专利名称：用于计算机和视频游戏的手动操纵数据装置的制作方法
背景技术：
领域本发明涉及人机接口，尤其涉及一种向计算机、视频游戏，或类似机器输入数据的计算机鼠标类型的装置。
现有技术背景描述在计算机领域中，已知可使用手动操作的且连同键盘一起使用的远程计算机接口装置。众所周知的计算机接口装置通常被认为是计算机鼠标，其中用手使鼠标在平坦工作面上移动，从而移动计算机监控器上的光标。通常地，鼠标也包括有电开关，当光标位于所要求的位置时可激活该电开关从而引起计算机的输入。
由鼠标类型装置所产生的问题在于鼠标要连同键盘一起使用于数据的输入。因此，用户必须在键盘和计算机鼠标工作面之间反复移动他或她的手。计算机鼠标操作所需要的这种手移动对用户来说不但效率低下而且令人疲劳。因此，需要一种不要求用户将他或她的手从键盘移动到远处位置就能输入数据至计算机的鼠标类型计算机接口装置。此外，这个装置必须不妨碍键盘的使用，或其他一般办公设备的使用。
由鼠标类型装置所产生的另一个问题是关于他们和便携式计算机的使用。便携式计算机的使用环境通常排除了标准计算机鼠标所需的平坦表面。同样地，无线计算机键盘近来已经引入市场。但是，由于为了使用便携式计算机的鼠标，用户必须接近平坦表面，因而用户无法充分利用无线键盘的远程能力。因此，需要一种不要求平坦表面就能操作鼠标的鼠标类型计算机接口装置。
现有技术包括以某种方式产生计算机数据的若干个装置。例如，专利号为4,414,537(Grimes)的美国专利描述了一种安装有用于检测手语字符类型手势移动的传感器的手套。这个发明要求用户能流利使用美国聋人单手手语字母表(Single Hand Manual Alphabet for the American Deaf)。虽然独特，但这个发明由于使用多个传感器从而制作昂贵。应当注意到计算机键盘上的″F″、″J″、和″5″键具有特定的布莱叶盲文(Braille)突起，用户的指尖可感知这些突起而在键盘上正确地定位手和手指。该发明因罩住指尖而破坏了上述能力。因此该发明使得操作者打字困难。此外，若不是偶尔输入数据，用户拿笔写字，或接听电话也将极其困难。最后，该发明不能很好地适用于生成鼠标类型光标数据。
专利号为4,988,981(齐默曼，Zimmerman，)的美国专利描述了一种用于操作虚拟计算机对象的手套类型装置。该手套具有若干个传感器和超声发射机，以及计算机监控器具有若干个超声接收机。这些传感器用于确定手的操作，以及超声发射机和接收机用于确定手的相对位置。这个发明能较好适用于确定虚拟三维位置，以及虚拟计算机对象的操作。然而，许多传感器、超声发射机和接收机会使装置变得复杂和昂贵。此外，与传统的计算机鼠标相比较，该装置需要过多的计算机处理去操作虚拟对象。该发明同样也遮蔽了手指的指尖，由此用户丢失了键盘操作所需要的触觉。最后，若不是偶尔输入数据，用户操作键盘，拿笔写字，或接听电话也将极其困难。
专利号为5,489,922(Zloof)的美国专利使用了分别放置在每只手的食指上的两个同心环。用户旋转放置在右手上的环可垂直移动光标，以及旋转放置在左手上的环可水平移动光标。而且，压下每个环都可触发开关从而模拟出标准的鼠标按钮。虽然是个新颖的发明，但是这个发明要求用户学会一套全新的手与眼睛的协调技能。这是因为水平和垂直光标移动是由两个不同的传感器引起的，因此需要两个不同且独立的身体操作。甚至，用户必须将两套新的手与眼睛的协调技能结合起来以熟练使用光标移动。这本身也是另一种用户必须掌握的手与眼睛的协调技能。此外，制作需要两个用于光标移动的传感器的装置所需的成本和人工比只需一个传感器的装置昂贵。该装置实质上非常机械，轻松发生故障以及需要反复维修。而且，这个发明是专为双手健全的人使用而设计的。因此，仅有一只手或没有手指的残疾人或有缺陷的人将难以使用这些装置。最后，若不是偶尔输入数据，用户操作键盘，或接听电话也将极其困难。
专利号为5,444,462(Wambach)和专利号为6,097,369(Wambach)的两个美国专利都描述了一种安装有不同传感器的手套类型装置。垂直光标移动可通过食指上下移动获得，水平光标移动可通过左右旋转手腕获得。虽然这些装置都是新颖发明，但是要求用户学会一套全新的手与眼睛的协调技能。这是因为水平和垂直光标移动由两个不同的传感器引起，因此需要用户操纵两个不同的身体部位。这要求用户学会且强化两种新的、不同的且独立的手与眼睛协调技能。甚至，用户必须将两种技能结合起来以熟练使用光标移动。这本身也是另一个用户必须掌握的全新的手与眼睛的协调技能。此外，制作需要两个用于光标移动的传感器的装置所需要的成本和人工比只需一个传感器的装置昂贵。既然手套不能方便地戴上或取下，因此在手套类型的式样中安装传感器也存在问题。这将造成使用盥洗室、洗手等等更为困难。最后，若不是偶尔触发这些装置上的传感器，就几乎无法使用计算机键盘或实现其他一般的办公操作。因此当用户不希望产生鼠标命令时，这些部件必须失效或完全被取下。
专利号为6,526,669B2(Nagata)的美国专利描述了一种安装在手上的用于获得手指操纵数据的装置。由这个装置获取的数据被用于分析人的手指移动，以便更好地了解和操作机械手。虽然这是个有趣的发明，但是由于要求用户在每个指尖都佩戴传感器帽，该发明妨碍了计算机键盘的输入。这种传感器帽阻碍用户在键盘操作时所需的感觉触觉。此外，该装置所使用的传感器价格高，体积大，不轻松被戴上或取下，以及不能较好地适用于鼠标等价数据。
专利号为6,154,199(Butler)的美国专利描述了一种手套类型装置，其具有安装在食指一侧的跟踪球，以及在手掌上安装的按钮。光标移动可通过拇指操作跟踪球而获得，按钮触发可通过手指按下安装在手掌上的按钮而获得。虽然这是个有趣的发明，但是这个装置有如下若干限制1.当移开手指去按下安装在手掌上的按钮时，用户必须尽力意识到不能附带地敲打计算机键盘上的键。也就是说，当从键盘输入到手掌按钮触发进行切换时，该发明需要用户从键盘上抬起他或她的手以防止附带地敲打键盘上的键。
2.这个发明局限于生成光标移动的跟踪球，而没有考虑到其他传感器类型，如鼠标杆、光传感器、涡轮(scroll-wheels)等等。
3.用户必须使用两个不同的手指去执行计算机的“拖放”命令。这是因为当一个手指必须触发其中一个安装在手掌的按钮时，另一个拇指也同时地触发跟踪球。
4.当执行一般任务时，如端饮水杯，接听电话，握手，站立时推压椅子扶手等等，都会意外地触发安装在手掌的按钮。
5.该发明无法利用便捷地方法去开启或关闭部件。
6.该发明没有考虑到将传感器安装在拇指或其他的手指上。
7.这种手套类型装置不能快捷方便地戴上或取下。这使得洗手、握手、使用盥洗室、或实现其他卫生功能变得困难。
8.该发明需要如服装物品一样的定期消毒和清洗。如果多个操作者都使用同一个装置，这将尤其必要。
专利号为5,581,484(Prince)的美国专利描述了一种具有安装在手指上的传感器的手套类型装置。这个装置连接至计算机，当手指移动或按压如桌面的平坦表面时，该计算机可解释手指的相对位置。在每个虚拟击键期间，每个传感器响应的方式使计算机能预知用户想按下的键。这使得用户能合并任何平坦表面来作为虚拟键盘。虽然对于键盘的输入而言这是个新颖的发明，但是这个装置不适用于产生鼠标等价数据。这些许多的传感器也非常昂贵，而且当使用计算机键盘，接听电话等等时也可能被意外触发。最后，这个手套类装置不能轻易地戴上或取下。
专利号为5,638,092(Eng等)的美国专利描述了一种安装在计算机用户手指的环形装置。该圆环可传送由嵌入在计算机键盘中多个接收机接收的信号。当该圆环向上，向下或横穿键盘时，接收机可确定光标移动。一个专用按钮安装在键盘空格键附近以提供鼠标“点击”按钮特征。虽然这是个有趣的发明，但是这个装置需要具有多个接收机的专用计算机键盘。这些键盘价格昂贵，而且会使得在未更换键盘的现有计算机上使用该圆环装置变得困难。这个装置也要求用户从键盘处移开带有该圆环的手，然后根据所要求的光标方向进行移动。接着用户必须将带有圆环的手放置在键盘上。这种枯燥的来回过程要求用户抛弃他们的键盘上的手的位置，只是为了试图再次找回该位置。这个装置也将硬件和产生鼠标等价数据的操作者工具分割开来。光标位置由移动圆环产生，但是鼠标“点击”按钮放置在键盘上。这将阻碍用户用单手产生鼠标等价数据。
火箭鼠标(Rocket Mouse)(由ErgoTouch发明)是另一种计算机鼠标类型装置。这个部件具有一个安装在手持式机壳内的跟踪球和鼠标按钮。用户可在食指和拇指间持有该装置。通过拇指可触发跟踪球和鼠标按钮。虽然这是个现有发明，但是这个装置要求用户握住。因此，为了使用键盘，接听电话，用笔写字等等，必须放下该部件。
数据输入装置的另一种应用是用于视频和计算机游戏。这些装置，称为“控制器”，已为公众所知，并且通常涉及某种具有多个按钮的手持操纵杆、射线枪、赛车方向盘，等等。如同计算机鼠标，这些装置大都要求用户握住。因此，为了使用另一个数据输入装置，接听电话等等，用户必须放下该装置。此外，诸如方向盘和脚踏板的装置是固定不动的，没给用户随意移动的自由。因此，需要一种不要求用户握住并且不妨碍其他诸如使用另一个数据输入装置或接听电话等行为的便携式装置。而且，视频和计算机游戏的操作者喜欢将数据输入装置以某种方式附在他们身体上所带来的沉浸于游戏中的感觉。因此，需要一种轻松缚系至用户身体和从用户身体上取下的装置。
最近在视频和计算机游戏产业中，虚拟现实也可获得许多乐趣。然而，这些装置通常依赖于昂贵的发射机和接收机来获得相对位置。它们也通常安装在一个手套类式样中，该式样阻碍了用户触觉，使装置的戴上和取下更为麻烦。若不是偶尔输入一条命令，这些装置也难以执行其他任务，如接听电话或使用计算机键盘。最后，这些装置不能很好适用于其他诸如产生鼠标等价数据的应用。
这样的一个例子是专利号为6,540,607B2(Mokris等)的美国专利，描述了一种检测瞄准装置或枪的位置和方向的视频或计算机游戏装置。通过在枪上安装红外发射机，和在视频或计算机显示装置中安装红外接收机来实现这个装置。接收机测定不同发射机之间的相对信号延迟来确定位置和方向。这个装置能较好地适用于需要一个瞄准和射击类型的用户接口的视频游戏中应用。但是要求用户握住瞄准装置。然而，为了执行其他任务，例如接听电话，用杯子喝水，使用另一个数据输入装置等等，用户必须放下该装置。同样地，必须将发射机彼此隔开一段有效距离，以便获得合适的位置和方向分辨率。这样会产生一个体积大而笨拙的用户接口。这些发射机和接收机同样也价格昂贵，而且增加了装置的复杂性。此外，视频和计算机游戏的操作者喜欢将数据输入装置以某种方式附在他们身体上所带来的沉浸于游戏中的感觉。这种装置未能做到。最后，即使该装置完全被使用，它也不能很好适用于产生计算机鼠标等价数据。
专利号为5,488,362(Ullman等)的美国专利描述了一种用于取代手持操纵杆放置的手套类装置。在手套上不同裸露电接触点之间的连接代表相应的操纵杆类型操作，如上下、左右以及武器射击。操纵杆类型操作通过在不同方向上移动手腕实现，按钮类型操作通过一个或多个手指与拇指相接触而获得。虽然这是个有趣的操纵杆变换，但这个装置仅仅是一串安装在手套上的电接点。因此，这个装置未能利用更尖端的传感器，如跟踪球、鼠标杆、涡轮、乃至安装在手上的微型操纵杆。同样地，该装置完全覆盖手，因此妨碍了触觉。而且，由于装置的电接点是裸露的，所以该装置轻松发生短路。这个装置会妨碍用金属杯子喝水，或把手搁在金属物体上。最后，手套不能快捷轻松地戴在手上或从手上取下。
目的和优点因此，我们手动操纵数据装置的若干目的和优点如下a)提供一种无需平坦表面的手动操纵数据装置。
b)提供一种不要求用户将手从键盘区域移开的手动操纵数据装置。
c)提供一种当使用计算机键盘时不会意外触发的手动操纵数据装置。
d)提供一种不会因执行诸如接听电话，写字和端水杯等一般办公方式而意外触发的手动操纵数据装置。
e)提供一种不会阻碍手指的指垫触觉的手动操纵数据装置，因此当使用键盘和处理其他对象时用户不会受到妨碍。
f)提供一种对用户友好且轻松操纵的手动操纵数据装置，不要求用户在光标移动的时刻触发一个以上的传感器，以及不要求用户学会全新的手和眼睛的协调技能。
g)提供一种适合计算机应用、视频游戏、虚拟现实和工业应用的手动操纵计算机鼠标。
h)提供一种轻松用于执行“拖放”计算机操作的手动操纵数据装置。
i)提供一种利用现有技术，和引进最少数量的附加电路元件就可简单廉价制作的手动操纵数据装置。
j)提供一种合乎残疾人要求的手动操纵数据装置。
k)提供一种合乎腕管综合症患者要求的手动操纵数据装置。
l)提供一种具有若干个安装在单手或双手的多个位置的传感器的手动操纵数据装置。
m)提供一种适合于众多传感器类型使用的手动操纵数据装置。
n)提供一种全部传感器完全在安装有传感器的手的范围内进行操纵的手动操纵数据装置。
o)提供一种能快捷轻松地缚系在用户手上，或从用户手上取下的手动操纵数据装置。
p)提供一种可快捷轻松地存放在用户身上的手动操纵数据装置。
q)提供一种具有相当于目前最先进台式计算机鼠标特性的手动操纵数据装置。
r)提供一种相当于目前最先进视频游戏控制器(用户输入装置)的手动操纵数据装置。
s)提供一种能“有线”或“无线”连接至计算机和/或视频游戏的手动操纵数据装置。
考虑到附图和随后的描述，进一步的目的和优点将显而易见。概述本发明的前述和其他目的可通过把台式鼠标(或视频游戏控制器)转换为安放在人手上的装置来实现。这个转换的实现是通过将传感器(按钮、开关、涡轮、跟踪球、操纵杆等等)放置在人手上。这些传感器被放置在人手上以便不阻碍日常的手操作或触觉，而且也可用手的一部分，如拇指或手指来触发传感器。仅用人手来触发传感器可排除对普通台式鼠标所需的平坦表面的需要。而且，它还排除了用户将他们的手从键盘区域移开以便输入鼠标类型数据的需要。当然，在配置计算机鼠标时，当前的计算机鼠标提供了用户可选择的选项。例如，用户为惯用左手的人员配置鼠标，“左鼠标按钮”将配置为右鼠标按钮，反之亦然。本发明也保留了用户配置性能。
在一个典型具体实施例中，一个双操作的鼠标杆传感器被放置在食指的拇指侧。(注意，鼠标杆传感器是在便携式计算机键盘的中央被普遍采用的一种传感器类型。它看起来像一个小按钮，沿不同的方向轻轻推压以造成鼠标光标在计算机屏幕上移动。鼠标杆设计的最新进展是采用一个可通过压下鼠标杆来触发的内置式按钮。这种鼠标杆被认为是双操作的鼠标杆)。然后，用户的拇指可轻松地接触到这个传感器，并沿着所要求的光标移动方向轻轻推压鼠标杆以触发这个传感器。此外，用户可通过向下压鼠标杆并且触发内置式单击按钮来使用该鼠标杆的双重操作。这个内置式按钮通常经用户配置后等效于台式鼠标的左击按钮。于是，这个双操作鼠标杆可使普通光标移动，文本加亮，“拖放”，“双击”，等等，所有操作均由用户拇指完成。与鼠标杆传感器相邻的是一个独立的单击按钮。这个按钮也可由拇指轻松地接触到，并可被用作标准台式鼠标的“右击”鼠标按钮。邻近第一个鼠标杆的是第二个鼠标杆。当第二个鼠标杆在传统台式计算机鼠标中使用时，可取代涡轮。(注意，涡轮是一种在传统台式鼠标中使用以实现软件应用中滚读操作的传感器类型。)使用拇指触发第二个鼠标杆以产生鼠标等价“涡轮”数据。这个发明同样具有可用拇指轻松接触的开关按钮。这样使得用户可轻松地开启或关闭该部件。本发明所需的电子装置可通常被安置在独立的机壳内。对于“有线”鼠标，该机壳通常位于临近计算机处。对于“无线”鼠标，该机壳(发射机)通常安置在用户的手腕上，或身体的其他部位。“无线”接收机通常安置在计算机旁，或者甚至内置到计算机内。
必要时，安装在手指上的部件可轻易地从用户手上移走。在一个具体实施例中，安装在手指上的传感器可轻松地缩回至安装在手腕上的无线发射机机壳内，而他们也可快速放置回用户的手指。这提供给用户在执行诸如使用盥洗室，洗手，握手，进食等等个人卫生事务时所必需的自由。
从传统台式鼠标到安置在人手上的鼠标的这个转换非常有用。任何一个人都显然可见并不需要光标移动所需的平坦表面；用户手指的指垫也没有被覆盖，由此保留了用户的键盘触觉；如此定位传感器，使得当接听电话，用笔写字，用计算机打字，端着水杯等等时不会被意外触发。此外，可使用传统的计算机鼠标传感器，由此用户不需要学会全新的手和眼睛的协调技能。除了消除台式鼠标的限制以外，通过本发明可轻松获得所有传统台式鼠标的标准功能。
虽然上述讨论集中于安装在单手上的发明，但它也可轻松地安装在双手，其他手指或拇指，多个手指，甚至是身体的其他部位上。将本发明安装在身体的其他部位的方式尤其适合于伤残或残疾的人。显而易见，本发明易于计算机和视频游戏应用上的使用。
最后，本发明的低成本和制作简单可通过利用现有技术，以及引入最少数量的附加电路元件而获得。考虑到后续的描述和附图，进一步的目的和优点将显而易见。
图10A和10B是使用单个鼠标杆，和单个按钮的本发明基本形式的“有线”图例；
图12A和12B是使用单个鼠标杆、单个按钮、水平导航涡轮和垂直导航涡轮的本发明“有线”图例；图14A和14B是使用第一个鼠标杆、取代涡轮的第二个鼠标杆、单个按钮和可伸缩传感器的本发明“无线”图例；图14C和14D是使用第一个鼠标杆、取代涡轮的第二个鼠标杆、单个按钮和显示处于缩回位置的可伸缩传感器的本发明“无线”图例；图16A和16B是使用第一个鼠标杆、安装在指尖背脊上的第二个鼠标杆、两个按钮和可伸缩传感器的本发明“无线”图例；图16C和16D是使用第一个鼠标杆、安装在指尖背脊上的第二个鼠标杆、两个按钮和显示处于缩回位置的可伸缩传感器的本发明“无线”图例；图17A和17B是使用一个鼠标杆、两个鼠标按钮、一个激光指示器和一个激光触发按钮的本发明“无线”图例；图18A和18B是本发明的普通右手或左手，和普通拇指或手指的图例；图20A和20B是使用安装在多个手指和多个手指的指节上的传感器的本发明“无线”图例；图22A是与普通水杯一起使用的本发明图例；图22B是与普通写字笔一起使用的本发明图例；图22C是与普通计算机键盘一起使用的本发明图例；图24是与视频游戏控制器一起使用的本发明图例；图26是本发明的典型“有线”具体实施例的示意图；图28是本发明的典型“无线”具体实施例的示意图；图30是与视频游戏一起使用时的本发明典型具体实施例的示意图。
描述—图10A至图30图10A至图30描述了本发明的专门优选的具体实施例，该具体实施例仅用于说明。本技术领域的熟悉人员从如下讨论中将认识到，在不脱离本发明的情况下，也可使用在此描述的结构和方法的可替换的具体实施当然，在这些描述中，传统计算机鼠标具有用户可编程软件性能。这使得用户能配置每个计算机鼠标传感器以满足他们个人的需求。例如，用户可配置鼠标以用于左或右手操作，用户可定义特定的按钮和涡轮等等。下面的描述保持这种用户配置的性能。此外，这些描述可将单词拇指或手指互用。
现参见图10A和10B；这些图描绘了使用单个鼠标杆10，和单个按钮12的本发明基本形式。(注意，鼠标杆传感器是在便携式计算机键盘的中央被普遍采用的一种传感器类型。它看起来像一个小按钮，沿不同的方向轻轻推压以造成鼠标光标在计算机屏幕上移动。鼠标杆设计的最新进展是采用一个可通过压下鼠标杆来触发的内置式按钮。这个按钮经用户进行最普通配置后相当于传统台式鼠标的左鼠标按钮。这种双操作的鼠标杆将针对所讨论的目的使用。)传感器10和12都安装在传感器总线14的拇指侧，传感器总线14位于食指的中间指节。该传感器总线14呈人机工程学外形，因此手指关节的运动不受约束。传感器总线14内侧通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)作为里衬。这使得传感器总线14适用于宽范围的手指尺寸而不会在手指上转动和滑落。当用户用对面的拇指操作传感器10和12时，相应的电信号可借助柔性多导线电缆18传送至电子接口盒16。然后，接口盒16将感知电信号转换为数字数据。接着，这个鼠标等价数据提供给计算机20。这个具体实施例可用于产生所有基本类型的鼠标等价数据。它包括但不局限于“双击”操作，和“拖放”操作。实现计算机“拖放”操作的性能在这讨论中会特别关注。用户以操作便携式计算机双操作鼠标杆的同样方式来操作双操作鼠标杆10就可轻易地实现这个操作。如此做时，操作员使用相对于鼠标杆10的拇指来定位光标到所要求的位置。然后，当按下内置式鼠标杆按钮时，用户加亮所需的条目。接着释放按钮。于是，用户将鼠标光标放置在已加亮的条目处，重新压下鼠标杆按钮。然后，用户移动光标至下拉位置处。接着，释放鼠标杆按钮以下拉条目。按钮12通常经用户配置成等价于传统台式鼠标的右鼠标按钮。可供选择地，按钮12经配置可作为一个开关按钮。虽然本具体实施例将接口盒16描述为一个独立的附件，但是理所当然地，它也可合并至传感器总线14或计算机20内。同样注意到，这个部件是通用的，即它可佩戴在右手或左手上。这可通过从手指上取下该部件，并且关于与食指平行的轴线或与食指垂直的轴线将该部件旋转180度来实现。当再插入到相对的另一只手时，鼠标杆10可朝着传感器总线14的指尖侧方向，或朝着手腕侧方向放置。这个位置由所选择的旋转轴来确定。该部件也可佩戴在食指或拇指上。为了切换到拇指应用，用户只不过从食指上取下该部件，并将部件再放置到拇指上，传感器10和12面向对面的食指。此外，通过仅仅旋转传感器总线14以重新配置传感器10和12至手指或拇指的上部或背部，传感器可被重新放置到背部或上部的位置。普通的右手或左手，普通的食指或拇指，以及普通的侧面或背面的应用是下列许多具体实施例的特点。
现参见图12A和12B；这些图形描述了一个使用涡轮传感器的本发明具体实施例。这个具体实施例包括按钮22、一个双操作鼠标杆24、一个垂直导航涡轮26、和一个水平导航涡轮28。这些传感器都安装在传感器总线30的拇指侧。传感器总线30位于食指的中间指节，呈人机工程学外形因而手指关节的运动不受约束。理所当然地，双操作鼠标杆可用于整个计算机操作系统和软件应用的导航，而涡轮传感器通常仅用于软件应用的导航。例如，用户可配置该具体实施例以配置用于垂直导航的涡轮26，以及配置用于在软件应用中水平导航的涡轮28。这些涡轮的使用说明在本技术领域中是熟知的。传感器总线30通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)作为里衬。这使得传感器总线30适用于宽范围的手指尺寸而不会在手指上转动和滑落。当用户用对面拇指操纵传感器22、24、26和28时，相应的电信号借助柔性多导线电缆34传送至电子接口盒32。然后，该接口盒32将感知电信号转换成数字数据。接着，将这个鼠标等价数据提供给计算机20。本具体实施例可用于产生所有形式的鼠标等价数据。这包括但不局限于“双击”操作、“拖放”操作和“涡轮”操作。虽然本具体实施例将接口盒32描述为独立附件，当然它也可合并至传感器总线30或计算机20。同样注意到，该部件是通用的，因为它可佩戴在任何一只手上。
现参照图14A、14B、14C和14D；这些图形描述了一种具有可伸缩传感器的本发明无线具体实施例。传感器组件36包括第一个双操作鼠标杆38、第二个双操作鼠标杆40和按钮42。传感器38、40和42都安装在传感器总线44的拇指侧。传感器总线44位于食指的中间指节，呈人机工程学外形因而手指关节的运动不受约束。传感器总线44通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)作为里衬。这使得传感器总线44适用于宽范围的手指尺寸而不会在手指上转动和滑落。用户用对面的拇指操纵传感器38、40和42。相应的电信号借助于可伸缩的多导线电缆48传送至安装在手腕上的发射机组件46。用手腕带52将发射机组件46缚系在用户手上。注意到，发射机组件46具有能在其上放置传感器组件36的缩入区域52。发射机46将感知信号传送至接收机54。然后，接收机54将感知信息转换成鼠标等价数据。接着，将鼠标等价数据提供给计算机20。这种类型的发射机和接收机目前正用于无线计算机鼠标和键盘的技术领域。本具体实施例使得用户能灵活配置用于鼠标光标移动的任一个鼠标杆。剩余的鼠标杆经配置可产生“涡轮”等价数据。然后，这个“涡轮”鼠标杆被用于软件应用中的导航。按钮42通常被用户配置成单击按钮，或是开关按钮。注意到，电缆48以引导其通过食指根部指关节和中指根部指关节之间的方式从传感器36处引出。(根部指关节在图14B中描述)。在两个指关节之间以被束缚的方式巧妙地布置电缆48，从而防止电缆48从手上面滑落。这排除了在传感器组件36和发射机组件46之间附加电缆束缚带的需要。电缆48可通过开孔56从发射机组件46中缩进或引出。这种弹性承载伸缩能保持电缆48在指关节之间的紧密牢固，并且使传感组件36能缩回并放置在传感器组件46的缩进区域52上，如图14C和14D所示。可伸缩电缆的设计和制作在电延长绳路、自动机械和仪器工业的技术领域中已熟知。本具体实施例可用于产生所用形式的鼠标等价数据。这包括但并不局限于“双击”操作、“拖放”操作和“涡轮”操作。虽然这个具体实施例将发射机组件46描述为一个独立附件，当然它也可合并至传感器组件36内。同样地，接收机54也可合并到计算机20中。
现参照图16A、16B、16C和16D；这些图形描述具有可伸缩传感器的第二个本发明具体实施例。在这个具体实施例中，传感器组件58安装在食指的最后一节上。传感器组件58包括传感器总线60、安装在传感器总线60背部尖端的第一个双操作鼠标杆62、安装在传感器总线60拇指侧的第二个双操作鼠标杆64、和都安装在传感器总线60拇指侧的第一个按钮66和第二个按钮68。注意到，传感器总线60呈人机工程学外形因而指垫没有被覆盖，所以手指关节的运动不受约束。指垫在图16A中被描述为通常用于获取指纹的那部分食指或拇指。裸露食指和拇指的指垫可保留键盘操作或其他功能所需要的用户指尖的触觉。传感器总线60通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)作为里衬。这使得传感器总线60适用于宽范围的手指尺寸而不会在手指上转动和滑落。用户用对面的拇指操纵传感器62、64、66和68。可供选择地，也可通过紧靠诸如桌面、用户裤腿、椅子的扶手等等替代表面移动食指指尖来操纵传感器62。注意到，传感器62放置在离指尖足够远处，以便不干扰键盘操作，但也应充分向前放置使得可用拇指或替代表面进行操纵。感知电信号通过可伸缩的多导线电缆72传送至安装在手腕上的发射机组件70。发射机组件70用手腕带74缚系在用户手上。注意到，发射机组件70具有一个可在其内安装传感器组件58的第一个凹槽区域76。此外，第一个凹槽区域76具有一个用于安装在侧面的传感器64、66和68插入的第二个凹槽区域78。发射机70发送感知信号至接收机80。然后，接收机80将感知信息转换成鼠标等价数据。接着，将鼠标等价数据提供给计算机20。这种类型的发射机和接收机目前正用于无线计算机鼠标和键盘的技术领域。本具体实施例可让用户灵活地配置用于鼠标光标移动的任意一个鼠标杆。然后，剩余的鼠标杆经配置可产生“涡轮”等价数据。而这个“涡轮”鼠标杆被用于软件应用导航。按钮66和68通常被用户配置为单击按钮、或开关按钮。注意到，电缆72以引导其通过食指根部指关节和中指根部指关节之间的方式从传感器组件58处引出。在两个指关节之间以被束缚的方式巧妙地布置电缆72，从而防止电缆72从手上面滑落。这排除了在传感器组件58和发射机组件70之间附加电缆束缚带的需要。电缆72可通过开孔82从发射机组件70中缩进或引出。这种弹性承载伸缩能保持电缆72在指关节之间的紧密牢固，使传感组件58能缩回并放置在传感器组件70的凹槽区域76和78上，如图16C和16D所示。可伸缩电缆的设计和制作在电延长绳路、自动机械和仪器的技术领域中已熟知。本具体实施例可用于产生所用形式的鼠标等价数据。这包括但并不局限于“双击”操作、“拖放”操作和“涡轮”操作。虽然这个具体实施例将发射机组件70描述为一个独立附件，当然它也可合并至传感器组件58内。同样地，接收机80也可合并到计算机20中。虽然没有显示，合并于本具体实施例的附加部分是一个安装在传感器总线60手腕侧的第二个指尖传感器。它位于传感器62的正对面且与传感器62对称，当该部件放置在拇指或另一只手时可用作指尖传感器。它能用普通的右手或左手，或普通的指尖或拇指进行操作。另一个具体实施例(没有显示)包括可旋转的开口环形传感器总线。它采用两个相邻环，传感器64、66和68在第一个环上，传感器62在第二个环上。第二个环去掉一部分以显露出手指的指垫。当从食指到拇指，或到另一只手重新放置组件时，这个具体实施例可使传感器62重新定位(旋转至顶部)。
现参照图17A和17B；这些图形描述了一种适用于高处计算机展示的本发明无线具体实施例。在这个具体实施例中，传感器组件71安装在食指的第一节。传感器组件71包括传感器总线73。安装在传感器总线73拇指侧的是双操作鼠标杆75、第一个鼠标按钮77、第二个鼠标按钮79和激光指示器触发按钮81。安装在传感器总线73上部或背部的是激光指示器83。注意到，传感器总线73呈人机工程学外形，因而手指关节的运动不受约束。传感器总线73通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)，或吊钩和绳圈系紧带(也没显示)作为里衬。这使得传感器总线73适用于宽范围的手指尺寸而不会在手指上转动和滑落。用户用对面的拇指操纵传感器75、77、79和81。通过使用拇指指尖实现这个操纵，合适时也可使用拇指一侧完成。注意到，当触发激光指示器按钮81时，激光指示器83只产生激光输出85。感知电信号被传送至位于传感器组件71内部的电子接口和无线发射机(没有显示)。(注意到用于装入电子接口、无线发射机和或接收机，以及电池的更大传感器总线73)。然后发射机发送感知信号至接收机87。于是，接收机87将感知信息转换成鼠标等价数据。然后，将这个鼠标等价数据提供给计算机20。包括有激光指示器的这种手持式远程计算机输入装置目前正用于高处计算机显示的技术领域。按钮77、79和81通常被用户配置成单击按钮、开关按钮、激光指示器按钮、显示“前页”或“后页”按钮，甚至在不同操作模式之间切换部件的模式按钮。本具体实施例可用于产生所用形式的鼠标等价数据。这包括但并不局限于“双击”操作、“拖放”操作等等。虽然本具体实施例将接收机组件87描述为一个独立附件，当然它也可合并至计算机20。实质上，没有激光指示器83，也可制作出本具体实施例。
现参照图18A和18B；这些图形描述了一种普通右手或左手、和普通拇指或食指的本发明具体实施例。传感器组件87使用了微型跟踪球84、第一个按钮86、第二个按钮88和双操作鼠标杆89。跟踪球的使用和制作在本技术领域内已熟知。传感器84、86和88都被安装在拇指上的传感器总线90的食指侧。传感器89安装在可旋转的总线延伸部分91。总线延伸部分91可向总线90前后转动。这使得用户能方便地重新定位用于右手或左手操作，和拇指或食指操作的传感器89。在操作时，用户从拇指上取下该部件，然后在对面的拇指上重新定位传感器总线90，传感器84、86和88朝着食指方向，接着传感器89朝着拇指指尖的方向转动。可供选择地，安装在拇指上的传感器总线可重新定位到同一只手的食指上，传感器84、86和88朝着拇指方向。传感器89朝着指尖方向转动。一旦转动到位置，凹入的制动器93将总线延伸部分91限制在适当的位置。总线延伸部分91的下侧有一个可安全咬合制动器93的凸起部分。图中没有显示总线延伸部分91当前位置下方的第二个制动器。传感器总线90安装在拇指或食指的最后一节，呈人机工程学外形因而手指关节的运动不受约束。此外，注意到总线90没有遮盖住拇指的指垫。这保留了用于握住写字笔等的拇指触觉。传感器总线90通常采用可膨胀的防滑泡沫或类似产品(没有显示)作为里衬。这使得传感器总线90适用于宽范围的拇指或食指尺寸而不会在手指上转动和滑落。当用户使用对面的食指或拇指操纵传感器84、86、88和89时，相应的电信号通过柔性的多导线电缆94传送至电子接口盒92。用手腕带96巧妙地布置电缆，并使其远离人手。接口盒92将感知电信号转换成数字信号。然后，将这个鼠标等价数据提供给计算机20。在这个具体实施例中，用户可配置跟踪球84和鼠标杆89用于任意一个鼠标光标移动，或执行涡轮操作。按钮86和88通常被用户配置为相当于传统台式计算机鼠标的左右按钮。注意到在这个具体实施例中，传感器84、86、88和89安置在传感器总线90上，因而不会妨碍拇指或食指与计算机键盘的相互作用。此外，显然可知，当使用计算机键盘时，不会意外触发传感器。虽然这个具体实施例将接收盒92描述为一个独立附件，当然它也可合并至传感器总线90，或计算机20。同样注意到，传感器89也可通过紧靠着如桌面、用户裤腿、椅子的扶手等等替代表面移动拇指或食指指尖来操纵传感器89。同样注意到传感器89要放置在离拇指指尖足够远处，以便不干扰键盘操作，但也应充分向前放置使得可用手指或替代表面进行操纵。同样注意到总线延伸部分91具用不同的实现方式。例如，总线延伸91可沿着垂直于这个具体实施例所示方向的轴线旋转，等等。另一个具体实施例(没有显示)是一种不同的传感器总线，它可让用户精细地调节传感器位置以便获得定制装配。这样的例子是一种使用户能前后调节相对于指尖的传感器位置的总线延伸部分。
参照图20A和20B；这些图形描述了一种使用多个手指的本发明具体实施例。此处多指组件99包括安装在位于食指最后一节的第一个传感器总线100背面尖端上的双操作鼠标杆98。光传感器102和按钮104安装在传感器总线100的拇指侧。光传感器的制作和使用在计算机鼠标和仪器产业中已熟知。用户通过在光传感器102的上方摩擦拇指就可对其进行操纵。为了操纵光传感器102，物理触点，或接近物理触点必须与它一起制作。这个特性可防止在打字等操作时意外触发传感器。虽然没有显示，但为了从用户的拇指皮肤获取正确的光学特性，有必要将光过滤器放置在传感器102的光学窗口上。同样地，与传感器102相关的光电装置应装入在本地的传感器总线100中，或通过光缆远程定位至发射机130。第二个传感器总线100安装在食指的中间指节，并借助柔性接头108和多导线电缆配线110缚系于第一传感器总线100。传感器总线106包括触摸板传感器112和按钮114，两者都安装在传感器总线106的拇指侧。触摸板传感器是一种普遍位于邻近便携式计算机键盘处的传感器。这些传感器本质上可稍微弯曲和伸展。在此，触摸板传感器112经稍微塑造以匹配于传感器总线106的轮廓线。通过用户在传感器上沿所要求的光标移动方向摩擦对面的拇指来操纵触摸板传感器112。第三个传感器总线116安装在中指的最后一节。在此微型跟踪球传感器118安装在传感器总线116的背部或上部。安装在传感器116拇指侧的是第一个按钮120，和第二个按钮122。第四个传感器总线124安装在无名指的最后一节上。在传感器总线124拇指侧安装了第一个按钮126，和第二个按钮128。第五个传感器总线101安装在拇指的最后一节上。安装在传感器总线101背部或上部的是按钮103和双操作鼠标杆105。传感器103和105可通过一个或多个对面的手指轻松地进行操纵。此外，传感器总线101经旋转可使以侧面安装的方式放置朝向食指的传感器103和105。注意到多导线电缆配线110将所有五个传感器总线组件连接到发射机130上。发射机130将感知信息发送至接收机132。然后，接收机132将感知信息转换成鼠标等价数据，并将其提供给计算机20。发射机130用手腕带134缚系于用户。无论是应用于计算机、视频游戏、工业，还是其他；用户可按照应用要求随意配置各个传感器。对面拇指可轻易地接触到本具体实施例中所描述的所有手指传感器。同样地，安装在拇指上的传感器也可被一个或多个手指轻松地接触。此外，可通过紧靠着如桌面、用户裤腿、椅子的扶手等等替代表面的操作来触发安装在背部的传感器98、103、105和118。注意到传感器98、103、105和118放置在离指尖背面足够远处，以便不干扰计算机键盘的操作，但也应充分向前放置使得可用拇指、手指或替代表面进行操纵。注意到本具体实施例中各传感器总线呈人机工程学外形，不会妨碍指尖的触觉，或阻碍关节运动。这种人机工程学外形设计不会妨碍计算机键盘的操作，或其他类似用手执行的任务。
参见图22A、22B和22C；这些图形说明了本发明可被用户使用，而不妨碍其他的一般操作。这些图形可合并前面所讨论的具体实施例的传感器组件。在图22A中我们看到与普通水杯148一起使用的图14A中的传感器组件36，图16A中的传感器组件58，和图18A中的传感器组件87。注意到用户保持了端着杯子148而不会意外触发任何一个传感器所需的手指灵活性。现参见图22B，我们看到与普通写字笔44一起使用的图14A中的传感器组件36、图16A是的传感器组件58和图18A是的传感器组件87。注意到用户可用笔写字而不会意外触发任何一个传感器，以及不会削弱手指关节运动。在图22C中，我们看到与计算机键盘138一起使用的图20A中的多指组件99、计算机20和无线接收机132。注意到拇指和指尖没有被遮盖，不会削弱手指关节的运动。这个具体实施例保留了操作计算机键盘所需的用户指尖触觉和关节运动。同样注意到传感器采用能防止打字时意外触发传感器的方式放置。当然存在一些难以不意外触发传感器的任务。在这些情况下，用户可简便地将该部件临时脱下。通过将传感器按钮配置为开关按钮并且由此使用，就可轻松地执行。可供选择地，用户甚至可即刻取下装置，或仅如前面图14D和16D所描述的缩回传感器组件。
现参照图24，这个具体实施例说明了本发明可用作双手视频游戏控制器。此时游戏控制面板150、第一个按钮152和第二个按钮154安装在传感器总线156的拇指侧。游戏控制面板是一种经常配置在视频游戏控制器上的传感器。它与操纵杆控制器的操作方式相同，但是它并不引人注目。传感器总线156安装在右手食指的中间指节。位于食指第一节的是发射机158。发射机158用多导线电缆160连接至传感器总线156。发射机158发送感知信息至接收机162。然后，接收机162将感知信息转换成视频游戏盒164可接收的数据类型。接着视频游戏盒164将相应音频和视频信号提供给电视机166。位于用户左手的是第二个传感器组件168和第二个发射机组件170。注意到这些组件168和170是通用型设计，即它们可用于左手或右手上。注意到在各个组件之间的已勾画出轮廓的枢轴表面可使用户如平常一样活动各个手指关节。为了运行电子游戏，用户使用每只手上的拇指来操纵传感器。注意到用户不必像现有技术中的情况那样握住控制器。而是用户双手可自由使用额外的控制器、计算机键盘等等。注意到用户可选择使用一个或多个控制器，这依赖于用户的技能程度和所玩视频游戏的类型。如同前面的讨论，这些组件可安装在拇指(或两个拇指)、这只手的其他手指上，或所有上述手指上。
现参照图26，这里我们有一张本发明典型具体实施例的示意图。用户操纵数量和类型可变的传感器，在此表示为标有从“1”至“N”的传感器输入172。传感器172产生的电信号通过一个传感器至计算机的电子接口174转换成计算机鼠标等价数据。然后电子接口174将鼠标等价数据提供给计算机176。对于本技术领域来说，这种技术不是新的，因为现今在该产业中，这是一种用于大多数非无线计算机鼠标的设计途径。注意到电子接口174可与计算机176一起封装，并非是一个独立部件。
现参照图28，这里我们有一张本发明典型无线具体实施例的示意图。用户操纵数量和类型可变的传感器，在此表示为标有“1”至“N”的传感器输入172。传感器至发射机的电子接口178调整处理由传感器172产生的电信号。电子接口178将感知信息提供给发射机180。发射机180和电子接口178都由电池182供电。发射机180将感知信息发送至接收机184。接着，接收机至计算机的电子接口186调整处理已接收的感知信息。然后，电子接口186将鼠标等价数据提供给计算机176。对于本技术领域来说，这种技术不是新的，因为现今在该产业中，这是一种用于大多数无线计算机鼠标和键盘的设计途径。此外，注意到接收机184和电子接口186可合并至计算机176，并非是独立部件。同样地，电子装置178、发射机180和电池182都可设计成有或没有传感器的独立部件。
现参照图30，这里我们有一张本发明典型的双手无线视频游戏的具体实施例的示意图。用户操纵数量和类型可变的传感器，在此表示为用于左手的标有“1”至“L”的传感器输入188，和用于右手的标有“1”至“R”的传感器输入190。左手传感器至发射机的电子接口192和右手传感器至发射机的电子接口194分别调整处理由左手传感器188和右手传感器190产生的电信号。左手电子接口192将感知信息发送至左手发射机196。同样地，右手电子接口194将感知信息发送至右手发射机198。左手发射机196和电子接口192都由电池200供电。相应地，右手发射机198和电子接口194都由电池202供电。发射机196和198将它们各自的感知信息发送至接收机204。然后，接收机至视频游戏的电子接口206调整处理已接收的感知信息。接着，电子接口206将视频游戏等价数据提供给视频游戏电子盒208。然后电子盒208将视频游戏的音频和视频信号发送至电视机210。对于本技术领域来说，这种技术不是新的，因为现已制作出可与独立接收机组件同时工作的无线计算机鼠标和键盘。这种相同的技术方案在此用于双手视频游戏控制器。此外，注意到接收机204和接口电子装置206可合并到视频游戏电子盒208，并非是独立部件。
总结、结果和范围因此，读者将看到这种装置包括安装在人手上的一个或多个传感器。这些传感器经合适地定位，以使安装有传感器的同一个手上的对面手指易于接触和操纵。由于不要求平坦的表面，也不要求用户必须握住装置，因此本装置能克服台式计算机鼠标的局限性。此外，本传感器的如此定位方式使其并不妨碍一般的办公方式，例如使用计算机键盘、用笔写字、握住电话筒等等。本装置也可被用户便捷顺利地缚系或取下。本发明的各种具体实施例包括“有线”，“无线”，多个手指，普通手指或拇指的应用，安装传感器的普通侧面或顶部，以及普通右手或左手的操作。利用现有技术和制作工艺可减少成本。用途包括个人计算机、视频游戏和工业应用。进一步，本装置还有附加的优点，即●随着传感器的改进，本装置可使用新的传感器类型。
●本装置呈人机工程学外形，因此手指关节的运动不受约束。
●残疾人也能使用本装置。
●本装置不要求用户把手从键盘区域移开，就可产生鼠标等价数据。
●当使用计算机键盘时，本装置能防止意外触发传感器。
●当执行其他如用笔写字、握住电话筒等等一般办公事务时，本装置能防止意外触发传感器。
●本装置不会妨碍手指的指垫触觉，由此不会削弱计算机键盘的使用●本装置不要求用户学会一套新的手和眼睛的协调技能。
●本装置不要求手腕运动，手腕运动会使人引发腕管综合征。
虽然上面的描述包括许多特性，但是这些特性不能理解为是对本发明范围的限制，而仅仅是提供了一些本发明目前优选具体实施例的说明。例如，这个发明可具体化为无线电控制的飞机、汽车、乃至电视机的遥控装置。本发明也可用于控制机器人、起重机、机器或其他装置的工业或研究装置。此外，所用的传感器可为任何一种类型、形状或设计。此外的变化包括如下几点，但并不局限于此。
●本装置可能具有电子接口和或安装无线发射机，该无线发射机安装在安装有传感器的同一机壳内，或是安装在邻近手指安装处的机壳上。
●本装置可采用不同的方式将传感器缚系在手上，例如使用可调带，或吊钩和绳圈系紧带，使用其他弹性材料，等等。
●本装置可能具有传感器总线，而传感器总线设有传感器插座阵列，由此用户可在所选择的位置上放置所要求的传感器种类。
●本装置经设计可与多个机器和/或计算机一起工作。例如，如前面的图20A所示中的多指组件能使各个手指组件控制不同的机器。
虽然本发明的优选具体实施例已公开和详细描述，并且还描述了多种可替代的具体实施例，然而对于本技术领域的熟练人员应当理解到，还可对本发明进行各种形式上和细节上的变化而不背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围应当由后附的权利要求和它们的法律意义上的等价物，而不是由给出的实施例确定。
权利要求
1.一种用于检测手动操纵的人机接口装置，包括有传感器装置，其用于获取手动操纵信息；连接装置，其用于将传感器装置缚系在人手上，由此用户不必握住该人机接口装置；电子接口装置，其用于将传感器装置信息转换成机器可接受信号格式；以及传输装置，其将所述电子接口装置的输出信号发送至机器。
2.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步呈人机工程学外形以不妨碍人手的运动，由此用户可保持手的灵活性来执行一般的办公任务，例如接听电话或用计算机键盘打字。
3.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步呈人机工程学外形以露出手指和/或拇指的指垫，由此用户保留手指和/或拇指的指垫触觉以用于计算机键盘打字，用笔写字，或执行其他需要手指或拇指的指垫接触或握住表面的一般操作。
4.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步呈人机工程学外形来放置所述传感器装置以便由对面的手指或拇指操纵，由此所述传感器完全在手的范围内进行操纵，并且操纵所述传感器装置无需额外的桌面类型的平坦表面。
5.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步呈人机工程学外形来放置所述传感器装置以避免传感器的意外触发，由此用户能操纵计算机键盘、接听电话，或执行其他的一般操作，而不会意外触发所述传感器装置。
6.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步呈人机工程学外形以便于普通右手或左手的操纵，以及或普通手指或拇指的操纵，由此用户可轻松地从一个手指、拇指或手上取下人机接口装置，并将其重新放置至不同的手指、拇指或手上。
7.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步以可再定位的方式将一部分或全部的所述传感器装置放置在所述连接装置上，由此一部分或全部的所述传感器装置可被重新放置到所述连接装置上以适于普通右手或左手的操纵，和/或普通拇指或手指的操纵。
8.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步以可调节的方式将一部分或全部的所述传感器装置放置在所述连接装置上，由此用户可调节，和/或改变一部分或全部所述传感器的位置以获得定制装配。
9.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述传输装置包括在手的根部指关节之间以被束缚的方式传送的电缆，由此电缆不会从手的上部滑落，以及最小化或排除对附加的电缆固定带的需要。
10.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述传输装置以方便普通右手或左手操纵，和普通拇指或手指操纵的方式从所述连接装置中引出。
11.根据权利要求1所述的人机接口，进一步包括用于缩回所述传感器装置的重新放置装置，由此所述传感器装置可从所述重新放置装置中移出，以及缩回到或缩入所述重新放置装置。
12.根据权利要求11所述的人机接口，其中所述传输装置是一条可缩回到所述重新放置装置和从所述重新放置装置处展开的电缆，由此当展开所述传感器时，所述电缆保持紧密牢固的方式，以及当所述传感器装置缩回时，电缆可被巧妙地收回。
13.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述传输装置采用无线发射机和接收机装置，由此用户能够以脱离绳索的方式工作。
14.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步包括内部防滑装置，用于将所述连接装置固定在手上，由此当操纵所述传感器装置时，所述连接装置不会扭转和转动。
15.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步包括可调相容装置，用于固定所述连接装置至宽范围形状尺寸的手指，由此单个装置就可适用于大范围的用户。
16.根据权利要求1所述的人机接口，其中所述连接装置进一步包括一个无线发射机/接收机传送装置，由此所有元件都位于安装在单个手指上的机壳内，用户能够以脱离绳索的方式工作，以及没有安装在手腕上的装置，用户也能工作。
17.一种用于检测手动操纵的方法，包括如下步骤通过传感器装置获取手动操纵信息；将所述传感器缚系在人手上，由此用户不必握住装置；转换来自所述传感器装置的手动操纵信息成机器可接受的信号格式；以及传送所述信号格式至机器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将所述传感器装置缚系至手上以避免妨碍人手运动的步骤，由此用户保持手的灵活性来执行一般的办公任务，例如，接听电话或用计算机键盘打字。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将所述传感器装置缚系至手上以露出手指和/或拇指指垫的步骤，由此用户保留手指和/或拇指的指垫触觉以用于计算机键盘打字，用笔写字，或执行其他需要手指或拇指指垫接触或握住表面的一般操作。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将所述传感器装置缚系至手上以便由对面的手指或拇指操纵的步骤，由此所述传感器完全在手的范围内进行操纵，并且操纵所述传感器装置无需额外的桌面类型的平坦表面。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将所述传感器装置缚系至手上以避免意外触发所述传感器装置的步骤，由此用户能操纵计算机键盘、接听电话，或执行其他的一般操作，而不会意外触发所述传感器装置。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将所述传感器装置缚系至手上以易于普通右手或左手操纵，以及或普通手指或拇指操纵的步骤，由此用户可轻松地从一个手指、拇指或手上取下人机接口装置，并将其重新放置至不同的手指、拇指或手上。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将全部或部分所述传感器装置缚系至手上从而以可移动的方式放置全部或部分所述传感器装置的步骤，由此全部或一部分的所述传感器装置可被重新放置以适于普通右手或左手的操纵，和/或普通拇指或手指的操纵。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括以人机工程学的方式将全部或部分所述传感器装置缚系至手上而进一步以可移动的方式将全部或部分所述传感器装置放置至所述连接装置的步骤，由此用户可调节，和/或改变一部分或全部所述传感器的位置以获得定制装配。
25.根据权利要求17所述的方法，其中传输方法进一步包括提供电缆并在手的根部指关节之间以被束缚的方式传送所述电缆的步骤，由此电缆不会从手的上部滑落，以及由此排除对附加电缆固定带的需要。
26.根据权利要求17所述的方法，其中所述传输方法进一步包括以方便普通右手或左手操纵，和普通拇指或手指操纵的方式将所述传输装置缚系至所述传感器装置。
27.根据权利要求17所述的方法，进一步包括提供缩入区域的步骤，用于缩回和重新定位所述传感器到/进入所述缩入区域，由此所述传感器可缩回和放置到或入所述缩入区域。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述传输方法进一步包括提供可缩回至缩入区域或从所述缩入区域伸展出的电缆的步骤，由此当展开所述传感器时，所述电缆保持紧密牢固的方式，以及当所述传感器装置缩回时，电缆可被巧妙地收回。
29.根据权利要求17所述的方法，其中所述传输方法进一步包括使用无线发射机和接收机装置的步骤，由此用户能够以脱离绳索的方式工作。
30.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括提供内部防滑装置的步骤，用于将所述传感器装置固定在手上，由此当操纵所述传感器装置时，所述连接装置不会扭转和转动。
31.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括提供可调相容装置的步骤，用于固定所述连接装置至宽范围形状尺寸的手指，由此单个装置就可适用于大范围的用户。
32.根据权利要求17所述的方法，其中所述缚系步骤进一步包括使用无线发射机/接收机装置的步骤，由此所有元件都位于安装在单个手指上的机壳内，用户能够以脱离绳索的方式工作，以及没有安装在手腕上的装置，用户也能工作。
全文摘要
一种用于产生手动操纵数据的计算机或视频游戏装置。该装置包括一个或多个安装在人手上的传感器。这些传感器经合适地定位，以使安装有传感器的同一个手上的对面手指易于接触和操纵。由于不要求平坦的表面，也不要求用户必须握住装置，因此本装置能克服台式计算机鼠标的局限性。此外，本传感器的如此定位方式使其并不妨碍一般的办公方式，例如使用计算机键盘、用笔写字、握住电话筒等等。本装置也可被用户便捷顺利地缚系或取下。本发明的各种具体实施例包括“有线”，“无线”，多个手指，普通右手或左手，普通手指或拇指的应用，以及安装传感器的普通侧面或顶部。利用现有的技术和制作工艺可减少成本。用途包括个人计算机、视频游戏和工业应用。
文档编号H04BGK1864199SQ200480029242
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月1日 优先权日2003年9月6日
发明者迈克尔·W·麦克雷, 艾德里安·G·爱尔伯莱特, 塞思·H·麦基维尔 申请人:迈克尔·W·麦克雷, 艾德里安·G·爱尔伯莱特, 塞思·H·麦基维尔