CN103593067A - 信号发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于利用超声波信号输入信息的输入系统的信号发生装置。本发明具有对笔芯部的一部分截面积（直径）设计不同的截面积，使截面积不同的部分挂靠于壳或者笔帽部的内部，能够起到不使用护圈也能自然支持笔芯部的效果。尤其具有在现有技术中长时间使用护圈，使弹性变弱将不能支持笔芯，但是本发明是在壳内部由结构本身来支持笔芯，因此即使长时间使用也会有稳定支持笔芯的效果。

Description

信号发生装置
本申请为申请号201010232717.0，申请日为2010年7月21日，发明名称为“信号发生装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种信号发生装置，尤其涉及一种发生可以输入数字信息的基准信号以及超声波信号的信号发生装置。
背景技术
随着电脑以及PDA等电子设备的普遍化，使用者使用此类电子设备来代替使用手册记录重要事项或者友人的联系方式已经变得非常普遍。
尤其是随着写字板PC（tablet PC）和PDA等电子设备的大众化，使用者可以不使用键盘而使用笔等直接在写字板PC或者PDA等电子设备上输入自己的笔记并储存。
并且使用者可以使用画板等种种应用程序，不仅可以记笔记，还可以对一些简单的图片进行编辑。
如上所述，在输入自己的笔记的方法中，不使用触摸屏或者写字板PC的方法中，提出了一种用紫外线或者RF信号实现的、利用基准信号和超声波信号之间的时间差把发生基准信号和超声波信号的信号发生装置应用于使用者输入文字等的输入笔或者无线鼠标等，测出信号发生装置的绝对位置，如果被输入信号发生装置的位置信息，则信号发生装置连接移动的坐标来输入使用者的笔记等的输入方式及装置。
图1为根据现有技术说明利用超声波信号输入位置信息的方式的图。如图1所示，利用超声波信号的输入系统包括信号发生装置100与输入装置200组成。信号发生装置以一定时间周期发生基准信号与超声波信号向大气中放射。此时，基准信号为紫外线或者RF信号一样以光速进行的信号，可以与超声波信号同时发生或者隔一定时间差发生。
输入装置200具有接收基准信号的基准信号接收传感器202与接收超声波信号的多个超声波信号接收传感器（201a、201b）。此时，超声波信号接收传感器（201a、201b）隔一定距离设置。
信号发生装置的位置（x，y）坐标是对下面数学式1解出x以及y，就能求出。
数学式1：
a2=x2+y2
b2=（c-x）2+y2
数学式1中，作为基准信号的紫外线或者无线频率信号以光速进行，因此可以认为是与信号发生装置100生成的同时基准信号接收传感器202就能接收，距离a以及b是，在基准信号被接收的时间与超声波信号被左侧超声波传感器与右侧超声波传感器分别接收的时间差乘于声速就能求出，距离c是事先已经设定好的值，因此将a、b以及c的值代入数学式1中就能求出（x，y）坐标。
另外，现有技术的信号发生装置的结构图示在图2中。
如图2所示，现有技术的信号发生装置300包括壳302。壳302具有连接到其末端部306位置的圆筒形孔洞304，并且末端部有与孔洞304相通的中央口（orifice）308。
壳302通过中央口308起收纳并排出装卸式笔芯312的本体310的一部分的作用。该笔芯312的笔头314是从中央口308突出。因此在前方可以装以及替换笔芯312。
并且，现有技术的信号发生装置300包括护圈（retainer）316。护圈316与壳302结合使装卸式笔芯312在壳302内维持可装卸。
根据设置在现有技术的信号发生装置内部的护圈，防止笔芯向下掉落。但是护圈316是利用具有弹性的弹簧等来实现，因此长时间使用时弹性减弱导致不能稳定把住笔芯312的问题。
发明内容
（一）需要解决的技术问题
本发明需要解决的技术问题是提供一种信号发生装置，其结构不仅设计简单，并且能稳定支持笔芯。
（二）技术方案
为了解决上述的技术问题，本发明提供的信号发生装置包括上壳；内部形成有贯通部，末端突出形成有超声波传感器设置部，并于上述上壳结合的下壳；由笔头和笔身部，上述笔身部通过上述贯通部突出于上述下壳的外部的笔芯部；以及包裹上述超声波传感器设置部及上述超声波传感器设置部上设置的超声波传感器，并与上述下壳结合，形成有上述笔头贯通的笔头槽的笔帽部。
上述笔帽部还包括向上述笔帽部外部放出上述超声波传感器中发生的超声波信号的放出槽。
上述笔芯部内灌入墨水，上述墨水通过所述笔头放出。
上述笔身部的最大截面积比上述贯通部的最小截面积大。
上述笔身部的上部截面积比上述贯通部的截面积大，上述笔身部的下部截面积比上述贯通部的截面积小。
上述上壳内部包括设置于上述笔身部相邻的位置，并且当使用者将上述笔头与地面接触进行笔记，则与上述笔身部密切贴合，从而根据上述笔头施加的压力，测定上述笔头与地面是否接触以及笔迹压力的压力感知部。
上述上壳包括发生基准信号的基准信号发生部；以及将指示基准信号以及超声波信号的发生的控制信号输出到上述基准信号发生部以及上述超声波传感器的控制部。
上述控制部是将由上述压力感知部输入的压力信号与上述基准信号一同传输。
另外，为了解决上述的技术问题，本发明的另一个信号发生装置包括突出形成并用于设置超声波传感器的壳；与上述壳结合并用于其内部容纳上述超声波传感器设置部以及设置为包裹上述超声波传感器设置部的超声波传感器的笔帽部；以及由笔头与笔身部组成，上述笔身部容纳于上述笔帽内部，上述笔头通过形成于上述笔帽部上的笔头槽向笔帽部的外部突出的笔芯部。
上述笔帽部还包括向上述笔帽部外部放出上述超声波传感器中发生的超声波信号的放出槽。
上述笔芯部内灌入墨水，上述墨水通过上述笔头放出。
上述笔身部的截面积比上述笔头槽的截面积大，上述笔头的截面积比上述笔头槽的截面积小。
上述笔身部的外周面或者上述笔帽部的内周面形成有防止上述笔帽部的内周面和上述笔身部的外周面密切贴合的突起或者为了形成空间的结构。
上述笔帽部包括与上述壳结合内部容纳上述超声波传感器的上部笔帽部以及与上述上部笔帽部结合容纳上述笔芯部的下部笔帽部。
上述上壳内部包括设置于上述笔身部相邻的位置，并且当使用者将上述笔头与地面接触进行笔记，则与上述笔身部密切贴合，从而根据上述笔头施加的压力，测定上述笔头与地面是否接触以及笔迹压力的压力感知部。
上述压力感知部设置于上述超声波传感器设置部的末端。
上述上壳包括发生基准信号的基准信号发生部；以及将指示基准信号以及超声波信号的发生的控制信号输出到上述基准信号发生部以及上述超声波传感器的控制部。
上述控制部是将由上述压力感知部输入的压力信号与上述基准信号一起传输。
（三）有益效果
如上所述，本发明具有对笔芯部的一部分截面积（直径）设计不同的截面积，使截面积不同的部分挂靠于壳或者笔帽部的内部，能够起到不使用护圈也能自然支持笔芯部的效果。尤其具有在现有技术中长时间使用护圈，使弹性变弱将不能支持笔芯，但是本发明是在壳内部由结构本身来支持笔芯，因此即使长时间使用也会有稳定支持笔芯的效果。
附图说明
图1为根据现有技术说明利用超声波信号输入位置信息的方式的图；
图2为现有的信号发生装置的组成图；
图3为图示本发明的较佳第一实施例的信号发生装置结构的截面图；
图4为说明第一实施例的信号发生装置的替换笔芯部方式的图；
图5以及图6为图示本发明第一实施例的变形实施例的信号发生装置的结构的图；
图7为图示本发明的较佳第二实施例的信号发生装置结构的图；
图8为说明本发明较佳第二实施例的信号发生装置的替换笔芯部方式的图；
图9为图示本发明第二实施例的变形实施例的信号发生装置的结构的图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的较佳实施例。
下面要说明的本发明的较佳实施例说明的是信号发生装置作为笔形状的例子。当使用者移动笔形状的信号发生装置，从信号发生装置发生基准信号以及超声波信号，与信号发生装置对应的信息输入装置接收基准信号和超声波信号，追踪信号发生的位置，输入位置信息的方式与上述的现有技术类似，因此省略详细说明。
图3为图示本发明的较佳第一实施例的信号发生装置结构的截面图。如图3所示，本发明的信号发生装置包括上壳500、与上壳500结合的下壳400以及上部被上壳500内部容纳，下部被下壳400内部容纳的笔芯部600组成。
使用者使笔芯部600的末端笔头630与地面接触，移动信号发生装置，以此输入位置信息或者笔记信息，笔芯部600内部可以灌入实际执行笔记的墨水。
首先，下壳400包括，通过螺丝结合或者嵌合于上壳结合的本体部440、形成于本体部440内部的贯通部450、与本体部440连接并设置超声波传感器420的超声波传感器设置部410、将设置部410包裹在内部并与本体部440连接形成的笔帽部430。
贯通部450从下壳400的上部到下部贯通形成，其内部能插入笔芯部600，使笔芯部600的笔头630向下部突出与地面接触。贯通部450的可以是截面为圆形的圆筒形，如果笔芯部600在贯通部450内部与贯通部450的内面密切贴合的结构，其截面除了圆形之外还可以是四边形、五边形及三角形等等也无妨。
超声波传感器设置部410是突出形成于下壳400指向地面的末端部，超声波传感器420设置成包裹超声波传感器设置部410。
笔帽部430与本体部440一体形成或者通过与本体部440螺丝结合或者嵌合结合等等结合可能形成，使与本体部440连接。并且，笔帽部430是使内部包括超声波传感器设置部410以及超声波传感器420而形成于其周围，使笔头630向外部突出而形成有笔头槽460，笔头630贯通笔头槽460向外部突出。此时，超声波传感器420发出的超声波信号通过笔头630和笔头槽460之间的空间向地面方向放出。
并且，在笔帽部430的外周面还可以设置超声波信号放出槽432，使从超声波传感器420放出的超声波信号部通过笔头槽460，而直接向外部放出。
另外，笔芯部600由笔头630以及笔身部610组成。
笔头630向笔帽部430的外部突出，使使用者在地面（或者地板）上写字时与地面（或者地板）接触。并且，笔身部610灌满墨水时笔头630与一般的圆珠笔一样放出一定量的墨水可以做实际笔记。
笔身部610是由上部（612，与“上部笔身部”作为相同意思使用）和下部（614，与“下部笔身部”作为相同意思使用）组成，上部笔身部612的截面积（直径）比下壳400的贯通部450大（直径更长），下部笔身部614的截面积（直径）比下壳400的贯通部450小（直径更短）。
上部笔身部612与下部笔身部614分别各自组成后，可以相互结合成不可能被使用者分离的笔身部610，也可以是上部笔身部612和下部笔身部614以单一的材质一体形成（例如：塑料注塑物或者金属注塑物）。
由于如上所述的结构特征，笔身部的下部614插入到下壳400的贯通部450，并且贯通贯通部450向超声波传感器设置部410以及笔帽部430的外部突出，上部笔身部612挂在本体部440上容纳于上壳500的内部。因此，当使用者在笔记中途使信号发生装置离开地面（地板）悬浮抬起，笔芯部600也不会因此通过贯通部450掉入底部。
并且，笔身部内灌满了墨水可以向笔头630提供墨水。
另外，上壳500内部设置有电源部540、压力感知部530、基准信号发生部510、控制部520，并且相互有线连接。
电源部540是可以是由1次电池或者2次电池等实现，向超声波传感器420、压力感知部530、基准信号发生部510以及控制部520提供电力，可以设置于上壳500的任意位置。
压力感知部530与笔芯部600的上部笔身部612相邻设置，当使用者使笔头630与地面（地板）接触时，施加在笔头630上的书写压传到上部笔身部612上，上部笔身部612与压力感知部530密切贴合，测出笔头630与地面（地板）接触与否以及施加在笔头630上的书写压力向控制部520输出。压力感知部530可以是由接触式或者减压式微型开关等实现。基准信号发生部510根据从控制部520输入的控制信号向外部发生RF信号或者紫外线信号等基准信号。
控制部生成指示基准信号和超声波信号同时或者隔一定时间发生的控制信号，向基准信号发生部510和超声波传感器420输出。
并且，控制部520是从压力感知部530上感知书写压力，就生成书写压力信息与基准信号一起传送。
图4为说明第一实施例的信号发生装置的替换笔芯部600方式的图。如图4所示，当替换灌满墨水的笔芯部600时，使用者将嵌合结合或者螺丝结合方式相互结合的上壳500和下壳400相互分离，拿起笔芯部600的上部笔身部612去除现有的笔芯部600，将新笔芯部600的下部笔身部614插入贯通部450后，结合上壳500和下壳400，就可以替换笔芯部600。
图5为图示本发明第一实施例的变形实施例的图。如图5所示，图3以及图4中，下壳400内部形成有可以容纳上部笔身部612的容纳槽470，形成与容纳槽470连接并贯通下部笔身部614的贯通部450。因此，压力感知部530设置于可与上部笔身部614密切贴合接触的上壳500的内位置。与上述不同的结构与上述的第一实施例相同，因此省略详细说明。
图6为图示本发明第一实施例的变形实施例的图。如图6所示，笔芯部600是由笔身部610和笔头部630组成，在笔身部610的一定位置上形成有笔身阻挡部616。笔身阻挡部616可以是单一的注塑形成物与笔身部610一体形成，也可以用环等另外的结构制作后，与笔身部610结合成事后不能被使用者分离。
另外，本体部440内部形成有本体阻挡部480，如果笔芯部610插入到本体部440的内部，本体阻挡部480与笔身阻挡部616相对应，防止笔芯部610向下移动。上述的第一实施例中要注意，上部笔身部610起笔身阻挡部616的作用，与本体部440中上部笔身部612相对应防止笔芯部610向下移动。与上述不同的结构与上述的第一实施例相同，因此省略详细说明。
到此为止，说明了本发明的较佳第一实施例以及第一实施例的变形实施例的信号发生装置的组成。下面，结合图7以及图8说明本发明的较佳第二实施例的信号发生装置。
如图示本发明的较佳第二实施例的信号发生装置结构的图7所示，第二实施例的信号发生装置形成为笔形状，包括壳700、笔芯部900、以及笔帽部800组成。
首先，壳700内部与第一实施例相同包括电源部730、控制部720、基准信号发生部710，指向壳700的地面（地板）的方向的末端，使设置超声波传感器750的超声波传感器设置部740向壳700突出形成，包裹超声波传感器设置部740，设置有超声波传感器750。
并且，能与笔芯部900接触的任一位置设置压力感知部760，作为其实施例，图7以及图8所示，在超声波传感器设置部740的末端设置了压力感知部760。但是压力感知部760只能能与笔芯部900密切贴合才能测出施加在笔芯部900的压力的位置，任何地方都可以设置。
压力感知部760是当使用者将信号发生装置与地面（地板）接触进行笔记时与笔芯部900密切贴合，测出笔头910与地面接触与否以及书写压力向控制部720输出。压力感知部760是以接触式或者减压式微型开关等来实现。
电源部730是以一次电池或者二次电池等来实现，并且向超声波传感器750、压力感知部760、基准信号发生部710以及控制部720供应电力，设置于壳700的任一位置上。
基准信号发生部710根据从控制部720输入的控制信号向外部发生RF信号或者紫外线信号等基准信号，并且设置于壳700的任一位置上。
控制部生成指示基准信号和超声波信号同时或者隔一定时间发生的控制信号，向基准信号发生部710和超声波传感器750输出。并且，控制部720是从压力感知部760上感知书写压力，就生成书写压力信息与基准信号一起传送。电源部730、控制部720、压力感知部760、基准信号发生部710、超声波传感器750等相互有线连接。
另外，笔帽部800内部容纳超声波传感器750以及笔芯部900，并与壳700通过嵌合结合或者螺丝结合方式结合，并且形成有笔头槽820，能使笔芯部900的笔头910向地面方向突出。超声波传感器750发生的超声波信号通过笔头910和笔头槽820之间的空间放出。
此时，如果笔身部920的外周面与笔帽部800的内周面密切贴合接触，就很难使超声波信号通过笔身部920的外周面与笔帽部800的内周面之间的空间向外部放出，因此，为了防止笔身部920的外周面与笔帽部800的内周面密切贴合，使超声波信号更为容易放出，在笔身部920的外周面或者笔帽部800的内周面形成突起或形成声波能通过的空间的结构。图示的实施例中，是在笔身部920的外周面形成突起921，使突起921与笔帽部800的内周面相互接触，防止笔身部920的外周面与笔帽部800的内周面密切贴合。
笔帽部800的周围可以形成放出槽810，使超声波传感器750放出的超声波信号不通过笔头和笔头槽直接向外部放出。
另外，笔芯部900是由笔头910与笔身部920组成，其中，笔身部920的截面积（直径）比笔头槽820要大（长），并且容纳于笔帽部800的内部；笔头910的截面积（直径）比笔头槽910要小（短），并且通过笔头槽910向外部突出。与第一实施例相同，笔芯部900的内部可以灌满墨水通过笔头910放出，此时，使用者直接在地面上进行笔迹，并且可以输入信息。
图8为说明本发明较佳第二实施例的信号发生装置的替换笔芯部900方式的图。结合图8，使用者从壳700分离出与壳700通过螺丝结合或者嵌合结合方式结合的笔帽部800后，可以替换授荣誉笔帽部800内部的笔芯部900。
图9为图示本发明第二实施例的变形实施例的信号发生装置的结构的图。
如图9所示，第二实施例的变形只有笔帽部800由可分离的上部笔帽部800a和下部笔帽部800b组成之外，其他组成与图7以及图8所示的第二实施例相同。
具体地，上部笔帽部800a以及下部笔帽部800b通过嵌合结合或者螺丝结合方式可以相互结合以及分离，上部笔帽部800a也一样通过嵌合结合或者螺丝结合方式与壳700结合。
上部笔帽部800a其内部容纳超声波传感器750以及压力感知部760，在上部笔帽部800a周边可以形成放出槽810，使超声波传感器750放出的超声波信号可以直接向外部放出。
另外，下部笔帽部800b其内部容纳笔芯部900，并且形成有笔头槽820，使笔头910向地面方向突出。并且，与第二实施例相同，在笔身部920的外周面或者下部笔帽部800b的内周面形成突起912或者形成声波可以通过的空间的结构，使超声波信号通过笔头槽820容易放出。
上部笔帽部800a与壳700坚固结合，使可以保护使用者对超声波传感器750以及压力感知部760的损伤，并且使用者分离下部笔帽部800b与上部笔帽部800a可以替换笔芯部900。
以上说明均为对本发明较佳实施例的说明。
本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。因此，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本发明的保护范围并非只限于上述说明，而体现在权利要求书中，应解释为其同等范围内的所有差异均属于本发明。

Claims (8)

1.一种信号发生装置，其特征在于，包括：
壳，其突出形成并用于设置超声波传感器；
笔帽部，其与所述壳结合并用于其内部容纳超声波传感器设置部以及设置为包裹所述超声波传感器设置部的超声波传感器；以及
笔芯部，由笔头与笔身部组成，所述笔身部容纳于所述笔帽内部，所述笔头通过形成于所述笔帽部上的笔头槽向笔帽部的外部突出；
所述笔身部的截面积比所述笔头槽的截面积大，所述笔头的截面积比所述笔头槽的截面积小；
所述笔帽部包括：与所述壳结合内部容纳所述超声波传感器的上部笔帽部以及与所述上部笔帽部结合容纳所述笔芯部的下部笔帽部；
上部笔帽部以及下部笔帽部通过嵌合结合或者螺丝结合方式可以相互结合以及分离。
2.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述笔帽部还包括向所述笔帽部外部放出所述超声波传感器中发生的超声波信号的放出槽。
3.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述笔芯部内灌有墨水，所述墨水通过所述笔头放出。
4.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，在所述笔身部的外周面或者所述笔帽部的内周面形成有防止所述笔帽部的内周面和所述笔身部的外周面密切贴合的突起或者为了形成空间的结构。
5.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述壳内部包括设置于所述笔身部相邻的位置，并且当使用者将所述笔头与地面接触进行笔记，则与所述笔身部密切贴合，从而根据所述笔头施加的压力，测定所述笔头与地面是否接触以及笔迹压力的压力感知部。
6.根据权利要求5所述的信号发生装置，其特征在于，所述压力感知部设置于所述超声波传感器设置部的末端。
7.根据权利要求5所述的信号发生装置，其特征在于，所述壳包括发生基准信号的基准信号发生部；以及将指示基准信号以及超声波信号的发生的控制信号输出到所述基准信号发生部以及所述超声波传感器的控制部。
8.根据权利要求7所述的信号发生装置，其特征在于，所述控制部是将由所述压力感知部输入的压力信号与所述基准信号一同传输。
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