CN104516598B - 主动式电容触控笔 - Google Patents
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Abstract
一种主动式电容触控笔，其包括：一壳体单元、一电路单元、一供电单元以及一笔头单元。壳体单元包括一笔形壳体结构。电路单元包括一设置在笔形壳体结构内的电路基板和至少一设置在笔形壳体结构内且位于电路基板的一侧端上的压敏电阻，并且至少一压敏电阻与电路基板电性连接。供电单元包括至少一设置在笔形壳体结构内且与电路基板电性连接的供电元件。笔头单元包括一能活动地设置在笔形壳体结构内的笔头结构和一设置在笔头结构与压敏电阻之间的弹性结构，其中笔头结构具有一从笔形壳体结构外露而出的外露接触部，并且笔头结构通过弹性结构以施加一预定压力在压敏电阻上。
Description
技术领域
本发明涉及一种主动式电容触控笔，尤指一种通过压敏电阻来感应使用者的书写力道的主动式电容触控笔。
背景技术
触摸板有电阻式、电磁式以及电容式三种。电阻式触摸板在操作时需利用笔尖在极小的面积上施力。电磁式触摸板需配合具有电池的特殊笔才能进行输入。电容式触摸板的工作原理是利用物件接触到触摸板的瞬间产生电容耦合效应，因而可通过电容值的变化来检测物件的接触位置，因此电容式触摸板不必借助消耗电源的输入笔。电容式触摸板的使用也不需要施压点集中，因此使用寿命较长。再者，电容式触摸板的组成简单、元件少、产品良率高，使得电容式触摸板在大量生产时成本较低。
操作电容式触摸板的方式有许多，最常见的是以手指或笔在其表面碰触或滑动，以便触摸板中的传感器产生相应的信号。但是随着电容式触摸板的应用越来越多，其在检测上却有精准度较低的缺点，在某些可能需要更精准的检测效果的应用上，将会使得操作流畅度大打折扣，因此很多使用者选择使用电容式触控笔来增加其触控的精准度。
然而，使用者使用已知电容式触控笔在电容式触摸板上进行书写时，已知电容式触控笔无法直接依据使用者所施加的不同力道，而在电容式触摸板上呈现不同粗细大小的线条。因此，如何通过结构设计的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所要解决的重要课题之一。
发明内容
本发明实施例在于提供一种主动式电容触控笔，其可有效解决已知“使用者使用已知电容式触控笔在电容式触摸板上进行书写时，已知电容式触控笔无法直接依据使用者所施加的不同力道而在电容式触摸板上呈现不同粗细大小的线条”的缺陷。
本发明其中一实施例所提供的一种主动式电容触控笔，其包括：一壳体单元、一电路单元、一供电单元以及一笔头单元。所述壳体单元包括一笔形壳体结构。所述电路单元包括一设置在所述笔形壳体结构内的电路基板和至少一设置在所述笔形壳体结构内且位于所述电路基板的一侧端上的压敏电阻，其中至少一所述压敏电阻与所述电路基板电性连接。所述供电单元包括至少一设置在所述笔形壳体结构内且与所述电路基板电性连接的供电元件。所述笔头单元包括一能活动地设置在所述笔形壳体结构内的笔头结构和一设置在所述笔头结构与至少一所述压敏电阻之间的弹性结构，其中所述笔头结构具有一从所述笔形壳体结构外露而出的外露接触部，且所述笔头结构通过所述弹性结构以施加一预定压力在至少一所述压敏电阻上。
本发明另外一实施例所提供的一种主动式电容触控笔，其包括：一壳体单元、一电路单元以及一笔头单元。所述壳体单元包括一笔形壳体结构。所述电路单元包括一设置在所述笔形壳体结构内的电路基板和至少一设置在所述笔形壳体结构内且与所述电路基板电性连接的压敏电阻。所述笔头单元设置在所述笔形壳体结构内，其中所述笔头单元包括一笔头结构和一弹性结构，且所述笔头结构通过所述弹性结构以施加一预定压力在至少一所述压敏电阻上。
本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的主动式电容触控笔，其可提供“至少一与所述电路基板电性连接且位于所述电路基板的一侧端上的压敏电阻”和“所述笔头结构通过所述弹性结构以施加一预定压力在至少一所述压敏电阻上”的设计，以感应使用者施加在触控面板上的书写力道。藉此，本发明可以直接通过至少一所述压敏电阻来判断使用者在使用所述主动式电容触控笔时所施加在触控面板上的书写力道（压力大小）为多少，并且能够将所施加在触控面板上的不同压力所产生的不同粗细线条呈现在触控面板上。
为使能更进一步了解本发明的特征和技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明和附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的主动式电容触控笔的侧视分解示意图。
图2为本发明的主动式电容触控笔的侧视组合示意图。
图3为图2的A-A剖切线的剖面示意图。
图4为图3的部分放大示意图。
【符号说明】
主动式电容触控笔Z
壳体单元 1
笔形壳体结构 10
中空金属外管 100
第一侧端部 1001
第二侧端部 1002
中空塑胶内管 101
第一侧端部 1011
第二侧端部 1012
笔尾盖体 102
笔头盖体 103
环状限位凸块 1030
电源按钮 11
电路单元 2
电路基板 20
侧端 200
压敏电阻 21
第一导电元件 22
第二导电元件 23
第一支撑件 24
第二支撑件 25
卡固槽 250
切换开关 26
供电单元 3
供电元件 30
笔头单元 4
笔头结构 40
第一笔头部 400
外露接触部 4000
第二笔头部 401
弹性结构 41
弹性本体 410
弹性元件 411
限位套管 42
第一容置空间 421
直径 D1
第二容置空间 422
直径 D2
卡固凸块 423
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，图1为侧视分解示意图，图2为侧视组合示意图，图3为图2的A-A剖切线的剖面示意图，图4为图3的部分放大示意图。由上述图中可知，本发明提供一种主动式电容触控笔Z，其包括：一壳体单元1、一电路单元2、一供电单元3以及一笔头单元4。
首先，配合图1、图2以及图3所示，壳体单元1包括一笔形壳体结构10。更进一步来说，笔形壳体结构10包括一中空金属外管100、一中空塑胶内管101、一笔尾盖体102以及一笔头盖体103。其中，中空塑胶内管101的其中一侧的端部（例如第一侧端部1011）与中空金属外管100的其中一侧的端部（例如第一侧端部1001）相互配合（也即中空塑胶内管101的第一侧端部1011插入中空金属外管100的第一侧端部1001内）。笔尾盖体102与中空金属外管100的另外一侧的端部（例如相反于第一侧端部1001的第二侧端部1002）相互配合（也即笔尾盖体102的末端插入中空金属外管100的第二侧端部1002内）。笔头盖体103与中空塑胶内管101的另外一侧的端部（例如相反于第一侧端部1011的第二侧端部1012）相互配合（也即笔头盖体103的末端插入中空塑胶内管101的第二侧端部1012内）。举例来说，中空金属外管100和笔头盖体103均可为铜材料所制成，然而本发明不以此为限。
再者，配合图2和图3所示，电路单元2包括一设置在笔形壳体结构10内的电路基板20和至少一设置在笔形壳体结构10内且位于电路基板20的一侧端200上的压敏电阻21，并且压敏电阻21与电路基板20电性连接。更进一步来说，电路单元2包括一第一导电元件22（例如弹片）和一与第一导电元件22彼此分离一预定距离的第二导电元件23（例如弹片），其中第一导电元件22设置在电路基板20上且电性连接于电路基板20与中空金属外管100之间，并且第二导电元件23设置在电路基板20上且电性连接于电路基板20与笔头盖体103之间。此外，压敏电阻21又称变阻器或变阻体（Varistor），是一种具有显著非欧姆导体性质的电子元件，其电阻值会随外部电压而改变，因此其电流-电压特性曲线具有显著的非线性关系。
另外，配合图2和图3所示，供电单元3包括至少一设置在笔形壳体结构10内且与电路基板20电性连接的供电元件30，以用于提供一预定电压给电路单元2使用。更进一步来说，至少一供电元件30可为一设置在中空金属外管100内且位于电路基板20与笔尾盖体102之间的可替换式电池，并且电路基板20设置在中空塑胶内管101内且位于压敏电阻21与至少一供电元件30之间。
再者，配合图2、图3以及图4所示，笔头单元4包括一可活动地设置在笔形壳体结构10内的笔头结构40和一设置在笔头结构40与压敏电阻21之间的弹性结构41。更进一步来说，笔头结构40具有一从笔形壳体结构10外露而出的外露接触部4000，并且弹性结构41包括一设置在笔头结构40与压敏电阻21之间的弹性本体410（例如由橡胶所制成的圆柱体）和一设置在笔头结构40与压敏电阻21之间且套设在弹性本体410上的弹性元件411（例如使用环绕弹性本体410的压缩弹簧）。另外，压敏电阻21被设置在笔头盖体103内且位于弹性结构41与电路基板20之间，藉此笔头结构40可通过弹性结构41以施加一预定压力在压敏电阻21上。
举例来说，当笔头结构40通过弹性结构41以施加一预定压力在压敏电阻21上时，压敏电阻21会将所接收到的预定压力传送至电路基板20的CPU芯片（图未示）来进行计算。藉此，本发明可以直接通过压敏电阻来判断使用者在使用主动式电容触控笔Z时所施加在触控面板（图未示）上的书写力道（压力大小）为多少，并且能够将所施加在触控面板上的不同压力所产生的不同粗细线条呈现在触控面板上。
更进一步来说，配合图3和图4所示，电路单元2包括一用于支撑电路基板20的第一支撑件24、一连接于第一支撑件24且用于支撑（或容置）压敏电阻21的第二支撑件25、以及一设置在电路基板20上的切换开关26，并且笔形壳体结构10包括一穿过中空金属外管100和中空塑胶内管101以接触切换开关26的电源按钮11。因此，主动式电容触控笔Z可通过电源按钮11的压按来控制切换开关26的开启与关闭。举例来说，当切换开关26通过电源按钮11的压按而被开启时，至少一供电元件30处于可供应电源给电路基板20的状态，此时主动式电容触控笔Z呈现“开启”状态。当切换开关26通过电源按钮11的压按而被关闭时，至少一供电元件30处于无法供应电源给电路基板20的状态，此时主动式电容触控笔Z呈现“关闭”状态。
更进一步来说，配合图3和图4所示，笔头单元4包括一设置在笔头盖体103内且被限位在笔头盖体103与第二支撑件25之间的限位套管42（也即限位套管42被卡固在笔头盖体103与第二支撑件25之间）。其中，笔头结构40可活动地设置在限位套管42内，并且笔头结构40的外露接触部4000从限位套管42外露而出。举例来说，限位套管42的内部具有一第一容置空间421和一与第一容置空间421连接的第二容置空间422，并且第一容置空间421的直径D1会小于第二容置空间422的直径D2。笔头结构40具有一穿过第一容置空间421且部分地外露于第一容置空间421的第一笔头部400和一连接于第一笔头部400且被限位在第二容置空间422内的第二笔头部401，所以笔头结构40的第二笔头部401只可以在限位套管42的第二容置空间422内来进行移动。藉此，本发明可通过限位套管42的设计，以避免笔头结构40会产生脱离笔头盖体103的可能性。
再者，配合图3和图4所示，限位套管42的外表面上具有至少两个相互对应的卡固凸块423，并且第二支撑件25具有至少两个相互对应且分别与至少两个卡固凸块423相互卡扣配合的卡固槽250，以将限位套管42卡固在笔头盖体103上。换言之，限位套管42的其中一末端部可通过“至少两个卡固凸块423与至少两个卡固槽250相互卡扣配合”的设计以卡固在第二支撑件25上，并且限位套管42的另外一末端部可直接顶抵于一形成在笔头盖体103的内表面上的环状限位凸块1030。藉此，限位套管42将可被稳固地卡固在笔头盖体103与笔头盖体103之间，以避免笔头结构40会产生脱离笔头盖体103的可能性。
〔实施例的可能效果〕
综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的主动式电容触控笔Z，其可通过“至少一与电路基板20电性连接且位于电路基板20的一侧端200上的压敏电阻21”和“笔头结构40通过弹性结构41以施加一预定压力在压敏电阻21上”的设计，以感应使用者施加在触控面板上的书写力道。藉此，本发明可以直接通过压敏电阻21来判断使用者在使用主动式电容触控笔Z时所施加在触控面板（图未示）上的书写力道（压力大小）为多少，并且能够将所施加在触控面板上的不同压力所产生的不同粗细线条呈现在触控面板上。
以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，因此凡是运用本发明说明书和图示内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (13)
1.一种主动式电容触控笔，其特征在于，所述主动式电容触控笔包括：
一壳体单元，所述壳体单元包括一笔形壳体结构，其中所述笔形壳体结构包括一笔头盖体；
一电路单元，所述电路单元包括一设置在所述笔形壳体结构内的电路基板、至少一设置在所述笔形壳体结构内且位于所述电路基板的一个侧端上的压敏电阻、一用于支撑所述电路基板的第一支撑件及一连接于所述第一支撑件且用于支撑至少一所述压敏电阻的第二支撑件，其中所述压敏电阻与所述电路基板电性连接；
一供电单元，所述供电单元包括至少一设置在所述笔形壳体结构内且与所述电路基板电性连接的供电元件；以及
一笔头单元，所述笔头单元包括一能活动地设置在所述笔形壳体结构内的笔头结构、一设置在所述笔头结构与所述压敏电阻之间的弹性结构及一设置在所述笔头盖体内且被限位在所述笔头盖体与所述第二支撑件之间的限位套管，其中所述笔头结构具有一从所述笔形壳体结构外露而出的外露接触部，且所述笔头结构通过所述弹性结构以在所述压敏电阻上施加一预定压力；
其中所述弹性结构包括一设置在所述笔头结构与至少一所述压敏电阻之间的弹性本体及一设置在所述笔头结构与至少一所述压敏电阻之间且套设在所述弹性本体上的弹性元件；
其中所述限位套管的外表面上具有至少两个相互对应的卡固凸块，且所述第二支撑件具有至少两个相互对应且分别与至少两个所述卡固凸块相互卡扣配合的卡固槽，以将所述限位套管卡固在所述第二支撑件上。
2.根据权利要求1所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述笔形壳体结构包括一中空金属外管、一中空塑胶内管及一笔尾盖体，所述中空塑胶内管的其中一侧端部与所述中空金属外管的其中一侧端部相互配合，所述笔尾盖体与所述中空金属外管的另外一侧端部相互配合，且所述笔头盖体与所述中空塑胶内管的另外一侧端部相互配合。
3.根据权利要求2所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述供电元件为设置在所述中空金属外管内且位于所述电路基板与所述笔尾盖体之间的可替换式电池，所述电路基板设置在所述中空塑胶内管内且位于所述压敏电阻与所述供电元件之间，且所述压敏电阻设置在所述笔头盖体内且位于所述弹性结构与所述电路基板之间。
4.根据权利要求2所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述电路单元包括一设置在所述电路基板上的切换开关，且所述笔形壳体结构包括一穿过所述中空金属外管和所述中空塑胶内管以接触所述切换开关的电源按钮。
5.根据权利要求4所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述笔头结构能活动地设置在所述限位套管内，且所述笔头结构的所述外露接触部从所述限位套管外露而出。
6.根据权利要求5所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述限位套管的内部具有一第一容置空间和一与所述第一容置空间连接的第二容置空间，且所述第一容置空间的直径小于所述第二容置空间的直径，其中所述笔头结构具有一穿过所述第一容置空间且部分地外露于所述第一容置空间的第一笔头部及一与所述第一笔头部连接且被限位在所述第二容置空间内的第二笔头部。
7.根据权利要求2所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述电路单元包括一第一导电元件及一与所述第一导电元件彼此分离一预定距离的第二导电元件，所述第一导电元件设置在所述电路基板上且电性连接于所述电路基板与所述中空金属外管之间，且所述第二导电元件设置在所述电路基板上且电性连接于所述电路基板与所述笔头盖体之间。
8.一种主动式电容触控笔，其特征在于，所述主动式电容触控笔包括：
一壳体单元，所述壳体单元包括一笔形壳体结构，其中所述笔形壳体结构包括一笔头盖体；
一电路单元，所述电路单元包括一设置在所述笔形壳体结构内的电路基板、至少一设置在所述笔形壳体结构内且与所述电路基板电性连接的压敏电阻、一用于支撑所述电路基板的第一支撑件及一连接于所述第一支撑件且用于支撑至少一所述压敏电阻的第二支撑件；以及
一笔头单元，所述笔头单元设置在所述笔形壳体结构内，其中所述笔头单元包括一笔头结构、一弹性结构及一设置在所述笔头盖体内且被限位在所述笔头盖体与所述第二支撑件之间的限位套管，所述笔头结构通过所述弹性结构以在所述压敏电阻上施加一预定压力；
其中所述弹性结构包括一设置在所述笔头结构与至少一所述压敏电阻之间的弹性本体及一设置在所述笔头结构与至少一所述压敏电阻之间且套设在所述弹性本体上的弹性元件；
其中所述限位套管的外表面上具有至少两个相互对应的卡固凸块，且所述第二支撑件具有至少两个相互对应且分别与至少两个所述卡固凸块相互卡扣配合的卡固槽，以将所述限位套管卡固在所述第二支撑件上。
9.根据权利要求8所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述笔形壳体结构包括一中空金属外管、一中空塑胶内管以及一笔尾盖体，所述中空塑胶内管的其中一侧端部与所述中空金属外管的其中一侧端部相互配合，所述笔尾盖体与所述中空金属外管的另外一侧端部相互配合，且所述笔头盖体与所述中空塑胶内管的另外一侧端部相互配合。
10.根据权利要求9所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述电路单元包括一设置在所述电路基板上的切换开关，且所述笔形壳体结构包括一穿过所述中空金属外管和所述中空塑胶内管以接触所述切换开关的电源按钮，其中所述压敏电阻设置在所述笔头盖体内且位于所述弹性结构与所述电路基板之间。
11.根据权利要求10所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述笔头结构能活动地设置在所述限位套管内，且所述笔头结构具有一从所述限位套管外露而出的外露接触部。
12.根据权利要求11所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述限位套管的内部具有一第一容置空间及一与所述第一容置空间连接的第二容置空间，且所述第一容置空间的直径小于所述第二容置空间的直径，其中所述笔头结构具有一穿过所述第一容置空间且部分地外露于所述第一容置空间的第一笔头部及一与所述第一笔头部连接且被限位在所述第二容置空间内的第二笔头部。
13.根据权利要求9所述的主动式电容触控笔，其特征在于，所述电路单元包括一第一导电元件及一与所述第一导电元件彼此分离一预定距离的第二导电元件，所述第一导电元件设置在所述电路基板上且电性连接于所述电路基板与所述中空金属外管之间，且所述第二导电元件设置在所述电路基板上且电性连接于所述电路基板与所述笔头盖体之间。
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