CN201535896U

CN201535896U - 滚轮装置

Info

Publication number: CN201535896U
Application number: CN2009202183463U
Authority: CN
Inventors: 张志成
Original assignee: Primax Electronics Ltd
Current assignee: Primax Electronics Ltd
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-10-13

Abstract

本实用新型涉及一种滚轮装置，用于电子输入设备中，包括可转动的滚轮及磁阻传感器，该滚轮上分布有磁性件，该磁性件产生径向磁场与切向磁场，且该磁阻传感器位于包含与该滚轮偏置的一位置，且可以响应该径向磁场或该切向磁场。本实用新型的滚轮装置具有机构设计较为灵活、成本较低等优点。

Description

滚轮装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子输入设备领域，尤其涉及一种用于鼠标等电子输入设备的滚轮装置。

背景技术

鼠标是计算机的重要输入设备，几乎所有的计算机都配备了鼠标，人们可以利用鼠标的按键进行网页的点选，还可以利用左右键之间的滚轮进行翻页动作等。现有的鼠标的滚轮通常采用两种方式产生开启(或导通)及关闭(开路)动作从而达到某种特定的鼠标响应功能。

其中一种方式是利用磁簧开关，即以磁铁来吸引磁簧管内的金属弹片接合在一起产生开关的导通动作，该种方式由于必须以高硬度的材料来支撑弹片，因此往往占用的体积较大；且使用金属弹片的接触来产生开关的导通动作，噪声较大且容易产生元件磨损问题，从而影响元件的寿命；另外，该种方式需要有较强的磁力才能足够将磁簧管内的弹片吸引接合在一起，因此，必须使用磁力较强的磁铁，以致增加了产品的成本。

另一种方式是采用霍尔感应元件进行感应，即以磁铁让霍尔感应元件作感应而产生导通及开路动作，如图1所示即为霍尔感应元件的感应区域示意图，其中，磁性件42，例如磁铁，设置于霍尔感应元件40的正上方，且必须保持磁性件42的磁力线421(以分布于一共面的磁力线表示之)垂直霍尔感应元件40的表面以相对于磁性件42的径向磁场响应，如此霍尔感应元件40方可位于霍尔感应元件40与磁性件42之间的感应区域50内。由于霍尔感应元件40对于磁场的感应具有方向性，使用霍尔感应元件40的滚轮磁力感应件往往只能摆放在垂直且经过滚轮径向方向的位置上，因此，限制了磁力感应件的摆放方向从而影响了鼠标的机构设计方式，且采用霍尔感应元件需要额外的感应放大电路放大信号，从而也导致了感应线路设计成本的增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，而提供一种机构设计方式更灵活的非接触式的用于电子输入设备的滚轮装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种滚轮装置，用于电子输入设备中，包括可转动的滚轮及磁阻传感器，该滚轮上有磁性件，该磁性件产生径向磁场与切向磁场，该磁阻传感器位于包含与该磁性件偏置的位置，且响应该径向磁场或该切向磁场。

该电子输入设备为鼠标、键盘或遥控器。

该电子输入设备还包括印刷电路板及设置在该印刷电路板上的微处理器，该微处理器与该磁阻传感器连接，以对该磁阻传感器的输出信号进行处理。

该磁性件包括一设置于该滚轮的一径面的磁铁。

该磁性件包括多个均设置于该滚轮的一径面且间隔地分布于该径面上的磁铁。

该磁性件包括多个设置于该滚轮的一径面且连续地分布于该径面上的磁铁。

该磁阻传感器设于垂直且经过滚轮径向方向的位置上。

该磁阻传感器设于与滚轮的一径面平行且对准该滚轮的一转轴位置上。

该磁阻传感器设于垂直且偏离该滚轮径向方向的位置上。

该磁阻传感器设于与滚轮的一径面平行且偏置该滚轮的转轴位置上。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型采用磁阻传感器对滚轮上的磁性件进行传感，与滚轮无接触，不会有与滚轮的摩擦声音，且磁阻传感器与传统的霍尔感应元件相比，该感应方向受磁性件极性的限制较小，所以该滚轮装置在配置磁性件及磁阻传感器时无需刻意安排磁性件的极性位置，而可感应磁性件的顺时针或逆时针转动从而感应滚轮的顺时针或逆时针转动，因此，滚轮装置的机构设计方式更加灵活；另外，该磁阻传感器集CMOS传感器和磁阻元件于一体，无需额外的感应放大电路，成本较低，且感应也较灵敏，因此，滚轮装置的反应速度也较快。

附图说明

图1为霍尔感应元件的感应区域原理示意图；

图2为本实用新型滚轮装置的磁性件与磁阻传感器的位置关系与切向磁场示意图；

图3为本实用新型滚轮装置的磁性件与磁阻传感器的位置关系与径向磁场示意图；

图4为本实用新型滚轮装置的磁性件与磁阻传感器的另一位置关系与径向磁场示意图；

图5为本实用新型滚轮装置的磁性件与磁阻传感器的位置关系空间示意图；

图6为本实用新型滚轮装置第一较佳实施例的部分元件配置关系的侧面示意图；

图7为本实用新型滚轮装置第二较佳实施例的部分元件配置关系的侧面示意图；

图8为本实用新型滚轮装置第三较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图9为本实用新型滚轮装置第四较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图10为本实用新型滚轮装置第五较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图11为本实用新型滚轮装置第六较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图12为本实用新型滚轮装置第七较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图13为本实用新型滚轮装置第八较佳实施例的滚轮的磁性件配置的侧面示意图；

图14为本实用新型滚轮装置的磁阻传感器侦测旋转体位置时的磁阻传感器信号输出示意图；

图15为本实用新型滚轮装置的磁阻传感器侦测旋转体转动角度的磁阻传感器信号输出示意图；

图16为本实用新型滚轮装置的滚轮与磁阻传感器的空间位置示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对本实用新型的滚轮装置加以进一步说明。

根据图2、图3与图4所示，本实用新型滚轮装置使用磁阻传感器14(磁阻传感器芯片)取代传统的霍尔感应元件。根据磁阻传感器14的特性，对于同一磁性件16(磁铁)，可从不同的配置产生感应。参照图2，磁性件16配置于磁阻传感器14的正上方，且磁性件16的南(S)北极(N)并列于磁阻传感器14上以产生相对于磁性件16的切向磁场，磁阻传感器14位于两者之间的感应区域52。参照图3与图4，磁性件16配置于磁阻传感器14的上方但偏置的位置上，且其南北极叠置于磁阻传感器14上以产生相对于磁性件16的径向磁场，磁阻传感器14仍可位于两者之间的感应区域52。根据上述并与图1比较，本实用新型的磁阻传感器14与磁性件16可感应的位置关系相比于传统的霍尔元件40，与磁性件16的可感应位置关系不同。根据图5所示，以空间轴系统说明，磁性件16置于空间中，感应区域分别到达X-Y、Y-Z与X-Z平面，本实用新型滚轮装置的磁阻传感器14(磁阻传感器芯片)除了可设置在垂直且经过具有磁性件16的滚轮径向方向的位置上，还可设置在其它可受滚轮上的磁性件16感应的位置，即具有磁性件16的滚轮径面、切面方向与其它偏置位置。

本实用新型的滚轮装置适用于各种需要使用按键开关功能的电子输入设备，如鼠标、键盘及遥控器等，用于如鼠标的翻页，键盘音量键的调整等。如图6所示，其为本实用新型滚轮装置第一较佳实施例的部分元件配置关系的侧面示意图。电子输入设备100为连接一计算机的鼠标，其包括滚轮装置10、微处理器20和印刷电路板(PCB)30。滚轮装置10包括滚轮12及磁阻传感器14，滚轮12可绕转轴122转动，且转轴122与印刷电路板30平行。滚轮12可为圆片、圆盘、圆柱或圆球状的任意一种，也可为非圆状，在本较佳实施例中，滚轮12为圆盘状。滚轮12的周面分布有磁性件16，在本较佳实施例中，磁性件16采用磁铁。

磁阻传感器14(MR Sensor IC)，其设置在滚轮12下方，并与微处理器20连接，且设置在印刷电路板30上受磁性件16感应的位置，在本较佳实施例中，磁阻传感器14设置在滚轮12的正下方，微处理器20也设置在印刷电路板30上。该磁阻传感器为单一整体的IC(集成电路)芯片，集成CMOS传感器和磁阻元件于一体，且内置有感应放大电路。因此，相比于现有技术采用霍尔元件感应的滚轮装置，无需在印刷电路板30上设置额外的感应放大电路，成本较低，且该种磁阻传感器通过将CMOS的IC芯片与磁阻元件的原片体结合为一体，可得到更小的体积，使滚轮装置10的印刷电路板30有更大的设计空间。

再者，本实用新型采用的磁阻传感器与霍尔感应元件相比，其对磁性件16的感应区域较大，因此可将磁阻传感器14设置于与滚轮12径面平行的位置上(可经过或不经过转轴，即设置在经过转轴或偏置转轴的位置)，或设在与滚轮12径面垂直的位置(可经过或不经过转轴，即设置在经过转轴或偏置转轴的位置)，如图5所示将水平面的磁阻传感器14沿该水平面移动适当位置或将垂直面的磁阻传感器14沿该垂直面移动适当位置时，磁阻传感器14均可受到感应。图7所示为本实用新型滚轮装置第二较佳实施例的部分元件配置关系的侧面示意图，其中转轴122垂直于印刷电路板30，其它元件的配置可与图6类似，在此不再赘述。

可以理解的，因本实用新型采用磁阻传感器，其感应区域较传统霍尔元件广，因此，滚轮12上的磁性件16的配置还可有不同的方式，但达到感应的目的。如图8、图9、图10、图11、图12与图13所示为滚轮上的磁性件16的配置侧面示意图，图8与图9中配置单一磁性件16于滚轮12上的任一位置，且磁性件16的两极位于相同径长的径面上。图10中多个磁性件16间隔配置于相近径长的径面上，且磁性件16的两极位于相同径长的径面上；图11中多个磁性件16连续地配置于相近径长的径面上，且磁性件16的两极位于相同径长的径面上；图12中多个磁性件16连续地或间隔地配置于不同径长的径面上，且磁性件16的两极位于相同径长的径面上；图13中单一磁性件16配置于径面上，且磁性件16的两极位于不同径长的径面上。其次，虽然图8、图9、图10、图11、图12与图13所示的磁阻传感器14是对于磁性件16的径向磁场作响应，但如图2所表示，上述的磁性件16配置还可根据磁阻传感器14响应磁性件16的切向磁场的位置关系。

下面举例说明本实用新型的磁阻传感器用于侦测滚轮12转动信息(包括转动的位置及转动角度等)的基本原理。本实用新型的磁阻传感器不仅可侦测旋转体的转动位置，还可以侦测旋转体的转动角度、转动频率、角速度等。续参照图14所示，当需要侦测旋转体的位置时，首先确定需要侦测的位置，然后使用至少一个磁铁将该区域磁化，之后再使用该磁阻传感器进行感应侦测。如图14所示，当旋转体上设置一个磁铁时，每转动一周，该磁阻传感器输出一个脉冲信号，再根据该脉冲信号经由微处理器20作进一步的处理以获得所需的转动位置信息。其次，若本实用新型的磁阻传感器侦测旋转体的转动角度时，则磁阻传感器信号输出示意图如图15所示，当旋转体上设置一个磁铁时，每转动交替以南极或北极接近磁阻传感器时，该磁阻传感器输出一个脉冲信号，再根据该脉冲信号经由微处理器20作进一步的处理以获得所需的转动角度信息。

总而言之，在本较佳实施例中，磁阻传感器14通过采用磁阻传感器与滚轮12上的磁性件16进行感应，从而获得用于指示滚轮转动信息的输出信号，通过微处理器20进行处理从而指示与鼠标连接的计算机进行相应的操作(如翻页操作)。

如图16所示，上述滚轮装置10的结构设计简单，磁阻传感器14与滚轮12无接触，因此，不会有与滚轮12的摩擦声音，滚轮装置10的寿命较长；且与传统的霍尔感应元件相比，由于采用磁阻传感器进行感应，磁阻传感器的感应较为灵敏，滚轮12的反应速度较快，且磁阻传感器的感应方向受磁性件16极性的限制较小，所以在配置磁性件16及磁阻传感器14时无需刻意安排磁性件16的极性位置，即可感应磁性件16的顺时针或逆时针转动，从而感应滚轮12的顺时针或逆时针转动滚轮，因而可使滚轮装置10的机构设计方式更加灵活。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的申请专利范围，因此凡其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本实用新型的申请专利范围内。

Claims

1.一种滚轮装置，用于电子输入设备中，包括可转动的滚轮及磁阻传感器，该滚轮上有磁性件，其特征在于：该磁性件产生径向磁场与切向磁场，该磁阻传感器位于包含与该磁性件偏置的位置，且响应该径向磁场或该切向磁场。

2.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该电子输入设备为鼠标、键盘或遥控器。

3.如权利要求1或2所述的滚轮装置，其特征在于：该电子输入设备还包括印刷电路板及设置在该印刷电路板上的微处理器，该微处理器与该磁阻传感器连接，以对该磁阻传感器的输出信号进行处理。

4.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁性件包括一设置于该滚轮的一径面的磁铁。

5.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁性件包括多个均设置于该滚轮的一径面且间隔地分布于该径面上的磁铁。

6.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁性件包括多个设置于该滚轮的一径面且连续地分布于该径面上的磁铁。

7.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁阻传感器设于垂直且经过滚轮径向方向的位置上。

8.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁阻传感器设于与滚轮的一径面平行且对准该滚轮的一转轴位置上。

9.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁阻传感器设于垂直且偏离该滚轮径向方向的位置上。

10.如权利要求1所述的滚轮装置，其特征在于：该磁阻传感器设于与滚轮的一径面平行且偏置该滚轮的转轴位置上。