專利名稱：控制裝置、標(biāo)度盤控制器和鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型大體是關(guān)于控制裝置和控制方法。更具體地說，本實(shí)用新型是關(guān)于用于控制顯示在顯示器上的圖形對(duì)象的控制裝置。
背景技術(shù)：
配置成用于控制顯示在監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的典型控制裝置(例如，鼠標(biāo)和軌跡球)通常提供y-滾動(dòng)，但無法提供x-滾動(dòng)和z-滾動(dòng)。無法適合計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的x-尺寸的圖形對(duì)象需要x-滾動(dòng)。x-滾動(dòng)通常是通過將指針放在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上所顯示的滾動(dòng)條或滾動(dòng)按鈕上并拖動(dòng)滾動(dòng)條或按住滾動(dòng)按鈕來控制。x-滾動(dòng)的這種控制需要使用者與控制裝置和計(jì)算機(jī)之間的許多相互作用，因此往往較慢且麻煩。另外，移過一圖像的圖像平面或放大或縮小顯示在監(jiān)視器上的圖像需要z-滾動(dòng)。
設(shè)計(jì)成提供滾動(dòng)控制的其它控制裝置包括Immersion Corporation擁有的于2000年10月3日申請(qǐng)的名為“Force Feedback Mouse Wheel And OtherControl Wheels”的美國(guó)專利申請(qǐng)案第6,128006號(hào)中所討論的裝置。
因此，需要用于控制顯示在顯示器上的圖形對(duì)象的新的控制裝置和新的控制方法。
實(shí)用新型內(nèi)容現(xiàn)有的用于控制顯示在監(jiān)視器上的圖像對(duì)象的控制裝置無法提供x-滾動(dòng)和z-滾動(dòng)，并且x-滾動(dòng)的控制需要使用者與控制裝置和計(jì)算機(jī)之間的許多相互作用，在傳統(tǒng)控制裝置中一些控制電子裝置無法配合。
為解決以上問題，本實(shí)用新型提供一種用于控制顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的控制裝置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述控制裝置包括一外殼；一設(shè)置在所述外殼的前端部分中的滾球機(jī)構(gòu)；設(shè)置在所述滾球的第一側(cè)上的第一按鈕；設(shè)置在所述滾球的第二側(cè)上的第二按鈕；和一x/y位移控制器，例如x/y位移傳感器或設(shè)置在(例如)上述第一滾球機(jī)構(gòu)后的另一滾球機(jī)構(gòu)。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，所述滾球機(jī)構(gòu)包括一個(gè)具有一帶有圖案的表面的滾球；一滾球檢測(cè)器，其配置成用于在所述滾球旋轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)所述圖案并編碼旋轉(zhuǎn)以便控制圖形對(duì)象。根據(jù)另一個(gè)特殊實(shí)施例，所述滾球機(jī)構(gòu)還包括一壓力傳感器，其配置成用于感應(yīng)所述滾球上的向下力并且改變控制球的控制特性。根據(jù)另一個(gè)特殊實(shí)施例，控制特性包括z-滾動(dòng)。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一配置成用于控制顯示在監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)的摩擦墊(或滑動(dòng)器)裝置。所述滑動(dòng)器裝置包括一由滑動(dòng)器導(dǎo)軌引導(dǎo)的滑動(dòng)器按鈕，所述滑動(dòng)器導(dǎo)軌配置成用于限制所述滑動(dòng)器按鈕大約沿一軸運(yùn)動(dòng)。在向前的位置，所述滑動(dòng)器按鈕配置成用于控制沿所述軸的第一方向的滾動(dòng)，在后面的位置，所述滑動(dòng)器按鈕配置成用于控制沿所述軸的第二方向的滾動(dòng)。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種輸入裝置，其包括一控制裝置，例如操縱桿。所述操縱桿配置成用于控制顯示在顯示器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)。圖形對(duì)象的滾動(dòng)速率可以隨使用者加在所述操縱桿上的力增大或減小而增大或減小。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其配置成用于根據(jù)使用者操作而在顯示器上顯示下拉菜單，其中所述下拉菜單包括數(shù)個(gè)可選擇的選項(xiàng)以便改變所述控制裝置的操作特性?？蛇x擇的操作特性可包括鼠標(biāo)功能、TV控制功能、幻燈片投影儀控制功能或其它功能。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一力反饋模塊，該力反饋模塊配置成用于在滾動(dòng)輪上加可編程的反饋力，以產(chǎn)生與編碼后的滾動(dòng)信號(hào)同步的反饋力(例如，棘齒力)。此類控制裝置減少了與使?jié)L動(dòng)輪所產(chǎn)生的機(jī)械反饋與編碼后的滾動(dòng)信號(hào)同步相關(guān)的問題。根據(jù)一些實(shí)施例，棘齒級(jí)的數(shù)量可以編程(即，每圈滾動(dòng)輪的棘齒力的個(gè)數(shù)可以控制)，或者可以壓制棘齒力。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一設(shè)置在所述控制裝置的一側(cè)上以便由拇指來激活的滾動(dòng)輪。所述滾動(dòng)輪可提供分別用于滾動(dòng)和選擇顯示在顯示器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)功能和按鈕功能。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其配置成用于光學(xué)編碼標(biāo)度盤旋轉(zhuǎn)，以將輻射源配置成在耦接至所述標(biāo)度盤的表面部分上的編碼帶上的多個(gè)槽和條上透射輻射，并且編碼透射輻射與反射輻射之間與標(biāo)度盤的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的變化，以便控制計(jì)算機(jī)的聲音系統(tǒng)所產(chǎn)生的聲音的音量、顯示在監(jiān)視器上的圖形對(duì)象。所述控制裝置可以形成于鍵盤或其它輸入裝置中以提供上述功能。所述控制裝置可以配置成用于一計(jì)算裝置的音量控制裝置，或者可以配置成用于控制顯示在所述計(jì)算裝置的顯示器上的圖形對(duì)象。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一滾動(dòng)輪，所述滾動(dòng)輪配置成用于通過使用者的一次推動(dòng)來旋轉(zhuǎn)所述滾動(dòng)輪而滾過復(fù)數(shù)個(gè)文本頁(yè)或復(fù)數(shù)行。所述滾動(dòng)輪可具有相對(duì)高的慣性矩(例如，由相對(duì)致密的材料制成并且具有相對(duì)高的周邊重量)、相對(duì)低摩擦的軸承，并且可以配置成不會(huì)在滾動(dòng)輪上提供限制摩擦力的力反饋(棘齒)。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，一滾動(dòng)輪耦接至一電機(jī)上，該電機(jī)配置成為所述滾動(dòng)輪提供可以控制的轉(zhuǎn)矩以模擬具有相對(duì)高慣性矩的滾動(dòng)輪。施加在滾動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩可以通過控制供應(yīng)給所述電機(jī)的電流來控制。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一滾動(dòng)輪，在所述滾動(dòng)輪的環(huán)形部分上設(shè)置了復(fù)數(shù)個(gè)肋條。所述肋條配置成與一支撐結(jié)構(gòu)上的對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)肋條交錯(cuò)。支撐結(jié)構(gòu)上的肋條可以安裝在一環(huán)上，所述環(huán)配置成旋轉(zhuǎn)以使得一編碼器可以編碼所述環(huán)的旋轉(zhuǎn)(和所述滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn))。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一滾動(dòng)輪，所述滾動(dòng)輪配置成提供力反饋，例如棘齒，以使得所述滾動(dòng)輪上的棘齒力可以不與所述控制裝置的編碼器構(gòu)件所產(chǎn)生的編碼器信號(hào)對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，控制裝置的微處理器配置成用于運(yùn)行一自適應(yīng)算法程序，所述程序配置成用于執(zhí)行所述滾動(dòng)輪報(bào)告與棘齒級(jí)之間的同步。例如，編碼器的8個(gè)計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)棘齒，并且如果滾動(dòng)輪在一段預(yù)定的時(shí)間(例如，2秒)內(nèi)保持停止，那么控制裝置的位置計(jì)數(shù)器可以設(shè)定為0。當(dāng)滾動(dòng)輪再次開始運(yùn)動(dòng)(即，由使用者旋轉(zhuǎn))時(shí)，計(jì)算可數(shù)的狀態(tài)(加上或減去滾動(dòng)輪的向前或向后的旋轉(zhuǎn))，并且當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)器狀態(tài)的一半通過(例如，從計(jì)數(shù)器狀態(tài)4過渡到5或從計(jì)數(shù)器狀態(tài)-4過渡到-5)時(shí)，控制裝置產(chǎn)生滾動(dòng)輪報(bào)告。調(diào)整產(chǎn)生報(bào)告的時(shí)間(例如，兩個(gè)停止之間的中間時(shí)間)以與產(chǎn)生反饋棘齒的時(shí)間匹配。當(dāng)將微處理器配置成用于運(yùn)行自適應(yīng)算法程式時(shí)，無需槽與棘齒級(jí)之間的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)即可準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生報(bào)告。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括第一和第二控制按鈕。所述控制按鈕配置成用于控制顯示在監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)和滾動(dòng)速率。其中一按鈕可以配置成用于控制沿第一方向(例如，正y-軸)的滾動(dòng)，而另一按鈕可以配置成用于控制沿第二方向(例如，負(fù)y-軸)的滾動(dòng)。圖形對(duì)象的滾動(dòng)速率可以隨按鈕上的壓力的增大而增大。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種控制裝置，其包括一組設(shè)置在所述控制裝置的下表面上且配置成在一表面(例如，桌面、鼠標(biāo)墊等)上滑動(dòng)的摩擦墊。該組摩擦墊中至少有兩個(gè)摩擦墊耦接至力傳感器上，所述力傳感器配置成用于為運(yùn)行一微控制器程序的微控制器提供檢測(cè)到的力的信息，所述程序配置成使所述控制裝置處于“睡眠模式”(即，電流消耗減少的模式)，令控制裝置處于“加電模式”(即，正常操作模式)，或者根據(jù)力傳感器所提供的有關(guān)檢測(cè)到的力的信息將控制裝置從睡眠模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧与娔Ｊ健?br> 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)，其包括一組齒形輪，以使所述輪的齒磁化。一輪固定，而另一輪旋轉(zhuǎn)。各輪上的齒可以用相斥或相吸的磁場(chǎng)來極化。各齒間的磁力配置成隨著各輪上的齒相互旋轉(zhuǎn)過而上升及下降。上升及下降的力為齒形輪提供了棘齒力，使得使用者在使用鼠標(biāo)或其它控制裝置中的滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)時(shí)感覺象是棘齒反饋。
本實(shí)用新型中的控制裝置不但可以提供x-滾動(dòng)和z-滾動(dòng)，而且可將滑動(dòng)器的最大行程設(shè)定為在使用過程中對(duì)使用者的手指提供相對(duì)小量的應(yīng)力的距離。與一般較大且常常占用控制裝置的幾乎整個(gè)垂直空間的傳統(tǒng)滾動(dòng)輪相比，滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)提供了一個(gè)用于滾動(dòng)控制等的相對(duì)緊湊的構(gòu)件。因此，該滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)使得控制裝置可以變得更小或可包括原本在傳統(tǒng)控制裝置中無法配合的其它控制電子裝置。
在看了以下詳細(xì)說明和附圖后，本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1A、圖1B和圖1C是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖1D是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖2A和圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的俯視圖和橫截面圖；圖2C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖2D是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的選擇系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化橫截面圖；圖5A、圖5B和圖5C是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的各個(gè)視圖，在該控制裝置的一側(cè)上設(shè)置有一滾動(dòng)輪505；圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的標(biāo)度盤控制器的橫截面圖；圖6B是該標(biāo)度盤控制器的編碼盤的一部分和PCB的簡(jiǎn)化俯視圖；圖6C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的標(biāo)度盤控制器的橫截面圖；圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例可以形成鼠標(biāo)或類似物的一部分的滾動(dòng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖；圖8A和圖8B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化橫截面圖和俯視圖；圖8C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的俯視圖的簡(jiǎn)化示意圖；圖8D和圖8E是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置800′的簡(jiǎn)化示意圖，其分別展示了該控制裝置的俯視圖和正視圖；圖8F和圖8G是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化俯視圖，這些控制裝置具有4個(gè)按鈕，且可配置成用于控制沿兩個(gè)軸的滾動(dòng)，例如沿x-軸和y-軸、沿x-軸和z-軸、沿y-軸和z-軸等；
圖9A和圖9B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化俯視圖和簡(jiǎn)化側(cè)視圖；圖9C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖10是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖11A是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化端視圖，在該控制裝置的底表面上設(shè)置有數(shù)個(gè)力傳感器；圖11B是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置的簡(jiǎn)化端視圖，在該控制裝置的底表面上設(shè)置有數(shù)個(gè)力傳感器；圖12A和圖12B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化側(cè)視圖，且圖12C是該滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化俯視圖；圖12D展示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)；且圖13是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例設(shè)置在鼠標(biāo)類型的裝置1305上的控制裝置的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
圖1A是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置100的簡(jiǎn)化示意圖?？刂蒲b置100可以是鼠標(biāo)類型的裝置或其它裝置?？刂蒲b置100包括一設(shè)置在殼體110內(nèi)的滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)105。該滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)包括一滑動(dòng)器按鈕115，該滑動(dòng)器按鈕115配置成在(例如)使用者手指的力下前后滑動(dòng)。該滑動(dòng)器按鈕配置成在導(dǎo)軌120(見圖1B)內(nèi)滑動(dòng)，該導(dǎo)軌120通常限制滑動(dòng)器的側(cè)向運(yùn)動(dòng)且引導(dǎo)滑動(dòng)器前后行進(jìn)。滑動(dòng)器可配置成用于控制顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或類似裝置上的圖形對(duì)象。例如，滑動(dòng)器可配置成用于控制指針、光標(biāo)、屏幕等的滾動(dòng)?？衫酶鞣N編碼構(gòu)件從滑動(dòng)器的前后行程編碼前后信號(hào)。例如，可在滑動(dòng)器的底部部分中設(shè)置磁體125(見圖1C)，并且可鄰近該磁體設(shè)置檢測(cè)器130以便檢測(cè)磁體的位置并編碼該位置。盡管圖1C中顯示磁體125的定向?yàn)樵摯朋w的北極在南極上，但磁體也可定向成若干不同的配置。例如，磁體的北極和南極可以從圖1C所示的定向旋轉(zhuǎn)大約90度，或者磁體的北極和南極可以設(shè)置在其它有用的定向上。檢測(cè)器130可以是霍耳效應(yīng)(Halleffect)檢測(cè)器、微分霍耳效應(yīng)檢測(cè)器、巨磁阻(GMR)傳感器、各向異性磁阻(AMR)傳感器等。諸如Infineon′s TLE4990、TLE4921、4923檢測(cè)器或Honeywell′s SS19檢測(cè)器中的一或多種檢測(cè)器的霍耳效應(yīng)檢測(cè)器可用來編碼磁體的位置。根據(jù)本實(shí)用新型的各實(shí)施例可使用提供數(shù)字或模擬輸出的霍耳效應(yīng)檢測(cè)器。例如，兩個(gè)呈線性串聯(lián)配置的霍耳效應(yīng)傳感器可以是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例使用的檢測(cè)器配置。其它可用的編碼構(gòu)件包括電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器和機(jī)電編碼器。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例也可使用美國(guó)專利第5,911,627號(hào)和/或美國(guó)專利第6,248,018號(hào)中詳細(xì)描述的檢測(cè)系統(tǒng)，為了所有目的，這些專利的全文以引用的方式并入本文中。通過設(shè)置在控制裝置的印刷電路板上的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)135，可將由(例如)磁性類型的傳感器編碼的模擬信號(hào)133數(shù)字化。編碼構(gòu)件可配置成用于提供指示滑動(dòng)器離開中性位置的距離的信號(hào)。此等信號(hào)不僅可用于滾動(dòng)，而且還可用于控制滾動(dòng)的速度。例如，當(dāng)從中性位置進(jìn)一步移動(dòng)滑動(dòng)器時(shí)，滑動(dòng)速率可隨移動(dòng)距離的增加而增大?？墒褂酶鞣N恢復(fù)構(gòu)件，例如簡(jiǎn)單的彈簧機(jī)構(gòu)，以提供恢復(fù)力來使滑動(dòng)器在發(fā)生位移后恢復(fù)至中性位置。當(dāng)進(jìn)一步從中性位置移動(dòng)滑動(dòng)器時(shí)，恢復(fù)構(gòu)件可提供較大的恢復(fù)力，從而為滑動(dòng)器從中性位置移動(dòng)的距離提供觸覺反饋?？蓪⒎答伳K(圖中未示)配置成用于為使用者提供聽覺或觸覺反饋，以指示離開中性位置的位移。例如，反饋模塊可包括一配置成用于模擬使用者手指上的棘齒力的機(jī)械振動(dòng)器。棘齒頻率可隨滑動(dòng)器離開中性位置設(shè)置的距離的增大而增大?；蛘?，反饋模塊可包括一配置成當(dāng)滑動(dòng)器從中性位置移動(dòng)時(shí)提供聽覺信號(hào)的蜂鳴器。隨著進(jìn)一步從中性位置移動(dòng)滑動(dòng)器，可產(chǎn)生增大頻率或音量的聽覺信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，反饋模塊(配置成提供聽覺或觸覺反饋)對(duì)報(bào)告至主計(jì)算機(jī)或類似裝置的每一滾動(dòng)位移(例如，對(duì)每一文本行)產(chǎn)生脈沖、聲音或振動(dòng)。將滑動(dòng)器從中性位置移離時(shí)，以一初始速率產(chǎn)生脈沖，且這些脈沖隨著滑動(dòng)器進(jìn)一步移離中性位置而增大。
可將滑動(dòng)器的最大行程設(shè)定為在使用過程中對(duì)使用者的手指提供相對(duì)小量的應(yīng)力的距離。例如，可將行程設(shè)定為沿前后滑動(dòng)方向約+/-約3毫米或?yàn)槿魏纹渌故种笐?yīng)力最小的距離。
與一般較大且常常占用控制裝置的幾乎整個(gè)垂直空間的傳統(tǒng)滾動(dòng)輪相比，滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)105提供了一個(gè)用于滾動(dòng)控制等的相對(duì)緊湊的構(gòu)件。因此，根據(jù)本實(shí)用新型各實(shí)施例的滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)使得控制裝置可以變得更小或可包括原本在傳統(tǒng)控制裝置中無法配合的其它控制電子裝置。
圖1D是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置100′的簡(jiǎn)化示意圖?？刂蒲b置100′與控制裝置100的不同之處在于，控制裝置100′包括一滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)105′，該滑動(dòng)器機(jī)構(gòu)105′包括一滑動(dòng)器115′，該滑動(dòng)器115′可以沿如圖1D中的箭頭所示的各種方向運(yùn)動(dòng)?？蓪⒒瑒?dòng)器機(jī)構(gòu)105′的滑動(dòng)器115′配置成用于控制各種圖形功能，例如沿顯示器的兩個(gè)獨(dú)立軸滾動(dòng)圖形對(duì)象(例如，x-滾動(dòng)和y-滾動(dòng))。例如，滑動(dòng)器的左右移動(dòng)可以控制x-滾動(dòng)，而滑動(dòng)器的前后移動(dòng)可以控制y-滾動(dòng)。
圖2A和圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置200的俯視圖和橫截面圖。控制裝置200包括一左控制按鈕205、一右控制按鈕210、一滾球結(jié)構(gòu)215和一x/y位移傳感器220，例如傳統(tǒng)的光學(xué)機(jī)械滾球傳感器或光學(xué)類型的傳感器?？刂蒲b置200可以是一配置成用于控制并操縱顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或類似裝置上的圖形對(duì)象的鼠標(biāo)類型的裝置。左右按鈕可用于多項(xiàng)傳統(tǒng)的控制功能，例如選擇和/或操縱圖形對(duì)象，如下拉菜單、繪圖工具、文本塊等。x/y位移傳感器可配置成當(dāng)控制裝置相對(duì)于表面(例如，桌子、鼠標(biāo)墊等)移動(dòng)時(shí)通過檢測(cè)控制裝置的移動(dòng)來控制圖形對(duì)象。滾球結(jié)構(gòu)215可配置成用于提供數(shù)種移動(dòng)控制信號(hào)(例如，兩種移動(dòng)控制信號(hào))以便控制圖形對(duì)象、鼠標(biāo)之移動(dòng)并滾動(dòng)屏幕等。滾球結(jié)構(gòu)215包括滾球220、球位移傳感器225和支撐結(jié)構(gòu)230。支撐結(jié)構(gòu)230可包括復(fù)數(shù)個(gè)(例如，三個(gè))低滾動(dòng)阻力或低摩擦系數(shù)的軸承235、復(fù)數(shù)個(gè)(例如，三個(gè))軸承座240和一組(例如，三個(gè))壓力傳感器245及一個(gè)球傳感器250。將軸承235配置成用于支撐滾球220并使該滾球沿任意方向旋轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^使用者的手指利用控制裝置來使?jié)L球旋轉(zhuǎn)。滾球220可以相對(duì)較重，以便提供平穩(wěn)的操作和動(dòng)量控制(例如，利用明顯的指推來輕推球，其中在手指接觸停止后，球繼續(xù)旋轉(zhuǎn))。滾球220上可以涂一層帶有圖案的光學(xué)反射涂層。當(dāng)(例如)使用者移動(dòng)滾球時(shí)，圖案和球的運(yùn)動(dòng)可以由球傳感器250來檢測(cè)。球傳感器250可以是一配置成用于檢測(cè)圖案的運(yùn)動(dòng)的光學(xué)傳感器。球傳感器將檢測(cè)到的滾球運(yùn)動(dòng)編碼，并且可以將編碼后的旋轉(zhuǎn)信號(hào)傳送給計(jì)算裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)，以便實(shí)現(xiàn)圖形操縱或其它功能?？梢允褂萌魏螖?shù)量的不同類型的照明(光學(xué)、IR、UV或其它)裝置(圖中未示)來照亮滾球，并通過球傳感器250來光學(xué)檢測(cè)滾球220。在以下美國(guó)專利中詳細(xì)描述了帶有圖案的球的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)美國(guó)專利第5,288,993號(hào)、美國(guó)專利第5,703,356號(hào)、美國(guó)專利第5,854,482號(hào)、美國(guó)專利第6,084,574號(hào)、美國(guó)專利第6,124,587號(hào)和美國(guó)專利第6,218,659號(hào)，為所有目的，這些專利的全文皆以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的實(shí)用新型的擁有者擁有。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，軸承235可配置成用于檢測(cè)滾球的旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)信號(hào)傳送給一組槽形編碼盤(例如，兩個(gè)槽形編碼盤，圖中未示)以便通過傳統(tǒng)的光學(xué)障柵進(jìn)行檢測(cè)，并將編碼后的旋轉(zhuǎn)位移信號(hào)傳送至計(jì)算裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)等。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，設(shè)置在軸承座240下方的力傳感器250配置成用于檢測(cè)加在滾球上的向下力。所述力傳感器可配置成用于執(zhí)行按鈕類型的功能。例如，所述按鈕功能可以選擇圖形屏幕對(duì)象以便移動(dòng)或其它操縱。力傳感器245可以是固態(tài)傳感器，例如壓電裝置、簡(jiǎn)單開關(guān)、壓阻裝置(例如，在表面加力時(shí)會(huì)以可預(yù)測(cè)的方式改變電阻的壓阻傳導(dǎo)聚合物，如InterlinkElectronics of Carpinteria California的Force Sensing ResistorsTM)或其它起類似功能的力檢測(cè)裝置。根據(jù)一個(gè)替代實(shí)施例，控制裝置不包括壓力傳感器。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，滾球220可配置成用于提供調(diào)節(jié)功能。即，隨著滾球從中性位置的旋轉(zhuǎn)量的增大，控制裝置將輸出的信號(hào)也隨著旋轉(zhuǎn)的增大而增加?？赏ㄟ^多種方式來選擇節(jié)流控制，例如推動(dòng)左或右控制按鈕或通過摁住滾球來激活壓力傳感器。盡管圖2A和圖2B中所示的控制裝置200是一個(gè)鼠標(biāo)類型的裝置，但是也可將控制部件(按鈕、滾球、檢測(cè)器等)安裝在鍵盤類型的裝置、軌跡球、操縱桿或類似裝置中。
圖2C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置200′的簡(jiǎn)化示意圖?？刂蒲b置200′包括第一滾球結(jié)構(gòu)215和第二滾球結(jié)構(gòu)260?？刂蒲b置200′還可包括左控制按鈕和右控制按鈕，例如圖2B中所示的那些按鈕。左右按鈕可配置成用于傳統(tǒng)的鼠標(biāo)按鈕應(yīng)用。滾球結(jié)構(gòu)215如上詳述。類似于滾球結(jié)構(gòu)215，滾球結(jié)構(gòu)260可包括滾球220′、球傳感器250′和支撐結(jié)構(gòu)230′。支撐結(jié)構(gòu)230′包括復(fù)數(shù)個(gè)低滾動(dòng)阻力的軸承235′、復(fù)數(shù)個(gè)軸承座240′，并且可視情況包括壓力傳感器245′。滾球220′通常大于滾球220，其可配置成由一或多個(gè)手指、或可能通過手掌或手球來操縱。滾球220′可配置成用于x-和y-屏幕導(dǎo)航和跟蹤，而滾球220可配置成用于滾動(dòng)。
圖2D是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置200″的簡(jiǎn)化示意圖?？刂蒲b置200″的配置類似于上述控制裝置200′，不同之處在于滾球結(jié)構(gòu)260和滾球220′可以如雙箭頭285所示地橫向平移?？刂蒲b置200″還可包括板285a和285b，這些板配置成與滾球結(jié)構(gòu)260一起橫向平移。這些板配置成用于使控制裝置具有略微無縫的外觀并為內(nèi)部電子裝置和結(jié)構(gòu)提供蓋層。當(dāng)滾球結(jié)構(gòu)260可左右平移時(shí)，控制裝置便可配置成由左手使用者或右手使用者舒適地使用。這可以包括將滾球220′定位在多個(gè)位置以便適應(yīng)使用者喜好和實(shí)際的舒適度，例如將滾球220′定位在最左邊或最右邊的位置或者這兩個(gè)位置之間的某一位置，例如相對(duì)于殼體側(cè)面與滾球220成一直線的位置。
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的系統(tǒng)300的簡(jiǎn)圖。系統(tǒng)300包括一具有滾動(dòng)輪310的控制裝置305和一計(jì)算裝置315(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)類型的裝置)，所述計(jì)算裝置315包括監(jiān)視器320和鍵盤322?？刂蒲b置305可以是有線或無線耦接至計(jì)算裝置315的鼠標(biāo)類型的裝置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，單擊滾動(dòng)輪310(例如，通過按動(dòng)來激活按鈕類型的功能)，并且基于所述滾動(dòng)輪的單擊，在監(jiān)視器320上呈現(xiàn)菜單325。菜單可包括出現(xiàn)在光標(biāo)位置或監(jiān)視器上的另一位置(例如，一固定位置)的下拉類型的菜單。菜單包括多個(gè)關(guān)于滾動(dòng)輪310的控制功能的可選擇的選項(xiàng)330?？蛇x擇的選項(xiàng)可以通過以下方法來不同地選擇i)將光標(biāo)定位在一給定選項(xiàng)上以便在光標(biāo)放在該可選擇的選項(xiàng)上時(shí)暫時(shí)激活該選項(xiàng)；ii)將光標(biāo)定位在該等可選擇的選項(xiàng)上并“單擊”(一個(gè)可選擇的選項(xiàng)可以通過再單擊該可選擇的選項(xiàng)來取消選定)。菜單可包括多個(gè)選擇選項(xiàng)，例如快滾動(dòng)、慢滾動(dòng)、音量、板輪、TV控制、因特網(wǎng)通道、投影儀控制等。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，選擇快滾動(dòng)使?jié)L動(dòng)輪的滾動(dòng)速度從慢變?yōu)榭欤x擇慢滾動(dòng)則使?jié)L動(dòng)速度變回慢速度。將光標(biāo)放在快滾動(dòng)上但不單擊快滾動(dòng)會(huì)使得滾動(dòng)輪將保持快滾動(dòng)特征，只要光標(biāo)在快滾動(dòng)選擇選項(xiàng)上。將光標(biāo)放在快滾動(dòng)選項(xiàng)上并且單擊所述選項(xiàng)會(huì)使得滾動(dòng)輪將維持快滾動(dòng)特征，直到通過將光標(biāo)定位在慢滾動(dòng)可選擇選項(xiàng)上或單擊慢滾動(dòng)可選擇選項(xiàng)來取消選定為止。根據(jù)另一個(gè)特殊實(shí)施例，選擇TV控制將控制裝置305配置成用于執(zhí)行TV功能，例如遠(yuǎn)程控制。為了實(shí)施遠(yuǎn)程控制實(shí)施例，控制裝置305可包括紅外控制模塊335或類似模塊以便控制TV或提供TV類型的顯象的計(jì)算機(jī)?？煞謩e使用第一和第二按鈕340和345來實(shí)現(xiàn)TV通道控制，并且滾動(dòng)輪310可配置成用作TV模式下的音量控制。根據(jù)另一個(gè)特殊實(shí)施例，通過選擇音量可選擇選項(xiàng)，滾動(dòng)輪310可配置成用于執(zhí)行(例如)所述控制裝置的配置所要控制的計(jì)算機(jī)的音量控制。根據(jù)另一個(gè)特殊實(shí)施例，選擇投影儀控制可選擇選項(xiàng)使得控制裝置305可配置成用于執(zhí)行投影儀控制功能。例如，按鈕340和345可配置成用于來回滾動(dòng)幻燈片，并且滾動(dòng)輪310可配置成用作音量控制。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將控制裝置放在桌面、鼠標(biāo)墊等表面上可將控制裝置轉(zhuǎn)換回“正常”控制，其中各按鈕和滾動(dòng)輪可配置成用于選擇計(jì)算機(jī)監(jiān)視器320上的選項(xiàng)。從桌子上拿起控制裝置可重新配置控制裝置的TV控制、投影儀控制或類似控制。位于(例如)控制裝置的底部的檢測(cè)器可配置成用于檢測(cè)控制裝置是否位于桌面或類似表面上。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知道有多種用于檢測(cè)控制裝置是否放在桌面、鼠標(biāo)墊等表面上的檢測(cè)裝置和方法。本文提到的術(shù)語(yǔ)投影儀包括可配置成用于投影基于web的顯象幻燈片、PoerPointtm類型的幻燈片或類似幻燈片的計(jì)算機(jī)投影儀。根據(jù)一個(gè)替代實(shí)施例，選擇TV控制可選擇選項(xiàng)、投影儀控制可選擇選項(xiàng)、因特網(wǎng)通道可選擇選項(xiàng)或類似選項(xiàng)觸發(fā)了計(jì)算機(jī)監(jiān)視器320上附加選擇菜單的顯象。附加選擇菜單可以是具有TV控制、投影儀控制、因特網(wǎng)控制或類似控制的多個(gè)選項(xiàng)的附加下拉菜單350。例如，下拉菜單350包括復(fù)數(shù)個(gè)用于控制投影顯象的選項(xiàng)，包括下一張幻燈片、下一張幻燈片、幻燈片大小等。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在計(jì)算機(jī)控制的幻燈片顯象中，控制裝置300的使用者能夠看見下拉菜單，而那些觀看幻燈片顯象的人則無法看見下拉菜單。
圖4是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置400的簡(jiǎn)化橫截面圖。控制裝置400可以是鼠標(biāo)類型的控制裝置，或者控制裝置400的各個(gè)部分可以包含在鍵盤或其它裝置中?？刂蒲b置400包括滾動(dòng)輪405、反饋裝置410、旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器425和控制器435。控制裝置400可視情況包括一或多個(gè)按鈕415，并且可包括滾球420以用于位置控制。或者，控制裝置400可包括機(jī)械裝置、光學(xué)機(jī)械裝置、光學(xué)裝置或其它已知的位置控制器以替代滾球420。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器425配置成用于檢測(cè)滾動(dòng)輪405的旋轉(zhuǎn)并且編碼這些旋轉(zhuǎn)。反饋裝置410配置成用于在使用者旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)輪時(shí)在滾動(dòng)輪上提供反饋力。產(chǎn)生加在滾動(dòng)輪上的反饋力并將其施加在滾動(dòng)輪上，以便與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器425所產(chǎn)生的編碼后的旋轉(zhuǎn)信號(hào)相符合?？蓪⒕幋a后的旋轉(zhuǎn)信號(hào)提供給計(jì)算裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)等，以便控制圖形對(duì)象。通過將力反饋提供給旋轉(zhuǎn)輪，使用者感覺到與編碼暫時(shí)符合的觸覺反饋。此外，將力反饋提供給滾動(dòng)輪而不是滾動(dòng)輪產(chǎn)生力反饋(例如，通過棘齒機(jī)構(gòu))消除了與使力反饋與編碼信號(hào)暫時(shí)對(duì)準(zhǔn)相關(guān)的困難。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，控制裝置400包括一個(gè)振動(dòng)裝置440，所述振動(dòng)裝置440配置成用于在滾輪旋轉(zhuǎn)時(shí)為滾子提供振動(dòng)。所述振動(dòng)與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器所產(chǎn)生的編碼旋轉(zhuǎn)信號(hào)暫時(shí)符合。所述振動(dòng)裝置還可配置成用于產(chǎn)生與編碼旋轉(zhuǎn)信號(hào)暫時(shí)符合的聲音?？刂破?35可配置成用于為反饋裝置和/或振動(dòng)裝置提供各種信號(hào)，以便控制提供給使用者的反饋的類型。例如，可由控制器435提供信號(hào)以便在滾動(dòng)輪更快或更慢地旋轉(zhuǎn)時(shí)增加或降低分別由反饋裝置和振動(dòng)裝置提供的力反饋信號(hào)或振動(dòng)信號(hào)的數(shù)量。此外，反饋力的強(qiáng)度可以根據(jù)(例如)使用者的喜好而改變。使用者甚至可以選擇反饋裝置和振動(dòng)裝置一起運(yùn)轉(zhuǎn)，或者選擇反饋裝置不在滾輪上提供力反饋而由振動(dòng)裝置施加振動(dòng)，或者選擇振動(dòng)裝置不在滾輪上施加振動(dòng)而由反饋裝置在滾輪上施加力反饋?？刂破骺深愃频鼐幊桃员憧刂坡犛X反饋。此外，控制器可以控制反饋裝置根據(jù)(例如)使用者的喜好來為滾動(dòng)輪提供各種阻力等級(jí)。當(dāng)阻力等級(jí)改變時(shí)，使用者可在滾動(dòng)輪上施加一定量的轉(zhuǎn)矩以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)。減小為使?jié)L動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)而施加在滾動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩的量有益于(例如)減小使用者手上的肌肉和關(guān)節(jié)上的應(yīng)力。反饋裝置410可包括數(shù)個(gè)配置成用于在滾動(dòng)輪上提供反饋力的裝置。例如，反饋裝置410可以是一個(gè)配置成用于在金屬性或包括磁體的滾動(dòng)輪405上提供磁脈沖的裝置。所述反饋裝置可包括一具有一定重量以施加反饋力的電機(jī)、壓電裝置、螺線管或其它已知裝置或當(dāng)時(shí)使用的裝置?？刂瓶蓪⑿盘?hào)提供給反饋裝置和/或振動(dòng)裝置以便根據(jù)使用者的喜好或特定應(yīng)用或使用中的窗口來改變每圈滾輪的脈沖數(shù)或振動(dòng)數(shù)。控制器435也可配置成用于執(zhí)行指示裝置的其它功能，例如按鈕控制或滾球420的控制?？刂破?35可以是微控制器、微處理器、控制邏輯、ASIC(特殊應(yīng)用)裝置等。
圖5A、圖5B和圖5C是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置500的各個(gè)視圖，在該控制裝置的一側(cè)上設(shè)置有一滾動(dòng)輪505。控制裝置500可以是鼠標(biāo)類型的裝置或其它用于控制計(jì)算裝置(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)等)的控制裝置。滾動(dòng)輪505靠近控制裝置的正常操作過程中使用者拇指510所處的位置設(shè)置。所配置的滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向配置成與拇指的自然運(yùn)動(dòng)相符合并且在拇指、手和手腕上加極小量的應(yīng)力。盡管圖中所示的滾動(dòng)輪設(shè)置成與垂直方向略微歪斜，但滾動(dòng)輪也可設(shè)置成多種不同的角度以便在使用滾動(dòng)輪時(shí)提供自然且舒適的拇指運(yùn)動(dòng)。除了提供滾動(dòng)功能外，滾動(dòng)輪還可提供按鈕功能。更具體地說，滾動(dòng)輪可配置成通過按住來激活按鈕機(jī)構(gòu)(圖中未示)。按鈕激活可用于傳統(tǒng)的選擇和拖拉圖形對(duì)象或當(dāng)時(shí)使用的其它功能。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，滾動(dòng)輪508配置成如箭頭520和525所示前后傾斜。通過使用者用(例如)他的拇指向前或向后推動(dòng)滾動(dòng)輪可使?jié)L動(dòng)輪傾斜。向前推和傾斜可配置成用于激活第一按鈕裝置(圖中未示)，而向后推和傾斜可配置成用于激活第二按鈕。第一和第二按鈕可用于附加控制功能，例如圖形對(duì)象的滾動(dòng)控制、選擇控制、三維圖形對(duì)象的兩維控制(例如，沿x、y或z軸的旋轉(zhuǎn)，沿、y或z軸的平移)等功能。
圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的標(biāo)度盤控制器600的簡(jiǎn)化橫截面圖。標(biāo)度盤控制器600可用于多種為控制目的的裝置類型。例如，標(biāo)度盤控制器600可用于鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩式電話、MP3播放器、照相機(jī)、收音機(jī)、TV、高保真系統(tǒng)、CD-播放器、揚(yáng)聲器等。標(biāo)度盤控制器600可與鍵盤結(jié)合用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似裝置的音量控制。標(biāo)度盤控制器600也可設(shè)置成垂直配置以用作鼠標(biāo)類型的裝置或類似裝置中的滾動(dòng)輪。
標(biāo)度盤控制器600包括一個(gè)安裝在印刷電路板(PCB)610上的標(biāo)度盤605和一個(gè)耦接至所述標(biāo)度盤的編碼盤612。圖6B是編碼盤612和PCB 610的簡(jiǎn)化俯視圖。圖6B中的編碼盤的視圖沿圖6A的線A-A截取。標(biāo)度盤605配置成由使用者旋轉(zhuǎn)以便控制參數(shù)。標(biāo)度盤605可通過多種方法安裝在PCB板上。例如，標(biāo)度盤可配置成繞主軸615旋轉(zhuǎn)且用緊固件620(例如，螺釘)固定在該主軸上。在PCB上還安裝了輻射源625和輻射檢測(cè)器630。輻射源625可以是LED或類似裝置。輻射檢測(cè)器630可以是光電裝置，例如雙光電晶體管、電荷耦合裝置(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)裝置等。例如，輻射源和輻射檢測(cè)器可包括美國(guó)專利第5,680,185號(hào)、美國(guó)專利第6,552,716號(hào)或美國(guó)再頒專利第RE37,878號(hào)中所描述的輻射源和輻射檢測(cè)器的一種輻射源和輻射檢測(cè)器，這些美國(guó)專利的全文以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的實(shí)用新型的擁有者所擁有。
標(biāo)度盤605包括外斜表面635和內(nèi)斜表面640。表面635和640配置成用于將來自輻射源625的輻射反射至輻射檢測(cè)器630。表面635和640可通過拋光(例如，拋光塑料)來反射輻射，或可通過涂覆來增強(qiáng)反射。例如，表面635和640上可涂覆金屬，例如鋁或鉻。編碼盤612配置成隨標(biāo)度盤605一起旋轉(zhuǎn)，且配置成透射和阻斷表面635和640以重復(fù)方式引導(dǎo)向檢測(cè)器的輻射。盡管圖中所示的表面635和640相對(duì)平坦，但這些表面也可以彎曲以便將輻射聚焦在輻射檢測(cè)器630中。為了交替透射和阻斷輻射，編碼盤612可以由輻射阻斷材料制成且在其中形成槽645，以使得這些槽將輻射透射至輻射檢測(cè)器，而槽間的條650阻止輻射到達(dá)輻射檢測(cè)器?；蛘撸幋a盤612可以由透明材料制成，且可在其上涂覆多個(gè)輻射阻斷材料帶，以形成編碼盤的透射和抗透射區(qū)。輻射檢測(cè)器編碼所檢測(cè)到的輻射的增加和減少以便為諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)等電子裝置提供控制信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，與這些槽和條相鄰的表面680和685可以具抗反射性(例如，黑色)以抑制雜散光進(jìn)入傳感器。與這些斜表面相鄰的表面(例如，表面655)也可以是抗反射表面以使得散射入輻射檢測(cè)器中的雜散光最小化。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，在輻射源625與輻射檢測(cè)器630之間設(shè)置了障柵660以進(jìn)一步減少進(jìn)入檢測(cè)器的雜散輻射的量。
輻射源和輻射檢測(cè)器可以是表面安裝裝置(SMD)。輻射源和輻射檢測(cè)器可以安裝在PCB的頂面和底面上。如果將輻射源和/或輻射檢測(cè)器安裝在PCB的底面上，那么可在PCB中形成孔徑(例如，孔徑670)以使輻射穿過PCB。這些孔徑也可用作輻射源、輻射檢測(cè)器和/或標(biāo)度盤的旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置和/或定向的參考。盡管圖中所示的輻射源的輻射發(fā)射部分675是在空腔677的下方，但根據(jù)一些實(shí)施例，輻射發(fā)射部分設(shè)置在空腔677內(nèi)。
圖6C是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的標(biāo)度盤控制器600′的橫截面圖。將使用上述用來標(biāo)識(shí)標(biāo)度盤控制器600的各元件的相同的數(shù)字方案來標(biāo)識(shí)標(biāo)度盤控制器600′的類似元件。標(biāo)度盤控制器600′與標(biāo)度盤控制器600的不同之處在于標(biāo)度盤控制器600′包括設(shè)置在空腔677內(nèi)的插入物690。插入物690包括表面692和694，這兩個(gè)表面分別與表面635和640相鄰并且設(shè)置在臨界角或大于臨界角，以在表面692和694上將輻射全部在內(nèi)部反射在插入物內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的總內(nèi)部反射，可拋光表面692和694。插入物690可通過諸如夾子、螺釘?shù)葯C(jī)械構(gòu)件(圖中未示)耦接至標(biāo)度盤605。盡管圖中所示的表面692和694相對(duì)平坦，但這些表面可以彎曲以將光聚焦在輻射檢測(cè)器630中。例如，插入物690可具有環(huán)形形狀。
根據(jù)一個(gè)替代實(shí)施例，插入物690中形成有復(fù)數(shù)個(gè)用于將輻射集中在輻射檢測(cè)器上的槽，且具有復(fù)數(shù)個(gè)分散區(qū)，其中每個(gè)槽都與一個(gè)分散區(qū)相鄰。這些槽可以形成為用于將輻射集中在輻射檢測(cè)器的輻射感應(yīng)部分的寬度的大約一半(或更小)的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)目前所描述的實(shí)施例，標(biāo)度盤可以不包括編碼盤。上述標(biāo)度盤控制器中的每個(gè)標(biāo)度盤控制器都可配置成用于通過按壓(或“單擊”)來激活按鈕類型的功能。
圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例可以形成鼠標(biāo)或類似物的一部分的滾動(dòng)結(jié)構(gòu)700的簡(jiǎn)化示意圖。滾動(dòng)結(jié)構(gòu)700包括滾動(dòng)輪710、滾動(dòng)輪支撐件715和按鈕720，所述按鈕720可以通過沿向下的方向推動(dòng)滾動(dòng)輪而激活。滾動(dòng)輪可通過(例如)使用者使用手指725而旋轉(zhuǎn)并下推。按鈕72是通過使用者按動(dòng)和放松滾動(dòng)輪或在滾動(dòng)時(shí)向下壓住滾動(dòng)輪來激活。滾動(dòng)輪710安裝在低摩擦軸承730上以使旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)摩擦最小化。滾動(dòng)輪710配置成不會(huì)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生棘齒效應(yīng)以便進(jìn)一步使旋轉(zhuǎn)摩擦最小化。滾動(dòng)輪還具有相對(duì)大的質(zhì)量，以使得在使用者在滾動(dòng)輪上加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量后滾動(dòng)輪將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(例如，一段延長(zhǎng)的時(shí)間)。提供具有相對(duì)大質(zhì)量和低滾動(dòng)摩擦而無棘齒效應(yīng)的輪子使得可以簡(jiǎn)化地滾過顯示在監(jiān)視器上的多行和/或多頁(yè)。滾動(dòng)輪可配置成用于通過使用一次的推動(dòng)旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)輪而滾過復(fù)數(shù)個(gè)文本頁(yè)或復(fù)數(shù)行。滾動(dòng)輪可具有相對(duì)高的慣性矩(例如，由相對(duì)致密的材料制成并且具有相對(duì)高的周邊重量)、相對(duì)低摩擦的軸承。例如，可以將80％或更多的滾動(dòng)輪質(zhì)量設(shè)置在位于或超過滾動(dòng)輪的半徑的80％(即，≥滾動(dòng)輪的r×0.8)滾動(dòng)輪部分上。此外，滾動(dòng)輪可配置成不會(huì)在滾動(dòng)輪上提供限制摩擦力的力反饋(棘齒)。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，滾動(dòng)輪耦接至一電機(jī)(圖中未示)上，該電機(jī)配置成為所述滾動(dòng)輪提供可以控制的轉(zhuǎn)矩以模擬具有相對(duì)高慣性矩的滾動(dòng)輪。施加在滾動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩可以通過控制供應(yīng)給電機(jī)的電流來控制。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，滾動(dòng)輪710提供小于顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上的線寬度的滾動(dòng)，并且可提供象素程度的滾動(dòng)。
圖8A和圖8B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置800的簡(jiǎn)化橫截面圖和俯視圖?？刂蒲b置800可以是鼠標(biāo)類型的裝置或類似裝置?？刂蒲b置800分別包括第一和第二按鈕805和810，且包括分別與所述第一和第二按鈕相關(guān)聯(lián)的第一和第二按鈕感應(yīng)裝置。圖8A展示了第一按鈕感應(yīng)裝置815。這些感應(yīng)裝置檢測(cè)按鈕上的壓力或降低，并且配置成用于編碼滾動(dòng)指令。諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算裝置可以使用滾動(dòng)指令來進(jìn)行光標(biāo)滾動(dòng)、頁(yè)面滾動(dòng)或類似滾動(dòng)。例如，按鈕805及其相關(guān)的感應(yīng)裝置815可配置成用于控制向下滾動(dòng)，而按鈕810及其相關(guān)的感應(yīng)裝置(圖中未示)可配置成用于控制向上滾動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，短按在其中一個(gè)按鈕上提供了等同于傳統(tǒng)滾動(dòng)輪的單個(gè)棘齒的滾動(dòng)量。長(zhǎng)時(shí)間按住可提供等同于傳統(tǒng)滾動(dòng)輪的數(shù)個(gè)棘齒的延長(zhǎng)滾動(dòng)。或者，輕按(例如，在感應(yīng)裝置對(duì)壓力敏感時(shí))在其中一個(gè)按鈕上可提供單個(gè)棘齒的滾動(dòng)，而重按可提供延長(zhǎng)的滾動(dòng)(例如，相當(dāng)于多個(gè)棘齒)?；蛘?，猛推可提供相對(duì)快的滾動(dòng)，而輕推可提供相對(duì)慢的滾動(dòng)和相對(duì)精確的滾動(dòng)控制。感應(yīng)裝置可以是力傳感器，例如壓電裝置、壓阻裝置(例如，在表面加力時(shí)會(huì)以可預(yù)測(cè)的方式改變電阻的壓阻傳導(dǎo)聚合物，如InterlinkElectronics of Carpinteria California的Force Sensing ResistorsTM)或其它起類似功能的力檢測(cè)裝置。盡管圖中所示的按鈕805和810設(shè)置在鼠標(biāo)的上面，但這些按鈕也可設(shè)置在各種位置，例如在控制裝置的兩側(cè)、或在控制裝置的上面或側(cè)面上。此外，盡管圖中所示的按鈕805和810并排設(shè)置，但也可如圖8C所示將一個(gè)按鈕放在另一個(gè)按鈕的前面。
圖8D和圖8E是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置800′的簡(jiǎn)化示意圖，其展示了該控制裝置的俯視圖和正視圖。控制裝置800′與上述控制裝置800的不同之處在于，控制裝置800′包括耦接至第一按鈕感應(yīng)裝置815的第一開關(guān)裝置820，并且包括耦接至第二按鈕感應(yīng)裝置817的第二開關(guān)裝置825。盡管圖8D和圖8E中所示的感應(yīng)裝置設(shè)置在開關(guān)裝置的下方，但是這些感應(yīng)裝置也可設(shè)置在開關(guān)裝置的上方或設(shè)置在其它位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，感應(yīng)裝置815和817配置成用于根據(jù)感應(yīng)裝置所檢測(cè)到的力的等級(jí)來控制圖形對(duì)象的滾動(dòng)速率。例如，當(dāng)使用者增大加在按鈕805或810上的力的量時(shí)，感應(yīng)裝置817或815分別配置成用于檢測(cè)力的增量并相應(yīng)地增大滾動(dòng)速率。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在開關(guān)820或825激活之前，滾動(dòng)速率不受感應(yīng)裝置的影響。即，與感應(yīng)裝置所檢測(cè)到的壓力無關(guān)，只有在其中一個(gè)開關(guān)820或825激活后才開始滾動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果感應(yīng)裝置所檢測(cè)到的力大于臨界力，則滾動(dòng)開始。執(zhí)行臨界力以開始滾動(dòng)抑制了并非使用者希望的無意滾動(dòng)。
圖8F和圖8G是控制裝置800″和800的簡(jiǎn)化俯視圖，這些控制裝置包括4個(gè)按鈕830a-830d，且可配置成用于控制沿兩個(gè)軸的滾動(dòng)，例如沿x-軸和y-軸、沿x-軸和z-軸、沿y-軸和z-軸等。按鈕830a-830d可耦接至開關(guān)和/或感應(yīng)裝置，例如上述開關(guān)和感應(yīng)裝置，以便控制顯示在顯示器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)和滾動(dòng)速率。盡管圖8F和圖8G中所示的按鈕830a-830d分別對(duì)準(zhǔn)且呈矩形圖案，但這些按鈕也可設(shè)置在各種位置上以用于手指和拇指控制等。
圖9A和圖9B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置900的簡(jiǎn)化俯視圖和簡(jiǎn)化側(cè)視圖。與圖9B中的視圖相比，圖9A中的控制裝置900的視圖沿一垂直于頁(yè)面平面且包括線A-A的平面?？刂蒲b置900可以是鼠標(biāo)類型的裝置或類似裝置?？刂蒲b置900包括滾動(dòng)輪905和支撐結(jié)構(gòu)910，所述支撐結(jié)構(gòu)910配置成用于沿滾動(dòng)輪的環(huán)形部分915支撐滾動(dòng)輪。滾動(dòng)輪的環(huán)形部分包括復(fù)數(shù)個(gè)齒920。圖9B的俯視圖中展示了三個(gè)位于滾動(dòng)輪的環(huán)形部分915內(nèi)的齒920。更具體地說，圖9B中展示了兩個(gè)靠近滾動(dòng)輪的中間位置的齒920和一個(gè)靠近滾動(dòng)輪的頂部位置的齒。圖9A中的控制裝置的側(cè)視圖展示了所有齒920。齒920配置成與支撐結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)齒925交錯(cuò)(或結(jié)網(wǎng))。齒925的配置類似于齒920。齒925可以設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)的環(huán)930上，并且可以配置成用于在使用者旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)。圖9B的控制裝置的俯視圖中展示了三個(gè)位于環(huán)930上的齒925。更具體地說，圖9B中展示了兩個(gè)靠近滾動(dòng)輪的中間位置的齒925和一個(gè)靠近滾動(dòng)輪的頂部位置的齒。環(huán)930可以起作用地耦接至編碼器935，所述編碼器935配置成用于編碼該環(huán)的旋轉(zhuǎn)并因此編碼滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)。盡管圖中所示的齒920和925的形狀大體為三角形，但這些齒也可以具有其它形狀，例如矩形、圓形或其它形狀。同樣地，盡管圖中所示的滾動(dòng)輪905和支撐結(jié)構(gòu)910配置成用于為鼠標(biāo)類型的裝置提供滾動(dòng)輪功能，但滾動(dòng)輪和支撐結(jié)構(gòu)也可包含在其它不方便通過轂和軸總成支撐滾動(dòng)輪的控制裝置內(nèi)。同樣地，盡管圖9A中所示的滾動(dòng)輪905配置成用于頂部接取和使用，但滾動(dòng)輪也可如圖9C所示設(shè)置成側(cè)面接取和使用。在側(cè)面安裝的位置，滾動(dòng)輪可以提供滾動(dòng)輪的拇指控制操作。盡管圖9C展示垂直安裝滾動(dòng)輪，但滾動(dòng)輪也可水平安裝或沿其它提供滾動(dòng)輪的舒適的拇指操作的軸安裝。滾動(dòng)輪也可提供配置成使?jié)L動(dòng)輪具有按鈕功能的按鈕構(gòu)件(圖中未示)。例如，使用者可以壓(或“單擊”)滾動(dòng)輪以激活所述按鈕構(gòu)件?？刂蒲b置也可包括復(fù)數(shù)個(gè)按鈕，例如按鈕940，還可包括用于控制圖形對(duì)象的X-Y位置的構(gòu)件，例如起作用地耦接至解碼器935的球945或配置成用于控制圖形對(duì)象的X-Y位置的光學(xué)編碼器(圖中未示)。
圖10是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置1000的簡(jiǎn)化示意圖?？刂蒲b置1000可以是鼠標(biāo)類型的裝置或類似裝置?？刂蒲b置1000包括滾動(dòng)輪1005、光學(xué)編碼器電路1010和棘齒機(jī)構(gòu)1015。所述光學(xué)編碼器電路可包括諸如LED的輻射源和光檢測(cè)器，所述光檢測(cè)器配置成用于檢測(cè)來自LED的光并編碼滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)。所述棘齒機(jī)構(gòu)配置成用于為使用者提供觸覺力反饋。使傳統(tǒng)的控制裝置的棘齒同步以產(chǎn)生用于(例如)顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)控制的光學(xué)編碼信號(hào)。這種同步使典型棘齒機(jī)構(gòu)的配置變得復(fù)雜，從而使其制造成本昂貴。根據(jù)本實(shí)用新型各實(shí)施例的棘齒機(jī)構(gòu)1015不與光學(xué)編碼器電路所產(chǎn)生的光學(xué)編碼信號(hào)同步，因此在機(jī)械上可比傳統(tǒng)的棘齒機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，滾動(dòng)輪中編碼槽的數(shù)量大于每圈滾動(dòng)輪的棘齒級(jí)的數(shù)量(例如，兩倍)。例如，對(duì)應(yīng)于每圈滾動(dòng)輪24個(gè)棘齒級(jí)，滾動(dòng)輪可以包括48個(gè)槽。用于編碼滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)的編碼器可以配置成用于為每個(gè)棘齒級(jí)提供8個(gè)可數(shù)狀態(tài)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制裝置的微處理器配置成用于運(yùn)行自適應(yīng)算法程序，所述自適應(yīng)算法程序配置成用于編碼沒有與棘齒級(jí)對(duì)準(zhǔn)的滾動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)。例如，如果滾動(dòng)輪在一段預(yù)定的時(shí)間(例如，2秒)內(nèi)保持停止，那么控制裝置的位置計(jì)數(shù)器可以設(shè)定為0。當(dāng)滾動(dòng)輪再次開始運(yùn)動(dòng)(即，由使用者旋轉(zhuǎn))時(shí)，計(jì)算可數(shù)的狀態(tài)(加上或減去滾動(dòng)輪的向前或向后的旋轉(zhuǎn))，并且當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)器狀態(tài)的一半通過(例如，從計(jì)數(shù)器狀態(tài)4過渡到5或從計(jì)數(shù)器狀態(tài)-4過渡到-5)時(shí)，控制裝置產(chǎn)生滾動(dòng)輪報(bào)告。配置產(chǎn)生報(bào)告的時(shí)間以與產(chǎn)生反饋棘齒的時(shí)間匹配。當(dāng)將微處理器配置成用于運(yùn)行自適應(yīng)算法程式時(shí)，無需槽與棘齒級(jí)之間精確的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)即可準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生報(bào)告。
圖11A是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制裝置1100的簡(jiǎn)化端視圖。控制裝置1100可以是光學(xué)鼠標(biāo)裝置或類似裝置?？刂蒲b置1100包括分別設(shè)置在控制裝置的后端上的第一和第二摩擦墊1105和1110、相應(yīng)的第一和第二力傳感器1115和1120、以及印刷電路板1125。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，力傳感器耦接至PCB板上的控制器(例如，微控制器)。所述力傳感器配置成用于檢測(cè)(或不檢測(cè))使用者手放在控制裝置上的壓力，并且根據(jù)檢測(cè)到的力，微控制器程序配置成使控制裝置處于“睡眠模式”(即，電流消耗減少的模式)，令控制裝置處于“加電模式”(即，正常操作模式)，或者將控制裝置從睡眠模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧与娔Ｊ健＠?，如果未檢測(cè)到手壓力，微控制器可將睡眠模式信號(hào)發(fā)送給控制裝置的各個(gè)組件以進(jìn)入睡眠模式。通過提供此等睡眠模式，控制裝置的功率消耗降低，且可延長(zhǎng)電池供電實(shí)施例中所使用的電池的壽命。
圖11B是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制裝置1100′的簡(jiǎn)化俯視圖。控制裝置包括4個(gè)設(shè)置控制裝置1100′的底部上的力傳感器1130a、1130b、1130c和1130d(虛線表示)。這4個(gè)力傳感器可配置成用于測(cè)量施加在控制裝置上的左右轉(zhuǎn)矩和施加在控制裝置上的前后轉(zhuǎn)矩，并比較這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩以便提供控制信號(hào)，例如用于控制圖形對(duì)象的水平滾動(dòng)和垂直滾動(dòng)的控制信號(hào)。具體地說，左右轉(zhuǎn)矩可由力傳感器1130a和1130c以及力傳感器1130b和1130d來檢測(cè)，而前后轉(zhuǎn)矩可基本上同時(shí)由力傳感器1130a和1130b以及力傳感器1130c和1130d來檢測(cè)?？杀容^檢測(cè)到的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)生控制信號(hào)以控制(例如)圖形對(duì)象的水平滾動(dòng)。所測(cè)量的轉(zhuǎn)矩的比較可包括使用所測(cè)量的轉(zhuǎn)矩之間的差值或比率用于控制信號(hào)的產(chǎn)生。例如，用于控制水平滾動(dòng)的右或左轉(zhuǎn)矩可以通過(a+c)-(b+d)來計(jì)算，而用于控制垂直滾動(dòng)的前或后轉(zhuǎn)矩可以通過(a+b)-(c+d)來計(jì)算，其中a、b、c和d分別是指與力傳感器1130a、1130b、1130c和1130d相關(guān)的轉(zhuǎn)矩。力傳感器可包括各種機(jī)構(gòu)，例如力感應(yīng)電阻器、壓電傳感器、電容傳感器等。控制裝置1100′還可包括其它輸入裝置，例如按鈕、滾球、滾動(dòng)輪等。所述控制裝置可包括未耦接至力傳感器的摩擦墊，其為控制裝置提供了均勻的平臺(tái)，擱置在這個(gè)平臺(tái)上可使控制裝置在使用者的手力下不會(huì)搖動(dòng)。
圖12A和圖12B是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1200的簡(jiǎn)化側(cè)視圖，且圖12C是該滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1200的簡(jiǎn)化俯視圖。所述滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)提供低摩擦和低噪音的棘齒(下文將進(jìn)一步詳細(xì)描述)。所述滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)可以是鼠標(biāo)、鍵盤或類似裝置的滾動(dòng)輪的一部分。所述機(jī)構(gòu)分別包括第一和第二齒形輪1205和1210、磁體1215及軸承1220。第一齒形輪配置成固定，而第二齒形輪配置成相對(duì)于第一齒形輪旋轉(zhuǎn)。第一齒形輪可安裝在鼠標(biāo)底盤等位置上，而第二齒形輪可以安裝在鼠標(biāo)的滑動(dòng)輪上。每個(gè)齒形輪都包括(例如)24個(gè)通過磁體磁化的齒1225。齒間的磁力會(huì)隨著各齒相互旋轉(zhuǎn)過而變化。當(dāng)各齒對(duì)準(zhǔn)時(shí)，齒間的力處于最大值，且當(dāng)各齒不對(duì)準(zhǔn)時(shí)，齒間的力下降至最小值。此外，對(duì)準(zhǔn)齒的齒間轉(zhuǎn)矩處于最大值，且當(dāng)各齒不再對(duì)準(zhǔn)時(shí)，齒上的轉(zhuǎn)矩試圖使各齒再對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)齒通過兩個(gè)面對(duì)齒之間的中間時(shí)，相反運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩起作用以利于運(yùn)動(dòng)。齒間力的變化在滾動(dòng)輪上提供了棘齒力，使用者感覺這種棘齒力感覺象是觸覺反饋力。取決于齒的形狀和/或?qū)挾龋畲罅εc最小力之間的力變化可以快速或緩慢地改變以便提供強(qiáng)或軟棘齒力。例如，齒的形狀可以設(shè)計(jì)成最大地集中磁場(chǎng)并增強(qiáng)齒間的磁力。如圖12B所示，齒可以是v-形以便提供齒間的磁場(chǎng)增強(qiáng)和磁力增強(qiáng)。盡管可隨意地調(diào)整棘齒力，但在通過安裝在各輪中心上的軸承機(jī)械耦接各輪時(shí)，第一與第二齒形輪之間的摩擦相對(duì)較小。盡管圖12B展示在齒形輪的中心上安裝了單個(gè)軸承，但可使用復(fù)數(shù)個(gè)軸承來旋轉(zhuǎn)地耦接各輪。盡管如圖12A所示在各齒形輪之間設(shè)置單個(gè)磁體1215，但可使用多個(gè)磁體來磁化齒形輪，例如，可將多個(gè)磁體安裝在齒形輪的外面而不是安裝在各輪之間?；蛘?，可各自在齒上安裝磁體?；蛘?，齒形輪可以是磁體，或者每個(gè)齒都是磁體。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，齒形輪的一個(gè)或兩個(gè)輪上的齒可用于編碼滾動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)。例如，磁場(chǎng)檢測(cè)器1225可安裝在與安裝在滾動(dòng)輪上的第二個(gè)齒形輪的齒相鄰的位置。
圖12D展示根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1250。類似于上述滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1200，滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1250通過磁相互作用提供棘齒。滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1250包括安裝在襯套1260中的低摩擦軸承1225、耦接至定子1270和轉(zhuǎn)子1275的磁體1265、及滾動(dòng)輪1280。定子可包括單個(gè)臂或復(fù)數(shù)個(gè)臂。轉(zhuǎn)子包括復(fù)數(shù)個(gè)安裝在滾動(dòng)輪內(nèi)側(cè)的臂(例如，24個(gè)臂)。磁體可為圓柱形并環(huán)繞襯套1260。轉(zhuǎn)子和定子的臂的形狀可以設(shè)計(jì)成(例如，v-形)使得在各臂相互緊密接近時(shí)集中各臂間的磁場(chǎng)線。可提供耦接至磁體一端的磁場(chǎng)閉合體1285以增強(qiáng)傳輸至定子的磁場(chǎng)傳輸。磁場(chǎng)閉合體中可形成凹槽以使輻射與滾動(dòng)輪上的光學(xué)編碼區(qū)1290相互作用。磁場(chǎng)閉合器可以是270°的圓盤部分(例如，具有90°凹槽的圓盤)，其相當(dāng)于除去了接近光學(xué)障柵的區(qū)域中的閉合器部分。
當(dāng)棘齒力是采用磁學(xué)方式由滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1200和1250提供而不是采用機(jī)械方式由傳統(tǒng)的滾動(dòng)輪提供時(shí)，滾動(dòng)輪機(jī)構(gòu)1200和1250提供了相對(duì)低噪音的棘齒。此外，當(dāng)未機(jī)械地誘導(dǎo)棘齒時(shí)，棘齒特性往往不會(huì)隨著使用而改變，而不象機(jī)械機(jī)構(gòu)那樣往往會(huì)隨著使用而磨損。
圖13是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例設(shè)置在鼠標(biāo)類型的裝置1305上的控制裝置1300的簡(jiǎn)圖?？刂蒲b置1300是一個(gè)配置成用于控制計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或類似裝置上的圖形對(duì)象的操縱的棒形裝置(有時(shí)稱為“操縱桿”)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用第一個(gè)力推動(dòng)控制裝置會(huì)使圖形對(duì)象以第一速率滾動(dòng)、平移或進(jìn)行其它操縱。例如，沿x-方向?qū)刂蒲b置施加第一個(gè)力會(huì)使屏幕沿x-方向以第一速率滾動(dòng)。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，用大于第一個(gè)力的第二個(gè)力推動(dòng)控制裝置會(huì)使?jié)L動(dòng)、平移和操縱以大于第一速率的第二速率進(jìn)行。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，直到第二個(gè)力施加在控制裝置上經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段(例如，1/4秒、1/2秒或任何其它所需的時(shí)間段)后才會(huì)激活第二速率。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，圖形對(duì)象的滾動(dòng)、平移或其它操縱的速率會(huì)隨著操縱桿離開其中性位置的距離的增大而增大。離開中性位置的運(yùn)動(dòng)的增大可與增大的恢復(fù)力(例如，上述恢復(fù)力)相關(guān)。盡管圖13所示的控制裝置1300形成鼠標(biāo)類型的裝置的一部分，但所述控制裝置也可包含在其它裝置中，例如鍵盤、小鍵盤、軌跡球或類似裝置中。根據(jù)一些實(shí)施例，操縱桿配置成自其中性位置傾斜至少15度。與(例如)配置成基本上不提供運(yùn)動(dòng)(例如，約小于1度的傾斜)的操縱桿相比，這種傾斜提供了舒適的手指(或手)運(yùn)動(dòng)，并且提供了操縱桿已激活的反饋。在美國(guó)專利第5,911,627號(hào)和美國(guó)專利第6,248,018號(hào)中詳細(xì)描述了各種操縱桿機(jī)構(gòu)和操作方法，為所有目的，這些專利的全文以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的實(shí)用新型的擁有者擁有。
上述設(shè)備布置和方法僅僅是為了舉例說明本實(shí)用新型的原理的應(yīng)用，在不背離權(quán)利要求書中所限定的本實(shí)用新型的精神和范疇的情況下，可以進(jìn)行許多其它實(shí)施例和修改。例如，盡管本文描述的多個(gè)實(shí)施例的控制裝置包括兩個(gè)配置成用于提供各種控制功能的按鈕，但其它實(shí)施例的控制裝置可以提供多于兩個(gè)按鈕以便提供根據(jù)本實(shí)用新型的各種實(shí)施例的附加控制功能。因此，本實(shí)用新型的范疇不應(yīng)是參照以上描述來確定，而應(yīng)是參照隨附權(quán)利要求書以及其全部的均等范疇來確定。
權(quán)利要求1.一種用于控制顯示在一監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的控制裝置，其特征是所述控制裝置包括一外殼；和一滑動(dòng)器裝置，其設(shè)置在所述外殼的一前端部分上，并且配置成用于控制所述監(jiān)視器上的所述圖形對(duì)象的滾動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述滑動(dòng)器裝置包括一配置成在一使用者力下大約沿一軸滑動(dòng)的滑動(dòng)器按鈕；和一配置成用于大約沿所述軸引導(dǎo)所述滑動(dòng)器按鈕的滑動(dòng)器導(dǎo)軌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中所述滑動(dòng)器裝置進(jìn)一步包括一編碼器，所述編碼器配置成用于編碼所述滑動(dòng)器按鈕的滑動(dòng)以控制所述圖形對(duì)象的滾動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中所述編碼器包括一磁性編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其中所述磁性編碼器包括一耦接至所述滑動(dòng)器按鈕和所述外殼中的一個(gè)的磁體；和一耦接至所述滑動(dòng)器按鈕和所述外殼中的另一個(gè)且配置成用于檢測(cè)所述磁體的位置并編碼所述位置的檢測(cè)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中所述檢測(cè)器是一霍耳效應(yīng)檢測(cè)器、一巨磁阻傳感器和一各向異性磁阻傳感器中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中所述編碼器是一電阻傳感器、一電容傳感器、一電感傳感器、一機(jī)電編碼器和一磁性編碼器中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中所述滑動(dòng)器按鈕配置成沿復(fù)數(shù)個(gè)軸滑動(dòng)以控制所述圖形對(duì)象在一顯示器上沿對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)軸的滾動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述編碼器進(jìn)一步包括一配置成用于將編碼后的信號(hào)數(shù)字化的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述滑動(dòng)器裝置進(jìn)一步包括用于在一偏離所述滑動(dòng)器的一中性位置的位置對(duì)所述滑動(dòng)器施加一恢復(fù)力的恢復(fù)構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述滑動(dòng)器按鈕配置成沿一向前方向或一向后方向從所述中性位置滑動(dòng)約3毫米。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于控制顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上的圖形對(duì)象的滾動(dòng)的控制裝置。所述控制裝置包括一外殼；一設(shè)置在所述外殼的前端部分上的滑動(dòng)器裝置，其配置成用于控制所述監(jiān)視器上的所述圖形對(duì)象的滾動(dòng)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK2881779SQ200520112288
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者帕特利克·莫內(nèi), 馬克·比迪維萊, 菲里佩·朱諾, 巴蒂斯特·梅爾米諾, 安托萬·梅爾米諾, 羅爾夫·安布埃爾, 居伊·蒂法涅, 雷涅·佐默, 弗洛里安·克爾施塔特, 勞倫特·普朗什雷爾 申請(qǐng)人:羅技?xì)W洲公司