一種使用斜率檢知方式的數字檢知器，包括光源、光檢知器、光柵、及斜率檢知電路。光檢知器接受該光源發出之光線，光柵介于光源與光檢知器之間，當光柵移動時，光檢知器接受的光線在最亮至最暗之間變化，其輸出信號之大小亦隨接受的光線強度比例變化，光檢知器之輸出送至斜率檢知電路，根據光檢知器之輸出信號之斜率變化轉換為數字之輸出信號。本發明專利技術節省調校的工作，并且電路結構簡單，不會增加生產成本。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術是有關于一種數字檢知器，且特別是有關于一種使用斜率檢知方式的數字檢知器。近年來，電腦技術進步非常快速，使用者界面皆采用較友善的圖形界面，在以圖形界面方式操作電腦時，做為指標器(pointer)的鼠標(mouse)幾乎是不可缺少的。如附圖說明圖1所示為目前的鼠標的工作原理的示意圖，以一個滾球140帶動互相垂直的兩個滾動軸，因為兩個滾動軸的控制機制完全一樣，故在此圖中只顯示一個方向滾動軸125為代表，當鼠標在一個接觸的平面上移動時，滾球140與桌面摩擦而滾動，滾球140會帶動滾動軸125旋轉，連在滾動軸125上的圓形光柵120亦跟著轉動。在圓形的光柵120上開有許多個開孔121，光柵120的一側有光源110，一般皆使用發光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)為光源110，在光柵120的另一側裝設一個雙光檢知器130，即在一個雙光檢知器130中包括兩個光檢知器，一般皆使用光電晶體(photo-transistor)當光檢知器，兩個光電晶體做在同一包裝之內，可以使兩個光電晶體的空間相關位置固定，例如兩個光電晶體間的距離，在實際組裝時，可確定使用同一型號之產品皆有同樣的特性，如圖2A所示為鼠標中使用的光柵120及其開孔121的位置，圖2B則是雙光檢知器130中兩個光檢知器131及132與開孔121的相關位置。當滾球140帶動滾動軸125及光柵120一起轉動時，使開孔121移動，雙光檢知器130中光檢知器會接受到明暗變化的光線，光檢知器將按接受的光線強度轉換為不同大小的電氣信號，兩個光檢知器輸出電氣信號可表示如圖2C之波形，以輸出信號A代表光檢知器131之輸出，輸出信號B代表光檢知器132之輸出。當光柵120的開孔121移到光源110與光檢知器131正中間時，光檢知器131接受的光線最大，光檢知器131的輸出信號A也最大，當光柵120的開孔121漸漸移開時，光檢知器131接受的光線漸漸變弱，其輸出信號A亦隨之變小，當達到點P2時，開孔121離光檢知器131最遠，光檢知器131接受的光線最弱，此時輸出信號A亦最小，當光柵130繼續往同一方向轉動時，下一個開孔會漸漸靠近光檢知器131，因此光檢知器131接受的光線又逐漸增加，輸出信號A也跟著上升。光檢知器132的情形亦如此，故其輸出信號B亦是呈現此種連續變化的波形，但因為兩個光檢知器間隔一段距離，所以兩個波形變化相差一段時間。圖3為處理光檢知器131及132送出的電氣信號的已知電路的方塊圖。電路中的光檢知器131及132是使用光電晶體，光電晶體131及132會隨接受光線的強度產生不同的射極電流，其射極電阻331及332兩端的電壓A及B也跟著變化，電壓A及B再經由史密特(Schmitt)電路311及312轉換數字信號A’及B’，電壓A及B與數字信號A’及B’的波形如圖4所示，當光柵120上的開孔121的寬度及兩個開孔間的距離為光檢知器131及132的距離的3/4時，則當光柵向某一方向轉動時，即開孔向某一方向位移，電壓A及B的波形變化會相差1/4，即兩個波形的周期一樣，但當電壓A在點P1時達到最大值，而電壓B則再經1/4周期到點P1’時達到最大值。假設史密特電路的觸發電位剛好是電壓最大值及最小值的一半時，電壓A及B經史密特電路311及312后之數字信號A’及B’的狀態變化亦相差1/4。數字信號A’及B’送至微控制單元(Micro-Controller Unit，簡稱MCU)320可供判斷光柵120位移方向及位移量，其判斷位移方向是根據數字信號A’及B’組合后的狀態變化，如圖5A及圖5B的狀態圖為兩個位移方向的狀態變化，當以圖5A之數字信號A’及B’組合的狀態變化00→10→11→01→00表示光柵順時針旋轉，則圖5B表示逆時鐘旋轉的狀態變化為00→01→11→10→00，而當周期變得越短，也就是狀態變化越快，表示光柵旋轉越快，即鼠標的位移越快，相反的，周期變長，即是位移變慢。已知作法以史密特電路做為數字檢知器因為使用固定的臨限電壓(thresholdvoltage)當光檢知器的靈敏度特性不同時，數字化時會有問題，引起特性的改變可能是隨使用時間而老化，或是在制造過程的差異而不同。如圖6所示，信號Vi為光檢知器的輸出，理想上，應以最大電壓與最小電壓的1/2史密特電路的臨限電壓，則其輸出之數字信號Vo之高電位及低電位之時間恰為一半，但一般光檢知器的特性并不一致，如光電晶體接受同樣的光線，但輸出電壓變小，如圖中虛線表示之電壓Vi’，其輸出的數字信號Vo’，高電位及低電位的時間變得不一樣。相對的，當光檢知器的特性相差太大，其輸出信號過小或過大，在做位移判斷時，將造成錯誤的判斷。另外，外界的光線亦會影響光檢知器的輸出信號，進而影響MCU的判斷。要解決因光檢知器本身靈敏度不同及外界光線的影響所造成問題，可以在電路中增加類比/數字轉換電路，或其他的集成電路，根據光檢知器的輸出變化情形動態調整臨限電壓，以配合光檢知器不同的特性或與消除外界光線的影響。但此種解決方式的將制造成本增加許多，電路復雜度亦提高許多。綜合上述之討論，可知已知使用固定臨限電位的史密特電路的數字檢知電路，有下列之缺點1．容易受外界光的影響，當光檢知器受外界光影響時，其輸出信號亦隨之變化，數字檢知電路依照固定的臨限電位做轉換，將使用輸出的數字信號的變化周期不同。2．容易受光檢知器本身的特性影響，當光檢知器的靈敏度改變，數字檢知電路的臨限電位亦必需調整，才可使輸出之信號能對稱變化，但若要自動調整，將使電路變得復雜且成本相對提高許多。本專利技術的主要目的就是在提供一種使用斜率檢知方式的數字檢知器，可根據光檢知器輸出信號的變化斜率改變達成數字檢知的目的，不會受光檢知器之特性變化及外界照射而影響其正常工作。本專利技術的另一目的是提供一種具有簡單電路結構的使用斜率方式的數字檢知電路，不需針對不同的光檢知器特性調整電路的臨限電壓，可以節省調校的工作，亦不需設計復雜電路來自動調校臨限電壓。為達成本專利技術之上述和其他目的，本專利技術提供一種使用斜率檢知方式之數字檢知器，包括光源、光檢知器、光柵、及斜率檢知電路。其中光檢知器接受該光源發出之光線，光柵介于光源與光檢知器之間，當光柵移動時，光檢知器接受的光線在最亮至最暗之間變化，其輸出信號之大小隨接收的光線強度比例變化，光檢知器之輸出送到斜率檢知電路，根據光檢知器之輸出信號之變化斜率轉換為數字之輸出信號。依照本專利技術的一較佳實施例，其中斜率檢知電路包括一延遲電路及一比較器，比較器之輸入端包括互相互補之第一輸入端及第二輸入端，比較器之第一輸入端及該延遲電路之輸入端接收光檢知器之輸出信號，比較器之第二輸入端則接受延遲電路之輸出信號，比較器之輸出即為數字之輸出信號。延遲電路包括一電阻器及一電容器，電阻器之一端耦接至光檢知器之輸出，另一端耦接至電容器之一端及比較器之第二輸入端，電容器之另一端接地。依照本專利技術的一較佳實施例，其中的光源可以是發光二極管，光檢知器則可以是光電晶體。為讓本專利技術之上述和其他目的、特征和優點能更明了易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下圖1是鼠標之一個軸的檢知機構示意圖。圖2A圖是鼠標使用之圓形光柵。圖2B是光柵之開孔與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種使用斜率檢知方式之數字檢知器，其特征在于它包括： 一光源； 一光檢知器，接受光源發出之光線； 一光柵，具有復數個固定距離及大小的開孔，介于該光源與該光檢知器之間，當光柵移動時，該光檢知器接受的光線由最亮至最暗之間變化，其輸出信號之大小亦隨接受的光線強度比例變化；以及 一斜率檢知電路，接受該光檢知器之輸出，根據該光檢知器之輸出信號之斜率變化，將該光檢知器之輸出轉換為一數字輸出信號。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉書銘，
申請(專利權)人：致伸實業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]
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