CN108205379A - 滚轮组件和鼠标 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供了一种在指点设备中使用的滚轮组件和鼠标。滚轮组件包括：滚轮、第一转杆、第一图像传感器和图像处理装置。第一转杆耦合至所述滚轮并且可操作为随所述滚轮的滚动而绕其轴转动。第一图像传感器被配置为获取所述第一转杆的第一组图像。图像处理装置被配置为从所述第一图像传感器接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮的所述滚动。
Description
背景技术
鼠标是一种常用的输入设备。传统的鼠标上可设置有鼠标滚轮。在用户向前或向后转动鼠标滚轮的情况下，可以使得计算机显示器上的页面等内容滚动或切换以便于用户查看。常规的鼠标使用红外线来追踪鼠标滚轮的运动轨迹。然而，机械部件的长期使用所引起的损耗将影响操作精度。另一种常规的鼠标采用触摸面板和触摸传感器来替代鼠标滚轮。在这种鼠标中，触摸传感器能够感测用户在触摸面板上的触摸动作。在用户的手指在触摸面板上向前或向后滑动的情况下，同样可以使得计算机显示器上的内容滚动或切换。但是，利用其他部件来取代机械滚轮会在一定程度上影响用户体验。类似的问题也存在于其他类型的输入设备。
发明内容
本公开的实施例提出了一种在指点设备中使用的滚轮组件和鼠标。滚轮组件包括：滚轮、转杆、图像传感器和图像处理装置。转杆耦合至滚轮并且可操作为随滚轮的滚动而绕其轴转动。图像传感器被配置为获取转杆的图像组。图像处理装置被配置为从图像传感器接收图像组并且基于图像组来确定滚轮的滚动。以此布置，可以通过图像传感器获得滚轮的图像，并且通过使用图像处理装置来比较图像组中的多个图像(例如相继的两个图像)之间的差异，可以获得滚轮的滚动情况。此外，由于图像传感器可以高速获取图像，因此可以显著的提高滚轮的滚动精度。
提供发明内容部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识要求保护的主题的关键特征或主要特征，也无意限制要求保护的主题的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本公开的一个实施例的鼠标的立体示意图；
图2示出了根据本公开的一个实施例的滚轮组件的截面示意图；
图3示出了根据本公开的一个实施例的鼠标中的部分部件的示意框图；
图4示出了根据本公开的另一实施例的滚轮组件的立体示意图；
图5示出了根据本公开的另一实施例的滚轮组件由于按压而处于倾斜状态的立体示意图；以及
图6示出了根据本公开的一个实施例的制造滚轮组件的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照若干实施例来论述本公开。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“实施例”和“一个实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
在下文描述中可能涉及一些具体的数值或者数值范围。应当理解，这些数值和数值范围仅仅是示例性的，其可能有利于将本公开的思想付诸于实践。然而，对这些示例的描述无意以任何方式限制本公开的范围。根据具体的应用场景和需求，这些数值或者数值范围可以被另行设置。
如上文所述，由于鼠标滚轮是一种机械运动部件，长期使用容易出现故障。此外，使用红外线追踪滚轮滚动的常规的鼠标通常精度较低。对于一些要求高精度滚动的鼠标而言，常规鼠标难于满足要求。此外，对于已经熟练使用具有鼠标滚轮的鼠标的用户而言，感受不到鼠标滚轮的转动将会影响用户体验。
本公开的实施例所提出的可用于鼠标的滚轮组件至少部分地解决了上述问题。下面首选参考图1和图2，其中图1示出了根据本公开的实施例的鼠标100的立体示意图，图2示出了图1中所示的鼠标100中的滚轮组件200的示意性截面图。
图1中的鼠标100包括具有滚轮102的滚轮组件200。如图2所示，滚轮组件200包括滚轮102、转杆104、图像处理装置(116)、成对的支撑结构件108和108’、第一图像传感器106。支撑结构件108和108’固定于基板110上，并且耦合至转杆104。转杆104穿过滚轮102，并且与滚轮102固定在一起，从而转杆104响应于滚轮102绕X轴的滚动而绕X轴转动。
在该实施例中，第一图像传感器106被设置在基板110上并且位于转杆104的正下方。注意，在其他一些实施例中，第一图像传感器106可以位于其他地方，例如，鼠标100的壳体内壁。
在该实施例中，第一图像传感器106是(CMOS)传感器。第一图像传感器106获取转杆104的多个图像。例如，第一图像传感器106可以每秒获取多于1000个图像，或者可以每秒获取多于10000个图像。注意，在其他一些实施例中，第一图像传感器106可以是其他类型的图像传感器，包括现有和未来开发的能够获取图像的图像传感器，例如电荷耦合器件(CCD)传感器。
图像处理装置116基于所获取的多个图像来确定滚轮的滚动。例如，第一转杆104的表面并非完全理想的光滑单色表面，其存在凹或凸位置或是纹理。通过识别凹位置或凸位置或纹理在图像组中的不同图像上的移动，可以识别滚轮的滚动。在另一实施例中，可以通过识别凹位置或凸位置或纹理在图像组中的不同上的尺寸缩放，可以识别滚轮的倾斜。备选地，第一转杆104上设置有用于供图像处理装置116识别的标记。该标记例如可以是在第一转杆104上的刻度线。通过使用刻度线，可以更为清楚地识别滚轮的滚动和/或倾斜，进一步提高滚轮的精度图3示出了根据本公开的一个实施例的鼠标中的部分部件的示意框图。滚轮组件200包括第一图像传感器106、图像处理装置116和信号传输装置126。图像处理装置116例如可以是单片机。注意，图像处理装置116可以是其他类型的图像处理装置，例如数字信号处理器。
图像处理装置116被配置为从第一图像传感器106接收由第一图像传感器106获取的转杆104的多个图像(称为“第一组图像”)。图像处理装置116继而基于第一组图像来确定滚轮102的转动。在一个示例中，图像处理装置116例如可以比较第一组图像中的相继图像，并且基于相继图像之间的差异来确定滚轮102的转动。。
可选地，在一些实施例中，成对的支撑结构件108和108’可以是弹性支撑结构件，从而在用户在X轴所在的方向上向滚轮施加压力的情形下，滚轮102可以倾斜，并且弹性的支撑结构件108和108’可以在竖直方向上可以产生形变。例如，弹性的支撑结构件108’在竖直方向上伸展，从而转杆104远离第一图像传感器106。这将导致第一图像传感器106获取的转杆104的图像的变化。图像处理装置116继而基于该变化(即，两个图像之间的差异)来确定滚轮102的倾斜。
信号传输装置126接收图像处理装置116所确定的表示滚轮102的滚动的第一信号和/或表示滚轮102的倾斜的第二信号。信号传输装置126继而以有线或者无线的方式将表示滚轮102的滚动的第一信号和/或表示滚轮102的倾斜的第二信号传输给外部设备，例如计算机。
通过使用高速图像传感器，例如CMOS传感器，可以获取转杆或其他装置的细微变化。图像处理装置继而可以根据该细微变化来分辨滚轮的滚动和/或倾斜。具有该CMOS传感器和图像处理装置的指点设备(例如鼠标)因而可以获得显著提高的操作精度。
图4示出了根据本公开的另一实施例的滚轮组件210的立体示意图。滚轮组件210包括滚轮102、第一转杆104、槽112、第一图像传感器(未示出)、图像处理装置(未示出)、第二转杆114、第三转杆124、第二图像传感器136和基座。槽112可以称为滚轮容纳槽，其被设置为容纳滚轮102的至少一部分并且与第一转杆104基本垂直。第二转杆114耦合在槽112的一端1122和基座之间，并且第二转杆114可以随槽112的倾斜而转动。第三转杆124耦合在槽112的另一端1124和基座之间，并且第三转杆124可以随槽112的倾斜而转动。
在该实施例中，第一图像传感器获取第一转杆104的第一组图像，并且图像处理装置116。第二图像传感器136被设置在第二转杆114的基本上正下方处，以用于获取第二转杆114的图像(称为“第二组图像”)。注意，在其他一些实施例中，第二图像传感器136被设置在其他位置。例如，第三转杆124的正下方或槽112的正下方。在第二图像传感器136被设置在槽112的正下方处的情形下，第二图像传感器136获取表示槽112的倾斜的第三组图像，以供图像处理装置116处理。相比于通过杆的转动来识别滚轮的倾斜的情形，通过识别第三组图像中的槽的倾斜来识别滚轮的倾斜更为高效和准确。此外，也可以在第二转杆114和第三转杆124的正下方均设置有第二图像传感器136，以用于获取第二转杆114和第三转杆124二者的图像作为第二组图像。
图5示出了根据本公开的另一实施例的滚轮组件由于按压而处于的倾斜状态的立体示意图。滚轮1024包括滚轮核体1022和绕滚轮合体1022移动的滚轮箍体1024。滚轮箍体1024位于槽112内。在用户用手指777或者其他工具按压滚轮箍体1024的情形下，滚轮箍体1024和槽112倾斜，从而使第二转杆114和第三转杆124相应地转动。第二图像传感器136获取第二转杆114的图像，并且将该图像发送至图像处理装置116。
作为响应，图像处理装置116例如可以根据第二转杆114的图像之间的差异来确定滚轮102的倾斜。例如，图像处理装置116根据第二转杆114上的标记来识别滚轮102的倾斜。可以理解，在第二图像传感器136位于槽112正下方的情形下，图像处理装置116根据槽112的底表面上的标记来识别滚轮102的倾斜。
图6示出了根据本公开的一个实施例的制造滚轮组件的方法300的流程图。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。
如图6所述，在302处，提供滚轮。在304处，提供第一转杆。第一转杆耦合至所述滚轮并且可操作为随滚轮的滚动而绕其轴转动。在306处，提供第一图像传感器。第一图像传感器耦合至所述滚轮并且可操作为随所述滚轮的滚动而绕其轴转动。在308处，提供图像处理装置，图像处理装置被配置为从所述第一图像传感器接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮的所述滚动。
应当理解，上文中结合图1至图5所描述的关于鼠标100和滚动组件200和210的所有特征均适用于相应的制造方法，在此不再赘述。
下面列举本公开的一些示例实现。
在一些实施例中，提供一种在指点设备中使用的滚轮组件。滚轮组件包括：滚轮、第一转杆、第一图像传感器和图像处理装置。第一转杆耦合至所述滚轮并且可操作为随所述滚轮的滚动而绕其轴转动。第一图像传感器被配置为获取所述第一转杆的第一组图像。图像处理装置被配置为从所述第一图像传感器接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮的所述滚动。
在一些实施例中，第一转杆可操作为随滚轮的倾斜而倾斜。图像处理装置被配置为基于第一组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一图像传感器包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于1000个图像。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于10000个图像。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的滚动。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，图像处理装置包括单片机。
在一些实施例中，第一转杆由固定在基板上的成对的支撑结构件支撑。
在一些实施例中，成对的支撑结构件包括弹性支撑结构件。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：槽，与第一转杆基本垂直并且可操作为容纳滚轮并且随滚轮的倾斜而倾斜。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取槽的第二组图像。图像处理装置被进一步被配置为基于第二组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二转杆和第三转杆。第二转杆耦合至槽的一端。第三转杆耦合至槽的另一端。第二转杆和第三转杆可操作为随槽的倾斜而转动。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取第二转杆和第三转杆中至少一个的第三组图像。图像处理装置进一步可操作为基于第三组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一转杆上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，槽上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，第二转杆或第三转杆上设置有用于供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，提供一种鼠标。鼠标包括：壳体、至少一个按键和滚轮组件。包括：滚轮、第一转杆、第一图像传感器和图像处理装置。第一转杆耦合至所述滚轮并且可操作为随所述滚轮的滚动而绕其轴转动。第一图像传感器被配置为获取所述第一转杆的第一组图像。图像处理装置被配置为从所述第一图像传感器接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮的所述滚动。
在一些实施例中，第一转杆可操作为随滚轮的倾斜而倾斜。图像处理装置被配置为基于第一组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一图像传感器包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于1000个图像。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于10000个图像。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的滚动。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，图像处理装置包括单片机。
在一些实施例中，第一转杆由固定在基板上的成对的支撑结构件支撑。
在一些实施例中，成对的支撑结构件包括弹性支撑结构件。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：槽，与第一转杆基本垂直并且可操作为容纳滚轮并且随滚轮的倾斜而倾斜。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取槽的第二组图像。图像处理装置被进一步被配置为基于第二组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二转杆和第三转杆。第二转杆耦合至槽的一端。第三转杆耦合至槽的另一端。第二转杆和第三转杆可操作为随槽的倾斜而转动。
在一些实施例中，滚轮组件还包括：第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取第二转杆和第三转杆中至少一个的第三组图像。图像处理装置进一步可操作为基于第三组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一转杆上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，槽上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，第二转杆或第三转杆上设置有用于供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，提供一种制造滚轮组件的方法。该方法包括：提供滚轮。该方法还包括提供第一转杆，第一转杆耦合至滚轮并且可操作为随滚轮的滚动而绕其轴转动。该方法还包括提供第一图像传感器，第一图像传感器被配置为获取第一转杆的第一组图像。该方法还包括提供图像处理装置，图像处理装置被配置为从第一图像传感器接收第一组图像并且基于第一组图像来确定滚轮的滚动。
在一些实施例中，第一转杆可操作为随滚轮的倾斜而倾斜。图像处理装置被配置为基于第一组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一图像传感器包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于1000个图像。
在一些实施例中，CMOS传感器可操作为每秒获取多于10000个图像。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的滚动。
在一些实施例中，图像处理装置被配置为通过确定第一组图像之间的差异来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，图像处理装置包括单片机。
在一些实施例中，第一转杆由固定在基板上的成对的支撑结构件支撑。
在一些实施例中，成对的支撑结构件包括弹性支撑结构件。
在一些实施例中，该方法还包括：提供槽。槽与第一转杆基本垂直并且可操作为容纳滚轮并且随滚轮的倾斜而倾斜。
在一些实施例中，该方法还包括：提供第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取槽的第二组图像。图像处理装置被进一步被配置为第二组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，该方法还包括：提供第二转杆和第三转杆。第二转杆耦合至槽的一端。第三转杆耦合至槽的另一端。第二转杆和第三转杆可操作为随槽的倾斜而转动。
在一些实施例中，该方法还包括：提供第二图像传感器。第二图像传感器被配置为获取第二转杆和第三转杆中至少一个的第三组图像。图像处理装置进一步可操作为基于第三组图像来确定滚轮的倾斜。
在一些实施例中，第一转杆上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，槽上设置有供图像处理装置识别的标记。
在一些实施例中，第二转杆或第三转杆上设置有用于供图像处理装置识别的标记。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各实施例。
Claims (20)
1.一种用于在指点设备(100)中使用的滚轮组件(200)，包括：
滚轮(102)；
第一转杆(104)，耦合至所述滚轮(102)并且可操作为随所述滚轮(102)的滚动而绕其轴(X)转动；
第一图像传感器(106)，被配置为获取所述第一转杆(104)的第一组图像；以及
图像处理装置(116)，被配置为从所述第一组图像传感器(106)接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮(102)的所述滚动。
2.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述第一转杆(104)可操作为随所述滚轮(102)的倾斜而倾斜，以及所述图像处理装置(116)被配置为基于所述第一组图像来确定所述滚轮(102)的倾斜。
3.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述第一图像传感器(106)包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
4.根据权利要求3所述的滚轮组件(200)，其中所述CMOS传感器可操作为每秒获取多于1000个图像。
5.根据权利要求3所述的滚轮组件(200)，其中所述CMOS传感器可操作为每秒获取多于10000个图像。
6.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述图像处理装置(106)被配置为通过确定所述第一组图像之间的差异来确定所述滚轮(102)的所述滚动。
7.根据权利要求2所述的滚轮组件(200)，其中所述图像处理装置(116)被配置为通过确定所述第一组图像之间的差异来确定所述滚轮(102)的所述倾斜。
8.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述图像处理装置(116)包括单片机。
9.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述第一转杆(104)由固定在基板(110)上的成对的支撑结构件(108,108’)支撑。
10.根据权利要求9所述的滚轮组件(200)，其中所述成对的支撑结构件(108,108’)包括弹性支撑结构件。
11.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，还包括：
槽(112)，与所述第一转杆(104)基本垂直并且可操作为容纳所述滚轮(102)并且随所述滚轮(102)的倾斜而倾斜。
12.根据权利要求11所述的滚轮组件(200)，还包括：
第二图像传感器(136)，被配置为获取所述槽(112)的第二组图像；以及
所述图像处理装置(116)进一步被配置为基于所述第二组图像来确定所述滚轮(102)的倾斜。
13.根据权利要求11所述的滚轮组件(200)，还包括：
第二转杆(114)，耦合至所述槽(112)的一端(1122)；
第三转杆(124)，耦合至所述槽(112)的另一端(1124)；
所述第二转杆(114)和所述第三转杆(124)可操作为随所述槽(112)的倾斜而转动。
14.根据权利要求13所述的滚轮组件(200)，还包括：
第二图像传感器(136)，被配置为获取所述第二转杆(114)和所述第三转杆(124)中至少一个的第三组图像；以及
所述图像处理装置(116)进一步可操作为基于所述第三组图像来确定所述滚轮(102)的倾斜。
15.根据权利要求1所述的滚轮组件(200)，其中所述第一转杆(104)上设置有供所述图像处理装置(116)识别的标记。
16.根据权利要求12所述的滚轮组件(200)，其中所述槽(112)上设置有供所述图像处理装置(116)识别的标记。
17.根据权利要求14所述的滚轮组件(200)，其中所述第二转杆(114)或所述第三转杆(124)上设置有供所述图像处理装置(116)识别的标记。
18.一种鼠标(100)，包括：
壳体；
至少一个按键；以及
滚轮组件(200)，所述滚轮组件(200)包括：
滚轮(102)；
第一转杆(104)，耦合至所述滚轮(102)并且可操作为随所述滚轮(102)的滚动而绕其轴(X)转动；
第一图像传感器(106)，被配置为获取所述第一转杆(104)的第一组图像；以及
图像处理装置(116)，被配置为从所述第一组图像传感器(106)接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮(102)的所述滚动。
19.根据权利要求18所述的鼠标，其中所述第一图像传感器(106)包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
20.一种制造滚轮组件(300)的方法，包括：
提供(302)滚轮(102)，
提供(304)第一转杆(104)，所述第一转杆(104)耦合至所述滚轮(102)并且可操作为随所述滚轮(102)的滚动而绕其轴转动；
提供(306)第一图像传感器(106)，所述第一图像传感器(106)被配置为获取所述第一转杆(104)的第一组图像；以及
提供(308)图像处理装置(116)，所述图像处理装置(116)被配置为从所述第一图像传感器(106)接收所述第一组图像并且基于所述第一组图像来确定所述滚轮(102)的所述滚动。
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| CN201611165699.2A Active CN108205379B (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 滚轮组件和鼠标 |
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|---|---|
| CN (1) | CN108205379B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI829555B (zh) * | 2023-03-15 | 2024-01-11 | 群光電子股份有限公司 | 滑鼠結構 |
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| CN1501218A (zh) * | 2002-06-28 | 2004-06-02 | 微软公司 | 包括用于在多个方向上滚动图像的轮子组件的输入设备 |
| US20040174336A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Microsoft Corporation | Scroll wheel assembly for scrolling an image in multiple directions |
| US20050146501A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Cliff Chen | Wireless mouse with a PC camera |
| CN1831741A (zh) * | 2004-11-30 | 2006-09-13 | 微软公司 | 定向输入设备和显示方位控制 |
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| CN104049779A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-17 | 华东理工大学 | 在多个显示器之间实现鼠标指针快速切换 |
-
2016
- 2016-12-16 CN CN201611165699.2A patent/CN108205379B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108205379B (zh) | 2021-04-27 |
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