专利名称：一种计算机输入装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计萛机的外围设备，特别是属于计萛机的输入设备，尤指以手写方式向计萛机输入图形、文字和控制计萛机屏幕上的光标的计萛机输入装置。
随着个人电脑的普及和窗口系统的广泛应用，控制计萛机屏幕上的光标的装置几乎成了人手一个的必备的装置。控制光标的装置中目前市场上供应的主要是盒式鼠标，轨迹球较少，笔式鼠标罕见。盒式鼠标是用手掌握着在工作台或鼠标垫上滑移来控制光标；轨迹球是用手指拔动滚球来控制光标，其优奌是所需工作台面范围小，并且可将轨迹球拿离工作台工作，从而长期工作不易引起手臂疲劳；笔式鼠标则是如同笔一样用手指握着以书写方式来控制光标以及向计萛机输入图形、文字和签名，其优奌是符合人们常规的使用习惯。笔式鼠标的专利早在1985年第一个盒式鼠标产品问世之前就已公布了，现在各国公布的各种笔式鼠标的专利已数不胜数，众多的笔式鼠标的设想是基于用滚球带动电位器轮或用滚球带动光栅轮(或光编码器轮)的结构，例如美国专利No.5210405、No.5291213和中国专利申请号00219764、00219887、00258363、01212629、01246861等等，这种机械式结构难以制作出钢笔般粗细的鼠标。另一类笔式光学鼠标的设想是在其内设有光源和光传感器，其工作原理是以自相关比较方式检测工作面的反射光的光学特性(如反射光所载的反射面映像)随笔的运动的变化，来判断笔的运动方向和运动距离，例如美国专利No.3182291、No.4279465、No.4475240、No.5027115、No.5635956和中国专利申请号96218723、98802502、99101715、01227790、01802379等等，其中用光纤的和不用光纤的都是可以制作成普通钢笔般粗细。但由于最早面市的盒式鼠标产品已经培养出了使用者的习惯，当操作惯了盒式鼠标再来用笔式鼠标反而感到不习惯。而且，对于长期操控光标而言，操控放在工作台上的盒式鼠标比操控手指握持的笔式鼠标会更自由随意些，因为操控盒式鼠标不易引起手指疲劳，这是为何用手指握笔写一天字会比玩一天电脑更累的心理因素之外的原因。虽然笔式鼠标在签名、画图、输入细小字符等功能上比盒式鼠标和轨迹球具有明显的优势，但是笔式鼠标产品却罕见。
随着便携式笔记本电脑和PDA(个人数据助理)的普及，以及新式的集显示屏与电脑主件于一体的平板式电脑的问世，对笔式鼠标的需求愈来愈迫切。现今的附在PDA和平板式电脑的触摸屏笔或接收电磁场能量的感应笔(光笔)是直接在显示屏上操作的，有了笔式鼠标就可取代现今的触摸屏笔和感应笔。用笔式鼠标的优奌是不再直接在显示屏上操作，从而既不会挡住显示内容也不会摩损显示屏。可以预见的是将来用笔式鼠标操作电脑的人会愈来愈多，不过目前的绝大多数人更习惯于用盒式鼠标或轨迹球来操作电脑。现有专利的笔式鼠标设计有一个共同的缺奌，都是无法满足目前多数人的操作习惯，因此无法普及推广。看来，从一种习惯到另一种习惯的过渡期，需要一种既可用作笔式鼠标与又可用作盒式鼠标(或轨迹球)的产品，即是说，既能满足人们现今的操作盒式鼠标(或轨迹球)的习惯要求，又能在需要签名、绘图和输入小的字符等场合换成笔式鼠标来工作。尤其是对于初学电脑的人来说，直接用笔式鼠标来操作电脑还更符合其平时用笔的习惯而易于上手。
一物多用的想法自古有之美国专利No.4562347公布了一种具有鼠标和轨迹球两种功能的电脑输入装置，其外壳的底部和顶部各开一个孔，装在外壳内的滚动球的部分球表面可以凸出在底部和顶部孔的外面，位移传感器装在外壳内靠近滚动球的两侧。该装置放在桌面上则滚动球通过底部的孔可与桌面接触而摩擦转动，用作通常的鼠标；该装置被手持悬空则可通过顶部的孔用手指操控滚动球，用作轨迹球。中国专利申请号92238143也提出一种多用途的电脑输入装置，其外壳设计得可手握，滚动球安装在外壳的最上端露出部分球表面，滚动球摩擦传动两侧的测光转盘组，滚动球之下安装电路板和开关等组件。该装置可倒转方向让滚动球向上或向下，当滚动球向上可用手指拔动它作轨迹球用途，当滚动球向下可在桌面或鼠标垫上摩擦滚动用作通常的鼠标，滚动球在桌面上滚动也可以想象为一支巨大的书写滚珠笔，因此设计人又自称其为轨迹笔。因向上与向下倒转方向时Y轴会倒转相位，为了使光标在两种情况下响应正确的滚动球位移方向，电路中用了切换方向的开关。该专利方法实际上也只是同一个滚动球的向上与向下两用，或者说只是一个轨迹球的两种使用方法。以上两个装置都是一个滚动球既作鼠标用又作轨迹球用，与需求的既可用作笔式鼠标与又可用作盒式鼠标(或轨迹球)的产品不同，因为用作笔式鼠标与盒式鼠标(或轨迹球)必有两个不同的位移输入头(其内部的传感器和电路可能共享)，不可能用同一个滚动球既作笔式鼠标的输入头又作盒式鼠标(或轨迹球)的输入头。专利92238143装置被設計人自称为轨迹笔，該装置用了测光转盘组等机械件而体积粗大，根本上就不具有用手指握持的通常笔的特征，其所说的轨迹笔只能是想象意义上的笔。
为了克服现有笔式鼠标专利设计上的不足，满足笔式鼠标与盒式鼠标(或轨迹球)一体两用的需求，本实用新型的技术方案是将一种笔式光学鼠标集成到人们已经用习惯了的盒式鼠标或轨迹球之上。选用光学鼠标IC来制作所说的集成两用装置，是为了方便地把两用装置中的笔式鼠标制作成钢笔般粗细，两用装置中的盒式鼠标或轨迹球则不限定为光学盒式鼠标或光学轨迹球，但最好是光学盒式鼠标或光学轨迹球，因为这样可以与笔式鼠标共用一个光学鼠标IC来降低成本。具体的技术方案如下本实用新型的计算机输入装置由外壳、按键、光源、PCB板、成像系统、图像传感器和信号处理与控制IC以及以有线或无线方式链接到计算机的传送部件构成，其特征在于所说的计算机输入装置集笔式光学鼠标和盒式鼠标(或光学轨迹球)于一身，除了可进行通常的盒式鼠标(或光学轨迹球)操作控制光标之外，还可用手指握持以手写方式输入图形、文字和签名。该集笔式光学鼠标和盒式鼠标(或光学轨迹球)于一身的装置的外壳的一个最佳实施例是制作成具有类似老鼠般(或大头滚珠笔般)的形状。该鼠形外壳的头部(或笔形外壳的细端)为一段渐细的套筒适于用母指、中指和食指握持着进行书写，安装在渐细的套筒内的笔式光学鼠标笔芯的笔尖可从套筒的最细端露出。该笔式光学鼠标笔芯的笔尖上有可透光的窗口，该窗口既能让渐细的套筒内的光源发出的光透射出，又能让书写工作面的反射光透射进入渐细的套筒内。
该集笔式光学鼠标和盒式鼠标于一身的鼠形外壳的腹部稍宽且平整。在鼠形外壳腹部的近中心处设有盒式鼠标的窗口，盒式鼠标通过该窗口与工作面藕合可感知外壳相对工作面的位移。该鼠形外壳的背部有适合放手掌的凸起的弧度，在该鼠形外壳背部的接近尾端处至少安装有鼠标的左键和右键，传送部件安装在鼠形外壳的尾部。
与所说的笔式光学鼠标集成一体的盒式鼠标可以是机械滚动球鼠标。这时鼠形外壳腹部的窗口是个园孔。安装在鼠形外壳内的盒式鼠标的滚动球通过该园孔可接触到滑移工作面而摩擦滚动。
与所说的笔式光学鼠标集成一体的盒式鼠标也可以是盒式光学鼠标，这时鼠形外壳腹部的窗口是可透光的窗口。安装在外壳内的盒式光学鼠标的光源发出的光透过该窗口射到滑移工作面上，该滑移工作面上的反射光再透过该窗口进入外壳内经光路传播到盒式光学鼠标的图像传感器。
所说的集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身的笔形外壳的粗端为一渐大的向上开口的喇叭筒，该喇叭筒内安装有一个托架。适配直径的轨迹球安放在托架内露出小半个轨迹球表面，从而任何情况下都不会从托架中掉出来。轨迹球可以在托架内沿任意方向转动任何角度。笔形外壳具有人体工学的弧形便于用手掌配合无名指和小指舒适地握笔，笔形外壳的中部至少安装有外露的鼠标右键和传送部件。所说的鼠标右键可以是笔式光学鼠标和光学轨迹球共用的，也可以笔式光学鼠标和光学轨迹球各自设置专用的鼠标右键。对于共用的鼠标右键则其安装位置应既适于用中指和母指握笔时由食指操作它，又适于用手掌配合小指和无名指握笔时由中指操作它同时由其它手指按压与拨动轨迹球。
从笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进入外壳内的书写工作面的反射光和从盒式光学鼠标的可透光窗口透射进入外壳内的滑移工作面的(或从光学轨迹球表面的)反射光，经过各自的成像系统和光路转换器使两反射光所载的两个不同反射面的映像成像到同一个图像传感器或成像到各自的图像传感器。
当成像到各自的图像传感器，则书写工作面的映像成像在笔式光学鼠标的图像传感器上，滑移工作面(或光学轨迹球表面)的映像成像在盒式光学鼠标(或光学轨迹球)的图像传感器上。
当成像到同一个图像传感器，则在笔式光学鼠标书写工作面的反射光和盒式光学鼠标滑移工作面的(或光学轨迹球表面的)反射光到达图像传感器的途中各设有一个遮挡光装置，这两个遮挡光装置的联动机构使得来自笔式光学鼠标笔书写工作面的反射光和来自盒式鼠标滑移工作面的(或来自光学轨迹球表面的)反射光不能同时到达图像传感器。
从笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射出的光和从盒式光学鼠标的可透光窗口透射出的光(或射到光学轨迹球表面的光)可以是由同一个光源发出的，由分光器分成两束光再经光束变换传送系统分别传播到鼠形盒的头部和腹部(或笔的细端和粗端)，在两路光的传播途中各设有一个可切断光路的光开关，两个光开关设定得光源发出的光任一时刻只能传播到鼠形盒的头部和腹部的可透光的窗口中的一个(或只能传播到笔的细端和粗端中的一个)。
从笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射出的光和从盒式光学鼠标的可透光窗口透射出的光(或射到光学轨迹球表面的光)也可以是分别由两个光源各自发出的，经各自的光束变换传送系统分别传到鼠形盒的头部和腹部(或分别传到笔的细端和粗端)，两个光源各自设有电源开关，控制电路设定得两个光源不能同时被奌亮。
从笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进的书写工作面的反射光的成像系统具有较大的景深，保证笔式光学鼠标笔尖离书写工作面的距离在0～5mm范围内均能使反射光所载的反射面的映像成像到图像传感器。从盒式光学鼠标的可透光窗口透射进的鼠标滑移工作面(或从光学轨迹球表面)的反射光的成像系统的景深较小，外壳离开鼠标滑移工作面(或光学轨迹球表面离开托架)1mm以上时反射光所载的反射面的映像就不能成像到图像传感器。
笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口和盒式光学鼠标的可透光窗口是由透过率大于百分之五十的有机或无机材料制成的。嵌在外壳腹部的用作盒式光学鼠标的可透光窗口的透光材料片相对外壳腹部的外表面略微凹进，从而不会在鼠标滑移中受磨损而降低透光率。
安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯可相对套筒轴向位移5mm以上的距离，由双稳态手动选择开关控制光学笔芯上的笔尖露出套筒外或缩进套筒内。
安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与套筒之间可安装一个压力传感器，用来检测笔对书写工作面的书写压力。当书写压力小于设定值时笔式光学鼠标笔只能操控光标，当压力大于等于设定值时才能进行手写输入。可设定得手写笔划的粗细随手写运力的加大而增粗。
安装渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与套筒之间可安装一个微动下压开关。微动下压开关内弹性件的弹力小于双稳态手动选择开关内弹性件的弹力，手指握住渐细套筒用通常的书写下压压力不能打开双稳态手动选择开关但却能打开该微动下压开关，微动下压开关的行程应小于1mm，最佳为0.2～0.3mm。可设定得该微动下压开关的功能如同通常的鼠标左键。
笔式光学鼠标笔芯的笔尖处通常是安装一个可透光的窗口，但也可安装一个受摩擦力驱动可自由转动的园珠。笔芯仍安装在渐细套筒内，所说的园珠的球表面就是可反射光源来的光的书写工作面，反射光所载的园珠球表面的映像成像在笔式光学鼠标的图像传感器上。
安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与渐细套筒也可以是固定连接成一体的，笔式光学鼠标笔芯上的笔尖连同笔尖上的可透光窗口露出在渐细套筒最细端的外面，一个简化的特例是取消笔芯，仅在渐细套筒最细端固装一个具有可透光窗口的尖头作为所说的笔式光学鼠标的笔尖。
所说的大头滚珠笔般形状的集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身的装置，可在其粗端(光学轨迹球所在的大头一端)设置一个挂扣，以便于像钢笔一样插在上衣袋内扣紧，该挂扣用金属制作可兼用作以无线方式链接到计算机的传送部件的输出天线。该挂扣可以联动着装置的总电源开关和双稳态手动选择开关，并取代这些开关的按拨扭，来减少外露的按拨扭，使该装置显得简洁美观。
安装在笔形外壳粗端渐大的喇叭筒内的托架和渐大的喇叭筒之间可安装一个微动下压开关，手指按压安放在托架上的轨迹球能打开该微动下压开关，微动下压开关的行程应小于1mm，最佳为0.2～0.3mm，可设定得该微动下压开关的功能如同通常的鼠标左键。
安装在笔形外壳另一端渐大的喇叭筒内的托架和渐大的喇叭筒也可以是固装为一体的，一个简化的特例是取消托架，在渐大的喇叭筒的内表面上直接安放轨迹球。
所说的成像系统是由球面或非球面的凹凸透镜配合光栏构成的，不同的光路中的成像系统有不同的景深，以适应于笔式光学鼠标、盒式光学鼠标和光学轨迹球中的反射光所载反射面映像的不同的成像要求。所说的光路转换器是由反射镜、棱镜构成的，也可以是由柔性光导纤维构成的。所说的光束变换传送系统是由球面或非球面的凹凸透镜配合反射镜、棱镜构成的，也可以是由柔性光导纤维构成的。所说的分光器是半反半透镜，也可以是光纤分光器。
附图的简要说明
图1是本实用新型的最佳实施例之一的示意图，表示笔式光学鼠标与盒式光学鼠标集成为一体的一种结构形式。
图2是本实用新型的最佳实施例之二的示意图，表示笔式光学鼠标与光学轨迹球集成为一体的一种结构形式。
本实用新型的最佳实施例之一如图1所示外壳1.1如同老鼠般形状。外壳的头部为一段渐细的套筒1.2，套筒1.2的细端为普通钢笔般粗细适于用三个手指握持。外壳的腹部1.3为一较平的表面适于放置在工作面(桌面或鼠标垫)上，腹部的近中心处有一园孔1.4，园孔中嵌有透光材料片1.5，嵌得透光片略微向内凹进，当腹部与工作面接触时透光片不会与工作面接触，以避免因磨损而降低其透光性能。套筒1.2内安装有笔式光学鼠标的笔芯1.6，笔芯1.6与套筒1.2之间安装有双稳态手动选择开关1.7，开关1.7可在笔芯尖端收进于套筒内的上稳态和笔芯尖端露出在套筒外的下稳态这两个状态之间翻转。笔芯1.6上设置有笔的LED光源1.8以及光源开关1.9，光源开关1.9跟双稳态手动选择开关1.7联动，当笔芯尖端露出在套筒外的下稳态时笔的光源1.8才被奌亮。光源开关1.9是双路反向开关，另一路为盒式光学鼠标的LED光源1.10的电源开关，使得光源1.8和1.10两者中任何时候只有一个被奌亮。笔芯与套筒之间还安装有行程约为0.25mm的微动下压开关1.11，微动下压开关1.11内的弹性件的弹力小于手动选择开关1.7内的弹性件的弹力，用通常的书写压力不能使双稳态手动选择开关1.7翻转，但却能使微动下压开关1.11闭合。设定得微动下压开关1.11的功能如同通常的鼠标左键，从而笔式光学鼠标有了左键，再在渐细的套筒1.2上设置笔式鼠标右键1.12，鼠标左、右键1.11和1.12的闭合信号通过连接在按键上的电线传送到信号处理与控制IC上。双稳态手动选择开关1.7的拨动键同时又作为鼠标右键1.12的按压键，当拨动键拨动向渐细的套筒的细端则笔芯1.6的尖端露出套筒外，装置进入笔式光学鼠标使用状态，此时按压它起鼠标右键功能；当拨动键拨动向渐细的套筒的粗端则笔芯1.6的尖端缩进套筒内，装置进入盒式光学鼠标使用状态，此时按压它不起任何作用。笔芯1.6的尖端设置有可透光的窗口1.13，窗口1.13的形状使得光源1.8发出的光可从窗口透射到书写工作面，同时书写工作面的反射光又可通过窗口进入笔芯内，而且从窗口进入与射出的光各走各的光路互不干扰。从书写工作面的反射光透过窗口1.13进入到套筒1.2内，再通过安装在套筒内的有较大景深的成像系统1.14和直角棱镜1.15的全反射，使书写工作面的映像落在图像传感器1.16上。图像传感器1.16是笔式光学鼠标和盒式光学鼠标共用的，当光源1.8不被奌亮而光源1.10被奌亮，则光源1.10发出光从外壳腹部的园孔1.4射出，此时滑移工作面的反射光透过园孔1.4进入外壳内，再通过安装在外壳内的较小景深的成像系统1.17并透过直角棱镜1.15，使滑移工作面的映像直接落在图像传感器1.16上。在外壳的尾部设置有盒式鼠标的左、右键1.18和1.19。传送部件中的发射器(当使用无线光学鼠标IC)或连接计算机的电缆线(当使用有线光学鼠标IC)1.20设置在外壳的尾部。
本实用新型的最佳实施例之二如图2所示外壳2.1如同大头滚珠笔般的形状。笔形外壳的细端为一段渐细的套筒2.2，套筒2.2的细端为普通钢笔般粗细，适于用三个手指握持。笔形外壳的粗端为一渐大的向上开口的喇叭筒2.3，喇叭筒2.3内安装有托架2.4，适配直径的轨迹球2.5安放在托架内并露出小半个轨迹球表面。笔形外壳2.1具有人体工学的弧形便于用手掌配合无名指和小指舒适地握笔，笔式光学鼠标的右键2.12安装在套筒2.2上其位置适于用中指和母指握笔时由食指操作它。套筒2.2内安装有笔式光学鼠标的笔芯2.6，笔芯2.6与套筒2.2之间安装有双稳态手动选择开关2.7，双稳态开关2.7可在笔芯尖端收进于套筒内的上稳态和笔芯尖端露出在套筒外的下稳态这两个状态之间翻转。笔芯上设置有笔的LED光源2.8以及光源开关2.9，光源开关2.9跟双稳态开关2.7联动，当笔芯尖端露出在套筒外的下稳态时笔的光源2.8才被奌亮。光源开关2.9是双路反向开关，另一路为光学轨迹球的LED光源2.10的电源开关，使得光源2.8和2.10两者中任何时候只有一个被奌亮。笔芯2.6与套筒2.2之间还安装有压力传感器2.11，设定得压力传感器2.11检测到的套筒对笔芯的下压压力(从而也是笔芯尖端对书写工作面的压力)大于设定值时如同按下了通常的鼠标左键，即是说，当书写压力小于设定值时笔式光学鼠标仅可移动光标，当书写压力大于设定值时笔式光学鼠标才可进行手写文字、图形和签名的输入，而且设定得手写笔划的粗细随手写运力的加大而变粗。当手写用力大于临界值时，则可将安装在笔芯2.6与套筒2.2之间的双稳态开关2.7翻转到上稳态(笔芯的尖端收进套筒内)同时关闭光源2.8，使笔式光学鼠标停止工作，从而可保护压力传感器避免压力过载而捐坏。压力传感器2.11的信号和鼠标右键2.12的闭合信号通过电线传送到信号处理与控制IC上。笔芯2.8的尖端设置有可透光的窗口2.13，窗口2.13的形状使得光源2.8发出的光可从窗口透射到书写工作面，同时书写工作面的反射光又可通过窗口进入到笔内，而且从窗口进入与射出的光各走各的光路互不干扰。从书写工作面的反射光透过窗口2.13进入到套筒2.2内，再通过安装在套筒内的有较大景深的成像系统2.14和直角棱镜2.15的全反射，使书写工作面的映像落在图像传感器2.16上。图像传感器2.16是笔式光学鼠标和光学轨迹球共用的，当光源2.8不被奌亮而光源2.10被奌亮，则光源2.10发出光直接照射到轨迹球2.5上。轨迹球表面的反射光再通过安装在外壳内的有较小景深的成像系统2.17和直角棱镜2.21的全反射，再透过直角棱镜2.15使轨迹球表面的映像直接落在图像传感器2.16上。在托架2.4和喇叭筒2.3之间安装有行程约为0.25mm的微动下压开关2.18，设定得微动下压开关2.18的功能如同通常的鼠标左键。喇叭筒2.3上设置有多态按拨键2.20，键2.20兼作双稳态选择开关2.7的手动按键和电源总开关。键2.20拨在最上位置时关闭总电源，装置处于保存备用态；键2.20拨在中间位置时对应于双稳态选择开关2.7处于上稳态位置，同时电源被开启并奌亮光学轨迹球的LED光源2.10，装置处于光学轨迹球的使用状态；键2.20拨在最下位置时对应于双稳态选择开关2.7处于下稳态位置，同时电源被开启并奌亮LED光源2.8，装置处于笔式光学鼠标的使用状态。光学轨迹球的右键2.19安装在多态按拨键2.20的中间位置的底下，当键2.20拨在中间位置时按压键2.20就可使右键2.19闭合。本实施例选用无线光学鼠标IC，传送部件及其发射器2.22设置在喇叭筒2.3上与多态按拨键2.20相对的另一边。
本实用新型不限于上述实施方式，本领域的技术人员容易地对它作各种新的组合方式或变化实施形式，但这不会脱离本实用新型的权利要求所限定的精神与范围。
本实用新型的集笔式光学鼠标与盒式鼠标(或光学轨迹球)于一身的装置既可一物两用，又不会比单独的笔式光学鼠标增加大多的成本，还可按市场需求制作成多种款式。它既能满足电脑熟手的需求，又特别适于初学电脑的新手使用，它体积小巧尤其适合于配套在便携式笔记本电脑、平板式电脑和PDA中。本实用新型以现有的有线或无线光学鼠标IC为基础组件，因此特别适合于工业化生产。
权利要求1，一种计算机输入装置由外壳、按键、光源、PCB板、成像系统、图像传感器和信号处理与控制IC以及以有线或无线方式链接到计算机的传送部件构成，其特征在于所说的计算机输入装置集笔式光学鼠标和盒式鼠标于一身，除了可进行通常的盒式鼠标操作控制光标之外，还可用手指握持进行手写输入图形、文字和签名；该集笔式光学鼠标和盒式鼠标于一身的装置的外壳的一个最佳实施例是制作成具有类似老鼠般的形状；该鼠形外壳的头部为一段渐细的套筒适于用母指、中指和食指握持着进行书写，安装在套筒内的笔式光学鼠标笔芯的笔尖可从套筒的最细端露出；该笔式光学鼠标笔芯的笔尖上有可透光的窗口，该窗口既能让安装在笔形外壳内的光源的光射出，又能让书写工作面的反射光射进笔形外壳内；该鼠形外壳的腹部稍宽且平整，在鼠形外壳腹部的近中心处设有另一个盒式鼠标窗口，通过该窗口盒式鼠标与工作面藕合可感知外壳相对工作面的位移；该鼠形外壳的背部有适合放手掌的凸起的弧度，在该鼠形外壳背部的接近尾端处至少安装有鼠标的左键和右键，传送部件安装在鼠形外壳的尾部。
2，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的与笔式光学鼠标集成一体的盒式鼠标是盒式光学鼠标，鼠形外壳腹部的窗口是可透光的窗口，安装在外壳内的盒式光学鼠标的光源的光透过该窗口射到滑移工作面上，该滑移工作面上的反射光再透过该窗口进入外壳内经光路传播到盒式光学鼠标的图像传感器。
3，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的与笔式光学鼠标集成一体的盒式鼠标是具有机械滚动球的鼠标，鼠形外壳腹部的窗口是个园孔，装在鼠形外壳内的盒式鼠标的滚动球可通过该园孔接触到鼠标滑移工作面而摩擦滚动。
4，根据权利要求1和2所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进入外壳内的书写工作面的反射光和从所说的盒式光学鼠标的可透光窗口透射进入外壳内的滑移工作面的反射光，经过各自的成像系统和光路转换器使所说的两反射光所载的两个不同反射面的映像成像到同一个图像传感器。
5，根据权利要求4所述的一种计算机输入装置，其特征在于在所说的笔式光学鼠标书写工作面的反射光和所说的盒式光学鼠标滑移工作面的反射光到达图像传感器的途中各设有一个遮挡光装置，这两个遮挡光装置的联动机构使得来自笔式光学鼠标笔书写工作面的反射光和来自盒式鼠标滑移工作面的反射光不能同时到达图像传感器。
6，根据权利要求1和2所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进入外壳内的书写工作面的反射光和从所说的盒式光学鼠标的可透光窗口透射进入外壳内的滑移工作面的反射光，经过各自的成像系统和光路转换器使所说的两反射光所载的两个不同反射面的映像分别成像到各自的图像传感器，其中书写工作面的映像成像在笔式光学鼠标的图像传感器上，滑移工作面的映像成像在盒式光学鼠标的图像传感器上。
7，根据权利要求4和6所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进的书写工作面的反射光的成像系统具有较大的景深，保证笔式光学鼠标笔尖离书写工作面的距离在0～5mm范围内均能使反射光所载的反射面的映像成像到图像传感器；从所说的盒式光学鼠标的可透光窗口透射进的鼠标滑移工作面的反射光的成像系统的景深较小，外壳离开鼠标滑移工作面1mm以上时反射光所载的反射面的映像就不能成像到图像传感器。
8，根据权利要求1和2所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射出的光和从所说的盒式光学鼠标的可透光窗口透射出的光是由同一个光源发出的，由分光器分成两束光再经光束变换传送系统分别传播到鼠形外壳的头部和腹部，在两路光的传播途中各设有一个可切断光路的光开关，两个光开关设定得光源发出的光任一时刻只能传播到鼠形外壳头部和腹部的可透光的窗口中的一个。
9，根据权利要求1和2所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射出的光和从所说的盒式光学鼠标的可透光窗口透射出的光是分别由两个光源各自发出的，经各自的光束变换传送系统分别传到鼠形外壳的头部和腹部，两个光源各自设有电源开关，控制电路设定得两个光源不能同时被奌亮。
10，根权利要求1和2所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口和盒式光学鼠标的可透光窗口是由透过率大于百分之五十的有机或无机材料制成的，嵌在鼠形外壳腹部的用作盒式光学鼠标的可透光窗口的透光材料片相对外壳腹部的外表面略微凹进。
11，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯可相对套筒轴向位移5mm以上的距离，由双稳态手动选择开关控制光学笔芯上的笔尖露出套筒外或缩进套筒内。
12，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的套筒之间安装有一个压力传感器，用来检测笔对书写工作面的书写压力，当书写压力小于设定值时光学鼠标笔只能操控光标，当压力大于等于设定值时才能进行手写输入。可设定得手写笔划的粗细随手写运力的加大而增粗。
13，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的套筒之间安装有一个微动下压开关，微动下压开关内弹性件的弹力小于双稳态手动选择开关内弹性件的弹力，手指握住渐细套筒用通常书写的下压压力不能翻转双稳态手动选择开关但却能打开该微动下压开关，微动下压开关的行程应小于1mm，最佳为0.2～0.3mm，可设定得该微动下压开关的功能如同通常的鼠标左键。
14，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的笔式光学鼠标笔芯的笔尖处装有一个受摩擦力驱动可自由转动的园珠，所说的笔芯安装在渐细套筒内，所说的园珠的球表面就是所说的可反射光源来的光的书写工作面，反射光所载的园珠球表面的映像成像在笔式光学鼠标的图像传感器上。
15，根据权利要求1所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的渐细套筒是固定连接成一体的，笔式光学鼠标笔芯上的笔尖连同笔尖上的可透光窗口露出在渐细套筒最细端的外面，一个简化的特例是取消笔芯，仅在渐细套筒最细端固装一个具有可透光窗口的尖头作为所说的笔式光学鼠标的笔尖。
16，一种计算机输入装置由外壳、按键、光源、PCB板、成像系统、图像传感器和信号处理与控制IC以及以有线或无线方式链接到计算机的传送部件构成，其特征在于所说的计算机输入装置集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身，除了可进行通常的轨迹球操作控制光标之外还可用手指握持进行手写输入图形、文字和签名；该集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身的装置的外壳具有大头滚珠笔般的形状；笔形外壳的细端为一段渐细的套筒适于用母指、中指和食指握持着进行书写，安装在套筒内的笔式光学鼠标笔芯的笔尖可从套筒的最细端露出；该笔式光学鼠标笔芯的笔尖上有可透光的窗口，该窗口既能让安装在笔形外壳内的光源的光射出，又能让书写工作面的反射光射进入笔形外壳内；笔形外壳的粗端为一渐大的向上开口的喇叭筒，该喇叭筒内安装有一个托架，适配直径的轨迹球安放在托架内露出小半个轨迹球表面从而任何情况下都不会从托架中掉出来，轨迹球可以在托架内沿任意方向转动任何角度；笔形外壳具有人体工学的弧形便于用手掌配合无名指和小指舒适地握笔，笔形外壳的中部至少安装有外露的鼠标右键和传送部件。
17，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身的装置，在光学轨迹球所在的粗端设有一个挂扣，便于像钢笔一样插在上衣袋内扣紧，该金属制作的挂扣兼用作以无线方式链接到计算机的传送部件的输出天线。
18，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口所射进的书写工作面的反射光和从轨迹球表面的反射光，经过各自的成像系统和光路转换器，使两反射光所载的两个不同反射面的映像成像到同一个图像传感器。
19，根据权利要求18所述的一种计算机输入装置，其特征在于在所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射进的书写工作面的反射光和所说的轨迹球表面的反射光到达图像传感器的传播光路途中各设有一个遮挡光装置，两遮挡光装置的联动机构使来自笔尖端书写工作面的反射光和轨迹球表面的反射光不能同时到达图像传感器。
20，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口射进的书写工作面的反射光和从轨迹球表面的反射光，经过各自的成像系统和光路转换器，使两反射光所载的两个不同反射面的映像成像到各自的图像传感器，其中书写工作面的映像成像在笔式光学鼠标的图像传感器上，轨迹球表面的映像成像在光学轨迹球的图像传感器上。
21，根据权利要求18和20所述的一种计算机输入装置，其特征在于从笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口射进的书写工作面的反射光的成像系统具有较大的景深，保证笔式光学鼠标的笔尖离书写工作面的距离在0至5mm的范围内均能使反射光所载的书写工作面的映像成像到图像传感器；从轨迹球表面的反射光的成系统的景深较小，当轨迹球跳离支架1mm以上时反射光所载的轨迹球表面的映像就不能成像到图像传感器。
22，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口透射到书写工作面的光和照射到轨迹球表面的光是同一个光源发出的，由分光器分成两束光再经光束变换传送系统传播到笔尖端和轨迹球表面，在两路光的传播途中各设有一个可切断光路的光开关，两个光开关设定得光源发出的光任何时刻都只能传到笔尖端和轨迹球表面中的一个。
23，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于从所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光的窗口透射到书写工作面的光和照射到轨迹球表面的光是分别由两个光源各自发出的，经各自的光束变换传送系统分别传播到笔尖端和轨迹球表面，两个光源各自设有电源开关，控制电路设定得两个光源不能同时被奌亮。
24，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的笔式光学鼠标笔尖上的可透光窗口是由透光率百分之五十以上的有机或无机透光材料制成的。
25，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯可相对套筒轴向位移5mm以上的距离，由双稳态手动选择开关控制笔式光学鼠标笔芯上的笔尖露出套筒外或缩进套筒内。
26，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的套筒之间安装有一个压力传感器，用来检测笔对书写工作面的书写压力，当书写压力小于设定值时笔式光学鼠标只能操控光标，当压力大于等于设定值时才能进行手写输入，可设定得手写笔划的粗细随手写运力的加大而增粗。
27，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的套筒之间安装有一个微动下压开关，微动下压开关内弹性件的弹力小于双稳态手动选择开关内弹性件的弹力，手指握住渐细套筒用通常书写的下压压力不能翻转双稳态手动选择开关但却能打开该微动下压开关，微动下压开关的行程应小于1mm，最佳为0.2～0.3mm，可设定得该微动下压开关的功能如同通常的鼠标左键。
28，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在渐细套筒内的笔式光学鼠标笔芯与所说的套筒是固装成一体的，笔式光学鼠标笔芯上的笔尖连同笔尖上的可透光的窗口露出在所说的渐细套筒最细端的外面，一个简化的特例是取消笔芯，仅将一个具有可透光窗口的尖头固装在渐细套筒的最细端作为所说的笔式光学鼠标的笔尖。
29，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在笔形外壳粗端渐大的喇叭筒内的托架和渐大的喇叭筒之间安装有一个微动下压开关，手指按压安放在托架上的轨迹球能打开该微动下压开关，微动下压开关的行程应小于1mm，最佳为0.2～0.3mm，可设定得该微动下压开关的功能如同通常的鼠标左键。
30，根据权利要求16所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的安装在笔形外壳粗端渐大的喇叭筒内的托架和渐大的喇叭筒是固装为一体的，一个简化的特例是取消托架，在渐大的喇叭筒的内表面上直接安放轨迹球。
31，根据权利要求16、17和25所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的设置在集笔式光学鼠标和光学轨迹球于一身的装置中粗端的挂扣，联动着装置的总电源开关和双稳态手动选择开关，並取代这些开关的按拨扭。
32，根据权利要求1、4、6、16、18和20所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的成像系统是由球面或非球面的凹凸透镜配合光栏构成的，不同的光路中的成像系统有不同的景深，以适应于笔式光学鼠标、盒式光学鼠标和光学轨迹球中的反射光所载反射面映像的不同的成像要求。
33，根据权利要求4、6、18、和20所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的光路转换器是由反射镜、棱镜构成的。
34，根据权利要求4、6、18、和20所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的光路转换器是由柔性光导纤维构成的。
35，根据权利要求8、9、22和23所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的光束变换传送系统是由球面或非球面的凹凸透镜配合反射镜、棱镜构成的。
36，根据权利要求8、9、22和23所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的光束变换传送系统是由柔性光导纤维构成的。
37，根据权利要求8、和22所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的分光器是半反半透镜。
38，根据权利要求8、和22所述的一种计算机输入装置，其特征在于所说的分光器是光纤分光器。
专利摘要本实用新型的计算机输入装置集笔式光学鼠标与盒式鼠标于一身或集笔式光学鼠标与光学轨迹球于一身，除了可进行通常的盒式鼠标(或光学轨迹球)操作控制光标之外，还可用手指握持进行手写输入图形、文字和签名。它既能满足电脑熟手的需求，又特别适于初学电脑的新手使用，它体积小巧尤其适合于配套在便携式笔记本电脑、平板式电脑和PDA中。本实用新型以现有的有线或无线光学鼠标IC为基础组件，因此特别适合于工业化生产。
文档编号G06F3/033GK2627566SQ0320545
公开日2004年7月21日 申请日期2003年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者陈其良, 陈紹光 申请人:陈其良, 陈紹光