[實用新型]一種基于光學定位技術的加固跟蹤球裝置

有效

• 申請號: 201120049930.8
• 申請日: 2011-02-28
• 公開（公告）號: CN201974776U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王躍飛;劉夢輝;黃志勇
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○九研究所
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本實用新型涉及計算機外圍輸入裝置，特別涉及一種基于光學定位技術的加固跟蹤球裝置，屬計算機技術領域。

背景技術

雖然光學鼠標已經普及，但是各種設備上使用的加固跟蹤球一直使用機械式的光標定位技術。設計基于光學定位技術和多接口方式（USB接口和PS/2接口）的加固跟蹤球，已成為加固型計算機輸入部件升級換代、提高可靠性、方便操作、舒適使用的必然。

在許多惡劣環境如高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等應用場合，計算機及其外設的可靠性就顯得十分重要。因此，光學跟蹤球裝置需在電路設計和結構設計采用一定的加固措施，才能滿足惡劣環境下對高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等各項環境的適應性要求。

中國專利（申請號200920043642.4）公開了一種手型跟蹤球，該跟蹤球能夠在惡劣環境下正常使用，并符合人體工程學設計的左右手用。該設備面板和曲面殼體可拆卸，并且不涉及控制電路板，抗惡劣環境設計不徹底，抗惡劣環境性能有限。基于上面的情況，本跟蹤球裝置電路設計上實現光學定位和多接口方式的同時還要使電路板在裝置里能抗高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等惡劣環境。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種基于光學定位技術的加固跟蹤球裝置，使得計算機跟蹤球裝置實現精確定位和抗惡劣環境。

本實用新型的技術方案是：它主要由外殼、底板、摸球、光學鼠標套件及控制電路組成。外殼的中部是一平板形狀，上部設有一個外形符合人體工程學，與操作手掌可以自然貼合的頂部突起面，下部設有筒狀側板，外殼的上中下部連成一個中空的整體；頂部突起面的前端設有左中右三個按鍵，其側邊設有與摸球相配合的圓孔，圓孔下面的球座內側周邊設置3個能支持摸球滾動且不移動的鋼珠，球座、圓孔所在的外殼用螺釘與底板裝配在一起，安裝在外殼內上部的光學鼠標套件及控制電路被底板與外殼之間的空間封閉起來。

外殼是由金屬材料壓鑄構成，或用硬質塑料注塑構成。

采用了安捷倫公司的光學鼠標設計套件（主要包括紅色發光二極管、透鏡和光學傳感器芯片），把光學定位技術應用到加固跟蹤球的設計中；控制電路主要使用了CYPRESS公司的enCoR控制器芯片，該芯片集合了USB協議芯片和控制器，在底層軟件支持下也能支持PS/2接口，設計時對該控制器芯片軟件進行了開發，使之實用于加固跟蹤球，并根據實際應用環境分別實現了USB接口光學加固跟蹤球、PS/2接口光學加固跟蹤球以及USB和PS/2自適應接口光學加固跟蹤球；該裝置工作流程為：正常工作時內置發光二極管發出紅光照射跟蹤球移動表面，經過摸球曲面反射的部分光線經過光學透鏡，跟蹤球移動軌跡被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像，光學傳感器CMOS晶陣感知影像并把光信號轉成電信號傳給控制器芯片，再經過DSP處理數據，連同按鍵的低電平輸入一起，最后經由USB或PS/2接口傳送到主機，通過驅動程序轉換得到顯示屏幕坐標。

本實用新型結構上基于人體工程學設計，外形完全不同于其他跟蹤球，而且操作順手、舒適，能有效避免長時間操作帶來的某些手指和手腕疲勞酸疼的癥狀。由于光學跟蹤球會有許多惡劣環境如高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等的應用場合，設計時考慮到抗惡劣環境的問題，結構設計上采用整體鑄造技術，把電路板固定在厚厚的金屬層下方，從而滿足惡劣環境下的應用要求。

本實用新型的顯著優點在于：(1)外殼上半部分整體鑄造，跟可拆卸外殼相比，連接縫隙減少，應用于高濕熱、振動沖擊及電磁干擾等惡劣環境效果明顯；(2)控制電路板是使用優選器件焊接于自研軍品級印制板而成，并噴涂三防漆，在實現精確的光學定位功能同時，還能有效對抗高濕熱及振動沖擊等惡劣環境，與外殼設計相輔相成；（3）摸球采用依靠球座內部曲面上伸出的三顆高度可調節鋼珠來約束運行的結構，使摸球轉動靈活、可靠，滿足振動沖擊的使用要求；（4）外形符合人體工程學，使用時手掌可以自然貼合頂部突起面，手指自然張開放置，能有效避免長時間操作帶來的某些手指和手腕疲勞酸疼的癥狀，流線型設計使裝置自然美觀。

附圖說明

圖1示出本實用新型的原理框圖，

圖2示出本實用新型的結構示意側視圖，

圖3示出本實用新型的結構示意主視圖，

圖4示出本實用新型的結構示意仰視圖，

圖5示出本實用新型左手操作的結構示意主視圖，

圖6示出3個鋼球分布狀態的剖面圖。