技术问题
[02]一般而言，传统的计算机输入装置包括键盘或鼠标。它们是为台式计算机 设计的。换言之，我们不能将其用于可穿戴计算机。对于PDA或智能手机， 有小型键盘或指向装置，例如PDA的触摸屏上的触控笔。我们必须集中注意 力操作它们，因为键非常密集，并且供触控笔使用的触摸屏很小。所以，我们 在跑步或开车时很难使用它们。换言之，我们必须看着输入装置才能进行正确 的输入操作。
技术方案
[03]为了解决这个问题，本发明的目的是提供一种可穿戴的计算机输入装置， 其不需要高度集中注意力。通过使用本发明，在跑步时，我们甚至可以不用看 着输入装置就可以进行输入操作。本发明可以由挠性的导电垫制成，因此不需 要像传统的键盘那样使用昂贵的压铸。本发明可以供医院手术室医生、消防队 员、警察或军人用于具有NED(近眼显示器)的可穿戴计算机。
附图说明
[04]图1是本发明的结构的外观；
[05]图2是实施例1的电路；
[06]图3是微控制器的输出端口的时序图；
[07]图4是实施例2的电路；
[08]图5是实施例3的电路；
[09]图6是通过使用图2的输出信号检测接触垫的流程图；
[10]图7是纹理型的非手套垫的结构；
[11]图8是通过使用纹理型的非手套垫输入坐标的用法；
[12]图9是实施例4的电路；
[13]图10是实施例5的结构；
[14]图11是实施例5的电路；
[15]图12是实施例5的键盘的外观；
[16]图13是实施例6的结构；
[17]图14是实施例7的结构；
[18]图15是实施例8的结构；
[19]图16是实施例9的结构；
[20]图17是实施例9的更具体的结构；
[21]图18是实施例10的结构；
[22]图19是实施例11的结构；
[23]图20是实施例12的结构。
[24]<元件符号对照表>
[25]M、M1、M2：主要部分PuR：右手手背的垫
[26]PuL：左手手背的垫
[27]PdR：右手手掌的垫
[28]PdL：左手手掌的垫
[29]Pc：膝上的垫
[30]W：电线    CM：通信部分
[31]t1：垫开始接触的时间
[32]t2：垫停止接触的时间
[33]Pm：纹理型的导电垫
[34]Rg：右手手套部分
[35]Lg：左手手套部分  Mi：微控制器
[36]Vcc：电源(5V)Tp：非导电薄带
[37]Ct：导电涂料
[38]Pf：手指或触控笔尖端的导电垫
[39]Cp、Cpx、Cpy：有线导电垫
[40]Dp：无线导电垫
[41]Rv：RF接收部分  Re：接触识别部分
[42]Wa：RF传输部分  AC：交流电源
[43]R：电阻器    Addr、Addr1、Addr2：地址信号
[44]Mux、Mux1、Mux2、Mux3、Mux4：模拟多路复用器
[45]NG1、NG2：非门    CkTx：操作模式传输部分
[46]CkRx：操作模式接收部分    Cdp、Dpd、Npd：导电垫
[47]gen：信号发生器    recog：信号识别部分
[48]Flt：带通滤波器

[49]本发明可以分成有线模式、无线模式和半无线模式。有线模式由主要部分 和垫部分组成，如图1所示。主要部分包括微控制器，并且垫部分包括导电垫， 其通过电线连接到主要部分的微控制器的I/O端口。无线模式使用无线电波代 替某些垫与微控制器的I/O端口之间的电线。半无线模式使用电气信号识别器 代替某些垫与微控制器的I/O端口之间的电线。
[50]垫部分包括右手手套垫部分、左手手套垫部分和非手套部分的至少两者。 左手和右手手套部分的形状都是可以穿戴的手套型或触控笔型。非手套部分可 以分成端子型和纹理型。端子型垫是大的导电垫，而纹理型垫是电线的纹理， 如图7所示。图7的每根电线都是绝缘的。图7的纹理的电线是非导电带， 其一侧涂有导电材料。
[51]图1中的人穿戴着本发明的示范性装置，其中包括右手手套的手掌上的 导电垫(PdR)、右手手套的手背上的导电垫(PuR)、左手手套的手掌上的导电 垫(PdL)和左手手套的手背上的导电垫(PuL)。将图1中的非手套部分(Ng) 的导电垫(Pc)附在脚上，并将非手套部分的纹理型导电垫(Pm)附在胃上。 主要部分(M)可以进一步包括通信部分。通信部分可以是串行接口、USB接 口或蓝牙接口。如果微控制器用作小型计算机，则可以省去通信部分。图1中 的人通过将导电垫(PdL、PuL、PdR、PuR)的手套相互轻拍或接触而进行键 输入操作，并且通过以触控笔的导电尖端(Pf)接触纹理型非手套垫(Pm)进 行指向操作，如图8所示。导电垫(PdL、PuL、PdR、PuR、Pc)可以由金属 板、金属弹簧、导电橡胶或导电布料制成。当用户轻拍导电垫的手套时，电气 信号从一个导电垫流向另一个导电垫，并且微控制器(Mi)通过监视其I/O端 口检测导电垫的接触。赋予该对受检测的接触导电垫的输入键或鼠标信号可以 通过通信部分传输到其他装置。输入信号可以是键盘、鼠标、操纵杆或某些定 制装置的信号。如果主要部分的微控制器用作计算机，则可以去掉通信部分。
[52]本发明的无线模式使用无线电波将某些导电垫与主要部分连接起来。半无 线模式不使用无线电波，而使用电气信号的识别器，从而不需要电线
实施例
实施例1
[53]该实施例解释了电气信号从右手手套部分(Rg)流向左手手套部分(Lg) 时微控制器(MI)如何检测接触垫，如图2所示。微控制器的所有输入端口都 显示为指向微控制器的箭头，并且微控制器的所有输出端口都显示为背向微控 制器的箭头。
[54]在图2中，将微控制器的输入端口与4个导电垫(PdL、PuL)连接起 来。使用上拉电阻器将电源电压(Vcc)施加于导电垫(PdL、PuL)上。微控 制器重复将扫描信号输出到输出端口，同时重复读取4个输入端口。将扫描信 号输出到输出端口表示，微控制器在某一时刻只将0V输出到其中一个输出端 口，同时将高电压输出到其他输出端口，并且0V输出端口重复轮流循环。换 言之，输出电压为0的微控制器输出端口的索引从0增加到3，然后返回到 0，不断重复。如果穿戴着与微控制器的I/O端口相连的导电垫手套的用户轻 拍，则电气信号从左手手套的一个垫流向右手手套的接触垫，并且可以通过正 在向输出端口输出扫描信号并读取输入端口的微控制器检测该信号流动。图6 显示了这种检测的流程图。与受检测的该对接触导电垫相关的信息可以通过通 信部分(CM)传输到PC、智能手机、PDA或电子鼓，并且通信部分可以是 USB接口。电子鼓可以响应戴着该实施例的手套的用户的轻拍而发出鼓声。
[55]在该实施例中，左手手套有4个导电垫，右手手套也有4个导电垫，因 此可以产生16个输入信号。手套的导电垫的数量不限于4个。
实施例2
[56]上述实施例1解释了将导电垫只附在手套部分(Lg、Rg)上的情况。这 个实施例不仅包含手套部分，而且包含非手套部分(Ng)。例如，如图1所示， 用户可以通过将手套垫(PdR、PuL)与膝垫(Pc)接触进行输入操作。在这种 情况下，非手套部分(Ng)包含膝垫(Pc)。可以将非手套部分(Ng)的导电垫 (Pc)连接到微控制器(MI)的输入端口或输出端口。这两种情况是等效的，对 称的。本该实施例中解释了图4所示的情况。将非手套部分的导电垫(Pc)连 接到微控制器(Mi)的输入端口，将左手(Lg)和右手(Rg)手套部分的其他垫 (PdL、PuL、PdR、PuR)连接到微控制器(Mi)的双向I/O端口，并且通过 上拉电阻器将电源电压(Vcc)施加于所有垫上，如图4所示。必须将左手和 右手手套部分的垫连接到微控制器的双向I/O端口上，以检测非手套部分的垫 与手套部分的垫之间的接触。在模式1中，与左手手套的导电垫相连的微控制 器的双向I/O端口用作输入端口，而与右手手套的导电垫相连的微控制器的双 向I/O端口用作输出端口。过一会儿，微控制器的状态从模式1转变为模式 2，在模式2中，与左手手套的导电垫相连的微控制器的双向I/O端口用作输 出端口，而与右手手套的导电垫相连的微控制器的双向I/O端口用作输入端 口。微控制器的状态在模式1与模式2之间振荡，以检测手套部分(Lg、Rg) 与非手套部分(Pc)之间的接触垫。下面是这种检测的更具体的过程。
[57](0).将微控制器的状态设为模式1。
[58](1).对于给定的模式，将连续索引0、1、2、……赋予微控制器的所有 输出端口，并将连续索引0、1、2、……赋予微控制器的所有输入端口，设k ＝0。
[59](2).微控制器将0V输出到第k个输出端口，并将5V输出到其他输出 端口。
[60](3).微控制器读取所有输入端口。
[61](4).如果从任何输入端口读取的值发生电压降，则选择输出0V的输出 端口的索引k，以及检测到电压降的输入端口的索引，并产生与该对选定的索 引相对应的键盘或鼠标按钮输入信号。
[62](5).将k增加1，如果k小于给定模式的输出端口数，则重复上述过程 (2)～(5)，否则进入步骤(6)。
[63](6).如果当前的状态是模式1，则将状态改为模式2。如果当前的状态是 模式2，则将状态改为模式1，重复步骤(1)～(6)。
实施例3
[64]在该实施例中，将非手套部分(Ng)的导电垫(Pc)连接到微控制器(MI) 的输出端口，如图5所示。通过上拉电阻器施加的电源电压(Vcc)，将左(Lg) 和右(Rg)手套部分的其他导电垫(PdL、PuL、PdR、PuR)连接到微控制器 的双向I/O端口。换言之，实施例2和实施例3之间的唯一差别是非手套部 分的垫与微控制器的I/O端口之间的连接。检测接触垫的过程与实施例2相 同。
实施例4
[65]在该实施例中，非手套部分的垫形式不像上述实施例那样是端子，而是纹 理，可以用于与左手或右手手套部分的触控笔型垫一起产生鼠标指针的2维坐 标。用户可以用触控笔型垫在纹理型垫上书写字符，从而移动鼠标指针。如图8 所示的触控笔形式的左手或右手手套部分的端子型垫(Pf)未连接到微控制器 的任何端口。图7显示了以绝缘带(Tp)编织而成的纹理型垫的例子，其仅一 侧涂有导电材料(Ct)。图8显示了通过将触控笔型垫(Pf)与纹理型垫(Pm) 的导电侧(Ct)接触而输入2维坐标的操作。
[66]图9显示了将微控制器(Mi)的I/O端口连接到涂在图7和图8的纹 理型垫的绝缘薄带上的导电线(Ct)。图9的电路操作几乎与图2相同。在图 2中，这两个垫直接相互接触，而在图9中，这两根导电线(Ct)通过触控笔 型垫(Pf)相互接触。如果用户使用触控笔型垫(Pf)在纹理型垫上书写字符， 则纹理的相邻导电线(Ct)同时接触触控笔型垫(Pf)，以使电气信号通过触控 笔型垫从微控制器的输出端口流向微控制器的输入端口。例如，如果如图9所 示，通过触控笔型垫(Pf)使两根水平导电线(y1、y2)与两根垂直导电线(x1、 x2)接触，则微控制器可以通过以图6所示的算法扫描I/O端口而检测纹理 的垂直和水平导电线(Ct)的4个接触对(x1、y1)、(x1、y2)、(x2、y1)、(x2、 y2)。可以通过选择垂直和水平导电线(Ct)的4个接触对(x1、y1)、(x1、 y2)、(x2、y1)、(x2、y2)的中心获得鼠标指针的坐标。更明确地说，坐标系 如下：水平线为x轴，而垂直线为y轴，如图9所示，并且x坐标值j是 微控制器的输入端口x0、x1、x2、……、xi、……的顺序索引，而y坐标值 i是微控制器的输出端口y0、y1、y2、……、yi、……的索引。换言之，接 触垫对(x1、y1)、(x1、y2)、(x2、y1)、(x2、y2)的坐标分别为(1、1)、(1、 2)、(2、1)、(2、2)，并且其中心值(1.5、1.5)为鼠标指针的坐标。在图9中， 输入和输出端口的最大数量是4，但对于实际的鼠标输入操作，建议选择更大 的数量。
[67]为了提供清楚明白、易于理解的实施例，将本发明任何实施例中的微控制 器的I/O端口的数量选为尽可能少。将上述实施例的0V与5V交换及将上 拉和下拉电阻器交换而获得的结构与原实施例是对称的，并且是等效的，因此 不再进行详细说明。
实施例5
[68]所有上述实施例都包含导电垫与微控制器的I/O端口之间的电线，以传 输电气信号。对于活跃的用户，例如运动员或军人，这种电线令人心烦。该实 施例说明了如何将导电垫与微控制器的I/O端口之间的某些电线换成无线电 波。在该实施例中，如图10所示，导电垫可以分成两类：通过电线与主要部 分相连的左手手套部分中的有线垫(Cp)及未通过电线与主要部分相连而是通 过无线电波相连的右手手套部分中的RF垫(Dp)。主要部分包含微控制器和 通信部分(CM)。将RF垫(Dp)连接到接触识别部分(Re)，其识别RF垫 (Dp)与有线垫(Cp)之间的接触，并且将接触识别部分(Re)连接到RF传输 部分(Wa)，该RF传输部分(Wa)响应有线垫(Cp)和RF垫(Dp)之间的 接触而通过无线电波传输RF垫的ID信息。
[69]右手手套部分包括多个垫单元。垫单元是串联连接的一组RF垫(Dp)、 接触识别部分(Re)和RF传输部分(Wa)。主要部分(M)包含RF接收部分 (Rv)，其可以从该RF传输部分(Wa)接收无线电波并从接收到的无线电波解 释RF垫的ID信息。微控制器(Mi)产生与接触的RF垫的ID对应的键盘 或鼠标按钮信号。可以通过通信部分(CM)将键盘或鼠标按钮信号传输到PC 或PDA。RF传输部分(Wa)与RF接收部分(Rv)之间的通信可以是蓝牙或 无线LAN等。有许多接触开关的例子，例如电梯的接触开关或电灯的接触开 关，当用户用手指接触开关板时将状态从关闭变为打开。接触开关可以通过检 测电压或电容的变化(其不仅可以通过接触手指，而且可以通过接触任何导电 材料而产生)将状态从关闭变为打开。在该实施例中，建议使用更稳定的接触 开关，如图11所示，其通过仅检测有线垫(Cp)与RF垫(Dp)之间的接触 而改变其状态。向主要部分中的有线垫(Cp)施加交流电(AC)并将RF垫 (Dp)连接到接触识别部分(Re)，其可以通过整流与RF垫(Dp)相连的电阻 器(R)的两个端子(V0、V1)之间的交流电而识别交流电。当有线垫(Cp)接 触RF垫(Dp)时，整流电路的两个端子(A、B)之间的输出电压从0V变 为正的非零电压。将两个端子(A、B)之间的非零电压用作RF传输部分(Wa) 的电源，该RF传输部分(Wa)传输RF垫(Dp)的ID的无线电波。图12 显示了可穿戴键盘，使用它，用户可以通过使手指尖端的有线垫(Cp)与袖子 的键盘的其中一个RF垫(Dp)接触而进行输入操作。左手袖子上的RF垫 (Dp)与右手手腕上的主要部分(M)之间没有烦人的电线。
实施例6
[70]图13的电路可以通过添加多个与主要部分相连的有线垫(Cp1、Cp2) 而获得。更明确地说，在左手手套部分中含有两个有线垫(Cp1、Cp2)，而在 右手手套部分中含有RF垫(Dp)。图13中的右手手套部分含有两个垫单元。 每个垫单元含有串联连接的一组RF垫(Dp)、接触识别部分(Re)和RF传 输部分(Wa)。将一个垫附在手套的手掌上，并将另一个垫附在手套的手背上。 用户可以用手套轻拍进行输入操作。键信号的总数为4，因为左手手套上有2 个垫，右手手套上也有2个垫。
[71]其为：
[72](左手手掌、右手手掌)，
[73](左手手掌、右手手背)，
[74](左手手背、右手手掌)，
[75](左手手背、右手手背)。
[76]如果左手和右手手套上分别有N个垫，则输入信号的总数为N*N。通过 模拟多路复用器将交流电(AC)周期性地施加于每个有线垫(Cp)上，该模拟 多路复用器的内部开关通过微控制器(Mi)的地址信号进行控制。更明确地说， 微控制器的地址信号在1和2之间振荡。如果地址信号为1，则模拟多路复 用器中的第1开关(S1)打开，所有其他开关关闭，因此仅向第1有线垫 (Cp1)施加交流电(AC)，并且如果地址信号为2，则模拟多路复用器中的第2 开关(S2)打开，所有其他开关关闭，因此仅向第2有线垫(Cp2)施加交流 电(AC)。用户可以通过轻拍这种有线垫(Cp)和RF垫(Dp)的手套进行输入 操作。输入操作的详细过程如下：
[77](1).微控制器输出地址信号，以便将交流电(AC)仅施加于左手手套部分 的第1有线垫(Cp1)。
[78](2).如果左手手套部分的RF接收部分(Rv)检测到来自右手手套部分 的RF传输部分(Wa)的任何无线电波，则微控制器产生与该对(Cp1、ID) 接触垫对应的键输入信号，该对接触垫是施加了交流电的有线垫(Cp1)以及从 无线电波解释的RF垫的ID。
[79](3).微控制器改变地址信号，以便将交流电(AC)仅施加于左手手套部分 的第2有线垫(Cp2)。
[80](4).如果左手手套部分的RF接收部分(Rv)检测到来自右手手套部分 的RF传输部分(Wa)的任何无线电波，则微控制器产生与该对(Cp2、ID) 接触垫对应的键输入信号，该对接触垫是施加了交流电的有线垫(Cp2)以及从 无线电波解释的RF垫的ID。
[81](5).重复上述过程(1)～(5)。
[82]左手和右手手套的2*2个垫的上述过程可以一般化为左手和右手的 N*M垫，如下所示：令Cp1、Cp2、……、CpN为左手手套部分的N个有线 垫，并令Dp1、Dp2、……、DpM为右手手套部分的M个RF垫。然后， 详细的过程如下所示：
[83](1).指定左手手套部分的有线垫(Cpi)的连续索引1至i，(i＝1、2、 3、……、N)。
[84](2).将交流电(AC)仅施加于第i个有线垫(Cpi)。
[85](3).如果收到无线电波，则从无线电波的ID值提取RF垫的索引j并 产生与接触垫的该对索引(i、j)对应的键输入信号，(ID＝1、2、3、……、M)。
[86](4).将i增加1。
[87](5).如果i等于N+1，则将1赋予i。
[88](6).重复上述过程(2)～(6)。
实施例7
[89]图14显示如何将非手套部分的垫(Dp1、Dp2)添加到实施例6。图14 中的垫可以分成3类：左手手套部分的垫(Cp1、Cp2)、右手手套部分的垫 (Mp1、Mp2)及非手套部分的垫(Dp1、Dp2)。非手套部分包括多个垫单元。 垫单元是串联连接的一组RF垫(Dp)、接触识别部分(Re)和RF传输部分 (Wa)。为了额外地检测手套部分的垫与非手套部分的垫之间的接触，右手手套 部分的垫的操作模式应该在有线模式与RF模式之间振荡，其中，有线模式中 的垫用作有线垫，而RF模式中的垫用作RF垫。
[90]将第1主要部分(M1)连接到左手手套部分的垫(Cp1、Cp2)，将第2主 要部分(M2)连接到右手手套部分的垫(Mp1、Mp2)，并将非手套部分的垫 (Dp1、Dp2)附在用户的腰部。第1主要部分(M1)的第1微控制器(Mi1) 通过将启用/禁用(Dis1)和地址(Addr1)信号输出到第1模拟多路复用器 (Mux1)而控制第1模拟多路复用器(Mux1)。如果启用/禁用信号(Dis1)为5 V，则启用模拟多路复用器(Mux1)，使其内的仅一个开关处于打开状态，并且 如果启用/禁用信号(Dis1)为0V，则其中的所有开关都处于关闭状态。处于 打开状态的开关由周期性变化和循环的地址信号(Addr1)决定。该启用/禁用信 号(Dis1)通过逻辑非门(NG1)反转并通过操作模式传输部分(CkTx)作为 无线电波(En)传输，以使第1和第2主要部分的操作同步。第2主要部分 (M2)含有操作模式接收部分(CkRx)，其接收并解释操作模式信号的无线电波 (En)。将解释得到的操作模式信号(En)从操作模式接收部分(CkRx)传输到 第2微控制器(M2)。第2微控制器(M2)使用操作模式信号(En)启用或禁 用第2模拟多路复用器(Mux2)，并且将其通过逻辑非门(NG2)逻辑上反转 的操作模式信号(Dis)施加于各自仅含一个开关(S5、S6)的其他模拟多路复 用器(Mux3、Mux4)。
[91]第1微控制器(Mi1)在0V和5V之间周期性地改变启用/禁用(Dis1) 信号。换言之，启用/禁用(Dis1)信号像0、5、0、5、0、5那样改变。如果 启用/禁用(Dis1)信号为5V，则通过操作模式接收部分(CkRx)接收的操作 模式为0V，启用第1模拟多路复用器(Mux1)，禁用第2模拟多路复用器 (Mux2)，并且启用仅含一个开关的其他模拟多路复用器(Mux3、Mux4)。这意 味着，与第2主要部分(M2)相连的右手手套部分的垫(Mp1、Mp2)用作RF 垫。
[92]在其他情况下，启用/禁用(Dis1)信号为0V，则通过操作模式接收部分 (CkRx)接收的操作模式为5V，禁用第1模拟多路复用器(Mux1)，启用第2 模拟多路复用器(Mux2)，并且禁用仅含一个开关的其他模拟多路复用器 (Mux3、Mux4)。这意味着，与第2主要部分(M2)相连的右手手套部分的 垫(Mp1、Mp2)用作有线垫。？在这种情况下，与第1模拟多路复用器(Mux1) 相连的垫(Cp1、Cp2)不起任何作用，因为第1模拟多路复用器(Mux1)禁 用。
[93]在第2模拟多路复用器(Mux2)启用期间，第2微控制器(Mi2)周期 性地改变地址信号(Addr2)，同时检测与第2多路复用器(Mux2)相连的垫 (Mp1、Mp2)与非手套部分的垫(Dp1、Dp2)之间的接触，并且产生如前述 实施例6所述的对应键输入信号。更明确地说，如果与第2多路复用器 (Mux2)相连的垫(Mp1、Mp2)与非手套部分的垫(Dp1、Dp2)接触，则第2 RF接收部分(Rv2)从非手套部分的RF传输部分(Wa)接收非手套部分的 垫(Dp1或Dp2)的ID的无线电波。接着，第2微控制器(Mi2)产生与该 对接触垫对应的键输入信号。
[94]同样，在第1模拟多路复用器(Mux1)启用期间，第1微控制器(Mi1) 周期性地改变地址信号(Addr1)，同时检测前述实施例6所述的垫之间的接 触。在这种情况下，垫可以分成2类：与第1模拟多路复用器(Mux1)相连 的有线垫(Cp1、Cp2)和其他RF垫(Mp1、Mp2、Dp1、Dp2)。第1RF接 收部分(Rv1)从前述实施例6所述的与RF垫(Mp1、Mp2、Dp1、Dp2)相 连的RF传输部分(Wa)接收无线电波。
实施例8
[95]图15显示了通过修改图13的电路获得的指向装置。在图15中，有许 多纹理型的有线垫(Cpx1～Cpx4、Cpy1～Cpy4)及一个触控笔型的RF垫(Dp)。 该纹理与图7相同。建议将RF垫(Dp)附在笔或手指的尖端(Pf)，如图8 所示。RF垫(Dp)与纹理之间的接触区域以图15中的圆(CDP)表示。在上 述实施例4中，以任何导电材料接触纹理都会引起切换操作，因此如果用户被 导电材料包围，可能会产生不合需要的键输入信号。但在该实施例中，由于存 在RF垫的触控笔，因此不会有这种不合需要的操作。
[96]在图15中，仅涂在纹理的绝缘带一侧上的薄型导电线(Cpx1～Cpx4、 Cpy1～Cpy4)是与模拟多路复用器(Mux)相连的有线垫，并且模拟多路复用器 (Mux)的开关的共用端子与交流电源(AC)相连。主要部分(M)中的微控制 器(Mi)周期性地改变模拟多路复用器的地址信号(Addr)，以便将交流电仅施 加于一个有线垫上。例如，在模拟多路复用器中有N个开关，地址信号像1、 2、3、……、N，1、2、3、……、N，1、2、3、……、N，……那样变化， 并且处于打开状态的对应开关像S1、S2、S3、……、SN，S1、S2、S3、……、 SN，S1、S2、S3、……、SN，……那样变化，其中，Si表示第i个开关。 在图15中，与有线垫Cpxi相连的开关以Sxi表示，而与有线垫Cpyi相连 的开关以Syi表示。有线垫Cpxi的“i”对应于指向装置的x坐标(1～4)， 而有线垫Cpyi的“j”对应于指向装置的y坐标(1～4)。在实际实施中，建议 最大坐标值选择比4更大的数字。微控制器(Mi)周期性地改变地址信号 (Addr)，因此模拟多路复用器中只有一个开关打开，同时检查RF接收部分(Rv) 是否接收到无线电波。更明确地说，处于打开状态的开关可以像Sx1、Sx2、 Sx3、Sx4、Sy1、Sy2、Sy3、Sy4那样以时间序列变化。一个周期的这种变化 称为扫描。在扫描期间，如果从与触控笔型RF垫(Dp)相连的RF传输部分 接收到无线电波，则微控制器将处于打开状态的开关的索引记录到RAM。鼠 标指针的x或y坐标值可以从记录的索引获得，因为x坐标i、开关Sxi和 垫Cxi之间有一一对应的关系，同样y坐标j、开关Syj和垫Cyi之间也有 一一对应的关系。如果RF垫(Dp)接触图15中的圆的区域(CDP)，则当4 个开关sx2、sx3、sy3、sy4处于打开状态时，RF接收部分(Rv)检测到无线 电波，并且获得对应的x坐标2、3和y坐标3、4，并且通过对坐标值求平 均，可以获得鼠标指针的坐标。换言之，x坐标2、3的平均值为2.5，而3、 4的平均值为3.5，因此鼠标指针的坐标为(2.5、3.5)。一个扫描周期之后，清 除所有已经记录的开关索引，并且重复新的扫描。这种扫描一般每秒重复100 次或更多。
实施例9
[97]如果两个或更多用户在小房间中使用前述实施例5～8的输入装置，则无 线电波的干扰可能会降低本发明的操作效率。该实施例解释了本发明的半无线 模式。半无线模式可以去掉垫与主要部分之间的某些线，而不会引入这种干扰。 在图16和图17中，半无线模式的例子含有与主要部分(M)相连的垫(Cpd) 以及多个垫单元。垫单元是一组串联的导电垫(Dpd1或Dpd2)和信号发生器 (gen1或gen2)。每个信号发生器都产生其自己的可辨别信号。信号发生器 (gen1、gen2)的两个不同信号可以是两种不同频率f1、f2的交流电，如图17 所示。这类不同频率的不同信号可以称为调频信号，并且该实施例中还可以使 用其他类型的信号，例如调幅、调相及编码调制等。在右手手套部分中包含与 信号发生器(gen1、gen2)相连的垫(Dpd1、Dpd2)。例如，将一个垫(Dpd1) 附在右手手套的手掌上，并将另一个垫(Dpd2)附在右手手套的手背上。左手 手套部分中含有通过电线与主要部分(M)相连的垫(Cpd)。右手手套部分的垫 (Dpd1、Dpd2)未通过任何电线与主要部分相连。主要部分(M)含有与左手 手套部分的垫(Cpd)相连的信号识别部分(Recog)。如果用户轻拍手套，以使 左手手套部分的垫(Cpd)与右手手套部分的垫(Dpd1、Dpd2)之一接触，则 通过接触垫将信号发生器(gen1、gen2)所产生的信号施加于信号识别部分 (Recog)上。信号识别部分(Recog)可以识别哪个信号通过右手手套部分的垫 (Dpd1、Dpd2)施加于左手手套部分的垫(Cpd)上。如果信号是调频信号， 则信号识别部分(Recog)可以通过使用带通滤波器识别信号的频率。这种调制 和解调是众所周知的技术。图17显示了含有两个带通滤波器(Flt1、Flt2)的 信号识别部分(Recog)的例子，所述带通滤波器分别通行特定频率f1、f2的 信号。换言之，第1带通滤波器(F1t1)通行频率为f1的信号并阻止其他信 号，而第2带通滤波器(F1t2)通行频率为f2的信号并阻止其他信号。通过 带通滤波器的信号通过与图11所示相同的接触识别部分(Re1、Re2)整流。 微控制器(M)可以产生与端口(A1、A2)的电压值对应的键输入信号。如果 右手手套部分的第1垫(Dps1)接触左手手套部分的垫(Cpd)，则频率为f1 的信号仅通过第1带通滤波器(Filt1)并通过第1接触识别部分(Re1)整 流。在这种情况下，A1处的电压是非零的正值，而A2处的电压为零。同样， 如果第2垫(Dpd2)接触左手手套部分的垫(Cpd)，则A1处的电压为零，而 A2处的电压为非零的正值。通过检查A1、A2处的电压，微控制器可以识别 接触垫并产生与该对接触垫对应的键输入信号。
[98]带通滤波器的调频信号只是一个例子，因此该实施例中可以使用任何可识 别的信号，例如调幅信号、调相信号或编码调制信号。
实施例10
[99]图18显示了与主要部分(M)中的模拟多路复用器(Mux)相连的多个 垫(Cpd1、Cpd2)的情况。微控制器(Mi)周期性地改变模拟多路复用器(Mux) 的地址信号(Addr)，因此模拟多路复用器(Mux)中只有一个开关打开，并且 打开的开关在各个开关之间轮流循环。换言之，处于打开状态的开关像S1、 S2、S1、S2、……那样以时间序列变化，而除了这种多路复用之外，图18中 的电路的功能与实施例9相同。图18的详细过程如下所示：
[100](1).微控制器(Mi)输出地址信号(Addr)，因此仅模拟多路复用器(Mux) 中的第1开关(S1)打开。
[101](2).微控制器(Mi)读取信号识别部分(Recog)的输出电压(A1、A2)， 并且如果其中一个读取的电压(A1、A2)为正，则产生与读取的电压(A1、 A2)对应的键输入信号。
[102](3).微控制器改变地址信号(Addr)，因此仅模拟多路复用器(Mux)中的 第2开关(S2)打开。
[103](4).微控制器(Mi)读取信号识别部分(Recog)的输出电压(A1、A2)， 并且如果其中一个读取的电压(A1、A2)为正，则产生与读取的电压(A1、 A2)对应的键输入信号。
[104](5).重复上述过程(1)～(5)。
[105]在实际实施中，每只手的垫数不限于2，而是可以大于2。如果垫数为N， 则模拟多路复用器中的开关为S1、S2、……、SN。在那种情况下，微控制器 改变地址信号，以使处于打开状态的开关像S1、S2、……、SN，S1、S2、……、 SN，S1、……那样以时间序列变化，同时读取信号识别部分(Recog)的输出 电压(A1、A2、……、AN)。
实施例11
[106]该实施例是通过将非手套部分的垫(Npd3、Npd4)及一些多路复用器添 加到实施例10中而获得的，如图19所示。左手手套部分含有与第1主要部 分(M1)相连的垫(Cpd1、Cpd2)，而右手手套部分含有与第2主要部分(M2) 相连的垫(Dpd1、Dpd2)。左手手套部分的第1垫(Cpd1)和第2垫(Cpd2) 分别附在左手手套的手掌和手背上，同样，右手手套部分的第1垫(Dpd1)和 第2垫(Dpd2)分别附在右手手套的手掌和手背上。非手套部分的第1垫 (Npd3)与第2垫(Npd4)分别附在左右膝盖上。
[107]非手套部分包括多个垫单元。垫单元是一组串联的导电垫(Npd3、Npd4) 和信号发生器(gen3、gen4)。图19显示了两个垫单元。第1主要部分(M1) 中含有第1模拟多路复用器(Mux1)，并且第1主要部分(M1)的操作与上 述实施例10的主要部分(M)的操作相同。
[108]第2主要部分(M2)的第2微控制器(Mi2)使用启用/禁用(En)和地 址(Addr2)信号控制第2模拟多路复用器(Mux2)。启用/禁用信号(En)通过 非门(Ng)在逻辑上反转并施加于仅含一个开关(S5、S6)的模拟多路复用器 上。如果启用第2模拟多路复用器(Mux2)，则禁用开关S5、S6的多路复用 器，以将开关S5、S6全都关闭。同样，将第2模拟多路复用器(Mux2)禁 用并且将其内的所有开关都关闭时，开关S5、S6都打开。第2微控制器(Mi2) 周期性地改变启用/禁用信号(En)，以使第2模拟多路复用器(Mux2)的状态 在启用和禁用状态之间振荡。第2模拟多路复用器的启用和禁用状态中的详细 操作如下：
[109](1)第2模拟多路复用器的禁用状态的情况：
[110]在这种情况下，右手手套部分的第1垫(Dpd1)与第2垫(Dpd2)分别 与第1信号发生器(gen1)和第2信号发生器(gen2)相连，因为所有开关 S5、S6都处于打开状态。4个信号发生器(gen1、gen2、gen3、gen4)所产生 的所有信号都可以通过第1信号识别部分(Recog1)识别。例如，如果信号是 调频信号，则信号的频率都是不同的。第1主要部分的第1微控制器(Mi1) 通过上述实施例10所述的过程识别接触垫。在这种情况下，左手手套部分的 垫(Cpd1、Cpd2)与右手手套部分及非手套部分的其他垫(Dpd1、Dpd2、Npd3、 Npd4)之间发生接触。如果检测到接触，则第1主要部分的第1微控制器 (Mi1)可以产生与检测到的该对接触垫对应的键输入信号。通过第1通信部分 (CM1)将键输入信号传输到PC或PDA。
[111](2)第2模拟多路复用器的启用状态的情况：
[112]第2主要部分(M2)中的开关S5、S6都关闭，并且通过第2模拟多路 复用器(Mux2)中的开关(S3、S4)将右手手套部分的垫(Dpd1、Dpd2)选择 性地连接到第2信号识别部分(Recog2)。第2主要部分(M2)的第2微控 制器(Mi2)通过上述实施例10所述的过程识别接触垫。在这种情况下，右手 手套部分的垫(Dpd1、Dpd2)与非手套部分的垫(Npd3、Npd4)之间发生接 触。在这种情况下，左手手套部分的垫(Cpd1、Cpd2)不起任何作用。如果检 测到接触，则第2主要部分的第2微控制器(Mi2)可以产生与检测到的该对 接触垫对应的键输入信号。通过第2通信部分(CM2)将键输入信号传输到 PC或PDA。
实施例12
[113]图20显示了本发明的半无线模式的指向装置。有许多纹理型的有线垫 (Cpx1～Cpx4、Cpy1～Cpy4)以及一个与信号发生器(gen)相连的触控笔型垫 (Dp)。该纹理与图7相同。建议将与信号发生器(gen)相连的触控笔型垫(Dp) 附在如图8所示的笔或手指的尖端(Pf)上。触控笔型垫(Dp)与纹理之间的 接触区域以图20中的圆(CDP)表示。该接触区域(CDP)可以通过微控制器 (Mi)检测到并转换成鼠标指针坐标。详细的过程如下：导电线(Cpx1～Cpx4、 Cpy1～Cpy4)的纹理与实施例4和8相同。通过模拟多路复用器(Mux)中的 开关将导电线(Cpx1～Cpx4、Cpy1～Cpy4)选择性地连接到主要部分中的信号 识别部分(Recog)。微控制器(Mi)周期性地改变模拟多路复用器(Mux)的地 址信号(Addr)，因此模拟多路复用器中只有一个开关打开，并且该打开的开关 在各个开关之间轮流循环。微控制器通过上述实施例10所述的相同过程识别 与触控笔型垫接触的纹理型导电线。换言之，图20中的导电线(Cpx1～Cpx4、 Cpy1～cpy4)对应于图18的有线垫(Cpd1、Cpd2)。并且图20中的触控笔型 垫(Dp)对应于图18中的其中一个垫(Dpd1、Dpd2)。从与触控笔型垫接触 的纹理型导电线获得鼠标坐标的过程与实施例8相同。
实施例13
[114]在不含纹理型垫的实施例1、2、3、5、6、7、9、10、11的情况下，端 子型垫部分可以含有加速或冲击传感器。在那种情况下，微控制器不仅检测该 对接触垫，而且使用该传感器检测加速或冲击值。可以通过通信部分(CM)将 检测到的冲击或加速值连同与受检测的该对接触垫对应的键输入信号传输到 PC或PDA。为了最大程度地减少加速或冲击传感器的数量，建议将传感器附 在手套部分上。这种冲击或加速值可以用作游戏程序的输入信号。例如，如果 用户正在玩鼓游戏，这种游戏通过本发明的键输入信号产生鼓声，则可以通过 本发明的冲击值控制鼓声的音量。通过将本发明用于鼓游戏程序，用户不仅可 以玩鼓，而且可以同时跳舞，这对减肥有好处。
[115]使用本发明的输入装置，可以通过将输入装置内置于薄型的导电垫内而降 低输入装置的价格。普通键盘或鼠标需要极为昂贵的模具。本发明的输入装置 可以穿戴，因此用户可以在任何地方使用它。