TWM269514U - Contactless coordinate moving device - Google Patents

Description

M269514 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 種搖關於—種非接觸式座標移動裝置，尤指 搖才干式之非接觸式座標移動裝置。 【先前技術】 個垂個外殼用來容納電子和機械元件，一 感測器來“難:2 m轉動，以及複數個位移 轉變成相對應的位移訊號。 …a化里亚將之籲 #，之搖桿利用可變電阻作為得知座標軸之主要元 〇又电阻經變動接觸點改變阻值可 =時間:藉以得知搖桿改變的座標值，然而包 產二：動：件係容易受環境影響（因溫度或溼度變化） ^生決，’因而降低輪出信號準確度與穩定性、以及解析. 能力，是以，每次使用該搖桿之前，係均對其可變電阻進. 行校正，使輸出信號歸零，此步驟係造成使用錢；此外， 可變電阻因屬於機械性的接觸式感應，輕重不一的撞擊或 長期磨擦會造成可變電阻的表層與結構產生破壞性的磨 損，影響輸出信號準確性及其使用壽命；再者，上述習知 搖桿之機構設計需要較大空間，於實際湘上殊為不便。 又例如另一習用之光栅式搖桿技術，透過至少兩組設 置於X、Y軸之光學感應器（光發射與光接收器），其尚 格配有不同的光遮斷設計，如美國專利us 6，181,327 號所揭露以兩光學編碼器分別感應兩滑塊之位移並產生 5 M269514 才目對應之位移訊號，其機構設計尚包括其他繁歡元件及 其組合；如美國專利US 6 597 4 ^ J B1 5虎所揭露以四個光 搭配一圓形光遮斷元件感應並比較通過光孔之 ^束’藉以獲得相對應之位移訊號藉由四個光學 =碼益方能達成高精度（準確度）之感應能力，其有違業 界以降低成本作為提昇競爭力之方針。 〃 配人=’本創作人有感於上述之缺失，乃特潛心研究並 用、及便於攜帶特性之考量，終於提出一種 狄计合理且有效改善上述缺失之本創作。 【新型内容】 气之種非接觸式座標移動裝置，可利用搖桿 ===感測元件即可達成偵測(―） 心1豕又化以及轉換(converti )玲 號。 ngJ σ亥衫像變化為座標值信 單之轉:觸式座標移動裝置，^ 準之生度(準確度)之感應能力與高水 本創作提供一種非接觸式庙，欲I# 式使用之磨損易耗與不準確等缺t移動1置，係避免接觸 本創作提供一種非接觸式庙> 式設計所需至少兩組動震置，係避免光柵 構之複雜設計與成本。 予感應"及其所需光柵結 座、妾觸式座標移動裝置，係包括底 从摇才干、光發射兀件、以及寻〈偾忒、ai 及•像感蜊元件。其中，該底 M269514 材質所製：:又:部’且該底座係呈封閉式且為不透明 測先^射，座之握持部與收納於該底座内之债 元件係設於i搖:t=rf内部;以及該影像感測 影像變化。干^貝1邛，文控於該搖桿移動而產生 可透广種非接觸式座標移動裝置，係包括具 底座係於頂匕端^=桿、以及影像感測元件。其中，該 該底座，且該該搖桿係通過該承載部定位於 底座内之_^ 露出該底鼓簡部與收納於該 偵測部彡像感測元件係設於該搖桿之該 、又&於该搖桿移動而產生影像變化。 與技得能更進—步瞭解本創作之特徵 ^ ^ ^ i 1 !! ^ ^ ^ t£ ^p# ® 創作。 工、芩考與况明用，並非用以限制本 【實施方式】 式座共—種搖桿搭配影像感測元件之非接角1 形之感測元件感應被測物或她 利用非接觸之光^=切感應技術優點帶人搖桿領域： 尤予感應方式，延長盆择用妄A 达 械結構簡單，進以垃士丄 長/、使用可〒且因為機 , r ,, 擁有馬精度（準確度）的感應能力。該 非接觸式座標㈣裝置係至少包括底座、搖桿、以及影偉 M269514 1 件：其中，該底座係於頂端設有承載部，該底座之 形係可為鐘型、或其他等效結構變化之構形；該搖桿係 承载部定位於該底座，且該搖桿具有突露出該底座 杜:!!部與收納於該底座内之刪;以及該影像感測元 像變^於该搖桿之該偵測部’受控於該搖桿移動而產生影 :芩，第—圖所示之本創作之非接觸式座標移動裝 乐一貫施例，該非接觸式座標移動裝置 搖桿2〇、光發射元件30、以及影像感測元件4〇1中〇, δ亥底座10係於頂端設有承載部n，且該 =且為不透明材質所製成；該搖桿2G係通過該承^ 之^=该底座10 ’且該搖桿20具有突露出該底座10 與收納於該底座10内之偵測部22;該光發 40:tr係設於該底座10内部；以及該影像感測元件 ΓΓΓΓ 2G之該偵測部22，受控於該搖桿20移 力而產生影像變化。於本實施例中，該承载部U可由該 底座10之頂部向下凹設有一凹槽、且於該凹槽穿設有: 透孔’俾讓該搖桿20藉由穿過該透孔定位 f該，發射元件3〇係設於該搖㈣之該偵測部2:上 猎以與该影像感測兀件40同時移動提供 4〇所需之光源，.其中，該底座1〇係包括至少一==牛 12與該底壁13圍設而成之容 5又工間14，其中，§亥底壁13可為平直面；該搖桿20之 該伯測部22可以定位於該底座1〇之定位部 方式，於該容設空間14做旋轉或移動，射，該底口座= M269514 之該底壁13係可進一步且古 ^ p, ^ r , P, _ . /、有自然產生圖樣或可辨識之預 疋0文（未51不）以供將偵測影像明確化。或可如第 所示，該光發射元件30係設於該底座1〇之該侧 其中’該影像感測元件40係可以為感光麵合元^⑶

Ch W〇Upled Device )、接觸式影像感測元件⑺S’

Contact Image Sensor )、哎 ^:站槌备儿人 s ,. ， ΓΓΜ〇ς Γ , 次互補性乳化金屬半導體元件 〇S5 Complementary Meta^Oxide Semiconductor) # 具㈣取影像功能之光學元件；且因應各種光學 特 性，其設置方式亦有所不同，如第二 制分杜如炎β丨， 如弟一圖所不，當該影像感 心件40為感絲合元件時，係進—步包括設於該搖桿 20之忒偵測部22且位於該感光耦合元件4〇之下之聚光 透鏡41。此外，該非接觸式座標移動裝置係可進一步包 括影像比較單元（未圖示），將前後偵測之不同影像加以 比較亚轉換以獲得位移變化信號，且該信號係可進一步輸 出至一具有操作介面之電腦設備（未圖示）。 由於該搖桿20之該偵測部22之定位方式，其旋轉或 移動路徑係落於一預定弧面，請參閱第四圖所示，該底座 10進一步於該底壁13設有相對於該偵測部22之一弧座 15其中，该弧座15由不透明材質所製成，以反射該光 毛射元件所發出之光線，該弧座i 5設置之用意，在於消 除平面底壁13產生的相位差所造成細微的影像失真，更 進一步地，該弧座15可具有相當於該預定弧面之弧徑， 俾使本創作能具備更精確的感應能力；此外，該弧座15 係同樣可具有自然產生圖樣或可辨識之預定圖文（未圖 示）以供將偵測影像明確化。如第五圖所示，該底座1 〇 M269514 之該底壁13亦同樣可呈圓弧面，具有相當於該預定弧面 之弧拴，以達到如同第四圖之該弧座15之相同效果。如 第六圖所不，係為該弧座13與該光發射元件3〇配置關係 之其中一貫施例，該光發射元件3〇係設於該弧座15之 下，该弧座15係由透明材質所製成，藉此設置於該弧座 15上之該自然產生圖樣或該預定圖文藉穿透該弧座。之 光線’可由該影像感測元件4〇所偵測。 請參閱第七圖與第八圖所示，該非接觸式座標移動裝 置，分別進一步包括有設於該搖桿20之限位部24或設於 該底座10之限位部16，以限制該搖桿2〇定位於該底座 1〇之承載部11處；其中’該限位部16由該承載部U向 $伸’並與該承載部u共同形成―可容納該搖桿加之 2位ΤΙ 23之容置空間，俾讓該定位部23能限制於並内 ΐ 會與該底座1G分離；該陳部24亦有此功 Γ〇 Λ # 2 ° ^ ^ ^ ^ ^ 2 2 ^ + ^ ι〇之：承载：u，俾使該搖桿20不會自該底座ι〇脫離。 之再圖之本創作之該非接觸式座標移動裝置 功能之底座^置係包括具可透光 其中該底座10,丄、以及影像感測元件4〇,。 係通過該承载部^，、有承載部η’ ；該搖桿2〇’ 具有突霖出1广 疋位於該底座10，，且該搖桿20， 1〇，内:ttt10’之握持部21，與收納於該底座 20.之該偵二,；？影像感測元件40、於該搖桿 像變化。：&巾#4又控於4搖桿2G移動而產生影 该搖桿20,之定位方式、該影像感測元 10 M269514 件40’《實施方式係可參照前述所變化，再者，該 觸式座標移動裝置可進一步包括有如前述變化 部。於本實施例中，該底座10’係由可透光之材質所制 作而成，耩此’該影像感測元件4〇，可透過外 = 應並偵測該底们0’《影像變化；於本實施例中，= 座10’係包括至少—侧殼12，、—底壁13，、以及由士亥 側殼12’與該底壁13，圍設而成之容設空間"，，‘ 中，該底座10，之變化實施例，如該底壁13，呈平/、 增設弧座（未圖示）或該錢13, *有相當於該預定弧 面之弧徑（未圖示）、以及該底壁13，或該弧座具有自然 產生圖樣或可辨識之預定圖文，亦 請參閱第十圖之該非接觸式座標移動 例，该底座10’係由不可透光材質製作而成、且且有^ 納人光線之開槽17，，該開槽17,係可成导样壯二二 複數開口所組成；藉此，該影像感^件^仍^透 外部光線感應並_該底座1G，之影像變化。衫= 二創作之非接觸式座標移動裝置之該底座 之再男、施例’由於談底座10，已2門访斗 朴 由通過外部光線提供給該影像感測元件4 ，亦可不需要，且該底…4:=;= 該側殼12’ 6非開放式底座1G’所考慮之重點，ς ^ 底座10 €具有該侧殼12，（無須；： 成其功能。 -土 υ )亦旎完 由月ίι述可知，本創作具有以下之優點： 11 M269514 件即1作可利用搖桿式之簡單構造與影像感測元 信麥:了達成偵測影像變化以及轉換該影像變化為座標值 械所、& 作可利㈣桿叙®單構造，可避免複雜機 應力、耗損、設計公差等等問題，進而達成高 π又準確度）之感應能力與高水準之生命週期； 燮^ 創作係可避免接觸式使用之磨擦損耗，及其影 曰的輛出信號準確性與使用壽命；以及 〜 4 ·本創作係可以單一爭後 σσ 杆佶、目，丨旦〜像以早一影像感測元件進 雜設計:帶 上所述僅為本創作之較佳可 内，合予陳明。 勺里门包含於本創作之範圍 【圖式簡單說明】 施例之示意圖 圖所示1為本創作之非接觸式座標_ 發射元件之另一實施例之壬奋囬· /、 第1所示’係為本創作之非接觸式座標移 施例之示查ISI : ^ 第 第 發射元件之另一實施例之示意圖， .圖所示，係為本創作之非接觸式座標移 像感測元件之另一貫施例之示旁圖· /、 第四圖所示，係為本創作之非接觸式座標# 座之另一實施例之示意圖； 1 "" 12 M269514 第五圖所不，係為本創作之非接觸式座標移動裝置及其底 座之又一實施例之示意圖； 第六圖所示，係為本創作之非接觸式座標移動裝置之弧座 與光發射元件間之配置關係之一實施例之示意圖； 第七圖所示，係為本創作之非接觸式座標移動裝置之^艮位 部之一實施例之示意圖； 第八圖所示，係為本創作之非接觸式座標移動裝置之限位 部之又一實施例之示意圖； 第九圖所示，係為本創作之非接觸式座標移動 實施例之示意圖； 第十圖所示，係為本創作之非接觸式座標移 實施例之示意圖；以及 x 第十一圖為柳乍之非接觸式座標移動裝置之該 底座之再一貫施例之示意圖。 【主要元件符號說明】 非接觸式座標移動裝置 11 13 15 21 23 底座 10 侧殼 谷没空間 14 搖桿 20 偵測部 22 光發射元件 30 聚光透鏡 41 承載部 底壁 弧座 握持部 定位部 影像感測元件4 〇 限位部

16 13 M269514 底座 10， 承載部 11， 側殼 12， 底壁 13, 容設空間 14’ 開槽 17, 搖桿 20， 握持部 21， 偵測部 22， 影像感測元件 40,

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Claims (1)

1. M269514 九、申請專利範圍： 1、一種非接觸式座標移動裝置，係包括· 底座，係於頂端設有承載部，該底座係呈封 不透明材質所製成； 了閉式且為 =二係通過該承載部定位於該底座，該搖桿具有突 路出^底座之握持部與收納於該底座内之偵測部； 光發射元件，係設於該底座内部；以及 影像感測元件’係設於該搖桿之該偵測部，受控於哕 搖杯移動而產生影像變化。 、〜 申請專利範圍第1項所述之非接觸式座標移動裝 置/中該底座係包括至少一侧殼、一底壁、 设與該底壁圍設而成之容 由4側 又工間该搖桿之該偵測部係以 動。…&座之定位部為圓心於該容設空間做旋轉或移 罢3甘t申請專利範圍第2項所述之非接觸式座標移動裝 ，，、中该底座係於底壁設有相對於該偵測部之一弧座。 4、 如申請專利範圍第3項所述之非接觸式座標移 中該光發射元件係設於該底座或該搖桿之該偵測部 上、且該弧座係由不透明材質所製成，以反射該光發射亓 件所發出之光線。 5、 如申請專利範圍第4項所述之非接觸式座標移動褒 置’其中該弧座係由透明材質所製成、且該光發射元件: 於該弧座之下。 叹 苴申明專利範圍第2項所述之非接觸式座標移動襄 置，其中該底座之該底壁係具有平直面、或相對於該偵測 15 M269514 部之弧徑。 7、 如申請專㈣㈣2項所述之非接觸式座 =中該底座之該底壁係具有自然產生 可= 預定圖文。 辦硪之 8、 如f請專利範圍第丨項所述之非接觸式座 =，。其中該光發射元件係設於該底座或該搖桿之該侦= 9、 如ΐ請專·圍第！項所述之非 置，係進-步包括有限位部設於該搖桿或該動裝 搖桿定位於該底座之承載部處。 '"制该 ^ 0 > U利1&圍帛：項所述之非 裝置，其中該影像感測元件為感光輕合元 CWge_C〇Upled Device )、接觸式影像感測元件= Contact lmage Sens〇r )或互補性氧化金屬半’ (CMOS, Complementary Metal-Oxide Semiconductor ) # 〇 動i i、，如::二利f:第10項所述之非接觸式座標移 動衣置丨中㈣像感測元件為感光耦合 C Wge.pled Device )、以及設於該搖桿之該偵位 於该感光耦合元件之下之聚光透鏡。 、、 1 2、一種非接觸式座標移動裝置，係包括： 具可透光功能之底座，係於頂端設有承载部； 搖桿，係通過該承載部定位於該底座，該’ 路出該底座之握持部與收納於該底座内之_部；-以及 影像感測元件，係設於該搖桿之該 搖桿移動而產生影像變化。 又技方^亥 16 M269514 1士 3、如申請專利範圍第i 2項所述之非接觸式座標移 動裝置，其中該底座係由可透光之材質所製作而成。丁 1士 4、如申請專利範圍第丄2項所述之非接觸式座標移 動裝置，其中該底座係由不可透光材質製作而成、且具有 可納入光線之開槽。 八 ^ 5、如中請專利範圍第i 2項所述之非接觸式座標移 動裝置’ f中該底座係包括至少一側殼、以及由該侧殼圍 設，成，容設空間，該搖桿之該制部係以定位於該底座 之定位部為圓心於該容設空間做旋轉或移動。 1 6、如申請專利範圍第工5項所述之非接觸式座標移 動裝置’其中該底錢進—步包括有接設於該側殼之底 ^ 7如申凊專利範圍第工6項所述之非接觸式座標移 動裝置，其中該底座係於底壁設有相對於該偵測部之一弧 座0 如申清專利範圍第1 6項所述之非接觸式座標彩 重其中該底座之該底壁係具有平直面、或相當於钱 偵測部之弧彳垔。 # "、如中請專利範圍第1 6項所述之非接觸式座標移 =衣其中该底座之該底壁係具有自然產生圖樣或可辨 識之預定圖文。 看2、如申請專利範圍第1 2項所述之非接觸式座標移 係進—步包括有限位部設於該搖桿或該底座，限 制孩搖梓定位於該底座之承載部處。 2 1如申睛專利範圍第1 2項所述之非接觸式座標移 17 M269514 動裝置，其中該影像感測元件為感光耦合元件（CCD， Charge-Coupled Device )、接觸式影像感測元件（CIS， Contact Image Sensor )或互補性氧化金屬半導體元件 (CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor )等。 2 2、如申請專利範圍第2 1項所述之非接觸式座標移 動裝置，其中該影像感測元件為感光耦合元件（CCD， charge-coupled Device )、以及設於該搖桿之該偵測部且位 於該感光麵合元件之下之聚光透鏡。

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