利用永久磁铁的指示笔输入器制造技术

指示笔（３０）利用磁场工作，其中永久磁铁（３２）位于无源指示笔内，该指示笔可被多个磁传感器（１０，１２）探测，该磁传感器从地球的相对磁场中消除指示笔的磁场，由此获得在三角测量方程中使用的矢量，依赖所使用的磁传感器（１０，１２）的数量，确定指示笔（３０）的二维或三维位置，其中一组磁传感器可以用作地球磁场的参照，以及其中每个磁传感器包含改变灵敏度方向（１４）的极化线圈、零位线圈（４２）和反位线圈（４４）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及用于电子信息装置的输入器。尤其，本专利技术提供一个指示笔，该指示笔可以工作在二维或三维，并且用于提供输入如代表指示笔在工作场内的移动的线，或用于计算机及便携信息设备如个人数字助理(PDA)或其它类型的电子设备如移动电话的光标控制。
技术介绍
利用指示笔的输入器的技术状态通常以数字化板或触摸板为特征。数字化板通常是一个大的表面，使用耦合到数字化板或触摸板的一个指示笔输入数据。例如，一根电缆将指示笔连接到该板，当指示笔在该板的表面移动时，指示笔的移动被探测或追踪。该移动典型地被描绘为显示器上的线。大多数基于指示笔的数字化板的工作基础依赖电磁传感器。磁场由回路中的电流形成。该笔具有一个线圈，该线圈拾取这个磁场，并将其发送回一个转换器，该转换器通过这个数据确定X和Y位置。这种类型的笔通常要求在笔与基本装置之间有一个系绳以转移数据，或者使用电池供电的一个有源笔并且产生可被触摸板探测的某种类型的信号。因此，与现有技术相比，提供用于数据输入或光标控制的一个基于笔或指示笔的系统，该系统不需要一个系绳的指示笔或一个有源笔，将是一个优点。如果该指示笔的工作不需要内部电源也将是有利的。现有技术还描述与个人数字助理(PDA)一起使用指示笔。当指示笔要求可探测的压力时，PDA的书写表面可能被损坏。此外，用于指示笔的书写区域典型地很小。当没有视觉反馈或“上墨痕迹”向书写者显示写了什么内容时，使用指示笔也是很困难的。如果指示笔的移动与书写内容在显示器屏幕上的出现之间有延迟时，上墨可能也很困难。因此，与现有技术相比，提供防止PDA屏幕损坏的一个幕外上墨表面将是一个优点。提供用于PDA的一个较大书写表面以及迅速的视觉反馈将是一个优点。现有技术在还无法使任何类型的指示笔能够不与探测该指示笔的一个表面接触而工作。换句话说，被书写的表面是能够探测该指示笔的某个表面。因此，能够探测和追踪指示笔在一个表面上的移动，而该表面非指示笔探测表面，将是一个优点。现有技术还教授某种类型的感应表面必须与指示笔一起使用。因此，与现有技术相比，提供一个指示笔，该指示笔不需要任何可探测的感应表面，将是一个优点。因此使指示笔在三维内移动时能够被探测也将是一个优点。要致力于的另一个方面是开启和关闭书写的能力。典型地，这种类型的功能要求一个敏感表面，可能是笔与另一个装置之间的系绳，或者是一个有源笔。因此，与现有技术相比，提供一个指示笔，该指示笔可以被激励以开启和关闭在相连的显示器上的书写，且该指示笔是一个无源装置，不需要在专门的感应表面上书写，也不通过系绳连到另一个装置，将是一个优点。本专利技术的最后一个方面是实现用于很小区域的指示笔的能力。考虑想要输入和电邮消息并发送它的移动电话用户。以蜂窝电话上的输入选项的技术状态，这是一个乏味耗时工作。与现有技术相比，提供由指示笔激励的一个很小的键盘使其能够用于移动情况，以及与较小的装置一起使用，将是一个优点。
技术实现思路
本方面的一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够工作在二维或三维。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔仅需要位于其中的永久磁铁。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够提供表示触压和压力的信号。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够向一个显示器装置提供“开始”和“停止”书写信号，其中该信号通过普通书写移动和动作被激励。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔可以包含一个墨盒，该墨盒在幕外使用时提供指示笔在纸上的真实上墨。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，通过提供足够数量的传感器以提供三维探测量，该指示笔能够工作在三维。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔增大磁场强度，由此用作一个变化信号的指示器。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔旋转存储在笔主体内的永久磁铁，由此改变极性，以及提供一个数字“开”和“关”信号。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够探测自身的旋转。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够翻转以在显示器装置上执行擦除功能。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔能够被并入一个机械笔并带有一个墨盒。本专利技术的另一个目的是提供一个无源指示笔，该指示笔可以与一个小的键区一起使用，其中该键区探测无源指示笔与键区上的键的接触。本专利技术的另一个目的是提供一个有源指示笔，该指示笔提供信号到一个显示器装置，由此提供压力信息，使得能够用变化程度的阴影画出。在一个较好实施例中，本专利技术是利用磁场工作的一个指示笔，其中永久磁铁位于可被多个磁传感器探测的一个无源指示笔内，该传感器从地球的相对磁场中减去指示笔的磁场，以获得在三角测量方程中使用的矢量，以确定指示笔在书写区域内的位置。在本专利技术的第一方面，每对磁传感器提供一个矢量，其中两对提供二维的矢量信息，三对提供三维的矢量信息。在本专利技术的第二方面，三对磁传感器位于虚矩形的平面中四个角的其中三个。在本专利技术的第三方面，三对磁传感器的其中一对用作地球磁场的参照。在本专利技术的第四方面，每个磁传感器包含改变灵敏度方向的一个极化线圈、一个零位线圈和一个反位线圈。在本专利技术的第五方面，由该无源指示笔产生的一个“开始”和“停止”信号通过该指示笔主体内的永久磁铁的迅速移动可以被磁传感器探测。由以下结合附图进行的详细描述，本专利技术的这些和其它目的、特征、优点以及替换方面对于熟练的技术人员将很明显。附图说明图1是成组布置以提供一个灵敏度区域的磁场传感器的顶部正视图，当使用两组传感器时该区域是二维的，当使用三组传感器时该区域是三维的。图2A是本专利技术的一个灵敏度区域的例子。图2B是本专利技术的另一个灵敏度区域的例子。图2C是本专利技术的另一个灵敏度区域的例子。图3是一个指示笔的侧视剖面图。图4是一个磁场传感器的电路图。图5是本专利技术的组件的示意图。图6是一个指示笔的两个视图的侧视剖面图，显示一个替换实施例。图7是一个指示笔的替换实施例的侧视剖面图。图8是一个指示笔的替换实施例的侧视剖面图。图9是图8的驱动线圈的特写视图。图10是一个指示笔的替换实施例的侧视剖面图。图11是无源指示笔的另一个实施例的横截面侧视图。图12是图11的无源指示笔的横截面侧视图。图13是图11的无源指示笔的特写横截面视图，该指示笔被激励以在显示器上书写。图14是可用于确定通过指示笔尖端加在一个书写表面的压力的程度的一个电路方框图。图15是用于有源指示笔的一个发射机的电路图，该指示笔执行图14中所述压力感应。具体实施例方式现在将参考附图，其中本专利技术的各种元件将被给定数字标记，以及其中将讨论本专利技术以使熟练的技术人员能够实现和使用本专利技术。应当理解到以下描述仅是本专利技术的原理的示例，并且不应视为限制随后的权利要求书。本专利技术的目前较好实施例是能够确定一个无源指示笔的位置和方向的多个磁传感器，该指示笔不使用电源而产生磁场。在该目前较好实施例中，该多个磁传感器为方向敏感装置。例如，该磁传感器可以是例如飞利浦半导体公司(Philips Semiconductors)出售的零件号KMZ51的一个磁场传感器。但是，任何类似的磁传感器可以替换并产生相同的结果。应当注意到磁场传感器KMZ51较便宜，因此这里对于该应用较合适。在该目前较好实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向电子设备提供输入的无源指示笔系统，其中该无源指示笔利用永久磁铁向磁传感器系统提供位置信息，所述无源指示笔包括：包含至少一个永久磁铁的无源指示笔；用于探测位于该无源指示笔内的至少一个永久磁铁的位置的一个磁传感器系统，其中该磁传感 器系统进一步包括多个磁传感器，该磁传感器能够（１）探测该至少一个永久磁铁，（２）确定该至少一个永久磁铁相对于一个参考点的位置，以及（３）传输该至少一个永久磁铁的位置；以及一个显示器系统，其中该显示器系统利用该至少一个永久磁铁的位置在显示 器系统上显示代表该无源指示笔在工作场内的移动的数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔李，布赖恩泰勒，迈克尔P哈尼，本杰明J杰里，
申请(专利权)人：西奎公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]