專利名稱：具有堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的指標(biāo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電腦系統(tǒng)的指標(biāo)裝置，特別是涉及一種具有堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的指標(biāo)裝置。
在電腦系統(tǒng)大量使用圖形介面的發(fā)展趨勢(shì)下，能將使用者的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為感應(yīng)信號(hào)以控制電腦游標(biāo)移動(dòng)的指標(biāo)裝置，已成為電腦系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配備。電腦系統(tǒng)的指標(biāo)裝置不僅要有良好的靈敏度，能確實(shí)地感應(yīng)使用者的動(dòng)作，而且還要有堅(jiān)固可靠的結(jié)構(gòu)，經(jīng)得起使用者經(jīng)常反覆的施力。因此，改進(jìn)指標(biāo)裝置構(gòu)造以增加指標(biāo)裝置的靈敏度、加強(qiáng)指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)與耐用性，已成為不可或缺的研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
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圖1及圖2。圖1為美國(guó)專利第5,835,977號(hào)揭示的現(xiàn)有指標(biāo)裝置10的示意圖，圖2為指標(biāo)裝置10的側(cè)視圖。指標(biāo)裝置10包括一傳感板(sensor plate)14，其以焊接的方式固定于一電路板(PCB)18上，如標(biāo)號(hào)16所示即為焊接所形成的焊點(diǎn)16。指標(biāo)裝置10另包括一桿體12，設(shè)于傳感板14上用來(lái)接收使用者的施力，以及多個(gè)傳感器22設(shè)于傳感板14的下側(cè)，其通常為應(yīng)變儀(strain gauge)，用來(lái)將桿體12接收的施力轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。
由于傳感板14以焊接的方式固定在電路板18上，指標(biāo)裝置10的結(jié)構(gòu)十分脆弱，倘若使用者在垂直方向使出太大的力道來(lái)推動(dòng)或拉動(dòng)桿體12，焊點(diǎn)16有時(shí)會(huì)因無(wú)法承受這樣的力道而斷裂，造成指標(biāo)裝置10的損壞。為了避免使用者在垂直方向施力，指標(biāo)裝置10僅會(huì)在接收到水平方向的施力才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，然而即使讓桿體12單單接收水平方向的施力，焊點(diǎn)16仍可能因水平方向的受力過(guò)大而斷裂。
除此之外，應(yīng)變僅22僅僅附著于傳感板14的下側(cè)，因此傳感器22僅能依據(jù)傳感板14的張力來(lái)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，也就是說(shuō)，傳感板14必須產(chǎn)生顯著的形變才得以讓?xiě)?yīng)變僅22產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，指標(biāo)裝置10的靈敏度不符需求。
本發(fā)明的目的在于提供一種指標(biāo)裝置，其具有堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)良的靈敏度，以解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種指標(biāo)裝置，其包括一基板；一支撐座(base)，設(shè)于該基板上，用來(lái)增強(qiáng)該指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)；一傳感板，設(shè)于該支撐座上；一桿體(post)，設(shè)于該傳感板上，用來(lái)接收使用者的施力；以及至少一傳感器，設(shè)于該傳感板的表面；其中當(dāng)施力于該桿體時(shí)，該傳感板受該施力作用產(chǎn)生形變，該傳感器隨著該傳感板的形變產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。
本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，其設(shè)有一固定于電路板上的絕緣基座，以增強(qiáng)指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，并增加靈敏度。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為現(xiàn)有指標(biāo)裝置的示意圖；圖2為圖1指標(biāo)裝置的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明指標(biāo)裝置的示意圖；圖4為圖3指標(biāo)裝置的底視圖；圖5為圖3指標(biāo)裝置沿切線5-5的剖視圖；圖6為本發(fā)明另一指標(biāo)裝置的頂視圖；圖7為圖6指標(biāo)裝置沿切線7-7的剖視圖；圖8為本發(fā)明第三種指標(biāo)裝置的底視圖；圖9為圖8指標(biāo)裝置沿切線9-9的剖視圖；圖10為本發(fā)明第四種指標(biāo)裝置的底視圖；圖11為圖10指標(biāo)裝置沿切線11-11的剖視圖；圖12為本發(fā)明第五種指標(biāo)裝置的底視圖；圖13為圖10指標(biāo)裝置沿切線13-13的剖視圖。
請(qǐng)參考圖3至圖5。圖3為本發(fā)明指標(biāo)裝置30的示意圖，圖4為指標(biāo)裝置30的底視圖(為清楚表現(xiàn)本發(fā)明的特征，所有的底視圖均未將電路板38繪出)，圖5為圖3指標(biāo)裝置30沿切線5-5的剖視圖。指標(biāo)裝置30設(shè)于一基板38上，用來(lái)依據(jù)使用者的施力產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。指標(biāo)裝置30包括一基板38，此處該基板以一電路板為例；一個(gè)以絕緣體構(gòu)成的支撐座(base)36，設(shè)于電路板38上，用來(lái)增強(qiáng)指標(biāo)裝置30的結(jié)構(gòu)；一絕緣的繞性傳感板(sensor plate)34，設(shè)于支撐座36上；一桿體(post)32設(shè)于傳感板34上，用來(lái)接收使用者的施力；以及多個(gè)傳感器40，設(shè)于傳感板34的下側(cè)用來(lái)將桿體32接收的施力轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。傳感器40為應(yīng)變僅(straingauge)，通常是由特殊材料的電阻構(gòu)成，其電阻值會(huì)隨傳感器40受力產(chǎn)生的形變而改變。傳感器40的電阻值改變會(huì)傳至電極42，電極42以焊接或其他的方式電連接于外界的信號(hào)處理器，產(chǎn)生傳感信號(hào)。當(dāng)使用者施力于桿體32時(shí)，會(huì)連帶地使傳感板34發(fā)生形變，帶動(dòng)傳感器40由電極42發(fā)出感應(yīng)信號(hào)，將使用者的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，達(dá)到本發(fā)明指標(biāo)裝置的目的。與現(xiàn)有指標(biāo)裝置不同的是，本發(fā)明指標(biāo)裝置以一支撐座36支持桿體32與傳感板34。支撐座36的大面積可分散并降低使用者施于桿體32的壓力，增加了本發(fā)明指標(biāo)裝置30的強(qiáng)度，使其經(jīng)得起使用者經(jīng)常性的反覆施力。
請(qǐng)參考圖6與圖7。圖6為本發(fā)明另一指標(biāo)裝置45的頂視圖。圖7為指標(biāo)裝置45沿7-7的剖視圖。指標(biāo)裝置45與圖5中的指標(biāo)裝置30類似，只是指標(biāo)裝置45的傳感器40附著于傳感板34的上端，并有一部分夾鉗于方形桿體32與傳感板34之間。當(dāng)使用者施力于桿體32時(shí)，傳感器40不僅可傳感到傳感板34本身的形變，其夾鉗于桿體32與傳感板34間的部分更能感受兩者受力擠壓的形變，增加指標(biāo)裝置45傳感的靈敏度，使其更能傳感到使用者細(xì)微的動(dòng)作變化。而支撐座36同樣地能提供堅(jiān)固的支持，增加指標(biāo)裝置45的強(qiáng)度與耐用性。
請(qǐng)參考圖8與圖9。圖8為本發(fā)明的第三個(gè)指標(biāo)裝置50的底視圖，圖9為指標(biāo)裝置沿9-9的剖視圖。如圖8及圖9所示，支撐座36是一中空的正方柱體，傳感器40有一部分突出于中空柱體36的內(nèi)緣，一部分夾鉗于支撐座36及傳感板34之間。當(dāng)使用者施力于桿體32時(shí)，桿體32下方的傳感板34會(huì)受力偏斜下壓使傳感器40隨之產(chǎn)生形變，同時(shí)夾鉗于支撐座36與傳感板34之間的傳感器40也會(huì)感受到因支撐座36與傳感板34之間的擠壓所產(chǎn)生的作用力，來(lái)增進(jìn)指標(biāo)裝置30的靈敏度，因此傳感器40不僅本身會(huì)因傳感板34受力而產(chǎn)生形變，也會(huì)感受到傳感板34及基座36因擠壓所造成的作用力，故使用者只要稍微施力于桿體32，應(yīng)變儀40便可產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，提高本發(fā)明指標(biāo)裝置傳感動(dòng)作的靈敏度。除此之外，由于指標(biāo)裝置50使用中空柱體形的支撐座36以塊狀的大面積向上支撐傳感板34，使指標(biāo)裝置30的結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，不會(huì)因使用者施力過(guò)大而造成指標(biāo)裝置30的損壞。前述的現(xiàn)有技術(shù)僅以點(diǎn)狀的焊點(diǎn)固定指標(biāo)裝置，使現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)相當(dāng)脆弱。相比之下，本發(fā)明指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)因設(shè)置了支撐座36分散壓力而堅(jiān)固許多，更能承受使用者頻繁地使用。
請(qǐng)參閱圖10及圖11，圖10為本發(fā)明另一指標(biāo)裝置60的底視圖，圖11為圖10指標(biāo)裝置60沿切線11-11的剖視圖。指標(biāo)裝置60的電極42延伸至支撐座36的內(nèi)緣，并以焊點(diǎn)54電連接于電路板38。支撐座36另以焊點(diǎn)52固定于電路板38。指標(biāo)裝置60與50的不同處在于指標(biāo)裝置60的傳感器40有一部分突出于中空柱體形的支撐座36的外緣，而非內(nèi)緣。然而指標(biāo)裝置60與50的傳感器40均有一部分夾鉗于支撐座36及傳感板34之間，在這樣的情況下，當(dāng)使用者施力于桿體32時(shí)，應(yīng)變僅40會(huì)同時(shí)接收到傳感板34傳來(lái)的張力及基座36與傳感板34之間擠壓所造成的壓力，因此指標(biāo)裝置60的傳感器40會(huì)很敏銳。同樣地，指標(biāo)裝置60因設(shè)置了中空柱體36而有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。另外，支撐座36外緣的焊點(diǎn)52進(jìn)一步加固了本發(fā)明指標(biāo)裝置60，以保護(hù)設(shè)于支撐座36內(nèi)緣、用于傳遞感應(yīng)信號(hào)的焊點(diǎn)54，防止焊點(diǎn)54因經(jīng)常反覆受力產(chǎn)生錫裂現(xiàn)象所導(dǎo)致的信號(hào)傳導(dǎo)不良。
請(qǐng)參閱圖12及圖13。圖12為本發(fā)明第五種指標(biāo)裝置70的底視圖，圖13為圖12指標(biāo)裝置70沿切線13-13的剖視圖。指標(biāo)裝置70的支撐座36是一實(shí)心柱體，傳感器40仍有一部分夾鉗于支撐座36與傳感板34之間，因此指標(biāo)裝置70依然具有高靈敏度以及堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)。另外，指標(biāo)裝置70設(shè)有一環(huán)狀軟性電路板(或電線)62，一端以焊點(diǎn)66電連接于各個(gè)電極42，另一端以焊點(diǎn)68電連接于電路板38。而傳感器40的信號(hào)即經(jīng)由電極42、焊點(diǎn)66、軟性電路板62、焊點(diǎn)68傳導(dǎo)至電路板38上的相關(guān)電路。此一設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是將電連接與固定兩功能分別由軟性電路板62及焊點(diǎn)66來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檐浶噪娐钒?2本身具有伸縮性，即使傳感板34受經(jīng)常反覆的作用力，也不致?lián)p壞電極42至電路板38的電連接路徑。相比之下，現(xiàn)有技術(shù)僅以焊點(diǎn)負(fù)責(zé)電連接與固定兩功能，在使用者反覆經(jīng)常的施力下，容易產(chǎn)生燥聲，造成誤觸，更會(huì)形成錫裂，使焊點(diǎn)與電路板的接觸不良，導(dǎo)致整個(gè)指標(biāo)裝置失效。
在此要附加說(shuō)明的是指標(biāo)裝置30、45、50、60、70的支撐座36不僅可為如圖所示的正方柱體，其也可為中空柱體或是近似圓形等其他形狀的柱體。
與現(xiàn)有指標(biāo)裝置10相比，指標(biāo)裝置30、45、50、60、70均包括一絕緣的支撐座36，可增強(qiáng)指標(biāo)裝置30、45、50、60、70的結(jié)構(gòu)，使指標(biāo)裝置30、45、50、60、70不易損壞，并使指標(biāo)裝置30、45、50、60、70的桿體32得以承受垂直方向的推力及拉力，使傳感器40產(chǎn)生相對(duì)于垂直方向的感應(yīng)信號(hào)。除此之外，指標(biāo)裝置45的傳感器40有部分夾鉗于桿體32與傳感板34之間，指標(biāo)裝置50、60、70的傳感器40也有部分夾鉗于傳感板34及基座36之間，因此這些指標(biāo)裝置的傳感器40會(huì)因同時(shí)感受到傳感板34本身的形變以及夾鉗部分?jǐn)D壓的壓力而產(chǎn)生比指標(biāo)裝置10的傳感器22更大的形變，使指標(biāo)裝置45、50、60、70靈敏度大大地提高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種指標(biāo)裝置，其包括一基板；一支撐座(base)，設(shè)于該基板上，用來(lái)增強(qiáng)該指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)；一傳感板，設(shè)于該支撐座上；一桿體(post)，設(shè)于該傳感板上，用來(lái)接收使用者的施力；以及至少一傳感器，設(shè)于該傳感板的表面；其中當(dāng)施力于該桿體時(shí)，該傳感板受該施力作用產(chǎn)生形變，該傳感器隨著該傳感板的形變產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該基板為一電路板，該傳感器電連接于該電路板。
3.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該支撐座以絕緣材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感器為一應(yīng)變儀。
5.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感板以絕緣材料制成。
6.如權(quán)利要求2所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感器以至少一電極電連接于該電路板。
7.如權(quán)利要求6所述的指標(biāo)裝置，其中該電極以焊接的方式電連接于該電路板。
8.如權(quán)利要求7所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感器固定于該傳感板下例的一端而不與該支撐座相接觸。
9.如權(quán)利要求7所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感器固定于桿體與該傳感板之間，且部分突出于該桿體的邊緣。
10.如權(quán)利要求6所述的指標(biāo)裝置，其中該傳感器固定于該傳感板及該支撐座之間，且部分突出于該基座的邊緣。
11.如權(quán)利要求10所述的指標(biāo)裝置，其中該基座為一中空柱體，該傳感器部分突出于該中空柱體的內(nèi)緣。
12.如權(quán)利要求10所述的指標(biāo)裝置，其中該電極以焊接的方式電連接于一軟性電路板，該軟性電路板再以焊接的方式電連接于該電路板。
13.如權(quán)利要求12所述的指標(biāo)裝置，其中該軟性電路板為一環(huán)狀軟性電路板。
全文摘要
一種具有堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的指標(biāo)裝置,設(shè)于一電路板上,其包括一固定于該電路板上的絕緣基座,用來(lái)增強(qiáng)該指標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu),一桿體設(shè)于該基座上,一傳感板夾鉗于該基座及該桿體之間,以及多個(gè)傳感器設(shè)于該傳感板的下側(cè),用來(lái)將該桿體的受力轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào),該結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用,并增加靈敏度。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1353356SQ0013398
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者呂信勇, 劉家宏, 陳威廷, 周祥志 申請(qǐng)人:達(dá)方電子股份有限公司