一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器制造技術

本發明專利技術公開了一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，包括置于鼠標滾輪內且與鼠標滾輪同軸的轉盤，還包括霍爾裝置；其中，轉盤上裝有若干個沿轉盤圓周分布的磁體；霍爾裝置的兩個霍爾芯片平行放置且兩個霍爾芯片中心連線方向總是和轉盤運動方向的切線方向平行；磁體隨著轉盤運動到離霍爾裝置最近時，磁體極性總是正對霍爾裝置的感應面。本發明專利技術能夠從物理空間和電路結構上完全兼容機械編碼器，并且在滾輪慢速、小克力滾動時，能夠控制轉盤的移動步進并產生感覺明顯的段落感；在滾輪快速、大克力滾動時，轉盤上的磁體快速脫離前殼體或后殼體上磁性材料型體的吸引，可實現阻尼減少的快速滾動感,并且使用者在這兩種感覺之間可瞬時自由切換,用戶體驗更好。換,用戶體驗更好。換,用戶體驗更好。

【技術實現步驟摘要】
一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器


[0001]本專利技術涉及編碼器領域，特別涉及一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器。

技術介紹

[0002]現有的編碼器一般可分為機械編碼器、光電編碼器、霍爾編碼器。其中，霍爾編碼器廣泛應用于各個行業，例如用于物理計算機外圍的接口設備，接口設備包括帶有滾輪的鼠標，在使用該鼠標時，滾輪繞軸旋轉動作以及鼠標平移動作相互配合，實現計算機顯示內容的上下滑動以及光標的移動。因此，滾輪的設計顯得尤為重要，直接關系到計算設備上各種軟件的應用體驗，例如圖像或視頻編輯、游戲角色操作等等。
[0003]現有技術中，采用霍爾編碼器的鼠標，通常采用兩個相互垂直的霍爾芯片作為一個霍爾裝置，結構復雜，且所占用的空間更大，進一步占用有限的鼠標內部空間，由此可能導致其他部件要重新設計、開模，增加了鼠標成本。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器。
[0005]本專利技術的目的通過以下的技術方案實現：
[0006]一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，包括置于鼠標滾輪內且與鼠標滾輪同軸的轉盤，還包括霍爾裝置；其中，轉盤上裝有若干個沿轉盤圓周分布的磁體；霍爾裝置的兩個霍爾芯片平行放置且兩個霍爾芯片中心連線方向總是和轉盤運動方向的切線方向平行；磁體隨著轉盤運動到離霍爾裝置最近時，磁體極性總是正對霍爾裝置的感應面。
[0007]所述霍爾裝置為一個，位于轉盤的側面，磁體沿轉盤軸向設置；所述磁體沿整個轉盤圓周等間距分布。
[0008]或者，所述霍爾裝置為一個，位于轉盤的周邊，磁體沿轉盤徑向設置；所述磁體沿整個轉盤圓周等間距分布。
[0009]所述霍爾裝置為兩個，其中一個霍爾裝置位于轉盤的側面，另一個霍爾裝置位于轉盤的同一側面；兩個霍爾裝置相互平行，且二者的中心到轉盤中心等距；磁體沿轉盤軸向設置；所述磁體分布在半個轉盤圓周上，且等間距分布。
[0010]轉盤上假設裝有n個磁體的數量和1個單極性的或全極性的霍爾裝置配套使用，此時每增加一個單極性的或全極性的霍爾裝置，就可以在原來數量上減少一半磁體數的用量，同樣達到所需效果，在特定的需求中可以簡化轉盤安裝磁體的工藝和數量，并且在磁體數量成本和霍爾數量成本之間達到一個最優的市場成本。如果霍爾裝置內置兩個雙極性霍爾，增加霍爾數量不能減少磁體數量。
[0011]所述用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，還包括滾輪阻尼裝置，用于在鼠標滾輪滾動時提供與滾輪運動方向相反的阻力。
[0012]所述滾輪阻尼裝置為磁鐵阻尼裝置，包括兩塊以上的磁性材料型體，在轉盤停止
時，其中一個磁性材料型體正對轉盤上其中一個磁體的極性，相鄰的兩個磁性材料型體之間的弧度為(N+0.5)K，其中K為轉盤上相鄰的兩個磁體之間的弧度值。
[0013]在轉盤停止時，其中一個磁性材料型體正對轉盤上其中一個磁體，其余磁性材料型體裝配在轉盤兩個相鄰磁體間隔距離中間處，安裝在前殼體或后殼體上的磁性材料型體和轉盤上的磁體因磁力作用產生磁吸引力，以確保轉盤停止時,要么霍爾裝置被轉盤上的磁體正對，產生霍爾效應；要么霍爾裝置都不被轉盤上的磁體作用。
[0014]當磁體沿轉盤軸向設置、霍爾裝置位于轉盤的側面時，所述兩塊以上的磁性材料型體位于轉盤的另一相對側面。
[0015]當磁體沿轉盤徑向設置、霍爾裝置位于轉盤的上方或者下方時，所述兩塊以上的磁性材料型體位于與轉盤同心的同心圓的圓周上，且同心圓的半徑不小于轉盤的半徑。
[0016]所述滾輪阻尼裝置為彈片阻尼裝置，所述彈片阻尼裝置包括彈片以及設置在轉盤側面的徑向凹凸槽。裝有磁體的轉盤有徑向凹凸槽，配合彈片給用戶提供滾輪段落體驗感，每滾動一次總會停在凹槽處，此時僅有兩種狀態：要么霍爾裝置被轉盤上的磁體正對，產生霍爾效應；要么霍爾裝置都不被轉盤上的磁體作用。
[0017]所述霍爾裝置的兩個霍爾芯片為單極性霍爾芯片或者全極性霍爾芯片或者雙極性霍爾芯片。采用單極性霍爾芯片可以提高編碼器抗干擾能力；采用全極性霍爾芯片可以在裝配時不必區分磁體的NS極,生產工藝簡單；采用雙極性霍爾芯片,輪盤上N極磁體必須緊鄰S極磁體安裝,需要的磁體數量增加一倍,也可以使用塑磁工藝做成的NS極性相間的圓環磁碼盤或圓形磁碼盤配合雙極性霍爾芯片輸出AB相位相差90度的方波波形。
[0018]所述霍爾裝置的PIN腳有四個：用于供電的VCC PIN腳、A PIN腳、B PIN腳、GND PIN腳；其中，A PIN腳、B PIN腳相互配合輸出相位差90度方波信號；此時霍爾裝置的外殼為金屬材質，霍爾裝置所連接的PCB板和金屬外殼作為霍爾裝置的GND PIN腳。霍爾裝置正常工作，始終需要四個PIN腳工作，但是普通機械編碼器電氣PIN腳只有三個，本專利技術創造性地將霍爾編碼器的外殼PIN腳作為電氣PIN利用起來：把金屬外殼PIN和霍爾裝置的GND PIN腳通過PCB板連接起來，這樣霍爾裝置實際上就有4個電氣PIN腳；而在外形上看，霍爾裝置與傳統機械編碼器PIN腳數目相同(均為3個)，且本專利技術的霍爾編碼器提供和傳統機械編碼器相同的邏輯功能，即AB PIN腳輸出相位差90度方波信號。因此本專利技術的霍爾編碼器不僅外形上能夠完全兼容傳統機械編碼器，不占用額外空間，且在功能上可以直接兼容傳統機械編碼器，能夠極大地降低成本。
[0019]或者，所述霍爾裝置的PIN腳有四個：用于供電的VCC PIN腳、A PIN腳、B PIN腳、GND PIN腳；其中，A PIN腳、B PIN腳相互配合輸出相位差90度方波信號；GND PIN腳用于接地，此時霍爾編碼器的外殼為非金屬材質或者金屬材質。此時霍爾裝置的4個PIN通過PCB板直接做4個電氣PIN腳，這樣前、后殼體就可以使用非金屬外殼(使用金屬外殼也可以)，霍爾編碼器可以應用在更多的場景。
[0020]所述霍爾裝置的兩個霍爾芯片為內置或獨立外置。內置的兩個霍爾芯片距離很近，大概1mm左右，其優勢在于：相比獨立外置兩個霍爾芯片而言，兩個霍爾芯片采用內置時，同樣直徑的轉盤每轉一圈可以產生更多周期方波。
[0021]所述霍爾編碼器的接觸腳通過軟性線材引出與主PCB板連接，應用在多種領域和場景,包括音量旋鈕、自動生產線、汽車、紡織機械領域。鼠標滾輪傳統編碼器有多種大小不
同的型體,本專利技術霍爾編碼器也可以做成大小不同的型體,可以垂直或者水平安放。
[0022]本專利技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：
[0023]1、本專利技術通過兩個平行設置的霍爾芯片與轉盤上分布的磁體所產生的霍爾效應，能夠實時計算出滾輪(即轉盤)的轉速和旋轉圈數。在該設計思想下，不需要知道轉盤上特定磁體的實時位置，所以霍爾編碼器的設計結構更加簡單，所占空間也比較小，在物理結構上實現了能夠兼容傳統機械編碼器，為完全兼容機械編碼器提供了可能。
[0024]2、本專利技術的霍爾編碼器不僅外形上能夠完全兼容傳統機械編碼器，不占用額外空間，且在功能上可以直接兼容傳統機械編碼器，因此能夠極本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，其特征在于：包括置于鼠標滾輪內且與鼠標滾輪同軸的轉盤，還包括霍爾裝置、滾輪阻尼裝置；其中，轉盤上裝有若干個沿轉盤圓周分布的磁體；霍爾裝置的兩個霍爾芯片平行放置且兩個霍爾芯片中心連線方向總是和轉盤運動方向的切線方向平行；磁體隨著轉盤運動到離霍爾裝置最近時，磁體極性總是正對霍爾裝置的感應面；所述滾輪阻尼裝置，用于在鼠標滾輪滾動時提供與滾輪運動方向相反的阻力；所述霍爾裝置的兩個霍爾芯片為內置或獨立外置。2.根據權利要求1所述用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，其特征在于：所述霍爾裝置為一個，位于轉盤的側面，磁體沿轉盤軸向設置；所述磁體沿整個轉盤圓周等間距分布；或者，所述霍爾裝置為一個，位于轉盤的周邊，磁體沿轉盤徑向設置；所述磁體沿整個轉盤圓周等間距分布。3.根據權利要求1所述用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，其特征在于：所述霍爾裝置為兩個，其中一個霍爾裝置位于轉盤的側面，另一個霍爾裝置位于轉盤的同一側面；兩個霍爾裝置相互平行，且二者的中心到轉盤中心等距；磁體沿轉盤軸向設置；所述磁體分布在半個轉盤圓周上，且等間距分布。4.根據權利要求1所述用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，其特征在于：所述滾輪阻尼裝置為磁鐵阻尼裝置，包括兩塊以上的磁性材料型體，在轉盤停止時，其中一個磁性材料型體正對轉盤上其中一個磁體的極性，相鄰的兩個磁性材料型體之間的弧度為(N+0.5)K，其中K為轉盤上相鄰的兩個磁體之間的弧度值。5.根據權利要求4所述用于鼠標滾輪的霍爾編碼器，其特征在于：當磁體沿轉盤軸向設置、霍爾裝置位于轉盤的側面時，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁興偉，張馳，
申請(專利權)人：深圳芯合云電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：