CN101706694A - 无线光电鼠标笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种与计算机无线连接的光电鼠标笔。这种鼠标笔由笔头1、万向节2、笔杆3组成笔的主体，不需要专用的鼠标垫，可以在通常的光电鼠标工作面上工作，如计算机桌面、布料表面、硬纸板面、身体皮肤表面等，可以适应硬笔和软笔的持笔习惯，笔杆在执笔者手中的倾斜角度可以灵活变化，由于是以无线形式与计算机相连，使用者在书写、绘画创作中不受鼠标连线的干扰。

Description

无线光电鼠标笔

技术领域

本发明是关于一种与计算机无线连接的光电鼠标笔。这种鼠标笔不需要专用的鼠标垫，可以在通常的光电鼠标工作台表面上工作，如计算机桌面、布料表面、硬纸板面、身体皮肤表面等；可以适应人们的传统持笔习惯，可以适应使用者在书写、绘图过程中的各种持笔角度灵活变化，由于是以无线形式与计算机相连，使用者在书写、绘画创作中不受鼠标连线的干扰；鼠标笔头固定在一个可以平滑的底座上，并且鼠标笔头通过一个万向节与杆连接，笔头与笔杆之间的电路隐藏在万向节的转轴内。

背景技术

随着计算机应用的普及，人们常常需要在计算机上进行手书文字录入或签名、执笔绘画或作图。实践表明，利用传统的鼠标器来完成上述工作是十分的不便，所以就出现了将传统鼠标外形改变成笔杆的鼠标笔，以及需要与专用书写板配套的手写笔，以此适应人们传统的持笔书写、作画习惯。

相对于专用书写板配套的手写笔，鼠标笔具有器具简单、适用性强的特点。因此人们对其开发应用给予了大量的关注。在鼠标的技术领域，相对于机械式鼠标，光电鼠标山于具有定位精度高、抗灰尘污染、性能稳定等特点，已成为主流的技术趋势。同理，光电鼠标笔技术也已成为鼠标笔中的主流技术。

光电鼠标笔的基本工作原理是，在光电鼠标笔下端的笔头内部固定有一个发光二极管，该发光二极管发出的光线，通过笔头前端的开口照射到笔头所接触的某个工作台表面，从该工作台表面反射回的一部分光线，同样通过笔头前端的这个开口，反射到笔头内部固定好的一组光学透镜，反射光线经透镜聚光后再传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样，当光电鼠标笔移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标笔内部的一块专用图像分析芯片(DSP，即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标笔头的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。显而易见，如果笔头的角度发生变化，则笔头内发光二极管发出的照射光对工作台表面的照射角度的就会变化，这会直接影响反射光的反射角度，进而影响到反射回到笔头内部的反射光线的多与少，如果反射光线不足，将会影响光电鼠标笔的正常工作，使光电鼠标笔无法对光标点的移动进行定位。

在较早的专利CN01802379.7中，为了使笔形光鼠标能对位移轨迹准确定位，对笔的光电系统采用长焦距透镜或远心光学系统，努力减小因反射光接收不足产生的信息失真。在CN200420038841.3、CN03277882.1中，曾考虑为使笔头光电系统更好地接收反射光，采用了曲度较大的透镜做为笔头，增强对反射光的收集效果，但这也只能使笔头的光电系统因反射光接收不足产生的不良影响有所减弱，但是无法彻底消除这种不良影响，而且随着鼠标笔使用过程中的摩擦作用，也会笔头透镜的光学功能受到影响，进而影响其预期的效果。在近年公开和公告的光电鼠标笔专利技术C N200610043006.2、CN200410022846.1、CN200420034922.6、CN200620145362.0、CN200620014690.7、CN200620082085.6、CN200620050275.7、CN200620133946.6、CN200420073140.3、CN200420094135.0、CN200420049445.0、CN02291329.7中，由于笔头发光二极管光线照射角度和反射角度的不允许大范围变化，使得这些鼠标笔的工作角度相对固定，因而均不能满足人们在书写或作画过程中灵活持笔的需求.

发明内容

为了克服以往光电鼠标笔不能充分适应人们在书写或绘画过程中持笔角度的灵活变化的不足，并为持笔者提供无连线的工作笔，本发明提出了一种可以保持笔头垂直向下，并且笔杆可以进行各种角度灵活变换的无线光电鼠标笔，以保障持笔者用笔的灵活性、舒适性需要。

本发明的无线光电鼠标笔，以笔头1、万向节2、笔杆3组成笔的主体(见附图1)，无线信号接收器为另一个独立部分(见附图2)。笔的主体部分在初始状态时，如将笔杆垂直立起，其各部分相对位置是：笔头在下方，中间为万向节，上方为笔杆。笔杆的下端、上端分别命名为笔杆的前端、尾端，笔杆表面分为前侧、后侧、左侧、右侧。

附图说明如下

附图1是无线光电鼠标笔的主体，

附图2是无线信号接收器，

附图3(a)、附图3(b)是无线光电鼠标笔平放于工作台面的示意图，

附图4是无线光电鼠标笔的立体示意图。

具体实施方式

笔头1，有一个内管5和一个外管6，内、外管粗细与笔杆直径相近，且高度基本一致。内管5固定于一个中心开有圆口的薄板底座4的中央位置上，在内管5的内部，固定有一个发光二极管，和接收反射光的一组光学透镜、一个光感应器件(微成像器)，构成一个光电系统。外管6套于内管5的外部，松紧适度，可轴向滑动触发一个隐蔽的压力开关。

万向节2，在笔头1的上方，其一端与笔头1的外管上部固定为一体，另一端与笔杆3的前端固定为一体。以保障笔头在以底座4为基础、外管6仅可上下垂直滑动前提下，笔杆3可灵活地处于各种角度。并且笔头1的光电系统和压力开关的电路通过万向节的球体和转轴的内部隐蔽地与笔杆内部的印刷电路(PCB)相连接。

笔杆3，长度与写小楷的毛笔杆长度相当即可，粗细以可内置7号电池为宜.针对右手持笔习惯而言，笔杆左侧设有两个压力感受按钮，分别命名为左1键10、左2键11，左1键的具体位置处于硬笔持笔姿势的拇指位置，左2键的位置处于软笔持笔姿势的拇指位置，此两键既可以通过按压感受力度等级，也可以通过向前滑动至相应位置，将力度锁定至相应等级，其力度等级的高低与鼠标轨迹的粗细对应.笔杆的右侧偏前侧方位设置一个按钮，位置处于硬笔持笔姿势的食指位置，命名为右键12，此右键向前滑动，即可将右键功能关闭.笔杆3内侧的前部，安置有数据信息处理集成电路及无线传输装置的PCB，PCB包括处理笔头光电系统信息的图像处理芯片，包括笔头压力开关、左1键、左2键、右键信息处电路，包括综合信息集成处理电路.与PCB相连的是两节7号电池的仓体，以两个7号电池为整个电路供电.笔杆的尾端是电池仓的丝扣式电池仓盖14，电池的开关15也安置在仓盖上.无线信号发射天线一金属环13紧扣于笔杆尾部的外侧，在起到发射功能同时，具有装饰效果.考虑无信号技术的套性，无线信号的传输也可以考虑配套地采用计算机蓝牙技术.

针对左手持笔习惯而言，可将笔杆两侧的按键进行左右对调即可。

无线信号接收器，其外形例似于一个普通的U盘，内置有无线信号接收装置，并可通过USB接口与计算机相连，从而使本发明的光电鼠标笔通过无线方式与计算机连接。

本发明的主要特征在于，将笔头和笔杆分成两部分，并通过万向节将这两部分连接，确保了鼠标笔在工作状态下，笔头可保持垂直工作台表面，使笔头内光电系统的反射光透镜能够始终以最佳角度接收反射光，而笔杆可在使用者操纵下呈任意角度，无线光电鼠标笔形成的位移信息，通过无线信号传输技术传达给计算机。本发明较全面地考虑了人因工程因素，为使用者提供了舒适的执笔书写、作画的环境条件。

当无线接收器插到计算机USB接口上，或者开通计算机蓝牙装置，并将无线光电鼠标笔电源接通，鼠标笔即处于工作状态。

通常的持笔姿势是，将右手虎口对向笔杆后侧、拇指放在左1键或左2键位置即可。

执笔者可以目视笔头或计算机显示器上的鼠标，在工作台表面、或其它书写面上灵活地平滑移动笔头，当持笔手对笔杆施加一向下压力时，笔头的压力开关便处于按下状态，鼠标电路产生持续压住鼠标左键的讯号，在此状态下移动笔头或光标，就会在显示器上产生相应的鼠标轨迹。当持笔手对笔杆施加的向下压力消失，笔头的压力开关便处于松开状态，鼠标电路便产生鼠标左键松开的讯号，此时移动笔头或鼠标，显示器上就不会产生鼠标轨迹，只是鼠标在移动。

当持笔者在显示器上形成鼠标轨迹同时，再用拇指按压左1键或者左2键，显示器上的鼠标轨迹就会变粗，其变粗的程度将随着左1键或左2键受到的压力等级对应。由此，可适应人们的书法、签字、作画的具体需要。

当持笔者向下单次点压，或者连续两次点压笔杆时，就会产生传统鼠标器左键的单击、或者双击的效果，如果持笔者按下右键就会产生传统鼠标器的右键效果。

所以，本发明的无线光电鼠标笔具有基本的写字笔的功能，还具有书法笔和传统鼠标器左、右键的功能。

在使用无线光电鼠标笔进行书写、绘画时，建议将右键向前推，关闭右键功能，防止对运笔操作产生右键干扰。

实施例1

参照附图1，在笔头1的内管5固定有一个发光二极管，和接收反射光的一组光学透镜、一个光感应器件(微成像器)，构成一个光电系统，在固定于内管下面的经过抛光、倒棱处理的正方形薄板底座的中心处开有圆口，以便发光二极管的光线可照射到其下的工作台表面，也利于光学透镜组接收反射回来的光线。外管6套于内管的外部，松紧适度，可轴向滑动以便触发一个压力开关。

利用万向节2将笔头1和笔杆3连成一体。并利用弹性柔软导线从笔头上端引出，跨越万向节，引入到笔杆的前端，将笔头的光电系统和笔杆内的数据信息处理集成电路及无线传输装置的PCB连通。

笔杆按键的设计，以适应右手用笔习惯为例，在笔杆外侧设置有左1键、左2键和右键(对于左手用笔习惯，只需将笔杆外侧的按键位置左右对调即可).

笔杆3内侧前部为数据信息处理和信号发射的PCB，与笔头1的光电系统连通，以两个7号电池作为工作电源。笔杆尾端的电池仓盖14安置有电源开关15。金属环的形状的无线信号发射天线13，以紧扣于笔杆尾部的外侧，具有发射和装饰双重效果。

无线信号接收器(见附图2)，其外形类似于一个普通的U盘，内置有无线信号接收装置，并可通过USB接口与计算机相连，从而使本发明的光电鼠标笔通过无线方式与计算机连接。

实施例2

在实施例1的基础上，将笔头1与笔杆3之间的连接电路由明线改为暗线，也就是利用万向节球体9和转轴7、转轴8的内部隐蔽电路将笔头的光电系统和笔杆内的数据信息处理集成电路及无线传输装置的PCB连通，以此改善无线光电鼠标笔的简洁性。

实施例3

在实施例1的基础上，为减轻笔头1的重量，可以将笔头底座4由正方形改成正三角形，通过减小底座的面积来减轻重量，同时对笔头1的滑动稳定性不会产生明显影响。或者，为了使鼠标笔在运用过程中与台面上其它物体能较缓和地接触，可将底座4加工成多边形或圆形，以消除底座周边突出的角。

实施例4

在实施例1的基础上，将笔杆内置的PCB的无线信号发射功能，改成或增加蓝牙技术功能，在不需要无线信号接收器的情况下，可实现与计算机系统的信息传输。

Claims (9)

1.一种无线光电鼠标笔，笔的主体由带有薄板底座的笔头、万向节、笔杆三部分组成，笔头通过万向节与笔杆联成整体。笔头内置有一个发光二极管，和接收反射光的一组光学透镜、一个光感应器件(微成像器)，构成一个光电系统。笔杆内置有数据信息处理集成电路及无线传输装置的PCB，和作为工作电源7号电池。

2.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，笔头是由可以沿其轴向滑动的套管及其下的薄板底座组成基本的结构。底座中央开有圆口，使安置在内管内侧的发光二极管的光线可照射到其下的工作台表面，也利于光学透镜组接收从工作台表面反射回来的光线。薄板底座在笔头滑动过程中能使笔头保持不变的最佳工作角度。

3.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，笔头内管之外套有一个外管，松紧适度，外管在受到来自笔杆压力时可沿其轴向与内管相滑动，并可按压一个压力开关，启动传统鼠标品的左键功能。

4.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，笔头的光电系统电路与笔杆内置的PCB的连接，是利用弹性柔软导线从笔头上端引出，跨越万向节，引入到笔杆的前端，使笔头与笔杆两部分的电路系统连通起来。

5.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，笔头的光电系统电路与笔杆内置的PCB的连接，是利用万向节球体和转轴的内部隐蔽电路将笔头与笔杆两部分的电路系统连通起来，以此改善无线光电鼠标笔外观结构的简洁性。

6.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，分在笔杆的硬笔执笔姿势和软笔执姿势的拇指位置处，分别设置左1键和左2键，此两个键钮即接受按压力度等级控制，也可以接受滑动至相应力度等级的控制。以此配合执笔者在书写和作画过程中对鼠标轨迹粗细变化的要求。

7.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，在笔杆的硬笔执笔姿势的食指位置处，设置右键按钮。右键在按下时具有传统的鼠标右键功能。此右键可以通过滑动至相应位置，使右键功能锁闭，以避免在运笔书写、作画过程中产生右键干扰。

8.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，具有无线信号发射装置和无线信号接收装置。其无线信号接收装置通过USB接口与计算机相连。

9.如权利要求1所述的无线光电鼠标笔，采用蓝牙技术实现与计算机的信息传输。

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