光学滚轮制造技术

本发明专利技术提供了一种用户导航设备。该用户导航设备包括码盘和编码器。码盘耦合到转盘。码盘包括具有交替的反射部分和非反射部分的轨道。光学反射编码器包括发射器和检测器。发射器产生入射到码盘的轨道上的光信号。检测器检测反射光信号。反射光信号对应于入射光信号中的由轨道的反射部分反射的部分。检测器还产生与反射光信号相对应的信道信号。这种用户导航设备的实施例较之传统的滚轮实施方式实现了更小的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学滚轮。
技术介绍
滚轮(jog wheel)是一种允许用户导航音频或者视频内容的设备。当 滚轮转动时，媒体通常根据轮的转动方式而沿某个方向移动(例如，快速 向前、向后、向左、向右)。例如，如果用户顺时针转动滚轮，则媒体通 常前进。相反，如果用户逆时针转动滚轮，则媒体通常后退。滚轮还已经 被实现为计算机鼠标上的滚屏(scroll)轮。最近，滚轮还被实现为诸如个 人数字助理和音乐播放器之类的设备上的菜单选择界面。例如，滚轮可被 用于滚动菜单条目并且进行菜单选择。媒体前进和后退(或者菜单选项滚屏)的速度通常依赖于滚轮的转动 方式。用户如何转动或者模拟转动滚轮随着被实现的滚轮的类型而变化。 对于多圈旋转滚轮，滚轮可以被无止境地旋转，使得媒体前进或者后退的 速度通常对应于用户旋转滚轮的快慢。对于单圈滚轮，滚轮的旋转运动受 到固定的限位器限制(例如，通常被限制为不到一整圈旋转)，媒体前进 或者后退的速度通常对应于用户向一侧旋转滚轮的程度。滚轮还被称为滚盘(jog dial)、搜索盘(shuttle dial)或者搜索轮 (shuttle wheel)。在某些情况下，术语滚(jog)被用于表示慢的导 航速度，而术语搜索(shuttle)被用于表示快的导航速度。但是，在 本说明书中，没有区分滚和搜索。传统地，两种技术已被用于实现滚轮。具体地，传统的滚轮通常利用 电容传感或者磁传感来实现。在一种电容传感的传统实施方式中，滚轮中 构建有电容电路(诸如一层或者多层导电迹线)，以检测由于附近的导电 物体(诸如用户的手指)的运动导致的电容变化。在某些情况下，电容滚轮并不实际旋转，而是由电容电路感测由手指、触针或者其它导电物体进 行的模拟旋转。在磁传感实施方式中，滚轮可以由霍尔效应传感器实现。霍尔效应传 感器是响应于磁场密度变化而产生电压的传感器。通常，霍尔效应传感器 检测由正在通过的载流导体产生的磁场(或者，检测固定导体中的电流变 化)。通过将载流导体和传感器布置在滚轮上和滚轮之外的相对位置上， 霍尔效应传感器可以检测滚轮的旋转。如果使用多个霍尔效应传感器，电 路可以能够指示滚轮的不完全旋转和滚轮的旋转方向。使用这些传统技术可能导致较厚的滚轮。换句话说，滚轮的尺寸可能 较大。具有较大尺寸的滚轮限制了滚轮在一些应用中，特别是在小型的手 持计算机设备或者其它小型设备中的潜在用途。并且，传统滚轮的分辨率 可能被限制为在滚轮中实现的电容迹线的分辨率，或者受到在滚轮中实现 的霍尔效应传感器的数量的限制。在电容滚轮的情况下，分辨率通常受到 用作输入设备的导电物体(例如，指尖)的尺寸的限制。在霍尔效应滚轮 的情况下，通过提供若干霍尔效应传感器来提高分辨率的做法通常在成本 上是行不通的。因此，需要一种滚轮来克服传统滚轮的物理尺寸和分辨率限制。
技术实现思路
本专利技术描述了用户导航设备的实施例。该用户导航设备包括码盘和编 码器。码盘耦合到转盘。码盘包括具有交替的反射部分和非反射部分的轨 道。光学反射编码器包括发射器和检测器。发射器产生入射到码盘的轨道 上的光信号。检测器检测反射光信号。反射光信号对应于入射光信号中的 由轨道的反射部分反射的部分。检测器还产生与反射光信号相对应的信道 信号。这种用户导航设备的实施例较之传统的滚轮的实施方式实现了更小 的厚度。在一些实施例中，用户导航设备还包括解码器和微处理器。解码器产 生与信道信号相对应的计数信号。微处理器响应于用户使转盘的运动，在 受控的装置上实施用户导航操作。用户导航设备还可以包括一个或多个圆顶开关、独立按钮、照明环、支承板、电路基板以及安装支架。对用户导 航设备的其它实施例也进行了描述。还描述了用于制造用户导航设备的方法的实施例。在一个实施例中， 所述方法包括将码盘耦合到旋转盘；将发射器相对于码盘安装在电路基 板上；以及将检测器相对于码盘安装在电路基板上。码盘包括具有交替的反射部分和非反射部分的轨道。发射器产生入射 到码盘的轨道上的光信号。检测器用于检测轨道的反射部分反射的反射光 信号。检测器还产生与反射光信号相对应的信道信号。下面还将描述用于 制造用户导航设备的方法的其它实施例。根据下面的详细说明，结合附图，可以明白本专利技术各实施例的其他方 面和优点，附图以示例方式图示了本专利技术的原理。附图说明图l示出了光学反射滚轮的一个实施例的示意性电路图。图2示出了码盘的一个实施例的局部示意图。图3示出了光学滚轮的一个实施例的立体图。图4示出了图3的光学滚轮的侧视图。 图5示出了图3的光学滚轮的分解立体图。 图6示出了电路基板上的编码器的布局的一个实施例。 图7示出了在编码器和码盘之间具有气隙的编码器的布局的一个实施 例的侧视图。图8示出了具有单独封装编码器的编码器布局的一个实施例的侧视图。图9示出了具有单独封装的发射器和检测器的编码器的布局的一个实 施例的侧视图。图10示出了具有单独封装的发射器和部分封装的检测器的编码器的 布局的一个实施例的侧视图。图11示出了制造光学滚轮的方法的一个实施例。 图12示出了使用光学滚轮的方法的一个实施例。图13示出了光学滚轮的另一个实施例的立体图。 图14示出了图13的光学滚轮的侧视图。 图15示出了图13的光学滚轮的分解立体图。 在整个说明书中，相似的标号可用于表示相似的元件。具体实施例方式图1示出了光学滚轮100的一个实施例的示意性电路图。所示的光学 滚轮100包括旋转盘102，码盘104，编码器106，解码器108，以及微处 理器110。在一个实施例中，旋转盘102被物理耦合到码盘104，并且为 用户提供了以手动方式转动码盘104的触摸界面。在一些实施例中，旋转 盘102是可以被无止境地转动的多圈盘。或者，旋转盘102可以是单圈 盘，其运动范围被限制为大致一圈(即，360度)或者不到一圈。码盘 104的实现类型(多圈或者单圈)与所使用的旋转盘102的类型相对应。虽然在图2中提供了对于码盘104的更详细的图示，但是在此提供简 单的解释，作为图l所示的光学滚轮IOO的操作的有关说明。通常，码盘 104包括非反射部分142和反射部分144组成的轨道140。编码器106中的 发射器120产生光，所述光入射到码盘轨道上。当旋转盘102被旋转时， 入射光被轨道140的反射部分144反射，而不被轨道140的非反射部分 142反射。因此，光被轨道140以经调制的模式(即，开-关-开-关......)反射。编码器106中的检测器130检测经调制的反射光信号，并且作为响 应，生成一个或多个信道信号(例如，CHa和CHb)。在一个实施例中， 这些信道信号随后被发送到解码器108，解码器108生成计数信号，并且 将计数信号发送到微处理器110。微处理器110利用该计数信号来实现与 旋转盘102的运动相对应的用户导航操作，诸如滚屏或者菜单选择。在一个实施例中，编码器106包括发射器120和检测器130。发射器 120包括诸如发光二极管(LED)的光源122。为了方便起见，光源122在 此被描述为LED，但是也可以提供其它光源或者多种光源。在一个实施例 中，LED 122通过限流电阻器RL由驱动器信号Vled駆幼。这样的驱动器 电路的细节是公知的。发射器120的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户导航设备，包括：转盘；耦合到所述转盘的码盘，其中，所述码盘包括轨道，所述轨道具有交替的反射部分和非反射部分；以及编码器，所述编码器包括发射器和检测器，所述发射器被配置为产生入射到所述码盘的所述轨道上的光信号，所述检测器被配置为检测由所述轨道的所述反射部分反射的反射光信号，并产生与所述反射光信号相对应的信道信号。

【技术特征摘要】
US 2006-11-1 11/591,7991.一种用户导航设备，包括转盘；耦合到所述转盘的码盘，其中，所述码盘包括轨道，所述轨道具有交替的反射部分和非反射部分；以及编码器，所述编码器包括发射器和检测器，所述发射器被配置为产生入射到所述码盘的所述轨道上的光信号，所述检测器被配置为检测由所述轨道的所述反射部分反射的反射光信号，并产生与所述反射光信号相对应的信道信号。2. 如权利要求1所述的用户导航设备，还包括与所述编码器耦合的解码器，所述解码器产生与所述信道信号相对应的计数信号；以及与所述解码器耦合的微处理器，所述微处理器响应于用户使所述转盘 的运动，在受控的装置上实施用户导航操作。3. 如权利要求2所述的用户导航设备，其中，所述用户导航操作包括 与所述转盘的转动相对应的滚屏操作、与所述转盘的按压相对应的第一按 钮点击操作、或者与独立按钮的按压相对应的第二按钮点击操作。4. 如权利要求3所述的用户导航设备，其中所述第一按钮点击操作和 所述第二按钮点击操作中的至少一者对应于方向选择或者项目选择。5. 如权利要求3所述的用户导航设备，还包括 以可操作的方式与所述独立按钮耦合的圆顶开关；以及 大致围绕所述独立按钮的照明环，其中，所述转盘将所述照明环和所述独立按钮包围在内。6. 如权利要求5所述的用户导航设备，还包括 支承板；耦合到所述支承板的电路基板，其中，所述编码器被耦合到所述电路 基板；以及耦合到所述支承板的安装支架，其中，所述码盘、所述转盘、所述独立按钮以及所述照明环被安装到所述安装支架。7. 如权利要求1所述的用户导航设备，其中，所述检测器包括 光电二极管，所述光电二极管用于检测由所述轨道的所述反射部分反射的所述反射光信号；以及与所述光电二极管耦合的信号处理电路，所述信号处理电路用于产生 与所述反射光信号相对应的所述信道信号。8. 如权利要求7所述的用户导航设备，还在所述码盘与所述发射器之间以及所述码盘与所述检测器之间包括气隙，其中，所述发射器和所述检 测器没有被封装材料封装。9. 如权利要求7所述的用户导航设备，还包括将所述发射器和所述检 测器一起封装的封装材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆彻富，王文飞，傅相隆，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]