CN113641255B - 鼠标滚轮装置及鼠标 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种鼠标滚轮装置，应用于鼠标，包含有支撑座、滚轮模组以及光侦测模组。该支撑座具有第一支撑件与第二支撑件。该滚轮模组包含第一半轮轴、第二半轮轴与滚轮件。该第一半轮轴具有第一轮壁，可转动地设置在该第一支撑件。该第二半轮轴可转动地设置在该第二支撑件。该第二半轮轴具有第二轮壁、轴体以及栅环。该轴体连接在该第二轮壁与该栅环，该栅环具有多个遮光件。该滚轮件设置在该第一轮壁与该第二轮壁。该光侦测模组包含光发射单元与光接收单元。该光接收单元用来接收该光发射单元发射的光触发讯号。本发明的鼠标滚轮装置将多个遮光件作为光栅设置在滚轮件朝向其轴心的投影范围之外，光侦测模组的光触发讯号不会受到照明光线的干扰。

Description

鼠标滚轮装置及鼠标

技术领域

本发明涉及一种鼠标滚轮装置及鼠标，尤其涉及一种具有光栅效果且不影响滚轮发光功能的鼠标。

背景技术

鼠标顶面的滚轮模组主要用于控制计算机屏幕画面的滚动，使用者以手指操作滚轮的转动速度，与屏幕画面的滚动速度和使用者单位时间内能够浏览的画面范围直接相关。滚轮滚动速度一般是通过编码器来侦测。鼠标上应用最为广泛的是机械式编码器，与光栅式编码器相比，机械式编码器结构简单、主控编程容易且带有机械刻度手感。机械式编码器具有转盘，鼠标滚轮旋转带动机械式编码器的转盘时，转盘上的多个接点与底座上的固定接点彼此电接触，进而产生间隔的导通讯号。光栅式编码器则是利用一组光收发模组分别设置在光栅结构两侧，滚轮滚动时光栅结构对光讯号的遮断与导通，可用于侦测鼠标滚轮的转速。传统光收发模组的光接收器与光发射器分别设置在滚轮的相对两侧，光发射器输出的光讯号穿过滚轮而为光接收器所接收，因此滚轮需设计相应的镂空结构让光讯号穿越。滚轮可由透明材料制作，其内部设置发光单元。发光单元的照明光经滚轮内壁反射以使滚轮能够发光；然而滚轮的镂空结构会降低反射效率，破坏滚轮的发光效果。

发明内容

本发明提供一种具有光栅效果且不影响滚轮发光功能的鼠标，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，本发明提出一种鼠标滚轮装置，其包含有：

支撑座；

滚轮模组，该滚轮模组包含：

第一半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第一半轮轴具有第一轮壁；

第二半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第二半轮轴具有第二轮壁、轴体以及栅环，该轴体连接在该第二轮壁与该栅环之间，该栅环具有环状间隔配置的多个遮光件；以及

滚轮件，设置在该第一轮壁与该第二轮壁之间；以及

光侦测模组，该光侦测模组包含光发射单元与光接收单元，该光发射单元与该光接收单元的其中之一位于该多个遮光件的内部，该光发射单元与该光接收单元的其中另一位于该多个遮光件的外部，该光发射单元用来发射光触发讯号，该光接收单元用来接收穿过两相邻遮光件之间的间隙的该光触发讯号。

根据本发明的另一个方面，本发明提出一种鼠标滚轮装置，其包含有：

支撑座；

滚轮模组，该滚轮模组包含：

第一半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第一半轮轴具有第一轮壁；

第二半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第二半轮轴具有第二轮壁、轴体以及栅环，该轴体连接在该第二轮壁与该栅环之间，该栅环具有环状间隔配置的多个遮光件；以及

滚轮件，设置在该第一轮壁与该第二轮壁之间；以及

光侦测模组，该光侦测模组包含光发射单元与光接收单元，该光发射单元和该光接收单元的相对位置的连线垂直于该滚轮件的旋转轴向，该光发射单元用来发射光触发讯号，该光接收单元用来接收穿过两相邻遮光件之间间隙的该光触发讯号。

作为可选的技术方案，该支撑座具有第一支撑件与第二支撑件，该第一支撑件支撑该第一半轮轴，该第二支撑件支撑该第二半轮轴。

作为可选的技术方案，该栅环还具有外盘部结合于该轴体外端，该多个遮光件以环状间隔配置方式设置在该外盘部。

作为可选的技术方案，该外盘部的平面法向量平行该第二轮壁的平面法向量，该外盘部具有通孔，且该通孔与该轴体共轴。

作为可选的技术方案，该第二轮壁与该轴体为一体成型、或为两独立构件。

作为可选的技术方案，该滚轮件具有段差结构，该段差结构用来嵌合于该第一轮壁和该第二轮壁。

作为可选的技术方案，该光发射单元和该光接收单元位于该滚轮件的同一侧。

作为可选的技术方案，该鼠标滚轮装置还包含延伸板，该延伸板横向延伸进入该滚轮模组内，该光发射单元与该光接收单元的其中一个设置在该延伸板。

作为可选的技术方案，该鼠标滚轮装置还包含发光元件，该发光元件与该光发射单元及该光接收单元的其中之一设置在该延伸板的相同侧或相反侧，该发光元件输出的照明光线用来照射该滚轮件。

作为可选的技术方案，该第一轮壁的第一内壁面与该第二轮壁的第二内壁面的至少其中之一由反射材质制作，该照明光线经由该第一内壁面和/或该第二内壁面的反射投向该滚轮件。

作为可选的技术方案，该鼠标滚轮装置还包含有：

止挡杆，该止挡杆的一端指向该间隙内，该止挡杆用来以可分离方式接触该多个遮光件中的任一遮光件。

作为可选的技术方案，该鼠标滚轮装置还包含有：

调整机构，该调整机构连接该止挡杆，该调整机构用来调整该止挡杆的该一端进入或移出该间隙。

作为可选的技术方案，该多个遮光件位于该滚轮件朝向其轴心的投影范围外。

根据本发明的另一个方面，本发明提出一种鼠标，其包含有：

壳体，用来容置上文所述的鼠标滚轮装置。

综上所述，本发明的鼠标滚轮装置将多个遮光件作为光栅设置在滚轮件朝向其轴心的投影范围之外，光侦测模组的光触发讯号不需藉由镂空结构穿过滚轮件，不仅不会受到照明光线的干扰，而且发光元件的照明光线在滚轮件内能够利用第一轮壁及第二轮壁实行完全内反射，减少照明光线因镂空结构而损耗，从而提高滚轮件的发光效果。此外，滚轮模组不仅可利用多个遮光件断开光侦测模组的光路以进行转动角度及转动速度的侦测，还能搭配调整机构与止挡杆提供段落手感。调整机构和止挡杆位于滚轮件的外部，不会影响滚轮件的发光效果。

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。

附图说明

图1为本发明实施例的鼠标的外观示意图；

图2及图3为本发明实施例的鼠标滚轮装置在不同操作阶段的示意图；

图4为本发明实施例的鼠标滚轮装置在另一视角的示意图；

图5为本发明第一实施例的滚轮模组的元件爆炸图；

图6为本发明第二实施例的滚轮模组的部分结构示意图；

图7为本发明第二实施例的滚轮模组的剖面图；

图8为本发明第三实施例的滚轮模组的部分结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明实施例的鼠标10的外观示意图。鼠标10可包含壳体12以及鼠标滚轮装置14。壳体12具有破孔121。鼠标滚轮装置14设置在壳体12内，并有部分结构会经由破孔121显露在壳体12外，供使用者按压操作。本发明的鼠标滚轮装置14具有新型轮轴设计，利用光栅读取滚轮转动角度及圈数，且不会影响滚轮的发光效果。

请参阅图2至图4，图2与图3为本发明实施例的鼠标滚轮装置14在不同操作阶段的示意图，图4为本发明实施例的鼠标滚轮装置14在另一视角的示意图。鼠标滚轮装置14可包含支撑座16、滚轮模组18以及光侦测模组20。支撑座16可具有直立支撑件160、第一支撑件161、第二支撑件162、第三支撑件163与底板164。第一支撑件161、第二支撑件162和第三支撑件163分别设置在底板164的不同位置，底板164可在该些支撑件以外的区域配置电路(没有绘制在图式中)。直立支撑件160与第三支撑件163相互垂直设置。

请参阅图2至图5，图5为本发明第一实施例的滚轮模组18的元件爆炸图。滚轮模组18可包含第一半轮轴22、第二半轮轴24以及滚轮件26。第一半轮轴22以可转动方式设置在第一支撑件161上。第一半轮轴22的第一轮壁221的第一内壁面221s可选择性由反射材质制作。第二半轮轴24以可转动方式设置在第二支撑件162上。滚轮件26包覆结合第一半轮轴22与第二半轮轴24，或者第一半轮轴22与第二半轮轴24由两侧夹持滚轮件26，并使第一半轮轴22可间隔于第二半轮轴24。滚轮件26可由弹性材料制作，部分突出壳体12的破孔121。使用者按压滚轮件26造成上下移动、或旋转滚轮件26造成前后转动以输入操作指令。

进一步来看，第二半轮轴24可具有第二轮壁241、轴体242以及栅环243；第二轮壁241、轴体242与栅环243可为一体成型，或分别为独立构件再行组装。轴体242为横向中空环状结构，可连接在第二轮壁241与栅环243之间。栅环243可具有环状间隔配置的多个遮光件243a，设置在轴体242的轴向端面242s并往外突出。当滚轮件26结合第一半轮轴22与第二半轮轴24时，遮光件243a位于滚轮件26的朝向其轴心的投影范围外；换句话说，滚轮件26的胎皮结构用来固定第一半轮轴22与第二半轮轴24，而遮光件243a不是落在胎皮结构的内部空间。

滚轮件26可具有段差结构261，用来嵌合第一半轮轴22的第一轮壁221及第二半轮轴24的第二轮壁241，可提高其结合稳定性。滚轮件26可选择性以透明材质制作；此时鼠标滚轮装置14可另包含发光元件28，设置在滚轮件26内。第一轮壁221的第一内壁面221s和第二轮壁241的第二内壁面241s的至少其中之一可由反射材质制作，发光元件28输出的照明光线会经由第一内壁面221s与第二内壁面241s的反射投向滚轮件26，并因滚轮件26的材料特性而能穿透到壳体12外。使用者操作鼠标10时能直接看到滚轮件26的发光效果。

光侦测模组20可具有光发射单元201与光接收单元202彼此相对设置，并且位于滚轮件26的同一侧。支撑座16另可具有延伸板165，垂直设置在直立支撑件160并横向延伸进入滚轮模组18的第二半轮轴24与滚轮件26的内部；发光元件28即能设置在延伸板165上。光发射单元201和光接收单元202的其中一个设置在底板164，另一个则设置在延伸板165；意即光发射单元201和光接收单元202的其中之一位于多个遮光件243a的内部，其中另一位于多个遮光件243a的外部，同时光发射单元201和光接收单元202的相对位置连线是垂直于滚轮件26的旋转轴向。光发射单元201可发射光触发讯号。随着滚轮件26的转动，光接收单元202可接收到穿过两相邻遮光件243a之间的间隙的光触发讯号，从而根据光触发讯号的接收数量及接收频率，判断滚轮件26的转动角度与转动速度。鼠标滚轮装置14还包括发光电路与光开关电路(图皆未示)，以印刷电路板、及/或导线辅以连接器而实现；发光电路电性连接发光元件28，光开关电路电性连接光发射单元201与光接收单元202。上述发光电路与光开关电路可位于直立支撑件160、第一支撑件161、第二支撑件162、第三支撑件163与底板164其中一部分或全部，板与板间的电性连接可通过板对板连接器，或导线辅以网桥而实现。于一实施例中，发光元件28位于延伸板165的上表面，彼此面对面相对设置的光发射单元201与光接收单元202其中之一位于延伸板165的下表面，而光发射单元201与光接收单元202其中另一位于第三支撑件163上表面，或直接设置于底板164的上表面。

鼠标滚轮装置14可另包含止挡杆30以及调整机构32。调整机构32可设置在支撑座16的支架166，并部分突出壳体12。止挡杆30连结于调整机构32。止挡杆30的前端30a指向多个遮光件243a的间隙，并能以可分离方式接触多个遮光件243a的任一遮光件243a。使用者可通过调整机构32调整止挡杆30的前端30a进入或移出遮光件243a的间隙。如图2所示，止挡杆30的前端30a退出遮光件243a的间隙，滚轮件26可以自由转动不受阻力影响。如图3所示，止挡杆30的前端30a插进遮光件243a的间隙，滚轮件26转动时，遮光件243a会不间断地碰撞止挡杆30产生阻力；止挡杆30的弹性变形特性能造成操作时的段落手感，但不会停止滚轮件26的转动。

请参阅图6与图7，图6为本发明第二实施例的滚轮模组18’的部分结构示意图，图7为本发明第二实施例的滚轮模组18’的剖面图。第二实施例中，与第一实施例具有相同编号的元件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。第二实施例与第一实施例的主要差异为：滚轮模组18’的第二半轮轴24’具有沿着其轴向往外延伸以远离滚轮件26的轴体242’。横向中空管状轴体242’可提供较长的轴向长度；由于第二支撑件162可通过轴体242’承托第二半轮轴24’，故轴向长度较长的轴体242’不易因滚轮件26旋转所造成的晃动而脱离第二支撑件162，从而提供较佳组装稳定性。第二实施例中，延伸板165可相应往内延伸(没有绘制在图6中)，只要发光元件28能照射到滚轮件26、且光接收单元202能接收到光发射单元201的光触发讯号，即符合本发明的设计需求。

请参阅图8，图8为本发明第三实施例的滚轮模组18”的部分结构示意图。第三实施例中，与前述实施例具有相同编号的元件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。第三实施例与前述实施例的主要差异为：滚轮模组18”的第二半轮轴24”，其轴体242”与栅环243”为彼此独立构件。栅环243”可包含多个遮光件243a以及外盘部243b。多个遮光件243a以环状配置方式间隔设置在外盘部243b。外盘部243b结合于横向中空管状轴体242”外端，外盘部243b的通孔243b1与轴体242”共轴，且外盘部243b的平面法向量V1可平行或近乎平行第二轮壁241的平面法向量V2。

虽然上述实施例及图式中，光发射单元201和光接收单元202的相对位置的连线垂直于底板164，在不同实施例中，光发射单元201和光接收单元202的相对位置的连线也可以与底板164平行或具有特定夹角。在不同实施例中，发光元件28也可以和光发射单元201与光接收单元202的其中一个共同设置在延伸板165的相同侧或相反侧。

综上所述，本发明的鼠标滚轮装置将多个遮光件作为光栅设置在滚轮件朝向其轴心的投影范围之外，光侦测模组的光触发讯号不需藉由镂空结构穿过滚轮件，不仅不会受到照明光线的干扰，而且发光元件的照明光线在滚轮件内能够利用第一轮壁及第二轮壁实行完全内反射，减少照明光线因镂空结构而损耗，从而提高滚轮件的发光效果。此外，滚轮模组不仅可利用多个遮光件断开光侦测模组的光路以进行转动角度及转动速度的侦测，还能搭配调整机构与止挡杆提供段落手感。调整机构和止挡杆位于滚轮件的外部，不会影响滚轮件的发光效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种鼠标滚轮装置，其特征在于，其包含有：

支撑座；

滚轮模组，该滚轮模组包含：

第一半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第一半轮轴具有第一轮壁；

第二半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第二半轮轴具有第二轮壁、轴体以及栅环，该轴体沿着滚轮件的旋转轴向由该第二轮壁朝外延伸，该轴体连接在该第二轮壁与该栅环之间，该栅环具有环状间隔配置的多个遮光件；以及

滚轮件，设置在该第一轮壁与该第二轮壁之间，该滚轮件具有中空的内部空间，该第一轮壁和该第二轮壁分别沿着该滚轮件的旋转轴向嵌合在该滚轮件的该内部空间两侧，并环绕着该滚轮件的内缘，使该第二半轮轴的该轴体与该多个遮光件都位于该滚轮件的该内部空间的外侧；

光侦测模组，该光侦测模组包含光发射单元与光接收单元，该光发射单元与该光接收单元的其中之一位于该多个遮光件的内部，该光发射单元与该光接收单元的其中另一位于该多个遮光件的外部，该光发射单元用来发射光触发讯号，该光接收单元用来接收穿过两相邻遮光件之间的间隙的该光触发讯号，其中，该光发射单元与该光接收单元之间的光路位于该滚轮件的一侧，且该光路完全位于该内部空间之外；以及

发光元件，设置在该滚轮件的该内部空间中，并且位于该第一轮壁与该第二轮壁之间，该发光元件输出的照明光线用来照射该滚轮件。

2.一种鼠标滚轮装置，其特征在于，其包含有：

支撑座；

滚轮模组，该滚轮模组包含：

第一半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第一半轮轴具有第一轮壁；

第二半轮轴，可转动地设置在该支撑座上，该第二半轮轴具有第二轮壁、轴体以及栅环，该轴体沿着滚轮件的旋转轴向由该第二轮壁朝外延伸，该轴体连接在该第二轮壁与该栅环之间，该栅环具有环状间隔配置的多个遮光件；以及

滚轮件，设置在该第一轮壁与该第二轮壁之间，该滚轮件具有中空的内部空间，该第一轮壁和该第二轮壁分别沿着该滚轮件的旋转轴向嵌合在该滚轮件的该内部空间两侧，并环绕着该滚轮件的内缘，使该第二半轮轴的该轴体与该多个遮光件都位于该滚轮件的该内部空间的外侧；

光侦测模组，该光侦测模组包含光发射单元与光接收单元，该光发射单元和该光接收单元的相对位置的连线垂直于该滚轮件的旋转轴向，该光发射单元用来发射光触发讯号，该光接收单元用来接收穿过两相邻遮光件之间间隙的该光触发讯号；其中，该光发射单元与该光接收单元之间的光路位于该滚轮件的一侧，且该光路完全位于该内部空间之外；以及

发光元件，设置在该滚轮件的该内部空间中，并且位于该第一轮壁与该第二轮壁之间，该发光元件输出的照明光线用来照射该滚轮件。

3.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该支撑座具有第一支撑件与第二支撑件，该第一支撑件支撑该第一半轮轴，该第二支撑件支撑该第二半轮轴。

4.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该栅环还具有外盘部结合于该轴体外端，该多个遮光件以环状间隔配置方式设置在该外盘部。

5.根据权利要求4所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该外盘部的平面法向量平行该第二轮壁的平面法向量，该外盘部具有通孔，且该通孔与该轴体共轴。

6.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该第二轮壁与该轴体为一体成型、或为两独立构件。

7.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该滚轮件具有段差结构，该段差结构用来嵌合于该第一轮壁和该第二轮壁。

8.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该光发射单元和该光接收单元位于该滚轮件的同一侧。

9.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置还包含延伸板，该延伸板横向延伸进入该滚轮模组内，该光发射单元与该光接收单元的其中一个设置在该延伸板。

10.根据权利要求9所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该发光元件与该光发射单元及该光接收单元的其中之一设置在该延伸板的相同侧或相反侧。

11.根据权利要求10所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该第一轮壁的第一内壁面与该第二轮壁的第二内壁面的至少其中之一由反射材质制作，该照明光线经由该第一内壁面和/或该第二内壁面的反射投向该滚轮件。

12.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置还包含有：

止挡杆，该止挡杆的一端指向该间隙内，该止挡杆用来以可分离方式接触该多个遮光件中的任一遮光件。

13.根据权利要求12所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置还包含有：

调整机构，该调整机构连接该止挡杆，该调整机构用来调整该止挡杆的该一端进入或移出该间隙。

14.根据权利要求1或2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该多个遮光件位于该滚轮件朝向其轴心的投影范围外。

15.一种鼠标，其特征在于，其包含有：

壳体，用来容置如权利要求1至14的任一项所述的鼠标滚轮装置。