專(zhuān)利名稱(chēng)：坐標(biāo)輸入記錄筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄筆裝置，用于與數(shù)字化裝置或其他坐標(biāo)輸入系統(tǒng)一起使用。更為具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種指示記錄筆，包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)輪，其中此側(cè)輪的操縱和轉(zhuǎn)動(dòng)使得使用者能夠改變正在經(jīng)由坐標(biāo)輸入系統(tǒng)畫(huà)出的圖像的一項(xiàng)圖形或控制參數(shù)(比如，線(xiàn)條粗細(xì)、顏色、筆劃、明暗、線(xiàn)型等)。其他可能的用途包括利用手指撥輪在文字文件中移行、在3D空間第三維上導(dǎo)航、文件或圖像的推近和拉遠(yuǎn)，以及類(lèi)似用途。在某些實(shí)際例中，觸墊可以代替記錄筆一側(cè)上的手指撥輪。
結(jié)合坐標(biāo)輸入系統(tǒng)一起使用的各種指示器在本技術(shù)領(lǐng)域中是為人熟知的。比如，請(qǐng)見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第5731807號(hào)、第5028745號(hào)、第5061828號(hào)、第5109141號(hào)、第5055831號(hào)和第5004871號(hào)，其內(nèi)容因而在此引入作為參考。這些指示器結(jié)合坐標(biāo)輸入系統(tǒng)一起使用，諸如數(shù)字化系統(tǒng)。
美國(guó)專(zhuān)利第5731807號(hào)披露了一種鼠標(biāo)器，用于把坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸進(jìn)坐標(biāo)輸入系統(tǒng)。遺憾的是，圖形輸入板的某些使用者不喜觀(guān)鼠標(biāo)裝置而偏愛(ài)記錄筆式裝置用于畫(huà)圖，因?yàn)槠涿栏袉?wèn)題。
美國(guó)專(zhuān)利第5004871號(hào)披露了具有壓敏側(cè)向開(kāi)關(guān)的記錄筆，此開(kāi)關(guān)以橫交于殼體的某一角度從殼體向外突出。施加于開(kāi)關(guān)的力(即壓力)的大小形成了由記錄筆輸出的信號(hào)。遺憾的是，在第5004871號(hào)專(zhuān)利中相對(duì)于殼體沿橫向設(shè)定開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)相對(duì)于殼體軸線(xiàn)的橫向移動(dòng)是不合要求的。開(kāi)關(guān)的橫向伸展或突出使之易受損傷，其次，某些使用者又難于在用記錄筆寫(xiě)入(比如畫(huà)圖)的同時(shí)精確地調(diào)節(jié)橫向手指壓力?？偲饋?lái)說(shuō)，在繪圖筆劃期間，隨著要求記錄筆側(cè)向開(kāi)關(guān)在橫向上突出，要求精確和可調(diào)橫向手指壓力是不受歡迎并難以實(shí)現(xiàn)的。假如這些特征得以消除，就會(huì)合乎需要了。
美國(guó)專(zhuān)利第5109141號(hào)披露了一種數(shù)字化記錄筆，包括一個(gè)可以沿著殼體側(cè)面移動(dòng)的開(kāi)關(guān)，而其中此開(kāi)關(guān)在由使用者予以釋放之后可以保持它所移向的位置。在專(zhuān)利第5109141號(hào)之中的開(kāi)關(guān)可以沿著平行于殼體縱向軸線(xiàn)的殼體側(cè)面移動(dòng)。專(zhuān)利第5109141號(hào)側(cè)面開(kāi)關(guān)的這些特征是不希望有的。首先，不希望在作畫(huà)的同時(shí)必須沿著殼體的側(cè)面移動(dòng)開(kāi)關(guān)。其次，不希望具有可以沿著平行于殼體縱向軸線(xiàn)的殼體側(cè)面移動(dòng)的側(cè)面開(kāi)關(guān)，因?yàn)樵诶L圖或運(yùn)筆期間要求這種移動(dòng)是不受歡迎的，并且它要求手指滑動(dòng)動(dòng)作，這些動(dòng)作并非適當(dāng)?shù)啬M了氣刷用用途，而且在記錄筆運(yùn)筆期間是往往并不需要的。
應(yīng)當(dāng)是易而易見(jiàn)的，即在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種記錄筆，能夠模擬氣刷用途，其中此記錄筆包括一手指輸入裝置(比如手指撥輪或觸墊)，可在繪圖運(yùn)筆期間容易使用，而且此時(shí)可用手指操作的輸入裝置(i)不相對(duì)于記錄筆殼體沿橫向突出，(ii)不需要裝置的橫向移動(dòng)，(iii)不需要裝置平行于記錄筆縱向軸線(xiàn)的滑動(dòng)動(dòng)作，以及(iv)不需要裝置或開(kāi)關(guān)沿著殼體側(cè)面的移動(dòng)。
本發(fā)明的目的是，滿(mǎn)足本技術(shù)領(lǐng)域中的上述需要，以及其他一些需要，對(duì)于熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，按照本發(fā)明某些實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明，將是顯然可見(jiàn)的。
一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明滿(mǎn)足本技術(shù)領(lǐng)域中的上述需要的辦法是，提供一種用于數(shù)字化輸入系統(tǒng)的記錄筆，此記錄筆包括一殼體；電子電路系統(tǒng)，設(shè)置在殼體之內(nèi)；一可轉(zhuǎn)動(dòng)的手指撥輪或撥盤(pán)，可由使用者使之圍繞中心軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中手指撥輪被轉(zhuǎn)動(dòng)的角度確定了由數(shù)字化坐標(biāo)輸入系統(tǒng)利用的某一控制或圖形參數(shù)被改變的程度；手指撥輪，包括許多在其周邊部分上形成的輪齒；一齒輪，包括第一組齒輪輪齒，用于嚙合于手指撥輪的輪齒，以及第二組齒輪輪齒，用于嚙合于一電位計(jì)上的相應(yīng)輪齒，以致此電位計(jì)可測(cè)出手指撥輪被轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ并導(dǎo)致作為其函數(shù)而改變參數(shù)；以及其中齒輪上的第一組輪齒形成一周邊部分，具有與齒輪上的第二組輪齒的一周邊部分不同的或較之為小的直徑。
本發(fā)明滿(mǎn)足本技術(shù)領(lǐng)域中上述需要的辦法還有，提供一種記錄筆，包括一殼體；一印刷電路板，包括至少一個(gè)基本上平坦的表面，設(shè)置在殼體里面，此印刷電路板具有至少一個(gè)裝于其上的芯片，而此印刷電路板的一個(gè)平坦平面形成一平面；一按鈕，設(shè)置在記錄筆的一側(cè)上，此按鈕可以沿著按鈕線(xiàn)朝向記錄筆縱向軸線(xiàn)向內(nèi)壓下，以便使得記錄筆輸出表面按鈕狀態(tài)某一變化的數(shù)據(jù)，而其中按鈕軸線(xiàn)和記錄筆縱向軸線(xiàn)基本上是彼此垂直的；以及其中按鈕軸線(xiàn)基本上平行于印刷電路板的平面。
本發(fā)明滿(mǎn)足本技術(shù)領(lǐng)域中上述需要的辦法還有，提供一種用于坐標(biāo)輸入系統(tǒng)之中的記錄筆，此記錄筆包括一觸敏區(qū)域，沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)零部件外露以便由使用者操作，其中此觸敏區(qū)域使得使用者可能通過(guò)改變使用者的手指位置或施加在觸敏區(qū)域之內(nèi)的手指壓力來(lái)調(diào)節(jié)正在繪制的圖像的某一圖形參數(shù)。在某些實(shí)施例中，記錄筆上的觸敏區(qū)域可以如此實(shí)施，即它可以測(cè)定在區(qū)域中的手指位置和/或施加在區(qū)域之內(nèi)的手指壓力。綜合檢測(cè)觸敏區(qū)域中手指位置和壓力二者會(huì)使得使用者可能利用觸敏區(qū)域或側(cè)面觸墊操縱兩個(gè)自由度。
本發(fā)明現(xiàn)在將參照以下圖紙中表明的其某些實(shí)施例予以說(shuō)明。


圖1是符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例、包括一手指撥輪的一種氣刷模擬式記錄筆的局部側(cè)視剖面圖。
圖2是圖1氣刷模擬式記錄筆的側(cè)視平面圖；圖3(a)至3(j)是沿著圖2中所示各相應(yīng)剖切線(xiàn)所取、圖1記錄筆的前視剖面圖。
圖4是符合本發(fā)明另一項(xiàng)實(shí)施例、包括一手指撥輪的一種記錄筆的頂視平面圖。
圖5是圖4實(shí)施例的記錄筆的側(cè)視平面圖。
圖6是圖4記錄筆的前視圖，表明相對(duì)于記錄筆殼體稍微突出的手指撥輪。
圖7是圖4記錄筆的后視圖，表明相對(duì)于記錄筆殼體稍微突出的一個(gè)通常的通/斷開(kāi)關(guān)。
圖8是一種記錄筆的頂視平面圖，此筆包括符合本發(fā)明又一項(xiàng)實(shí)施例的觸敏手指坐標(biāo)輸入觸墊或區(qū)域。
圖9是圖8記錄筆的側(cè)視平面圖。
圖10是圖記錄筆的前視圖，表明圖8記錄筆的觸敏手指區(qū)域基本上齊平于記錄筆殼體，并不從那里突出。
圖11(a)是圖8記錄筆的后視圖。
圖11(b)是一種觸墊的示意簡(jiǎn)圖，可以結(jié)合本發(fā)明的圖8-10實(shí)施例使用。
圖11(c)是另一種觸墊的示意簡(jiǎn)圖，可以結(jié)合本發(fā)明的圖8-10實(shí)施例使用。
圖12是示意簡(jiǎn)圖，表明一數(shù)字化圖形輸入板系統(tǒng)，在此所有實(shí)施例的記錄筆都可以結(jié)合圖12的數(shù)字化圖形輸入板坐標(biāo)輸入系統(tǒng)。
圖13是表明電路布線(xiàn)的電路簡(jiǎn)圖，包括在符合本發(fā)明任一實(shí)施例的一種記錄筆之中的調(diào)諧電路和電位計(jì)。
圖14是一種氣刷模擬式記錄筆的部分側(cè)視剖面圖，包括符合本發(fā)明圖1實(shí)施例的手指撥輪，比在圖1中較為詳細(xì)地表明記錄筆的內(nèi)部。
圖15是沿著示于圖14中的剖切線(xiàn)15-15所取、圖14記錄筆的前視剖面圖。
圖16是沿著示于圖14中的剖切線(xiàn)16-16所取、圖14記錄筆的前視剖面圖。
圖17是沿著示于圖14中的剖切線(xiàn)17-17所取、圖14記錄筆的前視剖面圖。
圖18是本發(fā)明圖14-17實(shí)施例的手指撥輪的后視平面圖。
圖19是圖18的手指撥輪的側(cè)視立面圖。
圖20是圖14-19手指撥輪的前視剖面圖。
現(xiàn)在更為具體地參看各附圖，其中，遍及若干視圖，相同的參照編號(hào)表示相同的零部件。
圖1-3表明符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的模擬一氣刷的記錄筆1。記錄筆1的形狀并非完全修長(zhǎng)，而是相反地包括一突出的抓握區(qū)域3，使得記錄筆能夠模擬一氣刷的形狀。記錄筆1包括空心殼體5；可轉(zhuǎn)動(dòng)的手指撥輪或撥盤(pán)7，用于取決于撥輪被調(diào)節(jié)的大小或程度而輸入變化的數(shù)據(jù)；關(guān)/斷式數(shù)據(jù)輸入開(kāi)關(guān)9；壓敏記錄筆尖11，用于接觸圖形輸入板；記錄筆縱向軸線(xiàn)12；壓力傳感器13，用于檢測(cè)使用者經(jīng)由筆尖11抵靠圖形輸入板施加于記錄筆的壓力的大?。恢虚g齒輪15；轉(zhuǎn)動(dòng)式電位計(jì)17，用于檢測(cè)手指撥輪7被調(diào)節(jié)或旋轉(zhuǎn)的角度；主處理芯片19；印刷電路板21，包括至少一個(gè)平坦的表面，形成一個(gè)平面；各微調(diào)電容器23；擦除裝置25；擦除頭27；以及擦除壓力傳感器29。如圖所示，殼體5包括一形成在其上的孔眼或槽孔，用于允許撥輪7的上部穿過(guò)此孔眼或槽孔從殼體5內(nèi)部向外突出，從而導(dǎo)致?lián)茌?的突出部分外露，以致使用者能夠觸及它而使撥輪7圍繞固定的撥輪軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)。在某些實(shí)施例中，撥輪7只被允許從其初始中性位置(亦即，從某一預(yù)定位置)圍繞軸線(xiàn)31在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)并隨后返回其中性位置，盡管相對(duì)于某一預(yù)定位置的雙向轉(zhuǎn)動(dòng)在另外一些實(shí)施例中是可能的。
手指撥輪7裝在殼體5之內(nèi)，以便可圍繞固定的軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)。記錄筆1的使用者可以使用他/她的一只手指(比如食指)操作撥輪7，以便在繪圖/書(shū)寫(xiě)時(shí)使之圍繞軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)。撥輪7的周邊也在操作上連通(比如接觸)可轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪15。齒輪15裝在殼體之內(nèi)，以便可圍繞靜止不動(dòng)的軸線(xiàn)33轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪15在操作上連通(比如，接觸)手指撥輪7和電位計(jì)17二者。轉(zhuǎn)動(dòng)式電位計(jì)17不確定齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng)多么遠(yuǎn)(亦即，到什么程度)并因而不確定使用者已經(jīng)操作或轉(zhuǎn)動(dòng)到什么程度。因而，當(dāng)使用者使手指撥輪7圍繞軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)(或是順時(shí)針或是反時(shí)針)時(shí)，撥輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)可導(dǎo)致齒輪15在相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。電位計(jì)17可檢測(cè)齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并因而可測(cè)定由使用者造成的手指撥輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)角度或大小。電位計(jì)17，與記錄筆中其他電路系統(tǒng)相結(jié)合，隨后可使記錄筆的圖形輸入板(或計(jì)算機(jī))輸出一電磁波信號(hào)，表明撥輪曾被檢測(cè)出來(lái)已經(jīng)被轉(zhuǎn)動(dòng)多么遠(yuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的大小或角度可確定某一被選定的圖形參數(shù)被改變多么大。
因而，使用者能夠轉(zhuǎn)動(dòng)手指撥輪7，以便連續(xù)地調(diào)節(jié)圖形或控制參數(shù)數(shù)據(jù)，比方諸如所畫(huà)線(xiàn)條/筆劃的粗細(xì)、所畫(huà)線(xiàn)條/筆劃的明暗、所畫(huà)線(xiàn)條/筆劃的顏色、所畫(huà)線(xiàn)條/筆劃的密度，以及/或者在所畫(huà)線(xiàn)條/筆劃的繪制中所模擬的氣刷或記錄筆的類(lèi)型。換句話(huà)說(shuō)，撥輪7不是一種關(guān)/斷開(kāi)關(guān)，而是一種可變動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)的撥輪，可使記錄筆輸出許多取決于撥輪7圍繞軸線(xiàn)31被轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和/或角度θ的不同信號(hào)或電平。這些不同信號(hào)可以用來(lái)在書(shū)寫(xiě)/繪圖時(shí)以不同大小連續(xù)地改變或調(diào)節(jié)許多參數(shù)之中的任何一個(gè)。
比如，如果線(xiàn)條粗細(xì)是被選定由手指撥輪7予以調(diào)節(jié)的圖形參數(shù)，一具有第一粗細(xì)的線(xiàn)條可以由坐標(biāo)輸入系統(tǒng)之中的記錄筆經(jīng)由圖形輸入板畫(huà)在顯示器上，如果撥輪7從某一預(yù)定的初始位置圍繞軸線(xiàn)31順時(shí)針被轉(zhuǎn)動(dòng)10度；一具有第二粗細(xì)的線(xiàn)條可以畫(huà)出，如果撥輪7圍繞軸線(xiàn)31順時(shí)針被轉(zhuǎn)動(dòng)12度；一具有第三粗細(xì)的線(xiàn)條可以畫(huà)出，如果撥輪7圍繞軸線(xiàn)31順時(shí)針被轉(zhuǎn)動(dòng)14度，依此類(lèi)推。另外，一具有變動(dòng)粗細(xì)的線(xiàn)條可以畫(huà)出，如果使用者在畫(huà)此線(xiàn)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)撥輪7。
在某些實(shí)施例中，有待由手指撥輪7予以改變或調(diào)節(jié)的圖像參數(shù)(比如，線(xiàn)寬、灰度、顏色，等)在方式/大小上是作為撥輪7轉(zhuǎn)動(dòng)角度的線(xiàn)性函數(shù)而變化的。比如，由記錄筆1所畫(huà)的線(xiàn)條寬度，對(duì)于撥輪7從其原點(diǎn)圍繞軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)的每一轉(zhuǎn)動(dòng)角度，可以在相應(yīng)的LCD顯示屏幕上增大某一給定大小(比如，0.1mm)。在本發(fā)明的其他一些實(shí)施例中，有待由撥輪7予以調(diào)節(jié)的參數(shù)可以以非線(xiàn)性方式隨撥輪7轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ而變化。在某一非線(xiàn)性實(shí)例中，線(xiàn)條粗細(xì)的增加量可以是對(duì)于撥輪7圍繞軸線(xiàn)3轉(zhuǎn)動(dòng)的第一角度，線(xiàn)條粗細(xì)的增加量可以是某一第一量(比如，0.10mm)；對(duì)于撥輪7轉(zhuǎn)動(dòng)的下一角度，是較大的某一第二量(比如，總增加量為0.225mm時(shí)，0.125mm)；對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的第三角度，是某一第三量(比如，粗細(xì)總增加量為0.375mm時(shí)，0.150mm)；等等。
在某些實(shí)施例中，撥輪/撥盤(pán)7不在任何方向由任何類(lèi)型的彈簧或類(lèi)似物予以推壓，并需要使用者操作以使撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)到所有的轉(zhuǎn)動(dòng)位置和從這些位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。在另外一些實(shí)施例中，手指撥輪7可以朝向一中性或零度位置(亦即，預(yù)定位置)受到彈力推壓。它可以由一回力彈簧或者任何類(lèi)型的回力裝置推壓到這一位置。因而，如果使用者從此初始或中性位置圍繞軸線(xiàn)31反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)5度，撥輪7將在使用者放松(亦即釋放)撥輪7時(shí)由于回力效應(yīng)而轉(zhuǎn)回到此中性位置。撥輪7如此受到推壓，即它將在使用者釋放或放松撥輪時(shí)圍繞軸線(xiàn)31從任何位置轉(zhuǎn)回到此中性位置。因而，當(dāng)線(xiàn)寬是有待由撥輪7予以改變的參數(shù)時(shí)，記錄筆將在撥輪7處在中性位置時(shí)輸出一個(gè)表示有待畫(huà)出的某一線(xiàn)寬的信號(hào)。當(dāng)撥輪7圍繞軸線(xiàn)31在一個(gè)方向上被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)寬取決于轉(zhuǎn)動(dòng)的程序?qū)⒅鸩降刈冃?，以致使用者可以通過(guò)改變撥輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)位置而連續(xù)地改變線(xiàn)寬。當(dāng)使用者釋放撥輪7時(shí)，它將轉(zhuǎn)回到中性位置，而線(xiàn)寬將返回到給定的線(xiàn)寬。不過(guò)，當(dāng)使用者圍繞軸線(xiàn)31在另一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪7時(shí)，電位計(jì)將導(dǎo)致記錄筆輸出一個(gè)信號(hào)，指令系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)增大線(xiàn)寬，而正被畫(huà)出的圖像的線(xiàn)寬將取決于轉(zhuǎn)動(dòng)程度而逐步增大。類(lèi)似地，當(dāng)使用者釋放撥輪7時(shí)，它受到推壓，以致轉(zhuǎn)回到其初始或中性位置，而線(xiàn)寬將因而回復(fù)到前述的“給定”寬度。使用者可以把“中性”位置線(xiàn)寬設(shè)定或規(guī)劃到多種不同粗細(xì)中的任何一種。另外，撥輪7從其預(yù)定的中性位置起，只可以在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
在上面提到的某些優(yōu)選實(shí)施例中，手指撥輪不以任何方向由彈簧加載或受彈力作用。在這些實(shí)施例中，當(dāng)被轉(zhuǎn)動(dòng)以致?lián)茌喌耐怀霰砻嬖谝粋€(gè)方向上一直(比如在圖1中一直反時(shí)針)被轉(zhuǎn)到其最遠(yuǎn)的位置上時(shí)，它將在處于這一預(yù)定位置時(shí)給出一個(gè)表面零電平的信號(hào)，而當(dāng)撥輪在相反方向上一直被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它將給出完整數(shù)量的電平。在其間的各轉(zhuǎn)動(dòng)位置處，由記錄筆給出了數(shù)字化系統(tǒng)的電平數(shù)量是相對(duì)于手指撥輪的零電平預(yù)定位置，手指撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)或徑向角度位置的某一函數(shù)。
應(yīng)當(dāng)指出，在一些優(yōu)選實(shí)施例中，手指撥輪7具有圓形周邊，圍繞軸線(xiàn)31伸展360度，以致圍繞它基本上形成一個(gè)完整的圓圈。還應(yīng)當(dāng)指出，在某些實(shí)施例中，用于接觸使用者(各)手指的撥輪上段可以涂敷橡膠123(見(jiàn)圖20)以便改進(jìn)(各)手指的操縱效果，而下段(圍繞軸線(xiàn)31從大約120-130°角起)具有齒輪101，用于相互作用于齒輪并因而不涂敷橡膠。不過(guò)，并不需要在所有實(shí)施例都是這種情況。在某些實(shí)施例中，撥輪7可以只有部分的圓形周邊，圍繞軸線(xiàn)31伸展不到360度。比如，撥輪7可以在某些實(shí)施例中采取半個(gè)圓餅(即半圓)或四分之三圓餅(即270°)的形狀，同時(shí)仍然被稱(chēng)為“撥輪”7。另外，撥輪7的周邊圍繞軸線(xiàn)31并不需要是連續(xù)的。
在某些實(shí)施例中，撥輪/撥盤(pán)7是圓形的，盡管它可以采取其他一些形狀，諸如長(zhǎng)圓形、三角形，等等。此外，如圖18-20所示，撥輪/撥盤(pán)7只不過(guò)需要圍繞中心軸線(xiàn)31是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，而并不需要是完全圓形的或到處具有相同的厚度而成為符合本發(fā)明的“撥輪”或“撥盤(pán)”。對(duì)于“撥輪”或“撥盤(pán)”7的要求是，它以某種方式圍繞一軸線(xiàn)(比如31)是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，以便輸入變動(dòng)的數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)由記錄筆所畫(huà)圖像的某一參數(shù)。
仍然參看圖1-3實(shí)施例，記錄筆1可以包括安置在殼體5之內(nèi)的電路板21，用于支承記錄筆所采用的大量電子芯片(比如19)和其他電路系統(tǒng)。比如，在此引入作為參考的美國(guó)專(zhuān)利第5028745號(hào)披露，記錄筆可以包括裝入其中的一調(diào)諧電路，含有線(xiàn)圈和電容器(見(jiàn)圖13)，以致記錄筆不需要電池和不需要電線(xiàn)把記錄筆連接于圖形輸入板。因而，記錄筆1在某些實(shí)施例中包括一調(diào)諧電路，并且不以任何方式連接于相應(yīng)的圖形輸入板。擦除裝置25也可以設(shè)置在任選的一些實(shí)施例中。再有，通常的關(guān)/斷開(kāi)關(guān)9也可以設(shè)置以便在某些實(shí)施例中模擬鼠標(biāo)器“敲打”或其他功能。因而，雖然在某些實(shí)施中開(kāi)關(guān)9只具有兩種狀態(tài)(即關(guān)和斷)，但手指撥輪7卻具有許多可能的狀態(tài)，其數(shù)量等于撥輪7可以被調(diào)配到的各個(gè)可能的角度位置的數(shù)量。撥輪7在某些實(shí)施例中也可以安置得，如圖1-3中所示，以致轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)31基本上垂直于記錄筆的縱向軸線(xiàn)12，也垂直于擦除頭27的軸線(xiàn)。不過(guò)，可以想象，軸線(xiàn)31可以從其圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90度，以致它會(huì)基本上平行于記錄筆的軸線(xiàn)12和擦除頭27的軸線(xiàn)，而因此撥輪7會(huì)由使用者的一只手指使之轉(zhuǎn)動(dòng)，在殼體橫向前后動(dòng)作。
圖4-7表明本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例，包括具有手指撥輪的細(xì)長(zhǎng)記錄筆41。記錄筆41包括細(xì)長(zhǎng)殼體43，若有以上關(guān)于本發(fā)明圖1-3實(shí)施例所述和圖示的各零件，它們以與上述和圖示的同樣方式工作。殼體41不包括氣刷模擬抓握部分3。此實(shí)施例因殼體的尺寸所致也不包括齒輪。手指撥輪7直接裝在轉(zhuǎn)動(dòng)式電位計(jì)17的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)上。在機(jī)械方面，各輪齒輪之間的游動(dòng)得以減小，而此設(shè)計(jì)允許各部件適配在殼體之中。
圖8-11表明本發(fā)明又一實(shí)施例，其中記錄筆44包括細(xì)長(zhǎng)的殼體45。這一實(shí)施例，如同圖4實(shí)施例，可以包括或不包括氣刷模擬抓握部分3。不過(guò)，本發(fā)明的圖8-11實(shí)施例不包括手指撥輪，而代之以包括觸敏表面區(qū)域51(即觸墊)，由圍繞其外圍或外部區(qū)域的凸邊53環(huán)繞或形成輪廓。向上突出的固定凸邊53目的在于向使用者提供手指位置的觸覺(jué)反饋，以致使用者能夠說(shuō)出他/她的手指相對(duì)于觸敏區(qū)域在記錄筆上的化出地方。在某些實(shí)施例中，觸敏區(qū)域也可以敏感于(比如，經(jīng)由壓敏區(qū)域或開(kāi)關(guān)52，或者經(jīng)由與觸墊51相關(guān)的任何其他類(lèi)型的壓敏裝置)使用者以他/她的(各)手指施加在區(qū)域51內(nèi)多大壓力。因而，區(qū)域51可以敏感于區(qū)域之內(nèi)的一手指的位置和/或由(各)手指施加在區(qū)域內(nèi)的壓力大小。觸墊51可以檢測(cè)區(qū)域51之中在任一維度(比如，x維度)上的手指位置，或者另外可以檢測(cè)兩側(cè)向維度(比如，x和y)上的手指位置，或者另外可以檢測(cè)在x和y維度上的手指位置以及在垂直的z維度上的壓力或手指位置。在這些維度之中每一維度上的每一不同壓力/位置可導(dǎo)致記錄筆送回一不同的檢測(cè)電平到圖形輸入板系統(tǒng)，而每一檢測(cè)電平不同地影響或調(diào)節(jié)在正被書(shū)寫(xiě)/繪制的圖像中有待改變的參數(shù)。此圖像參數(shù)，作為手指位置和/或壓力的函數(shù)，可以或是線(xiàn)性地或是非線(xiàn)性地予以改變。
觸敏區(qū)域51可以檢測(cè)使用者的手指在它上面的側(cè)向位置，通過(guò)已知的電容式觸摸檢測(cè)技術(shù)，觸墊的表面包括一個(gè)可經(jīng)由手指出現(xiàn)而閉合以接觸一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的薄膜開(kāi)關(guān)基體；壓電傳感技術(shù)；光學(xué)傳感技術(shù)；表面聲波傳感技術(shù)；電阻式觸摸檢測(cè)虛膜技術(shù)；紅外(IR)敏感技術(shù)；或者任何其他已知的觸敏或熱敏技術(shù)。比如，用于檢測(cè)手指或使用者身體上的接觸的觸敏區(qū)域或觸墊51可以包括觸敏和/或壓敏技術(shù)，這種技術(shù)闡明在因而在此引入作為參考的任何一種以下的美國(guó)專(zhuān)利之中，這些專(zhuān)利是第4739299號(hào)，第4489302號(hào)，第4314277號(hào)，第5292837號(hào)，第5543589號(hào)，第5231380號(hào)，第4302011號(hào)，第4430917號(hào)，第4391746號(hào)，第4071691，第5327161號(hào)和第5666113號(hào)。圖形輸入板系統(tǒng)之中的處理器75或記錄筆本身之中的處理器可判讀使用者手指所作的對(duì)觸墊的觸摸，并判讀手指在區(qū)域51之中的位置和/或手指在區(qū)域51之中施加的壓力。觸墊51各傳感器的輸出一般是表示手指在區(qū)域51之中位置和/或壓力的模擬信號(hào)，但可以很快地轉(zhuǎn)換為表示它們的數(shù)字信號(hào)，而表示觸墊51上的位置和/或壓力的觸摸輸入信號(hào)可以從記錄筆或是以數(shù)字或是以模擬方式被送往圖形輸入板。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，觸墊51的表面可以是玻璃、聚合物、橡膠或其他類(lèi)似材料，并可以涂敷特氟隆(TeflonTM)或某種別的低摩擦物質(zhì)，以使在表面上滑動(dòng)盡可能地容易。區(qū)域51之中的觸摸傳感裝置可以是連續(xù)的，或者表面可以劃分為起到開(kāi)關(guān)作用的各小區(qū)，或者可以通過(guò)其任何組合來(lái)做出手指位置的傳感。
使用者手指在區(qū)域51之中的位置受到檢測(cè)并確定圖形參數(shù)要調(diào)節(jié)多大。比如，一條正在畫(huà)出的線(xiàn)條的粗細(xì)可以隨著使用者手指在區(qū)域51之中的位置愈益接近區(qū)域51之中記錄器的尖部而增大，而且可以隨著使用者手指愈益接受區(qū)域51之中記錄筆的擦除頭而愈益變細(xì)?？梢酝ㄟ^(guò)區(qū)域51予以改變的典型的圖像控制或圖形參數(shù)包括上面關(guān)于本發(fā)明其他一些實(shí)施例所述的那些。
觸敏或指敏區(qū)域51最好是不從記錄筆44的環(huán)繞殼體45上突出，并需要在記錄筆表面上沒(méi)有活動(dòng)部分或從記錄筆上突出。在某些實(shí)施例中，區(qū)域51順?biāo)鞖んw45環(huán)繞表面的輪廓，或者另外在外觀(guān)上可以是平坦的。圖13的電路或任何別的適當(dāng)?shù)挠涗浧鲀?nèi)含電路可使從記錄筆發(fā)給圖形輸入板的信號(hào)表面使用者手指在觸敏區(qū)域中的位置和/或其施加的壓力，以致正被繪制/書(shū)寫(xiě)的圖像的控制或圖形參數(shù)可以按照手指在區(qū)域31之中的位置，以及/或者按照由手指在區(qū)域31之中施加的壓力，而予以調(diào)節(jié)。
圖11(b)表明可以用在本發(fā)明圖8-10實(shí)施例之中的觸墊51，其中觸墊表面由柔軟的電阻材料161諸如Goop制成，并配置Mylor支座162。材料161根據(jù)施加于它的力或壓力的大小來(lái)改變其電阻。圖11(b)表明這方面的一種標(biāo)準(zhǔn)的施加力測(cè)量方法。一已知的電壓施加在163處，經(jīng)過(guò)電阻器164和壓力傳感器達(dá)到地線(xiàn)165。材料161的電阻根據(jù)施加于它的力量而改變，而在166處測(cè)得的電壓隨后可以用來(lái)確定曾經(jīng)施加的力的大小。這樣，使用者手指的位置，在觸墊表面x-y二維平面之中，可以確定為與觸墊表面材料中電阻方面的變化存在依賴(lài)關(guān)系。
圖11(c)表明符合本發(fā)明另一項(xiàng)實(shí)施例的觸墊51，可以結(jié)合在此所述的圖8-10實(shí)施例予以使用。在圖11(c)中，觸墊51可檢測(cè)使用者手指的x和y位置以及施加的壓力。圖11(c)的傳感器可以用來(lái)測(cè)定手指施加力的位置及其大小二者。在操作中，觸墊51可以在位置傳感狀態(tài)與力大小傳感模態(tài)之間間斷地切換以檢測(cè)二者。
仍然參見(jiàn)圖11(c)，在手指位置傳感模態(tài)中，一已知的電壓施加在171處，經(jīng)過(guò)Goop層172的長(zhǎng)度達(dá)到地線(xiàn)174。施加手指作用力到撓性的觸摸傳感表面175可在頂部上導(dǎo)電帶條176與壓敏層172之間造成一接觸點(diǎn)。這就使得觸墊系統(tǒng)可以測(cè)定177處的電壓，此電壓將根據(jù)作用力沿著傳感器長(zhǎng)度的位置(亦即根據(jù)電極171與力作用點(diǎn)之間以及力作用點(diǎn)與電極174之間的Goop的相對(duì)電阻值)而改變。在這一實(shí)施例中，傳感器工作得類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)可變電阻器。施加于傳感器的總作用力對(duì)于測(cè)定值具有少許影響(并可能加以補(bǔ)償)。
仍然參看圖11(c)，在力傳感模態(tài)中，一已知的電壓自178處施加，經(jīng)過(guò)電阻器179和傳感裝置達(dá)到地線(xiàn)端171和174。力接觸點(diǎn)與地線(xiàn)之間的總電阻根據(jù)手指施加的總壓力和所施加壓力的位置而改變。在177處測(cè)出的電壓可以用來(lái)確定施加于傳感器一點(diǎn)的作用力大小，而來(lái)自位置傳感模態(tài)的數(shù)據(jù)可以用來(lái)為作用力位置施用一校正因子。
圖12表明一種數(shù)字化圖形輸入板系統(tǒng)，本發(fā)明任一實(shí)施例的任一記錄筆均可以與之結(jié)合使用，盡管本發(fā)明的各種記錄筆也可以結(jié)合任一其他的通常的數(shù)字化器或一些坐標(biāo)輸入系統(tǒng)加以使用。按照本發(fā)明的圖12實(shí)施例，記錄筆在其中包括調(diào)諧電路61，具有比如在操作上關(guān)聯(lián)于感應(yīng)線(xiàn)圈65的電容器63。記錄筆的調(diào)諧電路61連通于圖形輸入板的各疊置的感應(yīng)回路線(xiàn)圈67，比方如美國(guó)專(zhuān)利第5028745號(hào)之中所述，以便使得圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈能夠檢測(cè)記錄筆的存在和位置。圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈可生成電磁波，由記錄筆的調(diào)諧電路61接收，此電路隨后把另一電磁波傳回到圖形輸入板，由圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈予以檢測(cè)。從調(diào)諧電路傳送到圖形輸入板各回路線(xiàn)圈的電磁波在其中包括由電位計(jì)17檢測(cè)出來(lái)的、表示撥輪7轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)或程度(或區(qū)域51)的信息。這就使得記錄筆能夠向圖形輸入板指出撥輪7的狀態(tài)，后者本身又用來(lái)改變有待改變的圖形參數(shù)。在某些實(shí)施例中，記錄筆之中的調(diào)諧電路可接收來(lái)自圖形輸入板中一組回路線(xiàn)圈的電磁波而把它們送回到同一組回路線(xiàn)圈，以致同樣的圖形輸入板各線(xiàn)圈既傳送又檢測(cè)電磁波。不過(guò)，在其他一些實(shí)施例中，調(diào)諧電路可以把電磁波送回到與發(fā)送供能電磁波給調(diào)諧電路的(各)線(xiàn)圈相比而不同的圖形輸入板中一組回路線(xiàn)圈。
圖形輸入板系統(tǒng)可以包括接收電路71、傳輸電路73和處理裝置75。圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈67各檢測(cè)從記錄筆發(fā)出的電磁波并檢測(cè)記錄筆的位置，而這種信息隨后被送往處理裝置75，后者就記錄筆的位置指令相應(yīng)的顯示裝置74。
圖13表明一種可以用在本發(fā)明前述各實(shí)施例的任一記錄筆之內(nèi)的電路。此記錄筆電路系統(tǒng)包括含有感應(yīng)線(xiàn)圈65和電容器63的調(diào)諧電路61。可變電容器91可代表端頭壓敏開(kāi)關(guān)13，由于容抗將根據(jù)由記錄筆經(jīng)由端頭11施加于圖形輸入板表面的壓力。此調(diào)諧電路具有一種共振頻率，能夠以在電力供給各傳感線(xiàn)圈時(shí)從圖形輸入板各回路線(xiàn)圈生成的頻率從事大致的調(diào)諧。
另外在電路系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)93代表關(guān)/斷旁置開(kāi)關(guān)9。比如，調(diào)諧電路可以在開(kāi)關(guān)93斷開(kāi)時(shí)發(fā)射頻率A并在開(kāi)關(guān)93關(guān)合時(shí)發(fā)射不同的頻率B，或者由調(diào)諧電路輸出的信號(hào)位相可以按照開(kāi)關(guān)93是斷開(kāi)的還是閉合的而改變。
電位計(jì)17在某些實(shí)施例中包括了變電阻99，按照手指撥輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)位置而變化。因而，電阻99將在撥輪7處于其預(yù)定中性位置時(shí)具有第一數(shù)值，在撥輪7在順時(shí)針?lè)较蛏媳晦D(zhuǎn)動(dòng)到某一給定點(diǎn)時(shí)具有第二和不同的電阻，依此類(lèi)推。這樣，撥輪7的每一可能位置將確定電位計(jì)電阻99的某一給定數(shù)值。另外認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的某些另外的實(shí)施例中，可以采用可變?nèi)菘购涂勺兏锌箒?lái)代替電位計(jì)的可變電阻99。
圖14是圖1記錄筆的局部放大視圖，較為詳細(xì)地表明手指撥輪7、齒輪15和電位計(jì)17。圖15-17是沿著圖示剖切線(xiàn)所取，圖14記錄筆的前視剖面圖。此外，圖18-20表明圖14實(shí)施例的手指撥輪7。
參看圖14-20，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，手指撥輪或撥盤(pán)7形成一個(gè)至少部分帶齒101的外圍表面。比如，如圖14和18-20所示，撥輪7外徑周邊的一半以上是大致上光滑的而沒(méi)有齒輪形成在其上面。不過(guò)，許多齒輪101(比如7個(gè))沿著撥輪7周邊的下部設(shè)置。電位計(jì)輪16由齒輪15帶動(dòng)。圖19最清楚地表明，包括輪齒101形成在其上的撥輪7外部周邊部分是圍繞軸線(xiàn)31從大約80-140度的一個(gè)弧段，更為可取的是從大約90-130度，而最為可取的是大約108度，于此，撥輪的中心同樣構(gòu)成此弧段的中心。撥輪7外部周邊的其余部分基本上是無(wú)齒的。撥輪7的外部周邊的無(wú)齒部分是為使用者用他/她的(各)手指接觸之用，以便轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪/撥盤(pán)7而改變正在用記錄筆繪制/書(shū)寫(xiě)的圖像的某一參數(shù)，而撥輪7的帶齒部分一般不外露給使用者供操縱之用，而是與中間齒輪15(或者電位計(jì)的各輪齒輪)周邊部分上形成的相應(yīng)輪齒103相互作用，如圖14和15所示。
齒輪15的各輪齒103嚙合于和相互作用于手指撥輪7的各輪齒101，而齒輪15的各輪齒105嚙合于和相互作用于電位計(jì)撥盤(pán)部分17的各輪齒107。在某些實(shí)施例中，沿弧向相對(duì)于其中心，從電位計(jì)17的可轉(zhuǎn)動(dòng)的撥輪或撥盤(pán)的周邊的大約40到180度，包括各輪齒107。
中間齒輪15包括直徑周邊第一部分，含有各輪齒103，以及直徑周邊第二部分，含有形成在其上的各輪齒105。這些第一和第二共軸部分的周邊基本上是圍繞軸線(xiàn)33的環(huán)形，并最好是環(huán)繞其全部360度分別由各輪齒103和105覆蓋。另外的辦法是，齒輪15這些周邊的一些部分不需要各輪齒覆蓋。包含各輪齒105的外部或較大的周邊帶齒部分比包含各輪齒103的內(nèi)部或較小的周邊帶齒部分具有顯著較大的直徑，以致電位計(jì)的可轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪或帶齒部分(由各輪齒105使之轉(zhuǎn)動(dòng))以不同于撥輪7的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。手指撥輪7的各輪齒101嚙合于齒輪15的各輪齒103，從而導(dǎo)致齒輪與手指撥輪一道轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)齒輪15被導(dǎo)致如此轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就使得其包含各輪齒105的外部周邊也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。各輪齒105嚙合于電位計(jì)撥輪或撥盤(pán)的各輪齒107并使之圍繞其中心軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。電位計(jì)撥盤(pán)或撥輪109圍繞其軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的程度確定了電位計(jì)的輸出，并且是手指撥輪7轉(zhuǎn)動(dòng)程度的函數(shù)。
如圖15所示，齒輪15可以制成為塑料或金屬的整體成形的零件，而各輪齒103和105形成其兩個(gè)共軸然而錯(cuò)移開(kāi)來(lái)的周邊部分上。如圖15所示，外部周邊各輪齒105和內(nèi)部周邊各輪齒103各自形成圍繞同一軸線(xiàn)的一個(gè)完全的圓圈。不過(guò)，各輪齒103沿側(cè)向稍微從各輪齒105錯(cuò)移開(kāi)來(lái)，以及撥輪7的各輪齒101能夠接觸各輪齒103而不嚙合或接觸各輪齒105，而各輪齒105正在同時(shí)嚙合于并導(dǎo)致電位計(jì)的各輪齒107轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得電位計(jì)能夠檢測(cè)撥輪或撥盤(pán)7已經(jīng)從某一預(yù)定位置轉(zhuǎn)動(dòng)的程度。
應(yīng)當(dāng)指出，帶輪、繩索、皮帶，或者任何其他聯(lián)動(dòng)裝置都可以用于代替中間齒輪來(lái)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從手指到檢測(cè)裝置，諸如電位計(jì)。
如圖18-20所示，手指撥輪7可以圍繞軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng)。切口113可以任由選擇地形成在撥輪的外部周邊上，以使使用者能夠感覺(jué)到撥輪的某一給定部分相對(duì)于記錄筆殼體沿弧向位于何處。比如，當(dāng)撥輪7處于其零位或任何別的預(yù)定位置時(shí)，切口113可以設(shè)置在記錄筆殼體上槽孔的中間而直接在軸線(xiàn)31的上方，如圖15和19所示。當(dāng)使用者想要改變撥輪或撥盤(pán)7的位置，從而調(diào)節(jié)正被繪制的圖像的某一參數(shù)，然后，使用者可以在離開(kāi)預(yù)定位置的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上圍繞軸線(xiàn)31把撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)到比如示于圖14的位置，在此，切口113已經(jīng)被反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)θ度達(dá)到一個(gè)新的位置。撥輪/撥盤(pán)7從其預(yù)定位置被轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角度數(shù)θ確定了參數(shù)被改變的大小。轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ由電位計(jì)17予以檢測(cè)，一如上述。
仍然參看圖18-20，在某些實(shí)施例中，撥盤(pán)/撥輪7可以包括一個(gè)模制塑料或金屬的整體成形部分115。整體部分115形成了圍住軸線(xiàn)31的中心空腔117，使得撥輪7能夠套配管角119，如圖15所示(亦即，管筒119或任何其他細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件配裝到環(huán)形或其他形狀的空腔117里去，以致由于管筒與撥輪基本上是共軸的，撥輪可以相對(duì)于它圍繞軸線(xiàn)31轉(zhuǎn)動(dòng))。整體部分115在某些實(shí)施例中還包括基本上T形的環(huán)狀突起121，用于允許橡膠或人造橡膠外圍抓握123被固裝在撥輪7的外部。在某些實(shí)施例中，人造橡膠抓握材料123在其不包含輪齒101的各周邊部分處固裝于撥輪7(比如，T形連接件121不需要設(shè)置在撥輪的各帶齒區(qū)域)。部分121和人造橡膠材料部分123各自至少是圍繞軸線(xiàn)31的部分環(huán)形，由于各自都至少?lài)@撥輪中心軸線(xiàn)31呈弧形彎成某一角度。撥輪7的整體部分115還包括齒基部分127，各輪齒101形成于其上。齒基127至少是圍繞軸線(xiàn)31的部分環(huán)形，如圖19所示，并在某些實(shí)施例中，可以從部分115中心區(qū)域向外伸展并包括形成在其外部周邊部分上的各輪齒101，如圖18-20所示。齒基部分127形成了角度與各輪齒101一樣的圍繞軸線(xiàn)31的環(huán)形弧段，或者在某些實(shí)施例中稍微大些的弧段(比如，圍繞軸線(xiàn)31，從大約80到140度，更為可取的是，從大約90到130度)。此外，盡管環(huán)狀T形構(gòu)件121(和抓握部分123)以及齒基部分127在某些實(shí)施例中可以共同占有圍繞軸線(xiàn)31的弧形空間，但示于圖18-20的實(shí)施例之中的情況并非如此，這里T形部分121占有圍繞軸線(xiàn)31的360度的某一給定部分，而部分127基本上占有圍繞軸線(xiàn)31的不設(shè)有T形部分121的其余弧段。
仍然參看圖18-20，撥輪/撥盤(pán)7的輪齒支承部分127具有相對(duì)于軸線(xiàn)31的第一厚度，而撥輪/撥盤(pán)7的中心部分115具有相對(duì)于軸線(xiàn)31的較大的第二軸向厚度，此時(shí)部分115的較大軸向厚度使得抓握構(gòu)件123能夠更為適當(dāng)?shù)毓萄b于撥盤(pán)，而部分127的較薄特性以及因而形成在其上的各輪齒101使得各輪齒101和部分127能夠配裝到齒輪的各輪齒103里面而不干涉各輪齒105。
本發(fā)明的另一獨(dú)特方面最清楚地示于圖14和圖16-17，并涉及開(kāi)關(guān)9的支承結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，基本上平面的電路板21形成一個(gè)平面，其頂面示于圖14。電路板21的這一平面在圖14中從記錄筆的頂部朝向其底部伸展，并具有裝于其上的芯片19。
開(kāi)關(guān)9包括手指按鈕 137和壓敏開(kāi)關(guān)檢測(cè)裝置133。檢測(cè)裝置133裝在大致上平坦的臺(tái)板或表面135上。臺(tái)板135可以是開(kāi)關(guān)9的一部分(開(kāi)關(guān)9可以是關(guān)/斷開(kāi)關(guān)，或任何別的類(lèi)型的、能夠輸出基于所受壓力大小的多個(gè)信號(hào)的壓敏裝置)，或者另外可以是一支承表面，用于支承作為開(kāi)關(guān)的一部分的(各)裝置。在任一情況下，靜止不動(dòng)的臺(tái)板135在操作上聯(lián)接于開(kāi)關(guān)9和按鈕131，并沿著按鈕軸線(xiàn)134設(shè)置在按鈕131以下。如圖11最清楚地所示，表面135裝在第一支承結(jié)構(gòu)與第二支承結(jié)構(gòu)之間，前者從包括平行的各支承延伸段137和139的殼體內(nèi)部的一側(cè)伸出，而后者從包括平行的各支承延伸段141和143的殼體內(nèi)部的另外或相反一側(cè)伸出。支承延伸段137、139、141和143各自形成有一個(gè)基本上垂直于電路板21平面的平面。支承段137、139、141和143可以是塑料的并整體成形于空心的記錄筆殼體5，雖然它們另外可以是金屬的，或者也可以不是整體成形于殼體而予以徑直地固裝于其內(nèi)部。
如圖15-17最清楚地所示，電路板21的平面基本上平行(亦即，正、負(fù)大約相差10度地平行于)圖15-17中的(各)側(cè)壁部分，并基本上垂直于臺(tái)板135的平面。換句話(huà)說(shuō)，在開(kāi)關(guān)操作期間按鈕131沿之被壓下(和釋放)的軸線(xiàn)124基本上平行于(亦即，正、負(fù)相差大約10度地平行于)或在某些實(shí)施例中甚至共面于電路板21的平面。按鈕移動(dòng)軸線(xiàn)134(見(jiàn)圖16)也基本上垂直于由支承件137、139、141和143形成的各平面，以及垂直于表面135。電路板21相對(duì)于開(kāi)關(guān)裝置和各開(kāi)關(guān)支承結(jié)構(gòu)的這種獨(dú)特定位使得各種撥輪結(jié)構(gòu)能夠被配裝到一較小的殼體里去。雖然在本發(fā)明的圖示各實(shí)施例中按鈕131是關(guān)/斷開(kāi)關(guān)9的一部分，但并不需要在所有實(shí)施例中都是這種情況，由于認(rèn)識(shí)到，開(kāi)關(guān)9可以代之以是一可變的壓敏開(kāi)關(guān)，能夠檢測(cè)許多(比如5、10、100或者至1000)由使用者施加于按鈕的各不同壓力等級(jí)。
一旦作出以上闡明，其他一些特性、改正和改進(jìn)將對(duì)熟練的技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。這種其他的特征、改正和改進(jìn)因此被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分，其范圍應(yīng)當(dāng)由以下各項(xiàng)權(quán)利要求予以確定。
權(quán)利要求
1.一種記錄筆，用于一數(shù)字化坐標(biāo)輸入系統(tǒng)，記錄筆包括一殼體；一電子電路系統(tǒng)，設(shè)置在所述殼體之內(nèi)；一可轉(zhuǎn)動(dòng)的手指撥輪或撥盤(pán)，可由一使用者使之圍繞一中心軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述手指撥輪被轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ確定了數(shù)字化坐標(biāo)輸入系統(tǒng)所采用的一控制或圖形參數(shù)被改變的程度；所述手指撥輪包括許多形成在其一周邊部分上的各輪齒；一齒輪，包括一第一組輪齒，用于嚙合于所述手指撥輪的所述輪齒，以及一第二組輪齒，用于嚙合于一電位計(jì)上的相應(yīng)輪齒以致電位計(jì)可檢測(cè)所述手指撥輪被轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ并可使所述參數(shù)作為其函數(shù)而變化；以及其中所述齒輪上的所述第一組輪齒形成一周邊部分，其與所述齒輪上的所述第二組輪齒的周邊部分具有不同的直徑。
2.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，其中所述手指撥輪包括一整體成形的部分，包括一至少局部的環(huán)狀T形部分，用于使得一抓握部分能夠裝在所述手指撥輪上。
3.按照權(quán)利要求2所述的記錄筆，其中所述抓握部分包括一種人造橡膠材料，固裝于所述手指撥輪的不到整個(gè)周邊，以及其中所述T形部分圍繞所述撥輪的所述中心軸線(xiàn)圍過(guò)不到360度，而所述T形部分圍繞所述中心軸線(xiàn)沿環(huán)向圍過(guò)至少180度。
4.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，其中所述撥輪軸線(xiàn)的指向基本上垂直于所述記錄筆的一縱向軸線(xiàn)，以及其中所述手指撥輪的所述輪齒圍繞所述手指撥輪的所述中心軸線(xiàn)伸展一個(gè)范圍從大約80到140度的弧段。
5.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，還包括一調(diào)諧電路，用于接收來(lái)自一圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈的電磁波并用于把電磁波傳送到圖形輸入板的各回路線(xiàn)圈。
6.按照權(quán)利要求5所述的記錄筆，其中電磁波從中接收的各回路線(xiàn)圈不同于來(lái)自調(diào)諧電路的電磁波所傳向的各回路線(xiàn)圈。
7.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，其中手指撥輪不是由彈簧推壓到任一位置的，而記錄筆向一相應(yīng)的圖形輸入板系統(tǒng)輸出一信號(hào)，表明手指撥輪相對(duì)于一預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
8.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，其中殼體包括一形成于其上的孔眼，用于允許所述手指撥輪穿過(guò)所述孔眼向外突出。
9.按照權(quán)利要求1所述的記錄筆，其中參數(shù)包括以下各參數(shù)之一線(xiàn)條粗細(xì)、移行、導(dǎo)向、顏色、明暗、灰度和線(xiàn)型。
10.一種圖形坐標(biāo)輸入系統(tǒng)，包括一數(shù)字化圖形輸入板和權(quán)利要求1的記錄筆。
11.一種數(shù)字化記錄筆，用于一數(shù)字化圖形輸入板系統(tǒng)之中，以便輸入坐標(biāo)信息，此記錄筆包括一殼體，在殼體的特定點(diǎn)處具有一給定的橫截面；以及一觸敏區(qū)域，包括一觸敏表面，可檢測(cè)一手指在觸敏區(qū)域內(nèi)的位置，以及其中此觸敏區(qū)域沒(méi)有外露的供使用者操縱的活動(dòng)部分，另外其中此觸敏區(qū)域使得使用者能夠通過(guò)改變使用者在觸敏區(qū)域之中的手指位置來(lái)調(diào)節(jié)正在繪制的一圖形的一圖形或控制參數(shù)。
12.按照權(quán)利要求11所述的記錄筆，其中觸敏區(qū)域可通過(guò)利用電阻薄膜手指檢測(cè)、電容式手指檢測(cè)和壓電式手指檢測(cè)這幾種檢測(cè)之中的一種來(lái)檢測(cè)一使用者的手指在其中的位置。
13.按照權(quán)利要求11所述的記錄筆，其中觸敏區(qū)域還可檢測(cè)由使用者的手指施加的壓力大小并可輸出表示所檢測(cè)的壓力的信號(hào)。
14.按照權(quán)利要求11所述的記錄筆，其中一脊棱至少部分地圍繞觸敏區(qū)域，并包括一基本上連續(xù)的突起、各凸頭和各凹坑等的其中之一，以便為觸敏表面上的手指位置提供觸覺(jué)反饋。
15.按照權(quán)利要求11所述的記錄筆，其中觸敏區(qū)域包括一表面，具有一種整體的表面結(jié)構(gòu)的表面，用于為觸敏區(qū)域上的使用者手指位置提供觸覺(jué)反饋。
16.一種數(shù)字化記錄筆，用于一數(shù)字化坐標(biāo)輸入系統(tǒng)，此記錄筆包括一殼體；一印刷電路板，包括至少一個(gè)基本上平坦的表面，設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部，所述印刷電路板具有至少一個(gè)裝于其上的芯片，而所述印刷電路板的所述一個(gè)平坦表面形成一平面；一按鈕，設(shè)置在記錄筆的一側(cè)，所述按鈕可以沿著一朝向記錄筆的一縱向軸線(xiàn)的按鈕軸線(xiàn)向內(nèi)壓下，以便使記錄筆輸出代表所述按鈕狀態(tài)方面某種變化的數(shù)據(jù)，而且其中所述按鈕軸線(xiàn)和所述記錄筆縱軸線(xiàn)基本上是彼此垂直的；以及其中所述按鈕軸線(xiàn)基本上平行于所述印刷電路板的所述平面。
17.按照權(quán)利要求16所述的數(shù)字化記錄筆，其中所述按鈕軸線(xiàn)伸展在所述印刷電路板的所述平面之內(nèi)。
18.按照權(quán)利要求16所述的數(shù)字化記錄筆，還包括第一和第二平行的支承構(gòu)件，從所述殼體的一內(nèi)壁向內(nèi)伸展，以及第三和第四平行的支承構(gòu)件，從所述殼體的一相反內(nèi)壁向內(nèi)伸展，而且其中所述第一和第三支承構(gòu)件基本上是彼此共面的并彼此間隔開(kāi)來(lái)，另外其中每一所述第一、第二、第三和第四支承構(gòu)件形成一相應(yīng)的平面，基本上垂直于所述印刷電路板的所述平面；以及其中一靜止不動(dòng)的臺(tái)板，在操作上聯(lián)接于所述按鈕，由所述第一、第二、第三和第四支承構(gòu)件予以支承，以及其中所述靜止不動(dòng)的臺(tái)板沿著所述按鈕軸線(xiàn)設(shè)置在所述按鈕下面并位于所述第一與第二支承構(gòu)件之間，也還位于所述第三與第四支承構(gòu)件之間。
19.按照權(quán)利要求18所述的數(shù)字化記錄筆，其中所述按鈕構(gòu)成一關(guān)/斷開(kāi)關(guān)的一部分，以及其中所述臺(tái)板支承一傳感裝置，聯(lián)接于所述開(kāi)/斷開(kāi)關(guān)。
20.按照權(quán)利要求18所述的數(shù)字化記錄筆，其中所述臺(tái)板結(jié)合所述按鈕構(gòu)成一開(kāi)關(guān)的一部分，以及其中所述記錄筆還包括一由一使用者操作的手指撥輪或撥盤(pán)，其中所述記錄筆輸出一個(gè)信號(hào)，表示所述手指撥輪相對(duì)于所述撥輪的一預(yù)定位置的某一轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
全文摘要
一種記錄筆,用于一坐標(biāo)輸入系統(tǒng)包括一手指撥輪。手指撥輪由使用者轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,確定了一選定的圖形參數(shù)被改變的程度。因而,一使用者可以在繪圖時(shí)只是通過(guò)圍繞手指撥輪的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)使之轉(zhuǎn)動(dòng)而改變此圖形參數(shù)。最好是撥動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)可導(dǎo)致其上帶有輪齒的中間齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪本身又可導(dǎo)致一電位計(jì)檢測(cè)手指撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。根據(jù)本發(fā)明,一用于輸入手指位置和/或手指壓力信息的觸墊可以代替手指撥輪而設(shè)置在記錄筆的一側(cè)上。
文檔編號(hào)G06F3/03GK1243282SQ9910697
公開(kāi)日2000年2月2日 申請(qǐng)日期1999年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者戴維·C·弗萊克, 斯科特·羅林斯, 福島康幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社華科姆