专利名称：终端轨迹球导航装置及导航方法
技术领域：
本发明涉及移动终端，尤其涉及一种终端轨迹球导航装置及导航方法。
背景技术：
目前随着手机技术的不断发展，一些智能手机上面已经开始使用基于磁感应方式 的轨迹球来实现手机导航装置，大大增强了导航装置的用户体验效果。现有基于磁感应的 手机导航装置结构如图1所示，轨迹球为一个磁性小圆球，它具有多个N和S极性，这两个 极性刚好相反。在轨迹球的两个相邻方向上各配置一个磁性感应器，如图中的检测器1和 检测器2;当手机用户用手指摩擦轨迹球运动时，轨迹球各点的磁极也会随着轨迹球运动 而变化，随之带来轨迹球周围磁场分布的变化，检测器感应到后，就会将磁力的变化转换成 电信号并输出给CPU。CPU再根据两个检测器传递的电信号就可以识别出轨迹球的移动方 向，从而控制导航。在上述手机导航装置工作的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题 由于手机本身采用无线信号进行通信，通信过程中会产生电磁信号，电磁信号会干扰导航 装置的磁力检测，导致误操作，尤其在手机大功率发射条件下，磁场干扰会更大。
发明内容
本发明的实施例提供一种终端轨迹球导航装置及导航方法，能够避免手机通信对 终端轨迹球导航装置的干扰。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一种终端轨迹球导航装置，包括一个能够滚动的轨迹球；四个光栅轮，布置在所述轨迹球的四周，所述各光栅轮的轴线处于同一水平面上， 每个光栅轮沿径向指向球心，相邻的光栅轮在所述水平面内的夹角为90度，并且在所述轨 迹球处于自由状态时，所述各光栅轮与所述轨迹球之间有间隙，每个光栅轮轴面上沿环向 相间设置透光区域与不透光区域；两个发光装置，其中一个发光装置设置在两个相邻的光栅轮之间，另一个发光装 置设置在另外两个相邻的光栅轮之间，发光装置发出的光线能够照射在光栅轮轴面的一个 预定位置上，所述预定位置处于光栅轮的透光区域与不透光区域共同的旋转轨迹上；四个光接收计数器，分别沿每个光栅轮轴线设置在发光装置相对于光栅轮的另一 侧，当光栅轮不透光区域转至预定位置时，光接收计数器不能接收到发光装置发出的光线； 当光栅轮透光区域转至预定位置时，光接收计数器能够接收到发光装置发出的光线；一个导航芯片，与所述各光接收计数器电连接；所述轨迹球滚动时，所述轨迹球与至少一个光栅轮相触碰，所述与轨迹球相触碰 的光栅轮随轨迹球的滚动而转动，所述发光装置照射转动的光栅轮的轴面；所述光接收计 数器通过所述转动的光栅轮接收由所述发光装置发出的光线，并将该光线转换成电脉冲信号发送给导航芯片，所述导航芯片根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移 方向，所述导航芯片根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动距 离，进而根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距离。一种终端轨迹球导航装置导航方法，包括当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰，且带动触碰的光栅轮转动时，接收穿 过转动的光栅轮的光线；将所述光线转换成电脉冲信号，将所述电脉冲信号发送给导航芯片，以使导航芯 片根据发出电脉冲信号的光栅轮位置、所述电脉冲信号持续时间和周期识别出轨迹球的位 移方向、速度和距离，进而使导航芯片产生导航信息。一种终端轨迹球导航装置导航方法，包括接收光接收计数器发送的电脉冲信号；根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移方向；根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动距离；根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距离。本发明实施例提供的终端轨迹球导航装置及导航方法，通过光信号定位导航装置 轨迹球的位移，能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干扰。
图1为现有基于磁感应的手机导航装置结构示意图。图2为本发明终端轨迹球导航装置的实施例的结构示意图。图3a为本发明光栅轮一种轴面结构示意图。图3b为图2所示光栅轮24与光接收计数器44的相对位置示意图。图4为本发明终端轨迹球导航方法的一个实施例的流程图。图5为本发明终端轨迹球导航方法的另一个实施例的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例的装置、方法进行详细描述。本发明终端轨迹球导航装置的实施例，如图2所示，包括一个能够滚动的轨迹球1。轨迹球1可采用普通机械球，但要具备一定的硬度和表 面摩擦力。四个光栅轮21、22、23、24，布置在轨迹球1的四周，图2中虚线所示为每个光栅轮 的轴线。光栅轮是一个轴心固定，轴面上沿环向相间设置透光区域与不透光区域的轮子，光 栅轮可以绕轴转动。光栅轮的结构有很多种，其中一种光栅轮的结构如图3a所示，图3a中 左侧视图为该种光栅轮的径向视图，图3a中右侧视图为该种光栅轮的轴面视图，该种光栅 轮的轴面视图中，两个半圆形区域为透光区域，其它为不透光区域。光栅轮21、22、23、24的 轴线处于同一平面上，每个光栅轮沿径向指向球心，相邻的光栅轮在该平面内的夹角为90 度，并且在轨迹球1处于自由状态时，各光栅轮与轨迹球1之间有间隙，使得轨迹球1可以 在各光栅轮限定的中心区域内在水平面上有限平移。两个发光装置31、32，其中一个发光装置31设置在光栅轮21和24之间，另一个发
4光装置32设置在光栅轮22和23之间。优选的，一个发光装置可以设置在两个相邻的光栅 轮的角平分线上，另一个发光装置可以设置在剩下两个相邻的光栅轮的角平分线上，这样 可以使光线均勻地照射在每个光栅轮上，有利于更准确地判断轨迹球1的位移状况。具体 到本实施例，发光装置31设置在光栅轮21和24的角平分线上，发光装置32设置在光栅轮 22和23的角平分线上，当然，发光装置31也可以设置在光栅轮21和22的角平分线上，相 应的，发光装置32设置在光栅轮23和24的角平分线上，原理相同，在此不做赘述。优选的， 所述发光装置为手机按键的背光灯或者发光二极管，采用背光灯照明无需额外添加发光器 件，可以节省成本；采用发光二极管耗能小，可以节省电能。发光装置的具体选材并不局限 于以上两种，一切可装入手机的发光器材都可以采用，比如红外发光管，对应的光接收计数 器采用红外接收管。发光装置31、32发出的光线分别能够照射在光栅轮21、22、23、24轴面 的一个预定位置上，所述预定位置角度固定，处于光栅轮的透光区域与不透光区域共同的 旋转轨迹上，光栅轮的透光区域与不透光区域都能够旋转至该预定位置。四个光接收计数器41、42、43、44，分别沿每个光栅轮轴线设置在发光装置相对于 光栅轮的另一侧，用来接收发光装置穿过光栅轮的光线并转换成电脉冲信号。具体的，光栅 轮21的不透光区域旋转至预定位置时，光接收计数器41可以完全被光栅轮21的不透光区 域遮挡，接收不到发光装置31发出的光；光栅轮21的不透光区域不在预定位置时，光接收 计数器41可以接收到透过光栅轮21的透光区域透过的光。相应地，光栅轮22的不透光区 域旋转至预定位置时，光接收计数器42可以完全被光栅轮22的不透光区域遮挡，接收不到 发光装置32发出的光；光栅轮22的不透光区域不在预定位置时，光接收计数器42可以接 收到透过光栅轮22的透光区域透过的光。光栅轮23的不透光区域旋转至预定位置时，光接 收计数器43可以完全被光栅轮23的不透光区域遮挡，接收不到发光装置32发出的光；光 栅轮23的不透光区域不在预定位置时，光接收计数器43可以接收到透过光栅轮23的透光 区域透过的光。光栅轮24的不透光区域旋转至预定位置时，光接收计数器44可以完全被 光栅轮24的不透光区域遮挡，接收不到发光装置31发出的光；光栅轮24的不透光区域不 在预定位置时，光接收计数器44可以接收到透过光栅轮24的透光区域透过的光。以发光 装置31、光栅轮24、光接收计数器44这一组光发射与接收装置为例，如图3b所示，图3b左 侧图为俯视方向的光栅轮24与光接收计数器44的相对位置示意图，图3b右侧图为右视方 向的光栅轮24与光接收计数器44的相对位置示意图，假设发光装置31的光从右侧照来， 照在光栅轮24的预定位置100处，光栅轮24的不透光区域旋转至预定位置100时，光接收 计数器44完全被光栅轮24的不透光区域遮挡，接收不到发光装置31发出的光；光栅轮24 的透光区域旋转至预定位置100时，光接收计数器44可以接收到透过光栅轮24的透光区 域透过的光。一个导航芯片，与所述各光接收计数器电连接，接收各光接收计数器的电脉冲信 号，根据发出电脉冲信号的光栅轮位置、所述电脉冲信号持续时间和周期识别出轨迹球的 位移方向、速度和距离。终端轨迹球导航装置的工作过程如下手机用户向某个方向滚动轨迹球1，比如 说向右，轨迹球1与光栅轮21相触碰，之后手机用户继续向右滚动轨迹球1，轨迹球1带动 光栅轮21在2秒钟内转动了 1圈。发光装置31照射转动的光栅轮21的轴面。由于光栅 轮21是部分透光的，在光栅轮21转动时，光接收计数器41只有在光栅轮21的透光部分转动到预定位置时才能接收到发光装置31穿过光栅轮21的光线。如果光栅轮21的轴面结 构如图3所示，那么光接收计数器41会在2秒钟内2次接收到发光装置31透过光栅轮21 的半圆形透光区域的光线，从而识别出光栅轮21在2秒钟内转动了 1圈，进而，光接收计数 器41会产生与光栅轮21在2秒钟内转动了 1圈对应持续时间和周期的电脉冲信号发送给 导航芯片5。导航芯片根据发出电脉冲信号的是光栅轮21识别出轨迹球的位移方向为向 右，导航芯片根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮21在2秒钟内转动了 1圈，进 而识别出轨迹球向右的位移速度和距离。本发明实施例提供的终端轨迹球导航装置通过光信号定位导航装置轨迹球的位 移，能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干扰。对轨迹球的材质没有太高要求，相对 于原有磁性轨迹球成本更低。本发明终端轨迹球导航装置可应用于各种手机和手持终端，也可应用于鼠标。本发明终端轨迹球导航方法的一个实施例，应用于图2所示的终端轨迹球导航装 置中的光接收计数器，如图4所示，包括S401、当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰，且带动触碰的光栅轮转动时，接 收穿过转动的光栅轮的光线。S402、将所述光线转换成电脉冲信号，将所述电脉冲信号发送给导航芯片，以使导 航芯片根据发出电脉冲信号的光栅轮位置、所述电脉冲信号持续时间和周期识别出轨迹球 的位移方向、速度和距离，进而使导航芯片产生导航信息。所述导航信息用来使终端在显示屏上显示代表轨迹球运动的光标移动或图像移 动。本发明终端轨迹球导航方法的另一个实施例，应用于图2所示的终端轨迹球导航 装置中的导航芯片，如图5所示，包括S501、导航芯片接收光接收计数器发送的电脉冲信号。S502、导航芯片根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移方向。S503、导航芯片根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动 距离。S504、导航芯片根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距罔。S505、导航芯片根据轨迹球的位移方向、位移速度和距离产生导航信息。所述导航信息用来使终端在显示屏上显示代表轨迹球运动的光标移动或图像移 动。其中，S502与S503-S504没有必然的先后顺序。本发明实施例提供的终端轨迹球导航方法通过光信号定位导航装置轨迹球的位 移，能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干扰。对轨迹球的材质没有太高要求，相对 于原有磁性轨迹球成本更低。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。 以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内，比如，光栅轮的外周形状可以是圆形，也可以是正多边形，光 栅轮的轴面结构只要是透光区域与不透光区域相间设置即可，并不限定透光区域与不透光 区域的具体形状。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
一种终端轨迹球导航装置，其特征在于，包括一个能够滚动的轨迹球；四个光栅轮，布置在所述轨迹球的四周，所述各光栅轮的轴线处于同一水平面上，每个光栅轮沿径向指向球心，相邻的光栅轮在所述水平面内的夹角为90度，并且在所述轨迹球处于自由状态时，所述各光栅轮与所述轨迹球之间有间隙，每个光栅轮轴面上沿环向相间设置透光区域与不透光区域；两个发光装置，其中一个发光装置设置在两个相邻的光栅轮之间，另一个发光装置设置在另外两个相邻的光栅轮之间，发光装置发出的光线能够照射在光栅轮轴面的一个预定位置上，所述预定位置处于光栅轮的透光区域与不透光区域共同的旋转轨迹上；四个光接收计数器，分别沿每个光栅轮轴线设置在发光装置相对于光栅轮的另一侧，当光栅轮不透光区域转至预定位置时，光接收计数器不能接收到发光装置发出的光线；当光栅轮透光区域转至预定位置时，光接收计数器能够接收到发光装置发出的光线；一个导航芯片，与所述各光接收计数器电连接；所述轨迹球滚动时，所述轨迹球与至少一个光栅轮相触碰，所述与轨迹球相触碰的光栅轮随轨迹球的滚动而转动，所述发光装置照射转动的光栅轮的轴面；所述光接收计数器通过所述转动的光栅轮接收由所述发光装置发出的光线，并将该光线转换成电脉冲信号发送给导航芯片，所述导航芯片根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移方向，所述导航芯片根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动距离，进而根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距离。
2.根据权利要求1所述的终端轨迹球导航装置，其特征在于，所述发光装置为红外发 光管，所述光接收计数器为红外接收管。
3.根据权利要求1所述的终端轨迹球导航装置，其特征在于，所述发光装置为手机按 键的背光灯或者发光二极管。
4.根据权利要求1所述的终端轨迹球导航装置，其特征在于，一个发光装置设置在两 个相邻的光栅轮的角平分线上，另一个发光装置设置在剩下两个相邻的光栅轮的角平分线 上。
5.一种终端轨迹球导航装置导航方法，其特征在于，包括当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰，且带动触碰的光栅轮转动时，接收穿过转 动的光栅轮的光线；将所述光线转换成电脉冲信号，将所述电脉冲信号发送给导航芯片，以使导航芯片根 据发出电脉冲信号的光栅轮位置、所述电脉冲信号持续时间和周期识别出轨迹球的位移方 向、速度和距离，进而使导航芯片产生导航信息。
6.一种终端轨迹球导航装置导航方法，其特征在于，包括接收光接收计数器发送的电脉冲信号；根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移方向；根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动距离；根据光栅轮的 转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距离。
全文摘要
本发明公开了一种终端轨迹球导航装置及导航方法，涉及移动终端，为解决现有磁感应的手机导航装置易受干扰影响操作的问题而发明。本发明实施例提供的方法，包括如下步骤接收光接收计数器发送的电脉冲信号；根据发出电脉冲信号的光栅轮位置识别出轨迹球的位移方向；根据电脉冲信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动速度和转动距离；根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移速度和距离，进而使导航芯片产生导航信息。本发明适用于各种移动终端。
文档编号G06F3/037GK101893949SQ201010231439
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者侯静波, 朱统 申请人:华为终端有限公司