机上的USB接口相连接，所述无线接收模块用来接收所述鼠标本体发出的控制信号、所述红外发射器发出的数字信号。

本发明还提出遥控式光电鼠标的使用方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤SS1：移动电脑光标时，按下鼠标本体的移动开关键启动红外激光开关发出电信号给红外激光灯发出平行的红外激光，所述红外激光经过透明散射体在鼠标本体的前方一定范围形成不规则的强度分布，出现随机分布的激光散斑；

步骤SS2：在鼠标本体的前方设置红外接收器，所述步骤SS1的红外激光在半透明光屏投影出激光散斑图案，所述激光散斑图案通过透镜折射到光学传感器，当鼠标本体转过一角度时，红外接收器的半透明光屏上的激光散斑图案随之移动，光学传感器录得连续的图像并传输给数字信号处理器，数字信号处理器对获得的每张图片进行对比分析处理，判断半透明光屏上的激光散斑图案的移动方向和位移并传输给无线发射模块二发射给无线接收器；

步骤SS3：无线接收器的无线接收模块接收来自鼠标本体的控制信号、来自红外接收器的所述激光散斑图案的移动方向和位移，通过USB接口发送给电脑主机，电脑光标移动到目标处后松开移动开关键，否则转入步骤SS1；

步骤SS4：拖动文件以及选中文本时，按下锁定键启动红外激光与左键组合开关，移动鼠标本体后松开锁定键完成操作。

本发明所达到的有益效果：（1）本发明的采用了激光为光源，可以在半透明光屏投影出激光散斑图案，而自然光难以在半透明光屏上产生干扰，所以本遥控式光电鼠标的抗干扰性强；（2）本发明的鼠标本体在偏转一小角度时，鼠标本体前方的投影图案可产生较大位移，所以本发明的遥控式光电鼠标的控制灵敏度很高，且使用者更省力；（3）由于本发明的遥控式光电鼠标可以手持使用，且不必移动手臂，故可节约桌面空间；（4）需要移动光标时手动控制光源的红外激光开关，光源不是一直打开，因而功耗更低更节能；（5）普通光学鼠标的光学传感器对红外光也有较大的响应率，可在本鼠标中使用，未采用更复杂的算法，使用传统光电鼠标的光学传感器，成本较低。

附图说明

图1是传统光学鼠标的光学跟踪引擎部分横截面的示意图。

图2是传统光学鼠标的成像流程示意图。

图3是本发明的遥控式光电鼠标的工作原理图。

图4是本发明的激光散斑图案的移动示意图。

图5是本发明的激光散斑图案的结构示意图。

图6是本发明的激光散斑的形成示意图。

图7是本发明的红外接收器的内部结构原理图。

图8是本发明的无线接收器的结构示意图。

图9是本发明的鼠标本体的内部结构原理图。

图10是本发明的遥控式光电鼠标的结构原理图。

图中标记的含义：1-鼠标本体，11-红外激光发射窗口，12-移动开关键，13-锁定键，14-左键，15-右键，16-滚轮；101-透明散射体，102-红外激光灯，103-电路板一，104-红外激光开关，105-左键微动开关，106-右键微动开关，107-红外激光与左键组合开关，108-鼠标控制芯片，109-编码器，110-无线发射模块一；2-红外接收器，201-半透明光屏，202-透镜，203-光学传感器，204-电路板二，205-无线发射模块二，206-光学引擎，207-数字信号处理器；3-无线接收器，31-无线接收模块，32-USB接口；4-显示器，5-桌面，6-电脑主机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图10是本发明的遥控式光电鼠标的结构原理图。本发明提出遥控式光电鼠标，包括电脑主机6，其特征在于，包括鼠标本体1、红外接收器2、无线接收器3，鼠标本体1的输出端与红外接收器2的输入端、无线接收器3的输入端相连接，红外接收器2的输出端与无线接收器3的输入端相连接，无线接收器3的输出端与电脑主机6的输入端相连接，红外接收器2安装在显示器4上，显示器4安装在桌面5上。

作为一种较佳的实施例，红外接收器2也可使用有线连接方式直接与电脑主机6相连接从而替换无线接收器3。

作为一种较佳的实施例，鼠标本体1的前端开设有红外激光发射窗口11，鼠标本体1的上表面位于红外激光发射窗口11的后端还设置有移动开关键12、锁定键13、左键14、右键15，移动开关键12与锁定键13前后对称分布，左键14与右键15左右对称分布，鼠标本体1的上表面的后部还设置有滚轮16。

作为一种较佳的实施例，滚轮16也可用采用翻页控制按键替换。

作为一种较佳的实施例，图9是本发明的鼠标本体的内部结构原理图。鼠标本体1的内部还设置有红外激光灯102、电路板一103、红外激光开关104、左键微动开关105、右键微动开关106、红外激光与左键组合开关107、鼠标控制芯片108、编码器109、无线发射模块一110，电路板一103分别与红外激光灯102、红外激光开关104、左键微动开关105、右键微动开关106、红外激光与左键组合开关107、鼠标控制芯片108、编码器109、无线发射模块一110相连接，红外激光灯102设置于红外激光发射窗口11内，红外激光开关104的顶端与移动开关键12的底端紧密贴合、左键微动开关105的顶端与左键14的底端紧密贴合，右键微动开关106的顶端与右键15的底端紧密贴合，红外激光与左键组合开关107的顶端与锁定键13的底端紧密贴合，编码器109与滚轮16嵌套配合连接；红外激光灯102用于发出平行的红外光线，鼠标控制芯片108用于产生控制信号，并传输给电路板一103；电路板一103用来进行电信号传输；无线发射模块一110用于将电路板一103的控制信号发送给无线接收器3。

作为一种较佳的实施例，鼠标本体1的前端还设置有透明散射体101，透明散射体101的后端与红外激光灯102的输出端正对准。

作为一种较佳的实施例，透明散射体101采用毛玻璃或者半透明薄膜等散射类材料。

作为一种较佳的实施例，红外激光开关104、左键微动开关105、右键微动开关106、红外激光与左键组合开关107均采用点动式开关。

作为一种较佳的实施例，图7是本发明的红外接收器的内部结构原理图。红外接收器2包括半透明光屏201、透镜202、电路板二204、无线发射模块二205、光学引擎206，电路板二204分别与光学引擎206、无线发射模块二205相连接，半透明光屏201设置于红外接收器2的外表面，用来接收鼠标本体1发出的红外光并投影出激光散斑图案；透镜202设置于半透明光屏201的内侧，透镜202用来将半透明光屏201上的图像折射到光学引擎206上；光学引擎206设置于透镜202的内侧，光学引擎206用来录得鼠标本体1转过一定角度时半透明光屏201上连续移动的图案；光学引擎206用来对获得的每张图片进行对比分析处理，以判断半透明光屏201上的图案的移动方向和位移，并输出数字信号给无线发射模块二205；无线发射模块二205用来发射处理后的数字信号；电路板二204用来进行电信号传递。

作为一种较佳的实施例，光学引擎206包括光学传感器203、数字信号处理器207，光学传感器203的输出端与数字信号处理器207的输入端相连接，数字信号处理器207的输出端与无线发射模块二205的输入端相连接。

作为一种较佳的实施例，图8是本发明的无线接收器的结构示意图。无线接收器3上分别设置有无线接收模块31、USB接口32，USB接口32与电脑主机6上的USB接口相连接，无线接收模块31用来接收鼠标本体1发出的控制信号、红外发射器2发出的数字信号。

本发明还提出遥控式光电鼠标的使用方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤SS1：移动光标时，按下鼠标本体1的移动开关键12启动红外激光开关104发出电信号给红外激光灯102发出平行的红外激光，红外激光经过透明散射体101在鼠标本体1的前方一定范围形成不规则的强度分布，出现随机分布的激光散斑；

步骤SS2：在鼠标本体1的前方设置红外接收器2，步骤SS1的红外激光在半透明光屏201投影出激光散斑图案，图5是本发明的激光散斑图案的结构示意图，激光散斑图案通过透镜202折射到光学传感器203，当鼠标本体1转过一角度时，红外接收器2的半透明光屏201上的激光散斑图案随之移动，图4是本发明的激光散斑图案的移动示意图，光学传感器203录得连续的图像并传输给数字信号处理器207，数字信号处理器207对获得的每张图片进行对比分析处理，判断半透明光屏201上的激光散斑图案的移动方向和位移并传输给无线发射模块二205发射给无线接收器3；

步骤SS3：无线接收器3的无线接收模块31接收来自鼠标本体1的控制信号、来自红外接收器2的激光散斑图案的移动方向和位移，通过USB接口32发送给电脑主机6，光标移动到目标处后松开移动开关键12，否则转入步骤SS1；

步骤SS4：拖动文件以及选中文本时，按下锁定键13启动红外激光与左键组合开关107，移动鼠标本体1后松开锁定键13完成操作。

图3是本发明的遥控式光电鼠标的工作原理图。本发明的工作原理如下：鼠标本体1是手持使用，按下鼠标本体1的移动开关键12，鼠标本体1内的红外激光灯102发出红外激光（功率不大于5mw），红外激光经过毛玻璃可以在鼠标本体1前方一定范围形成激光散斑图案。在鼠标本体1前方（不大于400mm为优选距离）设置一个静止的半透明光屏201可以让红外光投影出一定强度的激光散斑图案。当鼠标本体1转一角度时，半透明光屏201上的图案随之移动。在半透明光屏201的另一边的透镜202将半透明光屏201上的图案折射到光学传感器203上。光学传感器203再传输给数字信号处理器207对获得的每张图片进行对比分析处理，以判断半透明光屏201上图案（即光标）的移动方向和位移，并将光标的坐标信息发送给电脑主机，此方法与传统光电鼠标一致。

本发明的遥控式光电鼠标使用时与传统鼠标的改进之处：1，移动光标时，需要按下光源开关（即红外激光开关104），光标移到目标处后松开光源开关；2，拖动文件以及选中文本时按下锁定键13启动红外激光与左键组合开关107，移动鼠标本体1后松开此键完成操作。

本发明的遥控式光电鼠标的辅助软件处理：传统鼠标尤其是光电鼠标的光学传感器接收的图案与本发明遥控式光电鼠标接收的图案是镜像的关系，采用传统鼠标的光学引擎，需要使光标y轴反向移动或者x轴反向移动。图6是本发明的激光散斑的形成示意图。由于本发明的遥控式光电鼠标相对于传统鼠标灵敏度提高较大，需要适当降低指针灵敏度调低，同时提高指针移动的加速度可以获得很好地使用体验。

与现有技术相比，本发明的优点在于：其一，本发明采用了激光为光源，激光前安装一透明散射体101（例如毛玻璃或半透明薄膜），激光通过前方的透明散射体101能在鼠标本体1前方产生激光散斑图案，图案的光强足够强不易受外界光线干扰；其二，激光采用红外非可见光，可以避免视觉干扰，激光可采用功率不大于5mw的光源，既能保证在工作范围有效识别，又不对人体产生危害；其三，本发明设置一固定的红外接收器2，红外接收器2上设一半透明的半透明光屏201，能让半透明光屏201获得红外光投影成像；其四，半透明光屏201后（不大于20mm优选距离）设一透镜202可将半透明光屏201上的图案折射入光学传感器203；在透镜202后设置的光学传感器203可为普通光电鼠标传感器，也可为专门的红外光电传感器；其五，红外接收器2固定在显示器4上或者位于显示器4的附近，鼠标本体1可手持使用，鼠标本体1与红外接收器2两者距离不大于400mm，鼠标本体1对准红外接收器2后，移动鼠标本体1可以控制电脑光标的移动；其六，鼠标本体1上设置控制激光的点动式开关，可控制激光的亮灭；其七，鼠标本体1另外有一同时控制左键和激光的点动式开关，可同时控制激光打开和左键按下，实现拖动文件以及选中文本操作；其八，鼠标本体1上还有传统鼠标左键14、右键15及滚轮16。

名词解释：点动式开关：按下为开，松开为关。

激光散斑：当相干光从粗糙表面反射或从含有散射物质的介质内部后散射或透射时，会形成不规则的强度分布，出现随机分布的斑点。粗糙表面和介质中散射子可以看作是由不规则分布的大量面元构成，相干光照射时，不同的面元对入射相干光的反射或散射会引起不同的光程差，反射或散射的光波动在空间相遇时会发生干涉现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。