CN101154135A - 多点及平面端部电脑手绘输入笔 - Google Patents

Abstract

本发明指具以下功能硬件：由WAC手写板和手写笔组成的计算机绘画设备；它需手写板和手写笔配合使用。本发明仅有笔状输入部件，能在大多数物体平面上使用，使用范围不受限制；能分辨出笔状输入部件的倾斜角度；价格低。本发明由端部，头部，杆部组成。头部的底面也就是端部为平面，或抽象平面。头部和杆部由三端接头连接。端部在使用中始终与受体接触，并成平行。杆部有两部分，第一部分作提笔动作时，头部不随之提起，而留在受体平面上，杆部作受体平面xy轴方向移动时带动头部，头部中的电子部件能感应出这一移动。杆部能作摇摆运动，摇摆运动的方向和角度能由电子元件感应出来。本发明能作为计算机绘画设备，鼠标，游戏摇杆使用。

Description

多点及平面端部电脑手绘输入笔

技术领域

本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”指的是具有以下电脑外设功能的硬件：

比如由WAC手写板和手写笔硬件组成的计算机绘画设备；

比如由汉王手写板和手写笔硬件组成的电脑手写输入硬件；

以及比如光电鼠标等电脑鼠标硬件。

以上产品和本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”都可作为电脑手绘输入系统硬件。

目前的电脑手绘输入系统硬件大体分为四种，

第一种是用手写笔在电脑屏幕上直接进行输入。

第二种是需要手写板和手写笔配合进行输入。

第三种是无需手写笔，直接用手指在触摸板或触摸屏上进行输入。

第四种是用鼠标进行输入。

它们都可作为电脑手绘，电脑手写输入，和鼠标来使用。但是性能好坏，价格高低各不相同。第一种分辨率高，但价格昂贵适合专业电脑绘画人员使用，使用范围受电脑屏幕面积限制。第二种如果要达到高的分辨率，高的有级数压感，以及面积大的手绘板，那么价格也较高，且需要手写板和手写笔配合使用，使用范围受手绘板面积限制。

第三种一般难以实现有级数压感。使用范围受触摸板或触摸屏面积限制。

第四种一般无法实现有级数压感，且外形不是笔状，作为电脑手绘，电脑手写输入时与平常人的持笔写字和绘画的习惯不一样。

而本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”不但具有以上硬件的所有功能且有以下优点：

一：分辨率高；

二：压感级数高；

三：仅有一个笔状输入部件，能在大多数物体平面，如桌面上使用，使用范围不受限制；

四：具有以上硬件所没有的功能，如能分辨出笔状输入部件或手写笔的倾斜角度，以之转化为电脑图形的点和线条的宽度或颜色深浅。

五：价格低廉。

介绍几个在本说明书中需要用到的重要概念。

概念(1)

书写和绘画中用到的两大工具

〔1〕：一是作用体，一般指的是人手持的工具，在书写和绘画时通常处于相对运动状态中。传统的如笔：非传统的如电脑手写笔。

〔2〕：二是受体，通常受体大多为平面状态，它的空间形态抽象为二维，在书写和绘画时通常处于相对静止状态中。传统的如纸；非传统的如WAC手写板。

传统的作用体和受体通过各种方式产生相对运动在受体上留下痕迹形成书写和绘画的字体和图形。非传统的作用体和受体如由WAC手写板和压感手写笔组成的计算机绘画设备硬件中手写笔并不在WAC手写板上留下痕迹产生书写和绘画的字体和图形，而是通过模拟传统作用体和受体的相对运动，把相对运动转化为电子信息，在电脑中模拟出书写和绘画时的痕迹。

要想产生或用电脑模拟书写和绘画的字体和图形。必须具有作用体和受体两大物质实体，书写和绘画的字体和图形的产生与作用体和受体两大物质实体的相对位置，角度变化，运动状态直接相关。

概念(2)

作用体的三大结构

〔1〕：端部：指的是与受体直接接触的部分，传统的作用体端部直接形成了留在受体上的痕迹，如笔尖。通常作用体的端部可以抽象看做一维的点状，而本发明“平面端部电脑手绘输入系统硬件”的端部是二维的平面。

〔2〕：头部：连接端部的部分，是端部的载体，在本发明中头部是产生电脑图形轨迹的电子元件的载体。

〔3〕：杆部：指的是手持部分，方便人手对作用体的把握，手的动作通过杆部传递给头部和端部，它对形成留在受体上的痕迹不起直接作用。如笔杆。在本发明中杆部有两部分，电脑手写笔的压元部件在两部分之间。

概念(3)

传统作用体在受体上留下的痕迹的四种特征

〔1〕：点：这里的点指的并不是抽象的无大小的一维点，实际上它的形状和大小由笔尖的形状和大小决定。这是由于在书写和绘画中笔尖的形状和大小决定了作用体在受体上能够产生的最小的痕迹的大小和形状。

〔2〕：线：它由连续不断的点形成。它的形态由笔尖形态决定。

〔3〕：面：它由点或线条组成。它的形态由笔尖形态决定。

〔4〕：色：点线面可以具有不同颜色深浅度。

色是点的特征。

色的深浅度也可以是由不同特征的点在某一面积内的数量多少产生出来，但是这只是模拟的，并不是真正的色的深浅度。

线面是由不同特征的点以各种方式组合产生出来的。

非传统的作用体和受体通过电脑模拟这四种特征。

概念(4)

书写和绘画中用到的工具的基本功能

〔1〕：形成或模拟无形态，无颜色深浅变化的点

〔2〕：形成或模拟有形态变化的点

〔3〕：形成或模拟有颜色深浅变化的点

〔4〕：形成或模拟点的不同位置

所有书写和绘画中用到的工具的具体功能都由这四种基本功能以组合，相加，混合等各种方式产生出来。

概念(5)

书写和绘画中用到的工具的具体功能

所有书写和绘画中用到的工具的具体功能都由概念(4)书写和绘画中用到的工具的基本功能以组合，相加，混合等各种方式产生出来。

〔1〕：二功能工具，它的功能是由概念(4)中〔1〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来。

具体为：

<a>：在受体上只能形成无形态，无颜色深浅变化的点；

和<b>：由连续的点组成无粗细，无颜色深浅变化的线条；

以及<c>：由点或线条组成无颜色深浅变化的面。(当然面的颜色深浅变化可以由同一面积中点和线的的数量多少模拟，但这不是真正的颜色深浅变化功能。(以下情况同此))

如圆珠笔，钢笔。

〔2〕：三功能工具，它的功能是由概念(4)中〔1〕〔2〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来。或由概念(4)中〔1〕〔3〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来。

具体为：

由概念(4)中〔1〕〔2〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来的：

<a>：在受体上形成有形态，无颜色深浅变化的点；

和<b>：由连续的点组成有粗细，无颜色深浅变化的线条；

以及<c>：由点或线条组成有形态，无颜色深浅变化的面。

由概念(4)中〔1〕〔3〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来的：

<d>：在受体上形成无形态，有颜色深浅变化的点；

和<e>：由连续的点组成无粗细，有颜色深浅变化的线条；

以及<f>：由点或线条组成有形态，有颜色深浅变化的面。但形态的变化不如<c>方便。

如美工笔，它可通过调整和纸面接触的角度使与纸面接触的笔尖形状和大小发生变化，而形成有形态，无颜色深浅变化的点。

画漫画的蘸水笔，它可通过书写和绘画时压力的大小使流出的墨水量发生变化，而形成有形态，无颜色深浅变化的点。

粉笔，它可通过书写和绘画时压力的大小变化形成无形态，有颜色深浅变化的点。

〔3〕：四功能工具，它的功能是由概念(4)中〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕以组合，相加，混合等各种方式产生出来。

具体为：

<a>：在受体上形成有形态，有颜色深浅变化的点；

和<b>：由连续的点组成有粗细，有颜色深浅变化的线条；

以及<c>：由点或线条组成有形态，有颜色深浅变化的面。

如铅笔它可通过调整和纸面接触的角度使与纸面接触的笔尖形状和大小发生变化，并能通过书写和绘画时压力的大小使留在纸上的痕迹颜色深浅发生变化，而形成有形态，有颜色深浅变化的点。

概念(6)

作用体<1>在受体<2>上书写和绘画时的三种运动状态(如(图1-8))

〔1〕：端部与受体接触时的运动状态。

端部与受体平面接触的瞬间，端部停留在受体平面某位置上的0维静止状态。

比如笔尖在与纸面接触的瞬间，笔尖停留在纸面平面上要书写的笔划的某位置<8>上的0维静止状态。

〔2〕，端部与受体接触后的运动状态。

比如笔在纸上的书写过程，它形成书写的笔划轨迹。

〔3〕：端部与受体分离后和接触前的运动状态。

比如笔书写完一个笔划后，提笔，笔尖离开纸面，不与纸接触，和向下一笔划的起始部位落笔的过程。

具体细分如下：

端部与受体接触时的运动状态。

<a>：端部<3>与受体<2>平面接触的瞬间，端部<3>停留在受体<2>平面某位置上的0维静止状态。(如(图1))

端部<3>与受体<2>接触后作用体<1>的运动状态的方式有以下几种：。

<b>：作用体<1>在受体<2>平面上的空间中的，以受体<2>平面的xy轴为坐标的二维运动。(如(图2))

<c>：以作用体<1>端部<3>为轴心，以作用体<1>长径<99>为半径，以受体<2>平面为横切面的半圆球体空间<10>内部摇摆运动，

或者是以作用体<1>端部<3>为轴心的受体<2>平面xy轴方向的倾斜运动。(如(图3))

<d>：以作用体<1>长径<99>为轴的自旋运动。(如(图4))

<e>：端部<3>与受体<2>接触后作用体<1>向受体<2>作的加压和减压动作形成的作用体<1>相对于受体<2>的上下运动。(如(图5))

端部与受体分离后和接触前作用体的运动状态的方式有以下几种：

<f>：作用体<1>以长径上的任一点<11>为轴心的圆球体空间<12>内部旋转运动。(如(图6))

<g>：作用体<1>以长径<99>为轴的的自旋运动。(如(图7))

<h>：作用体<1>在受体<2>平面上的空间中的三维运动，也就是在以受体<2>平面上的xyz轴坐标为坐标的三维运动。(如(图8))

概念(7)

书写和绘画中用到的工具的基本功能是由作用体在受体上书写和绘画时的不同运动状态所产生的概念(4)书写和绘画中用到的工具的基本功能是由概念(6)作用体在受体上书写和绘画时的三种运动状态所产生的。

详细说明如下：

〔1〕：概念(4)〔1〕形成或模拟无形态，无颜色深浅变化的点

它的功能是由概念(6〕：具体细分中的<a>：端部与受体平面接触的瞬间，端部停留在受体平面某位置上的0维静止状态产生的。

〔2〕：概念(4)〔2〕形成或模拟有形态变化的点，

它的功能是由概念(6)具体细分中的<a>加上<c>或<e>所产生的。有时可能还有<d>。

〔3〕：概念(4)〔3〕形成或模拟有颜色深浅变化的点

它的功能是由概念(6)具体细分中的<a>加上<c>或<e>所产生的。

〔4〕：概念(4)〔4〕形成或模拟点的不同位置

它的功能是由概念(6)具体细分中的<b>：作用体在受体平面上的空间中的二维运动产生的。

概念(8)

本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”名称中“多点及平面端部”的概念(如(图9))(这里引用概念(2)作用体的三大结构)“多点及平面端部”指的是本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的作用体端部，也就是与受体<2>平面紧密接触的部分是一个平面，如(图9)中的<13>平面。或是由三个以上凸出的点构成的抽象平面如(图9)(端部底视图)中由点<15><16><17>构成的抽象作用体端部平面<14>。端部<13><14>是头部<4>的底面。

概念(9)

笔尖的三种情况，传统的笔中笔尖只有一个，而本发明中实际与受体接触的笔尖相当于是端部；实际形成笔尖描绘电脑图形功能的是头部中电子元件的信息探测部位，比如鼠标感光元件的光孔或光孔所对的受体面，比如电磁感应笔中的线圈或线圈形成的磁场；而手感上的笔尖是杆部与头部的连接部分。

背景技术

(1)：目前的电脑手绘输入系统硬件的四种类型

〔1〕：第一种是用手写笔在电脑屏幕上直接进行输入。

〔2〕：第二种是需要手绘板和手写笔配合进行输入。

〔3〕：第三种是无需手写笔，直接用手指在触摸板或触摸屏上进行输入。

〔4〕：第四种是用鼠标进行输入。

(2)：这四种电脑手绘输入系统硬件的原理大致有以下几种：

(注：这里引用网上资料文章。)

手写系统的硬件可分为手写板和手写笔两个部分，其中最重要的当属手写板，因为它是手写输入的主要感应设备。

手写板的原理类型；

〔1〕：电磁感应板

电磁感应板是通过在手写板下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场来感应带有线圈的笔尖的位置进行工作的。电磁感应笔可放出电波，由基板感应到后计算出笔的位置报告给电脑，然后电脑执行移动光标或其他相应动作。由于电磁波能隔空传导，所以即使笔不接触到基板，基板也能感应到。因此在距离基板一定高度之内，基板仍能感应到笔的位置。

〔2〕：电阻压力板

电阻压力板是由一层可变形的电阻薄膜和一层固定的电阻薄膜构成，中间由空气相隔离，其工作原理是：当用笔或手指对上层电阻加压使之变形与下层电阻接触时，下层电阻薄膜就感应出笔或手指的位置。电阻式的手写板成本低、制作简单，但必须充分接触才能写出字，这在某种程度上限制了手写笔代替鼠标的功能。

〔3〕：电容式触控板

电容式触控板的工作原理是通过人体的电容来感知手指的位置，即当手指接触到触控板的瞬间，就在板的表面产生了一个电容。

在触控板表面附着有一种传感矩阵，这种传感矩阵与一块特殊芯片一起，持续不断地跟踪着手指电容的“轨迹”，再经过内部一系列的处理从而每时每刻精确定位手指的位置(X、Y坐标)，同时测量由于手指与板间距离(压力大小)形成的电容值的变化，确定Z坐标，从而完成X、Y、Z坐标值的确定。

〔4〕：静电耦合板

静电耦合方式与电容压感式十分相似，所以在许多不是十分细致的分类的时候，往往把它归类于压感式。但是，静电和电容两种方式在技术本身上有着质的区别。

采用静电耦合的方式手写板的笔上面是带有电线的，笔尖上带有静电，与触摸板内的感应面产生静电感应，就可以令触摸板表面产生电势差，形成识别笔迹所需要的电信号。静电耦合方式的手写笔由于笔尖带电，使用的时候可能产生危险，已经被淘汰，在市场上比较少见。

〔5〕：温度感应板

采用温度感应方式的触摸板多用于代替笔记本电脑鼠标的作用，在手写板产品上也有采用。温度感应方式的触摸板内采用的是一种高分子材料，这种高分子材料对温度变化比较敏感，在不同的温度下有着不同的导电性能，只要温度有差异，就可以分辨位置，实现对笔迹的识别。

温度感应的技术比较复杂，成本较高，但是其分辨率和精度在技术上比较领先，特别是能够较好的实现力度效果。这种产品比较常见于专业的绘图板产品中。

手写笔的原理类型：

手写笔的笔尖部分有一个压感部件，能探测到笔尖与手写板是否接触，以及接触压力的大小。分为两种：

〔1〕：一级压感功能

只能感应到单一的笔迹，只能探测到笔尖与手写板是否接触。

〔2〕：多级压感功能

除了能探测到笔尖与手写板是否接触外，还能探测出笔尖与手写板接触时的压力有多大。

有了压感能力之后，用户就可以把手写笔当做画笔、水彩笔、钢笔和喷墨笔来进行书法书写、绘画或签名，远远超出了一般的写字功能。

(3)：电脑手绘输入系统硬件实际使用功能的基本实现结构

这里引用“概念(1)书写和绘画中用到的两大工具”。

无论使用哪一种原理制造的电脑手绘输入系统硬件，它在实际使用中功能的基本实现都需要两个部分：作用体和受体。

作用体和受体并不一定是电脑手绘输入系统硬件实际产品的部件，详细说明如下：

〔1〕：第一种是用手写笔在电脑屏幕上直接进行输入。

它的作用体为手写笔，受体为电脑屏幕。

〔2〕：第二种是需要手写板和手写笔配合进行输入。

它的作用体为手写笔，受体为手绘板。

〔3〕：第三种是无需手写笔，直接用手指在触摸板或触摸屏上进行输入。

它的作用体为人的手指，受体为触摸板或触摸屏。

人的手指就不是电脑手绘输入系统硬件实际产品的部件。

〔4〕：第四种是用鼠标进行输入。

它的作用体为鼠标，受体为鼠标放置其上的平面，如桌面，鼠标垫等。

桌面，鼠标垫等受体也不是电脑手绘输入系统硬件实际产品的部件。

(4)：当前市场上的电脑手绘输入系统硬件具体举例说明

这里以最常见的电磁感应式手写板和手写笔配合进行输入的电脑手绘输入系统硬件进行具体举例说明。这种结构的产品如：市场上常见的“友基笔”；“汉王手写笔”；“wac手写笔”等。

它由电磁感应式手写板和手写笔两部分组成。

电磁感应板是通过在手写板下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场来感应带有线圈的笔尖的位置进行工作的。电磁感应手写笔可放出电波，由手写板感应到后计算出笔的位置和动作状态报告给电脑，然后电脑执行移动光标或其他相应动作。由于电磁波能隔空传导，所以即使笔不接触到基板，基板也能感应到。因此在距离基板一定高度之内，基板仍能感应到笔的位置。

手写笔头部有一个压感部件能探测到笔尖与手写板是否接触，以及接触压力的大小。

由于电磁感应手写笔放出的电波是由笔尖中的线圈产生的，而线圈并不是一维的点，而是具有一定的体积的而且电磁感应手写笔放出的电波也占据一定的空间体积，且线圈在手写笔中，人手持手写笔做出各种动作时将带动线圈也作各种动作。那么手写板感应到的就不仅是一维的笔尖的位置，而是包括了手写笔在手写板上方运动的各种复杂动作状态，或笔头中的线圈的位置。

具体如下：(这里引用了“概念(6)作用体在受体上书写和绘画时的三种运动状态”)参考(图1-8)

〔1〕：手写笔笔尖与手写板接触时的运动状态。

手写笔笔尖停留在手写板某位置上的0维静止状态。

〔2〕：手写笔笔尖与手写板接触后的运动状态。

产生了电脑中的实际图形和笔划的动作。

〔3〕：手写笔笔尖与手写板分离后和接触前的运动状态。

提起手写笔，向下一图形或笔划的起笔处运动的动作，不产生电脑中的实际图形和笔划的动作。

具体细分如下：

手写笔笔尖与手写板接触时的运动状态的方式有以下几种：

<a>：手写笔笔尖停留在手写板某位置上的0维静止状态。

手写笔笔尖与手写板接触后手写笔的运动状态的方式有以下几种：

<b>：手写笔在手写板平面上的空间中的二维运动。

<c>：以手写笔笔尖为轴心，以手写笔杆部长径为半径，以手写板平面为横切面的半圆球体空间内部摇摆运动

，或者是以手写笔笔尖为轴心的手写板平面xy轴方向的倾斜运动。

<d>：以手写笔长径为轴，以手写笔杆部短径为半径的自旋运动。

<e>：手写笔笔尖与手写板接触后手写笔向手写板作的加压动作形成的手写笔相对于手写板的上下运动。

手写笔笔尖与手写板分离后和接触前手写笔的运动状态的方式有以下几种：

<f>：手写笔以长径上的任一点为轴心的圆球体空间内部旋转运动。

<g>：手写笔以长径为轴的的自旋运动。

<h>：手写笔在手写板平面上的空间中的三维运动。

手写笔和手写板共同探测出手写笔在手写板上的这多种运动状态，并形成电子信息，传入电脑，经过软件处理形成这种电脑手绘输入系统硬件的功能。

在这里我们可以认为这种电脑手绘输入系统硬件的功能是由手写笔在手写板上方运动的各种复杂状态，通过不同的电子元件探测到后经过软件处理产生的。具体如下：

它具有概念(5)〔2〕；三功能工具的功能。(参考概念(4))

它的基本功能中形成或模拟点的不同位置由“<b>：手写笔在手写板平面上的空间中的二维运动”产生并由手写笔笔尖的线圈与手写板探测到。

它的基本功能中形成或模拟无形态，无颜色深浅变化的点；形成或模拟有形态变化的点；形成或模拟有颜色深浅变化的点都由“<e>：手写笔笔尖与手写板接触后手写笔向手写板作的加压动作形成的手写笔相对于手写板的上下运动”产生并由笔尖的压感部件探测到。

这里我们可以看到它有两个问题：

问题〔1〕：它的基本功能中形成或模拟点的不同位置仅仅由“<b>：手写笔在手写板平面上的空间中的二维运动”产生而手写笔的所有运动状态都会使笔尖线圈或手写板产生信息，那么这么多复杂的信息混杂在一起，就需要把所需的信息提取出来，要想把需要的信息分辨出来，有一定的困难。也可认为是由于它需要探测出笔尖离开手写板，距离手写板一定高度时笔尖移动的信息，并且在手写笔笔尖不与手写板接触时笔尖和手写板之间距离较大，这也造成一定困难。

问题〔2〕：它的功能中的“形成或模拟有形态变化的点；形成或模拟有颜色深浅变化的点”两种功能都由

<e>：手写笔笔尖与手写板接触后手写笔向手写板作的加压动作形成的手写笔相对于手写板的上下运动”产生的力由笔尖的压感部件探测到信息后在电脑中模拟出来。探测到的信息只有一种，那么同时模拟的功能就只有一种。当这种电脑手绘输入系统硬件在电脑里模拟出书写和绘画时的痕迹时就不能同时模拟这两种功能，只能通过软件的转换在某一时刻模拟有形态变化的点；或模拟有颜色深浅变化的点。

正因为它有这两个问题所以这种电磁感应式手写板和手写笔配合进行输入的电脑手绘输入系统硬件的结构较复杂且功能不多。无法表现作用体相对于受体平面的倾斜角度，并把它转化为电脑图形的点和线条的宽度或颜色深浅。

下面介绍的本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的基本原理就能解决这些问题。

发明内容

本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的基本原理。如(图10-19)。

本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的产品可仅有手写笔部件。可在多种受体平面上进行输入。如桌面；鼠标垫等。

〔1〕：本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的手写笔状部件由端部<3>，头部<4>，杆部<5>三部分组成。杆部由杆1<6>和杆2<7>两部分组成。如(图10)。

〔2〕：产生“概念(4)〔4〕：形成或模拟点的不同位置”的电子元件<20>存在于手写笔状部件的头部<4>中。如(图10)。

〔3〕：头部<4>的底面也就是端部为平面，或由三个以上的突出点状体<15><16><17>构成的抽象平面端部<14>。如(图10)；(图11)。

〔4〕：端部<14>在书写和绘画运动中始终与受体<2>紧密接触，并始终成平行。如(图12)。

〔5〕：头部<4>只随杆部<5>作以下运动：(参考概念(6))

<5.1>：头部<4>在受体<2>平面上的二维运动，也就是在受体<2>平面xy轴坐标上的运动。如(图13)。这种运动产生的信息经过软件处理可模拟“概念(4)〔4〕：形成或模拟点的不同位置”的功能。

<5.2>：以垂直于端部和受体<2>的接触面上任意一点<18>的线<19>为轴的自旋运动。如(图14)。

〔6〕：杆部<c>由两部分组成：第一部分杆1<6>和第二部分杆2<7>，杆1<6>不与头部<4>连接。杆2<7>的一端<22>与头部<4>以某种方式在<22>部分相连，<7>的这一端<22>在头部<4>的底部也就是端部<14>平面上或极为接近端部<14>平面。由于<22>在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖而形成电脑中图形的是电子元件<20>的信息探测部位所以<22>在与<20>的信息探测部位极为接近的位置。接近受体<7>和<6>之间有一个压感元件<21>。如(图15)。

<6.1>：杆部<5>的两部分<6>和<7>互相只能作一维相对运动。如(图15)。

<6.2>：第一部分<6>能与头部<4>作一维相对运动，这一运动方向和<6>与<7>的一维相对运动方向相同。如(图15)。

这一部分<6>在与头部<4>作一维相对运动时，当运动到接近头部<4>的终点位置时将能使某一电子元件<21>受到压力并产生信息。如(图16)。

这种运动产生的信息经过软件处理可模拟“概念(4)〔2〕：形成或模拟有形态变化的点”中点的不同形态。或也可模拟“概念(4)〔3〕：形成或模拟有颜色深浅变化的点”中点的的不同颜色深浅变化。

<6.3>：当<6>与<7>作一维相对运动的同时<6>与头部<4>作一维相对运动。如(图15)。

<6.4>：第二部分<7>能以靠近头部<4>的一个端点或与头部的连接点<22>为轴心以第二部分<7>的长<24>为半径作相对于头部<4>的半圆球体空间<10>内部摇摆运动，或者是以靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心，另一端点<23>向受体<2>平面xy轴方向的倾斜摇摆运动。如(图17)。

这一部分<7>只能与头部<4>作这一种相对运动。

这种运动产生的信息经过电子元件<211>探测到后再经软件处理可模拟“概念(4)〔2〕：形成或模拟有形态变化的点”中点的不同形态。

或也可模拟“概念(4)〔3〕：形成或模拟有颜色深浅变化的点”中点的的不同颜色深浅变化。

<6.5>：由于“杆部的两部分<6>和<7>互相只能作一维相对运动”，所以当第二部分<7>“以靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心以第二部分<7>的长<24>为半径作相对于头部<4>的半圆球体空间<10>内部播摆运动，或者是以靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心，另一端点<23>向受体<2>平面xy轴方向的倾斜摇摆运动。”时<6>以<7>的靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心以<6>和<22>的距离<25>加上<6>的长<43>为半径作相对于头部<4>的半圆球体空间<100>内部摇摆运动，或者是以<7>靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心，<6>的离头部<4>较远的端点<26>向受体<2>平面xy轴方向的倾斜摇摆运动。如(图18)。

<6.6>：当头部<4>静止时，杆部<5>不能作以自身长为轴的自旋运动。或<7>与头部<4>不能作以杆部<5>轴线为轴的反方向旋转运动。如(图19)。

<6.7>：当端部<3>与受体<2>紧密接触，并在受体<2>上作以受体<2>xy轴方向为方向的运动时，这一运动由头部<4>中的电子元件<20>探测到并转化为电子信息，在电脑中模拟出端部<3>或头部<4>在受体<2>上的xy轴坐标或者是端部<3>或头部<4>在受体<2>上运动的轨迹。

在用本发明进行书写和绘画运动时人手持杆部的一部分<6>在受体<2>平面上作各种动作，这些动作由各种电子元件<20><21><211>探测到，传入电脑，经过软件处理最终模拟了概念(4)书写和绘画中用到的工具的基本功能。

附图说明

本发明具体使用方式如下：这里以书写“人”字为例：

“人”字有两笔，“丿”和“捺”。

手持<6>将本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的笔头<4>置于某一受体<2>平面的你想要书写的“入”字首笔“丿”的起笔部分点<27>，如(图20)：并将<6>向头部<4>下压如(图21)，到达终点位置时使<21>受到压力并产生信息，在电脑中形成“丿”的起笔<28>，如(图20)。然后按照“丿”的运动轨迹<29>向“丿”的终点<30>运动，由于<6>只能与<7>作“一维相对运动”，且<7>只能与头部<4>作一种倾斜摇摆运动，因此当人手持<6>向“丿”的终点<30>运动时，<6>将带动头部<4>向“丿”的终点<30>运动如(图22)；在头部<4>向“丿”的终点<30>运动的过程中，头部<4>中的“产生“概念(4)〔4〕：形成或模拟点的不同位置”的电子元件”<20>将不断的探测出这一运动轨迹，并在电脑中形成“丿”的笔画轨迹，而运动过程中手持<6>向头部<4>的压力由<21>不断探测出形成了“丿”的笔画粗细或颜色的深浅，如(图20)(图21)；在这一运动过程中由于<6>只能与<7>作“一维相对运动”，并且<6>能“以<7>的靠近头部的一个端点或与头部的连接点<22>为轴心以<6>和<22>的距离<25>加上<6>的长<43>为半径作相对于头部<4>的半圆球体空间<100>内部摇摆运动，或者是以<7>靠近头部<4>的一个端点或与头部<4>的连接点<22>为轴心，<6>的离头部<4>较远的端点<26>向受体<2>平面xy轴方向的倾斜摇摆运动。”(以下简称“摇动”)那么人手还能持<6>带动<7>作摇动的动作，这一动作的幅度或者具体说是<7>与头部<4>的夹角的角度和方向由另一电子元件<211>探测出来，通过电脑软件的作用也可形成“丿”的笔画粗细或颜色的深浅；这样一来就可用<21>和<211>分别形成“丿”的笔画粗细或颜色的深浅，它们的效果相加就能同时形成“丿”的笔画粗细和颜色的深浅。如(图20)(图21)。

当书写完“丿”画后人手持<6>向离开头部<4>的方向运动到一定距离，使<21>不受到压力，不产生笔画的轨迹如(图23)，然后手持<6>向人字的另一笔画“捺”的起笔点<31>运动，由于“<6>和<7>互相只能作一维相对运动”，因此<6>将带动头部<4>向<31>运动如(图24)，在这一运动过程中<20>将不断的探测出这一运动轨迹，判断出头部<4>是否移动到<31>的位置，在电脑中形成光标的运动轨迹，由于<21>不受到压力，所以不产生笔画。

当头部<4>移动到<31>的位置后，书写的方法与书写“丿”画相同。

从以上书写“人”字的过程示利中可以看到：头部<4>由于重力或其它力的作用始终与受体<2>紧密接触，并始终成平行状态。那么<20>仅仅只是探测到“<1>：头部<4>在受体<2>平面上的二维运动，也就是在受体<2>平面xy轴坐标上的运动。<2>：以垂直子端部<3>和受体<2>的接触面上任意一点<18>的线<19>为轴的自旋运动。”所产生的信息比“电磁感应式手写板和手写笔配合进行输入的电脑手绘输入系统硬件”中手写笔探测到的信息简单的多，而且头部<4>始终与受体<2>保持接触，它们的距离近，因此处理起来就方便的多了。并且本发明能把手的移动；摇动；下压等动作探测出来并形成笔画的特征，所以本发明的功能多。

本发明中的“<20>”“<21>”“<211>”可以是由各种电子元件构成。

具体实施方式

本发明中的电子元件“<20>”实际上可以是光电鼠标中的光学感应器部件，下面说明的本发明“多点及平面端部电脑手绘输入笔”的一个具体实施方式中，这一光学感应器部件就存在于作用体头部中，而这一具体实施方式结构中只有一个笔状输入部件，它能象光电鼠标一样在各种受体平面上输入。如(图25-31)。

具体结构如下：头部<4>为一个容器，光学感应器部件<20>和发光二极管<32>装在其中，如(图25)此图的内部结构由虚线绘出，未绘出<21><211>部件)，头部<4>底面有一个开口，当头部<4>在受体<2>表面滑动时，发光二极管<20>发出的光照在受体<2>表面上，反射回来的光线由光学感应器部件<20>中的感光块接收后，由运算部件进行计算产生头部在此平面<2>上的xy轴坐标，并转化为电子信息或产生出头部<4>在受体<2>平面上的运动的轨迹。

端部<3>为了减小与受体<2>的摩擦力，是一个由多个球形表面的凸出体组成的抽象平面<14>，如(图25)。

杆部由两个部分组成，一为长条体<7>，二为长条体的外套管<6>，<7>为一个横截面非圆形的长度比横截面宽度长多倍的杆状结构，<6>为<7>的外套管，<6>和<7>只能作沿着轴线方向的一维相对活塞运动。<7>靠近头部<4>的一端与头部<4>由一个接头<33>相连。<7>靠近头部<4>的一端<22>在头部<4>的底部也就是端部<14>平面上或极为接近端部<14>平面。由于<22>在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖而形成电脑中图形的是<20>光学感应器部件的光孔或光孔所对的受体面所以<22>在与<20>光学感应器部件的光孔或光孔所对的受体面极为接近的位置。<6>不与头部<4>相连，而是套在<7>上能与<7>作沿着轴线方向一维的活塞运动，(也只能作一维的活塞运动)<6>的中空部分横截面与<7>相同不是圆形，这使得<6>与<7>不能作以<7>的中心轴线为轴的旋转运动。<7>与头部<4>的接头<33>使得<7>与头部<4>只能作一种相对运动，这种运动是以接头<33>部分为轴心或圆球体的中心点的半圆球体空间内部运动，也可看做是一种摇摆动作。当头部静止时，杆部不能作以自身长为轴的自旋运动，或<7>与头部<4>不能作以<7>轴线为轴的反方向旋转运动，这一结构功能上是一个三端接头<33>，以上如(图25)。三端接头<33>具体结构为：头部<4>为一个半球体，有一个槽<34>，<34>的两侧壁上各开有一个轴孔<35><36>如(图26)；<7>的<22>部分也有一个轴孔<37>，如(图27)。<7>和头部<4>通过一个三叉型轴杆<38>相连。<38>有三个分叉轴杆<39><40><41>如(图28)。<39>和<40>的中心轴线在一条线上，<41>的中心轴线与<39>和<40>的中心轴线相垂直。<37>与<41>相连，<39>与<35>相连，<36>与<40>相连，连接后<7>的中心轴线与<41><39><40>的中心轴线交点相交，连接后如(图29)。

当<7>与头部<4>作摇摆动作时，头部<4>上的一个电子元件将探测出这一动作，如果不需要探测出这一动作的角度，这一电子元件可以是开关元件。如需要探测出这一动作的角度和方向，则这一电子元件结构如下：它由“光学狭长孔挡板部件”<42>和一对发光件和感光件组成。光学狭长孔挡板部件是一个圆盘形结构部件，其上有一个以它的圆心为中心的狭长的螺旋形开口<44>，从开口的一端<45>到另一端<46>宽度均匀增大。在三端接头的分叉轴杆<41>；和<7>轴孔<37>的横截面上各固定有一个圆形的光学狭长孔挡板<47><48>，挡板的直径与<41>或<37>的中心轴线垂直，挡板的圆心与<41>或<37>的中心轴线重合。在<7>轴孔<37>和轴杆<39>的轴线方向上各相对固定有一对发光件和感光件，分别为：发光件<49>和感光件<50>；发光件<51>和感光件<52>，狭长孔挡板在发光件和感光件之间，发光件和感光件的连线通过挡板上的螺旋形开口中心线。发光件不断发出光线，由感光件接收，当<7>作各种方向的摆动时，轴杆或轴孔作各不同方向的转动，狭长孔挡板的在发光件和感光件之间的开口大小不断变化，发光件从狭长孔挡板开口中透过的光线量不断改变，或当杆部的倾斜角度不断加大时开口的大小也不断变大，这将使感光件接收到的光线量发生变化，产生不同的电子信息，这些电子信息将反映出<7>相对于头部<4>的倾斜方向和角度大小，这相当于是把三端接头<33>的轴或轴孔的旋转角度转化为<7>的倾斜方向和角度。以上如(图30)；(图31)。

在杆部的<7>与<6>之间有一个压感电子元件。当<6>与<7>作一维活塞运动到靠近头部<4>的终点时将对这一压感电子元件产生压力。

当用本发明的这一实例进行书写和绘画或当做鼠标使用时，用法如下，人手持杆部外套管<6>，将头部<4>放置在桌面或鼠标垫上，使端部<3>与桌面或鼠标垫紧密接触并成平行状态，然后进行书写和绘画或鼠标动作。

以书写“人”字为例说明如下：

手持杆部外套管部分将本实例的笔头置于某一受体平面的你想要书写的“人”字首笔“丿”的起笔部分，并将外套管向头部下压，到达终点位置时使压感电子元件受到压力并产生信息。在电脑中形成“丿”的起笔，然后按照“丿”的运动轨迹向“丿”的终点运动，由于外套管只能与长条体作一维活塞相对运动，因此当人手持外套管向“丿”的终点运动时，外套管将带动头部向“丿”的终点运动，在头部向“丿”的终点运动的过程中，头部中的光学感应器部件将不断的探测出这一运动轨迹，并在电脑中形成“丿”的笔画轨迹，而运动过程中手持外套管向头部的压力由压电部件不断探测出形成了“丿”的笔画粗细或颜色的深浅。在这一运动过程中由于外套管只能与长条体作一维相对运动，并且长条体能以接头部分为轴心或圆球体的圆心作圆球体空间内部运动，也可看做是一种摇动，那么人手还能持外套管带动长条体作摇动的动作，这一动作的幅度或者具体说是外套管与头部的夹角的角度和方向，由头部上的一个光学多孔挡板部件和一对发光件和感光件探测出来，通过电脑软件的作用也可形成“丿”的笔画粗细或颜色的深浅；这样一来就可用压感电子元件和头部上的光学多孔挡板和一对发光件和感光件分别形成“丿”的笔画粗细或颜色的深浅，它们的效果相加就能同时形成“丿”的笔画粗细和颜色的深浅。

当书写完“丿”画后人手持外套管向上提起，而头部由于重力的作用停留在受体上，人手持外套管离开头部的方向运动到一定距离，使压感电子元件不受到压力，不产生笔画的轨迹，然后手持外套管向人字的另一笔画“捺”的起笔<点3>运动，由于外套管只能与头部作一维相对运动，因此外套管将带动头部向<点3>运动，在这一运动过程中头部中的光学感应器部件将不断的探测出这一运动轨迹，判断出头部是否移动到<点3>的位置，在电脑中形成光标的运动轨迹，由于压感电子元件不受到压力，所以不产生笔画。

当头部移动到<点3>的位置后，书写的方法与书写“丿”画相同。

直观的说，以上结构的原理是由于人的绘画动作分三种，这里用笔与纸配合进行绘画作说明：1绘画：为笔尖与纸面接触笔在纸上绘画的动作，这一动作产生了纸上的图案；2提笔；为动作结束后的提起笔的动作这一动作过程中不产生纸上的图案；3移笔：为笔尖向下一个希望绘制的图案的起笔处移动的过程，这一动作过程中不产生纸上的图案；4落笔：为笔尖向图案的起笔部分下落的过程。在本发明的使用过程中，笔头的底部平面也就是端部相当于笔尖，也相当于是鼠标的底部；杆部相当于笔杆。当用本发明在某个平面上描绘图案时，这一平面相当于纸面。由于本发明的原理是模拟笔在纸上的绘画过程的，所以在本发明的使用过程中也需要有这四种动作过程。但是由于本发明的笔头的结构原理类似于光电鼠标，当用本发明在某个平面上描绘图案时，相当于是笔在纸上的绘画动作1，图案的轨迹由头部中的光电鼠标结构探测出来，输入电脑，在电脑中产生相同于这一轨迹的图案，在这一动作过程中，端部相当于是鼠标的底部要始终与这一平面保持接触，否则当光电鼠标离开它所放置的桌面或鼠标垫时，它就不能正常工作，但要模拟第2和第3动作，必须有人的手向上提起，笔尖离开纸面不与纸面接触，并不产生图案的动作过程，那么就需要用另一结构模拟这一动作，所以杆部有两个部分，第二部分一端与头部相连，第一部分套在第二部分上能够沿着第二部分轴线方向上下作活塞式移动，人手持第一部分进行绘画动作，当第一部分向下运动时接触到一个压感电子元件，压感电子元件产生了电子信息，在电脑中模拟出笔尖与纸面的接触，相当于是落笔动作；但当人手持第一部分进行平面的xy轴方向的移动，也就是绘画动作时，第一部分必须带动第二部分，然后带动笔头移动，所以第一部分必须只能与第二部分作上下活塞运动，当第一部分与压感电子元件保持接触并带动第二部分再带动头部进行平面的xy轴方向的移动时，移动的轨迹就在电脑中模拟出了图案。当作提笔动作时第一部分向上运动而第二部分与笔头不向上运动，第一部分就不与压感电子元件接触压感部件不产生电子信息不产生图案，在移笔动作中，由于第一部分只能与第二部分作上下活塞运动，因此当人手持第一部分作平面的xy轴移动时，将带动第二部分进而带动笔头移动，在这一移动过程中第二部分始终保持不与压感电子元件接触，就不产生图案，但移动的轨迹由笔头中的光电鼠标结构探测出来，输入电脑，反映为端部移动的距离。并且由于笔头与第二部分的连接部分的结构使第二部分只能作相对于笔头底部平面也就是端部平面xy轴方向的倾斜摇摆动作，所以在不影响以上功能时，还能用电子元件探测出杆部的摇摆动作的方向和角度，为本发明产生新的功能，如绘画中笔杆的相对于纸面的倾斜，或电玩游戏摇杆的功能，或鼠标的滚轮功能。

实际上我们在用电脑进行绘画时经常也会用鼠标进行绘画，这里第一部分向下移动接触压感部件的动作相当于是用鼠标进行绘画时按住鼠标左键的动作；向上移动相当于放开鼠标左键的动作。

头部中的产生头部在受体平面运动的轨迹的电子元件原理相当于是一个鼠标，可以采用任何一种鼠标的结构。

由于本发明能感应出杆部的倾斜摇摆动作，所以还可以作为电脑游戏的摇杆使用。

在实际产品结构中杆部还可装有一到数个按健。

本发明的其它实例

本发明的其它实例中，常常只要用不同原理的电子元件替代头部中的光学感应器部件就能成为不同的电脑手绘输入系统硬件。

比如用以上说明过的“最常见的电磁感应式手写板和手写笔配合进行输入的电脑手绘输入系统硬件”中在电磁感应式手写笔中的线圈(参考背景技术(2)〔1〕)装在头部中替代头部中的光学感应器部件，再配以不同的配套电子元件，在电磁感应式手写板上进行书写和绘画以及鼠标动作。这就构成了电磁感应式的“多点及平面端部电脑手绘输入笔”，这种系统由多点及平面端部电脑手绘输入笔部件和电磁感应式手写板组成，输入笔部件如上所述，手写板部件与背景技术(2)〔1〕中所说的电磁感应式手写板原理相同，但是由于它不需要感应出输入笔部件笔头的复杂动作，且笔头的底部也就是端部始终与手写板接触，笔头与手写板始终保持近距离，并且距离始终不变，所以手写板的结构就比较简单。成本就较低。

具体说由于头部与手写板不做各种复杂的相对运动，电磁感应元件只需要感应出头部在手写板平面上的以手写板平面xy轴为方向的二维坐标，所以可以简化电磁感应元件和它的配套电子元件。并且这一电脑手绘输入系统硬件，具有目前市场上的电磁感应式手写板和手写笔系统硬件所不具有的，探测出杆部相对于手写板平面的倾斜角度和方向，在电脑中同时形成图形的形态和颜色变化的功能。

Claims (10)

1.本发明主要作为电脑手绘输入笔，电脑手写笔，鼠标，电玩游戏摇杆硬件使用。当前常见的电磁感应式电脑手绘输入笔硬件系统，电脑手写笔硬件系统由手写笔和手写板组成，电磁感应式手写板是通过在手写板下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场来感应带有线圈的手写笔笔尖的位置进行工作的。手写笔笔尖可抽象的看作一维点状。手写笔需在手写板上使用，手写板需要感应出手写笔笔尖与手写板有一定距离时的移动轨迹，且手写板不能感应出手写笔相对于手写板的倾斜状态。本发明的特征是可以只有一个手写笔状输入部件，在多种平面上进行输入。手写笔状输入部件由三部分组成，1端部；2头部；3杆部。头部是一个具有一定体积和内部空间的中空体，头部中有一个电子元件，当头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时这一电子元件<20>将把头部在此平面上的xy轴坐标转化为电子信息。头部的底面为端部，端部为平面，或是由三个以上凸出的点构成的抽象平面。在手写笔状输入部件的使用过程中和头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时端部始终与受体保持紧密接触，并成平行，端部相当于电磁感应式手写笔的笔尖。杆部由两个部分组成：杆1；杆2，两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动。杆1向头部方向作相对于杆2的一维运动时，在运动的终点将使一个电子元件产生电子信息，这一电子信息可以反映出杆1对这一电子元件的压力大小，并可将信息输入电脑。杆2的一端，也就是杆1向头部方向作相对于杆2的一维运动的方向一端与头部由一个接头连接，此接头使杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2的这一端在头部的底部也就是端部平面上或极为接近端部平面，由于杆2的这一端在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖而形成电脑中图形的是电子元件<20>的信息探测部位所以这一端在与<20>极为接近的位置。杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动。由于杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动，且杆1；杆2，两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动，所以杆1也只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动；或倾斜运动；或与杆2，端部以及头部的一维相对运动；杆1与头部不能作以杆1轴线为轴的反方向旋转运动。当杆2作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动时另一电子元件将探测出摇摆的方向和角度，并转化为电子信息。

2.根据权利要求1.所说的头部是一个具有一定体积和内部空间的中空体，头部中有一个电子元件<20>，当头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时这一电子元件<20>将把头部在此平面上的xy轴坐标转化为电子信息。

3.根据权利要求1.所说的头部的底面为端部，端部为平面，或是由三个以上凸出的点构成的抽象平面。在手写笔状输入部件的使用过程中和头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时端部始终与此平面保持紧密接触，并成平行，端部相当于电磁感应式手写笔的笔尖。

4.根据权利要求1.所说的杆部由两个部分组成：杆1；杆2。两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动。

5.根据权利要求1.所说的杆1向头部方向作相对于杆2的一维运动时，在运动的终点将使一个电子元件产生电子信息，这一电子信息可以反映出杆对这一电子元件的压力大小，并可将信息输入电脑。

6.根据权利要求1.所说的杆2的一端与头部由一个接头连接，此接头使杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2的这一端在头部的底部也就是端部平面上或极为接近端部平面，由于杆2的这一端在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖而形成电脑中图形的是电子元件<20>的信息探测部位所以这一端在与电子元件<20>极为接近的位置。杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动；由于杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动，且杆1；杆2。两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动，所以杆1也只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动；或倾斜运动；或与杆2，端部以及头部的一维相对运动；杆1与头部不能作以杆1轴线为轴的反方向旋转运动。

7.本发明一个具体实例由三部分组成，1端部；2头部；3杆部。头部是一个具有一定体积和内部空间的中空体，头部中有光电鼠标中的光学感应器部件和发光二极管，头部底部开有小孔，当头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时发光二极管不断发出光线照在此平面上，反射回来的光线由光学感应器部件接收，并进行分析后，把头部在此平面上的xy轴坐标或头部在此平面上的移动轨迹转化为电子信息，头部的底面为端部，端部为了减小与受体的摩擦力，是一个由多个球形表面的小凸出体组成的抽象平面，凸出高度不影响头部的光学感应器部件和发光二极管的工作。当头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时端部始终与此平面保持紧密接触，并成平行，端部相当于电磁感应式手写笔的笔尖。杆部由两个部分组成：杆1；杆2。杆2为一个横截面非圆形的长度比横截面宽度长多倍的杆状结构，杆1为杆2的外套管，杆1与杆2两部份之间只能作沿着轴线方向的一维相对活塞运动。杆部的杆1与杆2之间有一个压感元件。杆1向头部方向作相对于杆2的一维活塞运动时，在运动的终点将使这一个压感元件产生电子信息。杆1不与头部连接。杆2的一端，也就是杆1向头部方向作相对于杆2的一维活塞运动的方向一端与头部由一个三端接头连接，杆2的这一端在头部的底部也就是端部平面上或极为接近端部平面，由于杆2的这一端在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖，而形成电脑中图形的是光学感应器部件的光孔或光孔所对的受体面，所以这一端在与光学感应器部件的光孔或光孔所对的受体面极为接近的位置。杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆部轴线为轴的反方向旋转运动。由于杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动，且杆1；杆2，两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动，所以杆1也只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动；或倾斜运动；或与杆2，端部以及头部的一维相对运动；杆1与头部不能作以杆1轴线为轴的反方向旋转运动。当杆2作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动时另一电子元件将探测出摇摆的方向和角度，并转化为电子信息。

8.根据权利要求7.所说的三端接头其特征为：头部为一个半球体，有一个槽，槽的两侧壁上各开有一个轴孔<35><36>；杆2的靠头部一端也有一个轴孔<37>，杆2和头部的槽壁通过一个三叉型轴杆相连。三叉型轴杆有三个分叉轴杆<39><40><41>。<39>和<40>的中心轴线在一条线上，<41>的中心轴线与<39>和<40>的中心轴线相垂直。连接方式为<37>与<41>相连，<39>与<35>相连，<36>与<40>相连，连接后杆2的中心轴线与<41><39><40>的中心轴线交点相交。

9.根据权利要求7.所说的探测出摇摆的方向和角度的另一电子元件结构如下；它由“光学狭长孔挡板部件”<42>和一对发光件和感光件组成。光学狭长孔挡板部件是一个圆盘形结构部件，其上有一个以它的圆心为中心的狭长的螺旋形开口<44>，从开口的一端<45>到另一端<46>宽度均匀增大。在三端接头的分叉轴杆<41>；和杆2轴孔<37>的横截面上各固定有一个圆形的光学狭长孔挡板<47><48>，挡板的直径与<41>或<37>的中心轴线垂直，挡板的圆心与<41>或<37>的中心轴线重合。在杆2轴孔<37>和轴杆<39>的轴线方向上各相对固定有一对发光件和感光件，分别为：发光件<49>和感光件<50>；发光件<51>和感光件<52>，狭长孔挡板在发光件和感光件之间，发光件和感光件的连线通过挡板上的螺旋形开口中心线。发光件不断发出光线，由感光件接收，当杆2作各种方向的摆动时，轴杆或轴孔作各不同方向的转动，狭长孔挡板的在发光件和感光件之间的开口大小不断变化，发光件从狭长孔挡板开口中透过的光线量不断改变，这将使感光件接收到的光线量发生变化，产生不同的电子信息，或当杆部的倾斜角度不断加大时开口的大小也不断变大，这些电子信息将反映出杆部相对于头部的倾斜方向和角度大小，这相当于是把三端接头的轴或轴孔的旋转角度转化为杆部的倾斜方向和角度。

10.本发明一个具体实例由电磁感应式手写板和手写笔组成。手写板下方有布线电路，通电后，在一定空间范围内形成电磁场。手写笔由三部分组成，1端部；2头部；3杆部。头部是一个具有一定体积和内部空间的中空体，头部中有一个线圈，可放出电波，当头部在手写板上作沿手写板平面xy轴方向的二维运动时，手写板下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场感应到带有线圈的头部放出的电波，计算出手写笔头部的位置报告给电脑。头部的底面为端部，端部为了减小与受体的摩擦力，是一个由多个球形表面的小凸出体组成的抽象平面，凸出高度不影响手写笔和手写板的工作。当头部在某平面上作沿此平面xy轴方向的二维运动时端部始终与此平面保持紧密接触，并成平行，端部相当于wac电磁感应式手写笔的笔尖。杆部由两个部分组成：杆1：杆2。杆2为一个横截面非圆形的长度比横截面宽度长多倍的杆状结构，杆1为杆2的外套管，杆1和杆2只能作沿着轴线方向的一维相对活塞运动。杆部的杆1与杆2之间有一个压感元件。杆1向头部方向作相对于杆2的一维运动时，在运动的终点将使这一个压感元件产生电子信息。杆1不与头部连接。杆2的一端，也就是杆1向头部方向作相对于杆2的一维活塞运动的方向一端与头部由一个三端接头连接，杆2的这一端在头部的底部也就是端部平面上或极为接近端部平面，由于杆2的这一端在本发明使用过程中手感上相当于是笔尖而形成电脑中图形的是头部中的线圈所以这一端在与头部中的线圈极为接近的位置。杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆部轴线为轴的反方向旋转运动。由于杆2只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动，或倾斜运动，杆2与头部不能作以杆2轴线为轴的反方向旋转运动，且杆1；杆2，两个部分之间只能作沿着轴线方向的一维相对运动，所以杆1也只能作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动；或倾斜运动；或与杆2，端部以及头部的一维相对运动；杆1与头部不能作以杆1轴线为轴的反方向旋转运动。当杆2作相对于端部平面xy轴方向的摇摆运动时另一电子元件将探测出摇摆的方向和角度，并转化为电子信息。

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