TW434515B - Improved pointer for use in digitizer systems - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 本發明與用於數化器系統的指標裝置有關，更明確地 說’本發明與具有增進人體工學之特徵的數化筆（stylus) 有關’以增進指標裝置的持握特性。 發明背景 用於數化器系統的指標裝置已是習知技術。例如，美國 專利5, 028, 745 ; 5’055, 831 ; 5, 109, 141 ; 5, 004, 871。這 些參考資料都揭示一種用於數化器系統（包括數位板）的指 標裝置（例如數化筆）。 不幸的是’這些指標裝置中無論那—種的外形設計都不 符合人體工學。美工人員愈來愈靠數化器指標裝置經由數 化器系統螬製圖案。上述指標裝置的設計並未顧及手指/ 手的疲勞，以及潛在使用者的繪圖精確度等問題。 黎於以上所述’存在增進數化器指標裝置的需要，其設 計要能減輕手指/手的應力，並允許使用者經由對應的數 位板使繪圖更加容易。 本發明的目的是要滿足上述需要，熟悉此方面技術的人 士將可從以下對本發明的詳細描述瞭解其它的需要。 發明概述 一般而言，本發明藉提供一種數化器指標裝置以滿足上 述要求’包括： 一個細長的外殼； 一個尖端位於該外殼的第一端； 該外殼的一個中點’位於該第一端及該外殼之第二端等距 離的位置；

第6頁 五、發明說明（2) 該外殼的漸細部至少有一部分位於該第一端與該中點之 間’該漸細部比該外殼的該中點細，且其中該漸細部包括 它最細的部分； ~個手指擴展部，位於該漸細部之最細部分及該尖端之 間’且其中該手指擴展部相對於該漸細部向外擴展到足以 減輕使用者操作指標裝置時手指所需施力的程度。 本發明藉提供一種用於數化器系統的數化器指標裝置’ 進—步滿足上述的要求，數化器指標裝置包括： 一個外殼； 一個尖端，其中指標裝置的中點位於該尖端及指標裝置 之尾端等距離的位置； 該外殼定義一種外表面，包括細長的尾部，以及位於細 長尾部及該尖端之間的握柄區； 其中在該握柄區所選之斷面所定義的面積，實質上大於 ^該尾部所選之斷面，以及實質上大於在該尖端所選之斷 之^中該握柄區的實質部分位於指標裝置之該中點及尖端 J :該握柄區定義一個頂.點，它定義握 指標裝置之第-軸最遠的部分；以及 T位於距離 其中該頂點第-側的第一斜面與該頂點第二 面相對於該頂點不對稱，因此，第一 ，一， 狀的傾斜離開該頂點。 第一斜面以不同形 以下將參考附圖以某些相關的具體例描述本發明。 5 .1'' 五、發明說明（3) ，1疋根據本發明之指標裝置具體例的側視平面圖，此 『裝置類似嗔搶形狀，此圖中包括複數條分段線。 圖2(a) 2(j)是圖1之指標裝置的斷面圖，各圖是對應於 圖1之各分段線位置所取的斷面。 圖3 f根據本發明圖1之指標裝置具體例的頂視平面圖。 圖4是圖丨~3之指標裝置的底視平面圖。 裝=5曰是圖卜4之指標裝置的側視平面圖，本圖所示的指標 ^處於上下颠倒的位置’在使用期間’度盤/轉輪及 # 按&典型上是在指標裝置的上方。 6 W·- Tgi 1 疋圃1-5之指標裝置的前視平面圖，從它 不相標裝置。 圖。义圖3之指標裝置沿著圖3的A - A分段線所取的斷面 圖8盖* ® 1 總弋冰圖1 ~7之指標裝置後視平面圖’說明指標裝置的尾 琢橡皮擦端。’ 圖9曰*i曰 圖。尺根據本發明圖卜8之指標裝置具體例的侧視平面 圖 1 Ο 4 指所i*、概圖說明持握及操作傳統數化器指標裝置時’手 霧施加的力/壓力的量。 指擴展Λ概圖說明持握及操作具有根據本發明具體例之手 的量 t之數化器指標裝置時，手指所需施加的力/壓力 '少’圖11顯示手指施力的量遠小於圖1 〇所示。 圖1 2 9 4曰 尺很據本發明之另一種指標裝置具體例的側視平面

434¾ t 5

五、發明說明（4)

圖13是圖i2之指標裝置的底視平面圖。 圖1 4是圖1 2- 1 3之指標裝置的頂視平面圖。 圖15是圖12 — 14之指標裝置的後視平面圖’取自它 端或橡皮擦端。 圖1 6是圊1 2-1 5之指標裝置的前視平面圖，顯示指標裝 置的尖端。 本發明具體例之祥細描述 現請更詳細地參閱附圖，其中所有圖中相同的編泸 相同部分。 ~ / 圖1是根據本發明之指標裝置丨具體例的側視平面圖。指 才示裝置1可與熟知的數化器系統共同使用，包括數位板。 指標裝置1在數位板上操作可使游標以對應的方法在對應 的電腦顯示幕上移動。例如見美國專利5，〇 2 8，7 4 5，其揭 示列入本文參考，它可與指標裝置1共同使用。 指標裝置1包括外殼3、壓敏尖端5、手指控制的刻度盤/ 轉輪7、手指控制的on/of f微動開關9、橡皮擦端11、尖端 座13、配置於指標裝置兩側的紋理握柄面15、握柄區I?， 匕比指標裝置的尖端座1 3及尾端加長部1 9粗大。在某此且 體例中’指標裝置1是電子式’電子信號通過位於其内的 電路。指標裝置内以包括調譜電路為佳（例如至少一個電 容器及電感線圈），如美國專利4, 878, 553的揭示，該揭示 併入本文參考。此外，外殼3可以是一體成形的射模塑膠 件，或是由複數個不同且相連的塑膠件相互黏著或接附構

88109889.ptd 第9頁 4345l5S * 五'發明說明（5) 成。尖端5對壓力敏感’藉改變施加於筆尖接觸對應之數 位板之壓力的量，筆輸出一信號給數位板，該改變是施加 於尖端之壓力的函數。數位板偵測不同的信號，且因此可 決定施加於尖端的壓力是多少。此外，數位板根據接收自 指標裝置的信號’也可決疋手指控制的度盤從既定位置被 旋轉的角度，以及on/of f開關是開或關。 從圖1及圖2(a)-2(c)及2(f)-2(h)可看出，非圓柱形的 握柄區17包圍的體積遠大於尾部19及尖端座〗3(且因此具 有較大的斷面）。例如’取自分段線F及G之間的區域1 7部 分的斷面，其所定義的面積’比以相同斷面法取自尖端座 13的斷面大兩倍。指標裝置1之尾端加長部19之斷面面積 的情況也相同。圖所示握柄部/區域丨7的形狀，使得使用 者更容易以他/她的姆指及中指握住指標裝置1 ^因此，使 用者可以空出食指操作可旋轉的度盤7及/或開關9，不會 衫響到使用者在數位板表面施加於尖端5的壓力。在某些 具體例中，尖端座丨3可與外殼3 —體成形，也可以是不同 的材料或獨立件。 與2(c)所不’可旋轉的指控度盤7位於指標裝置1 ί拥二3、上方争央的對稱位置。如此慣用1、右手的使用 向中線：：容盤Γ握柄區Π以指標裝置的縱 不過，從圖1可看出及⑽)-2⑴所示。 F_F。上固匕_ 有出，握柄區17並不對稱，例如分段線 下傾斜1 /命不，握括區17在分段線F_F的橡皮擦側，其向 ’、又比分段線F — F之尖端5側大。握柄區1 7向下最

^345151 五、發明說明（6) ---—- 凸出的點21 (或頂點）是沿著分段線G_G，位於握柄區”之 對稱中點（大約在分段線F -F的位置）的後方，如圖}所示。 如圖2(a)、2(b)、2(i)及2(j)所示，握柄區17向外擴展 (即變寬）’它進一步向指標|置的底部延伸。換言之，握 柄區17的底部（例如靠近最低點或頂點21)比它的中央點u 處寬。握柄區"連續增加的寬度，隨著離開開關9及度盤7 向下延伸，使得指標裝置1的使用者很容易握持。在正常 握持及操作指標裝置期間，此有助於防止指標裝置從使 者的手中滑落。 如圖1及2 (c)所示，指標裝置！的兩側靠近分段線c_c處 提供有凹部25，凹部25被造形成對使用者之手指的壓力點 減至最小，同時使得使用者在對應之數位板上對指標裝置 1之位置及在數位板上對尖端5施加之壓力的控制量最大。 比較圖2 ( c)與2 (b)的斷面圖可看到凹部2 5 ^在指標裝置^ 的兩側出現部分的凹部25，位於度盤7的正下方，靠近對 應之握柄區17的前部。握柄區17相較於尾端加長部19以及 緊位於尖端座13後方之指標裝置前部2?被放大。 在圖1中以實線劃出飾以紋理之握柄面15的外形，在圖 3一6中，它提供於指標裝置}的兩個側表面，每一個紋理面 中部^分至少有部分配置於握柄區17。紋理面15相對於外殼 3其它部分具有表面加粗的紋理，此紋理增進了使用者容 易握持及控制指標裝置1的能力。此紋理可 模成形’綱以橡膠。另者，在某些具體例中，整：： 柄區17都可飾以紋理/塗敷橡膠。任何可產生適當摩擦的

4 345 I 5.1 ^ 五、發明說明（7) 紋理，都可提供於外殼3之表面的區域1 5。 圖9是與圖卜8所示相同指標裝置1之具體例的側視斗面 圖。如圖9所示，指標裝置1包括一尖端或前端中心線或神 31，以及尾端中心線或軸33。軸31延伸通過指標裝置1的 尖端5。同時，轴3 3也延伸通過指標裝置1的橡皮擦11也牙尤 是尾端。在本發明的某些具體例中，軸3 1及33相互平行’ 但此情形並非必要。在其它具體例中，兩軸間有些許角 度。無論那種情況，軸31及33都不同軸，相互間分開一段 距離，其偏移如圖9所示。軸31與軸33間的偏移能使指標 裝置1的尖端5更靠近指標裝置包括凹部25及握柄區17的底 部。筆尖所在的此種位置，如圖1所示，其高度比橡皮擦 低，能讓使用者更容易在對應的數位板上對尖端5施加壓 力。 現仍請參閱圊9，握柄區1 7包括兩個不相連的斜面部81 及82。斜面部81從指標裝置1的尾端朝握柄區17的頂點21 傾斜，同時斜面部8 2從指標裝置的前端/筆尖端朝握柄區 的頂點傾斜。如圖所示，斜面8 2斜向頂點2 1，與平行於車由 31的面定義角冷。因此，角石也可以說是斜面部82相對於 軸3 1的斜角。在本發明的某些具體例中，斜面部82的斜角 泠大約從20-45度，大約從25-40度更佳。 如圖9所示，斜面部81中的一部分相對於軸33及31(或平 行於轴31及33的平面）的角度為0 ，其它部分相對於轴μ 及31(或平行於這些軸的平面）的角度為必。在某些具體例 中’角0大約從35-70度（大約從30-50度更佳），以及^ ^

4345Ϊ5 3 五、發明說明（8) 大約從110-135度（大約從115_125度更佳）。須注意，關於 面81及82每一個斜度都在改變，前述的角度只代表這些面 的某一部分。在某些具體例中，面8丨及82的斜度大體上都 在上述該角度範圍。緊鄰接在尖端座13後方部分向上傾 斜，相對於軸3 1及3 3的角度大約從丄5 _ 3 〇度。 現在轉到本發明的另一個具體例，其中的指標裝置並不 包括徑向加大的握柄區17 ’現請參閱圖1〇_14。 圖1 2-1 6说明根據本發明另一種具體例的指標裝置51。 指標裝置51的形狀是細長形，包括尖端5、尖端座丨3、外 殼5 3、指控開關5 5。本具體例之指標裝置的重要態樣是提 供漸細的細長部5 7以及逐漸向外展開的手指部5 g。指標裝 置51的漸細區57在形狀上比指標裝置51的中央鼓脹部 6 1 (即指標裝置的中點）細。同樣地，漸細部5 7也比擴展部 59細。在某些具體例中，當57、59及61的形狀都是環狀， 漸細部57的直徑小於中央部61及擴展部59。擴展部59的形 狀可以是環形，但並不一定在所有具體例中都是環形。在 某些具體例中’ 5 9及5 7部分可能是橢圓形。愈靠近手指擴 展部59變得愈寬，藉以減輕使用者為握住指標裝置5丨以及 經由數位板對尖端5施加壓力所需施加的力。如圖所示， 擴展部59位於尖端5及漸細部57之最細（或直徑最小）部分 之間。

88109889lptd 第13頁 圖1 0及1 1說明提供手指擴展部後’使手指所需施的力得 以減輕。圖1 0說明傳統雪茄形沒有手指擴展部的數化筆。 手指所需施加的力量以圖示的箭頭長度表示。如圖所示，

4345 f 5 J 五、發明說明（9) ---- 捏力以及使用者為拿住指標裝置以及經由數位板63對尖端 5施加麼力致手指所需出的總力都相當大。另一方面，圖 11還是圖10的指標裝置，但其上有某種型式的手指擴展部 65。從圖1 1中可看出，由於提供了環狀的手指擴展部’ 為對尖端5施加壓力，使用者所需施加的總指力及手指捏 力小很多。手指擴展部5 9的優點顯而易見。如圖1〗所示， 手指擴展部59並不需要緊鄰在尖端5或尖端座13之後，在 本發明的某些具體例中，它的位置稍向後。 簡。之如圖之圓柱形的筆或指標裝置，為避免筆從 使用者的手指滑落，使用者需施加較強的捏力，使得手指 所需f加的整體力增加。不過，當數化筆或指標裝置包括 了 t指擴展部59、65，手指的捏力減至最小，因為使用者 T需要為了握住它們而對手中的筆或指標裝置產生摩擦 。使用者手指所供應的力，絕大部分直接到達尖端5， 乂大巾田減輕所需施加的總力。減輕所需的指力即增進了 人體工學。 現仍現凊參閱圖1 〇 -11 ’指標裝置與數位板間電磁波的 送如美國專利4, 8 7 8，5 5 3所描述，藉以使數位板内的線 圏能J測到指標裝置相對於它的位置(X及y方向）。 山肖=Γ再參閱圖12_16，請注意，擴展部59是比圖11之陡 矣立 展# 6 5平緩或漸展的擴展部。平緩的擴展部5 9從漸 5 7，細的部分開始漸寬，在指標製置的前方區域提供 1 2 -夕1不同的直徑或寬度。因此，平緩的擴展部5 9，如圖 4所不，具有額外的優點’使用者可根據其喜好，將

4 3 451 5 1 五、發明說明（10) 間不的最細部分與擴展部59最粗部分之 度。因此，沒有=直義指《置不同的直徑或厚 置。例如在漸細部57 ^ h #直住或厚度不同的指標裝 間的不同位置撻 ^ a 15分與端擴展部59之最粗部分 的直徑。 ’、毛米、9毫米、1 〇毫米、11毫米等不同 現仍請參閱圖丨2 . ,t 可能是整個擴展邻”，&擴展部59至少有-部分（也有 軸，> 角大ΞΙ η的角度離開指標裂置的“'縱 足8 3 0度，使用者之手指與德 表面接觸之位置旬t妒获番R1 “ 與擴展邛之外、曲 H20度更佳。裝置51之中央線間的夾^大約從 61向後延伸的外//具體例：’例如從指標裝置之中點 Φ、、π t π ^卜殼表面，它向内朝指標裝置的中心線或是 ^縱轴傾斜的角度Ψ大約從卜1◦度，大約從2-6度較 1 。同樣地，此指標裝置51的表面可以飾以紋理以增進握 持特性，或者也可以是光滑表面。 、在某些具體例中，尖端座13可與外殼5 3 —體成形，或是 分離件但與細長的外殼連接。外殼53及尖端座1 3可以利用 塑膠或其它適合的材料製造。 、旦知曉了以上的揭示，熟悉此方面技術的人士即可了 然很多其它特徵、修改及增進。因此，這些其它特徵、修 改及增進也考慮成本發明的一部分，其範圍由 的申請 專利範圍決定之。 元件之編號說明 1 指標裝置

4 3^5^1 5 1

五、發明說明Cl 1) 3 外 殼 5 壓 敏 尖 端 7 手 指 控 制 的 刻 度 盤/轉輪 9 微 動 開 關 11 橡 皮 擦 13 尖 端 座 15 紋 理 握 柄 面 17 握 柄 區 19 尾 端 加 長 部 21 向 下 最 凸 出 的 點 23 中 央 點 25 凹 部 27 指 標 裝 置 前 部 31 前 端 中 心 線 或 車由 33 軸 51 指 標 裝 置 53 外 殼 55 指 控 開 關 57 漸 細 的 細 長 部 59 手 指 擴 展 部 61 中 央 鼓 脹 部 63 數 位 板 65 環 狀 的 手 指 擴 展 部 81，82 不 相 連 的 斜 面 部 88109889.ptd 第16頁

Claims (1)

1. 88 1 09 889 , % 34515 .1- 六、申請專利範圍 1. 一種用於數化器系統的數化器指標裝置，數化器指標 裝置包括： 一個細長的外殼； 一個尖端位於該外殼的第一端； 該外殼的一個中點，位於該第一端及該外殼之第二端等 距離的位置； 該外殼的漸細部至少有一部分位於該第一端與該中點之 間，該漸細部比該外殼的該中點細，且其中該漸細部包括 它最細的部分； 一個手指擴展部，位於該漸細部之最細部分及該尖端之 間，且其中該手指擴展部相對於該漸細部向外擴展到足以 減輕使用者操作指標裝置時手指所需施力的程度。 2. 如申請專利範圍第1項的指標裝置，其中該指標裝置 包括近乎相互平行的該第一軸及第二軸，其中該第一軸延 伸通過該尖端，且該第二軸延伸通過指標裝置的尾端，以 及其中該第一及第二軸相互偏移。 3. 如申請專利範圍第2項的指標裝置，其中該第一斜面 及該第二斜面以不同的方向斜離該頂點。 4. 如申請專利範圍第3項的指標裝置，其中該第一斜面 斜向指標裝置的該尖端，以及其中該第一斜面中至少有一 部分表面與指標裝置之該第一軸定義一個大約從2 0-40度 的斜角/S 。 5. 如申請專利範圍第4項的指標裝置，其中該第二斜面 斜向指標裝置的尾端，以及其中該第二斜面的第一部分表

   88109889.ptd 第17頁 -3 15 1 六、申請專利範圍 面與指標裝置之第二軸定義一個大約從35-70度的斜角 φ 。 6. 如申請專利範圍第1項的指標裝置，進一步包括由手 指控制的旋轉度盤。 7. 如申請專利範圍第1項的指標裝置，進一步包括尖端 與開關間的部分，該部分以相對於第一轴大約從1 5-30度 的α角向上傾斜。 8. —種數化器指標裝置，包括： 一個細長的外殼； 在該外殼第一端的一個尖端； 該外殼的一個中點，位於該外殼與該第一端及第二端等 距的位置； 該外殼的漸細部至少一部分位於該第一端與該中點之 間，該漸細部比該外殼的該中點細，以及其中該漸細部包 括它最細的部分； 一個手指擴展部，位於該漸細部之最細部分及該尖端之 間，以及其中該手指擴展部相對於該漸細部向外擴展到足 以減輕為操作指標裝置使用者手指所需施力之量的程度。 9. 如申請專利範圍第8項的指標裝置，其t該手指擴展 部的斷面包括比該漸細部之斷面大的表面。 1 0.如申請專利範圍第9項的指標裝置，其中該漸細部及 該擴展部的形狀近乎是環形。 11,如申請專利範圍第1 0項的指標裝置，其中該漸細部 的直徑小於該擴展部的直徑，以及該外殼之該中點的直徑

   88109889.ptd 第18頁 六'申請專利範圍 其中該擴展部 ’其t該擴展部 其中指標裝置是 12.如申請專利範圍第u項的指標裝 與該外殼是一體成形。 1 3 ·如申請專利範圍第丨〇項的指標裝 緊鄰指標裝置的尖端支座區。 1 4.如申請專利範圍第8項的指標裝 筆形。 ’ ,π π π祀固弟δ項的指標裝置， 部至少一部分是以大約8_3〇度的角度戽中該手指擴展 長軸向外彎曲。 化相襟裝置的中央 16.如申請專利範圍第15項的指標 大約10-20度。 置， 1 5.如申請專利範圍第8項的指標裝置 其中的角度γ Π·如申請專利範圍第8項的指標 面，例如朝指標裝置之第二端延伸離b其中外殼的表 約卜10度的角度？朝向指標裝置的中：：點的表面，以大 18.如申請專利範圍第17 、長軸彎曲。 約從2-6度… 裝置，其中的Ψ角大 】9.如申請專利範圍第】項的指標 區之頂點處的寬度比外殼在 ，其中外殼在握柄 寬度寬。 較靠近第一軸之位置的 20.如申請專利範圍第】項的指 握柄區的持握部，它包括有紋王 ' 置’進一步包括在該 以增進持握性。 理或貼以橡皮構件的表面’

   88109889.ptd 第19胃