CN100353302C - 一种计算机输入装置 - Google Patents

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CN100353302C CNB991219384A CN99121938A CN100353302C CN 100353302 C CN100353302 C CN 100353302C CN B991219384 A CNB991219384 A CN B991219384A CN 99121938 A CN99121938 A CN 99121938A CN 100353302 C CN100353302 C CN 100353302C
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Abstract

一种用于鼠标、跟踪球或其他输入装置的简化的、便宜的滚子。该滚子的支座被连接至一按钮的底部。在一实施例中，该滚子相对于该按钮被固定以使当该滚子被按压时，该按钮按压以引致一开关致动。这与现有技术中的装置(其中该滚子自身将按压进入该壳体)是相反的。这里，该壳体(按钮)用该滚子进行按压。这将大大简化设计。

Description

一种计算机输入装置
本发明涉及计算机鼠标或跟踪球，且具体地涉及包括一滚子的计算机鼠标或跟踪球。
在一种计算机鼠标中，一球从鼠标壳底部凸出，并在一支持表面上滚动。该球的移动通常通过与该球接触并转动具有多个槽的一编码器轮的若干轴被检测。一LED位于该编码器轮的一侧上，且一检测器位于另一侧，以使对应于一方向上的该球的移动的，一编码器轮的转动可通过照射通过一槽，且随后在两槽之间被阻挡的光的强度而被检测到。跟踪球具有安装在顶部的一球，其壳是静态的，但进行类似的操作，以成90°配置的两编码器轮检测X和Y向移动。已开发出光学鼠标和跟踪球。
这些鼠标和跟踪球通常还具有可被使用者按压或敲击的按钮，其按压一开关(微型开关、薄煎饼(pancake)型开关、光学开关等)。这些按钮提供了除鼠标或跟踪球的位置以外的对计算机的其他输入。一些鼠标已加上了一可被用于例如卷动或图象缩放的功能的滚子或滚轮。
在转让给多点技术公司(Multipoint Technology Corporation)的美国专利No.5,298,919中示出一滚子设计。其具有一使用者可操作的滚子，该滚子具有从其伸出的一轴，和一被连接至该轴的编码器轮。该编码器轮象在鼠标或跟踪球上使用的光学编码器。微软(Microsoft)专利No.5,473,344示出了类似于多点公司的一设计，其中一点在于自滚子伸出的一轴被连接至一分开的光学编码器轮。一种微软的产品具有一支持滚子和编码器轮的轴，该轴自身被安装在自该鼠标的下壳通过一电路板中的开口向上延伸的分叉上。
在转让给苹果计算机(Apple Computer)公司的美国专利No.5,313,230中示出了另一种设计。该设计示出了带有一轴的两指状滚轮，该轴驱动连接至一分开的编码器上的一滑轮的一带。在转让给鼠标系统(Mouse System)公司的美国专利No.5,530,455中示出了一类似的滑轮系统。
在转让给鼠标系统(Mouse System)公司的美国专利No.5,446,481中示出了另一种设计。在该设计中，该滚子具有连接至在该滚子外侧的一齿轮的一轴，该轴用该齿轮驱动一光学编码器。
除了可转动的滚子外，多种设计允许滚子本身致动一开关，在微软专利No.5,473,344中，这是用除了绕其轴滚动外，在手指的压力下向内枢转的一滚子实现的。当被向内枢转时，它将按压一微型开关以发送一致动信号给计算机。鼠标系统专利No.5,530,455示出了一种设计，其中用于该滚子的整个壳体被压靠支持弹簧，且当被按压时，致动在下面的微型开关。
转让给苹果计算机公司的美国专利No.5,095,303示出了带有三个刻度盘的一图形控制器，至少一刻度盘被示出带有一编码器和若干检测器，这些检测器在一附图中被示出在该刻度盘的任一侧上。然而，不象上面所讨论的一些设计，这些刻度盘在一固定轴上且不能被按压以致动一微型开关并提供另一输入信号。
在普瑞玛克斯电子(Primax Electronics)公司的美国专利No.5,808,568中示出了在滚子轮自身中具有若干槽的一滚子设计。该专利还示出用于该轮的一支柱，其用该轮进行枢转以按压一开关。
本发明提供了一种用于鼠标、跟踪球或其他输入装置的简化的、便宜的滚子。该滚子的支柱被连接至一按钮的底部。
在一实施例中，该滚子相对于该按钮被固定以使当该滚子被按压时，该按钮按压以引致一开关致动。这与现有技术中的装置(其中该滚子自身将按压进入该壳体)是相反的。这里，该壳体(按钮)用该滚子进行按压。这将大大简化设计。
在一实施例中，一线簧的一端被连接到该按钮的内部，另一端接触在该滚子内部的一波动的表面。这提供了当使用者转动该滚子时一棘轮的感觉。最好，该滚子由在该底部的下面上的支座上的一对简单的销子支持。该对销子插进咬住该滚子绕其转动的该滚子中心处中的圆柱孔。
在本发明的另一方面，该按钮用与该壳体一起的一单片塑料制成。尽管在以前已经这样作了，这里的该设计提供一可进行简单模制的简单的U形圈。由该圈的铰接效应给出按压该按钮的能力，按钮按压的量和角度由该圈的一较薄部分控制。该圈可以是足够地长以提供用于按压的适当的铰接臂。
为对本发明的特点和优点有进一步的了解，以下参照附图进行详细描述。
图1是本发明的一实施例的按钮和滚子的下面的透视图。
图2是滚子被去除后的顶部壳及按钮的下面的一实施例的透视图。
图3-5分别是图1的实施例的壳的外部、底部壳的内部和顶部壳的内部的视图。
图6是图1的实施例的壳和滚子的分解视图。
图7是滚子轮的一实施例的视图。
图1是具有两个按钮12和14的一鼠标壳10的前部的下面的透视图。替代典型的现有技术的鼠标中的，在两按钮之间具有一非按钮中心片，本发明提供了一第三按钮16。一滚子18延伸通过第三按钮16中的一槽20。该滚子绕支柱22转动。一弹簧24通过一第一支座26和一第二支座28被固定。弹簧24的另一端接触滚子18的一内部、波动表面30。该波动表面可如题为“带有棘轮的光—机滚子(Optical-Mechnical Roller with Ratchet)”的1997年10月14日递交的先前的洛吉泰克公司申请中所示地被形成。
图1还示出了通过U形铰链34、36和38被连接至鼠标的体32的三个按钮。各铰链可具有一被弄薄的，或较薄的部分例如铰链34的部分40，其提供将发生弯曲的一位置。该被弄薄的部分的位置和厚度可被适配以使该按钮具有在手指致动下的一期望的按压量。
图2示出了没有滚子和连接的弹簧的图1的鼠标的顶部壳10的内部。槽20在该图中更加显见。而且，可看见两个支柱22。各支柱22具有向内延伸的一销子42以咬合滚子18的中心中的一圆柱孔，如图1中所示。
图3示出了根据本发明的具有一滚子的一鼠标的一实施例的外观。
图4示出了在该鼠标的下壳46上安装的一印刷电路板(PCB)44的布局。在该印刷电路板上安装有一发光器，例如发光二极管(LED)48。LED48在该滚子的一侧上，而在另一侧上的，与LED48相对的是一光电探测器50。当该滚子被转动时，这些槽交替地阻挡和让发射器48的光通过到检测器50。该滚子中的这些槽可在图7中的视图中被看到。
图4还示出位于图1的两侧按钮14和12下方的微型开关52和54。而且，提供一第三开关56以由第三按钮16致动。该开关被定位以使它由在第三按钮16的底部上的一突起58(在图5中可见)致动。开关56是一种与微型开关52和54不同类型的开关。最好，它是一种薄煎饼型的开关(也称之为触觉开关或圆顶开关)，其具有被压成圆顶形状的一金属盘。由于薄煎饼型的开关具有较低的价格和较小的尺寸，使用其替代标准的微型开关52和54。这样一薄煎饼型的开关当被施加压力时，圆顶产生抵抗，然后突然凹下，产生一触知反馈。
图6是示出可拆开的滚子18和弹簧24，以及上和下壳的分解视图。还示出电路板44上的LED和开关。如可见到的，滚子18具有一中心套筒58，其带有一用于图2的咬合销子42的圆柱空心的中心。该凹入的内部允许弹簧24的一端部60咬合波动的内部表面。从58内看相对侧是保持套筒58的该滚子的一平坦侧上的一系列槽。这可从图7中更清楚地看到，图7示出了通过一系列辐条状部件62被连接至该滚子的外部的套筒58的另一端，这些辐条在它们之间确定了槽64。如上所述，当使用者滚动滚子时，这些槽交替地允许光通过，在之间由辐条62阻挡。在该实施例中示出的这些槽不是径向的。其角度是使得当该LED和传感器被分开安装到该滚子的中间点的侧面上时，定位在该LED和传感器之间的光轴上槽是垂直的。替换地，该LED和检测器可被安装在该中间点，这些槽被轻微地转变角度以对应于该滚子和按钮被按压的角度，以使当该滚子和按钮被按压时，该槽将处于该LED和该检测器的中间。在另一实施例中，这些槽的角度对该LED和检测器两者的位置进行补偿，且对按压该滚子和按钮时检测器的移动进行补偿。
图1中示出的U形铰链34、36和38允许一单片塑料形成该壳和这些键。尽管在以前已作出了用与壳同一塑料形成按钮，通常它要求在键和壳(该壳需要一用于塑料模制的插件)之间的一桥。本发明用一简单的U形连接将该键连接至该壳，该U形连接允许简单地使用一槽来形成U形而不需要一插件地模制该壳。该U形具有当该键被按压时发生弯曲的一较薄的，薄弱的部分。该U形的薄部分被弄得越长，在该薄弱点的弯曲就被要求的越小，减少了破裂的可能性并导致该铰链的较长的使用寿命。
最好，在PCB上方的该U形连接的该薄部分，或柔性区的高度近似地与该滚子的轴的高度相同。这导致了当该按钮被按压时其发生较少的水平移动，以使该滚子近似地垂直地向上和向下移动。这防止了当该按钮被按压时，滚子轮上的这些槽发生横向地移动，导致一人工制品(artifact)信号。这样，这些槽可以是径向的，允许一更简单的设计。
如对本领域的熟练技术人员所显见的，本发明可在不脱离其实质特点的前提下与其他的具体型式组合。例如，该按钮可不仅在一鼠标上，而可在一跟踪球、操纵杆、游戏垫或其他装置上。该发光器和检测器可被连接至该按钮的底部，而非在底部壳上的一电路板上。该滚子可通过一不同的机构，例如通过具有咬合支座内部孔的突出销子的滚子被连接。该发光器和检测器可在该滚子的同一侧上，该滚子具有一交替的反射和吸收表面。替换地，可使用一磁或其他的非光学编码器。因此，以上的描述被期望是说明性的，而不限定由后附权利要求给出的本发明的范围。

Claims (7)

1、一种计算机输入装置，包括：
一壳；
安装在所述壳上的一按钮，所述按钮具有一槽；
安装在所述按钮下方的一开关，以使所述开关可通过按压所述按钮而被致动；
延伸通过所述按钮中的所述槽的一滚子；及
在所述按钮的一内部表面上安装的用于所述滚子的一支柱，以使所述支柱和所述滚子与所述按钮一起移动。
2、根据权利要求1的装置，还包括：
安装在所述按钮下方的所述壳内部的一电路板；
安装在所述滚子的第一侧上的所述电路板上的一发光器；
安装在所述滚子的第二侧上的所述电路板上的光检测器；及
所述滚子具有多个槽，允许来自所述的发光器的光通过所述光检测器。
3、根据权利要求1的装置，还包括：
连接至所述滚子的一棘轮机构，用于抵抗所述滚子的移动以提供给使用者一棘轮的感觉。
4、根据权利要求3的装置，其中所述棘轮机构包括：
在所述滚子的内部上的一波动表面；及
一弹簧，具有连接至所述按钮的所述内表面的第一端，和压向所述波动表面的第二端。
5、根据权利要求1的装置，其中用于所述滚子的所述支柱包括一对与所述按钮集成地形成的部件，所述各部件具有用于咬合所述滚子的中心中的一孔的一销子以使所述滚子可绕所述销子转动。
6、根据权利要求3的装置，其中所述按钮通过由一整片塑料形成而被连接至所述装置的体部，所述塑料在所述体部和所述按钮之间形成一U形，所述U形具有足够的大小以允许所述按钮相对于所述体部被按压，所述U形形成一铰链。
7、根据权利要求6的装置，其中所述U形包括一被弄薄的部分以使在所述被弄薄的部分发生弯曲，给出一期望的挠曲点。
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