CN105934731B

CN105934731B - 可调节触控笔

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Publication number: CN105934731B
Application number: CN201480074571.8A
Authority: CN
Inventors: K.B.宋; I.李; D.R.查
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2019-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: CN105934731A; US10852850B2; US20190196611A1; EP3100141A4; EP3100141A1; EP3100141B1; US20160364028A1; WO2015116074A1

Abstract

一种示例性的触控笔包括主体，该主体包括中心轴线、第一端、和第二端。另外，触控笔包括被设置在第一端且包括弹性盖的接合尖端。此外，触控笔包括调节机构，该调节机构至少被部分设置在主体内部并且被布置为使得用户对调节机构的操纵引起接合尖端的盖在第一形状与第二形状之间变动。接合尖端的盖被布置为当处于第一形状和第二形状的任一形状时与触摸感应表面接合从而引起计算装置中的变化。

Description

可调节触控笔

背景技术

触摸感应技术在现代计算装置（例如，个人电脑、智能手机、平板电脑、一体电脑等）中是极为普遍的。因此，用户通常是通过物理地接触触摸感应表面（例如，触敏显示器或触控板）或与之接合而与这种装置相互作用。在某些情况下，用户使用触控笔与触摸感应表面接合。

附图说明

为了详细地描述各种实例，现在将参照附图，其中：

图1示出了根据本文中所公开原理的、包括可调节触控笔的计算系统的示意图；

图2示出了根据本文中所公开原理的、带可调节尖端的触控笔的示意性侧视局部剖视图；

图3示出了根据本文中所公开原理的、图1的触控笔的延伸构件的侧视图；

图4示出了根据本文中所公开原理的、沿图2中的IV-IV部分所截取的触控笔的示意性剖视图；

图5-图7示出了根据本文中所公开原理的、从相对较钝的形状被调节到较尖的形状的带尖端的图1的触控笔的序列示意性侧视局部剖视图；

图8-图10示出了根据本文中所公开原理的、从相对较钝的形状被调节到逐渐较尖的形状的图1的触控笔的接合尖端的放大序列示意性侧视图。

标记和命名

在全部的以下描述和权利要求中，某些术语是用于指代特定的系统部件。正如本领域的技术人员将理解的，可将单个部件称为不同的名称。本文件并非意图在名称上不同但并非在功能上不同的各部件之间加以区分。在以下的描述中并且在权利要求中，术语“包含”和“包括”是以开放的形式而使用，因此应被解释为表示“包括但不限于…”。另外，术语“联接（couple）”或“联接于（couples）”意图是表示间接的连接或者直接的连接。因此，如果第一装置联接到第二装置，那么该连接可以是直接连接，或者是借助于其它装置、部件、和连接件的间接连接。另外，本文中所使用的术语“轴向的”和“轴向地”通常表示沿着或平行于中心轴线（例如，主体或端口的中心轴线），而术语“径向的”和“径向地”通常表示垂直于中心轴线。例如，轴向距离是指沿着或平行于中心轴线所测量的距离，径向距离表示在垂直于中心轴线的方向上所测量的距离。

具体实施方式

以下的描述旨在提供各种实例。尽管这些实例中的一个或多个实例可以是优选的，但所公开的实例不应被解释为或者用来限制本公开（包括权利要求）的范围。另外，本领域的技术人员将理解的是以下的描述具有广泛的应用，对任何实例的描述意图只是对该实例的解释，而并非意图表示本公开（包括权利要求）的范围局限于该实例。

现在参照图1，其中示出了示例性的计算系统10。在此实例中，计算系统10包括计算装置20、键盘30、触摸板40、和根据本文中所公开原理的可调节触控笔100。

计算装置20可包括被布置为执行软件的任何合适的装置或者装置的组合体，例如一体电脑、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等。在此实例中，计算装置20包括一体电脑，该一体电脑包含显示器22，该显示器22在其上显示图像以便用户（未图示）观看。在此实例中，显示器22是触摸感应的显示器。

键盘30电性连接到计算装置20（例如，经由导线和/或无线连接）并且被布置为使得用户可通过与设置在计算装置20上的一个或多个按键32接合而与计算装置20相互作用。触控板40也电性连接到计算装置（例如，经由导线和/或无线连接）并且包括触摸感应表面42。

在操作期间，用户（未图示）可通过用触控笔100与触控板40的触摸感应表面42和/或显示器22接合从而引起计算装置20内部的变化，而与计算装置20相互作用。触摸感应表面42和显示器 22可各自包括在本领域中为已知同时仍然符合本文中所公开原理的任何合适的触摸感应技术，例如电阻的、电容的、声波、红外（IR）、应变片、光学的、声脉冲识别、或者它们的一些组合。

当利用触控笔100与触摸感应表面（例如，显示器22和/或触摸感应表面42）相互作用时，常常期望使用多种笔尖尺寸和/或形状。例如，运行计算装置20中的制图或绘图程序的用户会希望改变在显示器22上所产生和显示的所形成线和/或点的清晰度。在许多的这种制图或绘图程序中，这种改变可通过操纵在软件自身内部的各种控件而达成，这对于一些用户而言常常是麻烦和困难的过程。因此，本文中公开了具有可调节尖端的触控笔100的各种实例。如将在下面更具体地描述，通过使用根据本文中所公开原理的触控笔100，用户可简单地操纵设置在触控笔自身上的调节机构，从而实现接合尖端的尺寸和/或形状和因此在显示器上所显示的所形成线和/或点的清晰度的变化。因此，通过根据本文中所公开原理的触控笔（例如，触控笔100）的使用，而大大地简化用户的操作过程。

现在参照图2，其中示出了触控笔100。触控笔100通常包括：主体102、接合尖端150、和被部分地设置在主体102内部的调节机构120。主体102包括：细长的空心构件或管104（该构件或管104还包括中心或纵向轴线105）、第一端或近端104a、与近端104a相反的第二端或远端104b、和在端部104a与104b之间轴向延伸的中心通孔106。在此实例中，主体102通常被尺寸设计且被成形加工成使得用户可用他们的手以类似于常用书写钢笔或铅笔的方式而舒适地抓住主体102。

接合尖端150通常被设置在管104的远端104b，并且包括漏斗形件152、弹性盖154、细长的内部延伸构件160、和多个内部导向元件157,158,159。在此实例中，漏斗形件152通常形状为锥台形，并且包括第一端或近端152a和与近端152a相反的第二端或远端152b。另外，漏斗形件152通常是空心的，使得它在每个端部152a,152b是开放的。漏斗形件152联接到主体102，使得近端152a与管104的远端104b和从该远端沿轴线105向外延伸的远端152b邻接或接合。

弹性盖154被安装到漏斗形件152的远端152b，使得盖154封堵位于远端152b的开口。盖154可包括任何合适的弹性材料，该弹性材料可与触摸感应表面接触同时仍然符合本文中所公开的原理。在此实例中，盖154包含热塑性聚氨酯（TPU）。

导向元件157,158,159在管104、漏斗形件152、和盖154的内部延伸并且各自包括开放的中心通道（未图示）。如将在下面更详细地描述，导向元件157,158,159被布置为当延伸构件160轴向地行进经过主体102时引导或导向延伸构件160。可通过任何合适的方法或装置将导向元件157,158,159固定在主体102的内部同时仍然符合本文中所公开的原理。例如，在一些实例中，将漏斗形件152 与导向元件157彼此固定（例如通过超声波焊接或热熔），并且使导向元件157与管104的远端104b螺纹接合。另外，在这些实例中，导向元件158,159各自被放置在漏斗形件152的内部，使得在操作期间各导向元件158,159可相对于漏斗形件152和导向元件157轴向地滑动或平移。也应当理解的是，在一些实例中，导向元件157,158,159中的一个或多个不被包含在触控笔100的内部同时仍然符合本文中所公开的原理。

现在参照图3，延伸构件160通常包括中心或纵向轴线165（当把延伸构件160完全插入触控笔100中时，该纵向轴线165与触控笔100的轴线105对齐）、第一端或近端160a、与近端160b相反的第二端或远端160b、从近端160a轴向延伸的筒体部162、从远端160a轴向延伸的延伸部166、和从筒体部162轴向延伸至延伸部166的连接部164。

筒体部162包括径向外表面162a和从近端160a轴向延伸的凹形空间168，该凹形空间168大体上是由径向内表面162b所限定。在此实例中，表面162a,162b的形状通常为圆柱形；然而，应当理解的是，在其它实例中，表面162a,162b中的一个或两个可被成形加工成一种或多种的其它形状，例如矩形、五边形、六边形、八边形、多边形、或他们的一些组合，同时仍然符合本文中所公开的原理。另外，筒体部162也包括凹槽161，该凹槽161从径向外表面162a径向地向内延伸并且螺旋状地盘绕在筒体部162的周围。因此，在本文中，凹槽161可被称为“螺旋状凹槽”161。此外，在此实例中，凹形空间168包括从径向内表面162b径向地向外延伸的一对轴向取向的凹槽163。

在此实例中，连接部164通常形状为圆柱形，并且在筒体部162与延伸部166之间轴向地延伸。在其它实例中，连接构件164可被成形加工成一些不同的形状，例如矩形、五边形、六边形、八边形、多边形、或他们的一些组合。另外，也应当理解的是，在一些实例中，不包含连接构件164，同时仍然符合本文中所公开的原理。

仍然参照图3，延伸部166是具有被设置在延伸构件160的远端160b的尖端或端部169的细长构件。如将在下面更详细地说明，当延伸构件160在管104内部轴向地平移时，延伸部166的端部169与盖154接合从而将盖154的形状从钝的形状改变为相对较尖的形状。

现在再次参照图2，调节机构120包括用户互动机构122、从用户互动机构122延伸进入通孔106中的细长杆124、和被设置在通孔106内部的线圈126。互动机构122可包括用于在触控笔100的使用期间与用户互动同时仍然符合本文中所公开原理的任何合适机构。例如，在此实例中，互动机构122包括旋钮122，该旋钮122可旋转地联接到管104的近端104a使得在操作期间旋钮122可围绕轴线105旋转或枢转。因此，在接下来的描述中，用户互动机构122也可被称为旋钮122。

杆124包括第一端或近端124a和与近端124a相反的第二端或远端124b。近端124a被安装到旋钮122，使得当旋钮122围绕轴线105旋转时，杆124也围绕轴线105旋转。另外，杆124的远端124b滑动地被接纳在延伸构件160的筒体部162的凹形空间168的内部。在至少一些实例中，杆124的端部124b被接纳在凹形空间168的内部，使得延伸构件160被驱动从而与杆124和旋钮122一起围绕轴线105旋转，同时仍然允许延伸构件160相对于杆124且相对于轴线105轴向地平移。例如，在此实例中，如图4中最佳地示出，杆124包括一对径向突出部128，该突出部128从远端124b轴向地延伸或者接近远端124b，使得当把杆124插入凹形空间168内部时，各突出部128 滑动地与凹部163中的一个接合从而将杆124与延伸构件160的相对角位置加以固定。

再次参照图2，线圈126是被固定在管104的通孔106内部的线状结构，并且包括第一端或近端126a、与近端126a相反的第二端或远端126b、和在端部126a与126b之间围绕轴线105螺旋状延伸的主体126c。在此实例中，线圈126被固定在通孔106的内部，使得线圈126的相对于轴线105的角位置被大体上固定。可采用用于将线圈126固定在通孔106内部同时仍然符合本文中所公开原理的任何合适的装置或方法。另外，在此实例中，线圈126的螺旋状主体126c的形状和尺寸被设计成与在延伸构件160的筒体部162（参见图3）上的螺旋状凹槽161相一致。

现在参照图2-图4，在触控笔100的组装期间，将延伸构件160插入管104的通孔106的内部，使得延伸部166的端部169延伸经过每个导向元件157,158,159并且邻接或接近盖154。另外，当以所描述方式将延伸构件160安装在通孔106内部时，线圈126的主体126c与筒体部162上的凹槽163接合。此后，将杆124从近端104a插入通孔106的内部，使得杆124的远端124b被插入凹形空间168的内部并且突出部128以上述方式（参见图4）滑动地与凹槽161接合。因此，由于线圈126与凹槽161的接合，因而当延伸构件160围绕轴线105沿方向127（参见图2）旋转时，主体126c 滑动地与延伸构件160上的凹槽161接合并因此将延伸构件160朝向远端104a轴向地推动（或者推动至右侧，如图2中所示）。类似地，当延伸构件160正围绕轴线105在与方向127相反的方向上旋转时，在线圈126上的主体126c将延伸构件160朝向近端104a轴向地推动（或者推动至左侧，如图2中所示）。另外，以前述的方式将旋钮122联接到近端124a，使得在操作期间旋钮122和杆124被各自布置为相互一致地围绕轴线105旋转。

现在参照图2和图5-图7，用户（未图示）可使旋钮122围绕轴线105在方向127上旋转。当旋钮122正围绕轴线105在方向127上旋转时，杆124和延伸构件160各自也围绕轴线105沿方向127旋转（例如，由于杆124上的突出部128与在延伸构件160的凹形空间168内部的凹部163之间的接合）。当延伸构件160在方向127上旋转时，线圈126的主体126c滑动地与延伸构件160上的凹槽161接合并且以前述的方式（参见从图 5至图7中的进程）将延伸构件160轴向地朝向远端104b和盖154推动。为了将在管104内部的延伸构件160轴向地收回，而使旋钮122、杆124和因此延伸构件160均围绕轴线105在与方向127相反的方向上旋转，使得线圈126将延伸构件160朝向近端104a推动（参见从图7至图5的进程）。如图5-图7中所示，当使延伸构件160朝向管104的远端104b轴向地移动时，延伸构件160的端部169与盖154接合并由此使盖154变形。当使盖154变形时，盖154的形状从较钝的形状（例如，图5）逐渐地变为较尖的形状（例如，图6和图7）。因此，驱动触控笔100的接合尖端150可在多个位置之间变动，其中接合尖端150的形状在各位置是不同的。具体地，通过在其中接合尖端150从钝的形状变化到尖的形状的多个位置之间操纵调节机构120，可驱动触控笔100。

另外，当在相对较钝的形状与相对较尖的形状之间驱动触控笔100的接合尖端150时，尖端150的轴向长度增加。具体地，如图5中所示，当尖端150处在与相对较钝形状相对应的初始位置时，尖端150具有从漏斗形件152的近端152a到盖154的最远端点而轴向测量的轴向长度L_150A。其次，如图6中所示，当是尖端150转变到与相对较尖形状相对应的位置时，尖端150具有大于图5中所示轴向长度L_150A的轴向长度L_150B。类似地，当尖端150被驱动到具有逐渐较尖形状的位置时，如图7中所示，尖端150具有大于分别在图5和图6中所示的各轴向长度L_150A、L_150B的轴向长度L_150C。

现在参照图5-图10，在用户使用触控笔100的期间，尖端150上的盖154用在本文中被称为接合表面或区170（参见图8-图10）的盖154的总表面积中的一部分与触摸感应表面180（例如，触敏显示器22或者触控板40的表面42）直接地接合。换句话说，盖154的接合区170是指在触控笔100使用期间与触摸感应表面180物理地接合的盖154的外表面的一个特定部分。一般来说，当使延伸构件160轴向地行进经过管104使得盖154发生变形从而形成较尖的形状时，盖154与触摸感应表面180之间的接合区170 的尺寸必然减小。具体地，如图8-图10中最佳示出，当使接合尖端150从钝的点（例如，图8）转变到相对较尖的点（例如，图10）时，与触摸感应表面（例如，图5-图7中所示的表面180）接触的接合区170的尺寸减小。因此，用户可操纵触控笔100的调节机构120从而实现用于与触摸感应表面接合的多种相对较细和较钝的形状。

以所描述的方式，通过根据本文中所公开原理的触控笔（例如，笔100）的使用，用户可简单地操纵设置在触控笔自身上的调节机构（例如，机构120）从而实现接合尖端（例如，尖端150）的形状变化，由此也实现在相关计算装置（例如，装置20）的显示器（例如，显示器 22）上所显示的所形成线和/或点的清晰度的变化。因此，用户在无需在利用所使用的特定软件做出麻烦且困难的改变的情况下，可实现在显示器上所显示的线和/或点中的这种变化，从而大大地简化用户的操作过程。

虽然本文中所公开的实例已包括了延伸构件160（该延伸构件160包括接纳大体上呈圆柱形的杆124的远端124b的圆柱形凹形空间168），但应当理解的是，在其它实例中，杆124和凹形空间168可各自被成形加工成其它相应的形状，例如矩形、五边形、六边形、八边形、多边形、或它们的一些组合。另外，在至少部分的这些实例中，凹形空间168不包括凹部163并且杆124不包括突出部128同时仍然符合本文中所公开的原理。此外，虽然本文中所公开的实例已包括调节机构120（该调节机构120包括可旋转的旋钮122），但应当理解的是，其它类型的调节机构也可用于使延伸构件160相对于管104轴向地行进或者将延伸构件160收回，同时仍然符合本文中所公开的原理。例如，在一些实例中，调节机构120可包括按钮，通过按下该按钮而使延伸构件160轴向地行进经过内部棘轮系统。

以上的描述意图是对本公开的原理和各种实施例的例证。一旦理解了以上的公开内容，许多变更和修改对于本领域的技术人员而言将变得清楚。

Claims

1.一种触控笔，包括：

包括中心轴线、第一端和第二端的主体；

被设置在所述第一端且包括弹性盖的接合尖端，其中，所述接合尖端包括能够相对于所述主体轴向地移动的细长延伸构件，并且所述弹性盖被设置在所述延伸构件的上方；和

调节机构，所述调节机构被至少部分地设置在所述主体内并且被布置为使得用户对所述调节机构的操纵引起所述延伸构件相对于所述主体轴向地移动并且引起所述接合尖端的所述盖在第一形状与第二形状之间变动；

其中，当处于所述第一形状和所述第二形状中的任一形状时，所述接合尖端的所述盖被布置为与触摸感应表面接合从而引起计算装置中的变化。

2.如权利要求1所述的触控笔，其中，所述调节机构包括可旋转地被设置在所述主体的所述第二端的旋钮，其中，所述旋钮的旋转引起所述接合尖端的所述盖在所述第一形状与所述第二形状之间变动。

3.如权利要求1所述的触控笔，其中，当所述尖端与触摸感应表面接合时所述第一形状具有第一接合区；

其中，当所述尖端与所述触摸感应表面接合时所述第二形状具有第二接合区；并且

其中，所述第一接合区大于所述第二接合区。

4.如权利要求1所述的触控笔，其中所述接合尖端具有轴向长度，并且其中当使所述接合尖端的所述盖从所述第一形状变动到所述第二形状时使所述轴向长度增加。

5.一种用于与触摸感应表面接合的触控笔，所述触控笔包括：

包括中心轴线、第一端和第二端的主体；

被设置在所述第一端且具有接合区的接合尖端，其中，所述接合尖端包括能够相对于所述主体轴向地移动的细长延伸构件以及被设置在所述延伸构件的上方的弹性盖；

其中，所述接合尖端能够在第一位置与第二位置之间变动，其中，所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间的转变引起所述延伸构件相对于所述主体的轴向移动，其中当使所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间变动时对所述接合区进行调节；并且

其中，所述接合尖端被布置为使所述触摸感应表面与所述接合区接触从而当处在所述第一位置和所述第二位置中的任一位置时引起计算装置中的变化。

6.如权利要求5所述的触控笔，其中当使所述接合尖端从所述第一位置转变到所述第二位置时，所述接合区减小。

7.如权利要求5所述的触控笔，还包括至少部分地被设置在所述主体内的调节机构，其中用户对所述调节机构的操纵引起所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间变动。

8.如权利要求7所述的触控笔，其中所述调节机构包括旋钮，其中用户使所述旋钮旋转引起所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间变动。

9.一种计算系统，包括：

触摸感应表面；

显示器；和

触控笔，包括：

包括中心轴线、第一端和第二端的主体；

被设置在所述第一端的接合尖端，其中，所述接合尖端包括能够相对于所述主体轴向地移动的细长延伸构件以及被设置在所述延伸构件的上方的弹性盖；

其中，所述接合尖端能够在第一位置与第二位置之间变动，其中，所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间的变动引起所述延伸构件相对于所述主体轴向地移动，其中，所述接合尖端在所述第二位置比在所述第一位置更尖；

其中，当处在所述第一位置和所述第二位置中的任一位置时，所述接合尖端被布置为与所述触摸感应表面接合从而引起所述显示器中的变化。

10.如权利要求9所述的计算系统，其中利用至少部分地被设置在所述主体内的调节机构，能够使所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间变动。

11.如权利要求10所述的计算系统，其中，所述调节机构包括可旋转地被设置在所述主体的所述第二端的旋钮，其中，所述旋钮的旋转引起所述接合尖端在所述第一位置与所述第二位置之间变动。

12.如权利要求9所述的计算系统，其中，所述接合尖端具有轴向长度，并且其中，所述接合尖端从所述第一位置到所述第二位置的变动引起所述轴向长度增大。