专利名称：鼠标滚轮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输入装置，特别涉及一种光学鼠标滚轮装置。
背景技术：
请参照图1所示，其显示了鼠标装置9，该鼠标装置9包括本体90，该本体90上设 置有至少一个功能键91以及一个滚轮92。所述功能键91供使用者进行例如图示(icon)点 选或显示下拉式功能菜单的功能操作；所述滚轮92供使用者进行例如画面卷动(scroll) 的功能操作。所述鼠标装置9的本体90通常由底座和顶盖共同对合而形成。请参照图2所示，其显示了现有机械式鼠标滚轮结构9， 该结构9包括纵向枢设 于(枢转设置于)本体90内部前端处的滚轮92以及设置于本体90内的机械式编码器 93 (encoder)，通过转动滚轮92可带动本体90的编码器93产生控制电脑屏幕画面卷动的 信号，进而控制电脑屏幕画面的卷动。然而，若要增加滚轮92的解析度，则必须使用高解析度的机械式编码器93，如此 会导致鼠标装置9的整体成本相对提高。有鉴于此，本实用新型另提出一种高解析度且低成本的光学鼠标滚轮装置。
实用新型内容本实用新型提出一种鼠标滚轮装置，其利用图像感测器连续撷取图案的多张图 像，并分辨这些图案的图像的特征变化，藉以判定鼠标滚轮的操作方向和旋转速度。本实用新型提出一种鼠标滚轮装置，其利用光学特性判定鼠标滚轮的操作方向和 旋转速度。由于不需使用高精度的机械式编码器，本实用新型的鼠标滚轮装置具有较低的 成本。本实用新型提出一种鼠标滚轮装置，该鼠标滚轮装置包括履带和光学模块 (module) 0所述履带上形成有图案。所述光学模块用于照射所述履带上的图案，撷取该图 案的图像，并辨识该图案的图像的特征变化，以判定所述履带的移动方向和速度。其中，所述光学模块包括光源，用于照明所述履带上的图案；图像感测器，用于 撷取所述履带上的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦合，用于 辨识所述图案的图像的特征变化，以判定履带的移动方向和速度。其中，所述鼠标滚轮装置还包括透镜，用于调整所述光源的光路径。其中，所述鼠标滚轮装置还包括定位件，用于调整所述履带与所述图像感测器之 间的距离。其中，所述鼠标滚轮装置还包括第一滚轮、第二滚轮、第一支撑件和第二支撑件， 其中所述履带套设于所述第一滚轮上和第二滚轮的滚轮表面上，当所述第一滚轮被转动 时，所述第二滚轮受所述履带的牵引而转动，且所述第一滚轮枢接于所述第一支撑件，所述 第二滚轮枢接于所述第二支撑件。其中，所述第一滚轮的侧面还固设有内滚轮，所述履带套设于所述第一滚轮的内滚轮的滚轮表面上与所述第二滚轮的滚轮表面上。其中，所述履带套设于所述第一滚轮的滚轮表面上与所述第二滚轮的滚轮表面 上。其中，形成于该履带上的图案为透光的图案，所述光学模块包括光源，用于照明 所述履带上的图案；图像感测器，该图像感测器与所述光源相对地设置于所述履带的两侧， 用于撷取穿透所述履带的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦 合，用于辨识所述图案的图像的特征变化，以判定履带的移动方向和速度。本实用新型还提出一种鼠标滚轮装置，该鼠标滚轮装置包括滚轮和光学模块。所 述滚轮上形成有图案。所述光学模块用于照射所述滚轮上的图案，撷取该图案的图像，并辨 识该图案的图像的特征变化，以判定所述滚轮的转动方向和速度。其中，所述光学模块包括光源，用 于照明所述滚轮上的图案；图像感测器，用于 撷取所述滚轮上的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦合，用于 辨识所述图案的图像的特征变化，以判定所述滚轮被转动的方向和速度。其中，所述鼠标滚轮装置还包括透镜，用于调整所述光源的光路径。其中，所述鼠标滚轮装置还包括支撑件，其中，所述滚轮枢接于该支撑件。其中，所述滚轮的侧面还固设有内滚轮，所述图案形成于所述内滚轮的滚轮表面。其中，所述图案形成于所述滚轮的滚轮表面。本实用新型的鼠标滚轮装置利用图像感测器撷取例如履带或滚轮等构件上的特 征变化，例如图案(pattern)的变化，以判定滚轮的操作方向和旋转速度。此外，通过改变 所述图案的特征大小即可调整鼠标滚轮装置的解析度，因而不需使用高成本的机械式编码 器，从而降低了制造成本。
图1是显示了一种现有鼠标装置的示意图；图2是显示了一种现有机械式鼠标滚轮结构的示意图；图3是显示了本实用新型的一种实施例的鼠标装置和鼠标滚轮装置的剖视图；图3a是显示了本实用新型的履带上的特征的示意图；图4是显示了本实用新型的另一种实施例的鼠标装置和鼠标滚轮装置的剖视图；图5是显示了本实用新型的另一种实施例的鼠标装置和鼠标滚轮装置的剖视图； 以及图6是显示了本实用新型的另一种实施例的鼠标装置和鼠标滚轮装置的剖视图。主要元件符号说明1、1'、1〃、1〃 ‘鼠标装置11 壳体12、12'、12〃、12〃 ‘鼠标滚轮装置 121、121'第一滚轮组1211第一滚轮1211A第一滚轮的滚轮表面1212第一支撑件1213内滚轮122,122'第二滚轮组1221第二滚轮1222第二支撑件1223定位件123,123'履带123a 图案[0038]124、124'、124〃 光学模块1241 光源1242图像感测器1243处理单元1244透镜9鼠标装置90鼠标本体91功能键92滚轮93编码器
具体实施方式
为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本实用新型中，相同的构件将以相同的符号表示，于此预先说 明。请参照图3所示，其显示了本实用新型的一种实施例的鼠标装置的剖视图。鼠标 装置1包括壳体11和鼠标滚轮装置12，该鼠标滚轮装置12设置于所述壳体11内部。使用 者(未绘示)可操作鼠标装置1，以相对控制例如显示画面的画面更新，并通过鼠标滚轮装 置12进行例如显示画面的画面卷动(scroll)和画面拉近拉远(zoom in/zoom out)等功 能的操作，但本实用新型并不限于此。所述鼠标滚轮装置12包括第一滚轮组121、第二滚轮组122、履带123以及光学模 块(module) 124。所述第一滚轮组121包括第一滚轮1211、第一支撑件1212以及内滚轮 1213，其中该内滚轮1213固设于所述第一滚轮1211侧面并与所述第一滚轮1211同中心地 枢设于所述第一支撑件1212，且所述第一滚轮1211的滚轮表面1211A的一部分外露于鼠 标装置1的壳体11之外，以供使用者拨动。所述第二滚轮组122包括第二滚轮1221和第 二支撑件1222，其中所述第二滚轮1221枢设于所述第二支撑件1222。所述履带123可由 适当材质制成，其套设于所述内滚轮1213的滚轮表面上与所述第二滚轮1221的滚轮表面 上；藉此，当使用者通过滚轮表面1211A拨动第一滚轮1211时，可同时带动第二滚轮1221 和履带123转动且该履带123的至少一部分与光学模块124作横向的相对移动。请参照图 3a所示，履带123的一个表面(未套设于所述滚轮表面的表面)形成有供光学模块124辨 识的特征，例如图案(pattern) 123a。可以了解的是，图3a中所绘示的图案123a仅为例示 性的，并非用于限制本实用新型。图案123a的样式可为任何适当的图案。所述光学模块124被设置成与履带123上形成有所述特征的表面的至少一部分相 对。所述光学模块124包括光源1241、图像感测器1242、处理单元1243以及透镜(或透 镜组)1244。所述光源1241的实施例包括发光二极管和激光二极管，其用于照射履带123 上的特征。所述图像感测器1242的实施例包括，但不限于，CCD图像感测器和CMOS图像感 测器，其用于撷取形成于履带123上的特征的图像。所述处理单元1243与所述图像感测 器1242相耦合，用于辨识图像感测器1242所撷取的履带123上图案123a的图像的特征变 化，以判定履带123的旋转方向和旋转速度(即履带123与图像感测器1242的相对移动方 向和移动速度)。所述透镜1244则用于引导光源1241所发出的光至所述履带123上的所 述特征，并引导履带123上的特征的反射光至所述图像感测器1242。在一种实施例中，透 镜1244可不予实施。藉此，使用者在使用本实用新型的鼠标装置1时，只要拨动第一滚轮 1211即可同时带动履带123和第二滚轮1221转动，所述处理单元1243则可判定履带123 上图案123a的图像的特征变化，以判定使用者拨动第一滚轮1211的方向和拨动速度。此夕卜，为使图像感测器1242可清楚撷取履带123上图案123a的图像的特征变化，优选地，所 述履带123相对平行于所述图像感测器1242且该图像感测器1242与履带123之间具有适 当距离，该距离例如为图像感测器1242的焦距或该透镜1244的焦距。在一种实施例中，所述光源1241独立设置于所述光学模块124之外。在另一种实 施例中，所述透镜1244 —体成型于所述光学模块124上。在另一种实施例中，所述第一滚 轮组121、第二滚轮组122、履带123以及光学模块124形成为光学鼠标滚轮模块，以使鼠标 滚轮装置12容易设置于各种形式尺寸的鼠标装置内部，以增加本实用新型的鼠标滚轮装 置12的实用性。在另一种实施例中，所述第一滚轮组121可不包括所述内滚轮1213，此时，履带 123则套设于第一滚轮1211的滚轮表面1211A上和第二滚轮1221的滚轮表面上。藉此，当 使用者拨动第一滚轮1211外露于壳体11的滚轮表面1211A时，同样可同时带动履带123 和第二滚轮1221转动，图像感测器1242侦测履带123上的图案123a的特征变化，处理单 元1243分析图案123a的图像的特征变化，以辨识第一滚轮1211被转动的方向和速度。请参照图4所示，其显示了本实用新型的另一种实施例的鼠标装置的剖视图。所 述鼠标装置1'同样包括鼠标滚轮装置12'。该鼠标滚轮装置12'包括第一滚轮组121'、 第二滚轮组122'、履带123以及光学模块124，其中履带123和光学模块124与图3中的 履带123和光学模块124相同，故于此不再赘述。本实施例与图3的差异如下所述第一滚 轮组121'仅包括第一滚轮1211和第一支撑件1212，而不包括所述内滚轮1213，因此履带 123直接套设于第一滚轮1211的滚轮表面121IA上；第二滚轮组122'包括第二滚轮1221、 第二支撑件1222以及定位件1223，该定位件1223用于定位所述履带123，以使该履带123 的至少一部分的表面与光学模块124的相对面形成平行，以使光学模块124的图像感测器 1242可清楚撷取履带123上图案的图像的特征变化。同样地，在此实施例中，所述第一滚轮 组121'、第二滚轮组122'、履带123以及光学模块124同样可形成光学鼠标滚轮模块，以 使鼠标滚轮装置12'方便组装于不同形式的鼠标装置内部。此外，本实施例的其他构件与 图3相同，于此不再赘述。请参照图5所示，其显示本实用新型的另一种实施例的鼠标装置的剖视图。鼠标 装置1"包括鼠标滚轮装置12"。该鼠标滚轮装置12"包括第一滚轮组121(或121')、 第二滚轮组122(或122')、履带123'以及光学模块124'，其中所述第一滚轮组 121(121')和第二滚轮组122(122')与图3或图4所绘示的相同，故于此不再赘述。本 实施例与图3或图4的差异如下所述光源1241与图像感测器1242分别设置于履带123' 至少一部份的两侧。此时，履带123'上形成部份透明的特征，例如履带123上形成透明或 不透明的图案123a，而履带123上所述图案之外的其他部分则相对为不透明或透明。藉此， 当光源1241照射履带123'时，图像感测器1242可撷取透过履带123'上的图案的透射光 的图像，处理单元1243则分析所撷取图案的图像的特征变化，以判定履带123'的旋转方 向和旋转速度。同样地，在此实施例中，所述第一滚轮组121、第二滚轮组122、履带123'以 及光学模块124'同样可形成为光学鼠标滚轮模块(module)，以方便鼠标滚轮装置12"组 装于不同形式的鼠标装置内部。请参照图6所示，其显示了本实用新型的另一种实施例的鼠标装置的剖视图。鼠 标装置1"‘包括鼠标滚轮装置12"‘。该鼠标滚轮装置12"‘包括第一滚轮组121和光学模块124。所述第一滚轮组121包括第一滚轮1211和第一支撑件1212，其中第一滚轮 1211的滚轮表面1211A上形成有图案123a。所述光学模块124〃包括光源1241、图像感测 器1242、处理单元1243以及透镜1244。所述光源1241用于提供光至所述第一滚轮1211的 滚轮表面1211A。所述图像感测器1242撷取所述第一滚轮1211的滚轮表面1211A的图案 123a的图像。所述处理单元1243与所述图像感测器1242相耦合，以接收图像感测器1242 所撷取的图案的图像，并辨识该图案的图像的特征变化，并根据该特征变化判定所述第一 滚轮1211被旋转的方向和旋转速度。在一种实施例中，所述透镜1244 —体成型于所述光 学模块124。此外，在本实施例中，所述第一滚轮组121和光学模块124"可形成为光学鼠 标滚轮模块，以方便鼠标滚轮装置12"‘组装于不同形式的鼠标装置内部。在另一种实施例中，所述第一滚轮组121可另包括内滚轮1213，而所述图案形成于所述内滚轮1213的滚轮表面。所述光学模块124则通过撷取并分析内滚轮1213的滚轮 表面上的图案的图像的特征变化，以判定第一滚轮组121被旋转的方向和旋转速度。可以了解的是，图3至图6中所揭示的各装置的尺寸大小以及相对关系为例示性 的，并非用于限定本实用新型。如前所述，由于现有鼠标滚轮结构使用机械式编码器，当要提升鼠标滚轮的解析 度时必须使用价格较高的高解析度编码器，如此会增加鼠标装置的整体成本。因此，本实用 新型提出一种高解析度且低成本的光学鼠标滚轮装置，利用图像感测器撷取图案的特征变 化，以判定滚轮的旋转方向和旋转速度，其中所述图案可形成于履带或滚轮等构件上。虽然本实用新型已被上述实施例所公开，然而上述实施例并非用于限定本实用新 型，任何本实用新型所属技术领域中的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，应 当可以作出各种变动与修改。因此本实用新型的保护范围应当以所附的权利要求书所界定 的为准。
权利要求一种鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置包括履带，该履带上形成有图案；以及光学模块，用于照射所述履带上的图案，撷取该图案的图像，并辨识该图案的图像的特征变化，以判定所述履带的移动方向和速度。
2.根据权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述光学模块包括光源，用于照明所述履带上的图案；图像感测器，用于撷取所述履带上的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦合，用于辨识所述图案的图像的特征变 化，以判定履带的移动方向和速度。
3.根据权利要求2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该装置还包括透镜，用于调整所 述光源的光路径。
4.根据权利要求2所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该装置还包括定位件，用于调整 所述履带与所述图像感测器之间的距离。
5.根据权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置还包括第一滚 轮、第二滚轮、第一支撑件和第二支撑件，其中所述履带套设于所述第一滚轮上和第二滚轮 的滚轮表面上，当所述第一滚轮被转动时，所述第二滚轮受所述履带的牵引而转动，且所述 第一滚轮枢接于所述第一支撑件，所述第二滚轮枢接于所述第二支撑件。
6.根据权利要求5所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述第一滚轮的侧面还固设有 内滚轮，所述履带套设于所述第一滚轮的内滚轮的滚轮表面上与所述第二滚轮的滚轮表面 上。
7.根据权利要求5所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述履带套设于所述第一滚轮 的滚轮表面上与所述第二滚轮的滚轮表面上。
8.根据权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，形成于该履带上的图案为透光 的图案，所述光学模块包括光源，用于照明所述履带上的图案；图像感测器，该图像感测器与所述光源相对地设置于所述履带的两侧，用于撷取穿透 所述履带的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦合，用于辨识所述图案的图像的特征变 化，以判定履带的移动方向和速度。
9.一种鼠标滚轮装置，其特征在于，该鼠标滚轮装置包括滚轮，该滚轮上形成有图案；以及光学模块，用于照射所述滚轮上的图案，撷取该图案的图像，并辨识该图案的图像的特 征变化，以判定所述滚轮的转动方向和速度。
10.根据权利要求9所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述光学模块包括光源，用于照明所述滚轮上的图案；图像感测器，用于撷取所述滚轮上的图案的图像；以及处理单元，该处理单元与所述图像感测器相耦合，用于辨识所述图案的图像的特征变 化，以判定所述滚轮被转动的方向和速度。
11.根据权利要求10所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该装置还包括透镜，用于调整所述光源的光路径。
12.根据权利要求9所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，该装置还包括支撑件，其中，所 述滚轮枢接于该支撑件。
13.根据权利要求9所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述滚轮的侧面还固设有内滚 轮，所述图案形成于所述内滚轮的滚轮表面。
14.根据权利要求9所述的鼠标滚轮装置，其特征在于，所述图案形成于所述滚轮的滚 轮表面。
专利摘要本实用新型公开了一种鼠标滚轮装置，该鼠标滚轮装置包括构件和光学模块。所述构件上形成有图案。所述光学模块用于照射所述构件上的图案，撷取该图案的图像，并辨识该图案的图像的特征变化，以判定所述构件的变化方向和速度。本实用新型的鼠标滚轮装置可以通过改变所述图案的特征大小来调整鼠标滚轮装置的解析度，因而不需使用高成本的机械式编码器，从而降低了制造成本。
文档编号G06F3/033GK201556171SQ20092016140
公开日2010年8月18日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者吕志宏, 王维中 申请人:原相科技股份有限公司