CN1387104A - 具有用于多方向滚动图像的一种滚轮装置的输入设备 - Google Patents

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Abstract

一种具有一外壳和一相接合滚轮的计算机输入设备。该滚轮可绕一轴旋转以优选地使在一显示屏上垂直滚动图像。可旋转部件可相对于外壳横向移动。一个传感器优选地被放置在外壳内以检测可旋转部件的横向移动。响应于所检测到的可旋转部件的横向移动,图像水平滚动,优选地在横向移动方向上滚动。滚动速度可相对于可旋转部件的位移量和/或可旋转部件移动一预定量位移的时间量而改变。具有可旋转部件的计算机输入设备可以是键盘,鼠标,跟踪球设备或其他类型的计算机输入设备。

Description

具有用于多方向滚动图像的一种滚轮装置的输入设备
技术领域
本发明涉及一种输入设备，其具有一种用来在相对显示屏的多个方向上滚动图像的装置。更具体的，本发明涉及一种外围输入设备，例如：鼠标或键盘，其可与主机有效相连并包括一种可在相对一显示器的多轴上移动图像的滚轮装置。
发明背景
滚轮已经被应用在计算机鼠标上，并由计算机操作人员用相对于一主机的显示屏移动图像。一种滚轮装置包括一个可旋转的滚轮和一个传感器，它们一般包含在一种外围计算机设备例如一鼠标的外壳里。一般来说，该滚轮的一部分向上突出于其外壳上的一开口之外，并用来旋转以沿屏幕垂直滚动图像。名称为“Z-编码装置”的美国专利NO.5,912,661描述了具有一种公知滚轮装置的一种鼠标的例子，其在此引入以供参考。
如在此所使用的，“滚动”指图像相对于一显示屏向特定的方向移动一图像，其作为术语在该领域中广泛使用。例如：如在此所使用的，术语“向下滚动”指相对于显示屏移动一文件(例如文本文件或图像)的可见内容以产生该文件或图像的向下移动效果。类似的，术语向上滚动，向左滚动，向右滚动分别指相对于一显示屏移动文件的可见内容以产生该文件或图像的向上，向左，向右移动效果。如在此所使用的，术语“滚动”还包括平移，其为图像的自动滚动。
在实际中，一种传统的滚轮一般是绕固定于一外壳内的第一根横向延伸轴旋转，以相对于显示屏向上或向下(垂直地)滚动图像。当该滚轮旋转时，一编码器检测一编码轮的转动，并传送一相应的信号给主机，该信号反过来又用来移动图像，如在现有技术中所公知且在美国专利5,912,661中所公开的。这样可在不移动鼠标或光标的情况下进行。但是，许多类型的文本例如电子表格通常都比显示屏的宽度要宽，用户可能希望横过显示屏水平滚动以看到整个文件。当用户需要横过显示屏水平移动图像时，一般来说，他或她必须停止其正在做的工作并执行大量令人厌烦且可能失败的步骤。这些步骤包括用通常位于显示屏底部附近的一水平滚动条查找图形用户界面，将光标放置在水平滚动条上，接着滚动滚轮。对于视力不好，显示屏小和/或手眼协调能力差的人来说，定位滚动条会非常困难。结果，用户在摸索以寻找底部水平滚动条的时候将会浪费时间并且耽误其工作的完成。这些耽搁会给用户带来极大的挫折感和不必要的压力，当他或她的操作接近截止时间时，这种感觉会加大。可选择的用于水平滚动，需要光标再定位的其它图形辅助工具也有类似的缺点。
如果用户没有准确地将光标置于水平滚动条上，当他或她操作图形界面的鼠标光标或滚动鼠标滚轮的时候，图像并不会相对于显示屏水平滚动。相反，当使用图形界面上的鼠标光标时，什么也不会发生直到他或她再次将鼠标正确地设置在滚动条的操作点上。或者，当使用鼠标滚轮时，图像会相对于显示屏垂直移动，从而错误地改变了显示画面。这些错误迫使用户采取额外的步骤以在显示屏上重新定位想要的图像。这些步骤包括用户确认光标没有放置在水平滚动条上，向相反的方向旋转滚轮使图像回到它以前的位置。不幸地，当图像已经被修改时，重新定位图像将会导致错误。例如，用户不能将图像返回到它以前的位置。结果，他会修改图像的错误部分。即使正确的图像或图像的一部分返回显示屏，用户还必须第二次定位底部的水平滚动条，以最终在水平方向移动图像。
佛罗里达州迈阿密的MICROSIDE公司提出了一种“MICRO SCROLL II”鼠标，它允许用户在相互垂直的方向滚动图像。这种鼠标包括第一个使图像上下滚动的可旋转滚轮和第二个使图像左右滚动的，独立的可旋转滚轮。该可旋转滚轮是这样定向的，使它们在相互垂直的平面上旋转并延伸。这两个可旋转滚轮是可独立操作的。但是，这种结构也有缺点，该两滚轮会占据鼠标上用来支撑用户的手或是用来增加输入键的宝贵的上表面。此外，该两滚轮可做成小尺寸的以将它们都放置在鼠标的上表面上。该较小尺寸的滚轮使滚动更难以控制。另外，水平滚轮的位置对有效控制而言不方便。此外，这种设计对于方便地触摸和操作一个滚轮是困难的，因为他或她必须重新在鼠标上定位他或她的手以避免笨拙手指的误操作。
发明概述
本发明的一方面涉及一种与计算机一起使用的，相对于显示屏沿垂直轴滚动图像的外围设备。该设备包括至少有一个开口的外壳。该设备还包括一位于该外壳内的滚轮装置。该滚轮装置包括一个位于该外壳的开口内的可旋转部件。该可旋转部件绕外壳内延伸的一轴旋转并可在开口中相对于外壳横向移动。该滚轮装置还包括一移动检测系统，其决定何时相对于外壳横向移动该可旋转部件。
本发明的另一方面包括一外围计算机输入设备，其用来在横过显示屏的垂直方向上滚动图像。该设备包括一个外壳和一个滚轮装置。该滚轮装置包括一可相对于外壳横向移动的可旋转部件和一位于外壳内用来检测滚轮部件的横向移动的传感器。该装置还包括一个与传感器耦合的控制器。该控制器用来产生一横过显示屏滚动图像的信号。
本发明的另一个方面包括一计算机输入设备，其用来提供图像相对于一显示屏的在第一及第二垂直滚动方向上的滚动能力。该计算机输入设备包括一外壳和一滚轮。该滚轮可绕一轴相对于外壳旋转，从而可沿第一方向滚动图像。另外，该滚轮可相对于外壳移动，从而沿垂直与第一方向的第二方向滚动，而无需要重新定位该外围设备或重新调整手在设备上的位置。
本发明还包括一种相对于一显示屏滚动图像的方法，其使用具有一外壳和一可相对外壳旋转的部件的一种输入设备。该方法包括相对于一面板横向移动可旋转部件的步骤，其中部件是可旋转的。该方法还包括对应于横向移动步骤在显示屏上滚动图像的步骤。
根据本发明的该设备使用户易于相对于显示屏垂直和水平滚动图像，而无需重新定位该外围设备。另外，用来在垂直方向滚动的本发明所用到的不同类型滚轮运动消除了使用现有技术设备可能带来的问题和困扰。
附图的简要说明
图1表示根据本发明用于在主机显示屏上滚动图像的一种输入设备；
图2表示根据本发明的一个实施例的一种输入设备；
图3表示根据本发明的另一个实施例的一种输入设备；
图4-6说明图2和图3所示的可旋转装置的可选择形状；
图7为根据本发明的一个实施例的一种滚轮装置的示意图；
图8为具有一个移动检测系统的图7所示滚轮装置的示意图；
图9为根据本发明第二个实施例的包括一移动检测系统的滚轮装置的示意图；
图10为根据本发明第三个实施例的包括一移动检测系统的滚轮装置的示意图；
图11为根据本发明第四个实施例的包括一移动检测系统的滚轮装置的示意图；
图12为根据本发明第五个实施例的包括一移动检测系统的滚轮装置的示意图；
图13为根据本发明第六个实施例的包括一移动检测系统的滚轮装置的示意图；
图14A为根据本发明的可沿一轴杆横向移动的可旋转部件的透视图；
图14B为图14A中沿线14B-B所示的可旋转部件的截面图；
图14C为根据本发明第七个实施例的具有图14A所示可旋转装置和一移动检测系统的一种滚轮装置的示意图；
图15和图16示意性地说明了根据本发明第八个实施例的包括一移动检测系统的一种滚轮装置的示意图；
图17示意性地说明了根据本发明的可绕外壳内一轴枢转的一种滚轮装置的示意图。
附图的详细说明
如图所示，本发明一示范性实施例包括一个带有可旋转部件(滚轮)30，40的滚轮装置10，它可与不同类型的计算机输入设备一起使用以在多个方向并沿相对于一显示屏2的多个轴(X，Y)滚动图像1，该显示屏2用于另一种计算机设备主机8或一种网络设备。如图2中所示，根据本发明一个实施例的滚轮装置10可装在鼠标60内。如图3中所示，滚轮装置10的另一个实施例可装在一键盘50内。除了这些图示的实施例，滚轮装置还可位于其他外围的计算机输入设备内，例如一种跟踪球设备或一种类似的输入设备。例如，它可装在掌上电脑、较大的便携式计算机、网卡(Web pad)或网络设备的面板上，或者也可位于膝上型计算机的底盘上。类似于键盘50和鼠标60，这些其他已知的外围设备可与主机8有线或无线地连接，如同现有技术所公知的。该滚轮设备10可选择地位于计算机显示器内或者膝上型电脑的底部内。该可旋转部件30，40除了其通常的用于垂直滚动的旋转运动外，还可横向移动以在显示屏2上水平滚动图像，这点将在下面做更详细的描述。
如在此所使用的，术语“横向”描述该可旋转部件30，40的运动，包括可旋转部件30，40在输入设备的一开口内，在与其旋转平面成一定角度方向上的边到边移动。该边到边移动通常朝开口的侧壁方向并可沿垂直于该可旋转部件30，40的旋转平面延伸的一轴。横向移动也包括轴横向移动，如其在此所使用的，指可旋转部件沿其旋转轴的运动。另外，横向移动还包括当可旋转的部件在输入设备开口侧壁方向上与其旋转平面成一定角度延伸方向枢转的枢转运动。这里所用的术语可旋转部件的“位移”和“平移”是指可旋转部件除了绕其旋转轴旋转之外的其它所有运动。
如图2所示，该滚轮装置10的一个实施例包括一个位于鼠标60外壳61上细长开口65内的可旋转部件，例如一环状圆盘形滚轮30。该滚轮30的一部分从鼠标60的外表面突出来，这样用户就可以接触并操作它。在如图3所示的第二个实施例中，该滚轮设备10的可旋转部件包括一个固定在键盘50的外壳51的一开口55内的长圆柱形轮40。与圆盘形轮30一样，该圆柱形轮40的一部分也突出于键盘50的外表面上，这样用户就可轻易地接触并操作它。
可相对一外壳旋转的其他形状也可用作滚轮装置10的可旋转部件。例如，轮40可具有如图4所示的一致直径的圆形横裁面。可选择的，轮40可具有如图5所示的中部41直径减小(内弧形面)的圆形横裁面，或者如图6所示的中部42直径增加(背弧形面)的圆形横裁面。图5和6中所示的轮40的轮廓中央部分41，42形成在曲形侧表面47和48之间。图4中轮的内弧形面可让用户将手指放在中央部分41上，并通过向左或向右推动侧表面47或48(即，由内向外操作)横向移动轮40。使用图6所示的滚轮40，轮廓侧表面47和48有助于对轮40由外向内的操作。
该滚轮装置10的可旋转轮30，40的外表面可包括一与用户手指相接触的橡胶外套和/或凹槽以增强滚动控制。或者，可旋转轮30，40可具有其他类型的滑动辅助设置，例如一种多纹理的外套或一个突起的表面。根据图5和6所示的实施例，廊形区域47，48可覆盖以橡胶材料或滑动辅助材料，以易于图像1沿Y轴4滚动的旋转运动和图像1沿X轴5滚动的横向移动。
为清楚起见，本发明将用如图3所示的在键盘50内的实施例来进行描述。但应认识到的是，所述的滚轮装置10同样可以应用到如图1和图2所示的鼠标60和其他的外围设备如跟踪球装置中。还应该认识到的是，所述的圆柱形轮40作为滚轮相对于外壳51的移动的描述及图像1的滚动同样也可应用到圆盘形轮30上。
如图3所示，滚轮40被放置在键盘50内，这样其延伸过键盘外壳51内的开口55。圆柱形滚轮40绕一轴杆56设置并被固定在该轴杆56上，该轴杆限定了一基本上平行于键盘50的长度方向延伸且横过开口55的一轴52。滚轮40可被锁定、粘接或以其他方式附着在轴杆56上以防止其与轴杆56之间的相对运动。或者，圆柱形轮40和轴杆56可形成为整体。如结合图14A-14C的说明，滚轮40可以这样一种方式与轴杆56耦合，其中当沿轴52移动滚轮40时，滚轮40可相对于轴杆56做横向移动，而轴杆56将绕该轴52与滚轮40一起旋转。在另一个未示出的实施例中，轮40可相对于轴杆56做旋转和横向移动，即，沿轴线52和绕轴线52。轮40优选地具有一在大约0.25英寸到大约2.0英寸范围内的外直径，更可取地具有一在大约0.5英寸到大约1.5英寸范围内的外直径。在一优选实施例中，轮40的直径为大约0.875英寸。轮40还可具有沿轴52的大约0.25英寸到大约2.0英寸的长度。在一优选实施例中，轮40具有一大约1.125英寸的长度。此外，在应用在键盘内的一优选实施例中，轮40的长度大于它的直径。
轴杆56可以任何理想的可实现预期功能的方式与外围设备50，60相耦合。图7表示了第一实施例，轴杆56的第一端部57和第二端58都可在支架59上旋转和滑动，该支架59具有附着在外壳51内表面上的U形开口、环，或其它类似的允许轴杆56沿轴52相对键盘外壳51旋转和滑动的支撑物。类似的，该支架59也可沿轴杆56的长度方向放置，这样就被端部57，58隔开了。
根据本发明，当用户想在显示器2上沿多个轴4，5的多个方向上滚动图像1时，他或她就要相对键盘51旋转和/或横向移动轮40以分别产生垂直和/或横向滚动。以现有技术中所公知的一种方式，当用户旋转圆柱形轮40和轴杆56时，旋转运动由一旋转运动检测系统87检测，并在平行于Y轴4延伸的正向或反向垂直方向，即向上或向下方向滚动图像1。任何已知的传感器系统都阿以使用。一种可采用的旋转运动检测系统53已示意性地表示在图7中，并在美国专利NO.5,912,661中公开，该专利在此引入以供参考。如现有技术所公知的，该旋转运动检测系统87包括一个光源，一个译码器轮和一个光探测器。当轮40转动时，译码器轮上的挡板周期性地阻挡光束。探测器检测这种阻挡并与控制器11相耦合以产生并向主机8传输一信号，用以在Y方向向上或向下滚动图像。
另外，该滚轮装置10包括一个具有至少一个传感器71的横向运动检测系统70，该传感器71用来决定何时圆柱形轮40横向移动。该滚轮装置10还包括一控制器11，其用来编译传感器的输出，将其转换成信号并传送给主机8。该控制器11可以是任何已知的可实现这些功能的部件或部件的组合。在一个实施例中，该控制器11包括一与传感器71相连的微处理器95，其给主机8生成一信号以指示何时轮40横向移动。对应于导致轮40横向移动的力，所产生的信号控制图像1沿X轴5的滚动。该信号以与所施加力的方向及大小相一致的方式控制图像1，即向左还是向右。根据本发明的轮40的横向移动包括轮40相对外壳51的横向(即，轴横向)运动和轮40在横向上的倾斜或转动。
如图8的例子所见，传感器71放置在接近轴杆56的端部57，58的地方。或者如图9所示，传感器71可固定在外壳51的内表面53上以与轮40的侧壁42相接触。根据本发明的传感器71包括接触传感器72，一应变仪73或偏压力板74，如下面所要讨论。另外，也可使用其他已知的压力和运动传感器，例如光传感器和/或水银转换器。
在图8所示的实施例中，键盘50包括一接触传感器72，其位于接近轴杆56的端部57，58的地方。这些接触传感器72可远离端部57，58放置，这样轮40的微小、无意识的横向移动就不会导致轴杆56与传感器72之一接触。在这两实施例中，接触传感器72可放置在外壳51内对应于轴杆56所允许的最大间隔的地方。
在接触传感器72与轴杆的一端部57，58、轮40的一侧壁42或其他任何自轮40或轴杆56延伸的结构如法兰接触后，接触传感器72产生一经微处理器95编译的信号并传送给主机8。结果，当用户想要沿X轴5移动图像1时，他或她就要相对于开口55横向移动轮40，这样轴杆56就会在外壳51内沿与他或她想要滚动的方向相一致的方向滑动，直到相应的接触传感器相接合。在图8所示的实施例中，滚动在轴杆56的一端部57，58与接触传感器72相接触后开始。在图9的可选择的实施例中，滚动在轮40的侧壁42或其他部分与位于轴杆56端部57，58间的接触传感器72之一相接合后开始。
水平滚动可用响应于一传感器72的许多方式来检测，该传感器72直接或经由轴杆56来检测轮40的横向移动。在第一实施例中，图像1以一连续的，预定的速度滚过屏2，即平移。用户可利用任何已知的技术编辑，设定或改变该滚动速度。或者，水平滚动可定时地检测轮40的移动。例如，当轮40在第一时间段内横向放置时以第一速度滚动。如果轮40横向放置的时间长于第一时间段，滚动的速度将增加。在另一种结构中，当横向移动达到由每端的压力传感器所决定的一特定压力时，横向移动可被检测并被控制。在此结构中使用压力传感器，检测到的压力也可用来决定水平滚动的速度。这通过使用具有连续检测能力的压力传感器及通过检测连续的压力水平，或通过使用离散检测的压力传感器并决定一或多个压力水平来实现。
还优选使用一用来物理偏压轮40至一中央位置的系统。实现该目的的一个实施例表示在图8中。轴杆56包含一附着其上的法兰80。一或多个弹簧82优选地放在法兰80和外壳上结构例如支架59之间。弹簧82可向外拉伸地安装，这样其就被固定在一端部84处的支架59上，并在其另一自由端部86处与法兰80磨擦接合。该弹簧82偏压轮40至中心位置。优选的，该设备在轮40的两边都具有此装置，如果需要的话。
在图10所示的实施例中，检测系统70包括以两个应变仪73为形式的传感器，该两应变仪73与轴杆56相协作以产生水平滚动。在此实施例中，一应变仪73位于轴杆56的两端部57，58处。可选择的，应变仪73可位于外壳51内远离端部57，58的位置以轮40的侧边相接合，如图11所示，或在其他任何理想的位置。每个应变仪73可包括一可压缩/伸长的部件77，其与微处理器95有效连接以生成上面所述的相对于显示屏2控制图1位置的电信号。部件77还可旋转地与一支持部件94(图10)或95(图11)相接合，这样当轮40旋转时部件77也可转动，或相对于轮40转动，从而轮40将相对于可伸缩部件77旋转。如果需要，可使用低摩擦力的板。
在图10和图11可见，可压缩/延伸部件77可包括或就是一个弹簧，例如一螺旋形弹簧。当轴杆56在外壳54沿第一方向移动时，对着轴杆运动方向的应变仪73的弹簧77将拉伸，而轴杆运动方向的应变仪73的弹簧77将压缩。应变仪73可这样设定，弹簧77的压缩或者拉伸可使微处理器95产生一个导致水平滚动且优选在轮移动方向上的信号。因此，如果用户向右移动轮40或轮40及轴杆56，这将导致图像向右滚动。类似的，如果用户向左移动轮40或轮40及轴杆56，这将导致图像向左滚动。图像可以一定速度，或弹簧77的拉伸或压缩力的函数的一个速度移动。在这些实施例中，弹簧77也可用来偏压轮44至中心位置。
尽管所描述的图10和11所示的实施例包括两个应变仪73，但对于本发明有可能仅用一个应变仪73来正确操作。在这个例子中，应变仪73的弹簧77可固定在轴杆56的端部57，58之一上或侧壁42之一上。结果，当轴杆56在第一横向方向上移动时，弹簧77将被压缩。类似的，当轴杆56在第二横向方向上移动时，弹簧77将被拉伸。应变仪73可与微处理器95电子连接，这样当弹簧77被压缩时，滚动发生在第一方向上，当弹簧77被拉伸时，滚动发生在第二，相反的方向上。
在图12和图13所示的实施例中，压力板74包括一接触板部件75，以及与微处理器95耦合相接合的一传感器和一弹簧76，这样图像1将在弹簧76之一被压缩时移动。如上所述，每个压力板74可放置在轴杆56的一端部57，58处以与端部57，58相协作。或者，每个压力板74也可放置在轴杆56的端部和开口55之间的一点上，以与响应轴杆56运动的轮40的侧壁相协作。
在上面所述的其他的实施例中，轴杆56优选地在外壳51内相对于开口55和压力板74响应于施加给轮40的压力而滑动。当施加压力于轮40时，轴杆56的端部57，58之一或侧壁42之一就会和压力板74接触并开始在轴杆56运动的方向上压缩弹簧76。响应于接触板75的接触，一相关的控制器或微处理器95会产生一传送到主机8的图像滚动信号。另外，弹簧76的压缩率也可以由微处理器进行编译。在此例中，微处理器会产生一个控制滚动速度的信号。滚动速度可为弹簧76压缩率的函数，施加给弹簧的力的函数，或是二者相接合的函数。例如，当在外壳51左边的压力板75相接合时，图像将开始以第一速度向左滚动。随着更大的压力施加给压力板75和弹簧76，图像滚动的速度将增加。
如图14a-14c所示，轮40可相对于外壳54沿轴杆56滑动。在这个实施例中，轮40包括轮装置45，其有一个内部导向面46，该内部导向面可在用户滚动轮40时使轴杆56转动，这样垂直运动就发生了。导向面46还允许滚轮10沿轴杆56在开口55内(如图4中所示)在平行于轴52的方向上滑动。因此如所示，轴杆56的外表面就适应于轮40的内表面而形成。轴杆56可以任何已知的方式固定以防止相对于键盘外壳51的移动。结果，轮40沿着和相对轴杆56的运动就决定了图像在屏2上的滚动方向。上述任何与轮40的侧壁42相接触的检测系统70的实施例都可用在图14所示的实施例中。例如，一应变仪73可与轮40的一个或两个侧壁相接合。这可通过如图14C所示的将弹簧77的第一端放在轮40端部的一凹槽93内这种设置来实现。凹槽93的开口可小于弹簧77第一端的头部，这样弹簧77可当轮40旋转时在凹槽93内转动，并且在轮40横向移动时不会拉出至凹槽93外。因此，当轮40横向移动时，应变仪73的弹簧77要么被压缩要么被拉伸。当弹簧77被压缩或拉伸时，微处理器将会产生一导致水平滚动的信号。
图15说明了本发明的一个可选择的实施例，其中轮40固定在外壳51内的一不定轴或轴杆156上。这里所说的不定指由于支撑轴杆156的支架110并不是严格地固定在外壳51里，轴杆156在外壳51内的垂直方向上基本自由的运动的能力。在这个实施例中，如果用户想要滚动，他或她就要按压并轻微地向他或她所想要滚动的方向横向移动开口55内的轮40。
在这个实施例中，轴杆156由轮40相对面上的偏压支架110支撑。每个偏压支架110包括用来支撑轴杆156的一固定架111和一偏压部件112，如一螺旋或其他类型的弹簧。每个固定架111可由一组垂直接收槽支撑于外壳51内。这些槽的尺寸是这样设定的，使槽和固定架111间存在足够的当用户触动轮40时可使固定架111在它们的槽内沿非垂直方向移动的耐力。或者，槽的尺寸也可这样设定，使固定架111被槽严密地包围并基本上只在垂直方向运动。结果，在这个可选择的实施例中，当用户接触轮40时，固定架111不会相对于外壳或朝外壳51前部和后部横向移动。如图15所示，每个偏压部件112可固定或接合在外壳51的内表面53内。
移动检测系统70可固定在外壳51内以根据轴杆156的运动决定滚动方向。上述任何检测系统70的实施例都可与不定轴杆156配合使用，以决定何时移动轴杆156和/或轮40以及运动的方向。如其它的检测系统，与轴杆156配合使用的检测系统70将产生图像1的水平滚动。如果使用一个或多个应变仪73来决定轴杆156的运动，每个应变仪73都将与上面所描述的轴杆156的端部57，58之一或轮40的侧壁之一连接。或者，偏压部件112可形成应变仪73的弹性部分。在图16所示的实施例中，通过将应变仪73或压力板74(未示出)设置于轴杆156下部而检测到轴杆156的运动，这样可检测到轴杆156右边或左边的相对向下压力。
在图17所述的实施例中，轮40可固定在键盘内，这样在施加压力它将相应地枢转。在这个实施例中，轮40由固定在一托架258或类似物内的绕一固定轴杆260旋转的一轴杆256支撑。轴杆260垂直于轴杆256的长度方向延伸。也可使用其它已知方式的枢转轴。在这个实施例中，整轮40和轴杆256都相对于外壳51枢转。因此，当向下推动轮40的一边时，轮40将相对于外壳51做横向枢转运动，该运动可由上述位置检测系统70中采用的一种检测到。
尽管该滚轮装置10优选地用来产生水平方向的滚动，但它也可用来提供除了“向右滚动”和“向左滚动”之外的单个命令。例如，类似于鼠标和键盘上的一些键，这些命令可以是经编辑的。这样，向左移动滚轮装置10上的可旋转部件就激活一个提前编好的命令如“后退”，向右移动可旋转部件就激活一个提前编好的命令如“前进”。
此外，使用这样一种轮和具备修改轮的输入的能力的修改键，就可以控制文档图像的缩放或其他想要的非滚动动作。例如，用Alt和Y的组合键与滚轮操作的组合来控制图像放大和缩小。如果需要，修改键与水平滑动滚轮的组合可用来在显示屏上有角度地旋转图像，例如一幅绘画作品。在这样的例子中，轮的水平位移能影响旋转角度和/或旋转速度的数量。
应认识到虽然这里已经表示并描述了包括实施本发明的预期最佳实施例的实施方式，但是并没有描述所有可能的方式。也应认识到本发明不局限于所作的描述，并且可在不背离本发明实质或范围的情况下对其作各种改变，如下面的权利要求。例如，尽管上面所述的实施例利用轮30或40的旋转来垂直滚动，利用轴30或40的平移和/或枢转来水平滚动，但也可将这些功能反过来，这样轮30或40绕轴杆56的旋转运动将导致水平滚动。另外，根据本发明的图像滚动的方向既包括X轴也可包括Y轴。另外，根据本发明的滚轮10的形式并不局限于特定的外围设备的类型。例如，圆盘形状的轮30可用在键盘50内而圆柱形状的轮40可用在鼠标60上。此外，尽管没有特别描述，可旋转轮和/或轴杆56也可具有一制动系统，如在许多现有滚轮中所使用的，其可与轮一起运动使轮以一理想的增量旋转。

Claims (46)

1.一种用于相对于一图像显示屏沿垂直轴滚动图像的输入设备，所述设备具有：
具有至少一个开口的一外壳；以及
在所述外壳内的一种滚轮装置，所述滚轮装置具有一个位于所述开口内的可旋转部件，所述可旋转部件可绕在所述外壳内延伸的一轴旋转，并可在所述开口内相对所述外壳横向移动，以及一个决定何时所述可旋转部件相对于所述外壳横向移动的移动检测系统。
2.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述可旋转部件可在所述开口内沿所述轴横向移动。
3.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述可旋转部件具有一个滚轮。
4.根据权利要求3所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮具有一个圆盘。
5.根据权利要求3所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮具有一个圆柱体该圆柱体具有一平行于所述轴延伸的长度。
6.根据权利要求5所述的输入设备，其特征在于，所述圆柱体具有一个中心区域和在中心区域的相对边上的第一和第二区域，每个所述区域都具有一直径，并且所述中心区域的所述直径小于至少所述端区域之一的直径。
7.根据权利要求5所述的输入设备，其特征在于，所述圆柱体具有一个中心区域和在中心区域的相对边上的第一和第二端区域，每个所述区域都具有一直径并且所述中心区域的所述直径大于至少所述端区域之一的直径。
8.根据权利要求1所述的输入设备，还包括一与所述的轴同轴的轴杆。
9.根据权利要求8所述的输入设备，其特征在于，所述可旋转部件可在所述开口内并沿所述轴杆横向移动。
10.根据权利要求8所述的输入设备，其特征在于，当所述可旋转部件在所述开口内横向移动时，所述可旋转部件和所述轴杆相对于所述开口一起移动。
11.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个位于所述外壳内的应变仪。
12.根据权利要求11所述的输入设备，其特征在于，所述至少一个应变仪包括一对应变仪，所述应变仪放置在可旋转部件的相对面上。
13.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有一对接触传感器，所述传感器放置在可旋转部件的相对面上。
14.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个应变仪，用来决定施加给所述可旋转部件的压力量以相对于施加给可旋转部件的压力量来控制滚动。
15.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个传感器，用来决定用户给所述可旋转部件施加压力的时间量以相对于所施加给可旋转部件的时间量来控制滚动。
16.根据权利要求15所述的输入设备，其特征在于，所述至少一个传感器具有至少一个应变仪和一对接触板。
17.根据权利要求1所述的输入设备，还具有一允许所述轴杆和所述可旋转部件在所述外壳内摆动的轴杆支撑系统。
18.根据权利要求17所述的输入设备，其特征在于，所述轴杆支撑系统具有一对固定架，每个所述固定架被设置成支撑所述轴杆的一部分，以及一弹性部件设置在每个所述固定架和所述外壳之间用以支撑所述外壳内所述固定架之一。
19.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮装置具有一当所述可旋转部件相对所述开口横向移动时枢转的托架。
20.一种外围电子输入设备，用于在显示屏上沿垂直方向滚动图像，所述设备包括：
一外壳；
一滚轮装置，所述滚轮装置具有一相对所述外壳横向移动的可旋转部件和一在所述外壳内用于检测可旋转部件的横向移动的传感器；以及
一与所述传感器接合的控制器，所述控制器被构造成产生一信号以在显示屏上滚动图像。
21.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述可旋转部件可在所述开口内沿所述轴横向移动。
22.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述可旋转部件具有一个滚轮。
23.根据权利要求22所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮具有一个圆盘。
24.根据权利要求22所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮具有一个圆柱体，该圆柱体具有一平行于所述轴延伸的长度。
25.根据权利要求24所述的输入设备，其特征在于，所述圆柱体具有一个中心区域和在中心区域的相对边上的第一和第二区域，每个区域都有一直径，并且所述中心区域的所述直径小于至少所述端区域之一的直径。
26.根据权利要求24所述的输入设备，其特征在于，所述圆柱体具有一个中心区域和在中心区域的相对边上的第一和第二区域，每个区域都有一直径，并且所述中心区域的所述直径大于至少所述端区域之一的直径。
27.根据权利要求24所述的输入设备，其特征在于，所述圆柱体具有一长度和一直径，其中所述圆柱体的长度大于它的直径。
28.根据权利要求20所述的输入设备，还包括一横向穿过所述可旋转部件的轴杆，其特征在于当横向压力施加给所述可旋转部件时，所述轴杆和所述可旋转部件相对所述开口一起横向移动。
29.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个位于所述外壳内的应变仪。
30.根据权利要求29所述的输入设备，其特征在于，所述至少一个应变仪包括一对位于可旋转部件的相对面上的应变仪。
31.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有一对位于可旋转部件的相对面上的接触传感器。
32.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个应变仪，用来决定施加给所述可旋转部件的压力量以相对于施加给可旋转部件的压力量来控制滚动。
33.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述移动检测系统具有至少一个传感器，用来决定用户给所述可旋转部件施加压力的时间量以相对于所施加给可旋转部件的时间量来控制滚动。
34.根据权利要求32所述的输入设备，其特征在于，所述至少一个传感器具有至少一个应变仪和一对接触板。
35.根据权利要求20所述的输入设备，还具有一允许所述轴杆和所述可旋转部件在所述外壳内摆动的轴杆支撑系统。
36.根据权利要求35所述的输入设备，其特征在于，所述轴杆支撑系统具有一对固定架，每个所述固定架被设置成支撑所述轴杆的一部分，以及一弹性部件设置在每个所述固定架和所述外壳之间用以支撑所述外壳内所述固定架之一。
37.根据权利要求20所述的输入设备，其特征在于，所述滚轮装置具有一当所述可旋转部件相对所述开口横向移动时枢转的托架。
38.利用一种输入设备相对一显示屏滚动图像的一种方法，所述输入设备具有一外壳和一可相对于所述外壳旋转的部件，所述方法包括以下步骤：
在相对于所述可旋转部件旋转的平面内横向移动可旋转部件；以及
响应横向移动步骤滚动显示屏上的图像。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述横向移动可旋转部件的步骤包括在所述外壳的开口内滑动所述可旋转部件。
40.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述横向移动可旋转部件的步骤包括绕一平行于所述平面延伸的轴枢转可旋转部件的步骤。
41.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述横向移动可旋转部件的步骤包括在可旋转部件的表面施加压力的步骤。
42.根据权利要求所述38的方法，其特征在于，所述滚动的步骤包括响应于横向移动步骤的水平滚动；以及所述方法还包括响应于可旋转部件的旋转垂直滚动图像的步骤。
43.一种电子输入设备，具有相对于一显示屏在第一和第二相垂直的滚动方向上滚动图像的能力，包括：
一外壳；
一滚轮，可相对于外壳绕一轴旋转以使图像在第一方向上滚动，所述滚轮可相对于外壳移动使图像在垂直于第一方向的第二方向上滚动。
44.根据权利要求43所述的电子输入设备，还具有一当移动所述滚轮时使所述图像滚动的控制器。
45.根据权利要求43所述的电子输入设备，其特征在于，所述计算机输入设备是一个鼠标。
46.根据权利要求43所述的电子输入设备，其特征在于，所述计算机输入设备是一个键盘。
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