專利名稱：一種多用鼠標(biāo)筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)整操作方式的鼠標(biāo)。
背景技術(shù)：
鼠標(biāo)是應(yīng)用廣泛的一種重要的計(jì)算機(jī)輸入裝置，通常包括供持握的殼體、分布在殼體上的按鍵板與滾輪和內(nèi)部元件。內(nèi)部元件又包括對(duì)應(yīng)按鍵板及滾輪等被操作部件的按鍵開關(guān)與負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)光標(biāo)軌跡的探查人的動(dòng)作輸入的定位組件。按鍵開關(guān)一般使用微動(dòng)開關(guān)。定位組件一般為使用光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)或者機(jī)電滾球技術(shù)的平面位移傳感器，檢測(cè)鼠標(biāo)體相對(duì)于工作面的相對(duì)位移變化。手寫板及手寫筆是另外的重要的軌跡輸入裝置，尤其在制圖及繪畫應(yīng)用當(dāng)中非常重要，通常在手寫板與手寫筆之間使用電阻、電容、電磁感應(yīng)等技術(shù)追蹤筆尖的位置及壓力變化。常規(guī)的鼠標(biāo)以其形狀、大小、使用方式的限制，主要體現(xiàn)由肩、臂、腕控制的運(yùn)動(dòng)， 很難體現(xiàn)由靈活的手指控制的運(yùn)動(dòng)。由手指參與控制的軌跡快速而精準(zhǔn)，這也是在除“壓力”這一原因之外，需要手寫筆存在的重要原因。隨著電腦越來(lái)越多的應(yīng)用在人們工作和生活的各個(gè)方面，許多人需要長(zhǎng)時(shí)間的操作電腦。作為最主要的輸入設(shè)備之一，對(duì)常規(guī)鼠標(biāo)器長(zhǎng)時(shí)間操作帶來(lái)的手、腕、肩等的疲勞和疼痛已經(jīng)是一個(gè)嚴(yán)重而重要的問(wèn)題，也產(chǎn)生了許多解決方案，但各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。隨著光學(xué)導(dǎo)航傳感器技術(shù)的進(jìn)步，一些鼠標(biāo)產(chǎn)品也可以做成筆樣式的外形，獲得與使用筆書寫近似的操作手感。此類產(chǎn)品通常用以降低使用通常的鼠標(biāo)因其操作方式造成疲勞的問(wèn)題。筆式鼠標(biāo)的思路很好卻無(wú)法真正像使用筆一樣舒服，因?yàn)檎嬲墓P在真實(shí)的物理世界中也永遠(yuǎn)有它的絕對(duì)坐標(biāo)，也不需要在操作筆尖之外有“點(diǎn)擊按鍵”這樣的操作，采用相對(duì)位移方式工作的筆式鼠標(biāo)卻需要以各種方式把這種操作整合進(jìn)來(lái)，以區(qū)別在電腦中的坐標(biāo)基準(zhǔn)與軌跡本身的起止，或者區(qū)別在各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的不同按鍵操作。手寫板可以提供絕對(duì)的坐標(biāo)甚至按鍵，但又有額外的成本問(wèn)題。在“筆”上集成至少一個(gè)按鍵——通常為了向正常的鼠標(biāo)功能看齊至少會(huì)集成兩、三個(gè)按鍵——首先會(huì)有按鍵位置與持握位置及持握力度的問(wèn)題，其次會(huì)出現(xiàn)操作按鍵的問(wèn)題。如果持握位置有按鍵則不能在持握時(shí)用力持握。 如果按鍵不在持握手指的指尖下則需要在按鍵操作時(shí)放松持握移動(dòng)手指去操作按鍵，導(dǎo)致對(duì)筆式鼠標(biāo)的控制能力降低?！按怪笔髽?biāo)”(上表面大幅向手外側(cè)傾斜的鼠標(biāo))，大面積的平面底盤限制著手腕的自由活動(dòng)，握在手中的寬大體積又限制著手指活動(dòng)，手指基本不能參與對(duì)位移的控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型以改善操作鼠標(biāo)姿勢(shì)的舒適度及增加鼠標(biāo)器的功能為目標(biāo)，提供一種可改變操作姿勢(shì)的鼠標(biāo)器，使人們?cè)谑褂檬髽?biāo)過(guò)程中可以使用變化的姿勢(shì)、也可以擁有更加靈活的軌跡追蹤方式。本實(shí)用新型解決這一問(wèn)題所采用的方案是鼠標(biāo)器具有至少兩個(gè)平面位移傳感器，其中第一平面位移傳感器設(shè)置在鼠標(biāo)外殼的平直底面，第二個(gè)設(shè)置在相對(duì)于鼠標(biāo)的中心的士X軸或-Y軸指向的小錐角范圍內(nèi)的外殼處。鼠標(biāo)外殼的平直底面用于相對(duì)工作面的移動(dòng)，同時(shí)也用作設(shè)備本身放置的底面，鼠標(biāo)的第一平面位移傳感器與傳統(tǒng)鼠標(biāo)的設(shè)置一樣，被設(shè)置在這一底面處。本發(fā)明的不同在于，在鼠標(biāo)殼上由-X軸或+X軸或-Y軸所指的三個(gè)方位之一，設(shè)置有第二個(gè)平面位移傳感器。優(yōu)選的，所述鼠標(biāo)具有一切換開關(guān)，用于控制切換使用第一平面位移傳感器還是使用第二平面位移傳感器進(jìn)行軌跡追蹤/位移檢測(cè)的工作。這可以是切換兩者線路的電路切換開關(guān)，或者僅是提供切換控制信號(hào)的控制開關(guān)形式(比如以象CPI切換開關(guān)那樣的形式向鼠標(biāo)微處理器單元提供切換信號(hào))。這可以是手動(dòng)開關(guān)，也可以是靠傳感器(比如重力傳感器、傾角傳感器等)自動(dòng)控制的開關(guān)。優(yōu)選的，所述平面位移傳感器為使用光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)的光學(xué)位移傳感器。優(yōu)選的，所述第二平面位移傳感器處設(shè)置一旁軸按鍵板，所述按鍵板下方為一按鍵開關(guān)或者一壓力傳感器。這里，對(duì)按鍵來(lái)說(shuō)，以按按鍵時(shí)力的傳遞方向(向鼠標(biāo)內(nèi)部)為下方。因?yàn)榈诙矫嫖灰苽鞲衅魑恢眠m合優(yōu)選安裝一個(gè)按鍵或者壓力傳感器，本文將之分為兩種情況，一種是壓力通過(guò)平面位移傳感器模塊傳遞，這里稱為與平面位移傳感器是同軸的結(jié)構(gòu)，一種是壓力不通過(guò)平面位移傳感器模塊傳遞，這里稱此為通過(guò)平面位移傳感器的旁軸的結(jié)構(gòu)。為了表述方便，本文中不管按鍵蓋板的大小和形狀，均稱為按鍵板，而不有意使用 “按鍵按鈕”、“按鍵短棒”等詞語(yǔ)來(lái)區(qū)別非薄板形狀的按鍵蓋板。優(yōu)選的，所述第二平面位移傳感器處下方為一按鍵開關(guān)或者一壓力傳感器，所述第二平面位移傳感器同時(shí)作為所述按鍵開關(guān)或者壓力傳感器的按鍵板使用。這需要該傳感器與它的輔助結(jié)構(gòu)形成一個(gè)剛性模塊，由活動(dòng)的支架支撐或由滑動(dòng)導(dǎo)軌(導(dǎo)槽)容納而有活動(dòng)的余量，并有材料出露于鼠標(biāo)外殼。優(yōu)選的，所述壓力傳感器的上方或下方，設(shè)置有彈性元件。所述彈性元件可以為金屬的螺紋彈簧或者金屬?gòu)椘?，或者塑料基礎(chǔ)的彈力件，或者為橡膠、硅膠、塑料等彈性材料制成的彈性墊片。這用于給筆式操作的鼠標(biāo)一個(gè)彈性的筆觸，使接觸壓力在空間上有更長(zhǎng)的反應(yīng)行程，使施力大小更容易控制。所用到的壓力傳感器，可以是成本和體積合理的任何形式的壓力傳感器(據(jù)傳感原理不同，主要有壓阻式、電容式、壓電式、隧道電流式、諧振式、熱電耦合式和電磁式等)， 但發(fā)明者個(gè)人認(rèn)為使用微機(jī)械與微電子基礎(chǔ)的MEMS微機(jī)電結(jié)構(gòu)傳感器會(huì)有體積和成本等方面的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)選的，所述第二平面位移傳感器在相對(duì)于鼠標(biāo)的+X軸或-X軸或-Y軸指向的士30度小錐角范圍內(nèi)的外殼處。包括30度及-30度的情況。優(yōu)選的，所述第二平面位移傳感器在所述鼠標(biāo)體的長(zhǎng)軸的一端，且此一端不是主要按鍵分布區(qū)域。根據(jù)人手的生理特點(diǎn)，靠手指點(diǎn)按操作的主要按鍵應(yīng)分布在鼠標(biāo)器前方，由食指中指等操作，后方主要供手掌按壓和持握而不設(shè)置按鍵。此處的建議是在前后長(zhǎng)度大于左右寬度的豎式布局鼠標(biāo)中，第二平面位移傳感器位于-Y軸所指的鼠標(biāo)器一端(也即與主要按鍵區(qū)域相對(duì)的另一端)，在左右寬度大于前后長(zhǎng)度的橫式布局鼠標(biāo)中，第二平面位移傳感器位于右手鼠標(biāo)+X軸所指的鼠標(biāo)殼體一端或者左手鼠標(biāo)-χ軸所指的鼠標(biāo)殼體一端，以使使用第二平面位移傳感器做光標(biāo)軌跡追蹤工作時(shí)它所處的鼠標(biāo)的底部沒(méi)有主要按鍵分布區(qū)域，不影響在最下方的小拇指和無(wú)名指的持握。“主要按鍵”可以理解為象普通的鼠標(biāo)左右鍵那樣具有大面積按鍵蓋板的按鍵。優(yōu)選的，所述鼠標(biāo)在頂面外殼沿一側(cè)長(zhǎng)邊配置有按鍵。按鍵優(yōu)選位于所述長(zhǎng)邊的中部。在鼠標(biāo)頂面沿長(zhǎng)邊一側(cè)的邊緣中部配置按鍵主要可便于在使用第二平面位移傳感器做光標(biāo)軌跡追蹤工作時(shí)操作按鍵，這種相當(dāng)于橫式鼠標(biāo)(鼠標(biāo)正姿態(tài)放置時(shí)左右尺寸大于前后尺寸的鼠標(biāo))的主按鍵的布置位置也方便使用立式姿勢(shì)持握時(shí)供食指和中指操作。這樣描述可以保證在使用第二平面位移傳感器做光標(biāo)軌跡追蹤工作的第二工作狀態(tài)，工作中的位移傳感器的+Y軸指向的鼠標(biāo)邊緣有按鍵。在一個(gè)具體的應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的產(chǎn)品中，其具有與常規(guī)鼠標(biāo)器近似的外型一個(gè)有相對(duì)于工作面移動(dòng)的平直底面的外殼(平直底面同時(shí)作為設(shè)備本身放置的底面)，外殼為承托人手形成的頂面，連接外殼頂面和底面間的環(huán)周材料。所述第一平面位移傳感器安置于所述底面。為了描述方便，將所述第一平面位移傳感器的Y軸方向代指所述鼠標(biāo)的Y軸方向，這通常也是使用者從手掌根部靠鼠標(biāo)頂面處到中指靠鼠標(biāo)頂面處的延伸方向，即手的前后方向；將所述第一平面位移傳感器的X軸方向代指所述鼠標(biāo)的X軸方向， 這與前面所說(shuō)的Y軸方向垂直，也是手的左右方向；這兩個(gè)軸都與底面平行；與這兩個(gè)軸都垂直的方向可以設(shè)置為鼠標(biāo)的Z軸，可以知道，這與前面所述的底面及工作面的方向是垂直的。環(huán)周材料的概念更多是理論的描述，尤其是結(jié)合人體工程學(xué)的復(fù)雜設(shè)計(jì)后在實(shí)際的產(chǎn)品中它常與底面和頂面的材料融合，通常環(huán)周材料最明顯的用途是作為供夾持持握的鼠標(biāo)左右側(cè)面，前后側(cè)面則更多的與底面和頂面融合。而本發(fā)明的第二平面位移傳感器將提供與前述外殼不同的方向描述——雖然使用的是同一外殼一從而帶來(lái)不同的操作姿勢(shì)。鼠標(biāo)外殼作為一個(gè)封閉的固體外殼，在相對(duì)于鼠標(biāo)中心的任何剖面的一周外殼表面都會(huì)包含360度的方向變化，設(shè)置于外殼表面的傳感器孔作為接觸工作面的地方，可以認(rèn)為該處的切平面為該傳感器的工作面，或者說(shuō)最佳角度工作面。鼠標(biāo)底面因?yàn)槭瞧街钡?，所以該段表面的切平面沒(méi)有什么變化。當(dāng)?shù)诙矫嫖灰苽鞲衅髟谙鄬?duì)于鼠標(biāo)的中心的士 X軸或-Y軸指向的小錐角范圍內(nèi)的外殼處，比如在相對(duì)于鼠標(biāo)的士X軸或-Y軸指向的士30度小錐角范圍內(nèi)的外殼處時(shí)，可以認(rèn)為它是在環(huán)周上鼠標(biāo)非Y軸正方向的三個(gè)軸所指向的位置的雙側(cè)30度錐角環(huán)內(nèi)，這是一個(gè)與軸相交 30度的直線繞軸旋轉(zhuǎn)形成的錐角所包含的外殼區(qū)域。但考慮到鼠標(biāo)外殼形狀的復(fù)雜，用相對(duì)于某個(gè)中心“點(diǎn)”的、與軸相交30度的直線繞軸旋轉(zhuǎn)形成的圓錐角所包含的區(qū)域來(lái)描述是不恰當(dāng)?shù)?，可以借用外殼切平面?lái)描述，即第二平面位移傳感器優(yōu)選出現(xiàn)在鼠標(biāo)非Y軸正方向的三個(gè)軸所指的點(diǎn)及其周圍切平面方向與所述軸方向相差在30度以內(nèi)的點(diǎn)組成的外殼區(qū)域。這一描述追求的效果是第二平面位移傳感器在它的最佳角度工作面工作時(shí)，鼠標(biāo)的長(zhǎng)軸與所述最佳角度工作面的交角在60度至90度的范圍內(nèi)。也可以說(shuō)，在我們使第二平面位移傳感器按其最佳角度工作面為其所處的外殼處的切面來(lái)安裝的情況下，要求其最佳角度工作面的方向與鼠標(biāo)的長(zhǎng)軸交角在0至30度范圍，作為優(yōu)選方案。在比如平直面與曲面過(guò)渡處出現(xiàn)棱角的情況，在棱線上會(huì)出現(xiàn)曲率劇變，但在象平面位移傳感器這樣采樣孔有一定面積的現(xiàn)實(shí)下，平面位移傳感器模塊顯然能輕松的跨過(guò)這種在數(shù)學(xué)理論中有劇變的棱線區(qū)域，按我們的需要選擇安裝角度。也可以說(shuō)，使所述第二平面位移傳感器的Z軸與鼠標(biāo)體最長(zhǎng)軸的交角小于等于30 度，作為優(yōu)選方案。以光學(xué)平面位移傳感器的工作原理來(lái)說(shuō)，其最佳角度工作面顯然是與其采樣鏡頭的照射方向垂直的平面，為了有穩(wěn)定的相對(duì)移動(dòng)，顯然“殼接觸到”狀態(tài)的最近面為最佳工作面。在使用凸封閉殼體的切平面作為最佳角度工作面安裝平面位移傳感器可以避免平面位移傳感器的最佳角度工作面不被其它的殼體部分阻擋。以光學(xué)平面位移傳感器的工作原理來(lái)說(shuō)，其工作面可以離開一段距離，也可以與最佳角度工作面相差一定的角度，而仍然能夠工作。假如光學(xué)平面位移傳感器被安裝在一段凹曲率的殼表面，其傳感器與鼠標(biāo)外殼接觸到的如桌面這樣的工作面懸空有一段距離或者有一定的傾角，而仍然能夠正常工作， 顯然可以認(rèn)為這時(shí)傳感器是按凸殼的切平面安裝的而忽略這種在數(shù)學(xué)原理上的小范圍凹陷。同樣，假如平直段的鼠標(biāo)底面外殼被墊腳等固定結(jié)構(gòu)支撐離開桌面一定距離或角度， 其最佳工作面顯然就是有墊腳影響形成的這個(gè)接觸面，而不是與平直段外殼材料接觸的平面了，因?yàn)橄笞烂孢@種大型平面顯然無(wú)法與被墊腳支起的平直段外殼材料那里接觸到而成為那樣的接觸面了。這樣的解釋是為了避免這種基于現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)分糾結(jié)于數(shù)學(xué)形成的尺度界限。第一平面位移傳感器位于鼠標(biāo)的平直底面是為了獲得穩(wěn)定的接觸姿勢(shì)，而第二平面位移傳感器位于傳統(tǒng)上非平直的區(qū)域，也要盡量的不形成平直外殼(進(jìn)一步的說(shuō)，在合理的操作范圍內(nèi)不出現(xiàn)轉(zhuǎn)折邊，使一般范圍的操作傾斜過(guò)程中不因?yàn)榭缭睫D(zhuǎn)折邊角而影響動(dòng)作和力的連續(xù)性)，從而把接觸姿勢(shì)控制完全交給手，給手以平滑順暢的操作空間，發(fā)揮它靈活迅速的操作優(yōu)勢(shì)。相比大底座的垂直鼠標(biāo)或相比有固定底座的搖桿，既實(shí)現(xiàn)了同樣的健康手勢(shì)，又行動(dòng)更加自由靈活。在不想這樣用時(shí)還可以選用第一平面位移傳感器使用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)用法。假如把平面位移傳感器的位移檢測(cè)工作面的垂線由傳感器向平面的方向同時(shí)作為該平面位移傳感器的指向(方向)及對(duì)應(yīng)的工作面的指向(方向)，可以理解，第二平面位移傳感器的指向是第一平面位移傳感器的+X軸或-X軸或-Y軸指向，這三個(gè)方向軸具體選用哪一個(gè)，視鼠標(biāo)的基礎(chǔ)布局而定，即視鼠標(biāo)使用第一平面位移傳感器作為工作位移傳感器且呈現(xiàn)常規(guī)的鼠標(biāo)放置和工作狀態(tài)情況下鼠標(biāo)是什么布局形式，而第二平面位移傳感器要優(yōu)選在鼠標(biāo)三維之最長(zhǎng)維度的一端，這主要是為了更好的模仿筆的豎長(zhǎng)條形狀。在第二平面位移傳感器處的結(jié)構(gòu)上，當(dāng)?shù)诙矫嫖灰苽鞲衅鞅旧砭哂邪存I板功能時(shí)，傳感器形成一個(gè)模塊，安裝在一個(gè)與普通按鍵板類似的彈性(框架)結(jié)構(gòu)上，而有表皮材料露在鼠標(biāo)外殼表面；或者，傳感器形成一個(gè)模塊，安裝在外殼上形成的一個(gè)具有導(dǎo)軌功能的凹槽中，可以允許傳感器模塊微量的上下移動(dòng)從而把按壓動(dòng)作傳遞到內(nèi)部的按鍵或者壓力傳感器上。優(yōu)選的，所述位移傳感器模塊使用封閉的結(jié)構(gòu)，用透明殼隔離外界與位移傳感器模塊內(nèi)部并提供光滑連續(xù)的弧形接觸面。[0032]優(yōu)選的，所述位移傳感器模塊不使用透明殼封閉的結(jié)構(gòu)，但圍繞光學(xué)采樣中心向鼠標(biāo)殼表面伸出有材料環(huán)(全環(huán)或者不完全環(huán))作為壓力接觸環(huán)，或者在模塊本身光學(xué)中心-Y軸向的位置上有伸出到鼠標(biāo)殼表面的材料觸點(diǎn)作為壓力接觸點(diǎn)。優(yōu)選的，所述傳感器模塊使用的封閉結(jié)構(gòu)的透明殼具有外凸的圓滑曲面。這樣可以在使用第二平面位移傳感器以不同的角度接觸工作面時(shí)動(dòng)作過(guò)渡順滑流暢，更好的模擬持筆操作的動(dòng)作優(yōu)勢(shì)。顯然，這需要使用耐磨損的材料，以使產(chǎn)品持久的正常工作。選用堅(jiān)硬耐磨的強(qiáng)化玻璃做透明殼材料，使用專用的柔軟鼠標(biāo)墊，或者將透明殼做成可更換的形式，都可用于解決磨損問(wèn)題。優(yōu)選的，所述位移傳感器模塊具有一外露的金屬框架或者金屬觸頭，用于在與工作面的摩擦中抗擊磨損。在第二平面位移傳感器處的結(jié)構(gòu)上，當(dāng)?shù)诙矫嫖灰苽鞲衅髋跃哂信暂S按鍵板時(shí)，優(yōu)選的，使用剛性“工”字型結(jié)構(gòu)將按鍵板外觸點(diǎn)送到近取景中心的地方，尤其是相對(duì)于其坐標(biāo)系的-Y方向的位置。因?yàn)楣鈱W(xué)平面位移傳感器鏡頭取景的中心是不能被阻擋的，所以盡量的靠近這一中心就成了旁軸結(jié)構(gòu)最好的選擇，尤其是在取景中心-Y方向的位置最適合使用的習(xí)慣。使梁柱從核心外的地方穿越位移模塊層可以將按鍵板外觸點(diǎn)送到貼近取景中心的地方，且力軸基本與位移模塊同軸，還可以節(jié)省橫向的空間。梁柱另一端的按鍵板內(nèi)部壓力觸點(diǎn)可以“懸”在位移模塊“上”方。推薦的，所述按鍵板外露壓力接觸部為環(huán)繞所述第二平面位移傳感器的框架環(huán)， 為環(huán)繞取景中心的全環(huán)或者不完全環(huán)，優(yōu)選為圓環(huán)形，并且在鼠標(biāo)殼外高于被環(huán)繞的第二平面位移傳感器模塊。使用本發(fā)明的設(shè)計(jì)，可以在保留完整鼠標(biāo)的基礎(chǔ)上給出筆式操作的選擇權(quán)及可能性，也可以在筆式鼠標(biāo)的基礎(chǔ)上給出傳統(tǒng)鼠標(biāo)的選擇可能性，并且相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的模仿傳統(tǒng)筆的鼠標(biāo)筆或者手寫筆，體積寬大，與手的接觸豐富而自由，可以在應(yīng)對(duì)“按鍵”的同時(shí)保持良好的控制能力，在傳統(tǒng)的筆和傳統(tǒng)的鼠標(biāo)間找到合理的結(jié)合點(diǎn)和平衡點(diǎn)。相對(duì)于手寫板手寫筆，可以低成本的實(shí)現(xiàn)手寫體驗(yàn)，甚至提供壓力識(shí)別，避免了手寫板帶來(lái)的高成本與高體積，雖然因?yàn)楣ぷ髟淼南拗瓶赡軙簳r(shí)無(wú)法完成配手寫板的手寫筆的比如筆桿旋轉(zhuǎn)功能等高級(jí)功能，卻能提供一個(gè)低成本的良好的折中選擇。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。所有圖示均以右手操作為例。

圖1是一個(gè)以普通縱置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案，其中圖IA兼作空間狀態(tài)示意，圖IB展示了另外的兩個(gè)視角。圖2是對(duì)圖1方案的握姿示意圖。其中圖2A所示為使用第一平面位移傳感器做位移檢測(cè)時(shí)可使用的操作姿勢(shì)，圖2B為使用第二平面位移傳感器做位移檢測(cè)可使用的類似握筆的姿勢(shì)，圖2C為使用第二平面位移傳感器做位移檢測(cè)可使用的類似握搖桿的姿勢(shì)。圖3是工作狀態(tài)切換的示意圖。圖3A為使用第一平面位移傳感器工作的狀態(tài)，圖 3B為使用第二平面位移傳感器工作的狀態(tài)。圖4是對(duì)鼠標(biāo)的狀態(tài)語(yǔ)言示意圖。[0045]圖5是一個(gè)以橫置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案。圖6是另一個(gè)以橫置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案。其中圖6A為頂視圖，圖6B為立體視圖。圖7是一組第二平面位移傳感器側(cè)結(jié)構(gòu)原理圖。圖7A為模塊化的平面位移傳感器102作為按鍵板安裝在微動(dòng)開關(guān)103上的情況，圖7B的結(jié)構(gòu)不同處在于使用壓力傳感器元件104代替圖7A中的微動(dòng)開關(guān)103，圖7C與圖7D展示了兩種在力傳遞路徑上包含彈性元件的結(jié)構(gòu)，圖7E顯示了一種第二平面位移傳感器處使用旁軸按鍵的結(jié)構(gòu)。圖8、圖9是一組第二平面位移傳感器旁路按鍵板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1是一個(gè)以普通縱置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案，其中圖IA兼作空間狀態(tài)示意，右側(cè)三箭頭坐標(biāo)作為該鼠標(biāo)的狀態(tài)坐標(biāo)，來(lái)輔助對(duì)鼠標(biāo)器的描述。大多數(shù)鼠標(biāo)通常呈現(xiàn)與人放置在桌面的手掌接近的長(zhǎng)條形狀，并且其安裝在底面的平面位移傳感器以左右作為控制光標(biāo)的X軸向，以前后作為控制光標(biāo)的Y軸向，這里借此作為鼠標(biāo)體的描述坐標(biāo)。圖IB展示了另外的視角。該鼠標(biāo)方案具有與通常鼠標(biāo)類似的外型及布局，有一個(gè)承托手掌的弧形上蓋1，在前方(Y軸正方向靠近鼠標(biāo)邊緣)有供人手前伸的手指(食指中指)操作的主要按鍵(左鍵3，右鍵5，滾輪4)，有一個(gè)供放置在桌面及滑動(dòng)時(shí)起穩(wěn)定作用的平直底面2，底面有第一平面位移傳感器6。不同的是，在相對(duì)于鼠標(biāo)坐標(biāo)-Y軸指向的地方還有第二平面位移傳感器7，另外在外殼上蓋偏右側(cè)還配置有一個(gè)較大的按鍵8 (按鍵板)，在底面的凹陷9中更配置了另外的按鍵10和滾輪11。這樣的鼠標(biāo)方案，不僅可以在使用第一平面位移傳感器做位移檢測(cè)(可以稱為第一狀態(tài))時(shí)使用圖2A所示的姿勢(shì)操作鼠標(biāo)，還可以在切換到以第二平面位移傳感器做位移檢測(cè)(可以稱為第二狀態(tài))時(shí)使用圖2B及圖2C所示的操作姿勢(shì)，其中圖2B與握筆的手勢(shì)相近，圖2C與握搖桿的手勢(shì)相近。此時(shí)在上蓋增加的按鍵8因?yàn)樘幱谌耸值那胺竭吘墸以谏舷赂叨确较虻闹胁?，相比現(xiàn)在處于頂部的按鍵3、5更適合食指和中指的操作。此時(shí)在鼠標(biāo)平直底面的按鍵10及滾輪11，因?yàn)樘幱谧髠?cè)而適合大拇指的操作。此時(shí)，按鍵8處于相對(duì)第二平面位移傳感器的+Y軸方向，上蓋1處于相對(duì)第二平面位移傳感器的+X軸方向， 底面2處于相對(duì)第二平面位移傳感器的-X軸方向。圓滑且有主要按鍵的頂蓋一側(cè)適合四指一側(cè)持握和操作，平直的底面一側(cè)適合大拇指一側(cè)持握和操作。圖3是兩個(gè)平面位移傳感器進(jìn)行工作狀態(tài)切換的示意圖。圖中6為第一平面位移傳感器，圖7為第二平面位移傳感器，12和13為照明LED，14為桌面。圖3A為使用第一平面位移傳感器工作的狀態(tài)，圖3B為使用第二平面位移傳感器工作的狀態(tài)。箭頭所指為相對(duì)于使用者桌面的坐標(biāo)方向。圖4是對(duì)鼠標(biāo)的狀態(tài)語(yǔ)言示意圖。相對(duì)于此鼠標(biāo)來(lái)說(shuō)，顯然維度A是它最長(zhǎng)的維度，維度B和鼠標(biāo)厚度方向的維度C不是最長(zhǎng)的維度，為了在第二狀態(tài)使用的舒適，推薦的第二平面位移傳感器安裝的位置要使鼠標(biāo)的最長(zhǎng)維度與工作面相交的角度在60度到90 度，顯然圖中邊A與邊C所對(duì)應(yīng)的范圍最符合要求，但如果選擇邊A —側(cè)，則工作時(shí)它被放到底側(cè)與工作面接近，與不很靈活的且主要起持握作用的小拇指一側(cè)接觸而不是靈活的食指一側(cè)，食指接觸的區(qū)域到是空白，顯然是不合適的。顯然把主要按鍵在第二狀態(tài)留在上部區(qū)域更加合適。另外，作為長(zhǎng)條形基礎(chǔ)的鼠標(biāo)，顯然邊B和邊D是“長(zhǎng)邊”，因?yàn)樵诘诙顟B(tài)此兩邊是四指持握的主體，所以在(前部)長(zhǎng)邊的中部附近設(shè)置的按鍵正好適合食指中指的操作，是推薦的設(shè)置。使鼠標(biāo)的最長(zhǎng)維度(在第二狀態(tài))與工作面相交的角度在60度到90度范圍，既容易保證手的持握有足夠的空間，也容易保證手內(nèi)持握的部分不致過(guò)于寬大，可保證使鼠標(biāo)呈現(xiàn)長(zhǎng)條立起的狀態(tài)。顯然這種推薦適合將第二平面位移傳感器安置的 “其最佳角度工作面的垂足與所述最長(zhǎng)維度A的交角在0度到30度范圍”。圖5是一個(gè)以橫置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案頂視圖。與縱置布局相比，它的主要按鍵3和5沿長(zhǎng)邊分布，更適合直接在第二狀態(tài)的使用。此時(shí)第二平面位移傳感器相對(duì)于第一平面位移傳感器，它在第一平面位移傳感器的+X軸所指方向。對(duì)應(yīng)左手使用的情況， 就會(huì)出現(xiàn)在相對(duì)第一平面位移傳感器的-χ方向。圖6是另一個(gè)以橫置布局為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)方案，增加了在第一狀態(tài)適合大拇指操作的按鍵16，以及一個(gè)功能鍵15。功能鍵15可以作為通常的CPI切換信號(hào)鍵，或者作為第一狀態(tài)和第二狀態(tài)工作模式切換的信號(hào)鍵。圖6A為頂視圖，圖6B為立體視圖。圖中7 為第二平面位移傳感器。圖7是一組第二平面位移傳感器結(jié)構(gòu)原理圖。為了方便，對(duì)主要的部件以圖例表示，其中101為普通的光學(xué)平面位移傳感器，102為模塊化且有材料伸到鼠標(biāo)殼外的光學(xué)平面位移傳感器，103為微動(dòng)開關(guān)，或者說(shuō)按鍵開關(guān)，104為壓力傳感器元件，105為彈性元件。 111為鼠標(biāo)上蓋，112為鼠標(biāo)底面，113為第二平面位移傳感器端的外殼，114為相對(duì)于外殼固定的承力底板。圖7A為模塊化的平面位移傳感器102作為按鍵板安裝在微動(dòng)開關(guān)103 上的情況，這樣需要102模塊相對(duì)于103是微量可動(dòng)的，從而可以把力傳導(dǎo)到103的觸點(diǎn)上從而觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作，這需要102采用與普通按鍵板類似的安裝在一個(gè)活動(dòng)支架或者彈性支架上的結(jié)構(gòu)，或者采用安裝在一個(gè)導(dǎo)軌/導(dǎo)槽中而且可以在導(dǎo)軌/導(dǎo)槽中受力滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)， 這樣既可以固定它的正常位置又可以在受力時(shí)將力傳導(dǎo)到按鍵開關(guān)。從力的傳導(dǎo)角度來(lái)說(shuō) 102與103同軸。優(yōu)選的，102采用透明殼封裝取樣孔的結(jié)構(gòu)，其外接觸部106采用弧形圓頂，這樣可以在第二狀態(tài)工作時(shí)自由順滑的傾斜，模擬持筆操作的手感。但這樣的結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)透明殼長(zhǎng)時(shí)間被刮花而透明度下降影響性能的問(wèn)題。次優(yōu)選的，102的取樣孔不封閉，但是有圍繞取樣孔(鏡頭光孔)環(huán)狀的或者不完全環(huán)狀的外接觸部伸到鼠標(biāo)殼表面。當(dāng)外接觸部為不完全環(huán)狀時(shí)，其材料以相對(duì)于第二平面位移傳感器取樣鏡頭的-Y軸處為中心，或者為位于第二平面位移傳感器取樣鏡頭的-Y 軸處的觸點(diǎn)。非連續(xù)弧形面的外接觸部或者非點(diǎn)狀的外接觸部，比如環(huán)形，因?yàn)橛薪佑|平面的存在，在操作流暢度上要比連續(xù)弧形面的或者點(diǎn)狀的差一些?！巴饨佑|部”用來(lái)描述按鍵板或其替代結(jié)構(gòu)在被按壓時(shí)在鼠標(biāo)殼外的力接觸點(diǎn)，在這里是與桌面接觸的地方；“內(nèi)接觸部” 109用來(lái)描述按鍵板或其替代結(jié)構(gòu)在被按壓時(shí)在鼠標(biāo)殼內(nèi)的力接觸點(diǎn)，是力向下傳遞的地方，在這里是102模塊與微動(dòng)開關(guān)103的觸點(diǎn)接觸的地方。還可以是與壓力傳感器元件的測(cè)力點(diǎn)接觸的地方，或者與彈性元件的一側(cè)接觸的地
方。等等。最終，承力底板114產(chǎn)生反作用力頂住103的底座，從而使103能測(cè)到這一力的作用。[0063]圖7B的結(jié)構(gòu)不同處在于使用壓力傳感器元件104代替圖7A中的微動(dòng)開關(guān)103，從而可以在第二狀態(tài)感測(cè)位移的同時(shí)感測(cè)壓力的大小。這可以輸出帶壓力信息的軌跡用于繪畫等應(yīng)用，也可以通過(guò)鼠標(biāo)內(nèi)置微處理器單元的程序，將壓力閥值上、下的值轉(zhuǎn)化為開、關(guān)的信號(hào)。圖7B的右側(cè)圖例108示意了一種不使用弧形面透明殼，而是在光學(xué)中心-Y側(cè)伸出一個(gè)材料柱(觸點(diǎn))的第二平面位移傳感器模塊，106外部觸點(diǎn)為一個(gè)材料柱；圖例109 示意了一種不使用弧形面透明殼，而是圍繞光學(xué)中心形成環(huán)狀材料觸點(diǎn)的模塊?？梢岳斫鉃?08和109是中心剖面性質(zhì)的示意圖，但并不是平面位移傳感器模塊的實(shí)際結(jié)構(gòu)圖。圖7C所示的結(jié)構(gòu)，在力傳遞路徑上的感測(cè)元件是壓力傳感器元件104，但在力傳遞路徑上還有彈性元件105，彈性元件105可以有多種形式，可以是夾在114與105之間的一個(gè)彈簧，或者可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的彈性材料墊片(比如橡膠片)，或者是一個(gè)與鼠標(biāo)殼體材料連為一體的安裝壓力傳感器元件的彈性底座(由另外的限位材料114來(lái)限制它的活動(dòng)范圍)。圖7D的不同是，力先傳給彈性材料105，再傳到壓力傳感器元件104。圖7E顯示了一種第二平面位移傳感器處使用旁軸按鍵的結(jié)構(gòu)。此鼠標(biāo)截面為左側(cè)為+Y向右側(cè)為-Y向，則旁軸按鍵板Iio通過(guò)其在自身光學(xué)中心-Y側(cè)的外觸部106來(lái)感知按壓，通過(guò)中間的梁柱115繞過(guò)位移傳感器的中心穿越位移傳感器層將106送到位移傳感器的下方，而其剛性結(jié)構(gòu)可以保證將力傳導(dǎo)到位移傳感器上方的內(nèi)接觸部109處，再接觸按鍵開關(guān)103。圖8、圖9是一組第二平面位移傳感器旁路按鍵板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中左側(cè)為側(cè)視圖，右側(cè)為立體圖。其中A、B、C為力完全走位移傳感器的旁軸而不穿透到位移傳感器上方的結(jié)構(gòu)，圖中116為留給位移傳感器采樣鏡頭的孔洞，117為按鍵板的安裝(軸)端，109所指為接觸按鍵開關(guān)或者壓力傳感器元件的內(nèi)接觸部，106所指的外接觸部在圖8A中為一個(gè)不完全環(huán)， 在圖8B中為一個(gè)全環(huán)，在圖8C中為一個(gè)觸點(diǎn)。其中E、D、F為通過(guò)“工”字型結(jié)構(gòu)將旁軸力的內(nèi)接觸部引到位移傳感器模塊上方的三種結(jié)構(gòu)。其中D的內(nèi)接觸部109為環(huán)形面，外接觸部106為觸點(diǎn)，單根穿越梁柱115 ； E的內(nèi)接觸部109為環(huán)形面，外接觸部106為環(huán)形；F的內(nèi)接觸部109為平面，外接觸部106 為環(huán)形，有兩根穿越梁柱115。梁柱與其連接的內(nèi)外接觸部之間，可以是一體結(jié)構(gòu)，也可以是組裝在一起的剛性結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種多用鼠標(biāo)筆，是一種鼠標(biāo)器，包括一個(gè)有相對(duì)于位移檢測(cè)工作面移動(dòng)的平直底面的外殼及設(shè)置在所述平直底面的第一平面位移傳感器，其特征在于所述鼠標(biāo)筆還具有第二平面位移傳感器，所述第二平面位移傳感器設(shè)置在相對(duì)于鼠標(biāo)器的中心的+X軸或-X 軸或-Y軸指向的小錐角范圍內(nèi)的外殼處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述第二平面位移傳感器在相對(duì)于鼠標(biāo)體的+X軸或-X軸或-Y軸指向的士30度小錐角范圍內(nèi)的外殼處，包括30度及-30度的情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述第二平面位移傳感器的Z 軸與鼠標(biāo)體最長(zhǎng)軸的交角小于等于30度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述第二平面位移傳感器處設(shè)置一旁軸按鍵板，所述按鍵板下方為一按鍵開關(guān)或者一壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述第二平面位移傳感器與它的輔助結(jié)構(gòu)形成一個(gè)剛性模塊，所述剛性模塊有材料出露于鼠標(biāo)外殼，所述剛性模塊下方為一按鍵開關(guān)或者一壓力傳感器，所述剛性模塊作為所述按鍵開關(guān)或者壓力傳感器的按鍵板使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述壓力傳感器的上方或下方，設(shè)置有彈性元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述旁軸按鍵板內(nèi)部壓力觸點(diǎn)“懸”在第二平面位移傳感器模塊“上”方，使用剛性“工”字型結(jié)構(gòu)將按鍵板外觸點(diǎn)送到位移傳感器模塊另一側(cè)接近平面位移傳感器采樣中心的地方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述第二平面位移傳感器在所述鼠標(biāo)體的長(zhǎng)軸的一端，且此一端不是主要按鍵分布區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述鼠標(biāo)在頂面外殼沿一側(cè)長(zhǎng)邊配置有按鍵，所述按鍵位于所述長(zhǎng)邊的中部區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用鼠標(biāo)筆，其特征在于所述平面位移傳感器為使用光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)的光學(xué)位移傳感器。
專利摘要一種多用鼠標(biāo)筆，是一種可調(diào)整操作姿勢(shì)使用的鼠標(biāo)器，具有至少兩個(gè)平面位移傳感器，其中第一平面位移傳感器設(shè)置在鼠標(biāo)外殼的平直底面，第二平面位移傳感器設(shè)置在相對(duì)于鼠標(biāo)的中心的±X軸或-Y軸指向的小錐角范圍內(nèi)的外殼處，且位于鼠標(biāo)長(zhǎng)軸的一端。第二平面位移傳感器本身為一按鍵板或者設(shè)置有一旁軸按鍵板，其下設(shè)置按鍵開關(guān)或者壓力傳感器。當(dāng)使用第一位移傳感器做位移檢測(cè)時(shí)相當(dāng)于普通鼠標(biāo)，當(dāng)使用第一位移傳感器做位移檢測(cè)時(shí)可以提供與握筆近似的姿勢(shì)，也可以提供電子手寫筆的基本功能，利用手腕和手指的靈活控制可以靈活、迅速、準(zhǔn)確的進(jìn)行軌跡追蹤。并且寬大的體積和寬松的按鍵分布可以提供比電子手寫筆更舒適的控制手感。
文檔編號(hào)G06F3/033GK202159309SQ201120043489
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者申金坡 申請(qǐng)人:申金坡