專利名稱：取下筆帽而啟動(dòng)的電子筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有筆體和筆帽的電子筆。本發(fā)明還涉及啟動(dòng)電子筆的方法和使電子筆停止啟動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
電子筆通常具有傳感器和數(shù)字記錄用筆書寫的內(nèi)容的電子裝置。在筆內(nèi)可安裝不同類型的用于測定其狀態(tài)的傳感器例如加速傳感器(見US-A-5434371和US-A-6130666)、光學(xué)傳感器(見US-A-5294792、US-A-5852434和WO 00/73983)、壓力傳感器(見US-A-6104388)或機(jī)械傳感器(見US-A-5294792和US-A-6130666)。在其它電子筆(例如US-A-5012049所述的那種)中，利用信號(hào)(如光、聲、IR輻射等)的三角化來進(jìn)行位置探測。
仍希望找到一種對(duì)使用者既方便又直觀的使上述電子筆和其他類型的電子筆啟動(dòng)和停止工作的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是進(jìn)一步簡化和改進(jìn)電子筆的應(yīng)用，尤其要使其更容易啟動(dòng)和更容易停止啟動(dòng)。
為了達(dá)到上述目的，提出了權(quán)利要求1、2和3所述的電子筆和權(quán)利要求23和27所述的啟動(dòng)電子筆的方法以及權(quán)利要求25所述的使電子筆停止啟動(dòng)的方法，并在與之相關(guān)的從屬權(quán)利要求中規(guī)定了優(yōu)選實(shí)施例和改型實(shí)施例。
本發(fā)明的電子筆采用一種方便于電子筆啟動(dòng)和停止啟動(dòng)的筆帽，該電子筆還具有一種用于檢測上述筆帽是否從筆上取下的傳感器。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的傳感器包括一種機(jī)械開關(guān)，其主要優(yōu)點(diǎn)是在接通或斷開過程中無需用任何電力。使用機(jī)械開關(guān)使操作安全可靠。由于有很多標(biāo)準(zhǔn)零件可供選用，故使該方法簡單且制造成本低。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，上述的傳感器包括一種電開關(guān)，此方法也不需要電力，因?yàn)檫@種電開關(guān)是無源元件。
按照本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，上述的傳感器可以非接觸地工作。其好處是不必在筆體的蓋上開孔，因此提高了筆的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少了進(jìn)入筆體的灰塵和水汽，從而使筆更經(jīng)久耐用。封閉的蓋還具有更大的抗電擊能力。
非接觸性工作的傳感器包括一種運(yùn)動(dòng)傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是這種傳感器可置于筆內(nèi)任何部位，從而簡化筆的裝配工作。
按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，上述的非接觸性工作的傳感器包括一種光傳感器，這可提供檢測筆帽是否取去的方便而可靠的方法。
按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述的光敏器是一種固體成象裝置例如攝像器，這種攝像器最好是可用于在電子筆工作時(shí)記錄信息的攝像器。此法的優(yōu)點(diǎn)是電子筆無需添加額外的零件，這就可減小筆的尺寸和重量并降低成本。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，上述的非接觸性工作的傳感器除了上述的光傳感器以外還包含一種壓力傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是可以更可靠地檢測筆帽是否取去。
上述的壓力傳感器也最好是可用于檢測書寫工具何時(shí)壓在了書寫面上。由于此法大大減少筆內(nèi)的零件數(shù)量，故頗為簡便。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述的非接觸性工作的傳感器利用磁場的變化來檢測筆帽是否取去，這就產(chǎn)生了一種可靠而持久的檢測方法。
利用磁場變化的方法之一是設(shè)置舌簧開關(guān)，在優(yōu)選實(shí)施例中，筆體內(nèi)安裝這種舌簧開關(guān)，而在筆帽內(nèi)安裝一個(gè)磁鐵。這樣就可用標(biāo)準(zhǔn)零件形成一種簡單而可靠的方法，這也是節(jié)約能源的方法，因?yàn)樯鲜錾嗷砷_關(guān)是一種無源零件。
利用磁場變化的另一種方法是設(shè)置霍爾元件。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，筆體內(nèi)設(shè)置上述的霍爾元件，筆帽內(nèi)設(shè)置一個(gè)磁鐵。這種方法可節(jié)省空間，因?yàn)榭蓪⒒魻栐痛盆F做得較小。可以選用一種對(duì)溫度變化不敏感的霍爾元件，這就使之成為一種可靠的方法，又由于霍爾元件不易由于使用而受磨損，故也是一種耐久的方法?；魻栐鞘袌錾瞎?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)零件，且安裝簡單，這就可簡化電子筆的制造過程。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述磁鐵安裝在筆帽上的夾子底下，這是有利的，由于可在筆帽上給磁鐵更多的空間，故可以局部增加筆帽的壁厚而不改變筆帽的總體外觀，從而構(gòu)成一個(gè)支承磁鐵的槽穴。另外，筆帽夾子可用磁屏蔽材料例如鐵素體材料制成，以最大限度地減小筆周圍的磁場。從而保護(hù)例如處于電子筆附近的信用卡上的磁帶使之不受磁鐵磁場的影響。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，在霍爾元件附近安裝一個(gè)磁場聚集器例如一個(gè)鐵素體材料的元件，這是有利的，因?yàn)榭稍诠P帽內(nèi)使用較小的磁鐵。磁場聚集器也可使磁鐵安置在距霍爾元件較遠(yuǎn)處，并可降低對(duì)把磁鐵放置成與霍爾元件相對(duì)的精確度的要求。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，在霍爾元件附近安裝一個(gè)磁鐵而形成一個(gè)放大的背景磁場，這就可以以較弱的磁場來接通或斷開霍爾元件。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，上述的傳感器是一種振動(dòng)傳感器，這是一種穩(wěn)定而耐久的方法，且還不受電和磁干擾的影響。
按照本發(fā)明的方法還可獲得與上述相關(guān)的好處。


下面參看表明優(yōu)選的實(shí)例的實(shí)施例的附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明及其許多的優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1示出本發(fā)明的電子筆；圖2示出通過圖1的電子筆的筆帽和部分筆體的放大剖視圖；圖3是筆帽的局部透明的透視側(cè)視圖；圖4是筆帽內(nèi)部的局部透明的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下列說明針對(duì)一種設(shè)計(jì)用于按照書寫面上的位置編碼圖形的光學(xué)配準(zhǔn)來進(jìn)行位置探測的電子筆。上述電子筆和圖形的基本特征在專利公開WO 00/73981；WO 01/16691；和WO 01/26032中也公開過，所有這些專利文件都納入本文作為參考。但是，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明不限于所示的電子筆，而是可用于任何類型的電子筆，包括前言中所述各類電子筆以及其他的筆狀的閱讀裝置例如WO 98/20446所公開的那種。
參看圖1，本發(fā)明的電子筆1具有一個(gè)筆體2和一個(gè)帶夾子4的筆帽3，該筆帽3安置在筆體2的前端部2a，它可以是可用作蓋住電子筆1在使用時(shí)用于記錄信息的前端部2a的任何形狀的部件。
在筆體2的內(nèi)部，安裝一塊電路板5(見圖2)。在筆體2的前端部2a還設(shè)置了書寫工具例如墨盒6、固體成象裝置(例如CMOS或CCD攝象器)7和發(fā)光二極管(LED)8。在電路板5上，彼此鄰近地安裝一個(gè)霍爾元件9和一個(gè)鐵素體元件(這里是螺釘)10。如圖4所示，在筆帽3內(nèi)面位于夾子4下面的凹槽12內(nèi)安置一個(gè)磁鐵11，在筆帽3的側(cè)壁上緊接夾子4的底部有一個(gè)長形的脊或者說長形凸部13(圖3)。
也可以使用安裝在筆帽內(nèi)的磁鐵圈或者將磁性材料通過例如注射成型模制在筆帽3內(nèi)，為此，將磁性材料與聚合物相混合，然后模制在筆帽內(nèi)，或者采用插入成型法，其中，聚合物料包著磁鐵模制成形。
當(dāng)筆帽3置于筆體2的前端部2a上時(shí)、它蓋住墨盒6的尖部。筆帽3可從電子筆1的筆體2上卸下。使用電子筆1之前，先取下筆帽3。取下筆帽3，便可啟動(dòng)電子筆1。
電子筆1的啟動(dòng)分兩個(gè)階段，即當(dāng)筆帽3取下時(shí)，電子筆1處于待動(dòng)模式狀態(tài)，當(dāng)墨汁管6的尖部壓在書寫面上被例如一種與墨盒6相連接的壓力傳感器(未示出)檢測到，電子筆1便完全致動(dòng)。電子筆1處于待機(jī)狀態(tài)的意思是例如筆1內(nèi)的處理器已啟動(dòng)，而攝象器7和發(fā)光二極管8仍未啟動(dòng)。在電子筆在一種無線界面(例如短程無線電、電感藕合或紅外光)上與外部裝置例如PDA、計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話相連通的情況下。電子筆1可在待機(jī)狀態(tài)下與上述外部裝置相連接，從而使電子筆的工作連成一個(gè)整體。
電子筆1完全致動(dòng)意味著例如攝像器7開動(dòng)，且LED8打開而照射書寫面。
另外，也可以省去待機(jī)狀態(tài)，這樣，當(dāng)取去筆帽3時(shí)，電子筆1便完全致動(dòng)。
可用傳感元件實(shí)施電子筆的啟動(dòng)，圖中的霍爾元件9和磁鐵11便是傳感元件的實(shí)例。電子筆的作動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳感元件和筆內(nèi)的任何其他形式的用于啟動(dòng)電子筆的裝置。
取去筆帽3時(shí)，磁鐵11與霍爾元件9便隔開一段距離，這引起影響霍爾元件9的磁場發(fā)生變化，因此可利用霍爾元件9內(nèi)產(chǎn)生的電壓差來啟動(dòng)電子筆內(nèi)的上述裝置。
也可以采用其他類型的磁性開關(guān)，例如舌簧開關(guān)。
鐵素體元件10可吸引磁場，并使磁場集中在霍爾元件9周圍，這樣筆帽3內(nèi)的磁鐵11可做得小些，其厚度約為1mm，直徑約3mm。另外，也可以在霍爾元件附近安裝一個(gè)磁鐵(未示出)以局部加強(qiáng)霍爾元件上的磁場。因此，只需要少量增加磁場就可接通或關(guān)斷霍爾元件9。磁鐵11在凹槽12內(nèi)移動(dòng)使它容易滑動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢蒙希@就使筆帽3的裝配簡單。
夾子4直接置于凹槽12上而遮住凸部13。這就可將凹槽12做大些。夾子4是鐵素體材料制成的，因此也可使筆帽的外部與磁鐵隔絕，從而保護(hù)信用卡等的磁帶使之不受磁場的影響。
當(dāng)筆帽3置于電子筆1的前端部2a時(shí)，影響霍爾元件9的磁場就會(huì)在磁鐵11靠近霍爾元件9時(shí)發(fā)生變化。所產(chǎn)生的電壓被用來使筆1內(nèi)的裝置停止動(dòng)作。當(dāng)筆帽3置于筆體2上時(shí)，不需要所有裝置都立即停止動(dòng)作，可能是電子筆1首先結(jié)束正在進(jìn)行的信息處理。
因此，使用可非接觸地工作的傳感器便可使電子筆1啟動(dòng)和停止啟動(dòng)。
上述的筆帽3和筆體2設(shè)計(jì)成當(dāng)筆帽3套著前端部2a時(shí)磁鐵11直接位于霍爾元件9的上方。為此可以例如將筆體和筆帽做成其橫截面為非圓形的(例如橢圓形、多角形等)。而且可在筆帽和筆體上設(shè)置協(xié)同動(dòng)作的導(dǎo)引肋和/或?qū)б邸?br> 電子筆可以不用上述的一個(gè)或多個(gè)磁場傳感器，而是具有可利用例如光或壓力差來檢測筆帽是否取下的傳感器。
例如，可在前端部2a上安裝一個(gè)當(dāng)筆帽3套在筆上時(shí)被筆帽3蓋住的光傳感器。當(dāng)筆帽3取下時(shí)，由光傳感器送出的光便使筆啟動(dòng)。
在上述的用光學(xué)筆的情況下，攝象器7可以用作上述的這種光傳感器。因此，攝象器7至少周期地啟動(dòng)以檢測筆帽3是否取去。為了減少能量消耗?？蓛H啟動(dòng)攝象器的一個(gè)或幾個(gè)成象部件。為了進(jìn)一步節(jié)約能源，可設(shè)計(jì)成筆帽3可沿其縱向?qū)δ?施加壓力，以便從上述壓力傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。因此，當(dāng)壓力傳感器輸出信號(hào)的持續(xù)時(shí)間比預(yù)定的時(shí)間更長時(shí)便可中斷攝象器/光傳感器的動(dòng)作。
當(dāng)筆帽3取出時(shí)，電子筆1便可根據(jù)來自攝象器7的信號(hào)或來自壓力傳感器的信號(hào)而啟動(dòng)。當(dāng)筆帽3重新套在筆上時(shí)，電子筆1便根據(jù)來自攝象器的信號(hào)停止動(dòng)作。
將攝象器與壓力傳感器相結(jié)合使用還有附加的優(yōu)點(diǎn)是可防止電子筆在暗室中使用時(shí)錯(cuò)誤地使電子筆停止工作。
也可以使用最好是沿縱向安置的運(yùn)動(dòng)傳感器例如線性加速傳感器，這種傳感器可檢測電子筆1在筆帽3與筆體2分離時(shí)發(fā)生的縱向移動(dòng)。它最好與某種可指示筆帽3是取去還是套在筆1的前端部2a上的傳感器相結(jié)合使用。這樣，當(dāng)筆帽3置于前端部2a且筆正在移動(dòng)時(shí)電子筆1就不啟動(dòng)。例如，運(yùn)動(dòng)傳感器可觸發(fā)光傳感器(例如攝象器)以探測筆帽3是套上的還是取去了，從而保證電子筆1在筆帽3置于筆體2上時(shí)不會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而啟動(dòng)。
電子筆1的啟動(dòng)和停止啟動(dòng)也可通過設(shè)置在筆1的前端部2a內(nèi)的機(jī)械開關(guān)來操縱。當(dāng)筆帽3從筆體取下時(shí)，機(jī)械開關(guān)便松開，這就可使筆1內(nèi)的裝置啟動(dòng)。上述機(jī)械開關(guān)的實(shí)例有斜置開關(guān)、觸頭開關(guān)、滑動(dòng)開關(guān)和推壓按鈕等。
使電子筆1啟動(dòng)和停止啟動(dòng)的另一種方法是采用電氣開關(guān)，例如用兩個(gè)從筆體2凸起的金屬圈和一個(gè)位于筆帽3內(nèi)的金屬片。當(dāng)筆帽3套在前端部2a上時(shí)，上述金屬圈和筆帽3內(nèi)的金屬片構(gòu)成一條封閉電路，當(dāng)筆帽取下時(shí)，上述的連接脫開，也就使電路斷開。也可以使筆帽3的整個(gè)內(nèi)表面具有導(dǎo)電性，或采用金屬筆帽3。
在另一個(gè)實(shí)施例中，取去筆帽3不使筆1啟動(dòng)，而把筆帽放在筆體2的其他部分例如與前端部2a相對(duì)的部分上時(shí)使電子筆1啟動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種電子筆，包括一個(gè)筆體、一個(gè)筆帽和一個(gè)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，該啟動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)用于檢測上述筆帽是否套在上述筆體上的傳感器，上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)可在上述筆帽從上述筆體上取去時(shí)工作而啟動(dòng)上述的電子筆。
2.一種電子筆，包括一個(gè)筆體、一個(gè)筆帽和一個(gè)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，該啟動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)用于檢測上述筆帽是否套在上述筆體上的傳感器，上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)可在上述筆帽放在上述筆體上時(shí)工作而使上述電子筆停止啟動(dòng)。
3.一種電子筆，包括一個(gè)筆體、一個(gè)為保護(hù)該筆體的前端部而設(shè)置的筆帽和一個(gè)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，該啟動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)用于探測上述筆帽是否處在與上述筆體的上述前端部分開的部分上的傳感器，上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)上述筆帽放在上述的與上述筆體的前端部分開的部分上而工作從而啟動(dòng)上述電子筆。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子筆，其特征在于，上述的與上述筆體的上述前端部分開的部分是與上述前端部相對(duì)的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種機(jī)械開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種電氣開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的電子筆，其特征在于，上述的傳感器可以非接觸地工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種運(yùn)動(dòng)傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種光傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電子筆，其特征在于，上述的光傳感器是一種固體成象裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電子筆，其特征在于，當(dāng)上述電子筆工作時(shí)，上述的固體成象裝置可用于記錄信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的電子筆，其特征在于，上述的傳感器還包括一種壓力傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電子筆，其特征在于，還包括一個(gè)書寫工具，上述的筆帽蓋住上述的書寫工具以便在上述電子筆不工作時(shí)保護(hù)上述的書寫工具，上述的壓力傳感器可用于檢測上述的書寫工具何時(shí)壓在書寫面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的電子筆，其特征在于，上述傳感器利用磁場的變化來檢測上述筆帽是否套在上述筆體上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種舌簧開關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電子筆，其特征在于，上述的舌簧開關(guān)安裝在上述筆體內(nèi)，并在上述筆帽內(nèi)安裝一個(gè)磁鐵。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電子筆，其特征在于，上述的磁鐵安裝在上述筆帽上的夾子底下。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一個(gè)霍爾元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的電子筆，其特征在于，上述的霍爾元件安裝在上述筆體內(nèi)，并在上述筆帽內(nèi)安裝一個(gè)磁鐵。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電子筆，其特征在于，上述的磁鐵安裝在上述筆帽上的夾子底下。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的電子筆，其特征在于，在上述的霍爾元件附近安置一個(gè)磁場聚集器，例如金屬片。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的電子筆，其特征在于，在上述的霍爾元件附近安置一個(gè)磁鐵。
23.根據(jù)權(quán)利要求7的電子筆，其特征在于，上述的傳感器包括一種振動(dòng)傳感器。
24.一種啟動(dòng)具有筆體和筆帽的電子筆的方法，包含如下步驟從上述筆體取去上述筆帽；檢測上述筆帽確被取去；和啟動(dòng)上述的電子筆。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，上述的檢測上述筆帽確被取去的步驟包括下列步驟測定磁場的變化。
26.一種使具有筆體和筆帽的電子筆停止啟動(dòng)的方法，包含如下步驟將上述筆帽套在上述筆體上；檢測上述筆帽確實(shí)套好；和使上述電子筆停止啟動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其特征在于，上述的檢測上述筆帽確實(shí)套好的步驟包括如下步驟測定磁場的變化。
28.一種啟動(dòng)具有一個(gè)帶有前端部的筆體和一個(gè)筆帽的電子筆的方法，包含如下步驟將上述筆帽置于與上述筆體的上述前端部分開的部分上；檢測上述筆帽已安置好；和啟動(dòng)上述的電子筆。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其特征在于，上述的檢測上述筆帽已安置好的步驟包括如下步驟測定磁場的變化。
全文摘要
一種電子筆具有一個(gè)筆體、一個(gè)筆帽和一個(gè)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，該啟動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)用于檢測筆帽是否套在筆體上的傳感器。上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)可根據(jù)筆帽從筆體上取去或筆帽放在一個(gè)與筆體的前端部隔開的部分而工作使電子筆啟動(dòng)。上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)還可根據(jù)筆帽放在一個(gè)與筆體的前端部隔開的部分上而工作使電子筆停止啟動(dòng)。上述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)還可根據(jù)上述筆帽放在上述筆體上而發(fā)生動(dòng)作使電子筆停止工作。本文還說明了使電子筆啟動(dòng)和停止啟動(dòng)的方法。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1518723SQ01823376
公開日2004年8月4日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者克里斯特·福雷烏斯, 約翰·林格倫, 斯特凡·布斯特倫, 布斯特倫, 克里斯特 福雷烏斯, 林格倫 申請人:阿諾托股份公司