CN102109912B - 位置指示器 - Google Patents
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Abstract
一种位置指示器，包含一个壳体、一个工作单元，及一个触发单元。该壳体包括一个穿孔，及一个连接该穿孔的容室。该工作单元包括一个接收模组、一个电源转换模组，及一个发射模组，该接收模组具有一个接收线圈，该发射模组具有一个发射线圈，该接收线圈与该发射线圈是分别固设于该容室中且沿一轴线排列。该触发单元包括沿该轴线延伸且穿过该接收线圈与该发射线圈的单一铁心柱，及一个弹性件，该铁心柱具有一个凸出到该穿孔外的头部、一个顶抵于该弹性件的尾部、一个对应该发射线圈的第一导磁段，及一个对应该接收线圈的第二导磁段。
Description
技术领域
本发明涉及一种以发射电磁波的方式来作为移动位置判读的指示器，特别涉及一种位置指示器。
背景技术
一般用于计算机的数据输入方式很多，其中一种采用一个数位板与一支数位笔的搭配，这种搭配经常用于绘图或手写输入使用，该数位笔在使用时能产生一数据电磁波，该数据电磁波经由该数位板接收后，能提供一位置数据到计算机。
该数位笔取得电力的方式目前有两种，第一种采用电池，第二种采用该数位板发射一供电电磁波到该数位笔，该数位笔使用一线圈感应该供电电磁波后能获得电力，并使用同样的线圈发射一数据电磁波到该数位板。
第一种采用电池的方式，其缺点在于必须更换电池，且受限于电池的体积以致于该数位笔的体积会较大。
第二种采用电磁波感应的方式，其缺点在于感应该供电电磁波与发射该数据电磁波都使用相同线圈，运作时间较长，所以获得该位置数据的速度较慢。
此外，中国台湾专利第M390495号改良上述第二种方式，该专利采用两个线圈分别用于该供电电磁波的接收与该数据电磁波的发射，然而有以下缺点：
1.该专利采用两个铁心提供两个线圈卷绕，但是两个铁心的安装会使得该数位笔内的结构设计较复杂、较困难，导致产品的制造成本高。
2.当该专利的数位笔在接收该供电电磁波时，会因为该数位笔与一个数位板的距离不同，导致获得的电力大小产生起伏，进而造成该数位笔发射的该数据电磁波产生失真。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造困难度低且提供位置判断不易失真的位置指示器。
该位置指示器用于搭配一个无线平台，该无线平台能发出一供电电磁波及接收一数据电磁波，并根据该数据电磁波得到一位置数据。
本发明位置指示器的特征在于：该位置指示器包含一个壳体、一个工作单元，及一个触发单元；该壳体包括一个沿一轴线延伸的穿孔，及一个自该穿孔沿该轴线延伸的容室；该工作单元固设于该壳体并包括一个接收模组、一个电源转换模组，及一个发射模组，该接收模组用于接收该供电电磁波并将该供电电磁波转换成一交流电流，该电源转换模组用于接收该交流电流并将该交流电流转换成一直流电压，该发射模组用于接收该直流电压并发射该数据电磁波，该接收模组具有一个固设于该容室中的接收线圈，该发射模组具有一个固设于该容室中的发射线圈，该接收线圈与该发射线圈是分别围绕于该轴线且沿该轴线排列；该触发单元包括沿该轴线延伸且位于该容室中穿过该接收线圈与该发射线圈的单一铁心柱，及一个设置于该容室的弹性件，该铁心柱具有一个凸出到该穿孔外的头部、一个相反于该头部且在该容室中顶抵于该弹性件的尾部，以及位于该头部与该尾部之间的一个第一导磁段与一个第二导磁段；其中，该第一导磁段对应于该发射线圈，并具备沿该轴线方向有变化的导磁率，该第二导磁段对应于该接收线圈，并具备沿该轴线方向稳定的导磁率；其中，该铁心柱的头部受到压力时，该铁心柱会沿该轴线方向移动并挤压该弹性件，此时该第一导磁段的导磁率变化会导致该发射线圈的电感值改变，该第二导磁段的导磁率稳定以致于该接收线圈的电感值不改变。
本发明的有益效果在于：制造时，由于该壳体与该铁心柱的安装不需要设计复杂结构，该接收线圈与该发射线圈都是围绕在单一铁心柱上就能发挥功用，所以该数字指示器的制造困难度低，并能降低制造成本，此外在使用时，由于该电源转换模组能提供稳定的直流电压，且该发射线圈与该第一导磁段的配合之下能使得该数据电磁波产生较大的频率变动，以致于该无线平台容易判读该数据电磁波，进而达到提供位置判断不易失真的使用功效。
附图说明
图1是一分解图，本发明位置指示器的较佳实施例；
图2是一剖视图，说明上述较佳实施例中，一个壳体、一个铁心柱、一个弹性件、一个接收线圈、一个发射线圈、一个绕线架，及一个工作单元的配置结构；
图3是一使用示意图，说明上述较佳实施例中，该铁心柱与该弹性件的动作状态；及
图4是一电路图，说明上述较佳实施例中，该工作单元的电路组成。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
如图1、2、4所示，本发明位置指示器200的较佳实施例是用于搭配一个无线平台90，该无线平台90能发出一供电电磁波及接收一数据电磁波，并根据该数据电磁波得到一位置数据，该位置指示器200包含一个壳体20、一个触发单元30，及一个工作单元40。
该壳体20包括一个沿一轴线X延伸的穿孔21、一个自该穿孔21沿该轴线X延伸的容室22，及一个显露于外表面的功能键23，在本实施例中，该壳体20采用一个围绕该轴线X的笔管结构。
该工作单元30固设于该壳体20并包括一个绕线架31、一个基板32、一个接收模组33、一个电源转换模组34、一个发射模组35，及一个功能选择模组36。
该绕线架31是围绕该轴线X延伸，并固定于该壳体20的容室22中。
该基板32在本实施例中连接于该绕线架31。
该接收模组33用于接收该供电电磁波并将该供电电磁波转换成一交流电流，该接收模组33具有一个固设于该容室22中的接收线圈L1，及一个与该接收线圈L1并联的可变电容C1，该接收线圈L1与该可变电容C1能形成与该供电电磁波相同的谐振频率，借以从该供电电磁波转换出该交流电流，该可变电容C1能提供出厂前的频率调整及校正使用。
该电源转换模组34用于接收该交流电流并将该交流电流转换成一直流电压，在本实施例中，该电源转换模组34采用一个整流滤波电路341及一个稳压电路342，该整流滤波电路341是经由多个二极管D1～D4与一个滤波电容C2组成，该稳压电路342采用一个晶体管Q1、一个电阻R1，及一个二极管D5组成，当该整流滤波电路341提供到该稳压电路342的电压超过该晶体管Q1的临界电压值及该二极管D5的顺向导通电压值的总和时（也就是指超过一预设电压值时），该晶体管Q1及该二极管D5就会导通，借以降低该直流电压，使得该发射模组35所获得的该直流电压能稳定地保持在预设电压范围内。
该发射模组35用于接收该直流电压并发射该数据电磁波，并具有一个固设于该容室22中的发射线圈L2，在本实施例中，该发射模组35采用一个振荡电路，该振荡电路是以一个考毕子振荡器（Colpitts oscillator）来实现。
该功能选择模组36具有一个经由该功能键23连动的开关SW，及一个串联于该开关的功能电容C3，该开关SW与该功能电容C3是电连接于该发射线圈L2，该数据电磁波会随着该开关SW的导通或截止产生频率改变，借以提供该无线平台90判读，进而产生预定功能。
该工作单元30在本实施例中，该接收线圈L1与该发射线圈L2是分别卷绕于该绕线架31上，使得该接收线圈L1与该发射线圈L2分别围绕于该轴线X且沿该轴线X排列。该接收模组33、该电源转换模组34、该发射模组35，及该功能选择模组36除了该接收线圈L1与该发射线圈L2之外都设置于该基板32上。该接收线圈L1与该发射线圈L2是分别工作在不同频段，该接收线圈L1的电磁波频段高于该发射线圈L2的电磁波频段，借以减少该供电电磁波与该数据电磁波之间的干扰。
该触发单元40包括沿该轴线X延伸且位于该容室22中穿过该接收线圈L1与该发射线圈L2的单一铁心柱41，及一个设置于该容室22的弹性件42。
该铁心柱41是穿设于该绕线架31中，并具有一个凸出到该穿孔21外的头部411、一个相反于该头部411且在该容室22中顶抵于该弹性件42的尾部412，以及位于该头部411与该尾部412之间的一个第一导磁段413与一个第二导磁段414。
该头部411采用塑胶，并具有一个延伸到该发射线圈内的连接柱4111，在本实施例中，该头部411采用的塑胶为聚缩醛（Polyacetal，POM）。
该第一导磁段413对应于该发射线圈L2，并具备沿该轴线X方向有变化的导磁率（permeability），在本实施例中，该第一导磁段413采用导磁材料连接该头部411的连接柱4111。
该第二导磁段414对应于该接收线圈L1，并具备沿该轴线X方向稳定的导磁率，该第二导磁段414纯粹采用导磁材料且一体相连于该第一导磁段413与该尾部412之间。
该弹性件42是固定于该绕线架31与该基板32之间，在本实施例中该弹性件42采用一个弹性块。
如图1、2、3、4所示，以下将进一步说明本发明位置指示器200的使用情形，当使用者握住该位置指示器200朝向该无线平台90抵压时（如图3所示），该铁心柱41的头部411受到压力的影响，该铁心柱41会沿该轴线X方向移动并挤压该弹性件42，此时该第一导磁段413的导磁率变化会导致该发射线圈L2的电感值改变，进而造成该数据电磁波的频率变化，该发射线圈L2在该铁心柱41的移动状态下相当于一个可变电感，同时由于该第二导磁段414的导磁率稳定，所以该接收线圈L1的电感值不改变，该发射模组35在运作时能获得稳定供电。
此外，该铁心柱41受到压力产生的位移量能反映出压力大小，而压力大小能反映在该数据电磁波的频率变动，在本实施例中，该头部411接触该无线平台90的压力越大，该发射线圈L2的电感值越小，该数据电磁波的频率越大。
借此，制造时，由于该壳体20与该铁心柱41的安装不需要设计复杂结构，该接收线圈L1与该发射线圈L2都是围绕在单一铁心柱41上就能发挥功用，所以该数字指示器200的制造困难度低，并能降低制造成本，此外在使用时，由于该电源转换模组34能提供稳定的直流电压，且该发射线圈L2与该第一导磁段413的配合之下能使得该数据电磁波产生较大的频率变动，以致于该无线平台90更容易判读该数据电磁波，进而达到提供位置判断不易失真的使用功效。
Claims (10)
1.一种位置指示器，用于搭配一个无线平台，该无线平台能发出一供电电磁波及接收一数据电磁波，并根据该数据电磁波得到一位置数据，该位置指示器的特征在于：
该位置指示器包含一个壳体、一个工作单元，及一个触发单元；
该壳体包括一个沿一轴线延伸的穿孔，及一个自该穿孔沿该轴线延伸的容室；
该工作单元固设于该壳体并包括一个接收模组、一个电源转换模组，及一个发射模组，该接收模组用于接收该供电电磁波并将该供电电磁波转换成一交流电流，该电源转换模组用于接收该交流电流并将该交流电流转换成一直流电压，该发射模组用于接收该直流电压并发射该数据电磁波，该接收模组具有一个固设于该容室中的接收线圈，该发射模组具有一个固设于该容室中的发射线圈，该接收线圈与该发射线圈是分别围绕于该轴线且沿该轴线排列；
该触发单元包括沿该轴线延伸且位于该容室中穿过该接收线圈与该发射线圈的单一铁心柱，及一个设置于该容室的弹性件，该铁心柱具有一个凸出到该穿孔外的头部、一个相反于该头部且在该容室中顶抵于该弹性件的尾部，以及位于该头部与该尾部之间的一个第一导磁段与一个第二导磁段；
其中，该第一导磁段对应于该发射线圈，并具备沿该轴线方向有变化的导磁率，该第二导磁段对应于该接收线圈，并具备沿该轴线方向稳定的导磁率；
其中，该铁心柱的头部受到压力时，该铁心柱会沿该轴线方向移动并挤压该弹性件，此时该第一导磁段的导磁率变化会导致该发射线圈的电感值改变，该第二导磁段的导磁率稳定以致于该接收线圈的电感值不改变。
2.如权利要求1所述位置指示器，其特征在于：该壳体还包括一个显露于外表面的功能键，该工作单元还包括一个功能选择模组，该功能选择模组具有一个经由该功能键连动的开关，及一个串联于该开关的功能电容，该开关与该功能电容是电连接于该发射线圈，该数据电磁波会随着该开关的导通或截止产生频率改变。
3.如权利要求1所述位置指示器，其特征在于：该工作单元还包括一个围绕该轴线延伸的绕线架，该绕线架固定于该壳体的容室中，该接收线圈与该发射线圈是分别卷绕于该绕线架上，该铁心柱是穿设于该绕线架中。
4.如权利要求3所述位置指示器，其特征在于：该工作单元还包括一个连接该绕线架的基板，该弹性件是固定于该绕线架与该基板之间，该接收模组、该电源转换模组，及该发射模组除了该接收线圈与该发射线圈之外都设置于该基板上。
5.如权利要求1所述位置指示器，其特征在于：该触发单元的铁心柱的头部采用塑胶，该头部具有一个延伸到该发射线圈内的连接柱，该第一导磁段采用导磁材料连接该头部的连接柱，该第二导磁段纯粹采用导磁材料且一体相连于该第一导磁段与该尾部之间。
6.如权利要求1所述位置指示器，其特征在于：该工作单元的该接收线圈与该发射线圈分别工作在不同的电磁波频段。
7.如权利要求6所述位置指示器，其特征在于：该接收线圈的电磁波频段高于该发射线圈的电磁波频段。
8.如权利要求1所述位置指示器，其特征在于：该工作单元的接收模组还具有一个与该接收线圈并联的可变电容，该接收线圈与该可变电容能形成与该供电电磁波相同的谐振频率。
9.如权利要求8所述位置指示器，其特征在于：该发射模组采用一个振荡电路。
10.如权利要求9所述位置指示器，其特征在于：该工作单元的电源转换模组采用一个整流滤波电路及一个稳压电路。
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