TW202411820A

TW202411820A - 滑鼠裝置

Info

Publication number: TW202411820A
Application number: TW111133473A
Authority: TW
Inventors: 蘇春男; 吳俊哲; 祝君臨; 黃仕安; 謝明皓; 蔡勝安; 鄭力魁
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Filing date: 2022-09-04
Publication date: 2024-03-16

Abstract

本發明提供一種滑鼠裝置，包括：滾輪控制機構、轉速偵測單元及控制單元。所述控制單元電性連接於滾輪控制機構的磁力模組及轉速偵測單元，且控制單元可以不同方向的電流驅動磁力模組，使滾輪控制機構可於不同的轉動模式間進行切換。

Description

滑鼠裝置

本發明係關於一種輸入裝置，尤指一種應用滑鼠裝置。

滑鼠，係用於控制電腦螢幕上的游標並藉此對電腦進行操作。自1968年美國製作出了全世界第一隻滑鼠後，之後無論是文書處理、電玩競賽、工業製圖、設計製圖或媒體製作，滑鼠已經成為電腦設備中不可或缺的一部份。

通常來說，滑鼠的操作介面包括：左、右鍵以及滾輪。為了提升滑鼠滾輪操作時的便利性及舒適度，於現有技術中，如於台灣專利公告第I448928號中提出一種輸入裝置之滾輪模組，其係於滾輪的溝槽或中空槽中設置一到二種不同的齒狀表面，再利用擺臂觸碰齒狀表面中之一者，而讓滾輪於轉動時產生不同的段落感；或如台灣專利公告第M498914號中提出一種滑鼠之飛梭滾輪模組，其係於滾輪裝置內設置一齒狀部及一抵制桿，且抵制桿可受到扭力彈簧彈性抵頂而貼靠在齒狀部之上，使用者可操作與抵制桿連動的按鈕件，讓滾輪在快速飛梭模式或一般滾輪模式之間進行切換。

由前述內容可知，現有技術多是以接觸式的干涉方法讓滾輪產生較多的段落感，但此種設計往往無法即時地進行轉動模式的切換。且經長時間的使用後，接觸式的干涉方法可能會讓滾輪模組耗損，導致滾輪模組於轉動時無法再產生相應的段落感。

是以，如何提供一種可快速切換滾輪模組之轉動模式的滑鼠裝置，並降低滾輪模組的耗損，為本發明欲解決的技術課題。

本發明之主要目的，在於提供一種可快速切換滾輪模組之轉動模式的滑鼠裝置，且可有效降低滾輪模組的耗損。

為達前述之目的，本發明提供一種滑鼠裝置，包括：滾輪控制機構，包括：支撐基座，具有相結合的第一支撐部及第二支撐部；滾輪模組，可轉動地設置於第一支撐部，包括：滾輪本體，具有轉軸；金屬棘輪，連接於轉軸而可與滾輪本體同步地轉動；磁力模組，安裝於第二支撐部，包括：二個導磁元件，各導磁元件具有相對的第一端及第二端，第一端對應於金屬棘輪的側緣；磁性元件，設置於二個導磁件之間，且鄰近第一端；以及線圈磁鐵，設置於二導磁件的第二端之間；轉速偵測單元，配置於滾輪本體相對於金屬棘輪的另一側，用於偵測滾輪本體的轉速；以及控制單元，電性連接於該線圈磁鐵及該轉速偵測單元；其中，當控制單元以第一方向電流驅動線圈磁鐵時，線圈磁鐵與磁性元件呈同性極相對時，第一端產生磁吸力而可吸引金屬棘輪，使滾輪本體於轉動時產生段落感，當控制單元以第二方向電流驅動線圈磁鐵時，線圈磁鐵與磁性元件呈異性極相對時，第一端的磁吸力衰弱，使滾輪本體於轉動時不產生段落感。

於上述較佳實施方式中，其中控制單元具有韌體，韌體內包括轉速閥值。

於上述較佳實施方式中，其中當轉速低於轉速閥值時，控制單元以第一方向電流驅動線圈磁鐵，當轉速高於轉速閥值時，控制單元以第二方向電流驅動線圈磁鐵。

於上述較佳實施方式中，其中金屬棘輪的側緣具有環齒結構，環齒結構包括交錯設置的多個凸部及多個個凹部。

於上述較佳實施方式中，其中第一端具有爪型結構，爪型結構係對應於凸部。

於上述較佳實施方式中，其中導磁元件為矽鋼片。

於上述較佳實施方式中，其中磁性元件為強力磁鐵。

於上述較佳實施方式中，其中線圈磁鐵包括：線圈座、多個線圈及弱磁金屬磁鐵，弱磁金屬磁鐵設置於線圈座之中，線圈纏繞於線圈座表面。

於上述較佳實施方式中，其中控制單元使第一方向電流或第二方向電流通過線圈，以轉換弱磁金屬磁鐵的磁場方向。

於上述較佳實施方式中，其中弱磁金屬磁鐵為鋁鎳鈷磁鐵。

於上述較佳實施方式中，其中第二支撐部包括安裝槽及用於覆蓋於安裝槽之上的蓋板，磁力模組設置於安裝槽中。

於上述較佳實施方式中，其中安裝槽包括第一凹部、第二凹部、上連通凹部及下連通凹部，上連通凹部及下連通凹部設置於安裝槽相對兩側，並連通第一凹部及第二凹部。

於上述較佳實施方式中，其中二個導磁元件分別配置於上、下連通凹部之中，第一端穿出安裝槽並靠近金屬棘輪的側緣，磁性元件配置於第一凹部之中，線圈磁鐵配置於第二凹部之中。

於上述較佳實施方式中，其中控制單元為：快閃記憶體、電子抹除式可複寫唯讀記憶體或可程式化唯讀記憶體體。

於上述較佳實施方式中，其中支撐基座進一步包括固定部，固定部鄰接第一支撐部。

本發明的有益效果在於，所提供之滑鼠裝置可利用具有固定磁場方向的磁性元件及可轉換磁場方向的線圈磁鐵，以非接觸的方式調整滾輪模組轉動的模式，使滾輪模組的滾輪本體於轉動時產生無段落感或多重段落感。而相較於傳統以接觸式之干涉方法調整滾輪轉動模式的設計，非接觸式的磁力模組除了可以更加快速地切換滾輪的轉動模式外，亦可有效降低滾輪模組的耗損。

本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。

首先，請參閱圖1A、圖1B及圖1C所示。圖1A係為本發明所提供之滾輪控制機構的立體示意圖；圖1B係為本發明所提供之滾輪控制機構的立體分解圖；圖1C係為本發明所提供之線圈磁鐵的剖面圖。所述滾輪控制機構RS包括：支撐基座10、滾輪模組20、磁力模組30及轉速偵測單元40。

所述支撐基座10具有相結合的第一支撐部11、第二支撐部12及固定部13，其中，滾輪模組20及磁力模組30分別安裝於第一支撐部11及第二支撐部12之上。

接著，請參閱圖1B。所述第一支撐部11具有一個凹槽111及位於凹槽111之側壁上相對設置的二個軸樞孔112。所述滾輪模組20包括滾輪本體21及金屬棘輪22，其中，滾輪本體21具有轉軸211，而金屬棘輪22則設置於滾輪本體21的一側，並連接於轉軸211而可與滾輪本體21同步地進行轉動。於本實施例中，金屬棘輪22的側緣具有環齒結構221，且環齒結構221包括交錯設置的多個凸部2211及多個凹部2212。

所述凹槽111用於容置部分的滾輪模組20，而滾輪模組20則是利用轉軸211穿套於軸樞孔112之中，使滾輪模組20可轉動地設置於第一支撐部11之上。另一方面，所述轉速偵測單元40配置於滾輪本體21相對於金屬棘輪22的另一側。所述轉速偵測單元40可用於偵測滾輪本體21的轉速，並輸出相應的控制訊號，在一些可能的實施方式中，轉速偵測單元40亦可安裝於第一支撐部11之上，或是於滑鼠裝置之主電路板上設置其它支撐結構來裝設轉速偵測單元40。

所述第二支撐部12具有安裝槽121及用於覆蓋安裝槽121的蓋板122，其中，安裝槽121可用於容置磁力模組30。於本實施例中，安裝槽121中包括相鄰設置的第一凹部1211及第二凹部1212、相對設置的上連通凹部1213及下連通凹部1214。於本實施例中，上連通凹部1213及下連通凹部1214分別設置於安裝槽121上下兩側，並連通第一凹部1211及第二凹部1212。

所述磁力模組30包括：磁性元件31、線圈磁鐵32及二個導磁件33、34。所述磁性元件31為強力磁鐵，其具有N磁極端311及S磁極端312。所述線圈磁鐵32包括：線圈座321、弱磁金屬磁鐵322(如圖1C所示)及多個線圈323，其中，弱磁金屬磁鐵322為鋁鎳鈷磁鐵，並設置於線圈座321之中，且弱磁金屬磁鐵322具有相對的第三端3221及第四端3222。另一方面，線圈323則是纏繞於線圈座321的表面。所述二個導磁元件33、34為矽鋼片，其分別具有相對的第一端331、341及第二端332、342，其中，第一端331、341分別具有爪型結構3311、3411。

所述磁性元件31設置於二個導磁件33、34之間，且鄰近第一端331、341；所述線圈磁鐵32則是設置於二導磁件33、34的第二端332、342之間。於本實施例中，所述二個導磁件33、34分別配置於上連通凹部1213及下連通凹部1214之中，且第一端331、341可穿出安裝槽121並靠近金屬棘輪22側緣上的環齒結構221；所述磁性元件31配置於第一凹部1211之中，且N磁極端311及S磁極端312分別貼靠於導磁件33、34之上；所述線圈磁鐵32配置於第二凹部1212之中，且弱磁金屬磁鐵322的第三端3221及第四端3222分別貼靠於導磁件33、34之上。

所述固定部13用於將滾輪控制機構RS固定於滑鼠裝置的殼體或主電路板之上。於本實施例中，固定部13鄰接第一支撐部11，且固定部13具有鎖固孔131，而可將鎖固件，例如螺絲(未示於圖中)，穿設於鎖固孔131之中，以將固定部13螺固於滑鼠裝置的殼體(未示於圖中)或主電路板(未示於圖中)之上。

請參閱圖2所示，圖2係為本發明所提供之滑鼠裝置的系統方塊圖。所述滑鼠裝置1具有控制單元90，且控制單元90分別電性連接於控制機構RS(如圖1B所示)的磁力模組30及轉速偵測單元40。於本實施例中，控制單元90係設置於滑鼠裝置1的主電路板(未示於圖中)之上，其可為：快閃記憶體(Flash memory)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM)或可程式化唯讀記憶體體(Programmable read-only memory, PROM)，且控制單元90內具有韌體91，而韌體91中則包括了預設的轉速閥值911。所述控制單元90可接收轉速偵測單元40所偵測到滾輪本體21(如圖1B所示)的轉速資訊，並根據轉速資訊以不同方向的直流電流來驅動磁力模組30中的線圈磁鐵32(如圖1B所示)，使滾輪模組20可於不同的轉動模式間進行切換。

請參閱圖3，圖3係為本發明滾輪控制機構之一轉動模式的側視作動示意圖。於圖3中，控制單元90係以第一方向電流C1驅動線圈磁鐵32，而當第一方向電流C1通過線圈323時，依據安培右手定則，弱磁金屬磁鐵322的第三端3221為N極；第四端3222則為S極。此時磁性元件31與線圈磁鐵32呈同性極相對而形成相斥狀態，即：磁性元件31的N磁極端311與呈N極的第三端3221相對；磁性元件31的S磁極端312則與呈S極的第四端3222相對。此時磁性元件31的N磁極端311所射出的磁力線ML1與弱磁金屬磁鐵322之第三端3221所射出的磁力線ML2相互排斥，使得磁性元件31形成的磁場朝向二個導磁元件33、34的第一端331、341偏移，並讓導磁元件33、34的第一端331、341產生磁吸力，如此便可利用第一端331、341吸引金屬棘輪22，以減緩金屬棘輪22的轉速。

請繼續參閱圖3。相較於環齒結構221上的凹部2212，由於導磁元件33、34之第一端331、341的爪型結構3311、3411與環齒結構221上的凸部2211間的間隙較小，如此當金屬棘輪22轉動時，爪型結構3311、3411與凸部2211相對的瞬間會有較大磁吸力產生，而可瞬間減緩滾輪本體21轉動的速度，使得滾輪本體21於轉動時產生段落感。在一些可能的實施方式中，可藉由調整二個凸部2211的間距(例如：縮小或擴大凹部2212的尺寸)，使得滾輪本體21於轉動時產生多重的段落感。又或者，可以不同強度的第一方向電流C1驅動線圈磁鐵32，使線圈磁鐵32形成不同強度的磁場，而讓導磁元件33、34的第一端331、341產生不同強度磁吸力，使得滾輪本體21於轉動時產生不同輕重程度的段落感。

另一方面，控制單元90亦可控制停止直流電流通過線圈磁鐵32。此時磁性元件31的磁場並未發生偏移，如此使得導磁元件33、34的第一端331、341僅能產生較弱的磁吸力，而讓滾輪本體21於轉動時產生較不明顯的段落感。

請參閱圖4，圖4係為本發明滾輪控制機構之另一轉動模式的側視作動示意圖。於圖4中，控制單元90以第二方向電流C2驅動線圈磁鐵32，而當第二方向電流C2通過線圈323時，根據安培右手定則，弱磁金屬磁鐵322的第三端3221為S極；第四端3222則為N極。此時磁性元件31與線圈磁鐵32呈異性極相對而形成相吸狀態，即：磁性元件31的N磁極端311與呈S極的第三端3221相對；磁性元件31的S磁極端312則與呈N極的第四端3221相對。此時磁性元件31的N磁極端311所射出的磁力線ML1進入弱磁金屬磁鐵322呈S極的第三端3221；弱磁金屬磁鐵322呈N極的第四端3222所射出的磁力線ML2則是進入磁性元件31的S磁極端312，而讓磁性元件31、線圈磁鐵32形成封閉的磁場，使導磁元件33、34之第一端331、341的磁吸力衰弱而無法吸引金屬棘輪22，如此一來滾輪本體21便可順暢地轉動且無段落感產生。

請繼續參閱圖2、圖3及圖4。於圖2中，所述轉速偵測單元40會將所偵測到滾輪本體21的轉速資訊回傳至控制單元90，而控制單元90則是依據滾輪本體21的轉速及轉速閥值911進行轉動模式的判定。於本實施例中，轉速閥值911約略等於2.83 rps(每秒鐘之轉動次數)，當滾輪本體21的轉速高於轉速閥值911時，係將其定義為飛梭模式；當滾輪本體21的轉速低於轉速閥值911時，係將其定義為一般模式。

舉例而言，當使用者快速地撥動滾輪本體21，使滾輪本體21的轉速高於預設的轉速閥值911時，表示使用者需要可讓滾輪本體21快速轉動的飛梭模式，以便迅速地瀏覽顯示器的多個頁面。此時控制單元90以第二方向電流C2驅動線圈磁鐵32，使導磁元件33、34之第一端331、341磁吸力衰弱，而滾輪本體21便可順暢地轉動且無段落感產生。

相反的，在一般模式下，即當滾輪本體21的轉速低於轉速閥值911時，此時控制單元90以第一方向電流C1驅動線圈磁鐵32，使導磁元件33、34的第一端331、341產生磁吸力，而讓滾輪本體21轉動時產生段落感。需說明的是，轉速閥值911的數值可依據滾輪本體21的尺寸或使用需求進行調整，在一些可能的實施方式中，亦可設定多組轉速閥值，而不以本實施例所提出的實施方式為限。

本發明的有益效果在於，所提供之滑鼠裝置可利用具有固定磁場方向的磁性元件及可轉換磁場方向的線圈磁鐵，以非接觸的方式調整滾輪模組轉動的模式，使滾輪模組的滾輪本體於轉動時產生無段落感或多重段落感。而相較於傳統以接觸式之干涉方法調整滾輪轉動模式的設計，非接觸式的磁力模組除了可以更加快速地切換滾輪的轉動模式外，亦可有效降低滾輪模組的耗損；故，本發明實為一極具產業價值之創作。

本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

C1:第一方向電流 C2:第二方向電流 ML1、ML2:磁力線 RS:滾輪控制機構 1:滑鼠裝置 10:支撐基座 11:第一支撐部 111:凹槽 112:軸樞孔 12:第二支撐部 121:安裝槽 1211:第一凹部 1212:第二凹部 1213:上連通凹部 1214:下連通凹部 122:蓋板 13:固定部 131:鎖固孔 20:滾輪模組 21:滾輪本體 211:轉軸 22:金屬棘輪 221:環齒結構 2211:凸部 2212:凹部 30:磁力模組 31:磁性元件 311:N磁極端 312:S磁極端 32:線圈磁鐵 321:線圈座 322:弱磁金屬磁鐵 3221:第三端 3222:第四端 323:線圈 33、34:導磁元件 331、341:第一端 3311、3411:爪型結構 332、342:第二端 40:轉速偵測單元 90:控制單元 91:韌體 911:轉速閥值

圖1A：係為本發明所提供之滾輪控制機構的立體示意圖；

圖1B：係為本發明所提供之滾輪控制機構的立體分解圖；

圖1C：係為本發明所提供之線圈磁鐵的剖面圖；

圖2：係為本發明所提供之滑鼠裝置的系統方塊圖；

圖3：係為本發明滾輪控制機構之一轉動模式的側視作動示意圖；以及

圖4：係為本發明滾輪控制機構之另一轉動模式的側視作動示意圖。

C1:第一方向電流

ML1、ML2:磁力線

20:滾輪模組

21:滾輪本體

211:轉軸

22:金屬棘輪

221:環齒結構

2211:凸部

2212:凹部

31:磁性元件

311:N磁極端

312:S磁極端

32:線圈磁鐵

321:線圈座

322:弱磁金屬磁鐵

3221:第三端

3222:第四端

323:線圈

33、34:導磁元件

331、341:第一端

3311、3411:爪型結構

332、342:第二端

Claims

一種滑鼠裝置，包括：一滾輪控制機構，包括：一支撐基座，具有相結合的一第一支撐部及一第二支撐部；一滾輪模組，可轉動地設置於該第一支撐部，包括：一滾輪本體，具有一轉軸；一金屬棘輪，連接於該轉軸而可與該滾輪本體同步地轉動；一磁力模組，安裝於該第二支撐部，包括：二導磁元件，各該導磁元件具有相對的一第一端及一第二端，該第一端對應於該金屬棘輪的側緣；一磁性元件，設置於該二導磁件之間，且鄰近該第一端；以及一線圈磁鐵，設置於該二導磁件的該第二端之間；一轉速偵測單元，配置於該滾輪本體相對於該金屬棘輪的另一側，用於偵測該滾輪本體的一轉速；以及一控制單元，電性連接於該線圈磁鐵及該轉速偵測單元；其中，當該控制單元以一第一方向電流驅動該線圈磁鐵時，該線圈磁鐵與該磁性元件呈同性極相對時，該第一端產生磁吸力而可吸引該金屬棘輪，使該滾輪本體於轉動時產生段落感，當該控制單元以一第二方向電流驅動該線圈磁鐵時，該線圈磁鐵與該磁性元件呈異性極相對時，該第一端的磁吸力衰弱，使該滾輪本體於轉動時不產生段落感。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該控制單元具有一韌體，該韌體內包括一轉速閥值。
如申請專利範圍第2項所述之滑鼠裝置，其中當該轉速低於該轉速閥值時，該控制單元以該第一方向電流驅動該線圈磁鐵，當該轉速高於該轉速閥值時，該控制單元以該第二方向電流驅動該線圈磁鐵。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該金屬棘輪的側緣具有一環齒結構，該環齒結構包括交錯設置的複數凸部及複數個凹部。
如申請專利範圍第4項所述之滑鼠裝置，其中該第一端具有一爪型結構，該爪型結構係對應於該些凸部。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該二導磁元件為矽鋼片。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該磁性元件為強力磁鐵。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該線圈磁鐵包括：一線圈座、複數個線圈及一弱磁金屬磁鐵，該弱磁金屬磁鐵設置於該線圈座之中，該些線圈纏繞於該線圈座表面。
如申請專利範圍第8項所述之滑鼠裝置，其中該控制單元使該第一方向電流或該第二方向電流通過該些線圈，以改變該弱磁金屬磁鐵的磁場方向。
如申請專利範圍第8項所述之滑鼠裝置，其中該弱磁金屬磁鐵為鋁鎳鈷磁鐵。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該第二支撐部包括一安裝槽及用於覆蓋於該安裝槽之上的一蓋板，該磁力模組設置於該安裝槽中。
如申請專利範圍第11項所述之滑鼠裝置，其中該安裝槽包括一第一凹部、一第二凹部、一上連通凹部及一下連通凹部，該上連通凹部及該下連通凹部設置於該安裝槽相對兩側，並連通該第一凹部及該第二凹部。
如申請專利範圍第12項所述之滑鼠裝置，其中該二導磁元件分別配置於該上、下連通凹部之中，該第一端穿出該安裝槽並靠近該金屬棘輪的側緣，該磁性元件配置於該第一凹部之中，該線圈磁鐵配置於該第二凹部之中。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該控制單元為：快閃記憶體、電子抹除式可複寫唯讀記憶體或可程式化唯讀記憶體體。
如申請專利範圍第1項所述之滑鼠裝置，其中該支撐基座進一步包括一固定部，該固定部鄰接該第一支撐部。