候靖波 (中国广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼, Guangdong 9, 518129, CN)
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HOU, Jingbo (Building B2, Huawei Industrial Base Bantian, Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
| 权 利 要 求 1、 一种终端轨迹球导航装置， 其特征在于， 包括： 一个能够滚动的轨迹球； 四个光栅轮， 布置在所述轨迹球的四周， 所述各光栅轮的轴线处于同一水 平面上，每个光栅轮沿径向指向球心，相邻的光栅轮在所述水平面内的夹角为 90度， 并且在所述轨迹球处于自由状态时， 所述各光栅轮与所述轨迹球之间 有间隙， 每个光栅轮轴面上沿环向相间设置透光区域与不透光区域； 两个发光装置， 其中一个发光装置设置在两个相邻的光栅轮之间， 另一个 发光装置设置在另外两个相邻的光栅轮之间，发光装置发出的光线能够照射在 光栅轮轴面的一个预定位置上，所述预定位置处于光栅轮的透光区域与不透光 区域共同的旋转轨迹上； 四个光接收计数器，分别沿每个光栅轮轴线设置在发光装置相对于光栅轮 的另一侧， 当光栅轮不透光区域转至预定位置时， 光接收计数器不能接收到发 光装置发出的光线； 当光栅轮透光区域转至预定位置时， 光接收计数器能够接 收到发光装置发出的光线； 一个导航芯片， 与所述各光接收计数器电连接； 所述轨迹球滚动时， 所述轨迹球与至少一个光栅轮相触碰， 所述与轨迹球 相触碰的光栅轮随轨迹球的滚动而转动，所述发光装置照射转动的光栅轮的轴 面； 所述光接收计数器通过所述转动的光栅轮接收由所述发光装置发出的光 线， 并将该光线转换成电脉沖信号发送给导航芯片，所述导航芯片根据发出电 脉沖信号的光接收计数器位置识别出轨迹球的位移方向，所述导航芯片根据电 脉沖信号持续时间和周期计算出轨迹球的位移速度和距离， 进而产生导航信 息。 2、 根据权利要求 1所述的终端轨迹球导航装置， 其特征在于， 所述发光 装置为红外发光管， 所述光接收计数器为红外接收管。 3、 根据权利要求 1所述的终端轨迹球导航装置， 其特征在于， 所述发光 装置为手机按键的背光灯或者发光二极管。 4、 根据权利要求 1所述的终端轨迹球导航装置， 其特征在于， 一个发光 装置设置在两个相邻的光栅轮的角平分线上，另一个发光装置设置在剩下两个 相邻的光栅轮的角平分线上。 5、 一种终端轨迹球导航装置导航方法， 其特征在于， 包括： 当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰， 且带动触碰的光栅轮转动时， 接收穿过转动的光栅轮的光线； 将所述光线转换成电脉沖信号， 将所述电脉沖信号发送给导航芯片， 以使 导航芯片根据发出电脉沖信号的光接收计数器位置、所述电脉沖信号持续时间 和周期识别出轨迹球的位移方向、速度和距离，进而使导航芯片产生导航信息。 6、 一种终端轨迹球导航装置导航方法， 其特征在于， 包括： 接收光接收计数器发送的电脉沖信号； 根据发出电脉沖信号的光接收计数器位置识别出轨迹球的位移方向； 根据电脉沖信号持续时间和周期计算出轨迹球的位移速度和距离。 |
本申请要求于 2010 年 7 月 20 日提交中国专利局、 申请号为 201010231439.7、 发明名称为 "终端轨迹球导航装置及导航方法" 的中国 专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本发明涉及移动终端， 尤其涉及一种终端轨迹球导航装置及导航方法 。 背景技术 目前随着手机技术的不断发展，一些智能手机 上面已经开始使用基于磁感 应方式的轨迹球来实现手机导航装置， 大大增强了导航装置的用户体验效果。 现有基于磁感应的手机导航装置结构如图 1所示， 轨迹球为一个磁性小圓球， 它具有多个 N和 S极性， 这两个极性刚好相反。在轨迹球的两个相邻方 向上各 配置一个磁性感应器， 如图中的检测器 1和检测器 2 ; 当手机用户用手指摩擦 轨迹球运动时，轨迹球各点的磁极也会随着轨 迹球运动而变化， 随之带来轨迹 球周围磁场分布的变化，检测器感应到后，就 会将磁力的变化转换成电信号并 输出给 CPU。 CPU再根据两个检测器传递的电信号就可以识别 出轨迹球的移动 方向， 从而控制导航。
在上述手机导航装置工作的过程中，发明人发 现现有技术中至少存在如下 问题： 由于手机本身采用无线信号进行通信， 通信过程中会产生电磁信号， 电 磁信号会干扰导航装置的磁力检测，导致误操 作， 尤其在手机大功率发射条件 下， 磁场干扰会更大。 发明内容 本发明的实施例提供一种终端轨迹球导航装置 及导航方法，能够避免手机 通信对终端轨迹球导航装置的干扰。 为达到上述目的， 本发明的实施例采用如下技术方案： 一种终端轨迹球导航装置， 包括： 一个能够滚动的轨迹球； 四个光栅轮， 布置在所述轨迹球的四周， 所述各光栅轮的轴线处于同一水 平面上，每个光栅轮沿径向指向球心，相邻的 光栅轮在所述水平面内的夹角为 90度， 并且在所述轨迹球处于自由状态时， 所述各光栅轮与所述轨迹球之间 有间隙， 每个光栅轮轴面上沿环向相间设置透光区域与 不透光区域； 两个发光装置， 其中一个发光装置设置在两个相邻的光栅轮之 间， 另一个 发光装置设置在另外两个相邻的光栅轮之间， 发光装置发出的光线能够照射在 光栅轮轴面的一个预定位置上，所述预定位置 处于光栅轮的透光区域与不透光 区域共同的旋转轨迹上； 四个光接收计数器，分别沿每个光栅轮轴线设 置在发光装置相对于光栅轮 的另一侧， 当光栅轮不透光区域转至预定位置时， 光接收计数器不能接收到发 光装置发出的光线； 当光栅轮透光区域转至预定位置时， 光接收计数器能够接 收到发光装置发出的光线； 一个导航芯片， 与所述各光接收计数器电连接； 所述轨迹球滚动时， 所述轨迹球与至少一个光栅轮相触碰， 所述与轨迹球 相触碰的光栅轮随轨迹球的滚动而转动，所述 发光装置照射转动的光栅轮的轴 面； 所述光接收计数器通过所述转动的光栅轮接收 由所述发光装置发出的光 线， 并将该光线转换成电脉沖信号发送给导航芯片 ，所述导航芯片根据发出电 脉沖信号的光接收计数器位置识别出轨迹球的 位移方向，所述导航芯片根据电 脉沖信号持续时间和周期识别出光栅轮的转动 速度和转动距离，进而根据光栅 轮的转动速度和转动距离计算出轨迹球的位移 速度和距离。
一种终端轨迹球导航装置导航方法， 包括： 当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰， 且带动触碰的光栅轮转动时， 接收穿过转动的光栅轮的光线； 将所述光线转换成电脉沖信号， 将所述电脉沖信号发送给导航芯片， 以使 导航芯片根据发出电脉沖信号的光接收计数器 位置、所述电脉沖信号持续时间 和周期识别出轨迹球的位移方向、速度和距离 ，进而使导航芯片产生导航信息。
一种终端轨迹球导航装置导航方法， 包括： 接收光接收计数器发送的电脉沖信号； 根据发出电脉沖信号的光接收计数器位置识别 出轨迹球的位移方向； 根据电脉沖信号持续时间和周期识别出光栅轮 的转动速度和转动距离； 根据光栅轮的转动速度和转动距离计算出轨迹 球的位移速度和距离。
本发明实施例提供的终端轨迹球导航装置及导 航方法，通过光信号定位导 航装置轨迹球的位移， 能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干 扰。 附图说明
图 1为现有基于磁感应的手机导航装置结构示意 。 图 2为本发明终端轨迹球导航装置的实施例的结 示意图。 图 3a为本发明光栅轮一种轴面结构示意图。 图 3b为图 2所示光栅轮 24与光接收计数器 44的相对位置示意图。 图 4为本发明终端轨迹球导航方法的一个实施例 流程图。
图 5为本发明终端轨迹球导航方法的另一个实施 的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例的装置、 方法进行详细描述。 本发明终端轨迹球导航装置的实施例， 如图 2所示， 包括： 一个能够滚动的轨迹球 1。 轨迹球 1可采用普通机械球， 但要具备一定的 硬度和表面摩擦力。 四个光栅轮 21、 22、 23、 24， 布置在轨迹球 1的四周， 图 2 中虚线所示 为每个光栅轮的轴线。 光栅轮是一个轴心固定， 轴面上沿环向相间设置透光区 域与不透光区域的轮子， 光栅轮可以绕轴转动。 光栅轮的结构有很多种， 其中 一种光栅轮的结构如图 3a所示， 图 3a中左侧视图为该种光栅轮的径向视图， 图 3a中右侧视图为该种光栅轮的轴面视图， 该种光栅轮的轴面视图中， 两个 半圓形区域为透光区域， 其它为不透光区域。 光栅轮 21、 22、 2 3、 24的轴线 处于同一平面上，每个光栅轮沿径向指向球心 ，相邻的光栅轮在该平面内的夹 角为 90度， 并且在轨迹球 1处于自由状态时， 各光栅轮与轨迹球 1之间有间 隙， 使得轨迹球 1可以在各光栅轮限定的中心区域内在水平面 有限平移。 两个发光装置 31、 32，其中一个发光装置 31设置在光栅轮 21和 24之间， 另一个发光装置 32设置在光栅轮 22和 2 3之间。 优选的， 一个发光装置可以 设置在两个相邻的光栅轮的角平分线上，另一 个发光装置可以设置在剩下两个 相邻的光栅轮的角平分线上， 这样可以使光线均勾地照射在每个光栅轮上， 有 利于更准确地判断轨迹球 1的位移状况。 具体到本实施例， 发光装置 31设置 在光栅轮 21和 24的角平分线上， 发光装置 32设置在光栅轮 22和 2 3的角平 分线上， 当然， 发光装置 31也可以设置在光栅轮 21和 22的角平分线上， 相 应的， 发光装置 32设置在光栅轮 2 3和 24的角平分线上， 原理相同， 在此不 做赞述。 优选的， 所述发光装置为手机按键的背光灯或者发光二 极管， 采用背 光灯照明无需额外添加发光器件， 可以节省成本； 采用发光二极管耗能小， 可 以节省电能。发光装置的具体选材并不局限于 以上两种， 一切可装入手机的发 光器材都可以采用， 比如红外发光管， 对应的光接收计数器采用红外接收管。 发光装置 31、 32发出的光线分别能够照射在光栅轮 2 1、 22、 2 3、 24轴面的一 个预定位置上， 所述预定位置角度固定， 处于光栅轮的透光区域与不透光区域 共同的旋转轨迹上， 光栅轮的透光区域与不透光区域都能够旋转至 该预定位 置。 四个光接收计数器 41、 42、 43、 44， 分别沿每个光栅轮轴线设置在发光 装置相对于光栅轮的另一侧，用来接收发光装 置穿过光栅轮的光线并转换成电 脉沖信号。 具体的， 光栅轮 21的不透光区域旋转至预定位置时， 光接收计数 器 41可以完全被光栅轮 21的不透光区域遮挡， 接收不到发光装置 31发出的 光； 光栅轮 21的不透光区域不在预定位置时， 光接收计数器 41可以接收到透 过光栅轮 21的透光区域透过的光。相应地， 光栅轮 22的不透光区域旋转至预 定位置时， 光接收计数器 42可以完全被光栅轮 22的不透光区域遮挡，接收不 到发光装置 32发出的光； 光栅轮 22的不透光区域不在预定位置时， 光接收计 数器 42可以接收到透过光栅轮 22的透光区域透过的光。 光栅轮 23的不透光 区域旋转至预定位置时，光接收计数器 43可以完全被光栅轮 23的不透光区域 遮挡，接收不到发光装置 32发出的光； 光栅轮 23的不透光区域不在预定位置 时， 光接收计数器 43可以接收到透过光栅轮 23的透光区域透过的光。 光栅轮 24 的不透光区域旋转至预定位置时， 光接收计数器 44 可以完全被光栅轮 24 的不透光区域遮挡，接收不到发光装置 31发出的光； 光栅轮 24的不透光区域 不在预定位置时，光接收计数器 44可以接收到透过光栅轮 24的透光区域透过 的光。 以发光装置 31、 光栅轮 24、 光接收计数器 44这一组光发射与接收装置 为例， 如图 3b所示， 图 3b左侧图为俯视方向的光栅轮 24与光接收计数器 44 的相对位置示意图， 图 3b右侧图为右视方向的光栅轮 24与光接收计数器 44 的相对位置示意图，假设发光装置 31的光从右侧照来， 照在光栅轮 24的预定 位置 100处， 光栅轮 24的不透光区域旋转至预定位置 100时， 光接收计数器 44完全被光栅轮 24的不透光区域遮挡， 接收不到发光装置 31发出的光； 光 栅轮 24的透光区域旋转至预定位置 100时，光接收计数器 44可以接收到透过 光栅轮 24的透光区域透过的光。 一个导航芯片， 与所述各光接收计数器电连接，接收各光接收 计数器的电 脉沖信号，根据发出电脉沖信号的光接收计数 器位置、所述电脉沖信号持续时 间和周期识别出轨迹球的位移方向、 速度和距离。 终端轨迹球导航装置的工作过程如下： 手机用户向某个方向滚动轨迹球 1， 比如说向右， 轨迹球 1与光栅轮 21相触碰， 之后手机用户继续向右滚动轨 迹球 1， 轨迹球 1带动光栅轮 21在 2秒钟内转动了 1圈。 发光装置 31照射转 动的光栅轮 21的轴面。 由于光栅轮 21是部分透光的， 在光栅轮 21转动时， 光接收计数器 41只有在光栅轮 21的透光部分转动到预定位置时才能接收到发 光装置 31穿过光栅轮 21的光线。 如果光栅轮 21的轴面结构如图 3所示， 那 么光接收计数器 41会在 2秒钟内 2次接收到发光装置 31透过光栅轮 21的半 圓形透光区域的光线， 从而识别出光栅轮 21在 2秒钟内转动了 1圈， 进而， 光接收计数器 41会产生与光栅轮 21在 2秒钟内转动了 1圈对应持续时间和周 期的电脉沖信号发送给导航芯片 5。 导航芯片根据发出电脉沖信号的是光接收 计数器 41识别出轨迹球的位移方向为向右， 导航芯片根据电脉沖信号持续时 间和周期识别出光栅轮 21在 2秒钟内转动了 1圈， 进而识别出轨迹球向右的 位移速度和距离。 本发明实施例提供的终端轨迹球导航装置通过 光信号定位导航装置轨迹 球的位移， 能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干 扰。对轨迹球的材质 没有太高要求， 相对于原有磁性轨迹球成本更低。 本发明终端轨迹球导航装置可应用于各种手机 和手持终端，也可应用于鼠 标。
本发明终端轨迹球导航方法的一个实施例， 应用于图 2所示的终端轨迹球 导航装置中的光接收计数器， 如图 4所示， 包括：
S40 当滚动的轨迹球与至少一个光栅轮相触碰， 且带动触碰的光栅轮转 动时， 接收穿过转动的光栅轮的光线。
S402、将所述光线转换成电脉沖信号，将所 电脉沖信号发送给导航芯片， 以使导航芯片根据发出电脉沖信号的光接收计 数器位置、所述电脉沖信号持续 时间和周期识别出轨迹球的位移方向、速度和 距离， 进而使导航芯片产生导航 信息。 所述导航信息用来使终端在显示屏上显示代表 轨迹球运动的光标移动或 图像移动。 本发明终端轨迹球导航方法的另一个实施例， 应用于图 2所示的终端轨迹 球导航装置中的导航芯片， 如图 5所示， 包括： S50 导航芯片接收光接收计数器发送的电脉沖信号 。
5502、导航芯片根据发出电脉沖信号的光接 计数器位置识别出轨迹球的 位移方向。
5503、导航芯片根据电脉沖信号持续时间和 期识别出光栅轮的转动速度 和转动距离。 S504、导航芯片根据光栅轮的转动速度和转动 离计算出轨迹球的位移速 度和距离。
S505、 导航芯片根据轨迹球的位移方向、 位移速度和距离产生导航信息。 所述导航信息用来使终端在显示屏上显示代表 轨迹球运动的光标移动或 图像移动。 其中， S502与 S503-S504没有必然的先后顺序。 本发明实施例提供的终端轨迹球导航方法通过 光信号定位导航装置轨迹 球的位移， 能够避免手机通信对终端轨迹球导航装置的干 扰。对轨迹球的材质 没有太高要求， 相对于原有磁性轨迹球成本更低。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完 成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包 括如上述各方法的实施例的流程。 其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读 存储记忆体（Read-Only Memory, ROM )或随机存储记忆体 ( Random Access Memory, RAM )等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本 发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明 揭露的技术范围内， 可轻易想到 变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内， 比如， 光栅轮的外周形状可 以是圓形， 也可以是正多边形， 光栅轮的轴面结构只要是透光区域与不透光区 域相间设置即可， 并不限定透光区域与不透光区域的具体形状。 因此， 本发明 的保护范围应以权利要求的保护范围为准。