CN2881779Y - 控制装置、标度盘控制器和鼠标 - Google Patents

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CN2881779Y CNU2005201122888U CN200520112288U CN2881779Y CN 2881779 Y CN2881779 Y CN 2881779Y CN U2005201122888 U CNU2005201122888 U CN U2005201122888U CN 200520112288 U CN200520112288 U CN 200520112288U CN 2881779 Y CN2881779 Y CN 2881779Y
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菲里佩·朱诺
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安托万·梅尔米诺
罗尔夫·安布埃尔
居伊·蒂法涅
雷涅·佐默
弗洛里安·克尔施塔特
劳伦特·普朗什雷尔
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    • G06F3/03543—Mice or pucks

Abstract

本实用新型提供一种用于控制显示在计算机监视器上的图形对象的滚动的控制装置。所述控制装置包括：一外壳；一设置在所述外壳的前端部分上的滑动器装置，其配置成用于控制所述监视器上的所述图形对象的滚动。

Description

控制装置、标度盘控制器和鼠标
技术领域
本实用新型大体是关于控制装置和控制方法。更具体地说，本实用新型是关于用于控制显示在显示器上的图形对象的控制装置。
背景技术
配置成用于控制显示在监视器上的图形对象的典型控制装置(例如，鼠标和轨迹球)通常提供y-滚动，但无法提供x-滚动和z-滚动。无法适合计算机监视器的x-尺寸的图形对象需要x-滚动。x-滚动通常是通过将指针放在计算机监视器上所显示的滚动条或滚动按钮上并拖动滚动条或按住滚动按钮来控制。x-滚动的这种控制需要使用者与控制装置和计算机之间的许多相互作用，因此往往较慢且麻烦。另外，移过一图像的图像平面或放大或缩小显示在监视器上的图像需要z-滚动。
设计成提供滚动控制的其它控制装置包括Immersion Corporation拥有的于2000年10月3日申请的名为“Force Feedback Mouse Wheel And OtherControl Wheels”的美国专利申请案第6,128006号中所讨论的装置。
因此，需要用于控制显示在显示器上的图形对象的新的控制装置和新的控制方法。
实用新型内容
现有的用于控制显示在监视器上的图像对象的控制装置无法提供x-滚动和z-滚动，并且x-滚动的控制需要使用者与控制装置和计算机之间的许多相互作用，在传统控制装置中一些控制电子装置无法配合。
为解决以上问题，本实用新型提供一种用于控制显示在计算机监视器上的图形对象的控制装置。根据一个实施例，所述控制装置包括：一外壳；一设置在所述外壳的前端部分中的滚球机构；设置在所述滚球的第一侧上的第一按钮；设置在所述滚球的第二侧上的第二按钮；和一x/y位移控制器，例如x/y位移传感器或设置在(例如)上述第一滚球机构后的另一滚球机构。根据一个特殊实施例，所述滚球机构包括：一个具有一带有图案的表面的滚球；一滚球检测器，其配置成用于在所述滚球旋转时检测所述图案并编码旋转以便控制图形对象。根据另一个特殊实施例，所述滚球机构还包括一压力传感器，其配置成用于感应所述滚球上的向下力并且改变控制球的控制特性。根据另一个特殊实施例，控制特性包括z-滚动。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一配置成用于控制显示在监视器上的图形对象的滚动的摩擦垫(或滑动器)装置。所述滑动器装置包括一由滑动器导轨引导的滑动器按钮，所述滑动器导轨配置成用于限制所述滑动器按钮大约沿一轴运动。在向前的位置，所述滑动器按钮配置成用于控制沿所述轴的第一方向的滚动，在后面的位置，所述滑动器按钮配置成用于控制沿所述轴的第二方向的滚动。
根据另一个实施例，提供一种输入装置，其包括一控制装置，例如操纵杆。所述操纵杆配置成用于控制显示在显示器上的图形对象的滚动。图形对象的滚动速率可以随使用者加在所述操纵杆上的力增大或减小而增大或减小。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其配置成用于根据使用者操作而在显示器上显示下拉菜单，其中所述下拉菜单包括数个可选择的选项以便改变所述控制装置的操作特性。可选择的操作特性可包括鼠标功能、TV控制功能、幻灯片投影仪控制功能或其它功能。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一力反馈模块，该力反馈模块配置成用于在滚动轮上加可编程的反馈力，以产生与编码后的滚动信号同步的反馈力(例如，棘齿力)。此类控制装置减少了与使滚动轮所产生的机械反馈与编码后的滚动信号同步相关的问题。根据一些实施例，棘齿级的数量可以编程(即，每圈滚动轮的棘齿力的个数可以控制)，或者可以压制棘齿力。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一设置在所述控制装置的一侧上以便由拇指来激活的滚动轮。所述滚动轮可提供分别用于滚动和选择显示在显示器上的图形对象的滚动功能和按钮功能。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其配置成用于光学编码标度盘旋转，以将辐射源配置成在耦接至所述标度盘的表面部分上的编码带上的多个槽和条上透射辐射，并且编码透射辐射与反射辐射之间与标度盘的旋转相关的变化，以便控制计算机的声音系统所产生的声音的音量、显示在监视器上的图形对象。所述控制装置可以形成于键盘或其它输入装置中以提供上述功能。所述控制装置可以配置成用于一计算装置的音量控制装置，或者可以配置成用于控制显示在所述计算装置的显示器上的图形对象。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一滚动轮，所述滚动轮配置成用于通过使用者的一次推动来旋转所述滚动轮而滚过复数个文本页或复数行。所述滚动轮可具有相对高的惯性矩(例如，由相对致密的材料制成并且具有相对高的周边重量)、相对低摩擦的轴承，并且可以配置成不会在滚动轮上提供限制摩擦力的力反馈(棘齿)。根据一个特殊实施例，一滚动轮耦接至一电机上，该电机配置成为所述滚动轮提供可以控制的转矩以模拟具有相对高惯性矩的滚动轮。施加在滚动轮上的转矩可以通过控制供应给所述电机的电流来控制。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一滚动轮，在所述滚动轮的环形部分上设置了复数个肋条。所述肋条配置成与一支撑结构上的对应复数个肋条交错。支撑结构上的肋条可以安装在一环上，所述环配置成旋转以使得一编码器可以编码所述环的旋转(和所述滚动轮的旋转)。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一滚动轮，所述滚动轮配置成提供力反馈，例如棘齿，以使得所述滚动轮上的棘齿力可以不与所述控制装置的编码器构件所产生的编码器信号对准。根据一个特殊实施例，控制装置的微处理器配置成用于运行一自适应算法程序，所述程序配置成用于执行所述滚动轮报告与棘齿级之间的同步。例如，编码器的8个计数对应于一个棘齿，并且如果滚动轮在一段预定的时间(例如，2秒)内保持停止，那么控制装置的位置计数器可以设定为0。当滚动轮再次开始运动(即，由使用者旋转)时，计算可数的状态(加上或减去滚动轮的向前或向后的旋转)，并且当一个计数器状态的一半通过(例如，从计数器状态4过渡到5或从计数器状态-4过渡到-5)时，控制装置产生滚动轮报告。调整产生报告的时间(例如，两个停止之间的中间时间)以与产生反馈棘齿的时间匹配。当将微处理器配置成用于运行自适应算法程式时，无需槽与棘齿级之间的机械对准即可准时产生报告。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括第一和第二控制按钮。所述控制按钮配置成用于控制显示在监视器上的图形对象的滚动和滚动速率。其中一按钮可以配置成用于控制沿第一方向(例如，正y-轴)的滚动，而另一按钮可以配置成用于控制沿第二方向(例如，负y-轴)的滚动。图形对象的滚动速率可以随按钮上的压力的增大而增大。
根据另一个实施例，提供一种控制装置，其包括一组设置在所述控制装置的下表面上且配置成在一表面(例如，桌面、鼠标垫等)上滑动的摩擦垫。该组摩擦垫中至少有两个摩擦垫耦接至力传感器上，所述力传感器配置成用于为运行一微控制器程序的微控制器提供检测到的力的信息，所述程序配置成使所述控制装置处于“睡眠模式”(即，电流消耗减少的模式)，令控制装置处于“加电模式”(即，正常操作模式)，或者根据力传感器所提供的有关检测到的力的信息将控制装置从睡眠模式转变为加电模式。
根据另一个实施例，提供一种滚动轮机构，其包括一组齿形轮，以使所述轮的齿磁化。一轮固定，而另一轮旋转。各轮上的齿可以用相斥或相吸的磁场来极化。各齿间的磁力配置成随着各轮上的齿相互旋转过而上升及下降。上升及下降的力为齿形轮提供了棘齿力，使得使用者在使用鼠标或其它控制装置中的滚动轮机构时感觉象是棘齿反馈。
本实用新型中的控制装置不但可以提供x-滚动和z-滚动，而且可将滑动器的最大行程设定为在使用过程中对使用者的手指提供相对小量的应力的距离。与一般较大且常常占用控制装置的几乎整个垂直空间的传统滚动轮相比，滑动器机构提供了一个用于滚动控制等的相对紧凑的构件。因此，该滑动器机构使得控制装置可以变得更小或可包括原本在传统控制装置中无法配合的其它控制电子装置。
在看了以下详细说明和附图后，本实用新型的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A、图1B和图1C是根据本实用新型一实施例的控制装置的简化示意图；
图1D是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化示意图；
图2A和图2B是根据本实用新型另一实施例的控制装置的俯视图和横截面图；
图2C是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化示意图；
图2D是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化示意图；
图3是根据本实用新型另一实施例的选择系统的简图；
图4是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化横截面图；
图5A、图5B和图5C是根据本实用新型一实施例的控制装置的各个视图，在该控制装置的一侧上设置有一滚动轮505；
图6A是根据本实用新型一实施例的标度盘控制器的横截面图；
图6B是该标度盘控制器的编码盘的一部分和PCB的简化俯视图；
图6C是根据本实用新型另一实施例的标度盘控制器的横截面图；
图7是根据本实用新型一实施例可以形成鼠标或类似物的一部分的滚动结构的简化示意图；
图8A和图8B是根据本实用新型一实施例的控制装置的简化横截面图和俯视图；
图8C是根据本实用新型另一实施例的控制装置的俯视图的简化示意图；
图8D和图8E是根据本实用新型另一实施例的控制装置800′的简化示意图，其分别展示了该控制装置的俯视图和正视图；
图8F和图8G是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化俯视图，这些控制装置具有4个按钮，且可配置成用于控制沿两个轴的滚动，例如沿x-轴和y-轴、沿x-轴和z-轴、沿y-轴和z-轴等；
图9A和图9B是根据本实用新型一实施例的控制装置的简化俯视图和简化侧视图；
图9C是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化示意图；
图10是根据本实用新型一实施例的控制装置的简化示意图；
图11A是根据本实用新型一实施例的控制装置的简化端视图，在该控制装置的底表面上设置有数个力传感器；
图11B是根据本实用新型另一实施例的控制装置的简化端视图，在该控制装置的底表面上设置有数个力传感器；
图12A和图12B是根据本实用新型一实施例的滚动轮机构的简化侧视图，且图12C是该滚动轮机构的简化俯视图；
图12D展示根据本实用新型另一实施例的滚动轮机构；且
图13是根据本实用新型一实施例设置在鼠标类型的装置1305上的控制装置的简图。
具体实施方式
图1A是根据本实用新型一实施例的控制装置100的简化示意图。控制装置100可以是鼠标类型的装置或其它装置。控制装置100包括一设置在壳体110内的滑动器机构105。该滑动器机构包括一滑动器按钮115，该滑动器按钮115配置成在(例如)使用者手指的力下前后滑动。该滑动器按钮配置成在导轨120(见图1B)内滑动，该导轨120通常限制滑动器的侧向运动且引导滑动器前后行进。滑动器可配置成用于控制显示在计算机监视器或类似装置上的图形对象。例如，滑动器可配置成用于控制指针、光标、屏幕等的滚动。可利用各种编码构件从滑动器的前后行程编码前后信号。例如，可在滑动器的底部部分中设置磁体125(见图1C)，并且可邻近该磁体设置检测器130以便检测磁体的位置并编码该位置。尽管图1C中显示磁体125的定向为该磁体的北极在南极上，但磁体也可定向成若干不同的配置。例如，磁体的北极和南极可以从图1C所示的定向旋转大约90度，或者磁体的北极和南极可以设置在其它有用的定向上。检测器130可以是霍耳效应(Halleffect)检测器、微分霍耳效应检测器、巨磁阻(GMR)传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器等。诸如Infineon′s TLE4990、TLE4921、4923检测器或Honeywell′s SS19检测器中的一或多种检测器的霍耳效应检测器可用来编码磁体的位置。根据本实用新型的各实施例可使用提供数字或模拟输出的霍耳效应检测器。例如，两个呈线性串联配置的霍耳效应传感器可以是根据本实用新型一实施例使用的检测器配置。其它可用的编码构件包括电阻传感器、电容传感器、电感传感器和机电编码器。根据本实用新型的实施例也可使用美国专利第5,911,627号和/或美国专利第6,248,018号中详细描述的检测系统，为了所有目的，这些专利的全文以引用的方式并入本文中。通过设置在控制装置的印刷电路板上的模拟-数字转换器(ADC)135，可将由(例如)磁性类型的传感器编码的模拟信号133数字化。编码构件可配置成用于提供指示滑动器离开中性位置的距离的信号。此等信号不仅可用于滚动，而且还可用于控制滚动的速度。例如，当从中性位置进一步移动滑动器时，滑动速率可随移动距离的增加而增大。可使用各种恢复构件，例如简单的弹簧机构，以提供恢复力来使滑动器在发生位移后恢复至中性位置。当进一步从中性位置移动滑动器时，恢复构件可提供较大的恢复力，从而为滑动器从中性位置移动的距离提供触觉反馈。可将反馈模块(图中未示)配置成用于为使用者提供听觉或触觉反馈，以指示离开中性位置的位移。例如，反馈模块可包括一配置成用于模拟使用者手指上的棘齿力的机械振动器。棘齿频率可随滑动器离开中性位置设置的距离的增大而增大。或者，反馈模块可包括一配置成当滑动器从中性位置移动时提供听觉信号的蜂鸣器。随着进一步从中性位置移动滑动器，可产生增大频率或音量的听觉信号。根据一个实施例，反馈模块(配置成提供听觉或触觉反馈)对报告至主计算机或类似装置的每一滚动位移(例如，对每一文本行)产生脉冲、声音或振动。将滑动器从中性位置移离时，以一初始速率产生脉冲，且这些脉冲随着滑动器进一步移离中性位置而增大。
可将滑动器的最大行程设定为在使用过程中对使用者的手指提供相对小量的应力的距离。例如，可将行程设定为沿前后滑动方向约+/-约3毫米或为任何其它使手指应力最小的距离。
与一般较大且常常占用控制装置的几乎整个垂直空间的传统滚动轮相比，滑动器机构105提供了一个用于滚动控制等的相对紧凑的构件。因此，根据本实用新型各实施例的滑动器机构使得控制装置可以变得更小或可包括原本在传统控制装置中无法配合的其它控制电子装置。
图1D是根据本实用新型一实施例的控制装置100′的简化示意图。控制装置100′与控制装置100的不同之处在于，控制装置100′包括一滑动器机构105′，该滑动器机构105′包括一滑动器115′，该滑动器115′可以沿如图1D中的箭头所示的各种方向运动。可将滑动器机构105′的滑动器115′配置成用于控制各种图形功能，例如沿显示器的两个独立轴滚动图形对象(例如，x-滚动和y-滚动)。例如，滑动器的左右移动可以控制x-滚动，而滑动器的前后移动可以控制y-滚动。
图2A和图2B是根据本实用新型另一实施例的控制装置200的俯视图和横截面图。控制装置200包括一左控制按钮205、一右控制按钮210、一滚球结构215和一x/y位移传感器220，例如传统的光学机械滚球传感器或光学类型的传感器。控制装置200可以是一配置成用于控制并操纵显示在计算机监视器或类似装置上的图形对象的鼠标类型的装置。左右按钮可用于多项传统的控制功能，例如选择和/或操纵图形对象，如下拉菜单、绘图工具、文本块等。x/y位移传感器可配置成当控制装置相对于表面(例如，桌子、鼠标垫等)移动时通过检测控制装置的移动来控制图形对象。滚球结构215可配置成用于提供数种移动控制信号(例如，两种移动控制信号)以便控制图形对象、鼠标之移动并滚动屏幕等。滚球结构215包括滚球220、球位移传感器225和支撑结构230。支撑结构230可包括复数个(例如，三个)低滚动阻力或低摩擦系数的轴承235、复数个(例如，三个)轴承座240和一组(例如，三个)压力传感器245及一个球传感器250。将轴承235配置成用于支撑滚球220并使该滚球沿任意方向旋转。可以通过使用者的手指利用控制装置来使滚球旋转。滚球220可以相对较重，以便提供平稳的操作和动量控制(例如，利用明显的指推来轻推球，其中在手指接触停止后，球继续旋转)。滚球220上可以涂一层带有图案的光学反射涂层。当(例如)使用者移动滚球时，图案和球的运动可以由球传感器250来检测。球传感器250可以是一配置成用于检测图案的运动的光学传感器。球传感器将检测到的滚球运动编码，并且可以将编码后的旋转信号传送给计算装置，例如个人计算机，以便实现图形操纵或其它功能。可以使用任何数量的不同类型的照明(光学、IR、UV或其它)装置(图中未示)来照亮滚球，并通过球传感器250来光学检测滚球220。在以下美国专利中详细描述了带有图案的球的运动的检测：美国专利第5,288,993号、美国专利第5,703,356号、美国专利第5,854,482号、美国专利第6,084,574号、美国专利第6,124,587号和美国专利第6,218,659号，为所有目的，这些专利的全文皆以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的实用新型的拥有者拥有。
根据另一个实施例，轴承235可配置成用于检测滚球的旋转，将旋转信号传送给一组槽形编码盘(例如，两个槽形编码盘，图中未示)以便通过传统的光学障栅进行检测，并将编码后的旋转位移信号传送至计算装置，例如个人计算机等。根据一个实施例，设置在轴承座240下方的力传感器250配置成用于检测加在滚球上的向下力。所述力传感器可配置成用于执行按钮类型的功能。例如，所述按钮功能可以选择图形屏幕对象以便移动或其它操纵。力传感器245可以是固态传感器，例如压电装置、简单开关、压阻装置(例如，在表面加力时会以可预测的方式改变电阻的压阻传导聚合物，如InterlinkElectronics of Carpinteria California的Force Sensing ResistorsTM)或其它起类似功能的力检测装置。根据一个替代实施例，控制装置不包括压力传感器。根据又一个实施例，滚球220可配置成用于提供调节功能。即，随着滚球从中性位置的旋转量的增大，控制装置将输出的信号也随着旋转的增大而增加。可通过多种方式来选择节流控制，例如推动左或右控制按钮或通过摁住滚球来激活压力传感器。尽管图2A和图2B中所示的控制装置200是一个鼠标类型的装置，但是也可将控制部件(按钮、滚球、检测器等)安装在键盘类型的装置、轨迹球、操纵杆或类似装置中。
图2C是根据本实用新型另一实施例的控制装置200′的简化示意图。控制装置200′包括第一滚球结构215和第二滚球结构260。控制装置200′还可包括左控制按钮和右控制按钮，例如图2B中所示的那些按钮。左右按钮可配置成用于传统的鼠标按钮应用。滚球结构215如上详述。类似于滚球结构215，滚球结构260可包括滚球220′、球传感器250′和支撑结构230′。支撑结构230′包括复数个低滚动阻力的轴承235′、复数个轴承座240′，并且可视情况包括压力传感器245′。滚球220′通常大于滚球220，其可配置成由一或多个手指、或可能通过手掌或手球来操纵。滚球220′可配置成用于x-和y-屏幕导航和跟踪，而滚球220可配置成用于滚动。
图2D是根据本实用新型另一实施例的控制装置200″的简化示意图。控制装置200″的配置类似于上述控制装置200′，不同之处在于滚球结构260和滚球220′可以如双箭头285所示地横向平移。控制装置200″还可包括板285a和285b，这些板配置成与滚球结构260一起横向平移。这些板配置成用于使控制装置具有略微无缝的外观并为内部电子装置和结构提供盖层。当滚球结构260可左右平移时，控制装置便可配置成由左手使用者或右手使用者舒适地使用。这可以包括将滚球220′定位在多个位置以便适应使用者喜好和实际的舒适度，例如将滚球220′定位在最左边或最右边的位置或者这两个位置之间的某一位置，例如相对于壳体侧面与滚球220成一直线的位置。
图3是根据本实用新型另一实施例的系统300的简图。系统300包括一具有滚动轮310的控制装置305和一计算装置315(例如，个人计算机类型的装置)，所述计算装置315包括监视器320和键盘322。控制装置305可以是有线或无线耦接至计算装置315的鼠标类型的装置。根据一个实施例，单击滚动轮310(例如，通过按动来激活按钮类型的功能)，并且基于所述滚动轮的单击，在监视器320上呈现菜单325。菜单可包括出现在光标位置或监视器上的另一位置(例如，一固定位置)的下拉类型的菜单。菜单包括多个关于滚动轮310的控制功能的可选择的选项330。可选择的选项可以通过以下方法来不同地选择：i)将光标定位在一给定选项上以便在光标放在该可选择的选项上时暂时激活该选项；ii)将光标定位在该等可选择的选项上并“单击”(一个可选择的选项可以通过再单击该可选择的选项来取消选定)。菜单可包括多个选择选项，例如快滚动、慢滚动、音量、板轮、TV控制、因特网通道、投影仪控制等。根据一个特殊实施例，选择快滚动使滚动轮的滚动速度从慢变为快，而选择慢滚动则使滚动速度变回慢速度。将光标放在快滚动上但不单击快滚动会使得滚动轮将保持快滚动特征，只要光标在快滚动选择选项上。将光标放在快滚动选项上并且单击所述选项会使得滚动轮将维持快滚动特征，直到通过将光标定位在慢滚动可选择选项上或单击慢滚动可选择选项来取消选定为止。根据另一个特殊实施例，选择TV控制将控制装置305配置成用于执行TV功能，例如远程控制。为了实施远程控制实施例，控制装置305可包括红外控制模块335或类似模块以便控制TV或提供TV类型的显象的计算机。可分别使用第一和第二按钮340和345来实现TV通道控制，并且滚动轮310可配置成用作TV模式下的音量控制。根据另一个特殊实施例，通过选择音量可选择选项，滚动轮310可配置成用于执行(例如)所述控制装置的配置所要控制的计算机的音量控制。根据另一个特殊实施例，选择投影仪控制可选择选项使得控制装置305可配置成用于执行投影仪控制功能。例如，按钮340和345可配置成用于来回滚动幻灯片，并且滚动轮310可配置成用作音量控制。根据一个实施例，将控制装置放在桌面、鼠标垫等表面上可将控制装置转换回“正常”控制，其中各按钮和滚动轮可配置成用于选择计算机监视器320上的选项。从桌子上拿起控制装置可重新配置控制装置的TV控制、投影仪控制或类似控制。位于(例如)控制装置的底部的检测器可配置成用于检测控制装置是否位于桌面或类似表面上。所属领域的技术人员知道有多种用于检测控制装置是否放在桌面、鼠标垫等表面上的检测装置和方法。本文提到的术语投影仪包括可配置成用于投影基于web的显象幻灯片、PoerPointtm类型的幻灯片或类似幻灯片的计算机投影仪。根据一个替代实施例，选择TV控制可选择选项、投影仪控制可选择选项、因特网通道可选择选项或类似选项触发了计算机监视器320上附加选择菜单的显象。附加选择菜单可以是具有TV控制、投影仪控制、因特网控制或类似控制的多个选项的附加下拉菜单350。例如，下拉菜单350包括复数个用于控制投影显象的选项，包括下一张幻灯片、下一张幻灯片、幻灯片大小等。根据一个实施例，在计算机控制的幻灯片显象中，控制装置300的使用者能够看见下拉菜单，而那些观看幻灯片显象的人则无法看见下拉菜单。
图4是根据本实用新型另一实施例的控制装置400的简化横截面图。控制装置400可以是鼠标类型的控制装置，或者控制装置400的各个部分可以包含在键盘或其它装置中。控制装置400包括滚动轮405、反馈装置410、旋转检测器425和控制器435。控制装置400可视情况包括一或多个按钮415，并且可包括滚球420以用于位置控制。或者，控制装置400可包括机械装置、光学机械装置、光学装置或其它已知的位置控制器以替代滚球420。旋转检测器425配置成用于检测滚动轮405的旋转并且编码这些旋转。反馈装置410配置成用于在使用者旋转滚动轮时在滚动轮上提供反馈力。产生加在滚动轮上的反馈力并将其施加在滚动轮上，以便与旋转检测器425所产生的编码后的旋转信号相符合。可将编码后的旋转信号提供给计算装置，例如个人计算机等，以便控制图形对象。通过将力反馈提供给旋转轮，使用者感觉到与编码暂时符合的触觉反馈。此外，将力反馈提供给滚动轮而不是滚动轮产生力反馈(例如，通过棘齿机构)消除了与使力反馈与编码信号暂时对准相关的困难。根据另一个实施例，控制装置400包括一个振动装置440，所述振动装置440配置成用于在滚轮旋转时为滚子提供振动。所述振动与旋转检测器所产生的编码旋转信号暂时符合。所述振动装置还可配置成用于产生与编码旋转信号暂时符合的声音。控制器435可配置成用于为反馈装置和/或振动装置提供各种信号，以便控制提供给使用者的反馈的类型。例如，可由控制器435提供信号以便在滚动轮更快或更慢地旋转时增加或降低分别由反馈装置和振动装置提供的力反馈信号或振动信号的数量。此外，反馈力的强度可以根据(例如)使用者的喜好而改变。使用者甚至可以选择反馈装置和振动装置一起运转，或者选择反馈装置不在滚轮上提供力反馈而由振动装置施加振动，或者选择振动装置不在滚轮上施加振动而由反馈装置在滚轮上施加力反馈。控制器可类似地编程以便控制听觉反馈。此外，控制器可以控制反馈装置根据(例如)使用者的喜好来为滚动轮提供各种阻力等级。当阻力等级改变时，使用者可在滚动轮上施加一定量的转矩以实现滚动轮的旋转。减小为使滚动轮旋转而施加在滚动轮上的转矩的量有益于(例如)减小使用者手上的肌肉和关节上的应力。反馈装置410可包括数个配置成用于在滚动轮上提供反馈力的装置。例如，反馈装置410可以是一个配置成用于在金属性或包括磁体的滚动轮405上提供磁脉冲的装置。所述反馈装置可包括一具有一定重量以施加反馈力的电机、压电装置、螺线管或其它已知装置或当时使用的装置。控制可将信号提供给反馈装置和/或振动装置以便根据使用者的喜好或特定应用或使用中的窗口来改变每圈滚轮的脉冲数或振动数。控制器435也可配置成用于执行指示装置的其它功能，例如按钮控制或滚球420的控制。控制器435可以是微控制器、微处理器、控制逻辑、ASIC(特殊应用)装置等。
图5A、图5B和图5C是根据本实用新型一实施例的控制装置500的各个视图，在该控制装置的一侧上设置有一滚动轮505。控制装置500可以是鼠标类型的装置或其它用于控制计算装置(例如，个人计算机等)的控制装置。滚动轮505靠近控制装置的正常操作过程中使用者拇指510所处的位置设置。所配置的滚动轮的旋转方向配置成与拇指的自然运动相符合并且在拇指、手和手腕上加极小量的应力。尽管图中所示的滚动轮设置成与垂直方向略微歪斜，但滚动轮也可设置成多种不同的角度以便在使用滚动轮时提供自然且舒适的拇指运动。除了提供滚动功能外，滚动轮还可提供按钮功能。更具体地说，滚动轮可配置成通过按住来激活按钮机构(图中未示)。按钮激活可用于传统的选择和拖拉图形对象或当时使用的其它功能。根据又一个实施例，滚动轮508配置成如箭头520和525所示前后倾斜。通过使用者用(例如)他的拇指向前或向后推动滚动轮可使滚动轮倾斜。向前推和倾斜可配置成用于激活第一按钮装置(图中未示)，而向后推和倾斜可配置成用于激活第二按钮。第一和第二按钮可用于附加控制功能，例如图形对象的滚动控制、选择控制、三维图形对象的两维控制(例如，沿x、y或z轴的旋转，沿、y或z轴的平移)等功能。
图6A是根据本实用新型一实施例的标度盘控制器600的简化横截面图。标度盘控制器600可用于多种为控制目的的装置类型。例如，标度盘控制器600可用于键盘、鼠标、轨迹球、个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、MP3播放器、照相机、收音机、TV、高保真系统、CD-播放器、扬声器等。标度盘控制器600可与键盘结合用于计算机系统或类似装置的音量控制。标度盘控制器600也可设置成垂直配置以用作鼠标类型的装置或类似装置中的滚动轮。
标度盘控制器600包括一个安装在印刷电路板(PCB)610上的标度盘605和一个耦接至所述标度盘的编码盘612。图6B是编码盘612和PCB 610的简化俯视图。图6B中的编码盘的视图沿图6A的线A-A截取。标度盘605配置成由使用者旋转以便控制参数。标度盘605可通过多种方法安装在PCB板上。例如，标度盘可配置成绕主轴615旋转且用紧固件620(例如，螺钉)固定在该主轴上。在PCB上还安装了辐射源625和辐射检测器630。辐射源625可以是LED或类似装置。辐射检测器630可以是光电装置，例如双光电晶体管、电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)装置等。例如，辐射源和辐射检测器可包括美国专利第5,680,185号、美国专利第6,552,716号或美国再颁专利第RE37,878号中所描述的辐射源和辐射检测器的一种辐射源和辐射检测器，这些美国专利的全文以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的实用新型的拥有者所拥有。
标度盘605包括外斜表面635和内斜表面640。表面635和640配置成用于将来自辐射源625的辐射反射至辐射检测器630。表面635和640可通过抛光(例如，抛光塑料)来反射辐射，或可通过涂覆来增强反射。例如，表面635和640上可涂覆金属，例如铝或铬。编码盘612配置成随标度盘605一起旋转，且配置成透射和阻断表面635和640以重复方式引导向检测器的辐射。尽管图中所示的表面635和640相对平坦，但这些表面也可以弯曲以便将辐射聚焦在辐射检测器630中。为了交替透射和阻断辐射，编码盘612可以由辐射阻断材料制成且在其中形成槽645，以使得这些槽将辐射透射至辐射检测器，而槽间的条650阻止辐射到达辐射检测器。或者，编码盘612可以由透明材料制成，且可在其上涂覆多个辐射阻断材料带，以形成编码盘的透射和抗透射区。辐射检测器编码所检测到的辐射的增加和减少以便为诸如个人计算机等电子装置提供控制信号。根据一个实施例，与这些槽和条相邻的表面680和685可以具抗反射性(例如，黑色)以抑制杂散光进入传感器。与这些斜表面相邻的表面(例如，表面655)也可以是抗反射表面以使得散射入辐射检测器中的杂散光最小化。根据又一个实施例，在辐射源625与辐射检测器630之间设置了障栅660以进一步减少进入检测器的杂散辐射的量。
辐射源和辐射检测器可以是表面安装装置(SMD)。辐射源和辐射检测器可以安装在PCB的顶面和底面上。如果将辐射源和/或辐射检测器安装在PCB的底面上，那么可在PCB中形成孔径(例如，孔径670)以使辐射穿过PCB。这些孔径也可用作辐射源、辐射检测器和/或标度盘的旋转轴的相对位置和/或定向的参考。尽管图中所示的辐射源的辐射发射部分675是在空腔677的下方，但根据一些实施例，辐射发射部分设置在空腔677内。
图6C是根据本实用新型另一实施例的标度盘控制器600′的横截面图。将使用上述用来标识标度盘控制器600的各元件的相同的数字方案来标识标度盘控制器600′的类似元件。标度盘控制器600′与标度盘控制器600的不同之处在于标度盘控制器600′包括设置在空腔677内的插入物690。插入物690包括表面692和694，这两个表面分别与表面635和640相邻并且设置在临界角或大于临界角，以在表面692和694上将辐射全部在内部反射在插入物内。为了实现相对高的总内部反射，可抛光表面692和694。插入物690可通过诸如夹子、螺钉等机械构件(图中未示)耦接至标度盘605。尽管图中所示的表面692和694相对平坦，但这些表面可以弯曲以将光聚焦在辐射检测器630中。例如，插入物690可具有环形形状。
根据一个替代实施例，插入物690中形成有复数个用于将辐射集中在辐射检测器上的槽，且具有复数个分散区，其中每个槽都与一个分散区相邻。这些槽可以形成为用于将辐射集中在辐射检测器的辐射感应部分的宽度的大约一半(或更小)的区域内。根据目前所描述的实施例，标度盘可以不包括编码盘。上述标度盘控制器中的每个标度盘控制器都可配置成用于通过按压(或“单击”)来激活按钮类型的功能。
图7是根据本实用新型一实施例可以形成鼠标或类似物的一部分的滚动结构700的简化示意图。滚动结构700包括滚动轮710、滚动轮支撑件715和按钮720，所述按钮720可以通过沿向下的方向推动滚动轮而激活。滚动轮可通过(例如)使用者使用手指725而旋转并下推。按钮72是通过使用者按动和放松滚动轮或在滚动时向下压住滚动轮来激活。滚动轮710安装在低摩擦轴承730上以使旋转时的旋转摩擦最小化。滚动轮710配置成不会在旋转时产生棘齿效应以便进一步使旋转摩擦最小化。滚动轮还具有相对大的质量，以使得在使用者在滚动轮上加了一个旋转动量后滚动轮将继续旋转(例如，一段延长的时间)。提供具有相对大质量和低滚动摩擦而无棘齿效应的轮子使得可以简化地滚过显示在监视器上的多行和/或多页。滚动轮可配置成用于通过使用一次的推动旋转滚动轮而滚过复数个文本页或复数行。滚动轮可具有相对高的惯性矩(例如，由相对致密的材料制成并且具有相对高的周边重量)、相对低摩擦的轴承。例如，可以将80％或更多的滚动轮质量设置在位于或超过滚动轮的半径的80％(即，≥滚动轮的r×0.8)滚动轮部分上。此外，滚动轮可配置成不会在滚动轮上提供限制摩擦力的力反馈(棘齿)。根据一个特殊实施例，滚动轮耦接至一电机(图中未示)上，该电机配置成为所述滚动轮提供可以控制的转矩以模拟具有相对高惯性矩的滚动轮。施加在滚动轮上的转矩可以通过控制供应给电机的电流来控制。根据又一个实施例，滚动轮710提供小于显示在计算机监视器上的线宽度的滚动，并且可提供象素程度的滚动。
图8A和图8B是根据本实用新型一实施例的控制装置800的简化横截面图和俯视图。控制装置800可以是鼠标类型的装置或类似装置。控制装置800分别包括第一和第二按钮805和810，且包括分别与所述第一和第二按钮相关联的第一和第二按钮感应装置。图8A展示了第一按钮感应装置815。这些感应装置检测按钮上的压力或降低，并且配置成用于编码滚动指令。诸如个人计算机的计算装置可以使用滚动指令来进行光标滚动、页面滚动或类似滚动。例如，按钮805及其相关的感应装置815可配置成用于控制向下滚动，而按钮810及其相关的感应装置(图中未示)可配置成用于控制向上滚动。根据一个实施例，短按在其中一个按钮上提供了等同于传统滚动轮的单个棘齿的滚动量。长时间按住可提供等同于传统滚动轮的数个棘齿的延长滚动。或者，轻按(例如，在感应装置对压力敏感时)在其中一个按钮上可提供单个棘齿的滚动，而重按可提供延长的滚动(例如，相当于多个棘齿)。或者，猛推可提供相对快的滚动，而轻推可提供相对慢的滚动和相对精确的滚动控制。感应装置可以是力传感器，例如压电装置、压阻装置(例如，在表面加力时会以可预测的方式改变电阻的压阻传导聚合物，如InterlinkElectronics of Carpinteria California的Force Sensing ResistorsTM)或其它起类似功能的力检测装置。尽管图中所示的按钮805和810设置在鼠标的上面，但这些按钮也可设置在各种位置，例如在控制装置的两侧、或在控制装置的上面或侧面上。此外，尽管图中所示的按钮805和810并排设置，但也可如图8C所示将一个按钮放在另一个按钮的前面。
图8D和图8E是根据本实用新型另一实施例的控制装置800′的简化示意图，其展示了该控制装置的俯视图和正视图。控制装置800′与上述控制装置800的不同之处在于，控制装置800′包括耦接至第一按钮感应装置815的第一开关装置820，并且包括耦接至第二按钮感应装置817的第二开关装置825。尽管图8D和图8E中所示的感应装置设置在开关装置的下方，但是这些感应装置也可设置在开关装置的上方或设置在其它位置。根据一个实施例，感应装置815和817配置成用于根据感应装置所检测到的力的等级来控制图形对象的滚动速率。例如，当使用者增大加在按钮805或810上的力的量时，感应装置817或815分别配置成用于检测力的增量并相应地增大滚动速率。根据一个实施例，在开关820或825激活之前，滚动速率不受感应装置的影响。即，与感应装置所检测到的压力无关，只有在其中一个开关820或825激活后才开始滚动。根据一个实施例，如果感应装置所检测到的力大于临界力，则滚动开始。执行临界力以开始滚动抑制了并非使用者希望的无意滚动。
图8F和图8G是控制装置800″和800的简化俯视图，这些控制装置包括4个按钮830a-830d，且可配置成用于控制沿两个轴的滚动，例如沿x-轴和y-轴、沿x-轴和z-轴、沿y-轴和z-轴等。按钮830a-830d可耦接至开关和/或感应装置，例如上述开关和感应装置，以便控制显示在显示器上的图形对象的滚动和滚动速率。尽管图8F和图8G中所示的按钮830a-830d分别对准且呈矩形图案，但这些按钮也可设置在各种位置上以用于手指和拇指控制等。
图9A和图9B是根据本实用新型一实施例的控制装置900的简化俯视图和简化侧视图。与图9B中的视图相比，图9A中的控制装置900的视图沿一垂直于页面平面且包括线A-A的平面。控制装置900可以是鼠标类型的装置或类似装置。控制装置900包括滚动轮905和支撑结构910，所述支撑结构910配置成用于沿滚动轮的环形部分915支撑滚动轮。滚动轮的环形部分包括复数个齿920。图9B的俯视图中展示了三个位于滚动轮的环形部分915内的齿920。更具体地说，图9B中展示了两个靠近滚动轮的中间位置的齿920和一个靠近滚动轮的顶部位置的齿。图9A中的控制装置的侧视图展示了所有齿920。齿920配置成与支撑结构的对应复数个齿925交错(或结网)。齿925的配置类似于齿920。齿925可以设置在支撑结构的环930上，并且可以配置成用于在使用者旋转滚动时旋转。图9B的控制装置的俯视图中展示了三个位于环930上的齿925。更具体地说，图9B中展示了两个靠近滚动轮的中间位置的齿925和一个靠近滚动轮的顶部位置的齿。环930可以起作用地耦接至编码器935，所述编码器935配置成用于编码该环的旋转并因此编码滚动轮的旋转。尽管图中所示的齿920和925的形状大体为三角形，但这些齿也可以具有其它形状，例如矩形、圆形或其它形状。同样地，尽管图中所示的滚动轮905和支撑结构910配置成用于为鼠标类型的装置提供滚动轮功能，但滚动轮和支撑结构也可包含在其它不方便通过毂和轴总成支撑滚动轮的控制装置内。同样地，尽管图9A中所示的滚动轮905配置成用于顶部接取和使用，但滚动轮也可如图9C所示设置成侧面接取和使用。在侧面安装的位置，滚动轮可以提供滚动轮的拇指控制操作。尽管图9C展示垂直安装滚动轮，但滚动轮也可水平安装或沿其它提供滚动轮的舒适的拇指操作的轴安装。滚动轮也可提供配置成使滚动轮具有按钮功能的按钮构件(图中未示)。例如，使用者可以压(或“单击”)滚动轮以激活所述按钮构件。控制装置也可包括复数个按钮，例如按钮940，还可包括用于控制图形对象的X-Y位置的构件，例如起作用地耦接至解码器935的球945或配置成用于控制图形对象的X-Y位置的光学编码器(图中未示)。
图10是根据本实用新型一实施例的控制装置1000的简化示意图。控制装置1000可以是鼠标类型的装置或类似装置。控制装置1000包括滚动轮1005、光学编码器电路1010和棘齿机构1015。所述光学编码器电路可包括诸如LED的辐射源和光检测器，所述光检测器配置成用于检测来自LED的光并编码滚动轮的旋转。所述棘齿机构配置成用于为使用者提供触觉力反馈。使传统的控制装置的棘齿同步以产生用于(例如)显示在计算机监视器上的图形对象的滚动控制的光学编码信号。这种同步使典型棘齿机构的配置变得复杂，从而使其制造成本昂贵。根据本实用新型各实施例的棘齿机构1015不与光学编码器电路所产生的光学编码信号同步，因此在机械上可比传统的棘齿机构简单。根据一个特殊实施例，滚动轮中编码槽的数量大于每圈滚动轮的棘齿级的数量(例如，两倍)。例如，对应于每圈滚动轮24个棘齿级，滚动轮可以包括48个槽。用于编码滚动轮的旋转的编码器可以配置成用于为每个棘齿级提供8个可数状态。根据一个实施例，控制装置的微处理器配置成用于运行自适应算法程序，所述自适应算法程序配置成用于编码没有与棘齿级对准的滚动轮旋转。例如，如果滚动轮在一段预定的时间(例如，2秒)内保持停止，那么控制装置的位置计数器可以设定为0。当滚动轮再次开始运动(即，由使用者旋转)时，计算可数的状态(加上或减去滚动轮的向前或向后的旋转)，并且当一个计数器状态的一半通过(例如，从计数器状态4过渡到5或从计数器状态-4过渡到-5)时，控制装置产生滚动轮报告。配置产生报告的时间以与产生反馈棘齿的时间匹配。当将微处理器配置成用于运行自适应算法程式时，无需槽与棘齿级之间精确的机械对准即可准时产生报告。
图11A是根据本实用新型一实施例的控制装置1100的简化端视图。控制装置1100可以是光学鼠标装置或类似装置。控制装置1100包括分别设置在控制装置的后端上的第一和第二摩擦垫1105和1110、相应的第一和第二力传感器1115和1120、以及印刷电路板1125。根据一个实施例，力传感器耦接至PCB板上的控制器(例如，微控制器)。所述力传感器配置成用于检测(或不检测)使用者手放在控制装置上的压力，并且根据检测到的力，微控制器程序配置成使控制装置处于“睡眠模式”(即，电流消耗减少的模式)，令控制装置处于“加电模式”(即，正常操作模式)，或者将控制装置从睡眠模式转变为加电模式。例如，如果未检测到手压力，微控制器可将睡眠模式信号发送给控制装置的各个组件以进入睡眠模式。通过提供此等睡眠模式，控制装置的功率消耗降低，且可延长电池供电实施例中所使用的电池的寿命。
图11B是根据本实用新型另一实施例的控制装置1100′的简化俯视图。控制装置包括4个设置控制装置1100′的底部上的力传感器1130a、1130b、1130c和1130d(虚线表示)。这4个力传感器可配置成用于测量施加在控制装置上的左右转矩和施加在控制装置上的前后转矩，并比较这两个转矩以便提供控制信号，例如用于控制图形对象的水平滚动和垂直滚动的控制信号。具体地说，左右转矩可由力传感器1130a和1130c以及力传感器1130b和1130d来检测，而前后转矩可基本上同时由力传感器1130a和1130b以及力传感器1130c和1130d来检测。可比较检测到的转矩，并由此产生控制信号以控制(例如)图形对象的水平滚动。所测量的转矩的比较可包括使用所测量的转矩之间的差值或比率用于控制信号的产生。例如，用于控制水平滚动的右或左转矩可以通过(a+c)-(b+d)来计算，而用于控制垂直滚动的前或后转矩可以通过(a+b)-(c+d)来计算，其中a、b、c和d分别是指与力传感器1130a、1130b、1130c和1130d相关的转矩。力传感器可包括各种机构，例如力感应电阻器、压电传感器、电容传感器等。控制装置1100′还可包括其它输入装置，例如按钮、滚球、滚动轮等。所述控制装置可包括未耦接至力传感器的摩擦垫，其为控制装置提供了均匀的平台，搁置在这个平台上可使控制装置在使用者的手力下不会摇动。
图12A和图12B是根据本实用新型一实施例的滚动轮机构1200的简化侧视图，且图12C是该滚动轮机构1200的简化俯视图。所述滚动轮机构提供低摩擦和低噪音的棘齿(下文将进一步详细描述)。所述滚动轮机构可以是鼠标、键盘或类似装置的滚动轮的一部分。所述机构分别包括第一和第二齿形轮1205和1210、磁体1215及轴承1220。第一齿形轮配置成固定，而第二齿形轮配置成相对于第一齿形轮旋转。第一齿形轮可安装在鼠标底盘等位置上，而第二齿形轮可以安装在鼠标的滑动轮上。每个齿形轮都包括(例如)24个通过磁体磁化的齿1225。齿间的磁力会随着各齿相互旋转过而变化。当各齿对准时，齿间的力处于最大值，且当各齿不对准时，齿间的力下降至最小值。此外，对准齿的齿间转矩处于最大值，且当各齿不再对准时，齿上的转矩试图使各齿再对准。当齿通过两个面对齿之间的中间时，相反运动的转矩起作用以利于运动。齿间力的变化在滚动轮上提供了棘齿力，使用者感觉这种棘齿力感觉象是触觉反馈力。取决于齿的形状和/或宽度，最大力与最小力之间的力变化可以快速或缓慢地改变以便提供强或软棘齿力。例如，齿的形状可以设计成最大地集中磁场并增强齿间的磁力。如图12B所示，齿可以是v-形以便提供齿间的磁场增强和磁力增强。尽管可随意地调整棘齿力，但在通过安装在各轮中心上的轴承机械耦接各轮时，第一与第二齿形轮之间的摩擦相对较小。尽管图12B展示在齿形轮的中心上安装了单个轴承，但可使用复数个轴承来旋转地耦接各轮。尽管如图12A所示在各齿形轮之间设置单个磁体1215，但可使用多个磁体来磁化齿形轮，例如，可将多个磁体安装在齿形轮的外面而不是安装在各轮之间。或者，可各自在齿上安装磁体。或者，齿形轮可以是磁体，或者每个齿都是磁体。
根据一个实施例，齿形轮的一个或两个轮上的齿可用于编码滚动轮的旋转。例如，磁场检测器1225可安装在与安装在滚动轮上的第二个齿形轮的齿相邻的位置。
图12D展示根据本实用新型另一实施例的滚动轮机构1250。类似于上述滚动轮机构1200，滚动轮机构1250通过磁相互作用提供棘齿。滚动轮机构1250包括安装在衬套1260中的低摩擦轴承1225、耦接至定子1270和转子1275的磁体1265、及滚动轮1280。定子可包括单个臂或复数个臂。转子包括复数个安装在滚动轮内侧的臂(例如，24个臂)。磁体可为圆柱形并环绕衬套1260。转子和定子的臂的形状可以设计成(例如，v-形)使得在各臂相互紧密接近时集中各臂间的磁场线。可提供耦接至磁体一端的磁场闭合体1285以增强传输至定子的磁场传输。磁场闭合体中可形成凹槽以使辐射与滚动轮上的光学编码区1290相互作用。磁场闭合器可以是270°的圆盘部分(例如，具有90°凹槽的圆盘)，其相当于除去了接近光学障栅的区域中的闭合器部分。
当棘齿力是采用磁学方式由滚动轮机构1200和1250提供而不是采用机械方式由传统的滚动轮提供时，滚动轮机构1200和1250提供了相对低噪音的棘齿。此外，当未机械地诱导棘齿时，棘齿特性往往不会随着使用而改变，而不象机械机构那样往往会随着使用而磨损。
图13是根据本实用新型一实施例设置在鼠标类型的装置1305上的控制装置1300的简图。控制装置1300是一个配置成用于控制计算机监视器或类似装置上的图形对象的操纵的棒形装置(有时称为“操纵杆”)。根据一个实施例，用第一个力推动控制装置会使图形对象以第一速率滚动、平移或进行其它操纵。例如，沿x-方向对控制装置施加第一个力会使屏幕沿x-方向以第一速率滚动。根据又一个实施例，用大于第一个力的第二个力推动控制装置会使滚动、平移和操纵以大于第一速率的第二速率进行。根据又一个实施例，直到第二个力施加在控制装置上经过预定的时间段(例如，1/4秒、1/2秒或任何其它所需的时间段)后才会激活第二速率。根据另一个实施例，图形对象的滚动、平移或其它操纵的速率会随着操纵杆离开其中性位置的距离的增大而增大。离开中性位置的运动的增大可与增大的恢复力(例如，上述恢复力)相关。尽管图13所示的控制装置1300形成鼠标类型的装置的一部分，但所述控制装置也可包含在其它装置中，例如键盘、小键盘、轨迹球或类似装置中。根据一些实施例，操纵杆配置成自其中性位置倾斜至少15度。与(例如)配置成基本上不提供运动(例如，约小于1度的倾斜)的操纵杆相比，这种倾斜提供了舒适的手指(或手)运动，并且提供了操纵杆已激活的反馈。在美国专利第5,911,627号和美国专利第6,248,018号中详细描述了各种操纵杆机构和操作方法，为所有目的，这些专利的全文以引用的方式并入本文中，并且由目前描述的实用新型的拥有者拥有。
上述设备布置和方法仅仅是为了举例说明本实用新型的原理的应用，在不背离权利要求书中所限定的本实用新型的精神和范畴的情况下，可以进行许多其它实施例和修改。例如，尽管本文描述的多个实施例的控制装置包括两个配置成用于提供各种控制功能的按钮，但其它实施例的控制装置可以提供多于两个按钮以便提供根据本实用新型的各种实施例的附加控制功能。因此，本实用新型的范畴不应是参照以上描述来确定，而应是参照随附权利要求书以及其全部的均等范畴来确定。

Claims (11)

1.一种用于控制显示在一监视器上的图形对象的控制装置，其特征是所述控制装置包括：
一外壳；和
一滑动器装置，其设置在所述外壳的一前端部分上，并且配置成用于控制所述监视器上的所述图形对象的滚动。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中所述滑动器装置包括：
一配置成在一使用者力下大约沿一轴滑动的滑动器按钮；和
一配置成用于大约沿所述轴引导所述滑动器按钮的滑动器导轨。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中所述滑动器装置进一步包括一编码器，所述编码器配置成用于编码所述滑动器按钮的滑动以控制所述图形对象的滚动。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中所述编码器包括一磁性编码器。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中所述磁性编码器包括：
一耦接至所述滑动器按钮和所述外壳中的一个的磁体；和
一耦接至所述滑动器按钮和所述外壳中的另一个且配置成用于检测所述磁体的位置并编码所述位置的检测器。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其中所述检测器是一霍耳效应检测器、一巨磁阻传感器和一各向异性磁阻传感器中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的控制装置，其中所述编码器是一电阻传感器、一电容传感器、一电感传感器、一机电编码器和一磁性编码器中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的控制装置，其中所述滑动器按钮配置成沿复数个轴滑动以控制所述图形对象在一显示器上沿对应复数个轴的滚动。
9.根据权利要求1所述的控制装置，其中所述编码器进一步包括一配置成用于将编码后的信号数字化的模拟-数字转换器。
10.根据权利要求1所述的控制装置，其中所述滑动器装置进一步包括用于在一偏离所述滑动器的一中性位置的位置对所述滑动器施加一恢复力的恢复构件。
11.根据权利要求1所述的控制装置，其中所述滑动器按钮配置成沿一向前方向或一向后方向从所述中性位置滑动约3毫米。
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