CN103164053B - 光学式数字笔及其电源触发机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光学式数字笔及其电源触发机构，光学式数字笔包括：本体，建构容置空间；套筒，设置于容置空间内；盖体，套设于套筒，用以带动套筒于第一位置及第二位置移动；及电源触发机构，包括：第一电路板，与套筒连接；发光元件，设置于第一电路板的第一表面并容设于套筒内；第二电路板，具有第一表面；弹性元件，与第一电路板的第二表面及第二电路板的第一表面相抵顶以作为第一电极；及柱体，与第二电路板的第一表面相连接，且柱体穿设于弹性元件以作为第二电极；其中当盖体受力使套筒由第一位置移动至第二位置，柱体与第一电路板的第二表面连接，以使电路导通。本发明能够防止能源浪费，并具有效缩小体积的功效。

Description

光学式数字笔及其电源触发机构

技术领域

本发明涉及一种数字笔，尤其涉及一种应用于互动式图像感应系统的光学式数字笔及其电源触发机构。

背景技术

随着工业技术日新月异，人们对科技的依赖程度不断提高，日常生活中的各种应用都逐渐被电子系统取代，广泛地应用于教学、医疗、商务、设计及一般应用等领域。举例而言，电子白板系统、互动式图像感应系统、虚拟图像系统以及泛触控式输入系统等，皆是目前科技产业积极研发的产品，其中又以互动式图像感应系统为重点发展技术，旨在模拟真实的动作，以符合人们的使用习惯，并降低周边准备的繁杂度。

于互动式图像感应系统中，多半是以光点来模拟书写点的位置，比如应用于电子白板的互动式图像感应系统，其是借由使用数字输入装置进行输入，例如一光学式数字笔，以模拟人手书写的动作，不仅可免除书写位置、媒介等限制，更有助于环保的实现。因此，互动式图像感应系统已逐渐取代一般白板、黑板等而广泛应用于学校及企业中，用以进行教学、商务、会议等用途。

然而，于传统的互动式图像感应系统中，其采用的光学式数字笔，多是通过切换接点式或轨道按压式的开关元件，以控制光学式数字笔中光源的明灭，当使用者欲进行书写动作时，必须拨动或按压笔身上的开关元件，方能使光学式数字笔的光源开始发光，且于使用完毕时，亦必须再度拨动或按压开关元件，才能使光学式数字笔的光源停止发光，造成使用者于每次使用前后皆要拨动或按压开关元件，常因使用者忘记或疏忽上述开启或关闭开关元件的动作，而使整体使用流程不顺遂且造成能源浪费等问题，不仅于使用上相当不便，更不符现代社会对于环保的需求。此外，由于传统的光学式数字笔采用开关元件控制电源回路的导通与否，在机构及电路设计的考量上，易造成光学式数字笔的体积较大，进而造成制造成本提高的缺点。

因此，如何发展一种足以改善上述现有技术的缺失，且能避免造成使用不易及浪费能源，并降低制造成本的光学式数字笔，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种光学式数字笔及其电源触发机构，以解决现有光学式数字笔于每次进行书写动作的前后，皆要拨动或按压开关元件，而造成使用不便或因疏忽而造成能源浪费的问题，以及避免因机构尺寸及电路设计而导致光学式数字笔体积过大等缺点。

本发明的另一目的为提供一种光学式数字笔及其电源触发机构，借由施力使盖体带动套筒由第一位置移动至第二位置，以使发光元件所连接的电路导通，以达到模拟人体书写动作、符合人体工学的功效。并且，于中止施力时，借由弹性元件释放的弹力使套筒由第二位置回复至第一位置，以使发光元件所连接的电路断路，可有效防止能源的浪费。

本发明的另一目的为提供一种光学式数字笔及其电源触发机构，通过将柱体穿设于弹性元件，可达到以一电极包覆另一电极，进而节省空间并有效缩小体积的功效。

为达上述目的，本发明的一较佳实施态样为提供一种光学式数字笔，至少包括：一本体，建构一容置空间；一套筒，至少部分地设置于该容置空间内；一盖体，至少部分地套设于该套筒，用以带动该套筒于一第一位置及一第二位置间进行线性移动；以及一电源触发机构，容设于该容置空间内，至少包括：一第一电路板，与该套筒相连接；一发光元件，设置于该第一电路板的一第一表面并容设于该套筒内；一第二电路板，具有一第一表面；一弹性元件，与该第一电路板的一第二表面以及该第二电路板的该第一表面相抵顶，以作为一第一电极；以及一柱体，与该第二电路板的该第一表面相连接，且该柱体至少部分地穿设于该弹性元件，以作为一第二电极；其中，当该盖体受力而使该套筒由该第一位置移动至该第二位置时，该柱体与该第一电路板的该第二表面相连接，以使该第二电路板、该弹性元件、该第一电路板、该发光元件以及该柱体所形成的电路导通。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施态样为提供一种电源触发机构，适用于一光学式数字笔，该光学式数字笔包括一本体、一套筒以及一盖体，该本体建构一容置空间，且该套筒至少部分地设置于该容置空间内，该盖体至少部分地套设于该套筒，用以带动该套筒于一第一位置及一第二位置间进行线性移动，该电源触发机构至少包括：一第一电路板，与该套筒相连接；一发光元件，设置于该第一电路板的一第一表面并容设于该套筒内；一第二电路板，具有一第一表面；一弹性元件，与该第一电路板的一第二表面以及该第二电路板的该第一表面相抵顶，以作为一第一电极；以及一柱体，与该第二电路板的该第一表面相连接，且该柱体至少部分地穿设于该弹性元件，以作为一第二电极；其中，当该盖体受力而使该套筒由该第一位置移动至该第二位置时，该柱体与该第一电路板的该第二表面相连接，以使该第二电路板、该弹性元件、该第一电路板、该发光元件以及该柱体所形成的电路导通。

本发明提供的光学式数字笔及其电源触发机构，能够防止能源浪费，并具有效缩小体积的功效。

附图说明

图1A为本发明较佳实施例的光学式数字笔的示意图。

图1B为图1A所示的光学式数字笔的细部结构示意图。

图2A为本发明较佳实施例的光学式数字笔的套筒处于第一位置的示意图。

图2B为本发明较佳实施例的光学式数字笔的套筒处于第二位置的示意图。

图3A为图2A所示的光学式数字笔的A-A截面图。图3B为图2B所示的光学式数字笔的B-B截面图。

图4A为本发明较佳实施例的电源触发机构电路断路状态示意图。

图4B为本发明较佳实施例的电源触发机构电路导通状态示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：光学式数字笔

2：本体

21：容置空间

22：挡止部

3：套筒

31：第一端部

32：第二端部

4：盖体

5：电源触发机构

51：第一电路板

511、531：第一表面

512、532：第二表面

513、533：第一连接部

514、534：第二连接部

52：发光元件

53：第二电路板

54：弹性元件

55：柱体

6：电源

A-A、B-B：截面

d1、d2：距离

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，然其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1A、图1B、图2A、图2B、图3A以及图3B，其中图1A为本发明较佳实施例的光学式数字笔的示意图，图1B为图1A所示的光学式数字笔的细部结构示意图，图2A为本发明较佳实施例的光学式数字笔的套筒处于第一位置的示意图，图2B为本发明较佳实施例的光学式数字笔的套筒处于第二位置的示意图，图3A为图2A所示的光学式数字笔的A-A截面图，以及图3B为图2B所示的光学式数字笔的B-B截面图。如图1A、图1B、图2A、图2B、图3A以及图3B所示，本发明的光学式数字笔1至少包括本体2、套筒3、盖体4以及电源触发机构5。本体2架构于建构一容置空间21，套筒3至少部分地设置于容置空间21内且至少部分地外露于本体2，盖体4至少部分地套设于套筒3且至少部分地外露于本体2，用以带动套筒3于第一位置(如图2A及图3A所示)及第二位置(如图2B及图3B所示)间进行线性移动。电源触发机构5设置于容置空间21内，且至少包括第一电路板51、发光元件52、第二电路板53、弹性元件54以及柱体55。其中，第一电路板51与套筒3相连接，且发光元件52设置于第一电路板51的第一表面511并容设于套筒3内。第二电路板53具有第一表面531，第一电路板51的第二表面512与第二电路板53的第一表面531相对设置，且弹性元件54与第一电路板51的第二表面512以及第二电路板53的第一表面531相抵顶，以作为第一电极，例如正极或负极，但不以此为限。至于柱体55，则与第二电路板53的第一表面531相连接，且柱体55至少部分地穿设于弹性元件54，以作为第二电极，例如负极或正极，然不以此为限。换言之，本发明的光学式数字笔1是通过将柱体55穿设于弹性元件54，而达到以一电极包覆另一电极，进而节省空间并有效缩小体积的功效。

于一些实施例中，当使用者欲进行书写动作时，是对本发明光学式数字笔1的盖体4施予压力，当盖体4受此压力，遂连带带动套筒3由第一位置移动至第二位置，而使得柱体55与第一电路板51的第二表面512相连接，以使第二电路板53、弹性元件54、第一电路板51、发光元件52以及柱体55所形成的电路导通，于本发明的第二电路板53有连接电源时，促使发光元件52发光，以达到模拟人体书写动作且符合人体工学的功效。

根据本发明的构想，当使用者停止书写动作而中止施力时，盖体4遂停止受力，因弹性元件54释放而产生的弹力将推动第一电路板51并连带使套筒3由第二位置回复至第一位置，以使第二电路板53、弹性元件54、第一电路板51、发光元件52以及柱体55所形成的电路断路，亦即使发光元件52所连接的电源电路自动断路，进而有效防止能源的浪费。

请再参阅图1B、图3A以及图3B，于一些实施例中，本发明光学式数字笔1的套筒3具有第一端部31以及第二端部32，其中第二端部32的直径大于第一端部31的直径，且盖体4套设于第一端部31，第一电路板51至少部分地容设于第二端部32内，以增进空间利用率并有效缩小整体数字式光学笔1的体积。于另一些实施例中，本发明光学式数字笔1的本体2更具有挡止部22，用以挡止挡止套筒3的第二端部32，以防止套筒3脱落于本体2之外，并作为弹性元件54弹性释放时套筒3由第二位置移动至第一位置的定位点，且套筒3的第一端部31至少部分地外露于挡止部22。

根据本发明的构想，本发明数字式光学笔1的电源触发机构5的第一电路板51具有第一连接部513以及第二连接部514，且第二电路板53亦具有第一连接部533以及第二连接部534，第一电路板51的第一连接部513及第二连接部514设置于第一电路板51的第二表面512，且第一电路板51的第一连接部513以及第二电路板53的第一连接部533用以连接第一电极，第一电路板51的第二连接部514以及第二电路板53的第二连接部534用以连接第二电极，且弹性元件54与第一电路板51的第二连接部514以及第二电路板53的第二连接部534相连接并抵顶。此外，于此实施例中，当套筒3处于第一位置时，柱体55与第二电路板53的第一连接部533相连接；当套筒3处于第二位置时，柱体55同时与第一电路板51的第一连接部513以及第二电路板53的第一连接部533相连接，亦即电源触发机构5的第二电路板53、弹性元件54、第一电路板51、发光元件52以及柱体55所形成的电路导通。

请参阅图4A及图4B并配合图3A及图3B，其中图4A及图4B分别为本发明较佳实施例的电源触发机构电路断路状态示意图以及本发明较佳实施例的电源触发机构电路导通状态示意图。如图3A、图3B、图4A以及图4B所示，本发明光学式数字笔1的盖体4受力而线性移动距离d1时，连带使套筒3由第一位置移动至第二位置，其移动的距离为d2，且套筒3带动第一电路板51移动而使得柱体55与第一电路板51的第二表面512相连接，以使电源触发机构5的第二电路板53、弹性元件54、第一电路板51、发光元件52以及柱体55所形成的电路导通，亦即使发光元件52所连接的电源电路导通(如图4B所示)。

于一些实施例中，当本发明电源触发机构5处于电路导通状态，且第二电路板53连接电源6时，将促使发光元件52发光，发光元件52可为例如但不限于发光二极管，且发光元件52所发出的光线直接照射或穿透盖体4，于此实施例中，盖体4可包括导光材料或导光膜，用以使发光元件52发出的光线均匀分布于盖体4，以增进光线的整体性，并使其较易被互动式图像感应系统辨识或感应。

于另一些实施例中，当本发明的光学式数字笔1的套筒处于第二位置时，若盖体4停止受力，因弹性元件54释放而产生的弹力将推动第一电路板51并连带使套筒3由第二位置回复至第一位置，套筒3线性移动距离d2，且连带使套设于套筒3的盖体4移动距离d1，以使电源触发机构5的第二电路板53、弹性元件54、第一电路板51、发光元件52以及柱体55所形成的电路断路，亦即使发光元件52所连接的电源电路自动断路(如图4A所示)，进而有效防止能源的浪费。

根据本发明的构想，弹性元件54为一导电体，且以金属弹簧为较佳，并用以作为第一电极，例如正极或负极。柱体55亦为一导电体，并用以作为第二电极，例如负极或正极，当然，如图4A及图4B所示，本发明电源触发机构5借由盖体4受压力使柱体55与第一电路板51相连接而导通，并借由弹性元件54的特性而可于停止受力时自动断路，故柱体55实质上属于结合电源触发机构5特性的等效开关元件，然不以此为限。

综上所述，本发明提供一种光学式数字笔及其电源触发机构，借由施力使盖体带动套筒由第一位置移动至第二位置，以使发光元件所连接的电路导通，以达到模拟人体书写动作、符合人体工学的功效。并且于中止施力时，借由弹性元件释放的弹力使套筒由第二位置回复至第一位置，以使发光元件所连接的电路自动断路，可有效防止能源的浪费。此外，通过将柱体穿设于弹性元件，可达到以一电极包覆另一电极，进而节省空间并有效缩小体积的功效。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱所附权利要求所欲保护的范围。

Claims (10)

1.一种光学式数字笔，其特征在于，至少包括：

一本体，建构一容置空间；

一套筒，至少部分地设置于该容置空间内；

一盖体，至少部分地套设于该套筒，用以带动该套筒于一第一位置及一第二位置间进行线性移动；以及

一电源触发机构，容设于该容置空间内，该电源触发机构至少包括：

一第一电路板，与该套筒相连接；

一发光元件，设置于该第一电路板的一第一表面并容设于该套筒内；

一第二电路板，具有一第一表面；

一弹性元件，与该第一电路板的一第二表面以及该第二电路板的该第一表面相抵顶，以作为一第一电极；以及

一柱体，与该第二电路板的该第一表面相连接，且该柱体至少部分地穿设于该弹性元件，以作为一第二电极；

其中，当该盖体受力而使该套筒由该第一位置移动至该第二位置时，该柱体与该第一电路板的该第二表面相连接，以使该第二电路板、该弹性元件、该第一电路板、该发光元件以及该柱体所形成的电路导通。

2.如权利要求1所述的光学式数字笔，其中当该盖体停止受力时，该套筒由该第二位置回复至该第一位置，且该柱体与该第一电路板的该第二表面断开，以使该第二电路板、该弹性元件、该第一电路板、该发光元件以及该柱体所形成的电路断路。

3.如权利要求1所述的光学式数字笔，其中该套筒具有一第一端部以及一第二端部，且该盖体套设于该套筒的该第一端部。

4.如权利要求3所述的光学式数字笔，其中该第二端部的直径大于该第一端部的直径。

5.如权利要求3所述的光学式数字笔，其中该第一电路板至少部分地容设于该套筒的该第二端部。

6.如权利要求3所述的光学式数字笔，其中该本体还具有一挡止部，且该套筒的该第一端部至少部分地外露于该挡止部，且该挡止部用以挡止该套筒的该第二端部。

7.如权利要求1所述的光学式数字笔，其中该第一电路板具有一第一连接部以及一第二连接部，设置于该第一电路板的该第二表面。

8.如权利要求7所述的光学式数字笔，其中该第二电路板具有一第一连接部以及一第二连接部，且该弹性元件与该第一电路板的该第二连接部以及该第二电路板的该第二连接部相连接。

9.如权利要求8所述的光学式数字笔，其中当该套筒处于该第一位置时，该柱体与该第二电路板的该第一连接部相连接，且当该套筒处于该第二位置时，该柱体与该第一电路板的该第一连接部以及该第二电路板的该第一连接部相连接。

10.一种电源触发机构，适用于一光学式数字笔，该光学式数字笔包括一本体、一套筒以及一盖体，该本体建构一容置空间，且该套筒至少部分地设置于该容置空间内，该盖体至少部分地套设于该套筒，用以带动该套筒于一第一位置及一第二位置间进行线性移动，其特征在于，该电源触发机构至少包括：

一第一电路板，与该套筒相连接；

一发光元件，设置于该第一电路板的一第一表面并容设于该套筒内；

一第二电路板，具有一第一表面；

一弹性元件，与该第一电路板的一第二表面以及该第二电路板的该第一表面相抵顶，以作为一第一电极；以及

一柱体，与该第二电路板的该第一表面相连接，且该柱体至少部分地穿设于该弹性元件，以作为一第二电极；

其中，当该盖体受力而使该套筒由该第一位置移动至该第二位置时，该柱体与该第一电路板的该第二表面相连接，以使该第二电路板、该弹性元件、该第一电路板、该发光元件以及该柱体所形成的电路导通。