Trackball開關(guān)使手持設(shè)備具有PC鼠標功能

2004年5月B版

引言

　　新一代的手持設(shè)備正變得越來越小巧精致，最終用戶的軟件接口也變得越來越復(fù)雜。隨著基于軟件的電子設(shè)備集成度不斷提高，手機、個人數(shù)字助理(PDA)、手表和全球定位系統(tǒng)等設(shè)備越來越象計算機，都使用圖標菜單進行操作。據(jù)估計到2005年，大多數(shù)高端手持設(shè)備將會采用類似Windows的人機界面。設(shè)備功能的增加要求采用更加靈活的方法來操縱光標，以便用戶能更快地掌握設(shè)備的使用方法并能更精確、更有效地使用設(shè)備。設(shè)計人員目前正在尋找360度全方位的光標定位方法，而不是采用以前用過的只有上、下、左、右四個方向的單功能按鈕。Trackball開關(guān)(Trackball Switches)不僅提供了這一功能，而且它的體積很小，易于安裝在手持設(shè)備上，使用效果也很好，能滿足用戶的要求。

目前的光標定位方法

　　每種手持設(shè)備都給用戶提供了在屏幕上移動光標的方法。只需要用一個手指頭，操縱桿可以控制4個、5個和9個方向的光標移動(上、下、左、右、對角線和回車)和確認。新設(shè)計的產(chǎn)品融合了基于軟件的系統(tǒng)，并有較大的屏幕， 把照相、彩色圖片顯示、游戲和網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能全都整合到單個產(chǎn)品上。因為功能相當復(fù)雜，設(shè)計人員面臨這樣一個難題需要解決：必須給用戶提供能在4、5、或9種方向上移動和確認光標的按鈕開關(guān)；而且開關(guān)的體積必須很小，容易安裝，產(chǎn)品的壽命還必須很長，有討人喜歡的漂亮外表。目前游戲操縱桿開關(guān)安裝面積大約為15x15平方毫米，側(cè)面高大約為2-3毫米。特別是移動電話的手機，近年來變得越來越小巧，所以人機界面的按鈕開關(guān)也必須隨之變小。就性能而言，游戲操縱桿開關(guān)的壽命大約在單方向上可操作一百萬次；目前在手持設(shè)備中加上游戲機和因特網(wǎng)瀏覽功能已逐漸變成主流，按鈕開關(guān)的使用壽命必須在各個方向上都有顯著增長才能滿足產(chǎn)品的要求。

具有鼠標功能的Trackball開關(guān)

　　考慮到手持設(shè)備需要以360度全方位來移動和確認光標，操縱器的體積大小和可操作性至關(guān)重要。顯然在手持設(shè)備中插入一個鼠標是很不現(xiàn)實的，所以只剩下兩種現(xiàn)存的計算機操縱光標的手段，即接觸板(touchpad )和 Trackball技術(shù)，可供選擇。為了把操作者手指的移動轉(zhuǎn)換成坐標讀入計算機，接觸板(touchpad )需要一定大小的安裝面積。雖然Trackball只是一個密封的小球，安裝尺寸非常小，但完全能操縱和確認光標的自由移動。

電氣上的獨立性

　　當前Trackball技術(shù)的主要優(yōu)點在于這樣一個事實：它是一個嚴格的機械裝置。電磁開關(guān)依賴于電源，開關(guān)操作時一定會消耗電能，而降低電能消耗是所有手持設(shè)備需要解決的主要矛盾。而Trackball則不需要電源，它可以根據(jù)球體每次轉(zhuǎn)動的方向和程度發(fā)送相應(yīng)個數(shù)的脈沖。手持設(shè)備的軟件或者專門開發(fā)的軟件可以把這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成屏幕光標的位置。大多數(shù)Trackball接口軟件允許用戶設(shè)置每次旋轉(zhuǎn)的脈沖個數(shù)。回車確認功能的實現(xiàn)也相當方便，只要把球往下按，就相當于按了回車鍵，這樣做感覺很自然。

Trackball開關(guān)性能

　　Trackball可以從全方位上移動光標和確認光標的位置(即按回車)，這樣做使得它的使用壽命非常非常長。測試表明在各個方向上Trackball的操作壽命遠遠超過100萬次；回車(確認光標位置的)操作壽命大于50萬次。這一性能使得Trackball非常適合用在諸如游戲控制器或網(wǎng)絡(luò)移動電話等開關(guān)操作極其頻繁的應(yīng)用場合。

　　單純從設(shè)計的觀點看，因為廠家為最終用戶提供了比較完善的接口，所以Trackball是一種非常易用的移動和確認光標的開關(guān)器件。典型的Trackball開關(guān)內(nèi)部有一個直徑為8毫米的符合人機工程學(xué)的小球，具有360度方位移動和確定光標位置的功能(回車)，整個開關(guān)安裝在12x12平方毫米，高7.3毫米的封裝中。手持設(shè)備的設(shè)計人員將可以看到Trackball比游戲操縱桿和其他開關(guān)有幾個安裝方面的優(yōu)點。Trackball開關(guān)可以不直接安裝在印刷線路板上，它有一個可以連接幾個端口的伸縮頭。Trackball也可以固定在設(shè)備的面板或后板上，其端口可以與印刷線路板的連接器連接。這種安裝方法可以確保用戶在手持設(shè)備的塑料外殼上更好地調(diào)整和確認光標的位置，而且手持設(shè)備可以做得比較薄，而當使用游戲操縱桿時手持設(shè)備的外型往往不很美觀，顯得比較厚。

美觀外表和功能的協(xié)調(diào)

　　目前在市場上可以買到的Trackball開關(guān)是專利產(chǎn)品，既考慮到外觀的漂亮也考慮到使用者的手感。選用的材料具有防灰塵和防污垢的能力。灰塵和污垢會妨礙Trackball的自由活動。選用的材料必須能提供適當?shù)哪Σ亮?，不能太大，也不能太小。摩擦力太大，球體被卡住不能自由活動，摩擦力太小，滑動范圍不容易控制。Trackball開關(guān)還有一些吸引人的特性，如操作者的手指不會在球體上打滑。用戶也喜歡那種壓下回車時的觸覺，一聲清脆的滴答聲伴隨著回車操作。

　　設(shè)計人員對漂亮的外觀很感興趣。例如，有些Trackball內(nèi)部集成了兩個發(fā)光二極管，可以用于照明；這兩個發(fā)光二極管的顏色還可以由設(shè)計者任意選擇，這些Trackball在設(shè)計審美學(xué)上又有進一步的改進，使得手持設(shè)備的制造廠商更加愿意采用這類Trackball。有些手持設(shè)備制造廠商還可能要求在Trackball上鐫刻廠商的標記。

　　Trackball的設(shè)計同時需要考慮設(shè)計方面的挑戰(zhàn)，工程師們在解決了一些設(shè)計技術(shù)難題后才得以制造成功。Trackball必須密封起來以保護其不受外界環(huán)境的污染。最理想的情況下，Trackball應(yīng)該密封在符合IP54標準或更高要求的環(huán)境中。開關(guān)必須能防止靜電放電，也必須制造得相當堅固，經(jīng)受得起頻繁的沖擊和震動。

結(jié)語

　　由于Trackball緊湊和多姿多彩的設(shè)計，Trackball不僅可以用在移動電話手機、個人數(shù)據(jù)助理、全球定位系統(tǒng)等手持設(shè)備上，還可以用在遙控設(shè)備、鍵盤、筆記本和PC機、照相機、可攜式攝像機、游戲機上或任何需要鼠標進行全方位光標移動和確認的小型設(shè)備上。

　　由于人機界面的進步，在消費電子產(chǎn)品中融合Trackball技術(shù)已成為必要。Trackball是一種不消耗電能的開關(guān)，它體積小、效率高，又非常靈活，極其適合在手持設(shè)備中用作顯示屏光標移動和確認開關(guān)。Trackball由于其獨特的設(shè)計，將使產(chǎn)品的外型設(shè)計更加漂亮美觀，同時Trackball開關(guān)結(jié)實可靠，可以保證產(chǎn)品有很長的使用壽命，從而給電子制造廠商帶來豐厚的利潤?！?BR>