CN201107754Y

CN201107754Y - 方向选择装置

Info

Publication number: CN201107754Y
Application number: CNU2007201996693U
Authority: CN
Inventors: 张永欣; 林锡增
Original assignee: 张永欣
Current assignee: Tang Peilin
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2017-12-04

Abstract

一种方向选择装置，其包括：一基座，其是具有一中空的容置部的壳体结构，且顶端具有一垂直贯通该容置部的一开口；一弹性构件，其是一弹性结构体，且该弹性构件是周围固设于该基座对应该容置部的内表面；一移动件，其是设置于该弹性构件上的一柱状体，该移动件顶端贯穿该开口；一磁性组件，其是设置于该移动件底部且具有磁力场的组件；以及一磁力传感器，其是设置于对应该磁性组件底部的一磁力场分布感测装置。

Description

方向选择装置

技术领域

本实用新型是有关于一种方向选择装置，其特别是提供具有磁力场的操作机构以及感测该磁力场分布的装置，而以此提供具有方向选择的控制所需。

背景技术

现有方向选择装置是使用于计算机、手机、PDA等电子装置中，用以作为于光标控制的输入器或是作为选单式操作接口控制的输入器。通常这类方向选择装置一般的产品型态是鼠标、轨迹球或是电子装置上的方向键，且其是透过许多机械构造达到方向的选择与控制，以至于这样的方向选择装置体积较大，不利于目前电子产品可移植性以及小型化的需求。

另外，也有使用力回馈的方向选择装置，这类技术是透过使用者施加压力的方向，作为辨别输入方向的判断依据。然而，由于使用者必须非常灵敏地施加压力，才能灵活地操作方向控制，导致一般使用者不一定能适应这样的操作方式。

故本实用新型的实用新型发明人鉴于现有方向选择装置的缺点，乃急需发明一种新的方向选择装置。

实用新型内容

本实用新型主要提供一方向选择装置，其是利用磁力感测原理感测方向输入机构的位移方向以及位移量，使得可降低整体构件的体积。

本实用新型的另一目的是提供一具有开关装置的方向选择装置，其是该方向输入机构可选择该开关装置的触发与否，使得该开关装置的触发讯息可借以作为确认输入的控制讯息。

为达到上述目的，本实用新型主要是一种方向选择装置，其包括：一基座，其具有一中空的容置部的壳体结构，且顶端具有一垂直贯通该容置部的一开口；一弹性构件，其是一弹性结构体，且该弹性构件是周围固设于该基座对应该容置部的内表面；一移动件，其是设置于该弹性构件上的一柱状体，该移动件顶端贯穿该开口；一磁性组件，其是设置于该移动件底部且具有磁力场的组件；以及一磁力传感器，其是设置于对应该磁性组件底部的一磁力场分布感测装置。

前述的弹性构件也可是一橡胶材质所形成的弹性结构，借以限制该移动件处于该第一状态位置或该第二状态位置。

前述的磁力传感器进一步包括多个霍尔组件，这些霍尔组件是以特定的布置方式设置于一电路板中，且该磁力讯号处理装置可以是一芯片的电路型态并设置于该电路板中。

前述本实用新型的方向选择装置可进一步包括一接口装置，该接口装置是电气连接该磁力讯号处理装置的一数据传输接口，并依据一数据传输协议转换该磁力讯号处理装置所输出的电气数据，且输出以该数据传输协议定义的电气数据。

前述本实用新型的方向选择装置可进一步包括一开关装置，该开关装置是一按压式的触发讯号产生装置，且该开关装置是可设置于对应该移动件的位移路径处，并由该移动件选择该开关装置为触发状态或非触发状态，且该开关装置是设置于该电路板并对应该移动件的位移路径。另外，该方向选择装置中的弹性构件的弹性变形方向包括垂直方向，且该弹性构件垂直方向的容许弹性变形量足以让该方向选择装置的移动件的位移路径接触并触发该开关装置。

前述的磁力讯号处理装置输出对应该移动件位移的电气数据。

因此，本实用新型的有益效果在于：可降低该方向选择装置整体构件的体积；该方向选择装置提供该开关装置的触发讯息作为确认输入的控制讯息；以及该方向选择装置可修正方向输入机构所造成的初始误差，使得方向输入的讯息可以更稳定。

为使熟悉该项技艺人士了解本实用新型的目的、特征及功效，现通过下述具体实施例，并配合附图，详加说明如后。

附图说明

图1显示本实用新型的方向选择装置的使用示意图；

图2显示本实用新型的方向选择装置的立体视图；

图3显示本实用新型图2的I-I断面的剖视图；

图4本实用新型的方向选择装置图3实施例的另一状态的剖视图；

图5是本实用新型的方向选择装置的动作示意图；以及

图6是本实用新型的方向选择装置另一实施例的局部组件立体图。

图中

1方向选择装置

11基座，11a容置部，11b开口，11c阻挡面，12电路板，13弹性构件，13′弹性构件，14移动件，14a接触表面，14b凸缘，15磁性组件，16磁力传感器，16a霍尔组件，17磁力讯号处理装置，18开关装置，18a压掣部，19接口装置，19a连接器

2电子装置，100第一状态，200第二状态

具体实施方式

请参考图1所显示，其是本实用新型的方向选择装置的使用示意图。本实用新型的方向选择装置1是可设置于一电子装置2，并可透过操作该方向选择装置1而输入方向选择讯号，借以进行该电子装置2的操作。

请进一步参考图2以及图3所显示，图2是本实用新型的方向选择装置的立体视图，且图3是本实用新型图2的I-I断面的剖视图。前述的方向选择装置1中包括一基座11、一电路板12、一弹性构件13、一移动件14、一磁性组件15、一磁力传感器16以及一磁力讯号处理装置17。其中该基座11是一环状的中空壳体结构，且具有一容置部11a用以容置该移动件14以及限制该移动件14的移动范围，该基座11的顶端具有一垂直贯通该容置部11a的一开口11b，该容置部11a的径向尺寸大于该开口11b的径向尺寸，该基座11对应该容置部11a的内周围表面定义为一阻挡面11c；该电路板12设置于该基座11中，并位于该容置部11a下方；该弹性构件13是一弹性结构体，且该弹性构件13周围固设于该基座11对应该容置部11a的内表面，该弹性构件13可以是由机构形态构成具有水平弹性作用的机构，或是由一弹性膜水平设置于该基座11的容置部11a下方与该电路板12)之间，使得使用者未推移该移动件14时，该移动件14处于一平衡位置；该移动件14是设置于该弹性构件13上的一柱状体，该移动件14顶端贯穿该开口11b，且该移动件14顶端略小于该开11b，该移动件14顶端表面定义为一接触表面14a，该移动件14底部具有沿径向延伸的一凸缘14b，该凸缘14b略小于该容置部11a并限制于该容置部11a中，该接触表面14a用以提供使用者接触并推移该移动件14，使得该移动件14在该容置部11a与该开口11b中产生位移；该磁性组件15是设置于该移动件14底部的具有磁力场的组件；该磁力传感器16设置于该电路板12，且可将该磁性组件15的磁力场移动方向转换为对应的电气信息；以及该磁力讯号处理装置17是设置于该电路板12的一电子运算装置，并可依据该磁力传感器16所输出的电气信息，以将该磁力传感器16所感测的磁力场分布数据转换为一对应该移动件14的位移的向量数据输出。

前述的弹性构件13可以是一橡胶或具有适当弹性力的材质所构成，且该移动件14可设置于该弹性构件13的中央处，使得该移动件14通常处于该弹性构件13的中央平衡位置处。若使用者透过推移该移动件14的接触表面14a而导致该移动件14移动时，该弹性构件13会发生弹性变形，且当使用者释放该移动件14后，该弹性构件13会回复至起始的平衡状态，而带动该移动件14回到该弹性构件13的中央平衡位置处。

具体来说，前述磁力传感器16可以包括多个霍尔组件16a，这些霍尔组件16a是以特定的布置方式设置于一电路板(12)中，且前述的磁力讯号处理装置17也是设置于该电路板12中。其中，这些霍尔组件16a分别是一具有霍尔效应的半导体组件，该电路板12电气连接这些霍尔组件16a与该磁力讯号处理装置17并固设之，使得这些霍尔组件16a分别对应所感测的磁力场输出电气讯息并可传输至该磁力讯号处理装置17，各个霍尔组件16a所输出的电气讯息的整合是可对应该磁力场的分布数据。

请再次参考图3所显示，本实用新型的方向选择装置是进一步包括一开关装置18，该开关装置18是一按压式的触发讯号产生装置，且该开关装置18是可设置于前述磁力传感器16中的电路板12并对应该移动件14。其中该方向选择装置1中的弹性构件13的容许弹性变形方向包括垂直方向，且该弹性构件13垂直方向的容许弹性变形量足以使得该方向选择装置1的移动件14底部接触并触发该开关装置18。具体来说，前述实施例实际上是可按压该移动件14使得该移动件14触发该开关装置18，且一般可将这样的机制作为该作业单元中确认讯息(enter)的触发讯号。另外，该开关装置18顶端可进一步具有一压掣部18a，该压掣部18a接触于该弹性构件13底面，并对应该移动件14底端。因此，当该移动件14受到按压时，可确保该移动件14底端对应的弹性构件13底面区域可以按压到该压掣部18a，并由该压掣部18a推动该开关装置18，而使得该开关装置18被触动。

请再次参考图3所显示，本实用新型的方向选择装置进一步包括一接口装置19，该接口装置19是一电气连接该电路板12的电气接口，并具有特定的通讯协议，同时可作为该电路板12讯号传输接口或电力传输接口。具体来说，该接口装置19可以是一通用串行传输协议(USB)的接口，且可进一步包括一连接器19a，该连接器19a是通用串行传输协议所定义的连接器结构。因此，本实用新型的方向选择装置1可透过该接口装置19进行讯号的传输或电力的传输，以及可利用该连接器19a电气连接到具有对应的通讯接口的电气装置。

请进一步参考图4以及图5所显示，图4是本实用新型的方向选择装置图3实施例的另一状态的剖视图，图5是本实用新型的方向选择装置的动作示意图。基于前述本实用新型方向选择装置的实施例，当处于起始平衡位置而定义为第一状态100的该移动件14被推移，直到停止位置且定义为第二状态200的该移动件14时，这些霍尔组件16a会分别感测该移动件14底部的磁性组件15所产生的磁力场，该磁性组件15所产生的磁力场分布会使得各个霍尔组件16a感测到不同强度的磁力作用，且使得各个霍尔组件16a分别对应所感测的磁力场强度而输出一对应的电气讯息。接着，该磁力讯号处理装置17则可将这些霍尔组件16a所输出的电气讯息转换为对应该移动件14的位移的数据讯息输出。

再者，前述本实用新型方向选择装置的实施例中，当处于起始平衡位置而定义为第一状态100的该移动件14时，这些霍尔组件16a会分别感测该移动件14底部的磁性组件15所产生的磁力场，该磁性组件15所产生的磁力场分布会使得各个霍尔组件16a感测到不同强度的磁力作用，且使得各个霍尔组件16a分别对应所感测的磁力场强度而输出一对应的电气讯息。该磁力讯号处理装置17可在该移动件14处于第一状态时，将这些霍尔组件16a所输出的电气讯息转换为对应该移动件14的位移的数据讯息输出，并定义为起始位置。具体来说，该磁力讯号处理装置17可将第二状态200的移动件14的坐标位置减去第一状态100的移动件14的坐标位置，而获得一向量数据，且此向量数据的方向是该移动件14的平移方向，此向量数据的长度是该移动件14的平移距离。在实际的应用中，该作业单元可对应此向量数据的方向而决定该作业单元的操作系统中的光标移动方向，且该作业单元可对应此向量数据的长度而决定该作业单元的操作系统中的光标移动速率。另外，透过撷取该移动件14的平移向量数据，可以去除该方向选择装置1中因为机构变形造成讯号误差所导致的讯号漂移。尤其是该弹性构件13发生局部永久变形时，透过撷取该移动件14的平移向量数据，使得在使用者未推移该移动件14的状况下，该移动件14的平移向量数据的方向与长度皆为零，本实用新型的方向选择装置不会产生错误的方向输入讯息。

前述的磁力讯号处理装置17可以为一芯片的电路型态，且该磁力讯号处理装置17所输出的该移动件14位移数据讯息可以包括该移动件14的位移方向。该磁力讯号处理装置17所输出的该移动件14位移数据讯息亦可以是一位移向量数据，并包括该移动件14的位移方向以及位移量。

另外，该接口装置19是一数据传输接口，用以将该磁力传感器16的磁力讯号处理装置17所输出的向量数据转换为特定的数据传输协议，并输出至该电子装置2；以及该电子装置2是一电子系统，且该接口装置19将该磁力传感器16所输出的向量数据传输至该电子装置2时，该电子装置2可执行一对应的数据运算，并产生一输出信息。

具体来说，该电子装置2可以是个人计算机，且前述的磁力讯号处理装置17所输出的向量数据所包含的该移动件14位移方向，是可提供该作业单元控制窗口化操作系统中的光标依据此位移方向移动。另外，前述的磁力讯号处理装置17所输出的向量数据所包含的该移动件14位移量，是可提供该电子装置2控制窗口化操作系统依据此位移量而决定该光标的移动速率。

前述的电子装置2可以是各种电子装置，且该磁力传感器16所提供的向量数据是提供该作业单元进行对应的演算程序，使得该方向选择装置1的操作，配合该磁力传感器16的数据回馈，而可等同于一般电子装置所使用的鼠标、方向键或任何提供方向选择的装置。

请参考图6所显示，其是本实用新型的方向选择装置另一实施例的局部组件立体图。前述实施例中，该弹性构件13是可由另一弹性构件13′所取代，且该弹性构件13′是由数个沿径向延伸的杆状弹性结构体，且该弹性构件13′的机构形态是具有水平以及垂直弹性作用的机构，该弹性构件13′的周边可固设于该基座11的容置部11a中，使得使用者未推移该移动件14时，该移动件14是处于一平衡位置。

前述的弹性构件13′可以是一橡胶或具有适当弹性力的材质所构成，且该移动件14是设置于该弹性构件13′的中央处，使得该移动件14通常是处于该弹性构件13′的中央平衡位置处。

以上已将本实用新型作一详细说明，只是以上所述者，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，不能限定本实用新型实施的范围。即凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims

1、一种方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置包括：

一基座，其系具有一中空的容置部的壳体结构，且顶端具有一垂直贯通该容置部的一开口；

一弹性构件，其是一弹性结构体，且该弹性构件是周围固设于该基座对应该容置部的内表面；

一移动件，其是设置于该弹性构件上的一柱状体，该移动件顶端贯穿该开口；

一磁性组件，其是设置于该移动件底部且具有磁力场的组件；以及

一磁力传感器，其是设置于对应该磁性组件底部的一磁力场分布感测装置。

2、如权利要求1所述的方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置进一步包括一电路板，该电路板设置于该基座底部并对应该移动件。

3、如权利要求2所述的方向选择装置，其特征在于，该磁力传感器进一步包括多个霍尔组件，这些霍尔组件布置于该电路板中。

4、如权利要求2所述的方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置进一步包括一磁力讯号处理装置，且该磁力传感器与该磁力讯号处理装置设置于该电路板中，该磁力传感器电气连接该磁力讯号处理装置，该磁力讯号处理装置转换该磁力传感器所感测的磁力场分布数据并输出一对应该移动件位移的电气数据。

5、如权利要求4所述的方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置进一步包括一接口装置，该接口装置电气连接该磁力讯号处理装置的一数据传输接口，并依据一数据传输协议转换该磁力讯号处理装置所输出的电气数据，且输出以该数据传输协议定义的电气数据。

6、如权利要求5所述的方向选择装置，其特征在于，该接口装置是具有特定的通讯协议的讯号传输接口以及电力传输接口。

7、如权利要求6所述的方向选择装置，其特征在于，该接口装置是符合通用串行传输协议的接口，并进一步包括一连接器，该连接器是通用串行传输协议所定义的连接器结构。

8、如权利要求1所述的方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置进一步包括一开关装置，该开关装置是一按压式的触发讯号产生装置，且该开关装置可设置于对应该移动件的位移路径处，并由该移动件选择该开关装置为触发状态或非触发状态。

9、如权利要求8所述的方向选择装置，其特征在于，该方向选择装置进一步包括一电路板，该电路板设置于该基座底部并对应该移动件；该磁力传感器进一步包括多个霍尔组件，这些霍尔组件布置于该电路板中；以及该开关装置是设置于该电路板并对应该移动件的位移路径，且该弹性构件垂直方向的容许弹性变形量是足以让该方向选择装置的移动件的位移路径接触并触发该开关装置。

10、如权利要求1所述的方向选择装置，其特征在于，该弹性构件是一橡胶材质所构成的弹性结构。

11、如权利要求10所述的方向选择装置，其特征在于，该弹性构件是一薄膜体结构。

12、如权利要求1所述的方向选择装置，其特征在于，该弹性构件包括数个沿径向延伸的杆状弹性结构体，且该弹性构件的机构形态是具有水平以及垂直弹性作用的机构，该弹性构件的周边是固设于该基座的容置部中。