CN108572755A - 指向输入装置及其信号处理装置、指向输入模块 - Google Patents

指向输入装置及其信号处理装置、指向输入模块 Download PDF

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CN108572755A CN201710493742.6A CN201710493742A CN108572755A CN 108572755 A CN108572755 A CN 108572755A CN 201710493742 A CN201710493742 A CN 201710493742A CN 108572755 A CN108572755 A CN 108572755A
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Abstract

本发明为一种指向输入模块，包含有一感测装置、一级别表示单元及一信号处理装置，该感测装置因应使用者的操作输出多个感测信号，该级别表示单元提供一级别信号，该级别信号对应于该感测装置的等级，该信号处理装置耦接该感测装置及该级别表示单元以接收该多个感测信号及该级别信号，其中，该信号处理装置根据该级别信号选择一对应的参数。

Description

指向输入装置及其信号处理装置、指向输入模块
技术领域
本发明关于一种输入装置，尤指一种指向输入模块。
背景技术
请参考图8所示，指向输入模块(TrackPoint module或Point stick module)包含有一感测装置91及一信号处理装置92，感测装置91包括一凸柱及多个可变电阻，该多个电阻组成惠斯登电桥(Wheatstone bridge)，该凸柱是用以供使用者施力操作，该多个可变电阻用以产生感测信号，该感测信号对应该使用者的操作，该信号处理装置92对感测信号进行处理，所得处理结果可用于控制一电子装置上的鼠标，例如控制鼠标的移动方向和移动量，当使用者对于该凸柱的施力越大，则鼠标移动的距离愈大。但受到制程因素的影响，在相同力量的操作之下，不同的感测装置91可能产生不同强弱的感测信号，使得不同的指向输入模块的效能不一致。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种指向输入装置，以期解决现有技术的问题。
为达成前述目的，本发明的指向输入装置包含有：
一感测装置，包括多个可变电阻输出多个感测信号；
一级别表示单元，用以提供一级别信号，该级别信号对应于该感测装置的等级；以及
一传输装置，连接该感测装置与该级别表示单元，用以传递该多个感测信号与该级别信号。
本发明的另一目的是提供一种信号处理装置，该信号处理装置经由一处理程序处理一指向输入装置输出的多个感测信号以获得一移动量，该信号处理装置包含有：
多个第一脚位，供接收该多个感测信号；以及
N个级别脚位，供接收一级别信号，该级别信号对应于该感测装置的等级；其中，该信号处理装置根据该N个级别脚位接收的级别信号选择一应用于该处理程序的参数，其中该N为正整数。
本发明的另一目的是提供一种指向输入模块，该指向输入模块包含：
一感测装置，包括多个可变电阻输出多个感测信号；
一级别表示单元，用以提供一级别信号，该级别信号对应于该感测装置的等级；
一传输装置，连接该感测装置与该级别表示单元，用以传递该多个感测信号与该级别信号；以及
一信号处理装置，连接该传输装置，以接收该多个感测信号及该级别信号，该信号处理装置根据该级别信号选择一参数应用于一处理程序，该处理装置藉由该处理程序处理该多个感测信号以获得多个输出值。
根据本发明，能够使不同的指向输入模块具有近似的效能，而且不需要准备不同的信号处理装置来搭配不同等级的感测装置，可有助于降低指向输入模块的生产管理或组装管理的复杂度。
附图说明
图1：本发明指向输入模块的方块图。
图2：本发明指向输入模块的第一实施例，其中该级别表示单元与传输装置设在同一电路板。
图3：本发明指向输入模块的第二实施例，其中该级别表示单元与指向输入装置设在同一电路板。
图4：本发明指向输入模块的第三实施例，其中各设定单元包含有跳接线。
图5：本发明指向输入模块的第四实施例，其中各设定单元包含有开关。
图6：本发明指向输入模块的第五实施例，其中各级别脚位均预设为第一状态。
图7：本发明指向输入模块的第六实施例，其中该信号处理装置安装在一电路板。
图8：现有指向输入模块的方块图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
请参考图1所示，本发明指向输入模块包含有一指向输入装置100及一信号处理装置400，其中，该指向输入装置100包括一感测装置10、一级别表示单元20及一传输装置30。感测装置10因应使用者的操作产生多个感测信号，该级别表示单元20提供一级别信号，该级别信号对应于该感测装置10的等级(rank)，其中，根据感测装置10在一操作条件下所输出的感测信号的大小，来决定感测装置10的等级(rank)。传输装置30用以传输该多个感测信号与级别信号到该信号处理装置400，该信号处理装置400依据该级别信号选择对应的参数，该参数应用于一处理程序，该参数可以是例如应用于模拟数字转换的一增益值，或者是一补偿值。该信号处理装置400藉由该处理程序处理该多个感测信号以获得多个输出值。关于指向输入模块的具体架构，以下将配合图式详细介绍。请参考图2，为本发明指向输入模块的第一实施例。感测装置10包含有一第一电路板11及一感测器12以及一凸柱(图中未示出)，该感测器12设置在该第一电路板11上，并因应使用者对于该凸柱的施力操作而产生多个感测信号，该感测器12包括依序连接的一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3及一第四电阻R4，该第一电阻R1与第四电阻R4的头尾二端相连，各感测信号由两相邻电阻之间输出。这四个电阻R1～R4为可变电阻，组成一个惠斯登电桥。根据感测装置10产生的感测信号的大小，可以将感测装置10分成M个不同等级，其中M为大于等于2的整数。在本实施例中将感测装置10分成A、B、C三个等级，感测装置10依其产生的感测信号的大小归类为A、B、C三种等级中的其中一种。
在一实施例中，感测装置10的等级根据其输出的感测信号来决定。举例来说，感测装置10分成三个等级A、B、C，等级A对应的范围为3.653～4.316mV；等级B对应的范围是4.316～4.661mV；等级C对应的范围是4.661～5.034mV。在测试的过程中，以一预设力量推动感测装置10的凸柱获得一感测信号，该感测信号减去一基准值获得一变化量，例如3.8mv。该变化量(3.8mv)落在等级A的范围，因此该感测装置10被分类为等级A。关于感测装置10的等级区分可以有许多种不同的方法，并不限于上述范例。
在本实施例中，该传输装置30包括一第二电路板31，该第二电路板31的形态不限，例如是一软性电路板(FPC)、一印刷电路板或其它可用于传递信号的媒介即可。在该第二电路板31上设置有多个信号端32a～32d、N个识别端33a～33b、一第一电位端34及一第二电位端35。该多个信号端32a～32d连接该感测装置10，用于将感测信号送至该信号处理装置400。该N个识别端33a～33b连接级别表示单元20，用以将该级别信号传送至该信号处理装置400。N个识别端可以定义出2N个等级。在本实施例中，使用2个识别端33a～33b可以定义出4个等级。如果区分的等级越多级，则识别端的数量也需要随之提高。该第一电位端34用于接收该信号处理装置400提供的一第一电压，例如一低电位电压；该第二电位端35用于接收该信号处理装置400提供的一第二电压，例如一高电位电压。第二电压与第一电压不同。
本实施例的级别表示单元20设置在该传输装置30的第二电路板31上，包括有N个设定单元21a～21b。设定单元21的数量与识别端33a～33b的数量相同，该N个设定单元21a～21b分别连接该N个识别端33a～33b，各设定单元21a～21b用于将对应的识别端33a～33b连接至该第一电位端34或第二电位端35，使各识别端33a～33b输出第一电压或第二电压。在图2所示的实施例，各设定单元21a～21b包含一第一导线211及一第二导线212。以识别端33a连接的设定单元21a为例，该第一导线211与第二导线212的一端均连接对应的识别端33a，第一导线211的另一端连接该第一电位端34以接收该第一电压，该第二导线212的另一端连接该第二电位端35以接收该第二电压，第一导线211与第二导线212的其中之一被切断(图中未示出)，以决定其连接的识别端33a的电位。若第一导线211被切断，识别端33a经由第二导线212连接第二电位端35，识别端33a的电位即为第二电压。若第二导线212被切断，识别端33a经由第一导线211连接第一电位端34，该识别端33a的电位即为第一电压。在一实施例中，利用第二电路板31具有的导线(例如铜线)作为第一导线211与第二导线212。
因为每一个识别端33a～33b可设定为输出第一电压或第二电压，N个识别端可得到2N种电压组合方式，以提供2N种级别信号代表2N个等级。图2所示的实施例，即以该N个识别端33a～33b上的电位作为该级别信号，以表示感测装置10的等级，请参考以下表格所示：
感测装置的等级 第一识别端33a 第二识别端33b
A 第一电压(低电压) 第一电压(低电压)
B 第一电压(低电压) 第二电压(高电压)
C 第二电压(高电压) 第一电压(低电压)
若感测装置10的等级为A，则各设定单元21中的第二导线212被中断，该第一识别端33a与第二电识别端33b均接收第一电压。同理，藉由中断各设定单元的该第一导线211或212，可以设定该第一识别端33a与第二电识别端33b的电位，以提供其它级别信号。
该信号处理装置400通过传输装置30接收该多个感测信号及该级别信号。信号处理装置400包括有多个第一脚位ZSTICK、SGNDR、YSTICK、XSTICK分别连接该多个信号端32a～32d，N个级别脚位RANK IO_1、RANK IO_2分别连接该N个识别端33a～33b，一第一电压脚位iGND连接该第一电位端34，一第二电压脚位Vcc连接该第二电位端35。在本实施例中，N为2。该信号处理装置400根据该N个级别脚位RANK IO_1、RANK IO_2所接收的该级别信号，选择一应用于一处理程序的参数。信号处理装置400藉由使用该参数的处理程序处理该多个感测信号，以获得多个输出值，以图2为例，从脚位XSTICK接收到的感测信号经过该处理程序处理后，可以获得X方向的输出值，从脚位YSTICK接收到的感测信号经过该处理程序处理后，可以获得Y方向的输出值，从脚位ZSTICK接收到的感测信号经过该处理程序处理后，可以获得Z方向的输出值。在一实施例中，这些输出值被用来决定一鼠标的移动方向与移动距离。在图2的实施例中，该多个感测信号为模拟信号，该处理程序包括模拟数字转换器以将感测信号转换成数字信号，以及对该数字信号进行后续的处理。在一实施例中该参数为该模拟数字转换器的增益值，该增益值将影响模拟数字转换器输出的数字信号的大小，该增益值愈大，模拟数字转换器输出的数字信号愈大。在另一实施例中，该参数为补偿值，举例来说，处理程序包括处理一感测信号获得一初始值，以及将该初始值与该补偿值进行运算(例如相乘或相加)，以获得该输出值，该补偿值愈大，得到的输出值也愈大。如下表所示，若根据级别信号判断该感测装置10的等级为A，信号处理装置400即选用对应的参数G1，若是其它等级B或C，即分别选用对应的参数G2、G3。
感测装置的等级 参数
A G1
B G2
C G3
参数G1～G3的值可以经由实验来决定，使得以相同力量的操作不同等级的感测装置10时，信号处理装置400产生的输出值会大致相同。举例来说，该参数G1、G2与G3为用于模拟数字转换器的增益值，其中G1>G2>G3。也就是说，对于信号输出能力较弱的感测装置10，例如等级A，信号处理装置400就选择较大的增益进行模拟数字转换，以产生较大的输出值。该参数G1、G2与G3也可以是例如上述的补偿值，其中G1>G2>G3，也就是说对于信号输出能力较弱的感测装置10，例如等级A，信号处理装置400会使用较大的补偿值以产生较大的输出值。如此一来，不同的指向输入模块即可具有大致相同的效能。
该级别单元20除了可设置在传输装置20上，请参考图3所示，为本发明的第二实施例。该第二实施例相较于图2的第一实施例，其差异在于该级别单元20设置在该感测装置10的第一电路板11上，该级别信号通过传输装置20传送至信号处理装置400。
请参考图4所示，为本发明的第三实施例。该第三实施例相较于图2的第一实施例，其差异在于该级别单元20中的各个设定单元21a、21b包括一跳接线(Jumper)23a、23b，利用该跳接线23a、23b将对应的识别端33a、33b连接到该第一电位端34或该第二电位端35。以图4为例，在对应该第一识别端33a的设定单元21a中，跳接线23a的一端连接该第一识别端33a，该跳接线23a的另一端连接至第二电位端35，使该第一识别端33a设定为具有第二电压；在对应该第二识别端33b的设定单元21b中，跳接线23b的一端连接该第二识别端33b，该跳接线23b的另一端连接至第一电位端34，使该第二识别端33b设定为具有第一电压。该跳接线的形态不限，例如在一实施例中，设定单元21所在的电路板上设置有多个针脚，该些接脚分别连接该识别端33a、33b、该第一电位端34及该第二电位端35，该跳接线是一短接器，该短接器的一端连接对应识别端33a、33b的针脚，另一端连接该第一电位端34的针脚或该第二电位端35的针脚，使得该识别端33a、33b分别连接第一电压或第二电压。
请参考图5所示，为本发明的第四实施例。该第四实施例相较于图2的第一实施例，其差异在于该级别单元20中的各个设定单元21a、21b包括一开关24a、24b，利用该开关24a、24b将对应的识别端33a、33b连接到该第一电位端34或该第二电位端35。以图5为例，在对应该第一识别端33a的设定单元21a中，开关24a的一端连接该第一识别端33a，该开关24a的另一端切换连接至第二电位端35，使该第一识别端33a设定为具有第二电压；在对应该第二识别端33b的设定单元21b中，开关24b的一端连接该第二识别端33b，该开关24b的另一端切换连接至第一电位端34，使该第一识别端33a设定为具有第二电压。
请参考图6所示，为本发明的第五实施例。该第五实施例相较于图2的第一实施例，其差异在于该信号处理装置400上的各个级别脚位RANK IO_1、RANK IO_2均预设为第一状态，例如预设维持在该第二电压(意即initial high)或预设维持在第一电压(意即initiallow)。该级别表示单元20中的各个设定单元21a、21b将对应的该识别端33a、33b连接该第一电位端34或使该识别端33a、33b浮接。以图6为例，第一识别端33a的设定单元21a为开路而没有连接该第一电位端34，因此该第一识别端33a为浮接状态，使得对应连接该第一识别端33a的级别脚位RANK IO_1维持在预设的第二电压(高电平电压)；而第二识别端33b的设定单元21b连接该第一电位端34，因此该第二识别端33b具有第一电压(低电平电压)，使得对应连接该第二识别端33a的级别脚位RANK IO_2转为第一电压(低电平电压)。
本发明利用级别表示单元20提供一级别信号表示该感测装置10的等级，使信号处理装置400能够依据该级别信号自动选用一对应该等级的参数，使得不同的指向输入模块具有近似的效能，而不需要准备不同的信号处理装置来搭配不同等级的感测装置。因此，本发明可有助于降低指向输入模块的生产管理或组装管理的复杂度。
在一实施例中，信号处理装置400是一个集成电路装置，耦接该连接装置30，具有上述全部或一部份的脚位。在另一实施例中，如图7所示，信号处理装置400包括一集成电路装置安装在一电路板410，该电路板410具有上述的脚位用以连接该传输装置30，该集成电路装置经由该电路板410上的布线连接该些脚位，以获得该多个感测信号与该级别信号。这里所指的集成电路装置可以被理解为用于指向输入装置100的控制器，其中包括一处理单元连接一处理电路，该处理电路连接该多个第一脚位ZSTICK、YSTICK、XSTICK，以处理这些脚位所收到的感测信号，该处理电路包括前述的模拟数字转换器。在一实施例中，该处理单元耦接该级别脚位RANK IO_1、RANK IO_2，并且根据级别脚位RANK IO_1、RANK IO_2接收到的讯号，选择一应用于一处理程序的参数，该集成电路装置藉由使用该参数的处理程序处理该感测信号，该处理程序由该处理单元与处理电路一起完成。相较于一般指向输入装置的控制器或控制模块，根据本发明的集成电路装置或信号处理装置400增设了至少一个级别脚位。根据本发明的集成电路装置或信号处理装置400能够藉由该级别脚位识别感测装置10的等级，并据以选择适当的参数。至于感测信号的处理则为熟习指向输入模块(TrackPoint module或Point stick module)的人士所熟知，在此不再赘述。在一实施例中，信号处理装置400包括一电阻连接在一电压源与脚位ZSTICK之间，信号处理装置400藉由脚位ZSTICK提供一感测电压以及藉由脚位SGNDR提供一接地电位给感测装置10的感测器12(即惠斯登电桥)，并且根据该脚位ZSTICK的信号判断该感测器10于z轴方向的输出。关于感测器12的操作及感测为本项技术领域者所熟知，在此不再赘述。
虽然本发明已利用上述实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (23)

1.一种指向输入装置，其特征在于，包含：
一感测装置，包括多个可变电阻用以产生多个感测信号；
一级别表示单元，用以提供一级别信号，该级别信号对应该感测装置的等级；以及
一传输装置，连接该感测装置与该级别表示单元，用以传递该多个感测信号与该级别信号。
2.如权利要求1所述的指向输入装置，其特征在于，该感测装置包含一第一电路板，该多个可变电阻与该级别表示单元设置在该第一电路板上。
3.如权利要求1所述的指向输入装置，其特征在于，该传输装置包括一第二电路板，该级别表示单元设置在该第二电路板上。
4.如权利要求1所述的指向输入装置，其特征在于，
该传输装置包括：
多个信号端，用以传送该多个感测信号；
N个识别端，用以传送该级别信号；
一第一电位端，用以接受一第一电压；以及
一第二电位端，用以接受一第二电压；
该级别表示单元包含：
N个设定单元，分别连接该N个识别端，每一该设定单元将其连接的该识别端连接该第一电位端或该第二电位端，其中N为正整数。
5.如权利要求1所述的指向输入装置，其特征在于，
该传输装置包括：
多个信号端，用以传送该多个感测信号；
N个识别端，用以传送该级别信号；
一第一电位端，用以接受一第一电压；
该级别表示单元包含：
N个设定单元，分别连接该N个识别端，每一该设定单元将其对应的该识别端连接该第一电位端或使该识别端浮接，其中N为正整数。
6.如权利要求4或5所述的指向输入装置，其特征在于，每一该设定单元包含一跳接线，该跳接线的一端连接对应的识别端，该跳接线的另一端依据该感测装置的等级连接该第一电位端或第二电位端。
7.如权利要求4或5所述的指向输入装置，其特征在于，每一该设定单元包含一开关，该开关的一端连接对应的识别端，该开关的另一端依据该感测装置的等级连接该第一电位端或第二电位端。
8.如权利要求4或5所述的指向输入装置，其特征在于，每一该设定单元包含一第一导线及一第二导线，依据该感测装置的等级，该第一导线或第二导线其中之一将识别端连接至该第一电位端或该第二电位端，该第一导线或第二导线其中另一被中断而断路。
9.如权利要求4或5所述的指向输入装置，其特征在于，该多个可变电阻包含一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一第四电阻，该第一电阻至第四电阻依序连接，该第一电阻与该第四电阻的头尾二端相连，各该感测信号由两相邻电阻之间输出。
10.一种信号处理装置，其特征在于，藉由一处理程序处理一感测装置产生的一感测信号以获得一输出值，该信号处理装置包含有:
多个第一脚位，供接收该感测信号；以及
N个级别脚位，供接收一级别信号，该级别信号对应于该感测装置的等级；
其中，该信号处理装置根据该级别信号选择一应用于该处理程序的参数，其中该N为正整数。
11.如权利要求10所述的信号处理装置，其特征在于，该参数为一增益值或者一补偿值。
12.如权利要求10所述的信号处理装置，其特征在于，该信号处理装置将该N个级别脚位预设为第一状态。
13.一种指向输入模块，其特征在于，包含：
一感测装置，包括多个可变电阻用以产生多个感测信号；
一级别表示单元，用以提供一级别信号，该级别信号对应该感测装置的等级；
一传输装置，连接该感测装置与该级别表示单元，用以传递该多个感测信号与该级别信号；以及
一信号处理装置，耦接该传输装置，用以接收该多个感测信号及该级别信号，该信号处理装置根据该级别信号选择一参数，该参数应用于一处理程序，该处理装置藉由该处理程序处理该多个感测信号以获得多个输出值。
14.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，该信号处理装置包含有：
多个第一脚位，供接收该多个感测信号；以及
N个级别脚位，供接收该级别信号。
15.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，该感测装置包含一第一电路板，该多个可变电阻与该级别表示单元设置在该第一电路板上。
16.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，该传输装置包括一第二电路板，该级别表示单元设置在该第二电路板上。
17.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，
该传输装置包括：
多个信号端，耦接该信号处理装置，以传送该多个感测信号至该信号处理装置；
N个识别端，耦接该信号处理装置，以传送该级别信号至该信号处理装置；
一第一电位端，用以接受一第一电压；以及
一第二电位端，用以接受一第二电压；
该级别表示单元包含：
N个设定单元，分别连接该N个识别端，每一设定单元将其对应的该识别端连接该第一电位端或该第二电位端，其中N为正整数。
18.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，
该传输装置包括：
多个信号端，耦接该信号处理装置，用以传送该多个感测信号至该信号处理装置；
N个识别端，耦接该信号处理装置，用以传送该级别信号至该信号处理装置；以及
一第一电位端，用以接受一第一电压；
该级别表示单元包含：
N个设定单元，分别连接该N个识别端，每一该设定单元将其对应的该识别端连接该第一电位端或使该识别端浮接，其中N为正整数。
19.如权利要求17或18所述的指向输入模块，其特征在于，该设定单元包含一跳接线，该跳接线的一端连接对应的识别端，该跳接线的另一端依据该感测装置的等级连接该第一电位端或第二电位端。
20.如权利要求17或18所述的指向输入模块，其特征在于，该设定单元包含一开关，该开关的一端连接对应的识别端，该开关的另一端依据该感测装置的等级连接该第一电位端或第二电位端。
21.如权利要求17或18所述的指向输入模块，其特征在于，该设定单元包含一第一导线及一第二导线，依据该感测装置的等级，该第一导线或第二导线其中之一将识别端连接至该第一电位端或该第二电位端，该第一导线或第二导线其中另一被中断而断路。
22.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，该多个可变电阻包含一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一第四电阻，该第一电阻至第四电阻依序连接，该第一电阻与该第四电阻的头尾二端相连，各该感测信号由两相邻电阻之间输出。
23.如权利要求13所述的指向输入模块，其特征在于，该参数为一增益值或者一补偿值。
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