CN2266157Y - 光电式手写鼠标笔 - Google Patents

Abstract

光电式手写鼠标笔是一种具有手写文字输入功能的外形象笔的光电式鼠标器，该鼠标笔从硬件和软件上改进了现有的光电式鼠标器，设置了笔头、光纤组、下压开关、按键开关、笔头壳体、笔身壳体等部件，用光纤组、其它透明介质在光敏三极管、发光二极管与鼠标滑板之间传输光信号，并在笔身壳体后半部侧面设置了梯形凸起部分，这些措施实现了该鼠标笔具有手写文字输入功能的目的，并与现有鼠标器兼容，且成本低廉。

Description

光电式手写鼠标笔

本实用新型涉及一种光电式鼠标器，特别涉及一种具有手写文字输入功能的外形象笔的光电式鼠标器，即光电式手写鼠标笔。

鼠标器具有快捷、准确、直观的屏幕定位和选择能力，目前已成为各种档次计算机的必备输入设备。机械式和光电式鼠标器，也已流行了相当时间。

机械式鼠标器，外形扁平，其底部中心有一个外表涂有橡胶的钢球，当鼠标器在桌面上滑动时，钢球滚动，通过两个靠轮带动两个栅轮转动。栅轮上有许多辐条，将轮面分成许多栅格，象自行车的车轮一样。栅轮一边有发光二极管，发出可见光或红外光，当光线透过栅轮时，照到另一边的光敏三极管上，使其导通，在控制线路得到一个低电平，当棚条挡住光线时，光敏三极管截止，得到高电平。随着栅轮转动，产生一系列高低电平脉冲(组)，经中央处理单元(CPU)用相应软件处理后，即可确定鼠标器移动的方向和距离。在特定的区域内按下约定的鼠标键，计算机执行相应的操作。两个靠轮互相垂直，分别代表X、Y方向之位移。

光电式鼠标器没有机械滚动部分，而有两组互成直角的光电探测器，分别代表X、Y方向，其必须在专用的滑板上滑动。滑板被划分成许多小网格。当发光二极管发出的光照到板上的空白处，反射回光敏三极管，使其导通，获得低电平。当光照到网格线条上时，则被线条吸收，导致光敏三极管截止，输出高电平。CPU对X、Y方向的高低电平脉冲处理，即知鼠标器的位移情况。

在现有技术中，不管机械式还是光电式鼠标器，都存在一个非常显著的缺点，即，只能作为指点设备使用，而难以直接手写输入文字。尽管有一些软件(如《视窗(Windows)3.1》的《画笔(Paintbrush)》)可以跟踪显示鼠标器的径迹，但若作为一种手写文字输入设备，有关鼠标器的硬件和软件都需改进方可胜任。例如，鼠标器的结构形状、操作方式就与人的书写习惯要求相差甚远，有关软件也一般不具备对手写文字径迹进行识别的功能。而手写文字输入乃是计算机用户向往已久的自然、简易的输入技术。先前也曾出现过一些手写输入设备，如数字化网，但其成本却十分之昂贵，导致其未能广泛普及。因此若能对鼠标器改进，克服现有缺点，且保持住其低成本的优点，则对计算机文字输入具有巨大的促进作用。

本实用新型的目的，是对现有的光电式鼠标器作出改进，使之不仅保持住现有鼠标器的全部功能和优点，而且具有手写文字输入这个新功能。

为了达到这个目的，必须在光电式鼠标器的硬件和软件两方面作出改进。软件方面，改进现有鼠标器的驱动程序(保持与其的兼容性)，并在必要时开发新的软件，使得，在这个软件内部提供的，或者其它某些计算机软件提供的用户手写输入状态下，能对鼠标器描出的手写文字径迹进行显示、识别，并具有其它一些必要的附加功能。硬件方面，对光电式鼠标器的结构形状、操作方式进行改进，外形设计成类似一支笔的样子(称为＂鼠标笔＂)，在通常的光电式鼠标器滑板上滑动操作(必要时对滑板上的网格进行调整)。发光二极管发出的光，通过某种途径，例如透明体或光纤，经笔头的书写端附近射向滑板，经滑板反射后再通过类似途径传输回光敏三极管。在笔头的其它部位，设置一个下压开关，相应于现有鼠标器之左键。当用户稍稍用力按下笔头，则压住下压开关，若在非手写输入状态下，则相当于按下现有鼠标器之左键；若在手写输入状态下，则是显示并记录鼠标笔的当前位置点，此时若用户按住笔头连续拖动鼠标笔，则显示并记录一条移动径迹，如果用户按通常的书写习惯写出一个文字符号来，则软件根据所提取的各种特征对此字进行识别。

若参照下面几个实施例之详细说明，并配合各附图，则可更加了解本实用新型本身、使用方式以及其它优点。

图1至图2是本实用新型的第一个实施例(MS Mouse类型)的结构示意图。其中：

图1是光电式鼠标笔的内部结构示意图(及一个M-M剖视图，A向、B向两个局部斜视放大图)。

图2是上笔身壳体结构示意图。

参照图1至图2，光电式鼠标笔由总体外形象笔的机械书写及控制机构、鼠标器专用电子线路和光纤组5构成。总体外形象笔的机械书写及控制机构，由笔头1、笔头壳体2、笔身壳体6、下压开关3、按键开关4和一根弹簧11组成。电子线路包括发光二极管10、印刷电路板7和鼠标信号输出电缆线9。光纤组5由几根光纤组成。

笔身壳体6包括下笔身壳体6a和上笔身壳体6b，二者合起来构成一个较细长的扁平长盒，它的中右部的侧面有一梯形凸起部分，是为照顾内部印刷电路板7上的电子元件体积而设置。在靠近扁平长盒的左端头不远处，整个壳体变形为中空的圆柱体，并在离左端头更近的地方，外径缩小后通过连接螺纹与笔头壳体2连接，而中空的内部则变形为一长方体空腔(由下笔身壳体6a和上笔身壳体6b上对称的定位卡块14合成)。

笔头壳体2的中右部为中空的圆柱体，但其左边之外、内径及外内径之差值都逐渐缩小，并在适当的地方截断，以便定位里面的笔头1，只允许其尖端部分露出来。

印刷电路板7上分布着四个光敏三极管，可以用单独的四个管，也可以用具有双接收晶片的两个对管，接收从光纤组5传输回来的滑板反射光。在光纤与光敏三极管的接头处，为了增强光的传输效果及减少外界干扰，光纤头可以加工成半球形，且各个接头处单独密封。方框8表示其它部分的(现有的)鼠标器内部电路，其处理后的信号进入鼠标信号电缆线9，再经串行口输入计算机。按键开关4，供用户用抓笔的食指操作，相当于现有鼠标器之右键，由卡在壳体6上的＂凸＂形按块，和如B向局部斜视放大图所示的，焊在印刷电路板7上靠近板边缘的两边的＂形和 形弹性开关构件组成。几个小圆圈12表示定位柱(凸出的细长圆柱)或定位坑(凹进的圆形小浅坑)，与下笔身壳体6a一次注塑而成，用于定位光纤组5，以及定位印刷电路板7及上笔身壳体6b，而在上笔身壳体6b上也有对应的定位坑或定位柱。定位螺钉13用于固定印刷电路板7和笔身壳体6，熟悉本门技术的人士当可明了，此定位螺钉也可省去，而改用在笔身壳体6a、6b边缘接合处一次注塑而成的弹性啮合钩头、卡块。

笔头1，用无色透明材料加工而成，其中部为实心圆柱体；其右部变形成长方体，以便用笔身壳体6a、6b上都有的定位卡块14来定位，防止笔头旋转；长方体的右端面中心再伸出一根细圆棒或方棒，套上弹簧11后，与如A向局部斜视放大图所示的，焊在印刷电路板7上靠近板边缘的两边的

和

形弹性开关构件，一起组成下压开关3，相当于现有鼠标器之左键；笔头1右部的长方体，其长宽尺寸调整好，以便能较方便地在长方体上或笔头1中部的圆柱体上，于与印刷电路板7同一平面而相对于按键开关4的一边，挖一个内表面光滑的坑(调好其取向)，埋上一个发光二极管10；笔头1的左前部分其半径逐渐缩小，形状如子弹头，但缩小到适当大小后，截断，断面(称为书写端面)并不垂直于整个笔头左右纵向中心线，而是稍稍向背离按键开关4一边倾斜，再在书写端面上挖一个内表面光滑的坑，此坑在端面上应尽可能大些，用于保护里面的光纤头，并提供其调整空间，且屏蔽外界的干扰光；注意有一小孔左右贯穿笔头1(左出口在书写端面的小坑内)，其所在位置，应与印刷电路板7在同一平面上，而处于靠近按键开关4的一侧，并与整个笔头左右纵向中心线成合适角度；光纤组5，穿过笔头1的小孔，光纤头(加工成半球形)露出并固定在书写端面的小坑内，当发光二极管10的方位调合适时，其发出的光被鼠标滑板反射后，可被光纤最大强度地接收。

光纤组5，可由四根或两根光纤组成。当由四根光纤组成时，它们分开成两对排列，或者排列成最紧凑的十字形，且其中一对垂直于印刷电路板7的平面，而另一对平行于此平面，对应的光敏三极管可以使用单独的四个管，也可以使用具有双接收晶片的两个对管；当由两根光纤组成时，其排列的中心线，应与印刷电路板7的平面成角度45度，此种情形下，对应的光敏三极管可使用具有双接收晶片的两个对管。不论采用两根或四根光纤，对应的鼠标滑板的条纹都必须作出调整，与光敏三极管光接收区的宽度、光纤的输入输出光斑大小相匹配(依据现有技术可以做多种匹配方案)，以便在X、Y方向都产生合适的电平脉冲(组)，借以判断鼠标笔的位移量。由于光敏三极管的光接收区可以做得很小，光纤直径可以方便地做得很小或较大，本实用新型可以做得较高的DPI(每英寸的点数)。

下面再结合本实施例的使用，来说明一下其它有关问题。用户抓鼠标笔的正确姿势是，食指要放在按键开关4附近，这样笔头上的书写端面就正帖着鼠标滑板。当用户按通常的书写习惯写一个字，例如＂二＂字，其操作顺序为：一.稍稍用力按笔描出第一横，二.稍稍提笔向左下向移动，三.稍稍按笔描出第二横。第一个和第三个动作，对于用户可能的按笔用力过猛，是靠弹簧11的节距和弹性，以及印刷电路板7来抵制，另外光纤组5要预留有弹性缓冲段。对第二个动作，用户提笔的幅度要恰当，至少要高到让下压开关3松开(此时笔头书写端面不一定已离开鼠标滑板)以防止记录、显示不必要的径迹，但也不能太高。从原理上讲，当不需要压住下压开关，即只是移动鼠标笔的位置而不记录、显示其径迹时，本实用新型并不要求笔头的书写端面必须接触鼠标滑板，因为，当笔头透明体传来的入射光足够强，且笔头端面小坑内各光纤的位置调好时，即使书写端面离开鼠标滑板少许，光纤仍能接收到反射光。好在一般人书写，尤其写的字不太大时，提笔的幅度并不大。另外下压开关3的细棒的长度，及弹簧11的弹性的设置，也要兼顾到用户使用的舒适性。这样用户基本上能象使用一支普通笔一样来使用本实用新型。而且与现有光电式鼠标器相比，本实用新型基本上只是进行了结构上的改装，增加了几小段光纤，因而在成本上不应有明显的增加。

本实用新型的第二个实施例，其结构形状、操作方式与第一个实施例基本相同，不同之处在于，使用两个发光二极管，置于原来的发光二极管10附近，调整好发光方向，使光纤组5能良好接收鼠标滑板的反射光。两个发光二极管采用相同或不同的工作波长，而换用相应工作波长的光敏三极管。

本实用新型的第三个实施例，其结构形状、操作方式与第一个实施例基本相同，不同之处在于，发光二极管10移到印刷电路板7上(此时笔头1可改用非透明体)，通过一组或两组光纤将光导入笔头1的书写端面的小坑内，其光纤头与光纤组5的相互方位调整好，以使光纤组5能良好接收鼠标滑板的反射光。

本实用新型的第四个实施例，其结构形状、操作方式与第二个实施例基本相同，不同之处在于，两个工作波长相同/不同之发光二极管不再埋在笔头1里(此时笔头1可改用非透明体)，而是移到印刷电路板7上，通过两组光纤将光导入笔头1的书写端面的小坑内。

本实用新型的第五个实施例，其结构形状、操作方式与第一个实施例基本相同，不同之处在于，印刷电路板7上只使用两个光敏三极管，而发光二极管及其导光光纤的配置与实施例四相同。从有关技术可知，仍可调整鼠标滑板上的条纹，而得到合适脉冲序列从而得知鼠标笔位移量。

上文业已对MS Mouse类型的几个较佳实施例的结构作详细之披露与说明，熟悉本门技术的人士当可明了，在不脱离本实用新型的精神与范围下，可以很方便地改装成PC Mouse类型的实施例，只须在按键开关4旁边再增加一个按键开关即可；或者改成PC/MS Mouse可转换类型的实施例，此时除了在按键开关4旁边增加一按键开关外，还需在其它任何方便的部位(例如鼠标笔的右部)增加一个转换开关；而所有涉及的鼠标内部电路8都是现有的。而且，仍可在不脱离本实用新型的精神与范围下，据其作出形式上与细节上的各种变化。

Claims (22)

1.一种具有手写文字输入功能的光电式手写鼠标笔，由总体外形象笔的机械书写及控制机构、鼠标器专用电子线路和光纤组(5)构成，并配有相应软件及光电式鼠标器滑板，电子线路包括发光二极管、光敏三极管和其它鼠标器内部电路(8)，以及鼠标信号输出电缆线(9)；其特征在于，使用光纤组(5)来在光敏三极管与鼠标器滑板之间传输光信号；总体外形象笔的机械书写及控制机构，由笔头(1)、笔头壳体(2)、笔身壳体(6)、下压开关(3)、一个或两个按健开关(4)和一根弹簧(11)组成。

2.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，笔身壳体(6)是由下笔身壳体(6a)和上笔身壳体(6b)合起来构成的一个较细长的扁平长盒，长盒的中右部分(指靠近鼠标信号输出电缆线(9)的一边)的侧面有一梯形凸起部分；在靠近长盒的左端头不远处，整个笔身壳体变形为中空的圆柱体，并在离左端头更近的地方，其外径缩小以便与笔头壳体(2)用螺纹连接，而中空的内部则变形为一长方体空腔，由下笔身壳体(6a)和上笔身壳体(6b)上对称的定位卡块(14)合成。

3.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，按键开关(4)位于笔身壳体(6)的梯形凸起部分的同一侧面，而处于笔身壳体(6)的左端头与梯形凸起部分之间的适当位置，由卡在笔身壳体(6)上的＂凸＂形按块和焊在印刷电路板(7)的靠近板边缘的两边的

形和 形弹性开关构件组成。

4.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，笔头壳体(2)的中右部分为中空的圆柱体，但其左边之外、内径及外内径之差值都逐渐缩小，并在适的地方截断。

5.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，笔头(1)用无色透明材料加工而成，其中部为实心圆柱体，其右部变形为长方体，长方体的右端面中心再伸出一根细棒。

6.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，所述笔头(1)的左前部分其半径逐渐缩小，形状如子弹头，但缩小到适当大小后，截断，断面(称为书写端面)并不垂直整个笔头左右纵向中心线，而是稍稍向背离按键开关(4)的一边倾斜，再在书写端面上挖一个内表面光滑的尽可能大的坑。

7.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，有一小孔左右贯穿所述笔头(1)(左出口在书写端面的小坑内)。

8.根据权利要求1、7的光电式手写鼠标笔，其特征在于，上述小孔所在位置，应与印刷电路板(7)在同一平面上，而处于靠近按键开关(4)的一侧，并与整个笔头左右纵向中心线成合适角度。

9.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，当抓住笔稍稍用力按下笔头时，会压紧下压开关，从而计算机记录、显示鼠标笔当前(相对)位置(在手写输入状态下)，或者执行其它操作(在非手写输入状态下)。

10.根据权利要求1、9的光电式手写鼠标笔，其特征在于，下压开关(3)由权利要求5中提及的细棒，套上弹簧(11)后，和焊在印刷电路板(7)的靠近板边缘的两边上的

形和

形弹性开关构件组成。

11.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)从印刷电路板(7)上穿过笔头(1)的小孔而延伸至书写端面的小坑里。

12.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)由四根光纤组成，将鼠标滑板的反射光传送至四个单独的光敏三极管，或者两个具有双接收晶片的光敏三极对管。

13.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)由两根光纤组成，将鼠标滑板的反射光传送至两个单独的光敏三极管，或者两个具有双接收晶片的光敏三极对管。

14.根据权利要求1、12的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)的四根光纤头在笔头(1)的书写端面的小坑内分开成两对排列，且其中一对垂直于印刷电路板(7)的平面，而另一对平行于此平面。

15.根据权利要求1、12的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)的四根光纤头在笔头(1)的书写端面的小坑内排列成最紧凑的十字形，且其中一对垂直于印刷电路板(7)的平面，而另一对平行于此平面。

16.根据权利要求1、13的光电式手写鼠标笔，其特征在于，光纤组(5)的两根光纤头在笔头(1)的书写端面的小坑内，其排列的中心线，与印刷电路板(7)的平面成角度45度。

17.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，在笔头(1)右部的长方体上或者中部的圆柱体上，挖一个内表面光滑的坑，调整好其方位，以使埋上一个发光二极管(10)后，其发出的光经鼠标滑板反射后能被光纤组(5)良好接收。

18.根据权利要求1、17的光电式手写鼠标笔，其特征在于，上述用于装载发光二极管的小坑，其位于与印刷电路板(7)同一平面而相对于按键开关(4)的一侧。

19.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，在笔头(1)右部的长方体上或者中部的圆柱体上，挖两个内表面光滑的坑，调整好其方位，以使埋上两个工作波长相同或不同的发光二极管后，其发出的光经鼠标滑板反射后能被光纤组(5)良好接收，而光敏三极管换用相应工作波长的。

20.根据权利要求1、19的光电式手写鼠标笔，其特征在于，上述用于装载发光二极管的两个小坑，其位于与印刷电路板(7)同一平面而相对于按键开关(4)的一侧的附近。

21.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，将发光二极管(10)安装在印刷电路板(7)上(此时笔头(1)可改用非透明体)，通过一组或两组光纤将光导入笔头(1)的书写端面的小坑内，其光纤头与光纤组(5)的相互方位调整好，以使光纤组(5)能良好接收鼠标滑板的反射光。

22.根据权利要求1的光电式手写鼠标笔，其特征在于，将两个工作波长相同或不同的发光二极管安装在印刷电路板(7)上(此时笔头(1)可改用非透明体)，通过两组光纤将光导入笔头(1)的书写端面的小坑内，其光纤头与光纤组(5)的相互方位调整好，以使光纤组(5)能良好接收鼠标滑板的反射光，而光敏三极管换用相应工作波长的。

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