專利名稱：無線光電鼠標筆的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種與計算機無線連接的光電鼠標筆。這種鼠標筆不需要專用的鼠
標墊，可以在通常的光電鼠標工作臺表面上工作，如計算機桌面、布料表面、硬紙板面、身體
皮膚表面等；可以適應人們的傳統持筆習慣，可以適應使用者在書寫、繪圖過程中的各種持 筆角度靈活變化，由于是以無線形式與計算機相連，使用者在書寫、繪畫創作中不受鼠標連 線的干擾；鼠標筆頭固定在一個可以平滑的底座上，并且鼠標筆頭通過一個萬向節與桿連 接，筆頭與筆桿之間的電路隱藏在萬向節的轉軸內。
背景技術：
隨著計算機應用的普及，人們常常需要在計算機上進行手書文字錄入或簽名、執 筆繪畫或作圖。實踐表明，利用傳統的鼠標器來完成上述工作是十分的不便，所以就出現了 將傳統鼠標外形改變成筆桿的鼠標筆，以及需要與專用書寫板配套的手寫筆，以此適應人 們傳統的持筆書寫、作畫習慣。 相對于專用書寫板配套的手寫筆，鼠標筆具有器具簡單、適用性強的特點。因此人 們對其開發應用給予了大量的關注。在鼠標的技術領域，相對于機械式鼠標，光電鼠標山于 具有定位精度高、抗灰塵污染、性能穩定等特點，已成為主流的技術趨勢。同理，光電鼠標筆 技術也已成為鼠標筆中的主流技術。 光電鼠標筆的基本工作原理是，在光電鼠標筆下端的筆頭內部固定有一個發光二 極管，該發光二極管發出的光線，通過筆頭前端的開口照射到筆頭所接觸的某個工作臺表 面，從該工作臺表面反射回的一部分光線，同樣通過筆頭前端的這個開口 ，反射到筆頭內部 固定好的一組光學透鏡，反射光線經透鏡聚光后再傳輸到一個光感應器件(微成像器)內 成像。這樣，當光電鼠標筆移動時，其移動軌跡便會被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像。最 后利用光電鼠標筆內部的一塊專用圖像分析芯片(DSP，即數字微處理器)對移動軌跡上攝 取的一系列圖像進行分析處理，通過對這些圖像上特征點位置的變化進行分析，來判斷鼠 標筆頭的移動方向和移動距離，從而完成光標的定位。顯而易見，如果筆頭的角度發生變 化，則筆頭內發光二極管發出的照射光對工作臺表面的照射角度的就會變化，這會直接影 響反射光的反射角度，進而影響到反射回到筆頭內部的反射光線的多與少，如果反射光線 不足，將會影響光電鼠標筆的正常工作，使光電鼠標筆無法對光標點的移動進行定位。
在較早的專利CN01802379. 7中，為了使筆形光鼠標能對位移軌跡準確定位，對筆 的光電系統采用長焦距透鏡或遠心光學系統，努力減小因反射光接收不足產生的信息失 真。在CN200420038841. 3、CN03277882. 1中，曾考慮為使筆頭光電系統更好地接收反射光， 采用了曲度較大的透鏡做為筆頭，增強對反射光的收集效果，但這也只能使筆頭的光電系 統因反射光接收不足產生的不良影響有所減弱，但是無法徹底消除這種不良影響，而且隨 著鼠標筆使用過程中的摩擦作用，也會筆頭透鏡的光學功能受到影響，進而影響其預期的 效果。在近年公開和公告的光電鼠標筆專利技術C N200610043006. 2、CN200410022846. 1、 CN200420034922. 6、 CN200620145362. 0、 CN200620014690. 7、 CN200620082085. 6、
3CN200620050275. 7、 CN200620133946. 6、 CN200420073140. 3、 CN200420094135. 0、 CN200420049445. 0、 CN02291329. 7中，由于筆頭發光二極管光線照射角度和反射角度的不 允許大范圍變化，使得這些鼠標筆的工作角度相對固定，因而均不能滿足人們在書寫或作 畫過程中靈活持筆的需求。
發明內容
為了克服以往光電鼠標筆不能充分適應人們在書寫或繪畫過程中持筆角度的靈 活變化的不足，并為持筆者提供無連線的工作筆，本發明提出了一種可以保持筆頭垂直向 下，并且筆桿可以進行各種角度靈活變換的無線光電鼠標筆，以保障持筆者用筆的靈活性、 舒適性需要。 本發明的無線光電鼠標筆，以筆頭1、萬向節2、筆桿3組成筆的主體(見附圖1)，
無線信號接收器為另一個獨立部分(見附圖2)。筆的主體部分在初始狀態時，如將筆桿垂
直立起，其各部分相對位置是筆頭在下方，中間為萬向節，上方為筆桿。筆桿的下端、上端
分別命名為筆桿的前端、尾端，筆桿表面分為前側、后側、左側、右側。
如下 附圖1是無線光電鼠標筆的主體， 附圖2是無線信號接收器， 附圖3(a)、附圖3(b)是無線光電鼠標筆平放于工作臺面的示意圖，
附圖4是無線光電鼠標筆的立體示意圖。
具體實施例方式
筆頭1，有一個內管5和一個外管6，內、外管粗細與筆桿直徑相近，且高度基本一 致。內管5固定于一個中心開有圓口的薄板底座4的中央位置上，在內管5的內部，固定有 一個發光二極管，和接收反射光的一組光學透鏡、一個光感應器件(微成像器)，構成一個 光電系統。外管6套于內管5的外部，松緊適度，可軸向滑動觸發一個隱蔽的壓力開關。
萬向節2，在筆頭1的上方，其一端與筆頭1的外管上部固定為一體，另一端與筆桿 3的前端固定為一體。以保障筆頭在以底座4為基礎、外管6僅可上下垂直滑動前提下，筆 桿3可靈活地處于各種角度。并且筆頭1的光電系統和壓力開關的電路通過萬向節的球體 和轉軸的內部隱蔽地與筆桿內部的印刷電路(PCB)相連接。 筆桿3，長度與寫小楷的毛筆桿長度相當即可，粗細以可內置7號電池為宜。針對 右手持筆習慣而言，筆桿左側設有兩個壓力感受按鈕，分別命名為左1鍵10、左2鍵ll，左 1鍵的具體位置處于硬筆持筆姿勢的拇指位置，左2鍵的位置處于軟筆持筆姿勢的拇指位 置，此兩鍵既可以通過按壓感受力度等級，也可以通過向前滑動至相應位置，將力度鎖定至 相應等級，其力度等級的高低與鼠標軌跡的粗細對應。筆桿的右側偏前側方位設置一個按 鈕，位置處于硬筆持筆姿勢的食指位置，命名為右鍵12，此右鍵向前滑動，即可將右鍵功能 關閉。筆桿3內側的前部，安置有數據信息處理集成電路及無線傳輸裝置的PCB， PCB包括 處理筆頭光電系統信息的圖像處理芯片，包括筆頭壓力開關、左1鍵、左2鍵、右鍵信息處電 路，包括綜合信息集成處理電路。與PCB相連的是兩節7號電池的倉體，以兩個7號電池為 整個電路供電。筆桿的尾端是電池倉的絲扣式電池倉蓋14，電池的開關15也安置在倉蓋
4上。無線信號發射天線一金屬環13緊扣于筆桿尾部的外側，在起到發射功能同時，具有裝
飾效果。考慮無信號技術的套性，無線信號的傳輸也可以考慮配套地采用計算機藍牙技術。 針對左手持筆習慣而言，可將筆桿兩側的按鍵進行左右對調即可。 無線信號接收器，其外形例似于一個普通的U盤，內置有無線信號接收裝置，并可
通過USB接口與計算機相連，從而使本發明的光電鼠標筆通過無線方式與計算機連接。 本發明的主要特征在于，將筆頭和筆桿分成兩部分，并通過萬向節將這兩部分連
接，確保了鼠標筆在工作狀態下，筆頭可保持垂直工作臺表面，使筆頭內光電系統的反射光
透鏡能夠始終以最佳角度接收反射光，而筆桿可在使用者操縱下呈任意角度，無線光電鼠
標筆形成的位移信息，通過無線信號傳輸技術傳達給計算機。本發明較全面地考慮了人因
工程因素，為使用者提供了舒適的執筆書寫、作畫的環境條件。 當無線接收器插到計算機USB接口上，或者開通計算機藍牙裝置，并將無線光電鼠標筆電源接通，鼠標筆即處于工作狀態。 通常的持筆姿勢是，將右手虎口對向筆桿后側、拇指放在左1鍵或左2鍵位置即可。 執筆者可以目視筆頭或計算機顯示器上的鼠標，在工作臺表面、或其它書寫面上靈活地平滑移動筆頭，當持筆手對筆桿施加一向下壓力時，筆頭的壓力開關便處于按下狀態，鼠標電路產生持續壓住鼠標左鍵的訊號，在此狀態下移動筆頭或光標，就會在顯示器上產生相應的鼠標軌跡。當持筆手對筆桿施加的向下壓力消失，筆頭的壓力開關便處于松開狀態，鼠標電路便產生鼠標左鍵松開的訊號，此時移動筆頭或鼠標，顯示器上就不會產生鼠標軌跡，只是鼠標在移動。 當持筆者在顯示器上形成鼠標軌跡同時，再用拇指按壓左1鍵或者左2鍵，顯示器上的鼠標軌跡就會變粗，其變粗的程度將隨著左1鍵或左2鍵受到的壓力等級對應。由此，可適應人們的書法、簽字、作畫的具體需要。 當持筆者向下單次點壓，或者連續兩次點壓筆桿時，就會產生傳統鼠標器左鍵的
單擊、或者雙擊的效果，如果持筆者按下右鍵就會產生傳統鼠標器的右鍵效果。 所以，本發明的無線光電鼠標筆具有基本的寫字筆的功能，還具有書法筆和傳統
鼠標器左、右鍵的功能。 在使用無線光電鼠標筆進行書寫、繪畫時，建議將右鍵向前推，關閉右鍵功能，防
止對運筆操作產生右鍵干擾。 實施例1 參照附圖l，在筆頭1的內管5固定有一個發光二極管，和接收反射光的一組光學透鏡、一個光感應器件(微成像器)，構成一個光電系統，在固定于內管下面的經過拋光、倒棱處理的正方形薄板底座的中心處開有圓口，以便發光二極管的光線可照射到其下的工作臺表面，也利于光學透鏡組接收反射回來的光線。外管6套于內管的外部，松緊適度，可軸向滑動以便觸發一個壓力開關。 利用萬向節2將筆頭1和筆桿3連成一體。并利用彈性柔軟導線從筆頭上端引出，跨越萬向節，引入到筆桿的前端，將筆頭的光電系統和筆桿內的數據信息處理集成電路及無線傳輸裝置的PCB連通。 筆桿按鍵的設計，以適應右手用筆習慣為例，在筆桿外側設置有左1鍵、左2鍵和
5右鍵(對于左手用筆習慣，只需將筆桿外側的按鍵位置左右對調即可)。 筆桿3內側前部為數據信息處理和信號發射的PCB，與筆頭1的光電系統連通，以
兩個7號電池作為工作電源。筆桿尾端的電池倉蓋14安置有電源開關15。金屬環的形狀
的無線信號發射天線13，以緊扣于筆桿尾部的外側，具有發射和裝飾雙重效果。 無線信號接收器(見附圖2)，其外形類似于一個普通的U盤，內置有無線信號接收
裝置，并可通過USB接口與計算機相連，從而使本發明的光電鼠標筆通過無線方式與計算
機連接。 實施例2 在實施例1的基礎上，將筆頭1與筆桿3之間的連接電路由明線改為暗線，也就是利用萬向節球體9和轉軸7、轉軸8的內部隱蔽電路將筆頭的光電系統和筆桿內的數據信息處理集成電路及無線傳輸裝置的PCB連通，以此改善無線光電鼠標筆的簡潔性。
實施例3 在實施例1的基礎上，為減輕筆頭1的重量，可以將筆頭底座4由正方形改成正三角形，通過減小底座的面積來減輕重量，同時對筆頭1的滑動穩定性不會產生明顯影響。或者，為了使鼠標筆在運用過程中與臺面上其它物體能較緩和地接觸，可將底座4加工成多
邊形或圓形，以消除底座周邊突出的角。
實施例4 在實施例1的基礎上，將筆桿內置的PCB的無線信號發射功能，改成或增加藍牙技術功能，在不需要無線信號接收器的情況下，可實現與計算機系統的信息傳輸。
權利要求
一種無線光電鼠標筆，筆的主體由帶有薄板底座的筆頭、萬向節、筆桿三部分組成，筆頭通過萬向節與筆桿聯成整體。筆頭內置有一個發光二極管，和接收反射光的一組光學透鏡、一個光感應器件(微成像器)，構成一個光電系統。筆桿內置有數據信息處理集成電路及無線傳輸裝置的PCB，和作為工作電源7號電池。
2. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，筆頭是由可以沿其軸向滑動的套管及其下的 薄板底座組成基本的結構。底座中央開有圓口，使安置在內管內側的發光二極管的光線可 照射到其下的工作臺表面，也利于光學透鏡組接收從工作臺表面反射回來的光線。薄板底 座在筆頭滑動過程中能使筆頭保持不變的最佳工作角度。
3 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，筆頭內管之外套有一個外管，松緊適度，外管 在受到來自筆桿壓力時可沿其軸向與內管相滑動，并可按壓一個壓力開關，啟動傳統鼠標 品的左鍵功能。
4. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，筆頭的光電系統電路與筆桿內置的PCB的連 接，是利用彈性柔軟導線從筆頭上端引出，跨越萬向節，引入到筆桿的前端，使筆頭與筆桿 兩部分的電路系統連通起來。
5. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，筆頭的光電系統電路與筆桿內置的PCB的連 接，是利用萬向節球體和轉軸的內部隱蔽電路將筆頭與筆桿兩部分的電路系統連通起來， 以此改善無線光電鼠標筆外觀結構的簡潔性。
6. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，分在筆桿的硬筆執筆姿勢和軟筆執姿勢的拇 指位置處，分別設置左1鍵和左2鍵，此兩個鍵鈕即接受按壓力度等級控制，也可以接受滑 動至相應力度等級的控制。以此配合執筆者在書寫和作畫過程中對鼠標軌跡粗細變化的要 求。
7. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，在筆桿的硬筆執筆姿勢的食指位置處，設置 右鍵按鈕。右鍵在按下時具有傳統的鼠標右鍵功能。此右鍵可以通過滑動至相應位置，使 右鍵功能鎖閉，以避免在運筆書寫、作畫過程中產生右鍵干擾。
8. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，具有無線信號發射裝置和無線信號接收裝 置。其無線信號接收裝置通過USB接口與計算機相連。
9. 如權利要求1所述的無線光電鼠標筆，采用藍牙技術實現與計算機的信息傳輸。
全文摘要
本發明公開了一種與計算機無線連接的光電鼠標筆。這種鼠標筆由筆頭1、萬向節2、筆桿3組成筆的主體，不需要專用的鼠標墊，可以在通常的光電鼠標工作面上工作，如計算機桌面、布料表面、硬紙板面、身體皮膚表面等，可以適應硬筆和軟筆的持筆習慣，筆桿在執筆者手中的傾斜角度可以靈活變化，由于是以無線形式與計算機相連，使用者在書寫、繪畫創作中不受鼠標連線的干擾。
文檔編號G06F3/033GK101706694SQ20091018828
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者寧樂 申請人:寧樂