TWM487475U - 貼設式手指指向控制件 - Google Patents

Description

貼設式手指指向控制件

本創作關於一種貼設式手指指向控制件，特指一種利用手指與手指間的相互移動來提供電腦控制指標之位移量及向量的指向控制裝置。

目前應用在電腦之指向裝置最為普及為滑鼠，其運作原理主要利用軌跡感應器檢知自身之位移訊號(位移量及向量)，再經電腦主機控制其所顯示之畫面指標產生相對應的位移量及向量。而傳統的滑鼠軌跡感應器主要可區分為機械式及光學式二種，機械式利用圓球(rolling ball)與桌面接觸滾動來檢知位移訊號，而光學式滑鼠以光學式感應器依據光線反射原理來感應位移訊號。

上述滑鼠主要設計為指向用途，故大多動作需以使用者的手腕控制其實際之位移量及向量，以致於使用者皆有手腕及肩頸酸痛等不適症狀，經研究發現使用者手部由鍵盤朝外往滑鼠移動時，會不自覺地將手臂外展、肩膀彎曲會向外翻轉，除造成頸、肩、及手臂之傷害外，使用者手腕控制滑鼠時反覆地朝左、右移動時，手腕尺骨會產生偏差以及呈現大角度的伸展，其大角度的伸展如第1、1a圖的虛線90、90’所示，導致手掌的腕管因壓力過大造成常見的腕道症候群(或腕管綜合症)俗稱滑鼠手。

一般復健科醫生建議最根本的治療大多就是不讓手腕產生不當姿勢，對於每日以操作電腦為生計的上班族而言是件不可能的任務。

基於上述需求，近年來業界發展出各種符合人體工學的滑鼠造型希能根本解決上述腕道症候群的發生，卻都無法改善此一問題，究其 原因在於：利用手腕控制滑鼠的操作方式均無任何改變，亦即，不論滑鼠造型如何地改變，使用者需要重複地使用手腕來控制滑鼠，即使手掌因滑鼠造型略微改變其姿勢，但實際移動滑鼠時還是需要重複地使用其手腕來控制。

如何有效地將控制滑鼠的手腕更改為由細膩手指來產生位移訊號，已為業界努力開發的方向；早期業界多半將前述機械式或是光學式滑鼠外型設計為一可供手指穿戴的指套造型，令使用者手指套上指套即可在桌面移動產生位移訊號(如：台灣專利第443542號『指控式滑鼠』)。

而後，業界發展出一種直接將滑鼠滾輪及滑鼠功能分設於多個指套上，如：台灣專利第I259389號及台灣專利第M279931號所示，該等引證案件二者最大的差異在於：位移訊號之產生方式不同；前述之台灣專利第I259389號『指戴式控制裝置』其主要利用設於食指上的滾輪來產生位移訊號，而滑鼠左鍵、滑鼠右鍵分設於中指上，使用時，僅需利用拇指撥動位在食指上的滾輪即可產生位移訊號，欲按壓滑鼠左鍵或滑鼠右鍵時，只需使用拇指直接按壓位於中指上的滑鼠左、右鍵即可。

前述之台灣專利第M279931號『手套式指標控制器』其主要利用一可連續發射訊號的發訊器(如紅外線發射器)來產生位移訊號，該指標控制器在一手指套上分設有發訊器以及二控制件，使用時，該發訊器對桌面上電腦連續發射訊號，進而形成位移訊號，欲按壓滑鼠左鍵或滑鼠右鍵時，只需使用拇指直接按壓手指套上之控制件即可。

然，隨著觸控螢幕的興起，業者發展出一種『指上電腦控制裝置』(如：台灣專利第I259389號『指戴式控制裝置』)，其主要在手指上穿套一裝設具有觸控螢幕的指套部，該指套部上觸控螢幕具有實體功能鍵以虛擬功能鍵圖式，使用者可以拇指點選該觸控螢幕所顯示之虛擬功能圖式或是直接在該觸控螢幕表面以觸控方式控制電腦主機螢幕上之指向指標移動。

上述三件專利主要在桌面移動、直接撥動滾輪或是在迷你型的觸控螢幕上產生位移訊號，因此導致每次所能提供之位移距離不足之外，打字過程中亦容易產生誤動作(如誤觸手指上滾輪或是觸控螢幕)而造成使用者編輯上的困難。

為此，如何有效地運用手指作為指向控制且不虞產生誤動作等情事乃為本創作所鑽研之課題。

本創作之主要目的在提供一種貼設式手指指向控制件，有效控制電腦主機之指向指標，且不虞產生誤動作情事，該指向控制件利用單手之拇指及其他任一手指，或是拇指及其手掌控制該指向指標，根本解決手腕之腕道症候群，亦省去手部經常往返鍵盤及滑鼠間動作並減少失誤動作，使操作更直接簡單，從而增進使用電腦效率。

本指向控制件包含：一主動感應件，其係貼設於一手之拇指上；至少一個被動感應件，其係單個或是多個貼設於手掌或其他指頭上，其中該主動感應件在該被動感應件表面接觸並進行相對移動，以令檢知該主動感應件接觸該被動感應件時相對移動所產生之電訊變化訊號。

依據前述之主要特徵，其中該指向控制件進一步包含：一電路單元，其與該等感應件(主動或被動感應件)成電訊號連接，並將檢知該等感應件間相對移動所產生之電訊變化訊號(如電位或是導電訊號)傳予該電腦主機，而同步控制電腦主機上之指向指標。

依據前述之次要特徵，其中該等感應件與該電路單元間以有線或是無線方式做一訊號連接。

依據前述之次要特徵，其中該電路單元與電腦主機以有線或是無線方式做一訊號連接。

依據前述之次要特徵，其中該電路單元設於該被動感應件或該主動感應件上，或是直接固定在手腕上。

依據前述之次要特徵，其中該被動感應件區分有位移感應區、左鍵感應區及右鍵感應區。

依據前述之次要特徵，其中該等感應件為指套式，並將該等感應件套設於手指。

依據前述之次要特徵，其中該等感應件為撓性片體式，並將該等感應件貼設於手指表面上。

依據前述之次要特徵，其中該被動感應件相對於所貼設的手指，設有與該手指第一指節、第二指節及第三指節(以指尖起算)對應的第一指節區、第二指節區及第三指節區，而該左鍵感應區設於該第一指節區側邊的表面處，而該右鍵感應區設於該第三指節區側邊的表面處。

依據前述之次要特徵，其中該位移感應區設於非右鍵感應區及非左鍵感應區的其他位置處。

依據前述之次要特徵，其中該主動感應件與該被動感應件連接為一體。

依據前述之次要特徵，其中該多個被動感應件包括：一具有位移感應區的第一被動感應件、一具有左鍵感應區、右鍵感應區的第二被動感應件，該指向控制件並包括一與該第一被動感應件及該第二被動感應件連接的電路單元。

依據前述之次要特徵，其中該第二被動感應件相對於所貼設的手指，設有與該手指第一指節、第二指節、第三指節(以指尖起算)對應的第一指節區、第二指節區、第三指節區，而該左鍵感應區設於該第二被動感應件的第一指節區側邊的表面處，而該右鍵感應區設於該第二被動感應件的第二指節區側邊的表面處或第二被動感應件的第三指節區側邊的表面處。

依據前述主要特徵，其中該主動感應件及被動感應件由混合有導電纖維之織品所製成。

依據前述主要特徵，其中該主動感應件及被動感應件為佈設 有導電線路之撓性片體。

依據前述之主要特徵，其中該主動感應件或該被動感應件為相對應作動之組件，亦即該主動感應件或該被動感應件之作動功能係可互相調換。

10‧‧‧主動感應件

20‧‧‧被動感應件

21‧‧‧左鍵感應區

22‧‧‧右鍵感應區

23‧‧‧位移感應區

30‧‧‧電路單元

40‧‧‧第一被動感應件

41‧‧‧位移感應區

50‧‧‧第二被動感應件

51‧‧‧左鍵感應區

52‧‧‧右鍵感應區

61‧‧‧第一指節區

62‧‧‧第二指節區

63‧‧‧第三指節區

71‧‧‧第一指節區

72‧‧‧第二指節區

73‧‧‧第三指節區

81‧‧‧一般纖維

82‧‧‧金屬導體

A‧‧‧導電區域

第1圖為使用傳統滑鼠之手掌及手腕姿勢圖。

第1a圖為使用傳統滑鼠之手掌及手腕府視圖。

第2圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示主動感應件及被動感應件分別設於食指及拇指。

第2a圖為本創作第一實施例之複數條一般纖維及金屬導體捻線互相捻製纏繞組成導電區域之示意圖。

第3圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件之左鍵感應區接觸產生點擊動作。

第4圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之另一使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件之右鍵感應區接觸產生點擊動作。

第5圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之再一使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件上接觸移動。

第6圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之另一角度之立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件上接觸移動。

第7圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示配戴主動感應件與被動感應件連接為一體。

第8圖為本創作第二實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示主動感應件、第一被動感應件及第二被動感應件分別戴於食指、中指及拇指。

根據上述之目的，茲舉較佳實施例並配合圖示加以說明本創作所採用之技術手段及其功效。

請參閱第2圖，第2圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示主動感應件及被動感應件分別貼設於食指及拇指。

本創作係一種貼設式手指指向控制件之第一實施例，其係以一指套型式為例(惟於實際應用時亦可為具撓性片體型式)，用來控制連線之電腦主機的指向指標(圖中未示)，該控制裝置僅需利用單手之拇指及同手之其他任一手指，或是拇指及同手之手掌即可控制電腦主機之指向指標，有效取代傳統滑鼠，進而解決使用滑鼠所產生之腕道症候群外，亦可同時省去手部經常往返鍵盤打字及控制滑鼠，有效增進工作效率，本指向控制件包含：一主動感應件10，其係穿套在一手之拇指上、至少一被動感應件20，其係單個或是多個穿套在該手之手掌或其他指頭，以及一電路單元30，其係與該被動感應件20(或主動感應件10)連線的(如第2圖所示)(上述該主動感應件或該被動感應件係為相對應作動之組件，亦即該主動感應件或該被動感應件之作動功能係可互相調換)。

上述該主動感應件10在該被動感應件20所提供之表面接觸並進行位移時，令該被動感應件20依據其與主動感應件10所產生之電位或是導電訊號等電訊變化訊號傳予電路單元30，該電路單元30並將該等電訊變化訊號編譯為位移訊號(即該電路單元30將被動感應件20所檢知之電訊變化訊號進行編譯)，再由該電路單元30將該位移訊號傳予該電腦主機同步控制指向指標(圖中未示)；或是該主動感應件10在該被動感應件20所提供之表面接觸並進行位移時，該被動感應件20表面會有一類比的電訊變化訊號輸出(如電位變化訊號、或是電阻變化訊號等)，再由該電路單元30將該類比的電訊變化訊號轉換為電腦可以接受的數位訊號，再經由電腦主機裡預先提供的一觸控驅動程式將該數位訊號編譯為一位移訊號，再將該位移訊號傳給 一顯示晶片，最後由該顯示晶片輸出螢幕訊號在電腦螢幕顯示出指向指標，該指向指標並隨該主動感應件10與該被動感應件20的接觸相對移動而移動。

該主動感應件10(或被動感應件20)與電路單元30間以有線或是無線方式做一訊號連接，於本創作並不加以侷限。前述無線方式的訊號連接，包括有藍牙(Bluetooth)、蜂群網路(ZigBee)、WiFi、3G、3.5G、4G或一標準IEEE 802.11無線傳輸模組(IEEE為Institute Electrical and Electronics Engineers之簡寫，中文為電氣電子工程師協會)等，於本創作並不加以侷限。

上述構成中，請同時參閱第2a圖，該主動感應件10、被動感應件20設有導電區域A，該導電區域A由複數條一般纖維81及金屬導體82捻線互相捻製纏繞組成，或由複數條導電線貼設於導電區域A上。

請再次參閱第2圖及第3圖，第3圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件之左鍵感應區接觸產生點擊動作。

如該等圖所示，本創作所述之主動感應件10以及該被動感應件20，在本實施例中以導電纖維為例(如第2a圖所示)，該導電纖維組成並相互感應彼此之接觸區域，藉以達到控制指向指標的效果，其中該被動感應件20表面區分有至少三個感應區分別為左鍵感應區21、右鍵感應區22及位移感應區23(如第2圖所示)分別取代傳統滑鼠左鍵、滑鼠右鍵以及滑鼠之軌跡感應器。

該被動感應件20相對於所穿套的手指，設有與該手指第一指節(以指尖起算)對應的第一指節區61、與該手指第二指節對應的第二指節區62、與該手指第三指節對應的第三指節區63，該左鍵感應區21用來感應主動感應件10於單位時間內之接觸點次數並經電路單元30編譯為單次點擊或是多次點擊訊號，由於其使用頻率較高，故，於本實施例中該左鍵感應區21配戴於該被動感應件20的第一指節區61側邊的表面處。

請參閱第4圖，第4圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控 制件之另一使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件之右鍵感應區接觸產生點擊動作。

如圖所示，本創作之右鍵感應區22用來感應主動感應件10於單位時間內之接觸點次數並經電路單元30編譯為單次點擊或是多次點擊動作，由於其使用頻率較低，故，於本實施例中該右鍵感應區22設於該被動感應件20的第三指節區63側邊的表面處。

請參閱第5至6圖所示，第5圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之再一使用狀態立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件上接觸移動。第6圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之另一角度之立體示意圖，顯示配戴主動感應件的拇指於被動感應件上接觸移動。

該位移感應區23負責感應主動感應件10於其表面接觸滑鼠滑動的位移量及向量，由於其所需之區域較大，於本實施例中該位移感應區23設於該被動感應件20的第二指節區62側邊的表面處，或是該位移感應區23設於非右鍵感應區22及非左鍵感應區21的其他位置處。

第7圖為本創作第一實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示配戴主動感應件與被動感應件連接為一體。

本創作所述之電路單元30並不限定為其型式僅要是便於穿套或是使用即可，該電路單元30可為手環式穿戴於手腕或是與該被動感應件結合為一體(圖中未示)，本創作並不加以侷限。

此外，本創作主動感應件10及被動感應件20並不限定必須分開設計，亦可將主動感應件10與被動感應件20連接為一體，俾以便於收納穿戴，至於，前述之主動感應件10或是被動感應件20之實際構成材質，於本創作並不加以侷限，該主動感應件10及被動感應件20可為導電纖維，或是該被動感應件20由可撓性觸控板所構成，或是該被動感應件20由可撓性觸控螢幕面板所構成，或是該主動感應件10與被動感應件20由撓性片體所構成，並於該片體上貼設數條導電線材。

該可撓性觸控板依其感應原理可區分為可撓性電容式觸控板或是可撓性電阻式觸控板，當主動感應件10觸碰一為可撓性觸控板的被動感應件時，該被動感應件20表面會有一類比的電訊變化訊號輸出(如電容訊號變化訊號或是電阻訊號變化)，再由該電路單元30將該類比的電訊變化訊號轉換為電腦可以接受的數位訊號，再經由電腦主機裡的觸控驅動程式將該數位訊號編譯為一位移訊號，再將該位移訊號傳給一顯示晶片，最後由該顯示晶片輸出螢幕訊號在電腦螢幕顯示出指向指標，該指向指標並隨該主動感應件10與該被動感應件20的接觸相對移動而移動。

該可撓性觸控螢幕面板依其感應原理可區分為可撓性電容式觸控螢幕面板或是可撓性電阻式觸控螢幕面板，當主動感應件10觸碰一為可撓性觸控螢幕面板的被動感應件時，該被動感應件20表面會有一類比的電訊變化訊號輸出(如電容訊號變化訊號或是電阻訊號變化)，再由該電路單元30將該類比的電訊變化訊號轉換為電腦可以接受的數位訊號，再經由電腦主機裡的觸控驅動程式將該數位訊號編譯為一位移訊號，再將該位移訊號傳給一顯示晶片，最後由該顯示晶片輸出螢幕訊號在電腦螢幕顯示出指向指標，該指向指標並隨該主動感應件10與該被動感應件20的接觸相對移動而移動。

其中，該被動感應件20為一可撓性電阻式觸控螢幕面板時，該被動感應件20的表層為一聚酯薄片，其內側具有導電金屬塗膜，該被動感應件20最底層為液晶顯示器(LCD)，該顯示器上塗有導電材料的玻璃板，其中該玻璃板與聚酯薄片間增設有二層分隔層，沿著X軸設置的分隔層用來感應X軸向量，沿著Y軸設置的分隔層用來感應Y軸向量，當主動感應件10觸及被動感應件20會將二分隔層壓在一起，即可感應X軸及Y軸座標。

其中，當該被動感應件20為一可撓性電容式螢幕面板時，該可撓性電容式螢幕面板可使用由美國亞利桑那州州立大學軟式顯示器中心(Flexible Display Center，FDC)所開發的觸控螢幕主動矩陣顯示器(touchscreen active matrix display)，該螢幕為軟式並具可撓性之電容式螢幕面板，此為使 用軟式螢幕為被動感應件20。實現本創作之貼設式手指指向控制件之一例。

請再次參閱第8圖，第8圖為本創作第二實施例貼設式手指指向控制件之立體示意圖，顯示主動感應件、第一被動感應件及第二被動感應件分別戴於食指、中指及拇指。

如第8圖所示，為本創作第二實施例提供一種貼設式手指指向控制件，用來控制連線之電腦主機的指向指標(圖中未示)，本創作並不侷限以二指來控制指向指標，亦可為三指或四指，因此本實施例與第一實施例兩者最大差異在於：第二實施例將第一實施例所述之三個感應區(左鍵感應區21、右鍵感應區22及位移感應區23)分設於二個被動感應件上分別為第一被動感應件40及第二被動感應件50，更詳細地說：本指向控制件至少包含：一設於在拇指上的主動感應件10、一具有位移感應區41的第一被動感應件40、一具有左鍵感應區51、右鍵感應區52第二被動感應件50，以及一與該第一被動感應件40及第二被動感應件50連線的電路單元30(如第8圖所示)，其中該主動感應件10在該第一被動感應件40所提供位移感應區41表面進行接觸位移，令該第一被動感應件40依據其與主動感應件10所產生之電位、電容或是導電訊號傳予電路單元30進行編譯為位移訊號，再由該電路單元30傳予該電腦主機同步控制指向指標(圖中未示)。

如圖所示，本創作之第二被動感應件50上的左鍵感應區51及右鍵感應區52用來感應主動感應件10於單位時間內之接觸點次數並經電路單元30編譯為單次點擊或是多次點擊動作。

該第二被動感應件50相對於所套的手指，設有與該手指第一指節(以指尖起算)對應的第一指節區71、與該手指第二指節(以指尖起算)對應的第二指節區72、與該手指第三指節(以指尖起算)對應的第三指節區73，該左鍵感應區51用來感應主動感應件10於單位時間內之接觸點次數並經電路單元30編譯為單次點擊或是多次點擊訊號，由於其使用頻率較高，故，於本實施例中該左鍵感應區51設於該第二被動感應件50的第一指節區71側邊的表面處。而右鍵感應區52由於其使用頻率較低，於本實施例中該右鍵 感應區52設於該第二被動感應件50的第二指節區72側邊的表面處或該第二被動感應件50的第三指節區73側邊的表面處。

綜上所述，所提供一種貼設式手指指向控制件，能有效控制電腦主機之指向指標且不虞產生誤動作情事，該指向控制件利用單手之拇指及其他任一手指，或是拇指及其手掌控制該指向指標，根本解決手腕之腕道症候群，亦省去手部經常往返鍵盤及滑鼠間動作並減少失誤動作，使操作更直接簡單，從而增進使用電腦效率。

本創作已藉上述較佳具體實施例進行更詳細說明，惟本發明並不限定於上述所舉例之實施例，凡在本創作揭示之技術思想範圍內，對該等結構作各種變化及修飾仍屬本創作之範圍。

10‧‧‧主動感應件

20‧‧‧被動感應件

21‧‧‧左鍵感應區

22‧‧‧右鍵感應區

23‧‧‧位移感應區

30‧‧‧電路單元

61‧‧‧第一指節區

62‧‧‧第二指節區

63‧‧‧第三指節區

A‧‧‧導電區域

Claims (10)

1. 一種貼設式手指指向控制件，有效控制一電腦主機之指向指標，該指向控制件包含：一主動感應件，其係貼設於一手之一手指上；至少一被動感應件，其係貼設於在該手之手掌或其他指頭上，其中該主動感應件在該被動感應件表面接觸並進行相對移動以產生電訊變化訊號；一電路單元，其係與被動感應件或主動感應件訊號連接，並將該被動感應件在該主動感應件接觸相對移動之電訊變化訊號並傳予該電腦主機控制其指向指標。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該被動感應件(或主動感應件)與電路單元間以有線或是無線方式做一訊號連接。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該電路單元與電腦主機以有線或是無線方式做一訊號連接。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該電路單元設於一手環上。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該被動感應件區分有位移感應區、左鍵感應區及右鍵感應區，而該被動感應件相對於所貼設的手指，設有與該手指第一指節(以指尖起算)對應的第一指節區、與該手指第二指節對應的第二指節區、與該手指第三指節對應的第三指節區，且該左鍵感應區設於該被動感應件的第一指節區側邊的表面處，而該右鍵感應區設於該被動感應件的第三指節區側邊的表面處，該位移感應區設於該被動感應件的第二指節區側邊的表面處。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之貼設式手指指向控制件，其中該位移感應區設於非右鍵感應區及非左鍵感應區的其他位置處。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該主動感應件與該被動感應件連接為一體。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該多個被動 感應件包括：一具有位移感應區的第一被動感應件、一具有左鍵感應區、右鍵感應區的第二被動感應件，該指向控制件並包括一與該第一被動感應件及該第二被動感應件(或主動感應件)連接的電路單元。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之貼設式手指指向控制件，其中該第二被動感應件相對於所貼設的手指，設有與該手指第一指節(以指尖起算)對應的第一指節區、與該手指第二指節對應的第二指節區、與該手指第三指節對應的第三指節區，且該左鍵感應區設於該第二被動感應件的第一指節區側邊的表面處，且該右鍵感應區設於該第二被動感應件的第二指節區側邊的表面處或第二被動感應件的第三指節區側邊的表面處。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之貼設式手指指向控制件，其中該主動感應件及被動感應件由導電纖維所製成。