TWI688855B

TWI688855B - 輸入裝置

Info

Publication number: TWI688855B
Application number: TW108102811A
Authority: TW
Inventors: 張嘉軒; 蕭紹崙
Original assignee: 達方電子股份有限公司
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-03-21
Also published as: TW202028913A

Abstract

一種具有滾輪之輸入裝置，其提供一調整機構供使用者操作以調整該滾輪旋轉的阻力。於一實施例中，該滾輪的轉軸上設置複數個齒槽，一彈性卡勾與該調整機構連接。經由操作該調整機構可改變該彈性卡勾與該等齒槽之嚙合程度或使之脫離該等齒槽。於另一實施例中，該滾輪的轉軸包含一第一磁性部，一第二磁性部設置於該調整機構。經由操作該調整機構可改變該第二磁性部與該第一磁性部間之距離。

Description

輸入裝置

本發明關於一種輸入裝置，尤指一種具有滾輪之輸入裝置。

隨著技術的快速發展及電腦及多媒體時代的來臨，人們對於各種電腦裝置的需求也增加。各式各樣用於電腦系統與使用者間通訊的周邊輸入裝置，例如滑鼠、鍵盤、麥克風等等，即扮演了重要的角色。其中滑鼠通常配置有一個滾輪，可供使用者進行放大、縮小、捲動畫面等操作。滑鼠通常會提供使用者旋轉滾輪的觸感回饋，以便使用者能覺知滾輪旋轉的情形，尤其有利於對於放大、縮小的操作。然而，滑鼠通常提供的是固定的觸感回饋，且提供此觸感回饋的機構亦會抵抗滾輪的旋轉，此不利於使用者快速旋轉滾輪(例如當使用者欲快速捲動網頁時)。又，固定的觸感回饋設計未必然適合每一個人，例如成年人、幼兒、老人的手指能對滾輪施加的力量不同，固定的觸感回饋對成人而言可能過輕，但對幼兒及老人而言可能過重。

鑑於先前技術中的問題，本發明之一目的在於提供一種輸入裝置，其提供一調整機構供使用者操作以調整其滾輪旋轉的阻力。

根據一實施例之一輸入裝置包含一裝置殼體、一滾輪、一彈性卡勾及一調整機構。該滾輪轉動地設置於該裝置殼體內且突出於該裝置殼體。該滾輪具有一轉軸，該轉軸具有一周面及位於該周面上之複數個齒槽。該調整機構設置於該裝置殼體內並包含一連動部及一操作部，該連動部移動地設置並與該彈性卡勾連接，該操作部與該連動部連接並露出於該裝置殼體。其中，該操作部可被操作以經由該連動部移動該彈性卡勾，以使該彈性卡勾脫離該複數個齒槽或改變該彈性卡勾與該複數個齒槽間之嚙合程度，進而能調整該彈性卡勾對該轉軸旋轉的阻力。

根據另一實施例之一輸入裝置包含一裝置殼體、一滾輪、一調整機構及一第二磁性部。該滾輪轉動地設置於該裝置殼體內且突出於該裝置殼體，該滾輪具有一轉軸，該轉軸包含一第一磁性部。該調整機構設置於該裝置殼體內並包含一連動部及一操作部，該連動部移動地設置，該操作部與該連動部連接並露出於該裝置殼體。該第二磁性部對應該第一磁性部設置於該連動部，該第一磁性部與該第二磁性部之間產生一磁吸力。其中，該操作部可被操作以經由該連動部移動該第二磁性部，以改變該第一磁性部與該第二磁性部間之距離，使得該磁吸力改變以調整對該轉軸旋轉的阻力。

相較於先前技，根據本發明之輸入裝置其滾輪旋轉的阻力可調整，使用者可透過操作該調整機構以獲取旋轉該滾輪時所需的觸感回饋，亦可降低該觸感回饋以利於快速旋轉該滾輪。故根據本發明之輸入裝置能有效解決先前技術的問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱圖1至圖3。根據一實施例之一輸入裝置1包含一裝置殼體12、一控制模組14、一滾輪16、一彈性卡勾18及一調整機構20。控制模組14 (以虛線示意繪示於圖2中)設置於裝置殼體12內。於實作上，控制模組14可由但不限於一電路板模組(其可包含一電路板、設置於該電路板上之控制晶片、其他所需電子元件及組件等等)實作，其能感測滾輪16之旋轉(例如用於實施捲動輸入)、感測裝置殼體12相對於外部環境的移動(例如用於實施移動輸入)、與外部裝置(例如電腦主機)通訊(例如經由纜線22)等功能。滾輪16轉動地設置於裝置殼體12內並具有一輪部162及與輪部162固定連接之一轉軸164，輪部162經由轉軸164而能相對於裝置殼體12旋轉。輪部162突出於裝置殼體12，使得使用者能自輸入裝置1外部轉動滾輪16。轉軸164具有一周面1642及位於周面1642上之複數個齒槽1644。彈性卡勾18鄰近滾輪16設置於裝置殼體12內，且能卡入該複數個齒槽1644或脫離該複數個齒槽1644。調整機構20設置於裝置殼體12內並包含一連動部202及一操作部204，連動部202移動地設置並與彈性卡勾18連接，操作部204與連動部202連接並露出於裝置殼體12，使得操作部204可被使用者能自輸入裝置1外部操作。藉此，使用者可操作操作部204以經由連動部202移動彈性卡勾18，以使彈性卡勾18脫離該複數個齒槽1644或改變彈性卡勾18與該複數個齒槽1644間之嚙合程度(包含部分嚙合、完全嚙合、接觸力大小)。

此外，於本實施例中，裝置殼體12包含一外殼122及設置於外殼122內部之一滾輪支撐結構124。控制模組14、滾輪16、彈性卡勾18及調整機構20亦設置於外殼122內部。外殼122包含相互銜接之一上殼件1222及一底殼件1224。滾輪支撐結構124固定於底殼件1224上，例如但不限於塑膠射出一體成型。滾輪支撐結構124經由轉軸164支撐滾輪16。操作部204旋轉地連接至裝置殼體12的底部；其中，操作部204包含一螺絲2042及一保持環2044，螺絲2042經由保持環2044旋轉地穿設於底殼件1224 (即裝置殼體12的底部)並露出於底殼件1224。連動部202包含一載台2022及一螺孔柱(例如但不限於由螺母2024實作)，螺母2024固定於載台2022 (例如但不限於透過螺母2024嵌入載台2022)並與螺絲2042嚙合，彈性卡勾18固定於載台2022。調整機構20更包含一導槽結構206，固定於底殼件1224上，例如但不限於塑膠射出一體成型。載台2022滑動地設置於導槽結構206中。藉此，螺絲2042可被操作(例如使用者自裝置殼體12旋轉螺絲2042)以相對於一旋轉軸204a (以鏈線表示於圖2中)旋轉以使連動部202與螺母2024一起沿旋轉軸204a相對於螺絲2042移動，使得彈性卡勾18能平行於旋轉軸204a相對於轉軸164移動，進而實現彈性卡勾18脫離該複數個齒槽1644或改變彈性卡勾18與該複數個齒槽1644間之嚙合程度。

於實作上，前述螺絲2042的頭部可具有適當的形狀以便於使用者徒手或以工具旋轉；又，亦可於底殼件1224上設置指示標記以指出螺絲2042旋轉方向與彈性卡勾18與該複數個齒槽1644嚙合的關聯性，例如順時針旋轉可趨使彈性卡勾18與該複數個齒槽1644嚙合，逆時針旋轉可趨使彈性卡勾18脫離該複數個齒槽1644。又，於實作上，保持環2044可由扣環、軸承或其他可使螺絲2042能相對於底殼件1224旋轉的構件實作；又或，若無使用上結構干涉的顧慮，可不使用保持環2044，螺絲2042直接與底殼件1224的螺孔嚙合，同樣可容許螺絲2042相對於底殼件1224旋轉。此外，螺絲2042可提供使用者對於彈性卡勾18的位置進行無段落式的調整，但實作上可透過指示標記、限位結構(例如設置於保持環2044上，以限位螺絲2042的旋轉角度)等方式提供段落式的調整，以便於使用者快速調整。

於本實施例中，彈性卡勾18包含一固定部182、一彈性變形部184及一勾持部186，彈性變形部184連接固定部182及勾持部186，彈性卡勾18經由固定部182固定於連動部202的載台2022上，彈性卡勾18經由勾持部186勾持該複數個齒槽1644其中之一。當勾持部186卡入該複數個齒槽1644時，彈性卡勾18透過彈性變形部184產生彈性變形以容許轉軸164相對於勾持部186旋轉。於本實施例中，彈性變形部184包含一彎曲部(例如但不限於圖中半圓形結構)，以增加彈性；但於實作上，不以此為限。例如，彈性變形部184以彎折結構實作；又例如，彈性變形部184或彈性卡勾18以一彈簧實作。此外，於本實施例中，固定部182與勾持部186大致位於同一水平面(垂直於旋轉軸204a)。

請併參閱圖4；其中，底殼件1224以剖面繪示於圖4中。使用者可操作操作部204 (或謂旋轉螺絲2042)以改變彈性卡勾18相對於該複數個齒槽1644 (或謂轉軸164)之相對位置。如圖4所示，當彈性卡勾18移動至一第一位置P1時(以虛線繪示於圖中)，彈性卡勾18的勾持部186脫離該複數個齒槽1644。此時滾輪16的旋轉阻力最小，適於快速轉動滾輪16，例如於需快速捲動網頁頁面之時。當彈性卡勾18移動至一第二位置P2時(如圖中實線所示者)，勾持部186與該複數個齒槽1644部分嚙合時(例如彈性卡勾18部分伸入其中一個齒槽1644內)。此時勾持部186雖非與齒槽1644密合，但於轉軸164旋轉時，勾持部186與該複數個齒槽1644會產生結構干涉，故滾輪16的旋轉阻力稍增。此時，輸入裝置1可提供使用者較輕的觸感回饋，例如適於年幼或年長者於一般使用情形中轉動滾輪16。此外，隨著勾持部186與該複數個齒槽1644結構干涉的程度增加(例如彈性卡勾18繼續朝向轉軸164移動)，滾輪16的旋轉阻力也增加，前述觸感回饋也逐漸明顯(使得滾輪16轉動越來越重)。

當彈性卡勾18移動至一第三位置P3時(以虛線繪示於圖中)，勾持部186與該複數個齒槽1644完全嚙合(例如彈性卡勾18卡入至其中一個齒槽1644內)，勾持部186原則上與齒槽1644密合。此時滾輪16的旋轉阻力再增，可提供較重的觸感回饋，例如適於一般成人於一般使用情形中轉動滾輪16。當彈性卡勾18更進一步移動至一第四位置P4時(以虛線繪示於圖中)，勾持部186與該複數個齒槽1644完全嚙合且接觸力增加(例如彈性卡勾18受力地卡入至其中一個齒槽1644內)，彈性變形部184彈性變形。此時滾輪16的旋轉阻力又增，可提更重的觸感回饋。此外，隨著彈性變形部184的彈性變形程度增加(例如彈性卡勾18繼續朝向轉軸164移動)，滾輪16的旋轉阻力及該接觸力也增加。藉此，可透過調整該接觸力以提供不同的觸感回饋，可增加輸入裝置1使用情境的多樣性，亦可滿足各使用者對不同觸感回饋的需求。

於前述實施例中，輸入裝置1的操作部204露出於底殼件1224且操作部204係以旋轉方式操作；但於實作上，不以此為限。請參閱圖5至圖8。根據一實施例之一輸入裝置3包含一裝置殼體32、一控制模組34 (以虛線示意繪示於圖5及圖6中中)、一滾輪36、一彈性卡勾38及一調整機構40。滾輪36轉動地設置於裝置殼體32內並具有一輪部362及與輪部362固定連接之一轉軸364，輪部362突出於裝置殼體32。轉軸364具有一周面3642及位於周面3642上之複數個齒槽3644。彈性卡勾38鄰近滾輪36設置於裝置殼體32內，且能卡入該複數個齒槽3644或脫離該複數個齒槽3644。調整機構40設置於裝置殼體32內並包含一連動部402及一操作部404，連動部402移動地設置並與彈性卡勾38連接，操作部404與連動部402連接並露出於裝置殼體32。藉此，使用者可操作操作部404以經由連動部402移動彈性卡勾38，以使彈性卡勾38脫離該複數個齒槽3644或改變彈性卡勾38與該複數個齒槽3644間之嚙合程度(包含部分嚙合、完全嚙合、接觸力大小)。輸入裝置3與輸入裝置1差異主要在於調整機構40連動彈性卡勾38以對滾輪36產生旋轉阻力的具體結構細節不同，但作動邏輯仍相同，故下文原則上將著重於調整機構40連動彈性卡勾38之結構細節。關於輸入裝置3各構件之其他說明，可參閱輸入裝置1之相關說明，不另贅述。

於本實施例中，裝置殼體32包含一外殼322及設置於外殼322內部之一滾輪支撐結構324。控制模組34、滾輪36、彈性卡勾38及調整機構40亦設置於外殼322內部。外殼322包含相互銜接之一上殼件3222 (其輪廓以虛線繪示於圖5中)及一底殼件3224。滾輪支撐結構324設置於底殼件3224上。操作部404滑動地連接至裝置殼體32的頂部(即上殼件3222)並露出於上殼件3222。連動部402包含一第一連桿部4022、一樞接部4024及一第二連桿部4026，樞接部4024連接第一連桿部4022及第二連桿部4026。連動部402經由樞接部4024與滾輪支撐結構324樞接以樞接至裝置殼體32。第一連桿部4022抵靠操作部404，第二連桿部4026抵靠彈性卡勾38。藉此，使用者可滑動操作部404，以使操作部404經由連動部402連動彈性卡勾38，使得彈性卡勾38脫離或嚙合該複數個齒槽3644。

於本實施例中，彈性卡勾38利用一扭簧42的彈性復位。扭簧42設置於滾輪支撐結構324上，其一端42a緊抵滾輪支撐結構324，另一端42b延伸形成彈性卡勾38。扭簧42驅使彈性卡勾38脫離該複數個齒槽3644。彈性卡勾38包含一凹槽382及一勾持部384，凹槽382自扭簧42之該端42b延伸形成且位於勾持部384與扭簧42本體之間。第二連桿部4026容置於凹槽382且經由凹槽382抵靠彈性卡勾38。彈性卡勾38透過扭簧42而能彈性偏轉，進而實現脫離或嚙合該複數個齒槽3644之作動。於實作上，彈性卡勾38亦可直接可偏轉地設置於滾輪支撐結構324上，例如彈性卡勾38以懸臂結構實作，其一端固定於滾輪支撐結構324，同樣能彈性偏轉並實現脫離或嚙合該複數個齒槽3644之作動。

於本實施例中，使用者可依其需求而滑動操作部404，以改變彈性卡勾38與該複數個齒槽3644間之嚙合程度或使彈性卡勾38脫離該複數個齒槽3644。因此，彈性卡勾38與該複數個齒槽3644間之結構干涉不限於有或無，還是可調整的。關於彈性卡勾38與該複數個齒槽3644間之結構干涉對滾輪16旋轉阻力的影響之其他說明，可參閱前文關於彈性卡勾18與該複數個齒槽1644間結構干涉之相關說明，不另贅述。此外，操作部404原則上亦可提供使用者對於彈性卡勾38的位置進行無段落式的調整，但實作上可透過指示標記、限位或定位結構等方式提供段落式的調整，以便於使用者快速調整。於本實施例中，輸入裝置3還包含一開關44，設置於裝置殼體32內、與控制模組34電連接、且與操作部404連接。操作部404滑動時可切換開關44的狀態，控制模組34可經由開關44的狀態而感知彈性卡勾38與該複數個齒槽3644間之結構干涉情形，此可增加實際應用彈性。

此外，於本實施例中，滾輪支撐結構324包含一滾輪托架3242及一樞軸支架3244，樞軸支架3242固定至外殼322的底殼件3224，滾輪托架3242樞接至樞軸支架3242且經由轉軸364支撐滾輪36。連動部402的樞接部4024樞接至滾輪托架3242，彈性卡勾38可偏轉地設置於滾輪托架3242。又，於本實施例中，樞軸支架3244亦容許滾輪托架3242相對於底殼件3224上下偏轉。輸入裝置3還包含一開關45，設置於裝置殼體32內、與控制模組34電連接、且位於滾輪托架3242下方。當滾輪36被下壓時，滾輪托架3242向下偏轉而觸發開關45。

於輸入裝置1、3中，滾輪16、36的轉軸164、364旋轉阻力是由(彈性卡勾18、38與轉軸164、364間之)結構干涉而產生；但於實作上，不以此為限。請參閱圖9，其顯示之一輸入裝置5與前述輸入裝置1結構相近。為便於說明，輸入裝置5是由輸入裝置1修改而來。故輸入裝置5沿用輸入裝置1之元件符號，故關於輸入裝置5各構件之其他說明，請參閱輸入裝置1之相關圖式及其各構件之相關說明及其變化說明，不另贅述。於輸入裝置5中，滾輪16的轉軸164包含一第一磁性部1646。輸入裝置5包含一第二磁性部24，對應第一磁性部1646設置於連動部202的載台2022上。第一磁性部1646與第二磁性部24之間產生一磁吸力，此磁吸力能對轉軸164產生旋轉阻力。於實作上，第一磁性部1646與第二磁性部24可分別由一磁鐵實作，或其中一個由磁鐵實作，另一個由順磁性金屬件實作。如前文關於調整機構20之說明，透過旋轉操作部204的螺絲2042可調整載台2022相對於轉軸164的位置。故於輸入裝置5中，操作部204可被操作以經由連動部202移動第二磁性部24，以改變第一磁性部1646與第二磁性部24間之距離，亦即改變該磁吸力的大小，進而改變對轉軸164的旋轉阻力。

此外，於輸入裝置3之調整機構40中，操作部404可被操作而改變第二連桿部4026與轉軸364間之距離，故輸入裝置3亦可經修改而實現類似輸入裝置5以磁吸力產生旋轉阻力之機制。例如，將第一磁性部1646設置於轉軸364上，並將第二磁性部24對應第一磁性部1646而設置於第二連桿部4026上；其具體結構及其作動可基於前文關於輸入裝置3、5之說明而獲得了解，不另贅述。另外，前述各實施例之輸入裝置1、3、5均以滑鼠為例而明，但於實作上，不以此為限。原則上，具有滾輪之輸入裝置均得適用，例如其上設置有滾輪之鍵盤，亦能適用。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1、3、5:輸入裝置

12、32:裝置殼體

122、322:外殼

1222、3222:上殼件

1224、3224:底殼件

124、324:滾輪支撐結構

14、34:控制模組

16、36:滾輪

162、362:輪部

164、364:轉軸

1642、3642:周面

1644、3644:齒槽

1646:第一磁性部

18、38:彈性卡勾

182:固定部

184:彈性變形部

186:勾持部

20、40:調整機構

202、402:連動部

2022:載台

2024:螺母

204、404:操作部

204a:旋轉軸

2042:螺絲

2044:保持環

206:導槽結構

22:纜線

24:第二磁性部

3242:滾輪托架

3244:樞軸支架

382:凹槽

384:勾持部

4022:第一連桿部

4024:樞接部

4026:第二連桿部

42:扭簧

42a、42b:端

44、45:開關

P1、P2、P3、P4:位置

圖1為根據一實施例之一輸入裝置內部之示意圖。圖2為圖1中輸入裝置內部之示意圖。圖3為圖2中輸入裝置部分結構之爆炸圖。圖4為圖2中輸入裝置之調整機構作動之示意圖。圖5為根據另一實施例之一輸入裝置內部之示意圖。圖6為圖5中輸入裝置之調整機構於另一視角之示意圖。圖7為圖5中輸入裝置部分結構之爆炸圖。圖8為圖5中輸入裝置於另一狀態時之側視圖。圖9為根據一實施例之一輸入裝置內部之示意圖。

122:外殼

1224:底殼件

124:滾輪支撐結構

14:控制模組

16:滾輪

162:輪部

164:轉軸

1642:周面

1644:齒槽

18:彈性卡勾

20:調整機構

202:連動部

2022:載台

204:操作部

204a:旋轉軸

2044:保持環

206:導槽結構

Claims

一種輸入裝置，包含：一裝置殼體；一滾輪，轉動地設置於該裝置殼體內且突出於該裝置殼體，該滾輪具有一轉軸，該轉軸具有一周面及位於該周面上之複數個齒槽；一彈性卡勾，該彈性卡勾包含一固定部、一彈性變形部及一勾持部，該彈性變形部連接該固定部及該勾持部，該彈性卡勾經由該勾持部勾持該複數個齒槽其中之一，該彈性變形部包含一彎曲部；以及一調整機構，設置於該裝置殼體內並包含一連動部及一操作部，該連動部移動地設置並與該彈性卡勾連接，該操作部與該連動部連接並露出於該裝置殼體，該操作部旋轉地連接至該裝置殼體的底部，該操作部可被操作以相對於一旋轉軸旋轉以使該連動部沿該旋轉軸移動，該彈性卡勾經由該固定部固定於該連動部，該固定部與該勾持部垂直於該旋轉軸位於同一水平面；其中，該操作部可被操作以經由該連動部移動該彈性卡勾，以使該彈性卡勾脫離該複數個齒槽或改變該彈性卡勾與該複數個齒槽間之嚙合程度。
如請求項1所述之輸入裝置，其中該操作部包含一螺絲及一保持環，該螺絲經由該保持環旋轉地設置於該裝置殼體的底部，該連動部包含一載台及一螺孔柱，該螺孔柱固定於該載台，該螺絲與該螺孔柱嚙合，該彈性卡勾固定於該載台，該調整機構更包含一導槽結構，該載台滑動地設置於該導槽結構中。
一種輸入裝置，包含：一裝置殼體；一滾輪，轉動地設置於該裝置殼體內且突出於該裝置殼體，該滾輪具有一轉軸，該轉軸包含一第一磁性部；一調整機構，設置於該裝置殼體內並包含一連動部及一操作部，該連動部移動地設置，該操作部與該連動部連接並露出於該裝置殼體；以及一第二磁性部，對應該第一磁性部設置於該連動部，該第一磁性部與該第二磁性部之間產生一磁吸力；其中，該操作部可被操作以經由該連動部移動該第二磁性部，以改變該第一磁性部與該第二磁性部間之距離。
如請求項3所述之輸入裝置，其中該操作部旋轉地連接至該裝置殼體的底部，該操作部可被操作以相對於一旋轉軸旋轉以使該連動部沿該旋轉軸移動。
如請求項3所述之輸入裝置，其中該第一磁性部為一順磁性金屬件，該第二磁性部為一磁鐵。