具有滚球的输入装置的制作方法

专利名称：具有滚球的输入装置的制作方法
具有滚球的输入装置 关联申请的交叉引用
本专利申请是非临时申请并要求2007年4月13日提交的No. 60/911,786 和2007年4月26日提交的No. 60/914,089美国临时专利申请的提交日的权 益，所述文献的所有内容因各种原因全篇地援引包含于此。
站旦 冃豕
已知许多计算机输入装置。计算机输入装置的例子包括跟踪球、鼠标、遥 控器等。
尽管一些输入装置在一些场合下是有用的，然而它们在某些场合下是不合 用的。例如，用户可能比较喜欢使用鼠标而不是跟踪球。然而，如果用户处于 例如飞机或火车之类受约束工作环境并只能使用有限空间的工作表面，则使用 鼠标是无法实现的。在这种情形下，用户比较喜欢使用跟踪球而不是鼠标。
又如， 一些家庭可能有许多不同用户使用同一主计算机系统。 一个用户可 能比较喜欢使用鼠标，而另一用户可能比较喜欢跟踪球。在这种情形下，鼠标 和跟踪球都可用于主计算机系统。对同一计算机系统既然使用鼠标又使用跟踪 球可能是麻烦的和高成本的。
又一问题是一些工作表面可能不适于使用光学鼠标。典型的光学鼠标使用 传感器，该传感器捕捉它被使用的工作表面的图像，并比较所捕捉的图像以确 定鼠标相对于工作表面的移动。如果工作表面的光学性质过于均一，则光学鼠 标无法很好地工作。如果可用的特定工作表面不适用于光学鼠标，则用户可能 无法使用光学鼠标。在这种情形下，用户可能更喜欢使用跟踪球而不是光学鼠 标。
本发明的实施例单独或汇总地解决了这些和其它的问题。
简单说明本发明的实施例针对用于诸如主计算机系统的主机系统的改进输入装置。 本发明的一个实施例针对输入装置。该输入装置将控制信号提供给主机系 统。它包括具有上壳体部分和下壳体部分的壳体以及在壳体上部的滚球。它还 包括配置成检测滚球位置的第一传感器组件以及配置成检测输入装置相对于 工作表面的位置的第二传感器组件。它还包括模式开关，该模式开关在操作上 耦合于第一传感器组件和第二传感器组件。模式开关包括第一模式，其中第一 传感器组件用来将信号提供给主机系统；以及第二模式，其中第二传感器组件 用来将信号提供给主机系统。第一模式关联于跟踪球模式而第二模式关联于鼠 标模式。
本发明的另一实施例针对使用上述输入装置的方法。该方法包括使用模式 开关选择第一模式并随后使用滚球将第一控制信号传至主机系统。第一控制信 号可用来控制主机系统中的显示器上的光标。如果用户想要在鼠标模式下使用 输入装置，则用户使用模式开关选择第二模式。输入装置则将第二控制信号传 给主机系统。第二控制信号可用来控制主机系统中的显示器上的光标。
本发明的另一实施例针对模块化桌面组件。它包括含第一连接器的键盘以 及含第二连接器的控制设备，其中第一连接器可连接于第二连接器。
本发明的另一实施例针对用于提供控制信号的滚球组件。它包括壳体；
保持结构；与保持结构协同配置的滚球，其中滚球可从壳体外部触及；以及配 置成检测滚球的相对运动的传感器组件。
本发明的这些和其它实施例将在下文中详细说明。
附图简述


图1示出根据本发明一个实施例的立体图。
图2—4分别示出图l所示输入装置的俯视图、侧视图、仰视图。 图5示出输入装置的分解图。
图6示出根据本发明一个实施例的输入装置的一部分的组装图。 图7示出示例性传感器组件的一些部件的分解图。 图8示出输入装置中的一些功能性部件的方框图。
图9示出主机系统中的一些功能性部件的方框图，这些部件可与输入装置
7一起使用。
图IO示出根据本发明一个实施例的模块化输入系统的立体图。
图ll(a)-(d)示出根据本发明实施例的滚球组件的俯视图、局部视图和侧视图。
在附图中，相同附图标记表示相同的部分且对这些部分的说明不再重复。
详细说明
披露了一种输入装置。该输入装置被配置成向主机系统提供控制信号。它 包括壳体，该壳体具有上部和下部。滚球耦合在壳体的上部。输入装置还包括 配置成检测滚球位置的第一传感器组件以及配置成检测输入装置相对于工作 表面的位置的第二传感器组件。
输入装置中也包括模式开关。该模式开关在操作上耦合于第一传感器组件 和第二光传感器组件。模式开关包括第一模式，其中第一传感器组件用来将控 制信号提供给主机系统。模式开关也包括第二模式，其中第二传感器组件用来 将控制信号提供给主机系统。
上述滚球可具有两种操作模式。它当模式开关处于第一模式时具有第一操 作模式。在这种操作模式中，滚球可控制主机系统的屏幕上的光标。它当模式
开关处于第二模式时具有第二操作模式。在这种操作模式中，滚球允许4向360 度滚动(即沿垂直方向和水平方向滚动)。在第二操作模式中，使球在滚动时 转动可使输入装置中的音频输出设备或相应主机系统产生点击声。
本发明的实施例具有许多优点。如上所述并如下文中进一步详细阐述的那 样，根据本发明一个实施例的输入装置可根据用户的喜好作为跟踪球或传统光 学或激光鼠标工作。如果存在合用的工作表面，允许用户将输入装置作为鼠标 使用，如果合用的工作表面不可得，则将其作为跟踪球使用。如上文所讨论的， 如果工作表面过小或如果工作表面不具有合适的光学特性，合用的工作表面可 能不可得。另外，如果一个家庭成员喜欢使用鼠标而另一家庭成员喜欢使用跟 踪球，则两个家庭成员可共享一个输入装置而不是许多不同的输入装置。
图1示出根据本发明一个实施例的输入装置100的立体图。输入装置100 包括壳体11。壳体11可由包括上壳体部分10和下壳体部分44的一个或多个
8壳体部件构成。尽管壳体ll图示为由独立的壳体部分IO、 44构成，然而它在 本发明其它实施例中也可由更多或更少的壳体部分构成。另外，如图1所示， 可选用的橡胶侧握持部42可出现在上壳体部分10的侧面周围，并允许用户舒 服地握住输入装置100。
上壳体部分10可包括孔10(a)、左按钮10(b)和右按钮10(c)。左右按钮 10(b)、 10(c)可类似于传统鼠标中使用的按钮。
镶板(bezel) 20出现在上壳体部分10的空腔10(a)中。滚球8位于镶板 20中的空腔8(a)中。滚球8可机械耦合或不机械耦合于上壳体部分10。关于 镶板20和滚球8的进一步细节将在下文中给出。
图2-4分别示出输入装置100的俯视图、侧视图(装置100的另一侧作为 图3视图的镜像)和仰视图。
在一些实施例中，输入装置100可选择地配置成用作呈现控制装置并可具 有呈现模式控制开关和呈现控制器。如图4所示，输入装置100可包括呈现控 制器，该显示控制器包括方向垫54和模式开关52以使输入装置100使用呈现 控制器模式或指示器模式(例如鼠标模式或跟踪球模式)。
本发明的实施例不局限于图l-4所示的特定例子。例如，除了方向垫54， 输入装置100也可使用允许用户在例如Microsoft PowerpointTM的呈现中快进 或倒带的按钮。在一些实施例中，输入装置100也可包括激光指示器(未示出)。 另外，除了提供单独的呈现/指示器模式开关52夕卜，在本发明的其它实施例中， 可由用户使用之前描述的镶板20(见图l)选择呈现模式。例如，用户可在镶板 20按下一次以使输入装置100处于鼠标模式，按下两次使输入装置100处于跟 踪球模式，而按下三次使输入装置100处于呈现模式。允许输入装置100在这 些不同模式之间切换的计算机代码可出现在输入装置100的存储器中。例如 LED之类的输出指示器(未示出)可用来指示输入装置100当前处于哪种模式。
在又一实施例中，不是在输入装置100的底部提供单独的一组呈现控制 器，而是前述按钮10(b)、 10(c)可用作呈现控制元件以使呈现快进或倒带。这 记载于2007年4月13日提交的No. 60/911,803美国临时专利申请(案号为 no. 14572P-083300US)，该文献因各种原因全篇地援引包含于此。本文中 描述的任何特征可与本申请任何实施例中的任何特征相结合。
9图5示出输入装置100的分解图(在本实施例中，在输入装置100上没有 呈现控制器)。输入装置100包括壳体11，该壳体11包含上壳体部分10、下 壳体部分44和电池盖48。侧握持部42附连于壳体11。上壳体部分IO包括左 右按钮10(b)、 10(c)以及中央空腔10(a)。具有另一空腔20(a)的镶板20出现在 上壳体部分10中的中央空腔(10a)内。滚球8设置在镶板20的空腔20(a)内。 滚球8有选择地设置在位于空腔20(a)中的保持结构(未示出)内。保持结构
的例子在下文中给出。
滚球8可具有任何合适的结构或特征。例如，滚球8的直径较为有利地小
于大约20、 10、 8或甚至5mm。球内可以使颗粒(例如金属微粒)使其更易 于跟踪。在一些实施例中，滚球8的尺寸小于普通跟踪球并可由用户使用单指 操控。在一些实施例中，滚球8具有大约7mm至大约15mm的直径。滚球和 相关滚球组件的附加描述在下文中可参照图ll(a)—ll(d)。
本文中描述的滚球可不仅用于例如鼠标的输入装置，它也可用于其它类型 的装置，包括移动电话、游戏机、MP3播放器、PDA、膝上计算机等。该滚球 可以很小，且其移动可用光学组件来跟踪。
电池盖48提供对壳体11中的电池46 (例如两节AA电池)的访问。电池 接线端30和用于指示电池46模式的电池量表24也在壳体内。
在一些实施例中，电池量表24可具有连续四个LED (—个电池标志LED 和三个方形LED)，所述LED具有对电池电压的下列指示。四个电池LED可 在起始或输入装置再次连接于主机系统时点亮5秒。如果电池具有充足电量， 则可基于电池中余下的电力通过方形点亮的数目点亮所有LED使其显示绿色。 如果输入装置100中的电池46需要更换(电压在1.8V和2.0V之间)，则电 池图标可在六十秒内每两秒闪烁一次并且其它方形不发光。为了向用户指示留 下多少电量，如果电池电压高于2.6V (电池电平〉75%)，则点亮三个方形 LED，如果电池电压在2.2V和2.6V之间(75% 〉电池电平〉50% )，则点亮 两个方形LED，如果电池电压在2.0V和2.2V之间(50% 〉电池电平>25% )， 则点亮一个方形LED。如果电池电压低于1.8V，则需要关闭输入装置100。
壳体11内具有印刷电路板28，其上安装有第一光传感器组件40和第二 光传感器组件66。第一和第二光学组件40、 66较佳地包括作为光源的激光器。在其它实施例中，光源可以是LED或其它发光器件。在本例中，第一光学组 件40中的光源和光传感器面朝上并跟踪滚球8的运动，而第二光学组件66中 的光源和光传感器面朝下并跟踪输入装置100相对于其所在的工作表面(未示 出)的运动。
尽管详细描述了光传感器组件，然而也可使用其它类型的传感器组件。然 而，光学组件是较佳的，由于它们几乎没有移动部分并通常比纯机械系统更为 可靠。关于出现在第一和第二光学组件40、 66中的部件的进一步细节在下文 中给出。
如上所述，当用户将滚球8像传统跟踪球一样移动时，第一光传感器组件 40检测滚球8的相对运动。S卩，第一光传感器组件40中的光源将光提供给滚 球8，并且滚球8的反射图像可由第一光传感器组件40中的传感器芯片接收。 可在滚球8中提供颗粒或其它物质以使其运动更容易跟踪。第一光传感器组件 40可以是例如从Avago科技公司商业购得的ADNB-6532传感器组件的光学组 件，或者可以是从Royal Philips电子商业购得的PLN 2021激光传感器的其 它光学组件。
第二光传感器组件66如传统鼠标那样检测输入装置100相对于工作表面 的相对运动。即，可通过第二光传感器组件66中的光源将光提供给下方的工 作表面(例如课桌表面)，并且光可从工作表面反射，从而指示输入装置100 相对于工作表面的相对运动。第二光传感器组件66可以是ADNS-7050传感器， 它也可从Avago技术公司商业购得。
印刷电路板和压电组件26以及RF模块36也可出现在壳体中并耦合于印 刷电路板28。 RF模块36可包括允许输入装置IOO与主机系统(未示出)通信 的天线(未示出)。输入装置IOO的RF规范可以如下蓝牙无线技术；工作 频率2.4 2.4835 GHz;频道一79;以及带宽一lMHz。
模式开关36也可设置在壳体中并在操作上耦合于镶板20。要注意"模式 开关"可由模式开关36单独体现或与镶板20结合而体现。在该例中，镶板20 (或其它按钮)的压下激活模式开关36以将输入装置从鼠标模式改变至跟踪 球模式。导光管34或其它发光器件可在操作上耦合于模式开关36并指示输入 装置100处于哪种模式。
11图6示出之前描述的输入装置的一部分。在图6中示出滚球8、第一光传 感器组件40和第二光传感器组件66的相对位置。输入装置的其它部件也可图 示为组装的模式。
滚球8可通过位于其上的镶板20和位于其下方的物体(例如传感器40) 保持在位。然而，在其它实施例中，滚球8可通过保持结构(图5 — 6中未示 出)保持在位。图ll(a)-ll(d)示出本发明的一个实施例，其中滚球组件1100 由通过保持结构1101保持在位的滚球构成。滚球组件1100可作为输入装置中 的跟踪球装置(如前述实施例)或作为使用控制系统的任何合适装置，例如移 动电话、游戏机、MP3播放器、PDA、膝上计算机等的一部分。图ll(a)示出 示例性滚球组件1100的立体图。滚球8安装在保持结构1101中。
保持结构1101的至少一部分具有环形。在这些实施例中，保持结构1101 包括由下部1101(b)和上保持部1101(a)构成的整体结构。上保持部可配置成单 件的连续镶边，它可协同地配置成接纳滚球8。保持结构1101的上保持部1101(a) 可实质上包围滚球8的至少一部分，并至少覆盖滚球8的边和底部。在保持结 构1101中可具有开口，例如在顶部和底部，以通过用户的手指和操作上耦合 的传感器组件都可触及滚球8。这使滚球8牢固地保持在滚球组件100内，同 时允许用户对滚球8作平滑和顺畅的控制。在一些实施例中，保持结构1101 的上保持部1101(a)可以是不连续的。例如，保持结构1101的上保持部1101(a) 可以附连于下部1101(b)和保持住滚球8的多个分立叉头的形式出现。又如， 保持结构1101的上保持部1101(a)可以是本质上连续但边的若干部分被切去的 物体。保持结构1101可包括保持住滚球8的任意合适结构。
保持结构1101可包括低摩擦系数材料，并可通过模制、冲压或其它合适 工艺而制造出。例如，保持结构1101可包括TeflonTM、 Delrin 、其它含氟聚 合物或一些其它合适的材料。含氟聚合物在一些实施例中可涂覆在塑料基 材上。低摩擦系数材料的使用使滚球8安装于保持结构时容易转动。滚球8 可由任何合适材料制成，包括但不局限于不锈钢、铝、陶瓷、玻璃、树脂、 丙烯材料等。
图ll(b)示出其中没有安装滚球的保持结构1101。保持结构1101可具 有设置在其中的空腔1102。空腔1102可由配置成接纳滚球8的表面(未示
12出)界定，以使滚球8由保持结构1101支承。在一些实施例中，空腔1102 可具有在上保持部1101(a)中的向壁内倾的内径。它们从空腔1102(a)上部的 最大宽度向空腔1102(b)下部的最小宽度倾斜。空腔1102(b)的较低部分可 位于下部1101(b)。在一些实施例中，空腔1102的壁是曲面的，以顺应滚 球8外表面的形状。这种配置使滚球8牢固地位于空腔1102中，同时仍然 可由用户从高处触及。空腔1102的内壁宽度(即保持结构1101的内径) 可如图ll(b)所示地变化，或内径可以是固定的。在某些实施例中，保持结 构1101在所有位置的内径可小于滚球8的直径。滚球8可仅部分地位于保 持结构1101内，滚球8的主要部分凸出在保持结构1101夕卜。例如，滚球 可置于保持结构1101内，直到低于滚球8的中纬线大约30。。这使滚球8 的主要部分暴露在用户面前，这提供更方便的控制和使用性。在其它实施 例中，滚球8设置在保持结构中以使1102(b)的位置高于中纬线。这使保持 结构1101完全地保持住滚球8以使其保持在作为设备中输入装置的正确位 置。
如图ll(b)所示，下部1102(b)可以是开口的以使空腔1102是保持结构 1101中的贯穿空腔。在其它例子中，空腔1102可以在1102(a)开口，但在 1102(b)封闭。如果下部1102(b)是开口的，则可将传感器组件(未示出)安 装在保持结构1101的下侧以使传感器组件通过开口检测滚球8的位置。在 这些实施例中，滚球8位于保持结构1101的一侧，而传感器组件位于与滚 球8相对的另一侧。这允许光传感器组件精确地跟踪滚球8的运动和转动。 如果下部1102(b)是封闭的，传感器组件可安装在保持结构1101中。在其 它实施例中，传感器可在别处联系于保持结构1101,只要传感器能如上所 述地检测到滚球8的相对运动。
图ll(c)示出滚球组件IIOO位于装置的壳体1103内时的实施例的侧视 图。从侧面看，保持结构1101可包括两个功能性部分一一用于容纳滚球8 的上保持部1101(a)和下部1101(b)。下部1101(b)可具有平坦侧面并伸出超 过顶部的保持件1101(a)，以连接于壳体1103或下面的结构。保持结构1101 可包括两个分立部分1101(a)、 1101(b),它们单独形成并例如使用胶水粘附 在一起。在较佳实施例中，保持结构1101可以是单件设计且部分1101(a)
13域。在一些实施例中，保持结构1101
不包括两个独立的部分1101(a)、 1101(b),而是出现作为单个结构，例如没 有延伸部分的环形结构。
在图ll(c)的实施例中，滚球8被包夹在保持结构1101和输入装置壳 体1103内侧之间。保持结构1101和壳体1103协同工作以将滚球8保持在 适当位置。在某些实现中，上保持件1101(a)到达低于滚球8中纬线大约30 度的位置。
输入装置壳体1103可对应于图5中的壳体部分10或镶板20。在示例 性实施例中，壳体1103可以是例如移动电话、游戏机、MP3播放器、PDA、 膝上计算机等装置的壳体。壳体1103可具有开口 1103(a)，用户可通过该 开口 1103(a)从壳体外部触及滚球8。滚球8设置在位于保持结构1101—侧 的部分1101(a)中。传感器组件40可安装在保持结构1101的第二侧，并配 置成检测滚球的位置。如图6所示，这样能够保持传感器40和滚球8的相 对位置。
图11(d)示出滚球组件1100位于装置的壳体1103内的实施例的侧视图。 在图ll(d)的实施例中，滚球8无需壳体1103配合地由保持结构1101保持。 如图所示，上保持件1101(a)到达滚球8的中讳线上方，并且保持结构1101 的内侧与滚球8的表面协同地配置。就此而言，滚球8通过保持结构1101 维持在适当位置，同时仍然能够充分旋转。滚球8可从输入装置壳体1103 的外侧触及。在一些实现中，保持结构1101的内壁具有与滚球8表面一致 的曲率，以提供更为顺畅的转动。
在图ll(c)一ll(d)的实施例中，开口 1105穿过保持结构1101，如虚线 所示。传感器组件40可耦合于保持结构1101，并如上所述地通过开口 1105 检测滚球8的相对运动。在一些例子中，例如弹簧的偏压件(未示出)可 用来将滚球8推向壳体1103。在这些例子中，偏压件能确保从壳体外触及 滚球8，即使在滚球8不精确地装配在保持结构1101内的情形下。
本发明实施例中的保持结构的使用提供若干益处。保持结构的实施例 涉及由低摩擦材系数料制成的单件环形结构。该单件结构本质上围住滚球 以将其保持在合适位置。所述的滚球组件为用户提供更顺畅的转动体验。滚球更易于保持在适当位置以在装置中使用。此外，使用单件结构与滚球 配合是用于产生在多种现代电子产品中使用的控制装置的新颖且经济的方 法。由于所需要仅为滚球、光传感器和用于耦合两者的保持结构，因此所 描述的滚球组件减少了形成基于滚球的输入装置的零件所需的数量。
图7示出可在第一和第二光传感器组件40、 66中的一些部件。它们包 括激光源40(a)、激光器架40(b)、透镜40(c)和传感器40(d)。这些部件可物 理地彼此耦合在一起。如上所述，第一和第二组件40、 66可从市场上购得。
图8示出输入装置100中的一些部件的方框图。输入装置100可包括 控制器108，控制器108接收来自右按钮60(b)、左按钮60(c)的用户输入。
控制器108也可与第一和第二光传感器组件40、 66通信。如上所述， 第一光传感器组件40可与滚球8相互租用，以确定当用户移动滚球8时用 户输入的程度。第二传感器组件66可确定用户在工作表面上移动输入装置 IOO时用户输入的程度。
控制器108也可电耦合于模式开关34以及存储器112、主机接口 118。
控制器108可包括处理器并配置成通过执行存储器112中的代码来控 制输入装置100的操作。控制器108可由硬件和软件的任意适当组合来实 现。
模式开关34可以是任何适当的形式。它可包括可按压按钮、滑动开关 等。如上所述，它可实现为一个或甚至一起发挥作用以改变输入装置100 工作模式的两个或更多个部件。
存储器112可包括一个或多个易失或非易失存储器装置，例如ROM、 EEPROM等。它可存储代码以执行由输入装置执行的任意功能。代码可存储 在任何合适的计算机可读介质上。计算机可读介质的实例包括磁、电或光盘， 磁带、记忆棒、芯片等。代码可以任何合适的计算机编程语言写就，例如 Assembly、 C、 C十+等。
存储器112可包括允许输入装置100执行本申请中描述的任意功能的代 码。例如，存储器112可包括当模式开关34处于第一模式时激活第一传感器 组件40的代码以及当模式开关34处于第二模式时激活第二传感器组件66的 代码。它也可包括在第二模式下允许滚球8实现4向360度滚动(即沿垂直和水平方向滚动)的代码以及在第一模式下允许滚球8作为跟踪球的代码。
主机接口 118可以是允许输入装置与例如计算机系统的主机系统通信的
接口。主机接口 118的实例包括RF模块(它可包括用于接收信号或将信号发 送给主机系统中相应天线的天线)、输入一输出端口等。
尽管图8中示出分立的功能块，然而应当理解一个功能块可由两个或更多 个实际物理部件实现，或者两个或更多个功能块可由单个物理部件实现。例如， 控制器108和存储器112可集成在一个封装件或芯片上。又如，存储器112可 由两个或更多个存储器芯片等实现。
输入装置100可与例如主机计算机系统(例如个人计算机、电视机等)的 主机系统一起使用。参见图9，主机接口 118可与主机系统200中的输入装置 接口 218形成接口 。输入装置接口 218可以是允许主机系统200与输入装置100 通信的接口。例如，输入装置接口218可包括配置成从输入装置100的主机接 口 118接收RF信号的天线。它可由例如悬垂件的分立设备或主机系统内侧的 无线设备来实现。又如，输入装置接口 218可以是能够与连接于主机接口 118 的导线形成接口的端口。
如图9所示，主机系统200可包括输入设备(例如键盘)210、显示器204 以及存储器212。中央处理器208可在操作上耦合于输入设备210、显示器204 和存储器212。主机系统可仅为例如膝上计算机系统、台式计算机系统的标准 计算机系统或甚至是电视机。存储器212可包括合适的驱动软件以使输入装置
与主机系统一起工作。
参见图8和图9，使用上述输入装置100的方法可包括如果用户想要以 跟踪球模式使用输入装置100，则使用模式开关34选择第一模式。滚球8可由 用户操纵以使用第一传感器组件40、控制器108和主机接口 118将第一控制信 号发送至主机系统。控制信号可控制主机系统200中的显示器204上的光标。 当模式开关34处于第一模式时，第二光传感器组件66可断开。
如果用户想要将输入装置100作为鼠标使用，则用户可使用模式开关34 选择第二模式以使输入装置100处于第二鼠标模式。模式开关34的激活使第 二光传感器组件66导通并有选择地使第一光传感器组件40断开。然后，用户 可移动输入装置100以使用第二传感器组件66、控制器108和主机接口 118将第二控制信号发送至主机系统。接着，用户就可在例如桌面的工作表面上移动输入装置100并将其用作鼠标。而在第二模式中，第一光传感器组件40可
保持导通以使用户借助4向360度滚动地使用滚球8。这使用第一传感器组件40、控制器108和主机接口 118发送第三控制信号以实现主机系统200中的显示器204上的滚动。在某些实施例中，第三控制信号可由用户设定以执行其它主机系统命令，例如在计算机应用程序之间切换。
上述输入装置可用任何合适的方法制成。在一个实施例中，该方法包括-提供包含上部和下部的壳体；在壳体的上部提供滚球；提供配置成检测滚球位置的第一传感器组件；提供配置成检测输入装置相对于工作表面的位置的第二传感器组件；以及提供模式开关。模式开关在操作上耦合于第一传感器组件和第二传感器组件。模式开关包括第一模式，其中第一传感器组件用来将控制信号提供给主机系统；以及第二模式，其中第二传感器组件用来将控制信号提供给主机系统。具体地说，图5所示部件可以任何合适的顺序装配在一起以形成输入装置。
输入装置100可用于具有图10所示的模块化桌面组件300的工作站。组件300包括键盘302以及多个控制设备304、 306和存储设备308。在本例中，控制设备304、 306包括呈现控制设备304和电话306。然而，任何其它类型的设备可用于模块化桌面组件300。
雄性连接器304(a)、 306(a)、 308(a)可关联于控制设备304、 306以及存储设备308，以使它们以用户要求的任何方式彼此可释放地连接。连接器304(a)、306(a)、 308(a)和相应的雌性连接器(未示出)可纯粹是机械连接器，或可以机电连接器，使设备304、 306、 308通过键盘302接收功率或控制信号。
如图所示，键盘302可具有长度dl而其它控制设备304、 306、 308可具有相似长度和相似高度，但具有不同的宽度。当连接在一起时，桌面组件看起来就像是一个整体单元，即使这些部件可彼此分离。在本发明的实施例中，键盘、第一控制设备和第二控制设备均可具有基本相同的至少两个尺寸(例如长度和厚度)。
要注意，本发明不局限于上述较佳实施例，显然本领域内技术人员可在本发明的精神和范围内作出多种变化和修改。此外，本发明的任何一个或多个实施例可与本发明的一个或多个实施例结合而不脱离本发明的精神和范围。
对"一"、"一个"、"该"的任何引述被解释成表示"一个或多个"，
除非专门说明是相反情况。
上面提到的所有美国临时和非临时专利申请和公布基于各种原因被全篇地援引包含于此。没有一篇被认为是现有技术。
权利要求
1.一种将控制信号提供给主机系统的输入装置，所述输入装置包括具有上部和下部的壳体；在所述壳体上部的滚球；配置成检测滚球位置的第一传感器组件；以及配置成检测输入装置相对于工作表面的位置的第二传感器组件；以及模式开关，其中所述模式开关在操作上耦合于第一传感器组件和第二传感器组件，所述模式开关包括第一模式，其中所述第一传感器组件用来将控制信号提供给所述主机系统；以及第二模式，其中所述第二传感器组件用来将控制信号提供给所述主机系统。
2. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述第一传感器组件是第一光传感器组件而所述第二传感器组件是第二光传感器组件。
3. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述滚球具有小于大约10mm的直径。
4. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，还包括在操作上耦合于模式开关、第一传感器组件和第二传感器组件的控制器。
5. 如权利要求l所述的输入装置，其特征在于，所述模式开关包括按钮，其中所述按钮是镶板的形式，所述滚球位于所述镶板中。
6. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，还包括第一和第二按钮，其中所述第一和第二按钮位于所述滚球的相对侧。
7. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述第一传感器组件是第一光传感器组件而第二传感器组件是第二光传感器组件，且其中所述第一和第二光传感器组件包括激光器。
8. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，还包括在操作上耦合于模式开关、第一光传感器组件和第二光传感器组件的控制器，且其中所述输入装置还包括主机接口。
9. 如权利要求8所述的输入装置，其特征在于，所述主机接口是无线接□。
10. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，还包括在操作上耦合于模式开关、第一传感器组件和第二传感器组件的控制器，且所述输入装置还包括可操作地耦合于控制器的主机接口和存储器，所述存储器包含当所述模式开关处于第一模式时激活所述第一传感器组件的代码以及当所述模式开关处于第二模式时激活所述第二传感器组件的代码。
11. 如权利要求l所述的输入装置，其特征在于，所述控制信号用来控制显示在所述主机设备上的光标。
12. 如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述控制信号是第一控制信号，而当所述输入装置处于第二模式时，所述第一传感器组件用来提供第二控制信号。
13. —种使用权利要求l所述的输入装置的方法，所述方法包括-使用所述模式开关选择第一模式；使用所述滚球将第一控制信号传至所述主机系统；使用所述模式开关选择第二模式；以及移动所述输入装置以将第二控制信号送至主机系统。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括当所述输入装置处于第二模式时，使用滚球来滚动。
15. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述滚球具有小于大约10mm的直径。
16. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述模式开关是按钮的形式。
17. —种模块化桌面组件，包括含第一连接器的键盘；以及含第二连接器的控制设备，其中所述第一连接器可连接于第二连接器。
18. 如权利要求17所述的模块化桌面组件，其特征在于，所述控制设备是第一控制设备且所述第一控制设备包括第三连接器，并且所述模块化桌面组件包括第二控制设备，所述第二控制设备包括可连接于所述第三连接器的第四连接器。
19. 如权利要求18所述的模块化桌面组件，其特征在于，所述第一控制设备是数字按键板而所述第二控制设备是电视控制器。
20. 如权利要求19所述的模块化桌面组件，其特征在于，所述第一控制 设备和第二控制设备是平板的。
21. 如权利要求20所述的模块化桌面组件，其特征在于，所述键盘、所 述第一控制设备和所述第二控制设备全都具有至少两个基本相同的维度。
22. —种用于提供控制信号的滚球组件，所述滚球组件包括 壳体； 保持结构； 与所述保持结构协作配置的滚球，其中所述滚球可从壳体外部触及；以及 配置成检测所述滚球的相对运动的传感器组件。
23. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述传感器组件是光 传感器组件。
24. 如权利要求23所述的滚球组件，其特征在于，所述传感器组件包括 激光器。
25. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述保持结构包括环 形结构。
26. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述滚球具有直径而 所述保持结构具有内径，且所述内径小于所述滚球的直径。
27. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述滚球被设置在所 述保持结构第一侧的空腔内，且所述传感器组件被搭载在所述保持结构的第二
28. 如权利要求27所述的滚球组件，其特征在于，所述空腔由向内倾斜 的壁界定以使滚球保持在所述空腔和所述壳体之间。
29. 如权利要求27所述的滚球组件，其特征在于，所述滚球具有曲率， 且所述空腔具有遵循所述滚球的所述曲率的壁。
30. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述壳体包括开口以 使所述滚球可通过所述开口被触及。
31. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述保持结构包括低 摩擦材料。
32. 如权利要求31所述的滚球组件，其特征在于，所述保持结构包括含 氟聚合物。
33. 如权利要求28所述的滚球组件，其特征在于，还包括 在所述保持结构和滚球之间的偏压件，其中所述偏压件配置成沿所述壳体方向提供顶靠所述滚球的力。
34. 如权利要求22所述的滚球组件，其特征在于，所述滚球具有在大约 7-15mm范围内的直径。
全文摘要
披露了一种输入装置。该输入装置将控制信号提供给主机系统。它包括具有上部和下部的壳体。滚球耦合于壳体的上部并位于环内。第一传感器组件配置成检测滚球的位置，而第二传感器组件配置成检测输入装置相对于工作表面的位置。输入装置还包括模式开关，其中所述模式开关在操作上耦合于第一传感器组件和第二传感器组件。模式开关包括第一模式，其中第一传感器组件将控制信号提供给主机系统；以及第二模式，其中第二传感器组件将控制信号提供给主机系统。
文档编号G06F3/033GK101681208SQ200880016325
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年4月13日
发明者J·卡瓦库蒂 申请人:艾可品牌美国有限公司