CN1496532A - 用于控制屏幕上光标移动的跟踪球 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种装置(20)，其包括外壳和两个编码轴杆(32L，32T)，利用一跟踪球(30)驱使该编码轴杆转动，依赖于每根编码轴杆的转动，使活动编码件(44L，44T)转动，该活动编码件属于一控制信号发生器的部件，其特征在于，该控制信号发生器包括：活动接触杆(70L，70T)，其在静止状态下垂直取向，且其下端段(78L，78T)容纳在两个固定且相对的接线片(P5L－P6L，P5T－P6T)之间，该活动接触杆被可倾转地安装；以及小齿轮(44L，44T)，该小齿轮的转动依赖于编码轴杆，活动接触杆(70L，70T)的上端段(68L，68T)容纳在该小齿轮的两个连续齿(45L，45T)之间，由此使该杆倾转，以在下端段与两固定接线片中的一个之间建立电接触。

Description

用于控制屏幕上光标移动的跟踪球

发明领域

本发明涉及一种通常称之为“跟踪球”的控制装置，或者一种跟踪球式用户输入装置，在该装置内，一球体部分地穿过外壳的一个孔。

因此，本发明涉及这样一种控制装置，其包括一外壳，该外壳内设置有两个相互垂直的旋转编码轴杆，利用可转动地安装在外壳内的一跟踪球驱使每根编码轴杆朝向两个方向转动，依赖于每根编码轴杆的转动，使一活动编码件转动，该活动编码件属于一控制信号发生器的一个部件，特别地，该控制信号发生器用于在电子装置的屏幕上移动光标。

背景技术

人们已知，大量这种类型装置的具体实施例应用于控制所谓手提式计算机的光标。

利用球体来驱动轴杆的设计是各式各样的，具体地有利用摩擦的设计或者利用磁耦合的设计。EP-A-1073004公开了一种例子。

同时，人们为每个信号发生器也提出了各式各样的设计，例如接触刷编码轮式、光电式或电磁式。

可依据所需要的精确度、可靠度、集成度、以及具有相应控制装置的电子装置的功能，在各种驱动方式和各种信号发生器的设计中进行选择。装置在备用状态或静止状态的耗电量也是做出选择的一个重要参数，在光电编码系统的情况下，耗电量可能相当大。

在适应尺寸限定的某种电子装置时，该控制装置的整体尺寸以及电连接的可能性是决定因素。

人们要求控制装置能在屏幕上和/或在滚动菜单上移动光标，也称之为“导航”。这种要求对于“手提式计算机”类装置相当重要，类似于使用手提式计算机的方式，该控制装置用以从屏幕上提供的选择项中调用更多的功能和服务。此外，人们还希望能使用至少一个输入按钮，使用者通过操纵球体而压下该输入按钮以做出一项选择，该选择项对应于屏幕上光标所到达的位置。此外，屏幕尺寸计划增大大约40至80mm，因而必须采用相当有效的导航系统，使光标能朝向所有方向、不仅是传统的两垂直交叉方向精确移动。

例如，文件US-A-5901222(LUCENT TECHNOLOGIES)说明了这种要求，该文件提出了一种便携式人机通信装置，该装置的使用者界面仅由一个或多个屏幕以及一个单独的“跟踪球”式装置组成，在没有任何键盘和其它任何开关控制按钮的情况下，可推动或下压该跟踪球，以自菜单上输入光标的位置或做出一个选择。

文件DE-A-4107085也提出了一种控制装置，该控制装置与一下部输入开关连接，使用者通过压下球体并经由一垫片(bead)而作用于该输入开关，其中，该垫片插入在球体与开关的触发件之间。

发明内容

本发明的目的是提出一种以上所述“跟踪球”式控制装置的改进设计，该装置的尺寸相当小且成本低，同时该装置具有人机交互性和可靠性，易于将其集成为便携式人机通信装置，特别地还考虑到其各个电输出端的连接。

为此，本发明提出了这样一种装置，其特征在于，控制信号发生器包括：

活动接触杆，当该活动接触杆弹性回复至其静止状态时，该活动接触杆基本上沿垂直方向，该杆的下端段容纳在两个垂直取向、固定且相对的接线片之间，并与两接线片相隔一定间隙，将活动接触杆安装成可绕一水平轴倾转，该水平轴平行于相应编码轴杆的轴；

以及小齿轮，该小齿轮的转动依赖于相应的编码轴杆，在静止状态下，活动接触杆的上端段容纳在该小齿轮的两个连续齿之间，由此当驱使相应的编码轴杆转动时，就使得接触杆顺时针或逆时针转动，从而在下端段与两固定接线片之一之间建立电连接，并且当相应编码轴杆的转角超过一特定角度时，上端段自动地移离由该两连续齿所限定的空间。

依照本发明的其它特征：

-转轴垂直位于活动接触杆的下端段和上端段之间；

-活动接触杆的转动依赖于一扭转弹簧一端的最后一匝，该扭转弹簧由金属丝制成并具有一水平轴，扭转弹簧的圆筒状主体容纳在外壳内，扭转弹簧的另一端被可转动地锁定；

-下端段是活动接触杆的下部自由端段；

-上端段是一180°弯曲段，该弯曲段使活动接触杆与弹簧的最后一匝连接；

-弯曲段位于一个垂直平面内，该垂直平面平行于弹簧的轴，并基本上与该弹簧主体的外表面相切；

-弹簧的水平轴相对于相应编码轴杆的轴横向偏置；

-接触杆与弹簧制成一体；

-外壳包括一朝向顶端垂直敞开的下部，该下部的底部内设置有固定接线片，该下部具有朝向顶端敞开的凹进，该凹进用于容纳每根编码轴杆的跨段，以将编码轴杆可转动地安装在外壳内，该下部还具有整体形状呈半圆柱形的凹进，该凹进用于容纳每个弹簧的圆柱状主体；

-该装置还包括一电开关，该电开关特别地用于输入该光标在该屏幕上的位置，电开关包括至少两个设置在外壳底部内的固定接线片以及一个形状通常为拱形的触发件，在施加给球体的垂直方向负载的作用下，该触发件自静止状态发生弹性变型，以在两固定接线片之间建立电连接；

-触发件包括一中央部分，该中央部分限定了一个形式为内凹球状盖的凹穴，该凹穴直接接收跟踪球的一部分；

-电开关的固定接线片以及信号发生器的固定接线片为位于一扁平电缆一端的上表面上的导电接线片，该扁平电缆位于外壳下部的底部内；

-弹簧为一种螺旋弹簧，该螺旋弹簧的第一匝经由一连接段垂直向下延伸，扁平电缆的上表面包括一额外的固定接线片，该固定接线片与连接段电接触；

-跟踪球的转动中心位于这样一个水平面的下方，编码轴杆的轴位于该水平面内；

-利用球体的摩擦来驱使每根编码轴杆转动；

-在静止状态下，触发件向上弹性推动跟踪球，使跟踪球与编码轴杆接触，并使跟踪球向上支承在相对于跟踪球中心偏置的一实体拱基(solid abutment)上；

-设置有用于照射跟踪球的装置；

-所述照射装置包括设置在装置主体内的至少一个光源，用于直接或间接地照射跟踪球表面；

-外壳包括一朝向顶端垂直敞开的下部，该下部的底部内设置有固定接线片，同时该下部的底部内设置有至少一个光源；

-所述触发件包括几个径向分支，所述光源设置在两个相邻的所述径向分支之间；

-所述照射装置包括至少一个彩色发光二极管；

-该装置还包括用于擦拭跟踪球表面的装置；

-所述擦拭装置包括一擦拭垫圈，该擦拭垫圈位于装置上部的一个凹穴内，且该擦拭垫圈永久地与跟踪球表面相协作；

-所述擦拭装置是可更换的装置；

-跟踪球的外表面由这样一种材料制成，该材料的表面张力小于一预定值；

-该表面张力小于32毫牛顿/米(32mN/m)。

附图的简要说明

参照附图阅读了以下详细说明后，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：

-图1是四分之三前右外侧的俯视透视图，其表示依照本发明且带有连接“花线”的控制装置；

-图2是图1所示装置中各个部件在放大比例下的分解透视图；

-图3是图2所示各种部件的横剖面示意图；

-图4是图1至3所示装置中外壳下部在放大比例下的俯视图；

-图5至8A以及图9是穿过图4中垂直剖面5-5至9-9的依照本发明该装置的剖视图，其中所示接触杆位于它们稳定的垂直静止位置；

-图8B和8C为类似于图8A的示图，但接触杆位于两个相对的接触位置；

-图10是外壳下部的四分之三后右侧在放大比例下的俯视透视图；

-图11是形成盖的外壳上部在放大比例下自下往上看的透视图；

-图12是沿图10中箭头F12方向的示意图；

-图13是从另一个角度看且在放大比例下的透视图，其表示了纵向编码轴杆与相应活动接触杆之间的布置和相互关系；

-图14是横置弹簧在放大比例下的透视图；

-图15是输入开关的触发件在放大比例下的透视俯视图；

-图16是类似于图4的俯视图，其中，除跟踪球之外的全部组件都安装在外壳下部内的适当位置上；

-图17是放大比例下的俯视图，其表示容纳在外壳底部内的“花线”端跨上的各个导电接触片；

-图18为类似于图10的示意图，其表示连接“花线”在外壳下部内的布置；

-图19为类似于图18的示意图，其中配置有接触弹簧、接触杆以及输入开关的触发件；

-图20为类似于图18的示意图，其包括了全部组件，且未用一上盖封闭该外壳；

-图21为类似于图1的透视图，其表示了本发明的一种变型实施例，其中，用连接翼片来替换该连接“花线”，围绕着该连接翼片且在该连接翼片上模制外壳的下部；

-图22为类似于图4的示意图，其表示图21所示装置外壳的下部；

-图23为类似于图4的示意图，其表示外壳下部的一种变型，该外壳用于接收图25所示接触弹簧及杆的变型；

-图24是类似于图12的示意图，其表示图23所示经变型的外壳；

-图25是一幅正视图，表示接触弹簧及杆的一种变型，该接触弹簧及接触杆是对称且相同的，因而通常不依赖于其在外壳下部内的位置；

-图26是类似于图16的示意图，其中带有两个根据图25变型的接触弹簧及杆；

-图27是类似于图26的示意图，其中没有编码轴杆；

-图28是类似于图19的示意图，其表示图27的配置；

-图29是类似于图20的示意图，其表示图27的配置；

-图30是依照本发明的花线的一种变型的透视图，该花线支撑着两个用于照射跟踪球的发光二极管(LED)，未表示花线上部的覆盖层；

-图31是类似于图30的示意图，所示的花线上部具有覆盖层；

-图32是类似于图16的示意图，其中带有两个作为变型的LED；

-图33是图32所示配置的透视图；

-图34和35类似于图32和33，表示了一种具有四个LED的配置；

-图36是穿过一个垂直剖面的剖视图，该垂直剖面穿过跟踪球的中心以及两个径向相对的LED；

-图37为类似于图7的示意图，表示了外壳上部的一种变型，该上部内包括用于擦拭跟踪球的装置；

-图38为图37中细节D38的放大示意图；

-图39为图37所示擦拭装置的右部分的放大示意图，该擦拭装置包括一金属杯状环形壳体，以及垫圈形式的一环状擦拭件；

-图40为图39所示杯形金属壳体的左部分的放大示意图；

-图41为该环状擦拭件的左部分的放大示意图；

-图42和43表示该擦拭件的两种变型；

-图44是依照本发明的该装置上部的放大示意图，该上部固定在配备有该装置的电子设备的一上部盖件的下表面下方；

-图45是图44中细节D45的放大示意图；

-图46是一剖视图，表示了用于将跟踪球装置固定在所述盖件下方的装置；

-图47是带有图21和22所示变型装置中的变型连接翼片的框架的透视图；

-图48是在模制出外壳的相应下部后，图47所示翼片的俯视图；

-图49是在“压力接触翼片”的第一实施例中，在切除操作以及弯曲终端接触翼片的操作之后，图48所示配置的透视图；

-图50是类似于图49的示意图，其中带有两个LED；

-图51是包括图49所示下部的最终装置的外部透视图；

-图52和53是类似于图51的示意图，其表示了弯曲弹性压力接触翼片的两种变型。

优选实施例的详细说明

为说明本发明，我们将以非限制性的方式根据图1所示V，L，T参考坐标系，选用垂直、纵向以及横向方向。

按照惯例，我们也将参照图1选用术语下、上、前、后以及左、右。

在以下说明中，相同、相似或者相同功能的部件将用相同的参考数字或者字母数字来表示。

装置20包括一基本上为直角平行六面体的外壳22，该外壳22由两个部分构成，即，主体下部24以及上部26，下部24内容纳装置20的主要部件，上部26形成一用于封闭该下部的盖。

该装置主要包括一中央控制球或球体30，在此利用摩擦驱动该球30转动，以及两根相互垂直的编码轴杆，每根编码轴杆都对应一个信号发生器。

两根轴杆及两信号发生器的设计完全相同，且相对于一垂直对称平面对称设置，该垂直对称平面对应于图4中的线6-6，同时球30的中心C位于该垂直对称平面内。

因此，与纵轴编码轴杆以及横轴编码轴杆相关的相同、相似或者相同功能的部件用相同的参考数字来标识，并分别用“L”和“T”作为后缀。

因此，每根编码轴杆32L，32T包括一阶梯式圆柱体34L，34T，将该阶梯式圆柱体34L，34T的两个相对的自由端，即小直径的自由端36L，36T和大直径的自由端38L，38T安装成可在外壳22内绕一转轴40L，40T朝向两个方向旋转。

每个圆柱体34L，34T包括一驱动滚筒或辊42L，42T以及一带齿的编码小齿轮44L，44T，该驱动辊42L，42T的外表面通过摩擦与球30的外表面相互协作，将该编码小齿轮44L，44T设置成与圆柱体34L，34T同轴，并依赖于该圆柱体34L，34T的转动而转动。

在每根编码轴杆32L，32T下方，外壳22的下部24内具有一凹槽46L，46T(参见图10和12)，该凹槽46L，46T的形状大致呈半圆柱形且朝向顶部敞开。更精确的，每个凹槽具有棱形轮廓，以限制摩擦，同时确保沿着线性凸脊进行引导。

每个凹槽46L，46T用以容纳一扭转螺旋弹簧50L，50T的圆柱状主体48L，48T，该扭转螺旋弹簧50L，50T由绕轴52L，52T卷绕的金属丝制成。

每根弹簧50L，50T自其最后一匝54L，54T起沿着轴52L，52T延伸，从而形成轴向方向的一段56L，56T，接着又自该段56L，56T自身起延伸，形成半圆形的自由端段58L，58T，该自由端段58L，58T在垂直平面内向下延伸，以垂直地容纳在一辅助(complementary)槽62L，62T内，该辅助槽62L，62T形成在外壳的下部24内，且朝向顶部垂直敞开。

每根弹簧50L，50T自与该最后一匝54L，54T轴向相对的第一匝64L，64T起向上延伸，从而形成一垂直段66L，66T，该垂直段66L，66T经由一个180°的上部弯曲段68L，68T使第一匝与一垂直活动接触杆70L，70T连接。

由此，每根弹簧的这种端部形状使得，连接段66L，66T、接触杆70L，70T以及弯曲段68L，68T(其构成了接触杆的上端横跨段)位于一个垂直平面上，该垂直平面基本上与弹簧50L，50T的圆柱状体48L，48T的外表面相切，特别地如图8A所示。

特别地在如图6至8A以及9中所示的静止状态下，由于每根弹簧50L，50T、其接触杆70L，70T以及其弯曲段58L，58T的上述设计，使得接触杆70L，70T为垂直取向，且弯曲段58L，58T垂直地导入槽62L，62T内，从而在角度上定位弹簧50L，50T，并使其包括匝54L，54T的端部不能转动。

外壳的下部24大致为空心的直角平行六面体形，特别的通过一底部72来界定该下部24，该底部72具有水平的上表面74。

每根垂直接触杆70L，70T的高度是这样的，使其下接触段78L，78T的自由端76L，76T伸向上表面74，且两者间具有一定间隔。

每根下接触段78L，78T与两相邻垂直面80L，80T以及82L，82T之间也具有一横向间隔，该两相邻垂直面属于块状物质81L，81T以及83L，83T，通过模制使该两块状物质与底部72形成一体并自该底部72起垂直向上突起。

如随后所看到的，作为装置20的操作方式，在球30的转动作用下，每根接触杆70L，70T可相对于其垂直位置倾转，相应地，下接触段78L，78T就朝向相邻面80L-82L，80T-82T移动。

为了可转动地安装每根编码轴杆32L，32T，外壳22的下部24包括靠近其水平上表面25且朝向顶部垂直敞开的凹槽84L，84T以及86L，86T，该凹槽84L，84T以及86L，86T分别用于容纳每根编码轴杆32L，32T的圆柱体34L，34T的自由端36L，36T和38L，38T。

凹槽84L，84T的水平宽度基本上等于每个端部36L，36T的枢转直径，而凹槽86L，86T朝向外壳的内部侧向敞开，每个凹槽内都提供有发夹形状的弹性销90L，90T，按照这种方式将该弹性销90L，90T垂直安装在辅助槽88L，88T内，使该销的指向外壳内部的上部自由端92L，92T弹性推压相应的枢轴38L，38T，以将辊32L，32T压向球30。

根据本发明的另一方面，装置20还包括一输入开关，该输入开关主要由一单稳态型弹性触发件94组成，该触发件94为公知的带有四个分枝的星形设计。

拱形触发件94包括具有球盖状凹部98的一中央部分96，该凹部98的凹面朝上，且跟踪球30支承在该凹部98上，同时该触发件94还包括两对径向呈90°分布的分支100L，100T，每个分支都终止于一下部支承及接触边缘102L，102T，该边缘的形状呈弧形且朝下突出。

利用容纳两个端缘102T的两个凹槽104T以及容纳两个端缘102L中一个的第三凹槽104L来确定触发件94在外壳下部24内的角位置，而另一个端缘102L容纳在形成于盖内的最后一个凹槽104L内(参见图11)。

特别地如图10和12所示，利用两个平行且相对的左右侧壁106L，以及横向的后部横向壁106T限定外壳22下部24的侧面，而前部横向壁106T具有一开口108，该开口108位于前部横向壁106T的整个高度上且一直延伸至底部72的上表面74，随后将说明该开口108的功能。

特别地如图11所示，盖26基本上由一水平板构成，该盖26的下表面27设计用于支承在下部24的上表面25上。

下表面27包括半圆柱状的弧形凹槽，以允许辊42L，42T以及小齿轮44L，44T能自由地通过和转动。

其还包括两个垂直向下突出的指状件116L和116T，该指状件116L和116T保持弹簧段58L和58T位于它们相应槽62L，62T内的适当位置，并使该弹簧段58L和58T垂直向下压向其所面对花线的接线片P4L和P4T，随后将对此进行说明。

盖26还包括一垂直壁110，该垂直壁110与下部24内的开口108互补，且该垂直壁110包括沿其垂直边缘延伸的两个肋112，该肋112与形成在开口108边缘内的槽114互补，这样就允许将该盖26垂直向下滑动安装在下部24上。

在已组装的状态下，如图1所示，盖26彻底且完全地封闭了外壳22。

该壁110在垂直方向上的高度由朝向底座的其水平边缘111限定，且该高度稍小于开口108的高度，以允许花线28的主体29通过。

在图中所示的该装置优选实施例中，利用一扁平电绳或电缆28，或者通常所说的“花线”来实现控制装置20的电连接，该花线的设计和制造是公知的。

在所有附图中，都没有表示位于花线上表面上的绝缘表面层，该层被涂覆在花线的导电迹线上，该导电迹线用于连接接线片Pi和终端Bi。该层或者说“覆盖层”可保证迹线之间的电绝缘，避免在利用拱形件94的偏转进行输入的过程中发生短路的危险。

因此，花线28包括一带状体29，该带状体29的厚度较小，大约为0.12mm，该带状体29内部制有导线。

参照图1，为连接这些导线Fi，并构成该装置20的连接点，每根导线的前端终止于花线28左端上的一个连接终端Bi，该连接终端Bi形成在带29的上表面上且呈拱弧形，这种拱弧形表现出一定的弹性变型能力，以通过接触压与印刷电路板上的导电迹线连接。

按照相同的方式，并依照本发明的一个有利特征，参照图2和17，右方的后部自由横跨端120包括一体形成的一组导电垫片或接线片Pi，该接线片Pi与导线Fi连接，且每个接线片Pi都构成了一个固定触点，以与各个活动部件70L，70T、60L，60T、94、98以及102L相协作。

该后部横跨端120的外形表现出一种部分被切除的轮廓，以将其放入下部24内，并水平支承在底部72的上表面74上。

为制造与触发件94相关的输入开关，后部横跨端120的上表面122包括一个中央导电接线片P1以及两个接线片P2，该中央导电接线片P1的形式为嵌入片并与导线F1连接，同时该中央接线片P1位于中央部分98的铅垂下方；两个接线片P2连在一起并与导线F2连接，该两接线片P2位于中央接线片P1的横向两侧上，且触发件94的下部接触边缘102L支承在该两接线片P2上。

导电接线片还用于传送由信号发生器产生的编码信号，该信号发生器与接触轴杆32L和32T相关联。

每个弹簧50L，50T的弯曲臂58L，58T的自由端60L，60T与相应接线片P4L，P4T连接，这样就使得每个弹簧体50L，50T与相应的导线F4L，F4T连接。

由此，每根活动接触杆70L，70T经由弹簧50L，50T的主体48L，48T与一个导电接线片P4L，P4T连接，并从而与相应的导线F4L，F4T连接。

每根活动接触杆70L，70T的下部接触段78L，78T位于竖直方向的两个相对接触片P5L，P5T和P6L，P6T之间，该两相对接触片P5L，P5T和P6L，P6T是通过切割花线28的后部横跨端120而制得，并在安装后使两者竖立于垂直平面上，同时抵靠在相应邻接面80L，80T和82L，82T的垂直面上。

通过将花线28的后部横跨端120放置在外壳22后部24的底部72，74内的合适位置上，就得到了包括导电接线片Pi在内的各个固定触点，同时花线28，29的一部分经由开口108引出外壳22，利用壁110的下边缘111夹紧该引出部分。

这种花线28的后部横跨端120位于外壳内部的连接方案特别有利且经济。

特别的，与大量已知方案相反，本发明在连接自外壳内突起的刚性接线片以及印刷电路板等上的导电迹线时，不需要焊接操作，花线的导电接线片设置在装置20所组成部件的下方。

此外，由于所有部件都是可拆卸的，不需要拆焊元件或部件，因而依照本发明的该方案特别易于产品回收，特别经济。

由于没有焊接操作，该方案特别经济，其成本低于公知方案的成本，在公知方案中，将花线焊接在部件下方，且花线位于部件外部，该部件具有图21和22实施例所示类型的连接口。

具有嵌入式花线的该方案成本与具有连接翼片的方案(图21和22)成本相同。特别的，通过删减固定金属触点，部分抵偿了花线的成本，传统的，通过将固定金属触点模制在外壳底部内而使其嵌入外壳内。

除了没有焊接操作外，由于不存在任何回流焊接，就可利用具有较低耐热性能的塑料来模制外壳，这种材料的成本较低。对于容纳在外壳内、不需要承受热量的所有部件也都是如此。

该装置20内的花线成为一种集成元件，其不再是简单的连接电缆，而是特别地包括固定接触接线片的一个部件，该固定接触接线片位于一个或相同平面内，装置的整体设计考虑到这种集成，特别地采用一种平坦底部72，74以支承具有共面的接触接线片的花线。

现在将特别地参照图8A至8C说明信号发生器的操作方式。

所给出的说明涉及编码轴杆32L，另一个轴杆的操作方式与之相同，两轴杆的组成部件完全相同，只是为了保持负载平衡，弹簧50T和50L相对于垂直平面6-6对称，通过比较图13和14可看出。

在图8A所示的静止状态下，活动接触杆70L竖立，且其上端弯曲段68L位于编码小齿轮44L的两个相邻齿的相对齿面45L之间，同时沿方向T与相对齿面45L保持一定的横向间隔。

通过使球30绕其中心C，这里即绕纵向的一条水平轴，同时按照图8A箭头所示的逆时针方向转动，就使得轴杆32L绕其转轴40L顺时针方向转动，如图8A中所示。

轴杆32L的这种转动使得右侧齿的齿面45L接触上端段68L，并自右向左横向地推动该上端段68L。

由于弹簧50L的主体48L具有扭转弹性变型能力，且杆70L与该主体48L连接，因而该主体48L可作为使杆70L回复至其静止位置的回复弹簧，杆70L绕轴52L倾转，直至其下部接触段78L与接线片P5L电接触，从而在接线片P4L和P5L之间建立电连接。

辊32L继续顺时针转动，这种转动使得持继倾转运动的上端段68L按照“马耳他十字(Maltese Cross)”机理自动移位，随后与接触杆70L一起自动回复至位于两齿面之间的垂直稳定位置，如图8A所示。

如果球30继续朝向相同方向转动，杆70L将再一次朝向图8B所示的相同方向倾转，通过再一次在接线片P5L和P4L之间建立电连接，从而产生一个新信号。

相反，如果参照图8A，朝向另一方向即顺时针转动球30，编码轴杆32L将逆时针转动，如图8C所示，齿65使接触杆70L倾转，直至其下部接触段78L与导电接线片P6L接触并与垂直面82L邻接。

于是，这种接触在接线片P6L和P4L之间建立电连接，并产生一个信号，该信号不同于使接线片P5L与P4L连接所产生的信号。

建立在接线片P4L和P5L或者P4L和P6L之间的两种不同信号使得通过每个信号发生器的单个活动接触杆70L或70T，就可判断相关编码轴杆的转动方向，并由此判断球的转动方向。

在弹簧50L中，接触杆70L的这种设计及尺寸可防止回弹现象，特别地，依靠横跨段68L可防止回弹现象，当横跨段68L通过自动移位越过一个齿后，将再一次位于两齿之间，该两齿的齿面45L构成了两邻接面，从而避免回弹现象。可阻止朝向两个方向的回弹，即，朝向接线片P5L的方向以及朝向接线片P6L的方向。部件的尺寸，特别是小齿轮的齿距可阻止朝向刚刚与之建立连接的相对接线片回弹。

当然，根据用户操纵该球30的方式，用户可使两编码轴杆32L和32T朝向它们的相对转动方向同时转动。

该球实际上总是绕一水平轴旋转，作为该球转动平面取向的函数，由两发生器生成的脉冲数量分别与屏幕上光标移动的X和Y分量成比例。

利用辊42L，42T与跟踪球30外表面之间的摩擦，以确保驱动该由轴杆32L，32T所承载的辊42L，42T。

在发夹状弹性销90L-92L以及90T-92T的弹性作用下，将轴杆以及辊一起推向球30。

如图8A所示，球30的中心C位于编码轴杆32L和32T的轴40L和40T的下方，且两者之间的垂直偏移量为“h”。

由此，跟踪球30的圆周表面压靠在两个辊42L，42T上，其中心C总是位于轴40L和40T的平面下方，特别地在图8A中，在图中所示弹性拱形件94的静止状态下，该弹簧拱形件94被施加了些微的弹性预应力，因而其向上弹性推压球30。

除了与辊42L和42T相接触的两个接触点外，球30还压靠在第三支承表面上，该第三支承表面由形成在球盖悬跨状边缘132内的一脊面130构成，该悬跨状边缘132限定了一环形开口134，球30的顶点经由该开口134伸出外壳22。这四个接触点限定了球30相对于固定外壳22的几何平衡位置，其中三个接触点是固定的，一个接触点是活动的。

当球30朝着这样一种方向转动时，该方向使得在球30与编码轴杆辊之间的相互接触点上，球30施加给该辊的垂直荷载分量朝下，那么操作者给球30施加荷载将增大该球30作用给编码轴杆辊的压力，大直径枢轴38L，38T与外壳的垂直凸面87L，87T紧密邻接。于是，销状弹簧90L，90T将不再起作用。反之，若上述球30施加给该辊的垂直荷载分量朝上，那么操作者给球30施加荷载将使球30远离编码轴杆的辊，但由于枢轴38L，38T不再压靠在位于球侧面的外壳垂直凸面上，因而弹簧90L，90T将发挥其作用，确保球30仍与辊42L，42T接触。

如图7所示，还提供了一具有唇缘138的周边密封136，其与盖26一体模制而成。

依照本发明的信号发生器设计与公知的电磁编码装置或光电编码装置相比特别有优势，因为在装置20的备用状态下，每个发生器处于静止状态，从而没有电流损耗。

给跟踪球30施加一个平行于方向V的垂直力F，就可进行输入，这一做法是全球通用的。

这个动作将使球体相对于外壳下部24垂直向下移动，并导致单稳态型触发件94的状态发生变化，直至触发件94的中央部分98与导电接线片P1接触，从而在接线片P1和P2之间、并因而在导线F1和F2之间建立电连接，同时给使用者一种驱动输入开关的触感。

该输入操作作用给由触发件上的球30所组成的驱动器，也就是说，不需要如已知设计的情况那样移动某个配件，因而其可获得最强的触觉效果。在图示实施例中，拱形件94的总弹性偏移大约为0.4mm，触发该拱形件94需要向其施加3牛顿的有效荷载。

刮刀状密封件136的唇缘138具有一定的弹性，因而该唇缘138的自由边缘140总保持与球30的圆周表面接触，且球30仅向下移动0.4mm，从而可确保装置在输入操作过程中的密封。

由于球30的中心C位于轴40L和40T的平面下方大约0.1mm，输入操作趋向于使球30与辊42L，42T“分离”，因此该输入操作既不会给辊42L和42T带来有害影响，也不会对编码信号的发生器带来有害影响，发生器保持在对应于输入瞬间所获得的角位置。

每个辊42L，42T可通过环绕主体34L，34T模制一种合成橡胶而制得，这样选择该合成橡胶以及其表面条件和肖氏硬度，使其可以增大与球30之间的摩擦系数，该球30的外围由硬质塑料制成。

如果希望给球30施加较大的力，就可这样选择材料，该材料能增大球30与盖26，130、与刮刀状密封件138、以及特别是与输入拱形件94的摩擦负荷。在这种情况下，可确保输入过程中的密封性，而不需要任何弹性唇缘或刮刀状密封件(除了在输入过程中)。

球30的圆周表面和/或密封件136的唇缘138可经过疏水处理或疏油处理，这可减少水或油经由该球进入装置内部的风险，并可增强利用刮刀状密封件来清洁该球的效力。

应认识到的是，装置20的尺寸相当小，因此其相当紧凑，可以容易地将其集成为一手提式电话。

密封件136的主体上部142为半环形，该上部142相对于盖26的上表面144垂直向上凸起，因而其可确保装置20的外壳22压靠在电话上壳的相对内部表面(未表示)上的紧密度，由此形成在该壳内且用于使球30的顶部通过的环形开口将不会成为灰尘或其它任何污染物进入该电话内的入口。

依靠花线28的这种设计，可利用电话壳体的弹性指状物之间的弹性夹紧力将具有外壳22的装置20固定在该电话的上壳的内部表面下。它的钩形下端容纳在外壳24的辅助槽146内。

半环形部分142的弹性使得允许制造误差的存在以及弹性夹紧力的产生，这种固定模式取代了将装置20机械固定在一印刷电路板上的模式，因而不需要校正球30与形成在壳体内的环形开口之间的对齐偏差，也就是说，可精确地使“跟踪球”20相对于壳体居中。这种固定方式还便于维护电子装置例如电话。

在安装盖26之前，组装该装置20组件的各个步骤顺序地表示在图4至10，接着图18，19，16以及最后图20中。

利用触发件94的四个边缘102L和102T以及弹簧50L和50T的自由端段58L和58T的接触压，确保花线28的后部横跨端120位于外壳22下部24的底面72，74上。此外，在热压接柱螺栓152后，该柱螺栓152用于将盖26安装并固定在下部24上，该上盖26的中央基脚150的底面148夹紧其所面对的花线部分。

利用盖壁110的下边缘111进一步地增强了这种夹紧作用，该下边缘111内形成有例如凸块和/或凹进，该凸块和/或凹进的形状与形成在相对底面72，74的相对部分内的凹进和/或凸块的形状互补。

在将花线28置入底部内后，将形成在底部72上的肋154热压接在花线28上，以增大花线28，120的抗拉强度。

由此，外壳长度为12mm，其横向宽度为12mm，其高度为8.8mm。球30的直径为8mm，其自盖26的上表面起突出大约2.1mm。

图21和22所示实施例包括一外壳下部24，围绕着固定接点模制该外壳下部24，该固定接点经过连接翼片或输出端Bi而延伸，在此该连接翼片Bi位于外壳的两横向相对侧上、且每侧等距分布三个连接翼片。自外壳表面突出的该共面翼片相当于是花线28的终端Bi，利用嵌入下部的绝缘模制材料内的带状物Fi，使它们与设置在底面72，74内的固定接点Pi连接。

输出端的这种对称且横向的设计便于在同一条金属带上用最短的路径切割出固定接点。

两组且每组三个输出端的均衡分布使得在回流焊接过程中，可以自动地将该装置居中放置在印刷电路板上。这种“跟踪球”在印刷电路板上的焊接定位控制特别重要，因为球必须相对于位于电话壳体内的用作该球体通道的中央孔居中。

下部24不再包括任何用作花线通道的开口108，其具有两个相对壁106T。

如图27所示，接触弹簧以及杆50L，50T-70L，70T可由一单个部件构成，且构成接触弹簧以及杆50L-70L的单个部件与构成接触弹簧以及杆50T-70T的单个部件最好相互对称，该单个部件可用作横向的接触弹簧以及杆50L-58L-68L-70L，或可用作纵向的接触弹簧以及杆50T-58T-68T-70T。

弹簧杆件的一般长度取决于外壳的尺寸，该长度或多或少有些重要。当该长度与制造该弹簧杆件的金属线直径的比率大于75时，就可将该扭转螺旋弹簧50L，50T替换为扭杆弹簧50L，50T，即其外直径等于金属线直径的一种扭转弹簧。

该扭杆弹簧足以使由环状部68L，68T与相应小齿轮44L，44T之间相互协作所产生的弹簧动量或扭矩保持在小于辊42L，42T上跟踪球的驱动动量和转矩。

因而，大大简化了弹簧，以及下部24内的相应接收部分46T，L和62T，L，并缩短了下部24的总长度，如图23至29所示。

对于跟踪控制球的多种用途而言，人们都希望该跟踪球能发光，特别是在GSM电话或类似的无线电话，以及遥控器例如用于图像投影仪的遥控器的情况下，使用者在黑暗或“夜间”环境下需要知道该遥控器所发出的指令类型，借助于例如同遥控器一体形成和/或位于投影仪上的跟踪球所发出的各种不同颜色的光线来获知上述信息。

已知的用于使跟踪球发光的方案中包括一光源，该光源被设置在跟踪球的下顶点的垂直下方。

但这种方案仅当跟踪球30下部的下方不具备用于触发的星状拱形件94的情况下才可行，否则这种方案将增大装置的总高度，并使得用于安装具有导电接线片P1的输入开关的布置相当复杂。

本发明提出了这样一种方案，在用于触发的星状拱形件94的两个相邻径向分支100L，100T之间设置了至少一个LED，也可设置两个径向相对的LED118，甚至四个LED，例如两对径向相对的LED118。

由此，每个LED118相对于经过跟踪球30中心C的垂直轴横向偏置，但从整体上看，该LED118同样位于跟踪球30的下方。

球外层的材料或者整个球体的材料最好为乳白色，这样直接或间接来自于LED的到达球上的光会在跟踪球30的上部外侧的显现部分上以最佳的方式漫射。

如图36所示，光线可直接射向球体，或者在经过外壳的各个环绕壁的反射之后再射向球体，以及在经过拱形件94的上表面的反射之后再射向球体，该拱形件94由不锈钢制成。

采用花线电缆28使得LED的实现特别简单且特别有优势，在组装图30和31所示装置的各个部件之前，将LED焊接在花线电缆28上，在图30和31中表示了一对LED118。

此外，一个或两个LED意味着花线电缆28的成本增加量相当小。

采用三个或四个LED意味着要将花线的导电迹线设计得比较窄且紧密，该导电迹线用于向LED供应电力。

如图47至50所示，在模制接触点时，在组装装置的各个部件之前，将LED焊接到或利用一种导电胶粘剂粘接到外壳的底部内。

每个LED的输入电流取决于跟踪球30的预期发光强度，该输入电流在5mA至20mA之间。

该球发出的光线还可构成一种提供给使用者的“反馈”信息，例如用于指示使用者的方位或方向，和/或球的旋转方向，以“引导”使用者。

为对使用者执行这样一种“引导”，可改变发光强度、颜色、闪烁频率等，以及这些参数的组合。

LED发出的光线可以是黄色、红色、绿色、橙色或蓝色。

例如，我们假定光标位于屏幕上，且相对于水平“X”轴呈30°角，其长度为15mm。

利用其上装备有跟踪球装置的该装置的软件来控制球体发出的光线信号，该球体发出的光线信号可以是“ON”和“OFF”状态的持续时间，如下：

-如果球体在经过该30°角的平面内转动，则“ON”和“OFF”状态的持续时间相同(比率Y/X＝1)；

-如果球体以远离“X”轴的一个角度转动，则“OFF”持续时间大于“ON”持续时间(比率Y/X＞1)；

-如果球体以靠近“X”轴的一个角度转动，则“ON”持续时间大于“OFF”持续时间(比率Y/X＜1)；

-闪烁频率或发光强度与光标将要移动的剩余距离有关。

当光标到达其正确的最终位置时，发光信号将被“固定”(“ON”或“OFF”)。

输入操作后，光线的颜色或强度将发生变化。

在图7所示例子中，表示了具有一唇缘138的一周边密封件136，其与盖26一体模制而成。也可将该密封件136粘接在盖或上部26上。

图37至43所示的另一种方案包括用一擦拭密封装置156来代替该密封件136，该擦拭密封装置156由一金属杯状环形壳体158和一环状擦拭件160组成，该环状擦拭件160为垫圈形式，例如毡垫圈与“聚四氟乙烯”(tetra-fluoric-ethylene)的复合物或层叠物。

在图37至41所示例子中，提供了一层胶粘剂162，用于将单独一层毡垫圈164固定在环形金属壳体158的内部。

当跟踪球30相对于擦拭件160转动时，该毡垫圈层就可擦拭或清洁跟踪球30的表面31。

如图42和43所示，擦拭件160可以是由多个毡垫圈层164和聚四氟乙烯层166层叠而成的一多层部件。

每个聚四氟乙烯层起到密封作用或功能，以阻止在擦拭表面31的过程中所产生的颗粒进入外壳内部。

擦拭件160的总厚度大约为0.5mm。

该擦拭件160也构成一种“静”密封，用以阻止灰尘进入装置内部。

毡垫圈和聚四氟乙烯这两种材料提供了球体表面的软摩擦。

可强制性地或利用压配合将环形壳体158安装在外壳上部126的相应凹穴168内。当所提供的擦拭装置用在装置的整个寿命期间时，采用上述方案。

相反，也可将壳体可拆卸地安装在凹穴内，即具有一径向间隙。当为了维护目的，所提供的擦拭装置可置换或可更换时，采用上述方案。

在擦拭装置可更换的情况下，如图44至46所示，利用一上盖保持该壳体158位于凹穴168内的适当位置，该盖170可以是依照本发明配备有跟踪球的电子装置的上盖件的一部分。

盖内的开口172的直径与该平面内的球体直径之间具有一差值，从而能够看到壳体158的上部环形金属面159的一环状部分，使得自该装置的外部看，可以获得一种相当吸引人的视觉效果。

如图46所示，可利用带有钩的弹性柄脚174将整个装置20弹性固定在盖170的下方。

使用者转动跟踪球以在屏幕上“导航”，使用者仅需要提供相当小的能量，就可擦拭该球体。

因此，当球体转动时，擦拭或清洁操作是持续且持久的，以避免球体30表面31的外部被慢慢地污染。

球体表面材料的性质对于该球体的擦拭效率而言是另一项重要参数。

依照本发明，必须这样选择该材料，其自然特性不易于使污染物粘附到球体30的表面31上。

还可对球体进行表面处理，处理深度可大可小。

还可使该毡垫圈内浸满防护剂或物质，例如一种憎水或憎油物质。

本申请人发现球体的表面材料最好应具有较低的表面张力。

更优选的，该表面张力应低于32mN/m，即低于32毫牛顿/米。

来自Du Pont De Nemours的“迭尔林(Delrin)”材料是这种材料的一个例子，其便于制作球体的表面以及整个球体。

图47表示了图21和22所使用类型的各个接触点及导线连接的框架228的另一例子，如图48所示，下部24模制在该框架228上。

这种构造允许装置20外壳横向侧上的所有端部翼片Bi形成为一单排翼片。

这就允许在容纳跟踪球装置20的印刷电路板上节省空间。

可将该翼片弯曲成各种形状。

例如，它们的形状可类似于发夹，如图49至51所示。

这种形状使得接触翼片Bi和其它翼片具有相当大的弹性变型能力以及移位能力，从而允许例如将跟踪球装置固定在该装置的盖的下方。在这种情况下，非常容易确保跟踪球装置位于盖170的开口172的正中央。其还便于环绕该球体进行密封。

还可使跟踪球装置20的外壳上部26与该盖170一体模制而成。

如图52所示，接触翼片可向前横向伸出，该翼片自由端的高度取决于下部24的底面与印刷电路板的上表面之间的相对位置。

依照图53所示方案，当没有足够的空间用以垂直叠置跟踪球装置和印刷电路板时，可横向且向上弯曲该翼片。

Claims (26)

1.一种控制装置(20)，包括外壳(22，24，26)，所述外壳内设置有两个相互垂直的旋转编码轴杆(32L，32T)，利用可转动地安装在所述外壳内的跟踪球(30)驱使所述每根编码轴杆朝向两个方向转动，依赖于所述每根编码轴杆的转动，使活动编码件(44L，44T)转动，所述活动编码件属于一控制信号发生器的部件，特别地，所述控制信号发生器用于在电子装置的屏幕上移动光标，

其特征在于，所述控制信号发生器包括：

活动接触杆(70L，70T)，当所述活动接触杆弹性回复至其静止状态时，所述活动接触杆处于基本上垂直方向(V)，所述杆的下端段(78L，78T)容纳在两个垂直取向、固定且相对的接线片(P5L-P6L，P5T-P6T)之间，并与所述两接线片相隔一定间隙，所述活动接触杆安装成可绕水平轴(52L，52T)全面地倾转，所述水平轴平行于相应编码轴杆(32L，32T)的轴(40L，40T)；

以及小齿轮(44L，44T)，所述小齿轮的转动依赖于相应的编码轴杆，在所述静止状态下，所述活动接触杆(70L，70T)的上端段(68L，68T)容纳在所述小齿轮的两个连续齿(45L，45T)之间，由此当驱使相应的编码轴杆(32L，32T)转动时，就使得所述接触杆(70L，70T)顺时针或逆时针倾转，从而在所述下端段(78L，78T)与两固定接线片(P5L-P6L，P5T-P6T)中的一个之间建立电接触，并且当相应编码轴杆(32L，32T)的转角超过一特定角度时，所述上端段(68L，68T)自动地移离由所述两连续齿(45L，45T)所限定的空间。

2.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述转轴(52L，52T)垂直地位于所述活动接触杆(70L，70T)的下端段(78L，78T)和上端段(68L，68T)之间。

3.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述活动接触杆(70L，70T)的转动依赖于扭转弹簧(50L，50T)一端的最后一匝(64L，64T)，所述扭转弹簧(50L，50T)由金属丝制成并具有一水平轴(52L，52T)，所述扭转弹簧(50L，50T)的圆筒状主体(48L，48T)容纳在所述外壳内，所述扭转弹簧(50L，50T)的另一端(58L，58T)被可转动地锁定。

4.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述下端段(78L，78T)是所述活动接触杆(70L，70T)的下部自由端段。

5.根据结合权利要求3的权利要求4所述的装置，其特征在于，所述上端段(68L，68T)是一180°弯曲段，所述弯曲段使所述活动接触杆(70L，70T)与所述弹簧的最后一匝(64L，64T)连接。

6.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述弯曲段(68L，68T)位于一个垂直平面内，所述垂直平面平行于所述弹簧(50L，50T)的轴(52L，52T)，并基本上与所述弹簧主体(48L，48T)的外表面相切。

7.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述弹簧(50L，50T)的水平轴(52L，52T)相对于相应编码轴杆(32L，32T)的轴(40L，40T)横向偏置。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触杆(70L，70T)与所述弹簧(50L，50T)制成一体。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述外壳(22)包括一朝向顶端垂直敞开的下部(24)，所述下部(24)的底部(72，74)内设置有固定接线片(P5L-P6L，P5T-P6T)，所述下部具有朝向顶端敞开的凹进，所述凹进用于容纳每根编码轴杆(32L，32T)的跨段(38L，38T)，以将所述编码轴杆(32L，32T)可转动地安装在所述外壳内，所述下部(24)还具有整体形状呈半圆柱形的凹进(46L，46T)，所述凹进(46L，46T)用于容纳每个弹簧(50L，50T)的圆柱状主体(48L，48T)。

10.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电开关(94，P2)，所述电开关特别地用于输入所述光标在所述屏幕上的位置，所述电开关包括至少两个设置在所述外壳底部(72，74)内的固定接线片(P2)以及一个形状通常为拱形的触发件(94)，在施加给所述球体(30)的垂直方向的载荷的作用下，所述触发件(94)自静止状态发生弹性变型，以在所述两固定接线片之间建立电连接。

11.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述触发件(94)包括一中央部分(98)，所述中央部分(98)限定了一个形状为内凹球状盖的凹穴，所述凹穴直接容纳所述跟踪球(30)的一部分。

12.根据与权利要求10相结合的前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述电开关的固定接线片(P2L，P2T)以及所述信号发生器的固定接线片(P5L-P6L，P5T-P6T)为位于一扁平电缆(28)一端(120)的上表面上的导电接线片(Pi)，所述扁平电缆(28)位于所述外壳下部(24)的底部(72，74)内。

13.根据与权利要求3相结合的前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述弹簧为一种螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的第一匝(58L，58T)经由连接段(58L，58T)垂直向下延伸，所述扁平电缆的上表面包括额外的固定接线片(P4L，P4T)，所述固定接线片(P4L，P4T)与所述连接段(58L，58T)电接触。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述跟踪球(30)的转动中心(C)位于一个水平面的下方，所述编码轴杆(32L，32T)的轴(40L，40T)位于所述水平面内。

15.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，利用所述球(30)的摩擦来驱使所述每根编码轴杆(32L，32T)转动。

16.根据与权利要求14相结合的前述权利要求所述的装置，其特征在于，在静止状态下，所述触发件(94)向上弹性推动所述跟踪球(30)，使所述跟踪球(30)与所述编码轴杆(32L，32T)接触，并使所述跟踪球(30)向上支承在一相对于所述跟踪球(30)的中心(C)偏置的实体拱基(130)上。

17.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，设置有用于照射所述跟踪球(30)的装置(118)。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述照射装置(118)包括设置在所述装置主体(22，24)内的至少一个先源，用于直接或间接地照射所述跟踪球的表面(31)。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述外壳包括一朝向顶端垂直敞开的下部(24)，所述下部(24)的底部(72，74)内设置有固定接线片(P5L-P6L，P5T-P5T)，同时所述下部(24)的底部(72，74)内设置有至少一个光源(118)。

20.根据结合权利要求11的权利要求21所述的装置，其特征在于，所述触发件(94)包括几个径向分支(100T，100L)，所述光源(118)设置在两个相邻的所述径向分支之间。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述照射装置(118)包括至少一个彩色发光二极管(LED118)。

22.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于擦拭所述跟踪球(30)的表面(31)的装置(156)。

23.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述擦拭装置包括一擦拭垫圈(160)，所述擦拭垫圈(160)位于所述装置上部(26)的一个凹穴内，且所述擦拭垫圈(160)永久地与所述跟踪球(30)的表面(31)相协作。

24.根据权利要求22或23所述的装置，其特征在于，所述擦拭装置是可更换的装置。

25.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述跟踪球(30)的外表面(31)由这样一种材料制成，该材料的表面张力小于一预定值。

26.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述表面张力小于32毫牛顿/米(32mN/m)。

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