在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換的製作方法

2023-06-22 02:28:41 3

在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換的製作方法
【專利摘要】僅靠操作滑鼠使滑鼠指針在一臺計算機驅動的多臺顯示器之間快速跳轉的方法和裝置，操作快捷不幹涉滑鼠的常規應用。實現方法除了可採用組合按鈕外，更便捷方式是採用傾斜、抬起、搖動滑鼠的運動操作方式。滑鼠運動操作方式的檢測利用光電滑鼠自身的成像系統或者通過特徵軌跡分析、內置傳感器的輸出等。
【專利說明】在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換

【技術領域】
[0001] 本發明屬於電子信息【技術領域】，具體涉及的是一臺計算機驅動多臺顯示器時，實 現滑鼠指針在顯示器之間快速跳轉的方法和裝置。

【背景技術】
[0002] 滑鼠是除鍵盤外計算機最主要的人機接口，計算機的作業系統和各種應用程式也 越來越多地依賴於滑鼠。光電滑鼠是當前最常使用的滑鼠。傳統光電滑鼠的典型構成，內 部部分包括照明光源（LED或LD)、光學系統、圖像傳感器（image sensor)、圖像處理器、滑鼠 控制器，外部操作部分包括滑鼠左鍵（left button)、右鍵（right button)和滾輪（scroll wheel)〇
[0003] 由於應用程式所需的操作類型越來越多，對滑鼠的操作功能也要求越來越多。鼠 標的左右鍵和滾輪的功能已經被計算機作業系統分配為標準用途，因此不宜再單獨指定其 它功能。為此，在某些場合引入了一些增強性的滑鼠指令輸入方式。比如，將滑鼠的左右 鍵和滾輪組合，在滑鼠上增加特殊按鍵，將滾輪多功能化，使其具有按鍵（代替中間按鍵 middle button)功能和方向（Tilt wheel)鍵功能，滿足諸如垂直或者水平翻頁等需求。另 外也有利用滑鼠手勢（mouse gestures)(特定的滑鼠移動軌跡）作為增強輸入指令的一類 輔助軟體。定義或者用戶自定義符合某種特徵的軌跡，如左右平移、上下平移、直角轉彎等 簡單移動。為了避免與正常的滑鼠移動操作相混淆，需要同時按下滑鼠右鍵進行配合。這 種方式在某種程度上給用戶帶來了新的操作體驗。
[0004] 由於觸摸功能，包括觸控螢幕和觸摸板，越來越多地被筆記本電腦採用，作業系統配 合這種進展隨之增添了一些手勢輸入方式，如常用的"縮放"、"旋轉"、"多點觸摸"等。為了 將這些功能進一步擴展到更多種類的計算機上，產生了一類以觸摸輸入為主的設備，如夕卜 接的觸摸板（touch pad)和各種形狀的觸摸滑鼠（touch mouse)。觸摸滑鼠模擬了筆記本 電腦上觸摸板的功能，可以認為是對滾輪鍵的增強，但其主要功能形式仍舊以傳統滑鼠為 主，左右鍵、頁面上下拉動、前後翻頁、左右翻頁、雙擊選中等，這是計算機基本的操作需求， 具體功能取決於作業系統和驅動程序的設置。
[0005] 一臺電腦驅動多臺顯不器（Multiple Displays or Multiple Monitors)的情形 會越來越多地呈現在各種場合，目前windows作業系統和電腦顯卡也支持這種應用。簡單 的實現方式是通過在計算機中插入多個顯卡，然後通過其上的視頻連接器連接至多臺顯示 器，或者通過外置顯示器擴展卡連接多臺顯示器。通過作業系統的設備管理設置，多臺顯示 器的工作方式可以在多種顯示模式中選擇。如顯示同樣內容、獨立顯示、拼屏等。使用多臺 顯示器的目的，一是為了視覺便利，如用筆記本電腦拖帶一個大的顯示器；二是演示需要， 如用筆記本電腦連接投影儀；三是擴大顯示工作區域（onscreen workspace),多臺顯示器 連成一個大顯示屏，為諸如桌面排版（desktop publishing)、web開發、視頻編輯等提供細 節觀察；四是計算機多任務的獨立顯示和操作，在各個顯示器上可同時顯示不同的內容，如 同時進行文檔編輯、視頻播放、程序調試等；五是調度和監控領域的應用。無論何種目的，操 作者都要經常面對使用一個滑鼠在多個顯示器間管理和操作應用程式的問題，不可避免地 需要將滑鼠指針在多個顯示器之間切換。
[0006] 當前計算機支持的滑鼠指針移動方式，一是常規的連續移動，即隨著滑鼠的移動， 當滑鼠指針移動過一個顯示器屏幕邊緣後，就進入了另外一個顯示器的屏幕。這種移動方 式在多個（目前若無特殊設備支持，一般是兩個）顯示器屏幕大小一樣、並排排列時，操作 過程與視覺感受比較匹配，如同在一個更長的顯示器上操作。但是當有多個顯示器，顯示 器大小不一，排列存在前後、上下空間差異時，操作過程與視覺感受難以匹配，視覺心理上 順暢的左右移動感覺被破壞，當需要頻繁地移動滑鼠指針時，就成為一種負擔，影響工作效 率。此時，明確便利的滑鼠指針切換就成為一種新的用戶需求。
[0007] 為了解決上述問題，可以採取某種措施使滑鼠指針能夠直接從當前的顯示器跳 轉到另外的顯示器上，簡化移動操作。目前的實現方式有幾種：一是通過軟體在屏幕上設 置特殊的區域或者軟按鈕，當指針位於該區域或者點擊屏幕上某處顯示的軟"按鈕"後， 自動切換到另外的顯示器上；二是通過軟體在鍵盤上設置快捷鍵，通常是一種組合鍵（key combinations)，當按下此類鍵時，滑鼠指針自動切換到另外的顯示器；三是通過筆記本電 腦上對觸摸板功能的特殊設置來實現。
[0008] 以上這些滑鼠指針切換方式，能夠減輕操作者的部分負擔，但是面對滑鼠依賴性 較大的多個操作任務，仍舊不是最便利的方式，也非最快捷的方式。因為指針的切換是要求 在任何應用窗口、任何運行狀態下都可以隨時實現的操作，應該獨立於應用程式、獨立於鍵 盤等其他輸入裝置。
[0009] 為了解決這樣的問題，本發明將切換的操作限定在滑鼠自身，設計了能夠快速、便 利實現滑鼠指針跳轉的操作方式及相關的實現裝置。


【發明內容】

[0010] 在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，涉及的是操作者用一個手持滑鼠，在 一臺計算機驅動的多臺顯示器之間，進行快速指針位置切換的操作方式和實現措施。切換 是指不通過人工連續移動滑鼠使滑鼠指針跨過顯示器屏幕，而是通過軟體程序將滑鼠指針 從一個顯示器上無論任何位置直接跳轉到另外一個顯示器上，此間可以顯示或者不顯示任 何指針移動的軌跡。本發明所指的計算機是任何獨立的或者嵌入的實現數據計算、處理、控 制功能的設備，包括臺式機、筆記本電腦、工控機、各種設備中嵌入的計算機等。計算機驅動 的顯示器除自帶的顯示器外，外接顯示器可以是常規的IXD顯示器、投影儀、電視機顯示屏 等能夠被計算機驅動的顯示裝置。計算機與顯示器的連接方式可以是任何標準的或者專用 的視頻接口，如VGA、DVI、HDMI、DisplayPort、S-Video等。滑鼠通過傳統的有線介質或者 任何協議的無線介質連接到計算機。滑鼠的指針同一時間只能夠在一臺顯示器上，而不會 在多臺顯示器上，滑鼠指針當前所在的顯示器即滑鼠操控的顯示器。
[0011] 通過與滑鼠操作有關的程序，如作業系統、圖形驅動程序，操作者首先對涉及的多 臺顯示器順序編號或者由計算機進行自動編號，確定每個顯示器的原點和水平、垂直顯示 坐標，使滑鼠指針的定位與顯示器關聯；對滑鼠功能參數進行設置，定義操作方式，或者對 滑鼠的移動方式進行預校準等。顯示器實際排列方式按照順序編號左右安置，這是一種典 型應用，也可以按照任何自定義的空間位置關係排列，但滑鼠指針的移動方向依據顯示器 的內在順序編號。
[0012] 實現滑鼠指針快速跳轉的方式採用下列方式之一。
[0013] 第一、藉助現有滑鼠的功能鍵或者設置專門的按鍵實現。1)利用滑鼠頂上的滾輪 鍵，此鍵（Tilt wheel)可與滑鼠其它功能共享，每當滾輪鍵向左右某個方向撥動，滑鼠指針 依次向此方向切換一個顯示器。2)在滑鼠側面設置滾輪，每當滾輪向前滾動一格，滑鼠指針 就向左側切換一個顯示器，每當滾輪向後滾動一格，滑鼠指針就向右側切換一個顯示器。3) 在滑鼠上設置方向鍵，每當向某個方向撥動一次，滑鼠指針即向此方向切換一個顯示器。4) 在滑鼠的側面設置專門按鍵，或與其它功能共享此按鍵。當按下此鍵後：按滑鼠左鍵一次 (或者向左撥動滾輪鍵、方向鍵），滑鼠指針就向左切換一個顯示器；按滑鼠右鍵一次（或者 向右撥動滾輪鍵、方向鍵），滑鼠指針就向右切換一個顯示器。或者，每按下此鍵一次，滑鼠 指針直接沿預先設定的方向將指針切換到下一個顯示器上。
[0014] 第二、在滑鼠上設置觸摸鍵，不增加機械類按鈕，不必改變滑鼠傳統外觀。1)觸摸 鍵可以是直接感知壓力變化的壓力傳感器；2)或者是感知壓力變化結果的電容、電阻性質 的傳感器；3)或者是感知環境光強弱變化的光電傳感器。當操作者握持滑鼠的拇指在觸摸 鍵上發生特定的"觸摸模式"後，即刻按下滑鼠左鍵或者右鍵（或者相應撥動滾輪鍵、方向 鍵），滑鼠指針就向左或者右切換一次。由於操作滑鼠時，握持滑鼠的拇指接觸滑鼠側面是 常態，因此可以定義拇指一次快速抬起（並快速歸位）為"單擊"，若定義"單擊"為觸摸模 式，則在發生"單擊"後，立即按下滑鼠左或者右鍵，則執行指針左或者右切換。可以視其為 順序組合鍵，這種時序組合避免了與滑鼠習慣性的常規操作相混淆。
[0015] 第三、以滑鼠特殊的運動方式為觸發指令。1)操作者按照設定模式快速往返搖動 滑鼠後，滑鼠指針沿選定的方向將指針切換到下一個顯示器上。滑鼠的移動可以限於桌面 上的平面內。這種搖動模式無需嚴格定義，如快速左右晃動滑鼠、前後晃動滑鼠、斜向晃動 滑鼠、逆時針快速畫圈、順時針快速畫圈，等等，類似於發現丟失滑鼠指針時的條件反射動 作，這些動作極易與正常的有效操作區分開來。2)以特殊定義的滑鼠手勢切換指針，如按下 滑鼠右鍵後，滑鼠以定義的模式移動則出發切換指令。3)以滑鼠的傾斜、起落動作觸發滑鼠 指針的切換。每當滑鼠向某個方向傾斜一次，滑鼠指針就向此方向切換一個顯示器，或者每 傾斜或抬起滑鼠一次，滑鼠指針沿預先設定的方向將指針切換到下一個顯示器。此處，所謂 傾斜動作的一個完整操作是抬起滑鼠的一側或者一端然後快速放下，所謂起落動作的一個 完整操作是整體抬起滑鼠然後快速放下。如果不計傾斜，那麼起落動作可以定義為使滑鼠 局部或者全部離開桌面後又快速放下的操作過程。
[0016] 上述任何種類的指針切換，當從一個顯示器跳轉到另外一個顯示器上時，落點位 置都可以通過預先的設置來選擇，比如總是處於屏幕中間，或者靠屏幕左邊等。當指針跳轉 到一個新的顯示屏幕上出現前瞬間，可改變為醒目形式提醒切換結果後恢復原指針形狀。 醒目形式包括指針形狀的改變、色彩的改變、大小的改變、以及使指針在落點附近運動等， 可以通過預先設置方式選擇。當指針連續向同一個方向切換，遇到最邊上的顯示器後，可以 預先選擇以循環的方式轉到另外一邊的顯示器上。若只有兩臺顯示器，那麼就是交替切換。 或者，當指針遇到最邊上的顯示器後，停留在那個顯示器上，此時指針可以以醒目形式提醒 操作結果。
[0017] 上述任何種類的指針切換，均可以通過設備管理器預先設置滑鼠指針的常規連續 移動以當前顯示器為邊界，如同僅有一個顯示器一樣，僅當發生滑鼠指針切換指令時，滑鼠 指針才跳轉到其它顯示器上。這樣做的好處，一是在屏幕邊緣的許多操作不必擔心越界， 如下拉條、窗口關閉按鈕，以及一些應用程式中的工具邊欄等；二是可以在任何一個顯示器 屏幕邊緣繼續使用諸如windows作業系統定義的滑鼠指針位於屏幕"角落"時的彈出指令 (如指針位於右上角時，出現搜索、設置、開始之類的選擇欄；指針位於左下角時，彈出開始 欄），且可以使"角落"範圍加大便於用戶實施此類操作。或者兩種方式均可，即可以用連續 移動的方式，也可以用跳轉的方式切換顯示器。
[0018] 可以通過作業系統或者滑鼠驅動程序，在設備管理器中進行預先設置，選擇啟用 或者關閉滑鼠指針的快速切換功能。
[0019] 所有這些指針快速切換方式，均可以選作迫使指針回歸到某個特定位置的指令， 無論指針所處位置、無論是否發現指針丟失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1 :一臺筆記本電腦外帶一個顯示器（或投影儀）是常見應用場景，滑鼠指針往 往需要在筆記本顯示器和外置顯示器之間頻繁切換。
[0021] 圖2 :定義常規滑鼠的相對方向和按鍵。多功能的滾輪鍵可以前後滾動、左右傾斜 (左右方向鍵）、垂直按下（滑鼠的中間鍵功能）。有時可以與滑鼠其它鍵配合使用，取決於 作業系統和應用程式。
[0022] 圖3 :光電滑鼠的典型構成示意圖。
[0023] 圖4 :敘述本發明時採用的直角參考坐標系。
[0024] 圖5 :滑鼠平放時的示意圖。
[0025] 圖6 :滑鼠傾斜時的示意圖。以一側為轉軸，輕微抬起滑鼠的另一側即可。
[0026] 圖7 :滑鼠發生傾斜時，三軸加速度傳感器能夠檢測到傾斜角度和傾斜方向，陀螺 儀能夠檢測到傾斜動作的發生。
[0027] 圖8 :採用光電傳感器檢測滑鼠傾斜或起落髮生的示意圖。滑鼠放置桌面上時，環 境光被遮擋，光電傳感器無法感測到光。
[0028] 圖9 :採用光電傳感器檢測滑鼠傾斜或起落髮生的示意圖。滑鼠傾斜時，環境光進 入滑鼠底部，抬起一側的光電傳感器因此能夠感測到環境光。兩側光電傳感器接收窗口方 向均向外設計，減少一側進入的光洩露到另一側的光電傳感器上。
[0029] 圖10 :滑鼠正常工作在桌面上時，成像光學系統聚焦在桌面工作區域，此時成像 最清晰。
[0030] 圖11 :當滑鼠發生傾斜時，滑鼠離開桌面，物距增加，導致桌面工作區域成像發生 模糊。
[0031] 圖12 :採用壓力傳感器感知滑鼠傾斜和起落時的構成圖。
[0032] 圖13 :採用光電傳感器感知滑鼠傾斜和起落時的構成圖。
[0033] 圖14 :滑鼠發生快速起落動作時成像清晰度的變化趨勢，起落前後圖像會呈現 "清晰_模糊-清晰"過程。
[0034] 圖15 :根據滑鼠成像的模糊狀況檢測滑鼠傾斜、起落動作的部分參考流程。這裡 是左右傾斜或起落時的檢測流程。
[0035] 圖16 :採集的滑鼠搖動軌跡圖。第一排，左右搖動滑鼠軌跡；第二排最左，前後搖 動滑鼠軌跡；第二排中間，滑鼠逆時針畫圓；第二排最右，滑鼠順時針畫圓。注意，滑鼠軌跡 的起點、終點是已知的。實際操作時，用戶可以自定義簡單明了的動作，不必太複雜。因為 操作時的速度、加速度特徵可以保證非常明顯地區別於常規滑鼠操作動作。

【具體實施方式】
[0036] 筆記本電腦驅動兩臺顯示器是最常見的應用情形，以此為例完全能夠說明本發 明。圖1是所述情形的連接圖。筆記本電腦主機（1-1)自身帶一個顯示器（1-2)，通過VGA 接口（1-5)外接了一臺顯示器（1-4)，無線滑鼠（1-6)通過內置的RF發射模塊（1-7)將鼠 標信號傳遞到主機上RF接收器（1-8)，由此將滑鼠和計算機連接起來。滑鼠（1-6)控制鼠 標指針（1-9)在顯示器（1-2)和（1-4)屏幕上的移動。通常計算機作業系統支持滑鼠指針 無縫地從一個顯示器移動到另一個顯示器。無線滑鼠通信可以採用標準的無線傳輸協議， 如Bluetooth、WiFi、ZigBee，或者自行設計的專用無線傳輸協議。採用有線滑鼠還是無線 滑鼠對本發明沒有區別，所涉及的僅僅是通過標準的PS/2滑鼠接口傳遞滑鼠信號還是經 過無線橋接後由USB 口傳遞滑鼠信號，驅動程序和作業系統將能夠解決兼容性問題。
[0037] 常規的滑鼠構成如圖2所示。滑鼠本體上有兩個基本按鍵，滑鼠左鍵（2-1)和鼠 標右鍵（2-2)，一個滾輪鍵（2-3)。滾輪鍵除了滾輪（前後滾動）功能外，還具有按鍵（通 常代替滑鼠的中間鍵）功能，以及左右方向鍵（撥動）功能。滾輪常用來上下拉動網頁或 者左右翻頁、縮放等。滑鼠的移動信息獲取方式由滑鼠類型決定。早期的滑鼠是機械滑鼠， 通過軌跡球獲取位移信息。現在的滑鼠均為光電滑鼠，通過圖像傳感器獲取位移信息。在 圖2中，定義了敘述本專利時採用的滑鼠參考方向。（2-4)是滑鼠的前向，（2-5)是滑鼠的 左向，（2-6)是滑鼠的右向。
[0038] 光電滑鼠的基本結構如圖3所示，它由滑鼠控制器（3-3)、光照射器（3-4)、照射光 學組件（3-5)、接收光學組件（3-6)、光電傳感器（3-7)、圖像處理器（3-8)、操作按鍵、滾輪 (3-9)以及無線發射模塊（3-10)組成。它的基本工作原理是通過滑鼠底部的光學窗口，連 續捕獲工作桌面的局部紋理圖像並快速分析處理，由紋理特徵點在圖像中的位移推導出鼠 標的位移。滑鼠控制器（3-3)是整個滑鼠的核心，通常由MCU(微控制器）擔任，檢測按鍵、 滾輪等的操作動作，驅動光照射器（3-4)發射照明光，接收處理滑鼠的移動信息，然後通過 接口送到無線通信模塊（3-10)傳遞給計算機主機。光照射器（3-4) -般是發光二極體LED 或者雷射二極體（LD)，負責工作桌面（3-2)的"照明"，通過光學系統匯聚並均勻地照射到 工作區域。光學系統由一些光學透鏡、稜鏡等光學部件組成，光波段是可見光、紅外線等。接 收光學組件（3-6)是光電傳感器（3-7)的接收光學系統（成像光學系統），它將照射區域的 工作面（桌面、滑鼠墊等）成像在傳感器上。有兩類成像光學系統：一是垂直成像系統，光 軸與物平面垂直，即光軸與桌面垂直，也與像平面垂直；二是傾斜成像系統，光軸與物平面 成一定角度，要求像平面也與光軸成一定角度。無論哪種光學系統，設計時均保證在圖像傳 感器上的成像是整體清晰的，或者是可以通過算法修正清晰的。圖中（3-6)所示的光學系 統假設了光軸是垂直於桌面的，是常用的成像光學系統。光電傳感器（3-7)通常是CMOS面 陣圖像傳感器，與圖像處理單元（3-8)往往集成在一起。圖像處理單元對連續採集的圖像 進行處理，根據每幅圖像中特徵點的移動變化，確定滑鼠的移動方向和位移量，然後送到鼠 標控制器（3-3)。控制器將位移量轉換為特定的數據形式通過標準的滑鼠接口傳遞到計算 機主機，或者通過無線通信模塊（3-10)傳遞到計算機主機。
[0039] 滑鼠作為計算機的一個標準I/O設備，由作業系統管理。通常，作業系統將鼠 標控制器發出的物理指令，轉換為可調用的函數。如果應用程式涉及到滑鼠操作，那麼 通過函數調用獲得滑鼠事件，根據事件屬性將轉向相應的處理程序。常規的滑鼠事件包 括，mouseEvent_Move (滑鼠移動）、mouseEvent_LeftDown(滑鼠左鍵按下）、mouseEvent_ RightDown(滑鼠右鍵按下）、mouseEvent_LeftUp(滑鼠左鍵抬起）、mouseEvent_ RightUp (滑鼠右鍵抬起）、mouseEvent_MiddleDown (滑鼠中鍵按下）、mouseEvent_ MiddleUp (滑鼠中鍵抬起），mouseEvent_Wheel (dwData)(滑鼠滾輪滾動值）等。
[0040] 由於滑鼠指針的切換事件可以不涉及到應用程式（當然，只要作業系統將其定義 為通用的滑鼠事件，應用程式如某種遊戲，也可以將其重新定義為其它用途），因此滑鼠指 針切換指令的執行由作業系統直接管理，或者由附加的專用驅動程序管理，且可以限於此 層面。
[0041] 本發明設置了各種用以觸發滑鼠指針切換指令的操作方式，這些操作動作經過鼠 標控制器確認後形成一致的物理指令。一致的物理指令可以使計算機主機與滑鼠所採用的 物理切換方式無關。物理指令經滑鼠接口送到計算機主機控制器，作業系統捕獲該指令後， 根據顯示器的配置順序、當前滑鼠指針的位置以及預先設定的指針落點和落下時指針的形 態，直接執行滑鼠指針的切換，將滑鼠指針轉到下一個顯示器上的特定位置，如屏幕的正中 間，標準化的顯示表面坐標為（65536/2,65536/2)。
[0042] 本發明中的滑鼠指針切換操作方式，可以分為兩種類型。第一種類型：重新定義鼠 標事件，其中包括將滾輪鍵的左右撥動定義為滑鼠指針左右切換指令，將非標準的已有的 側面按鍵定義為滑鼠指針切換指令等。第二種類型：定義新的滑鼠事件，其中包括下各種操 作。
[0043] 滑鼠側面設置滾輪，滾輪鍵連接到滑鼠控制器。滾輪每向前滾動一格（定義），向 滑鼠控制器輸出一個信號，滑鼠控制器向計算機發出滑鼠指針左向切換一次指令。
[0044] 滑鼠側面設置方向鍵（JOG key)，方向鍵連接到滑鼠控制器。方向鍵通常有4個操 作方向，為操作便利此處可僅選前後向有效的撥動鍵（向前向後撥動後會自動返回中間位 置）。每向前撥動一次，滑鼠控制器檢測到開關動作，向計算機發出滑鼠指針向左切換一個 顯示器的指令。同樣，每向後撥動一次，滑鼠控制器檢測到開關動作，向計算機發出滑鼠指 針向右切換一個顯示器的指令。
[0045] 滑鼠側面設置專門的滑鼠指針切換按鍵，該按鍵連接到滑鼠控制器。它可以有兩 種操作方式。一是此鍵直接決定切換。每按下此鍵一次，滑鼠控制器檢測到開關動作後，即 向計算機發出滑鼠指針向左（或向右）切換一個顯示器的指令。切換的方向可以在滑鼠設 備管理器中預先設定。另一種是採用複合鍵的操作方式，當按下此鍵時，再按下滑鼠左鍵 (或滾輪前滾，或滾輪向左撥動，根據滑鼠選擇），滑鼠控制器檢測到兩鍵同時有效，即向計 算機發出滑鼠指針向左切換一個顯示器的指令。當按下此鍵時，再按下滑鼠右鍵（或滾輪 後滾，或滾輪向右撥動，根據滑鼠選擇），滑鼠控制器檢測到兩鍵同時有效，即向計算機發出 滑鼠指針向右切換一個顯示器的指令。
[0046] 滑鼠側面拇指握持位置設置觸摸鍵，比如電容觸摸鍵或者電阻觸摸鍵，該按鍵連 接到滑鼠控制器。通常在使用滑鼠時，拇指接觸滑鼠側面是常態，即使脫離滑鼠後重新接 觸，滑鼠的首先動作更多的是移動而非點擊。根據操作者常規的使用習慣，如果將拇指離開 後立即再接觸滑鼠側面定義為一種"點擊"操作模式，滑鼠控制器能夠檢測到觸摸開關存在 一個瞬間非接觸動作。此後若存在立即按下滑鼠左鍵或者右鍵的動作，則定義為滑鼠指針 向左或者向右切換指令。這可以定義為是一種前後複合鍵，因為它們的操作不是同時發生， 而是接續發生，觸摸是一種引導標記。接續時間的長短可以在設備管理項目中設置，依個人 習慣而定。儘量短的接續時間，可以避免與其它操作混淆。因為個人習慣不同，在操作滑鼠 時，拇指不自覺得脫離並再接觸滑鼠是常常發生的事件，只要拇指重新接觸後不是立即執 行按鍵操作，就能夠避免與標準的滑鼠左鍵、右鍵操作相混淆。這是對使用習慣研究後得出 的結論，因此這種複合操作是可靠的，也是簡便的。相對於在滑鼠側面設置按鈕、滾輪，不但 簡化了結構設計，也不造成對滑鼠握持的額外影響。
[0047] 以滑鼠的傾斜動作觸發滑鼠指針的切換，傾斜動作的檢測由選定的傳感器感知， 傳感器的輸出送到滑鼠控制器。所稱傾斜動作，雖然可以是任何改變滑鼠常規平面運動狀 態的動作，但是考慮到操作的便利和規範，典型的動作可以定義為以滑鼠的四個底邊的任 一邊為名義上的轉軸，輕微抬起對面的一邊。這種動作是最輕易的實現方式，沒有必要使鼠 標本體全部脫離桌面後再傾斜。當採用這種方式的傾斜作為手段時，一個合適的結構能為 動作的執行帶來方便。滑鼠本體的左右側底邊緣或者前後端底邊緣，在傾斜利用的軸線方 向上採用平直設計，或主體上是平直設計，橫切面採用圓弧設計。這是最有利的措施，因為 傾斜動作可以依其為實際轉軸進行滾動。以左右傾斜為例，滑鼠的左右底部與桌面相交處 設計為呈直線狀，即與滑鼠前後中軸線呈平行態；而滑鼠底部與滑鼠左右側面的過渡段設 計呈圓弧狀。如圖6中箭頭￠-3)所指滑鼠右底與滑鼠右側面的過渡段，其與桌面（6-2) 相交的主體段呈直線，而側面呈圓弧狀。左右傾斜、前後傾斜，四種指令的取捨在於實際的 滑鼠設計選擇。通常右手習慣的人，持滑鼠向右傾斜是較為便利的動作。當只有兩個顯示 器時，僅使用這一個動作就可以交替實現指針的切換。如果有多個顯示器時，可以採用這一 個動作做循環切換，也可以左右傾斜動作都採用，使切換轉移有方向性。
[0048] 以滑鼠的起落動作觸發滑鼠指針的切換，起落動作的檢測由選定的傳感器感知， 傳感器的輸出送到滑鼠控制器。所謂起落動作，有兩種定義。第一種，若無需和傾斜動作區 另IJ，即不考慮傾斜指令，則可以將傾斜和起落歸為一類，定義為滑鼠任何可感測部位快速脫 離桌面後快速回歸的動作。這個過程中不強調把滑鼠整體拿起放下。第二種，需要和傾斜 動作區分，即有可能同時選用這兩種指令。將其定義為一個比較明確的滑鼠整體抬起放下 動作。
[0049] 滑鼠傾斜和起落動作指令的檢測和識別是最終正確觸發指針切換指令的關鍵，在 本發明中可以採用三類不同的實現方式。第一種基於運動傳感器，第二種基於圖像處理技 術，第三種基於其它傳感器。
[0050] 基於運動傳感器的實現是在常規的滑鼠中設置運動傳感器。典型的運動傳感器是 加速度傳感器和陀螺儀。目前，MEMS (微機電系統）技術發展迅速，許多基於MEMS工藝的 運動傳感器已很成熟，並應用在許多地方，如各種便攜設備、可穿戴設備等。因此在滑鼠中 內置MEMS傳感器是極為便利的。加速度傳感能夠提供運動的加速度參數，通常採用正交的 3軸結構，可測量三維立體坐標系不同方向上的加速度參數。本發明中，並不局限於採用何 種加速度傳感器，也不局限於採用幾軸的加速度傳感器，只要能夠測量到傾斜或者起落動 作即可。
[0051] 為了描述滑鼠的空間運動，首先需要建立滑鼠坐標以及相對運動的參考坐標。假 設一個三維坐標系，如圖4所示。將滑鼠中心置於其原點0上；滑鼠的底面平行於X-Y平 面，滑鼠的縱軸平行於X軸，且前方（左右按鍵位置，圖2中（2-4)所示方向）指向X軸的 負向；滑鼠的橫軸平行於Y軸，且右側指向Y軸的正向（圖2中（2-6)所示方向）；滑鼠的 垂直軸平行於Z軸，且正面朝向Z軸的正方向，底面朝向Z軸的負方向。設定此即滑鼠的坐 標系，用來描述滑鼠自身。滑鼠相對運動的坐標系，仍舊以圖4位參考，將桌面置於此坐標 系中。設定桌面所在面為X-Y平面，桌面的法線方向為Z軸正方向。
[0052] 感知滑鼠傾斜的最簡單的方法是採用測量軸垂直於滑鼠底面放置的單軸加速度 傳感器，即測量軸與滑鼠Z軸平行（方向朝下、Z軸負向），如圖7中加速度傳感器（7-3)所 示放置關係，假定了其測量軸與滑鼠垂直中軸重合。在滑鼠做常規移動時，由於它和滑鼠通 常移動的平面（即桌面）正交，所以理想情況下傳感器的輸出始終為重力加速度值，即lg。 當滑鼠發生傾斜時，假設傾角為Θ，那麼此時加速度傳感器的輸出變為： cos(0)g，如箭頭 (7-5)所示。圖7中（7-4)垂直桌面向下，表示了 lg的重力加速度，（7-5)是分解到傳感 器Z軸向的分量，（7-6)是分解到傳感器Y軸向分量。這種方式可以檢測傾斜，但是不能夠 檢測是哪個方向上的傾斜。當採用2軸的加速度傳感器時，若一個測量軸在Z軸，一個測量 軸在Y軸，且指向與Y軸一致，則可以檢測左右傾斜。通常當滑鼠在桌面移動時，Y軸的加 速度輸出，可以為正也可以為負，絕對值取決於操作者左右移動滑鼠的加速度；當滑鼠沒有 左右移動時，Y軸的輸出為零。較為理想的水平面移動時，在Z軸方向的加速度測量值沒有 變化，或者很少變化。一旦滑鼠不移動而是發生了左右傾斜動作，則除了傳感器Z軸的加速 度值發生變化外，Y軸的加速度輸出值也發生變化，這個值取決於傾斜的角度和方向。靜態 下的大小為土sin( Θ )g，向右傾斜為正，如（7-6)所示；向左傾斜為負。若要是檢測前後傾 斜，則只需將放置在滑鼠Y軸的傳感器測量軸方向調整到X軸即可。若要左右前後傾斜都 要檢測，則需要同時採用3軸加速度傳感器，傳感器的3個測量軸與滑鼠的3個軸平行放置 即可。
[0053] 感知傾斜動作的另外一種實現方式是採用MEMS陀螺儀，陀螺儀能夠感知旋轉的 速度。假設採用3軸的陀螺儀，將其敏感軸X、Y、Z軸放置與滑鼠參考坐標軸（圖4) 一致。 通常，滑鼠在平面內移動時，可能存在的旋轉是圍繞Ζ軸的旋轉，在X和Υ軸上沒有輸出。 但是，當發生滑鼠左右傾斜時，就會在X軸上有輸出；當發生前後傾斜時，就會在Υ軸上有輸 出。輸出值得大小取決於操作的快慢。通過檢測輸出值的正負及變化，即可判斷是向哪個 方向的傾斜。如陀螺儀X軸輸出值先是從零變為正，然後從零變為負再變為零，那麼就是發 生了右傾斜操作。與加速度傳感器相比，陀螺儀不受桌面自身是否傾斜的影響。
[0054] 滑鼠起落動作的檢測依據之一是加速度傳感器。由於起落動作難以規範，並不會 刻意維持水平抬起放下，通常在Χ、Υ軸上的加速度值的判斷依賴性較差，Ζ軸的加速度輸出 成為識別滑鼠起落的最佳依據。滑鼠的起落動作（包括傾斜動作）往往是先抬起而後放下 以碰到桌面結束，因此Ζ軸加速度傳感器的輸出相對於lg的常態，將是一個先變大而後變 小再變大後回歸的過程。滑鼠落到桌面的瞬間加速度值變得較大，是一個微小衝擊過程。依 據這種變化模式，傾斜動作也能夠作為起落的判據，反過來或者這種微小衝擊作為傾斜動 作發生的輔助判據。
[0055] 滑鼠傾斜和起落動作的檢測還可以依據於能夠感知發生傾斜的其它傳感器，如分 別安裝在滑鼠左右兩側或前後兩端的光電傳感器、壓力傳感器等。在準備用來檢測的滑鼠 兩側，如易於利用的左右側，在滑鼠底面左右靠邊緣位置，分別安置光電傳感器或者壓力傳 感器，各傳感器的輸出連接到滑鼠控制器，滑鼠控制器對傳感器的信號進行處理、判決。圖 11、12分別示出了採用壓力傳感器和光電傳感器時與滑鼠控制器的連接關係。
[0056] 光電傳感器採用能夠感知可見光波段的傳感器，能夠感知環境光。通常光電傳感 器之前有一個簡單的光學系統，匯聚光接收視場內的光信號，以及實現對光的引導。具體安 裝時，光電傳感器的感光表面略低於滑鼠底平面，如圖8所示，光接收單元（8-4)、（8-6)處 於底部凹槽內。在滑鼠沒有抬起動作時，滑鼠底部和桌面（8-2)密切接觸，環境光被遮擋， 左右兩側的光電傳感器（8-4)、（8-6)不能接收到任何光，或者僅僅能夠接收到一點因為桌 面粗糙而洩漏的光，其輸出電信號接近於零。當滑鼠一側（如左側）抬起時，如圖9所示。 箭頭（9-4)所示環境光照射到桌面並反射滑鼠底面，使得抬起一側的光電傳感器（9-1)通 過接收視場（9-5)接收的光急劇增多，遠大於沒有抬起一側光電傳感器（9-2)接收的漏光。 滑鼠信號處理單元利用這種光輸出信號的變化和差異判斷滑鼠是否發生了傾斜動作以及 向哪個方向的傾斜。當發生滑鼠起落動作時，滑鼠兩側被抬起後再放下，滑鼠兩側的感光均 發生突出性地增多變化，在輸出上表現為短時的突發脈衝信號，信號處理器由此可以進行 判決。光電傳感器在安裝結構上，為了避免一側抬起時進入的光線洩露到另一側，光接收窗 口被限定朝向滑鼠外側的局部範圍內，同時滑鼠的底部採用不易反光的材料塗層，如黑色。 這樣當抬起滑鼠的一側時，可以限制漏光進入到另一側的光接收窗口，以保證判斷的正確 性。以這種方法判斷滑鼠的傾斜、起落不受桌面（滑鼠墊等）是否傾斜的影響，而僅僅依據 是否脫離桌面。可以看出，採用相反的設計方法同樣有效，即滑鼠常態下兩側都能夠感受到 光，而在傾斜時，一側能夠感受到光，而一側的光被遮蔽。
[0057] 常規滑鼠目前通常在底部裝有多個（一般分布在四角）增進滑鼠移動平滑感的腳 墊（特氟龍材料、PVC塑料等）。當採用壓力傳感器檢測滑鼠是傾斜或否抬起時，壓力傳感 器可以安裝在這些腳墊下面，其輸出連接到滑鼠控制器。通常，滑鼠平放桌面沒有手持時， 各個壓力傳感器受力基本平衡，均有輸出且差異不大。當手持使用時，由於個人習慣的差異 且難以實施規範，各個壓力傳感器的輸出差異可能很大，但一定都有輸出。當滑鼠一側抬起 時，此側壓力傳感器感知的壓力輸出將明顯減弱至接近或等於零，而另一側壓力輸出則有 可能增加。滑鼠信號處理單元依據各側壓力傳感器輸出值及相互之間的差異，判斷傾斜動 作的發生以及向何方傾斜。當滑鼠整個抬起時，所有的壓力傳感器輸出將為零，這是一個明 顯的判斷標誌，當這樣的信號在正常使用時短時出現，滑鼠信號處理單元即可判斷發生了 滑鼠起落動作。因此，通過判斷各側壓力傳感器的輸出，能夠判斷滑鼠的傾斜和起落情況。
[0058] 滑鼠傾斜、起落動作的檢測可以依據於光電滑鼠內置圖像傳感器的輸出。目前鼠 標中所使用的圖像傳感器能夠快速高解析度地連續採集桌面工作區域的圖像，為了增進桌 面紋理在圖像傳感器中的展現，常用更合適的光進行輔助照射，以提高圖像解析度。滑鼠圖 像處理單元依據對每一幀圖像中同一特徵區域的位置變化推算滑鼠的移動方向和位移量。 由於通常滑鼠使用時是處在一個平面上，因此滑鼠的成像光學系統在設計時以固定距離聚 焦在光窗下方被光照射的平面上，這是成像清晰度最高時的設計要求。
[0059] 當滑鼠脫離桌面時，無論對什麼樣的成像光學系統，圖像傳感器因為離焦所成圖 像將變得模糊，模糊的程度取決於滑鼠脫離桌面的距離，整幅圖像模糊的一致性取決於鼠 標相對於桌面的傾斜程度。
[0060] 對於滑鼠的垂直起落操作動作，只要大於一定程度（如大於數毫米的間距），均會 造成整幅圖像發生模糊，使滑鼠的圖像處理單元，無法繼續從圖像中獲得紋理特徵信息。光 電滑鼠的成像速度在每秒千幀量級，遠大於常規的視頻幀速率。因此，在滑鼠的整體起落過 程中，圖像的離焦距離逐幀觀察是相對的漸變過程，即圖像的模糊在時間上是漸變的，但在 操作動作的時間量級（1秒左右）外觀察卻是突變過程。圖14中的曲線（14-1)示意了這 種圖像清晰度隨動作操作時間變化的趨勢。圖中假設在T1之前，滑鼠處於正常桌面操作狀 態，桌面的清晰度相差不大，維持在虛線（14-2)水平；當在T1時刻後開始抬起滑鼠後，圖像 的清晰度急劇降低，很快達到飽和狀態；隨後在滑鼠被放下過程中，圖像的清晰度又快速恢 復；在T2時刻達到桌面後，恢復到常態的清晰度。T1和T2之間的時間差，取決於操作者的 動作速度。在實際的運用中，可以加以限定或者設定，如在2秒時間內，如果超出這個範圍， 可以認為是放棄操作或者滑鼠、桌面等出現了異常。依此，根據當前每幀圖像紋理的逐漸缺 失或恢復，以及秒量級間隔上的突變，圖像處理單元可以判斷此種情形就是滑鼠發生了整 體性的起落動作。
[0061] 假設滑鼠的成像窗口位於滑鼠底面中心位置，如圖10所示，圖中（10-3)是成像窗 口，（10-4)是成像系統的物鏡，假設是垂直成像系統，光軸（10-7)垂直於桌面（10-2)，標尺 (10-5)所示尺寸d為合理物距。正常移動滑鼠時d不變（不計桌面粗糙度），成像窗口下 的桌面區域將在LED(3-4)的照射下清晰地成像在光電傳感器（3-7)上。
[0062] 當滑鼠發生傾斜時，成像系統的光軸（11-7)不再垂直於物面（11-2)，而是存在一 個角度Θ。物面上各點物距發生變化，整體上大於d，附加量在標尺（11-5)所示尺寸dl和 標尺（11-6)所示尺寸d2之間遞增，這將最終導致所成圖像對應各點與物距成比例的模糊。 [0063] 對傾斜成像系統，如果滑鼠傾斜軸與光學成像系統傾斜軸平行，傾斜方向相同時， 則另外附加了傾角，傾斜方向相反時則減少了傾角。任何改變都導致物面上各點物距的相 對改變，成像同樣有與各點物距變化成比例的模糊。如果滑鼠傾斜軸與光學成像系統傾斜 軸正交，則物面上沿滑鼠傾斜方向各點遞增附加物距，仍舊導致對應成像各點與傾斜角度 相關聯的遞增（並非線性）模糊。
[0064] 無論何種方式，變化規律是相同的，可以採用相似的處理方式。如滑鼠向右傾斜操 作時，整個操作動作是在大約一秒的時間內，輕微抬起滑鼠左側並迅速放下。這個過程對應 的宏觀成像變化：正常圖像一圖像模糊一正常圖像。其中圖像的模糊經歷了逐漸增強過程， 並且，圖像右側的模糊速度和模糊程度要大於圖像的左側。只要圖像處理系統能夠實時監 測到這種變化，就能夠正確判斷出滑鼠是否發生了傾斜，是向哪個方向傾斜。
[0065] 對這種成像差異的檢測在圖像處理技術中有多種方法，主要依據是圖像的清晰 度，而對清晰度的判斷則可以依據於對圖像紋理邊緣特徵的分析。在特定材質的桌面上，當 圖像聚焦準確時紋理最清晰，灰度對比強烈，線條細膩，當圖像離焦時，紋理模糊，灰度對比 變低，線條模糊不清。
[0066] 其中較為簡單的一種處理和檢測流程如圖15所示，這裡僅僅描述了滑鼠發生左 右傾斜或者滑鼠起落時的局部處理方式。假設已經對當前的滑鼠各種參數進行了設置，並 獲取了當前工作桌面的統計信息，比如紋理密度。由於並不需要像跟蹤滑鼠指針那樣快速 精確，因此採用抽樣的方式對抽取圖像進行處理，而非對原始圖像逐幀處理是合理的選擇。 這樣的任務可以交給滑鼠圖像處理器完成。首先按照設定的比例抽取的圖像進行，比如十 分之一，可以減少很多運算工作量。然後對圖像幀進行邊緣檢測處理，得到紋理圖像。對紋 理圖像的紋理密度進行量化，簡單的量化是計數。計數的依據可以是線條長度總值、線條總 數目，或者符合某種長度線條的數量，得到一個紋理密度值 ：D_edge。在滑鼠開始應用之時， 可以根據工作桌面圖像特徵進行自動選擇。如果這個值D_edge並不大於常態下根據邊緣 密度統計值的波動範圍的上限設定的對比門限T_edge，那麼就認為滑鼠處於常規的使用狀 態，是在一個平面上移動。一旦存在D_edge值連續超出這個值T_blur次，就初步認定滑鼠 有離開桌面的趨勢。此時，開始對抽取的圖像再進行分塊，計算每一塊的邊緣密度。由於此 處僅考慮滑鼠的左右傾斜，因此分塊的密度統計簡單地限於左右部分，分別計為D_left和 D_right (實際紋理密度在某個時間點會呈階梯狀遞增，更加精細的統計可以將圖像分成更 多條狀進行分析）。連續記錄在限定時間內（T_one，大約一次操作動作的時間）D_left和 D_right之差超出某個門限T_lr的次數。是哪個超出就認定滑鼠的哪邊抬起，設定相應的 標誌Flag_left或者Flag_right為1。這個標誌隨後將被主程序查詢執行相應的傾斜指 令。如果在限定的時間內，左右分塊的邊緣統計值不滿足判決條件，而整幅圖像的出現模糊 次數超出了一定的門限1'_1^代0〇?11，則可以認定滑鼠出現了整體起落操作事件，設定事件 標誌Lift_Down為1。類似這樣的處理流程同樣可以用於前後傾斜的判讀。另外的處理和 檢測流程，可以是將圖像進行兩維傅立葉變換或者其它能夠在結果中反映圖像高低頻成分 的數學變換，如小波變換、餘弦變換等。傅立葉變換的高頻域值的大小反應了圖像的邊緣分 量。因此對比整幅圖像或者圖像塊的高頻域值，就可以判定整幅圖像或者分塊圖像的紋理 密度。其中若存在較大差異，即可由此判定是否發生了滑鼠傾斜或者起落動作。
[0067] 根據圖像處理結果檢測滑鼠操作動作，這種方法與桌面自身是否傾斜無關，只取 決於滑鼠底面和桌面之間的關係。
[0068] 操作者按照設定方式快速往返搖動滑鼠，滑鼠指針沿選定的方向將指針切換到下 一個顯示器上的操作方式，可以依賴前述在滑鼠中內置的加速度傳感器，也可以無需增加 任何硬體，而是僅僅依靠滑鼠的特殊移動軌跡進行的判斷。特殊是意味著這種移動方式可 以明顯地區別於常態時滑鼠的移動和操作方式。如用戶在發現滑鼠指針丟失時，會將滑鼠 劇烈地左右或前後搖動，或者將滑鼠抬起再放下。這些下意識的行為雖因人而異，但大體行 為相似，均異於常態的滑鼠操作動作。對這類行為只要稍加學習、定義，取合適的模式集合， 作為指針切換、指針歸位，或者其它指令完全不會和常態的滑鼠移動操作混淆。
[0069] 設定模式的參數可以包括滑鼠移動的方向、移動的速度、往返的速度、往返的次數 等，這些模式的設定一方面符合用戶的行為習慣，另一方面也可以認為具有一種約定性質； 其中速度、加速度是區別於常態移動的重要標誌。實際應用時，可以由滑鼠先學習識別用戶 的操作習慣，然後由用戶確認。比如首先讓用戶自己把最習慣的抖動滑鼠的方式或者自己 準備採用的抖動方式交給滑鼠進行識別，滑鼠識別後，提取出主要特徵，在此基礎上再給出 一個寬裕的範圍。可以採用類似字符識別的方法，也可以採用較為簡單的判斷，如快速左右 晃動滑鼠，給出幾個典型的參數：往返的最少次數（如2次以上），往返最小周期（如0. 5 秒，這是重要特徵之一，限定了速度）等。這種操作無需其它按鍵配合，純粹依賴於滑鼠的 運行方式。在滑鼠內設置軌跡記錄器，即開闢一個存儲區域，專門存儲滑鼠軌跡，使滑鼠對 其運行結果有記憶性。通過對特定時間段內（如1.5秒內，可以是預設項）滑鼠連續軌跡 的分析，判斷是否存在有符合規定模式的軌跡段。如果滑鼠有加速度傳感器，那麼這種左右 晃動可以由加速度傳感器Y軸向的輸出值進行判斷（軌跡如圖16中上面第1、2條曲線所 示，這是採集的實際滑鼠軌跡圖，沒有經過訓練約束），判斷標準相同，即加速度值在特定時 間內正負變換的最小次數。類似的操作模式，前後晃動滑鼠（如圖16中第3條曲線所示）、 斜向晃動滑鼠、逆時針快速半圓（可作為向左指針切換指令，滑鼠移動軌跡如圖16中第4 條曲線所示）、順時針快速畫半圓（可作為向右切換指令，滑鼠移動軌跡如圖16第5條曲線 所示）等等，均可由滑鼠的圖像處理器或者控制器根據動作特徵對原始信號（不依賴於屏 幕上顯示的指針，只要滑鼠的實際移動軌跡符合即可，不受屏幕顯示範圍的約束）進行簡 單的模式識別後確定，或者在計算機上附加特定的滑鼠應用程式通過屏幕指針的運動軌跡 識別確定。
[0070] 滑鼠左右鍵同時按下作為滑鼠指針切換指令，是採用雙指或者單指將滑鼠的左鍵 和右鍵同時按下的操作。由於常規滑鼠的左右鍵均非平面結構，兩個手指的力度也不會相 同，用雙指同時按下左右鍵對操作者要求較高。為了保證和便於同時按下兩個按鍵，利用鼠 標結構上左右鍵相鄰的特點，將左右鍵前端中間相鄰部位設計一個凹槽，單手指按到凹槽 時能夠同時將力作用到兩個按鍵上，使得雙鍵能夠以最同步的方式被按下，使滑鼠控制器 易於準確檢測。凹槽的位置在滑鼠滾輪前端，不影響常規的左右鍵和滾輪操作。
[0071] 上述各種指針切換方式在實際採用時，可以根據需要進行選擇或者組合。
[0072] 前述按鍵、方向鍵、滾輪等在滑鼠本體上的設置位置、動作方向，是依據滑鼠的常 規結構和通常用戶的使用習慣而增加的拇指操作功能，利用其他習慣和其他手指操作時做 相應的調整並不改變本專利的實質。所述的任何指針切換操作方式並不局限於指針切換操 作，它們均可以根據需要由作業系統或者應用程式定義為其他操作用途，如翻頁、遊戲操縱 等。本發明所提出的操作方式和實現方式，並不局限於傳統的光電滑鼠，任何人機輸入裝置 都可以採用類似的方式實現與指針有關或者類似的切換。本發明也並不局限於人機接口， 採用本發明中有關的整體技術或者局部技術也能夠用於其它類型設備中諸如判斷、檢測等 類似行為。
[0073] 本發明的核心是創造滑鼠指針切換的操作指令方式和實現措施，這類方式的特點 是僅僅依靠單手在滑鼠上即可便捷地完成，並獨立於計算機的任何應用程式，僅接受計算 機作業系統或滑鼠驅動程序的管理即可。
【權利要求】
1. 在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換涉及的是用一個滑鼠在計算機驅動的多 臺顯示器之間，由操作者進行快速指針位置跳轉的操作方式和實現措施；計算機是任何獨 立的或者嵌入式的、分步式的實現數據計算、處理、控制功能的設備；顯示器是計算機自帶 或外置的顯示器、投影儀、電視機等能夠連接到計算機的顯示裝置；滑鼠通過有線或無線介 質連接到計算機；用戶通過作業系統的設備管理器或圖形驅動程序，對涉及的多臺顯示器 順序編號、定位，選擇操作模式，對滑鼠功能參數、使用選項進行預先設置、校準；顯示器實 際排列方式按照順序編號左右安置，也可以按照任何自定義的空間位置關係排列，滑鼠指 針的切換方向僅依據顯示器的順序編號；計算機根據下列操作方式之一或者下列操作方式 的組合實現滑鼠指針的快速切換： a) 在滑鼠頂上設置滾輪鍵，滾輪鍵向左右某個方向撥動一次，滑鼠指針向此方向定義 的顯不器切換一次； b) 在滑鼠側面設置滾輪，滾輪向前滾動一格，滑鼠指針向左側顯示器切換一次，滾輪向 後滾動一格，滑鼠指針向右側顯示器切換一次； c) 在滑鼠側面設置方向鍵，向某個方向撥動一次，滑鼠指針就向此方向定義的顯示器 切換一次； d) 在滑鼠的側面設置專門按鍵，當按下此鍵後：每按滑鼠左鍵一次（或者，向左撥動滾 輪鍵、向前滾動滾輪、向左撥動方向鍵），滑鼠指針即向左側顯示器切換一次；每按滑鼠右 鍵一次（或者，向右撥動滾輪鍵、向後滾動滾輪、向右撥動方向鍵），滑鼠指針即向右側的顯 示器切換一次；或者，每按下此鍵一次，滑鼠指針即沿預先設定方向切換到下一個顯示器； e) 在滑鼠側面設置觸摸鍵；觸摸鍵可以是直接感知壓力變化的壓力傳感器，或者是感 知壓力變化結果的電容、電阻性質的傳感器，或者是感知環境光變化的光電傳感器等；當觸 摸鍵上發生特定的觸摸模式後，即刻按下滑鼠左鍵或者右鍵（或者相應撥動滾輪鍵、方向 鍵），滑鼠指針向左側或者右側顯示器切換一次；特定觸摸模式之一是位於觸摸鍵上的拇 指快速抬起後再快速歸位； f) 以滑鼠的傾斜、起落動作觸發滑鼠指針的切換；當滑鼠向某個方向傾斜一次，滑鼠 指針向此方向定義的顯示器切換一次；或者，每傾斜或抬起滑鼠一次，滑鼠指針即沿預先設 定的方向將指針切換到下一個顯示器； g) 操作者按照預先設定模式快速搖動滑鼠，滑鼠指針沿預先設定的方向將指針切換到 下一個顯示器； h) 同時按下滑鼠左鍵和右鍵一次，滑鼠指針沿設定的方向將指針切換到下一個顯示 器。
2. 根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，其中 a) 所述的切換是指不必通過人工連續移動滑鼠使滑鼠指針跨越顯示器屏幕，而是通過 電腦程式將滑鼠指針從一個顯示器上無論任何位置直接跳轉到另外一個顯示器上，此間 可以顯示或者不顯示任何指針移動的軌跡； b) 當滑鼠指針從一個顯示器切換到另外一個顯示器上時：落點位置可以預先設定，t匕 如總是處於屏幕中間，或者靠左邊等；指針圖標在目標顯示器上出現時，先以醒目形式標識 切換結果後恢復原指針形狀，醒目形式包括指針形狀、色彩、大小的改變以及使指針在局部 運動等； C)當指針連續向同一個方向切換，遇到最邊上的顯示器後，可以選擇以循環的方式轉 到另外一邊的顯示器上；或者，停留在當前的顯示器上，此時指針以醒目形式標識操作結 果。 d) 可以選擇滑鼠指針的常規連續移動以當前顯示器為邊界，僅當發生滑鼠指針切換指 令時，滑鼠指針才跳轉到其它顯示器，或者選擇兩者同時有效； e) 可以選擇啟用或者關閉滑鼠指針跳轉功能。
3.根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，其中 a) 以滑鼠的傾斜、起落動作觸發滑鼠指針的切換，可以區分或不區分傾斜與起落操作； 不區分時，滑鼠任何可感測部位脫離桌面的動作均與滑鼠整體脫離桌面視為等效；區分時， 傾斜指滑鼠局部脫離桌面，起落指滑鼠整體脫離桌面； b) 滑鼠的左或右傾斜操作動作依滑鼠底部左右側其一為轉軸，快速抬起並放下另外 的一側；滑鼠的前或後傾斜以滑鼠底部前後一端為轉軸，快速抬起並放下另一端；為了便 於操作動作，滑鼠本體的左右側底邊緣或者前後端底邊緣，軸向呈平直線、橫向呈圓弧狀設 計； c) 滑鼠傾斜、起落動作的檢測依據於能夠感知傾斜的運動傳感器，其中之一是加速度 傳感器；加速度傳感器的輸出連接到滑鼠控制器；採用單軸加速度傳感器時其測量軸與z 軸平行，兩軸時其測量軸一個與Z軸平行，一個在X-Y平面，三軸時其測量軸與滑鼠的三個 軸一致；滑鼠控制器根據加速度傳感器輸出值隨滑鼠傾斜角度、起落、碰觸桌面的動作變 化，檢測滑鼠發生傾斜、起落動作； d) 滑鼠傾斜動作的檢測依據於能夠感知傾斜的運動傳感器，其中之一是陀螺儀；陀螺 儀的輸出連接到滑鼠控制器；陀螺儀的測量軸與定義的傾斜方向一致；滑鼠控制器根據鼠 標傾斜時使陀螺儀產生的角速度輸出檢測傾斜動作的發生； e) 滑鼠傾斜、起落動作的檢測依據於能夠感知傾斜的其它傳感器，其中之一是分別安 裝在滑鼠底部左右兩側（或/和前後兩端）能夠感測環境光的光電傳感器；光電傳感器的 輸出連接到滑鼠控制器；光電傳感器安置在滑鼠底面靠近外邊緣的凹槽內，當滑鼠沒有離 開桌面時，光電傳感器的感光通道被遮擋；各個光電傳感器接收光視場方向朝外，即相對兩 偵Η兩端）光傳感器的光接收方向相反背離；滑鼠控制器根據滑鼠傾斜、起落時導致光電傳 感器所接收光的變化，檢測滑鼠的傾斜、起落動作； f) 滑鼠傾斜、起落動作的檢測依據於能夠感知傾斜的其它傳感器，其中之一是安裝在 滑鼠底部的壓力傳感器；壓力傳感器安置在滑鼠底部四周的腳墊下面，其輸出連接到滑鼠 控制器；滑鼠控制器依據滑鼠傾斜、起落時對應部位壓力變化判斷滑鼠的傾斜、起落動作； g) 滑鼠傾斜動作的檢測依據於光電滑鼠內置圖像傳感器的輸出；滑鼠內置圖像傳感 器快速連續成像；在滑鼠傾斜過程中，由於成像光學系統對桌面工作區域的聚焦距離和各 點聚焦的一致性發生連續改變，導致桌面成像區域大小和成像清晰度的一致性發生不斷變 化，滑鼠圖像處理器以此判定滑鼠的傾斜動作；在滑鼠起落過程中，同樣由於成像光學系統 對桌面工作區域的聚焦距離發生連續改變，使得桌面工作區域成像的清晰度在此過程中存 在極大差異變化，滑鼠圖像處理器依此判斷滑鼠的起落；圖像清晰度的判定，依據於圖像的 紋理密度，紋理密度越高圖像越清晰；紋理密度的判定依據於圖像中邊緣線條的密度；邊 緣線條的密度可以定義為圖像中邊緣線條長度總和，或者超過某長度值的邊緣線條數目總 和。
4. 根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，除滑鼠常規滾輪 鍵外，其中的方向鍵、按鍵、滾輪、觸摸鍵等設置在滑鼠的拇指握持側；滑鼠的其它功能可以 共享這些按鍵，即可以通過軟體設置將這些按鍵事件定義為其它用途。
5. 根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，其中所述的同時 按下滑鼠左鍵和右鍵，為了能夠單指操作且保證左右鍵儘可能同時被按下，左右鍵前端相 鄰中間區域設計成可容單指的凹槽狀。
6. 根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換的裝置，其中操作 者按照設定模式快速搖動滑鼠的檢測方法是： a) 滑鼠控制器從滑鼠圖像傳感器連續輸出的滑鼠移動軌跡中檢測是否存在符合設定 模式的移動，或者由計算機的作業系統、驅動程序等在滑鼠正常輸入計算機主機的數據中 判斷是否存在符合設定模式的移動，或者滑鼠控制器從滑鼠內置的運動傳感器的輸出檢測 是否存在符合設定模式的移動； b) 設定模式參數包括滑鼠的移動方向、移動速度、往返速度、往返次數等，這些模式的 設定能夠約束或者檢測操作者的動作模式；快速左右晃動滑鼠、前後晃動滑鼠、斜向晃動鼠 標、逆時針快速畫圈、順時針快速畫圈是可採用的一些模式。
7. 根據權利要求1所述的在多個顯示器之間實現滑鼠指針快速切換，其中所有指針跳 轉操作方式可以用作迫使指針回歸到某個特定位置的指令，無論指針所處位置、無論是否 發現指針丟失。
【文檔編號】G06F3/0487GK104049779SQ201410288891
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】樊凌濤 申請人:華東理工大學