专利名称：手写鼠标笔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种含有X、Y方向位移的检测部分，其中每个检测部分包括一个发光二极管、一个透镜、一个反光镜、一个光敏集成块的光电鼠标器，特别是一种具有手写文字输入功能的光电鼠标器，手写鼠标笔。
背景技术：
虽然现在出现了一些利用现有鼠标器原理输入汉字的技术，但有些技术利用光纤组，有的利用一个透明导光体来拾取和传递反映鼠标移动的光信号，这在光学原理上未必可行。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种能拾取鼠标移动轨迹，可按普通人书写汉字、绘图的习惯，使用时允许笔杆上下提笔左右前后适当摆动的手写鼠标笔。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是本手写鼠标笔，包括壳体、鼠标板、光电数据处理部件，其中壳体部件由底座和上壳组成，底座下表面是平面，鼠标板是专门配套的表面印有图案的薄板，图案一般是方块或栅格，薄板一般为矩形板，光电数据处理部件，含有X、Y方向位移的检测部分，其中每个检测部分包括一个发光二极管、一个透镜、一个反光镜、一个光敏集成块。其特征在于壳体上部设有一个笔杆，还设有一个一端和笔杆下端连接，一端与底座成刚性连接的活动连轴器，还设有一个能检测笔杆是否处于书写状态的书写开关，书写开关与光电数据处理部件电连接。光电数据处理部件，含有公知鼠标器除壳体和鼠标板外的其它各器件，包括左右(X方向)移动检测部分和前后(Y方向)移动检测部分。如集成块、晶振、各种开关、印刷电路板等，固定在底座上。底座在透镜下面有开孔，经一个球面透镜的球心作一条上下方向的垂线，该垂线也是该透镜的透镜轴线。在描述鼠标器壳体的相关运动时，我们只需描述该透镜轴的运动即可。该轴移动则壳体移动，该轴转动则壳体转动。另有一个可由手指夹持的笔杆。笔杆截面可以是圆形或非圆形的，可以是椭圆的，可以是三角形的。截面是圆角矩形且前面的一条边是左右方向的笔杆，便于稳固执笔。
书写时，我们需要一种转动笔杆，底座也会跟着转动，或者说不转动笔杆底座也不转动，并且允许笔杆相对于底座上下移动，或者说允许底座相对笔杆沿底座轴线方向移动，还允许笔杆相对于底座有前后、左右方向的摆动的装置。具有上述功能的装置是活动连轴器。笔杆经活动连轴器与底座连接，书写时笔不转动，壳体也不会转动，保证了壳体在书写中始终方向基本不变；移动笔杆，壳体跟着移动，底座上的光电数据处理部件也移动，可准确获取笔杆的运动轨迹。
这个活动连轴器还允许笔杆相对于底座有前后、左右方向的摆动。笔杆可预先设计成向后倾斜的，或向右后方倾斜的。一般人书写时笔杆向后倾斜的角度约为45度，故下面有些实施例中，将笔杆预设倾斜角度定为45度，也可再向右倾斜30度。在笔杆和活动连轴器间加一个轴，笔杆就可绕轴向后转动，这可调整笔杆的预设倾斜角度。这可适应各类执笔习惯不同的人群。
活动连轴器一端与笔杆连接，另一端与底座成刚性连接或经上壳与底座刚性连结。笔杆与活动连轴器可由螺纹连接，也可借摩擦力或弹力进行连接，如同很多笔杆和笔套间的连接。活动连轴器一般装在壳体内，或大部分装在壳体内，这比较美观也不易损坏，但也可以装在壳体外。为了减小鼠标输出线对书写的干扰，它可以经笔杆顶端或壳体左、右两侧或上壳的钩或孔或槽支撑后引出。输出线的插头可以是USB插头或鼠标口插头。壳体上可设孔或槽，放置卸下的笔杆，以防丢失。
手写鼠标笔壳体上可有个孔，活动连轴器经该孔与笔杆相连接。手写鼠标笔的笔杆，有0可拆卸的，拆下笔杆后，手写鼠标笔就可当作普通鼠标使用。这时，可用盖将笔杆孔盖上，既美观又挡灰。这个盖可以是与壳体成活动连接的。盖可以是块滑盖，书写时将盖向后移动，装上笔杆。不书写时，把笔杆取下，把盖向前推动盖住笔杆孔。在壳体上表面左右两侧可各开一条前后方向的槽，在盖下面左右两侧设有可在槽中滑动的凸缘。盖可借此凸缘在壳体上滑动。盖也可以做成与上壳成旋转连接的翻盖，旋转轴为左右方向，取下笔杆后，向前翻动盖，遮住笔杆孔。盖也可以做成是与笔杆孔形状一样的盖，把盖象一般瓶塞一样盖到笔杆孔上。
当然，笔杆与活动连轴器可做成笔杆可向后折叠的旋转连接，上壳在笔杆孔后部有容纳折叠的笔杆的槽。旋转轴的轴线方向为左右方向，笔杆向下折叠平放时，可设定位装置使之保持折叠位置。笔杆可做成拉杆天线那样可拉伸延长的，或经螺纹接长，或用其它方式接长。
手写鼠标笔还装了一个能检测笔杆是否处于书写状态的书写开关，笔杆由最高处向下移动，前期未压迫书写开关，为自由行程，越过自由行程会使书写开关闭合，书写开关与光电数据处理部件有电连接。书写开关可用透明胶片或薄塑料片或橡胶那样的软材料制作薄膜开关，可如同普通计算机键盘那样，用三片厚约0.05-0.2毫米的硬塑料薄片叠在一起，中间一张薄片绝缘有孔，上下两薄片相对的面都镀了银膜或金膜，平时由于中间那张薄片隔着，上下两薄片间不通电，当上面的薄片受到压力而向下变形时，通过中间薄片的孔，上下薄片的金属膜电极接触通电，完成开关的接通功能。镀了金属膜的薄片可以通过专用的插座与印刷电路板相连接，也可以将导线直接焊到金属膜上。当然如果有足够薄的金属薄片，也可以用金属薄片代替金属膜，或直接代替上下薄片。书写开关当然也可以用普通鼠标器的左、右键开关那样的现成的压触开关，也可用其它有簧片的开关。但薄膜开关是最薄的，驱动其闭合所需的笔杆向下移动距离也是最小的，它可灵敏地捕捉书写时手的微小上下活动，高保真地传递书写信息。
书写开关是微动轻触开关，它一般与鼠标右键有并联的电连接。开关的触发力的大小也可做成可调的，以适应手力不同的人。如果能够编写配套软件也可以将开关与中键并联，或将开关自定义为专门用于书写的书写键。这时书写开关不再兼有右键功能，书写时下压笔杆不再需要依据下压时间的长短来区分究竞是在书写还是在击右键。这对某些人会觉得更合适。与底座有刚性连接的书写开关可位于笔杆下面。
当然，手写鼠标笔也可按公知的无线鼠标器那样做成无导线连接的，鼠标器本身设有一个信号发射装置，还配备一个可接收信号的有USB插头或COM口插头或鼠标口插头或可装入计算机机箱的接收器。发射和接收的信号可以是无线电信号，超声波信号，红外线信号等。
手写鼠标笔的重量应该尽量轻一些，材料尽量用薄些的，壳体的尺寸尤其是高度应尽量小一些，这样书写时的手感要好些。手写鼠标器的输出线应该用比较软的线，这样对书写的干扰较小，还可绕成螺旋状的，电话听筒线那样的。也可配一个可固定导线的导线固定器，固定器可做成约25毫米见方的矩形体，上面有可嵌入导线的线槽或穿入导线的孔，内部还可装入永久磁铁，固定器可放在桌上或吸附在计算机机箱上，一个对书写干扰最小的位置上。输出线可以配鼠标接头。如配USB接头，这时原有的普通鼠标器可同时在计算机上使用。
公知鼠标器有很多开关，它们被安装在一块被固定在底座上的印刷电路板上，这些开关与印刷电路板的相应焊点有电连接。本手写鼠标笔的笔杆上，可以设有与公知鼠标器对应的开关，如左键开关、右键开关、中键开关，滚轮开关、自动卷页开关等。这些开关，与公知鼠标器对应开关在印刷电路板上的相应焊点，有电连接，即与光电数据处理部件对应的按键开关电连接。。如果装有开关的笔杆做成可拆装的，它下端需装有与笔杆内的开关有电连接的接插件。活动连轴器与笔杆相连接的那端，也要有相配的接插件与印刷电路板对应开关对应焊点有电连接。有时笔杆上是否装开关对使用影响不大，因为壳体上的开关离手指也很近，也可操作。一般笔杆上只设一个右键开关即可。
在底座透镜下面开孔附近，可固定减磨支承，这是由滑动阻力小的材料，如尼龙块做成的薄片或小块。它比底座其它位置还低0.05-0.3毫米，书写着力时，笔杆和壳体的向下力，主要都落到该材料上，笔杆移动的摩擦力也主要由该点产生。因该点与笔杆的轴线距离作得很小，故其产生的令笔杆旋转的力矩也小，有利于保持高的书写质量。
本实用新型与现有的技术相比的有益效果是充分利用现有有鼠标板，有二个透镜、二块反光镜，二块光敏集成电路的光电鼠标器技术，制成能输入汉字的鼠标笔，结构简单技术成熟，非常实用，易于投入实际生产。本实用新型可在多个软件平台下使用。
图1是本手写鼠标笔的第一个实施例。
图2是图1的B-B向剖视图。
图3是本手写鼠标笔的第二个实施例。
图4是本手写鼠标笔的第三个实施例。
图5是本手写鼠标笔的第四个实施例。
图6是图5的A向视图。
图7是本手写鼠标笔的第五个实施例。
图8是图7的A向视图。
图9是本手写鼠标笔的第六个实施例。
图中，1.开关，2.印刷电路板，3.滚轮，4.底座，5.反光镜，6.光敏集成电路，7.书写开关，8.减磨支承，9.透镜，10.印刷电路板，11.发光二极管，12.导线，13.挠性薄板，14.上壳，15.笔杆孔，16.笔杆，17.半球头螺钉，18.盖，19.筒形螺帽，20.按键，21柔性部件，22.轴，23.笔杆槽，24.垫块，25.开关，26.接插件，27.接插件，28.槽，29.凸缘，30.支杆，31.滑动轴，32.滑动套筒，33.万向接头，34.轴，35.轴，38.支杆，41.轴，42.丫型接头，43.万向接头，44.轴，45.连杆，46.支杆，47.短轴，48.上笔杆，49.轴，50.鼠标输出线，51.弹簧，52.调节轮，56.轴，57.按键。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，活动连轴器是挠性活动连轴器，主要部件是一片挠性薄板(13)，它基本成水平放置，由弹性较好可扭曲的薄片材料制成，由于它可弹性变形，故允许笔杆左右前后摆动、上下移动。该材料可以是弹性较好的厚度在0.03-1.5毫米的硬塑料薄板、厚度在0.02-0.7毫米的薄金属板如薄钢板或薄铜板。典型的挠性薄板(13)是由厚度为0.1毫米、宽度为6毫米、长度为45毫米的不锈钢薄板制成，其一端有孔，用螺钉穿过该孔将其固定在壳体上，也可用胶将其粘固到壳体上。如果挠性薄板是塑料的，它也可与塑料底座或上壳同时注塑成型。上壳(14)设有笔杆孔(15)，笔杆(16)下端经该孔与活动连轴器相连接，活动连轴器与笔杆相连的那端，有与笔杆相配便于连接的构造，如孔状或柱状或管状构造，它表面也可配以螺纹。该构造下面可有一个向下的半球状凸台。一个螺钉头是半球形凸台的半球头螺钉(17)，由下向上穿过挠性薄板的孔，一个内孔有相应螺纹的筒形螺帽(19)把螺钉拧紧，筒形螺帽外表面是个上小下大的圆锥面，笔杆下端有对应的锥孔，经此孔与之连接。筒形螺帽外表面也可是圆柱形螺纹表面，此时所用笔杆则要有相适应的内螺纹。锥面连接的笔杆，适宜制作可快速装卸的。笔杆(16)内可安装一些开关，笔杆内的印刷电路板(10)上，装有与公知光电数据处理部件右键焊点有并联电连接的笔杆右键开关(25)。快速装卸的笔杆装了开关，要配备相应的接插件(27)，半球头螺钉可由塑料制成，制作时可把活动连轴器那端的接插件(26)和相应的导线都作到螺钉内，导线由螺钉头侧面引出连接到印刷电路板(2)对应开关的对应焊点处。笔杆(16)截面是圆角矩形的。笔杆上部做成向后倾斜45度的，倾斜持笔进行书写时，笔杆向后倾斜角度约在65-30度之间变化。挠性薄板在宽度和长度方向的刚度较大，笔杆的书写动作，可完整传给壳体。一根又软又细的鼠标输出线，一头与印刷电路板相连，一头接USB接头。本例有一块滑动的盖(18)如图2所示，在壳体左右两侧可各开一条前后方向的槽(28)，在盖(18)下面左右两侧有向内伸出的凸缘(29)嵌在槽(28)中，使盖可沿槽滑动。本例中的书写开关(7)采用薄膜开关，是个有三层薄膜的薄膜开关。，它经导线(12)与印刷电路板(2)上的左键开关焊点有并联的电连接。书写开关(7)上部有个垫块(24)，可由橡胶或塑料制成，起减振作用，在半球头螺钉(17)的球头下面。笔杆下压时，半球头压迫它并经它使书写开关闭合。笔杆摆动时半球头仍可保持对垫块(24)的压力。由尼龙薄片制成减磨支承(8)固定在底座(4)透镜孔左右两侧。含有二个发光二极管(11)、二个透镜(9)、二个反光镜(5)、二个光敏集成块(6)、左右键开关(1)、印刷电路板(2)、滚轮(3)的光电数据处理部件，按键(20)，与公知光电鼠标器所用的相同。发光二极管(11)在壳体内，发光面对着底座(4)透镜孔，透镜(9)位于底座(4)透镜孔上面，光敏集成块(6)装在印刷电路板(2)上，反光镜(5)位于光敏集成块(6)和透镜(9)的上方。由底座(4)透镜孔进入的光线，经透镜(9)到达反光镜(5)，经反光镜(5)反射到光敏集成块(6)。左、右键开关(1)焊在印刷电路板(2)上，滚轮(3)位于左、右键开关中间，按键(20)位于壳体上面前端，这些都与市面上己有的公知光电鼠器相同。
在图3所示的实施例，基本与在图1所示的实施例相同，活动连轴器也是挠性活动连轴器。不同的是一，其半球头螺钉(17)与笔杆(16)成活动旋转连接。轴(56)为左右方向的。因笔杆的前后摆动是通过绕轴(56)的旋转来实现的，而不是通过挠性薄板的变形来实现，书写更为轻便。二，上笔杆(48)做成拉杆天线那样可拉伸的，上壳有个前后方向的U形笔杆槽(23)，它可容纳水平放下的笔杆。不进行书写时，可将拉开的上笔杆(48)收回，并向后放入笔杆槽(23)内，它就变成了一只普通的鼠标器。三，本例笔杆自动卷页开关、右键开关(25)装在笔杆内印刷电路板(10)上，与印刷电路板(2)上安装自动卷页开关、右键开关的焊点有电线相连接。未装接插件，也没有盖。四，上笔杆上端有孔，鼠标输出线(50)经该孔向外引出。输出线由上笔杆上部引出到计算机，对书写的干扰较小。
在图4所示的实施例中活动连轴器是一个由柔性材料制成的弹性活动连轴器。柔性件(21)呈倒置的薄碗状，朝上的碗底为活动连轴器一端，朝下的碗口为活动连轴器另一端，与底座(4)成刚性连接。这个柔性材料，可以是软塑料，可以是黄色的牛皮筋材料，可以是硅胶材料，可以是普通硫化橡胶等。是一种质地较软，易于变型但仍能恢复初始状态的柔性材料。柔性件(21)成一个倒扣的碗状，碗的外径在10-40毫米间。其碗底朝上，环状底部的高度尺寸可有5-20毫米，笔杆下端是一个直径略大于底部圆环内径的圆柱体，笔杆可克服圆环的弹力装到碗底上。碗底也可设一孔，经该孔可用螺钉与笔杆连接。碗内轴线上，可有一个凸起部，在倒扣的碗中，这个凸起部向下突出，它可以压迫置于它下面的书写开关闭合。书写开关(7)可以是前述的由三层胶片制成的薄膜书写开关，朝下的碗口有向外翻出的边，成一个圆环，便于固定。柔性件(21)，允许笔杆向下移动，和左右前后摆动。在自由状态下，笔杆向后倾斜45度。盖(18)做成与上壳成旋转连接的翻盖，轴(22)为左右方向，取下笔杆(16)后，向前翻动盖(18)，可遮住上壳的笔杆孔(15)。
在图5所示的实施例，笔杆(16)下端是一个滑动轴(31)，活动套接在一个滑动套筒(32)内并与它成滑动配合。可以是轴上有固定的键，套筒有允许滑动的槽。也可以是套筒上有固定的键，轴上有允许滑动的槽。也可以是花键轴和花键套筒。也可以是滑动轴(31)与滑动套筒(32)都无键槽，但截面是非正圆的。由图6可见，滑动套筒(32)的前后方向的轴(34)和环状的万向接头(33)对应的孔成转动连接，万向接头的轴(35)支承在支杆(30)的孔内，支杆(30)与上壳(14)成刚性连接。笔杆也是向后倾斜约45度，笔杆(16)下端可由滑动套筒(32)中取出。
在图7所示的实施例中，活动连轴器由一个允许笔杆左右前后自由摆动的万向节和一个允许笔杆上下摆动的连杆组成。因为笔杆上下摆动的弧度较小，笔杆摆动可视同上下直线运动。二块约2毫米厚的支杆(46)，刚性连接在上壳(14)上，支杆有左右方向的孔。连杆(45)是个H型的塑料构件，它的两竖下端，分别有向各自外侧突出的短轴(47)，置于支杆(46)的孔内并可在孔内转动。连杆(45)另一端，有左右方向贯通的孔。如图8所示，有一个由两个方向相互垂直的轴组成的一个十字形的万向接头(43)，它的一根左右方向的轴(44)两端置于连杆(45)的孔内并可在孔内转动。笔杆(16)上端为矩形管，笔杆(16)下端有二个带孔的支杆(38)。丫形接头(42)的一竖是个有孔的支杆。轴(49)位于上述孔内，并连接笔杆和丫形接头。笔杆绕轴(49)向后旋转，可调整笔杆的预设倾斜角度，以适应各类执笔习惯不同的人群。丫形接头(42)的其它部位有通孔，与万向接头(43)的另一个轴(41)成旋转连接。轴(41)使笔杆可相对壳体左右摆动，左右方向的轴(44)使笔杆可前后摆动。丫形接头(42)的孔的下端有缝，宽度略小于轴(41)的直经，丫形接头(42)经弹性变形可经此缝向上移动脱离轴(41)，取下笔杆。丫形接头(42)的孔的上端也可开一个很窄的缝，以增加其弹性。左右方向的轴(44)连着一个直经较大的半圆柱，薄膜书写开关(7)位于它的下面，与印刷电路板左键开关焊点有电连接。万向接头除可做成十字形，还可做成T字形，还可做成L形，总之其有二根轴，轴线相互垂直。书写开关(7)在连杆(45)下面。上壳表面有一个笔杆槽(23)，笔杆(16)向后放下，可容于槽中，笔杆(16)里面还装了一根可从笔杆(16)里向外拉伸的上笔杆(48)。
在图9所示的实施例，基本与在图3所示的实施例相同，活动连轴器也是挠性活动连轴器。主要不同点是一，活动连轴器一端与笔杆(16)相连接，另一端与上壳(14)外表连接，并通过上壳与底座(4)成刚性连接。二，书写开关(7)上部有按键(57)，经上壳(14)的孔伸到上壳外表面，笔杆向下移动，会经压迫按键触发书写开关闭合。有调节书写开关的触发力大小的调节轮(52)和弹簧(51)，弹簧上部支撑着按键(57)，下部支撑在调节轮上，调节轮与上壳螺纹连接。转动调节轮，调节轮会上下移动，改变弹簧位置，调节触发力大小。本例活动连轴器装在壳体外，可满足一些对科技感兴趣的人的好奇心。
权利要求1.一种手写鼠标笔，包括壳体、光电数据处理部件，其中壳体部件由底座(4)和上壳(14)组成，底座(4)下表面是平面，底座(4)下部设有个透镜孔，光电数据处理部件含有检测X、Y方向位移的检测部分，其中每个检测部分包括一个发光面对着底座(4)透镜孔的发光二极管(11)、位于底座(4)透镜孔上面的一个透镜(9)、装在印刷电路板(2)上的一个光敏集成块(6)，位于光敏集成块(6)和透镜(9)的上方的反光镜(5)，其特征在于壳体上部设有一个笔杆(16)，还设有一个一端和笔杆(16)下端连接，一端与底座(4)成刚性连接的活动连轴器，还有一个有两个电极的书写开关(7)，书写开关与光电数据处理部件电连接。
2..如权利要求1所述的手写鼠标笔，其特征是笔杆(16)下端与活动连轴器活动连接，上壳(14)设有容纳笔杆的槽(23)。
3.如权利要求1所述的手写鼠标笔，其特征是笔杆(16)上设有开关(25)并与光电数据处理部件对应的按键开关(1)电连接。
4.如权利要求1所述的手写鼠标笔，其特征是书写开关(7)由三层薄膜叠在一起组成，中间一张薄片为有孔的绝缘体，上下两薄片为导电体。
5.如权利要求1所述的手写鼠标笔，其特征是活动连轴器一端与笔杆(16)相连接，另一端与上壳(14)外表连接，并通过上壳与底座(4)成刚性连接。
6.如权利要求1所述的手写鼠标笔，其特征是上壳(14)设有笔杆孔(15)，笔杆(16)下端经该孔与活动连轴器相连接。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的手写鼠标笔，其特征是笔杆(16)下端与活动连轴器是活动套接。
8..如权利要求1或2或3或4或5或6所述的手写鼠标笔，其特征是活动连轴器是一挠性薄板(13)。
9..如权利要求1或2或3或4或5或6所述的手写鼠标笔，其特征是活动连轴器为可弹性变形的薄碗状，碗底朝上并与笔杆(16)连接，碗口朝下并与底座(4)连接。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的手写鼠标笔，其特征是活动连轴器包括一个两轴线方向互相垂直的万向接头(43)和一个与壳体成活动连接的连杆(45)，万向接头(43)一轴与笔杆(16)成活动连接，万向接头另一轴与连杆另一端活动连接。
专利摘要本实用新型手写鼠标笔涉及电脑输入设备，有二个发光二极管、二个透镜、二个反光镜，二个光敏集成电路，使用鼠标板的光电鼠标器，可以用于汉字手写输入。有一根可手持的笔杆，经连轴器装在壳体上，还有个书写开关。使用时可手持该笔杆，进行汉字书写，解决了输入汉字的问题。书手时，笔杆能上下提笔左右前后适当摆动，与普通人书写汉字习惯相符。
文档编号G06F3/033GK2847371SQ200520097169
公开日2006年12月13日 申请日期2005年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者曹明文, 王萍萍, 曹姣 申请人:曹明文