CN107092368B - 触控笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控笔，包括本体、连接件、第一导电笔头、第二导电笔头以及切换模块。连接件设置于本体内且位于该本体的第一端上，第一导电笔头以及第二导电笔头分别以可拆卸方式与连接件结合。切换模块可根据连接件与哪一导电笔头结合而控制触控笔的操作模式。当第一导电笔头与连接件结合时，切换模块控制触控笔处于主动模式。而当第二导电笔头与连接件结合时，切换模块控制触控笔处于被动模式。

Description

触控笔

技术领域

本发明涉及一种触控笔，尤其涉及可操控电容式触控装置的触控笔。

背景技术

常见的传统电脑周边输入装置包括鼠标、键盘以及轨迹球等装置。随着时代的进步，市面上推出了触控装置，其可供使用者直接利用手指或触控笔于触控装置上操作，而得以操控触控装置。

市面上常见的触控装置为电容式触控装置，其利用使用者的手指接触电容式触控装置时，电容式触控装置的其接触点上发生电容值变化而判断接触点的位置。上述各种触控板中，由于电容式触控装置的触控准确性较高，且其成本较低，故电容式触控装置受到多数使用者的喜爱。

随着电容式触控装置的发展，其厂商研发而推出电容式触控装置专用的触控笔。请参阅图1，其为现有触控笔的结构剖面图。现有触控笔1包括导电笔头11、金属本体12、压力传感器13、螺旋弹簧14、电路板15、驱动按键16、两个触发开关17以及电池18。导电笔头11设置于金属本体12的一端且显露于金属本体12之外，其功能为使导电笔头11的第一端111与电容式触控装置(未显示于图中)接触，而导电笔头11的第二端112则可与压力传感器13接触。螺旋弹簧14套设于导电笔头11的第二端112上且与压力传感器13接触，压力传感器13的功能为被导电笔头11的第二端112推抵而产生触控信号，电路板15设置于金属本体12内，且压力传感器13以及两个触发开关17分别连接于电路板15。驱动按键16设置于金属本体12上而显露于外，且驱动按键16与两个触发开关17接触，而电池18电性连接于电路板15，其功能为提供电力至电路板15。

当使用者触压驱动按键16时，驱动按键16推抵两个触发开关17，且两个触发开关17产生启动信号至电路板15，以启动现有触控笔1。现有触控笔1被启动之后，使用者握持现有触控笔1且使导电笔头11的第一端111与电容式触控装置接触，此时，导电笔头11相对于金属本体12往压力传感器13的方向移动，且压缩螺旋弹簧14以累积弹性力。另一方面，导电笔头11的第二端112推抵压力传感器13，使压力传感器13产生触控信号，且传输触控信号至导电笔头11，以输出触控信号至电容式触控装置。由此可改变电容式触控装置与导电笔头11的接触点的电容值，进而使电容式触控装置判断其接触点的位置，以进行相对应的指令。

当使用者移开现有触控笔1，使导电笔头11的第一端111不再与电容式触控装置接触时，被压缩的螺旋弹簧14释放其弹性力而推抵导电笔头11，使导电笔头11相对于金属本体12而往远离压力传感器13的方向移动，以恢复至导电笔头11未被推抵前的位置。其中，压力传感器13可判断使用者所施加的推抵力，且根据不同强度的推抵力而产生不同的触控信号，使得现有触控笔1可利用不同的触控信号产生不同的效果，例如：使用者施加一般的推抵力时，现有触控笔1可画出正常粗细的线条，而当使用者施加较大的推抵力时，现有触控笔1则可画出较粗的线条。

上述现有触控笔1为主动式触控笔，其导电笔头的面积较小，故具有较高的灵敏度而可进行较精细的操作，例如书写操作及绘图操作等，但主动式触控笔具有较耗电的缺点。另外，市面上亦有一种被动式触控笔，其导电笔头的面积较大，故具有较低的灵敏度而适合点击操作等简易操作等，但被动式触控笔的耗电量相当低。使用者可根据需求而选用适当种类的触控笔，但使用者必须携带两种触控笔，且于需要时选用适当种类的触控笔，其不但不便，更造成使用者的困扰。

因此，需要一种可变更操作模式的触控笔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变更操作模式的触控笔。

于一较佳实施例中，本发明提供一种触控笔，用以操控一触控装置，该触控笔包括一本体、一连接件、一第一导电笔头、一第二导电笔头以及一切换模块。该连接件设置于该本体内且位于该本体的一第一端上，该第一导电笔头以可拆卸方式与该连接件结合，用以与该触控装置接触，而该第二导电笔头以可拆卸方式与该连接件结合，用以与该触控装置接触。该切换模块设置于该本体内且与该第一导电笔头或该第二导电笔头接触，用以检测该第一导电笔头或该第二导电笔头与该连接件结合；其中，当该第一导电笔头与该连接件结合时，该切换模块控制该触控笔处于一主动模式，而当该第二导电笔头与该连接件结合时，该切换模块控制该触控笔处于一被动模式。

简言之，本发明触控笔可分别提供主动模式以及被动模式，且可利用更换导电笔头的方式来变更触控笔的操作模式，以供使用者于不同情况时选用适当模式来使用。当使用者设置长度较长的第一导电笔头于连接件上时，第一导电笔头推动推抵件且检测组件检测到推抵件而输出主动模式信号，使得控制单元控制触控笔进入主动模式。反之，当使用者设置长度较短的第二导电笔头于连接件上时，第二导电笔头不会让推抵件被检测组件检测到，使得控制单元控制触控笔进入被动模式。因此，本发明触控笔可解决现有技术所造成的问题，以让使用者可不需携带两种不同种类的触控笔。

附图说明

图1为现有触控笔的结构剖面图。

图2为本发明触控笔于第一较佳实施例中处于被动模式的结构侧视示意图。

图3为本发明触控笔于第一较佳实施例中处于主动模式的结构侧视示意图。

图4为本发明触控笔的检测组件于第一较佳实施例中处于被动模式的结构上视示意图。

图5为本发明触控笔的检测组件于第一较佳实施例中处于主动模式的结构上视示意图。

图6为本发明触控笔于第二较佳实施例中处于被动模式的结构侧视示意图。

图7为本发明触控笔于第二较佳实施例中处于主动模式的结构侧视示意图。

【符号说明】

1、2、4触控笔 11导电笔头

12金属本体 13压力传感器

14螺旋弹簧 15、251、451电路板

16 驱动按键 17 触发开关

18、29、49 电池 21、41 本体

22、42 连接件 23、43 第一导电笔头

24、44 第二导电笔头 25、45 切换模块

26、46 弹性元件 27、47 压力感测元件

28、48 托架 30、50 驱动按键

31、51 无线传输元件 52 模式显示元件

111 导电笔头的第一端 112 导电笔头的第二端

211 金属笔管 212 塑胶笔管

231 第一导电笔头的接触端 241 第二导电笔头的接触端

252、452 推抵件 253、453 检测组件

254、454 控制单元 291、491 电池的负极

292、492 电池的正极 2111 收纳室

2112 第一负极弹片 2113 正极弹片

2114 第二负极弹片 2121 导电板

2531 发光元件 2532 光接收器

B 光束

具体实施方式

鉴于现有技术的问题，本发明提供一种可解决现有技术问题的触控笔。首先说明本发明触控笔的结构。请同时参阅图2以及图3，图2为本发明触控笔于第一较佳实施例中处于被动模式的结构侧视示意图，而图3为本发明触控笔于第一较佳实施例中处于主动模式的结构侧视示意图。触控笔2可供使用者操控触控装置(例如为触控板、平板电脑或智能手机等)，触控笔2包括本体21、连接件22、第一导电笔头23、第二导电笔头24、切换模块25、弹性元件26、压力感测元件27、托架28、电池29、驱动按键30以及无线传输元件31。本体21包括金属笔管211以及塑胶笔管212，塑胶笔管212位于本体21的第一端上且连接于金属笔管211，而金属笔管211位于本体21的第二端上，其包括收纳室2111、第一负极弹片2112、正极弹片2113以及第二负极弹片2114。收纳室2111的功能为设置电池29于其中，而第一负极弹片2114设置于本体21的第二端上，其可与电池29的负极291接触。正极弹片2113设置于收纳室2111内，其可与电池29的正极292接触，其中第一负极弹片2112以及正极弹片2113可与电池29形成回路，以传输电池29的电力。而第二负极弹片2114的功效将于稍后说明，其中，金属笔管211、第一负极弹片2112、正极弹片2113以及第二负极弹片2114皆以金属材料所制成。

图2中，连接件22设置于本体21内且位于本体21的第一端上，其功能为固定第一导电笔头23或第二导电笔头24于其上。第一导电笔头23以可拆卸方式与连接件22结合，其可于触控笔2处于主动模式中与触控装置接触，而第二导电笔头24以可拆卸方式与连接件22结合，其可于触控笔2处于被动模式中与触控装置接触。其中，第一导电笔头23的长度大于第二导电笔头24，且第一导电笔头23的接触端231的面积小于第二导电笔头24的接触端241的面积。由图2以及图3可知，第一导电笔头23的接触端231为尖头形状，而第二导电笔头24的接触端241为圆头形状。换言之，当第一导电笔头23与连接件22结合时，触控笔2处于主动模式，而当第二导电笔头24与连接件22结合时，触控笔2处于被动模式。于本较佳实施例中，第一导电笔头23系以金属材质所制成，而第二导电笔头24系以导电不织布材质或导电橡胶材质所制成。其中，触控笔2处于主动模式表示为主动式触控笔的状态，反之，触控笔2处于被动模式则表示为被动式触控笔的状态。

接下来说明可变更触控笔2的操作模式的切换模块25的结构。请同时参阅图2以及图4，图4为本发明触控笔的检测组件于第一较佳实施例中处于被动模式的结构上视示意图。切换模块25设置于本体21内且与第一导电笔头23或第二导电笔头24接触，其可检测是第一导电笔头23或是第二导电笔头24与连接件22结合，其中，当检测到第一导电笔头23与连接件22结合时，切换模块25控制触控笔2处于主动模式，而当检测到第二导电笔头24与连接件22结合时，切换模块25控制触控笔2处于被动模式。切换模块25包括电路板251、推抵件252、检测组件253以及控制单元254，电路板251设置于托架28上，而推抵件252设置于本体21内且可与第一导电笔头23或第二导电笔头24接触，其可因应第一导电笔头23或第二导电笔头24的推抵而相对于本体21移动。

检测组件253设置于电路板251上，其功能为检测推抵件252，以作为判断触控笔2的操作模式的依据，其中，当检测组件253检测到推抵件252时，检测组件253输出主动模式信号。控制单元254设置于电路板251上且连接于检测组件252，其可于接收到主动模式信号时，控制触控笔2处于主动模式，或于未接收到主动模式信号时，控制触控笔2处于被动模式。而驱动按键30设置于电路板251上且显露于塑胶笔管212之外，其可供使用者触压而驱动切换模块25以及压力感测元件27等元件。于本较佳实施例中，检测组件253包括发光元件2531以及光接收器2532，而控制单元254为微处理器。

检测组件253中，其发光元件2531设置于本体21上且位于推抵件252的第一侧，而发光元件2531可输出光束B。光接收器2532设置于本体21上且位于推抵件252的第二侧，而光接收器2532连接于控制单元254，其可接收光束B且根据是否接收到光束B而进行不同的运作。其中，当光接收器2532未接收到光束B时，光接收器2532输出主动模式信号至控制单元254。换言之，当光接收器2532接收到光束B时，光接收器2532则不输出主动模式信号。

请再次参阅图2，弹性元件26设置于连接件22上，其功能为提供弹性力予连接件22，使连接件22可相对于本体21移动，而压力感测元件27连接于连接件22以及控制单元254，其功能为检测连接件22所接受的触压力而传输压力触控信号至控制单元254。其中，当控制单元254接收到压力触控信号时，其输出对应于压力触控信号至触控装置，以操控触控装置。无线传输元件31亦设置于电路板251上且可以无线传输方式连接于触控装置，其功能为通过无线传输技术传输压力触控信号至触控装置。于本较佳实施例中，弹性元件26为螺旋弹簧，而压力感测元件27为压力传感器(Force-Sensitive Resistor，FSR)。

接下来说明使用者使用本发明触控笔的运作情形。请同时参阅图2以及图4，当使用者触压触控笔2的驱动按键30以启动触控笔2中的切换模块25以及压力感测元件27。接下来，由于第二导电笔头24的长度较短，故设置于连接件22上的第二导电笔头24不会推动推抵件252至发光元件2531以及光接收器2532中间的位置，如图4所示。换言之，发光元件2531所产生的光束B可持续被光接收器2532所接收，而使切换模块25控制触控笔2处于被动模式。之后使用者可握持触控笔2且使第二导电笔头24的接触端241与触控装置接触，以操控触控装置，于第二导电笔头24的接触端241与触控装置接触的过程中，第二导电笔头24所接收到的触压力会传递至连接件22，使得压力感测元件27检测连接件22所接受的触压力而产生对应于该触压力的压力触控信号，且通过无线传输元件31而传输压力触控信号至触控装置。

需特别说明的是，当使用者握持触控笔2时，使用者的手指与触控笔2的塑胶笔管212接触，虽然触控笔2的本体21包含有不导电的塑胶笔管212，但不会发生有使用者身上的电荷无法通过塑胶笔管212而传递至第二导电笔头24的情形，其原因在于，塑胶笔管212具有导电板2121，导电板2121设置于塑胶笔管212内且与第二负极弹片2114接触。另一方面，第二负极弹片2114与金属笔管211接触，其可通过金属笔管211而形成一回路。换言之，使用者身上的电荷可通过导电板2121、第二负极弹片2114、金属笔管211以及连接件22而传输至第二导电笔头24，使得触控笔2于被动模式中得以运作。

接下来说明接触笔2处于主动模式的运作情形。请同时参阅图3以及图5，图5为本发明触控笔的检测组件于第一较佳实施例中处于主动模式的结构上视示意图。当使用者将第二导电笔头24由连接件22上拆卸下来，且结合第一导电笔头23以及连接件22时，由于第一导电笔头23的长度较长，故设置于连接件22上的第一导电笔头23推动推抵件252至发光元件2531以及光接收器2532中间的位置，如图5所示。换言之，发光元件2531所产生的光束B会被推抵件252遮断而不再被光接收器2532所接收，而使光接收器2532输出主动模式信号至控制单元254，亦即切换模块25控制触控笔2由被动模式变更为主动模式。

当触控笔2变更为主动模式之后，使用者可握持触控笔2且使第一导电笔头23的接触端231与触控装置接触，此时，第一导电笔头23所接收到的触压力会传递至连接件22，使得压力感测元件27检测连接件22所接受的触压力而传输对应于该触压力的压力触控信号至控制单元254，且通过控制单元254中内建的无线传输单元传输压力触控信号至触控装置，以操控触控装置。需特别说明的是，当触控笔2处于主动模式时，其通过内部的电子元件传输压力触控信号，如上所述。为了避免重复触控，第一导电笔头23内部具有一不导电镀层，故当第一导电笔头23与连接件22结合时，电荷不会通过金属笔管211以及连接件22而传输至第一导电笔头23，而可避免重复触控的情形发生。

此外，本发明更提供与上述不同作法的第二较佳实施例。请同时参阅图6以及图7，图6为本发明触控笔于第二较佳实施例中处于被动模式的结构侧视示意图，图7为本发明触控笔于第二较佳实施例中处于主动模式的结构侧视示意图。触控笔4包括本体41、连接件42、第一导电笔头43、第二导电笔头44、切换模块45、弹性元件46、压力感测元件47、托架48、电池49、驱动按键50、无线传输元件51以及模式显示元件52，且切换模块45包括电路板451、推抵件452、检测组件453以及控制单元454。上述元件的结构大部份与前述第一较佳实施例的结构相同，且相同之处不再赘述，至于该两者的不同之处有三，第一，本体41的结构，第二，检测组件453的结构，第三，本较佳实施例的触控笔4还包括有模式显示元件52。

首先说明本体41的结构。本体41包括收纳室411、负极弹片412以及正极弹片413，收纳室411可设置电池49于其中，负极弹片412设置于本体41的第二端上，其可与电池49的一负极491接触，而正极弹片413设置于收纳室411内，其可与电池49的正极492接触。其中，负极弹片412、正极弹片413以及本体41皆以金属材料所制成，且本体41为金属笔管，本体41可传递使用者身上的电荷至第二导电笔头44，而不需设置前述较佳实施例的导电板以及第二负极弹片于其中。

接下来，检测组件453与前述较佳实施例的检测组件253不同，其为弹动接脚(Pogopin)，其可因应推抵件452的运作而作动。其中，当第二导电笔头44设置于连接件42上时，第二导电笔头44不抵顶检测组件453，或者是，仅稍微抵顶检测组件453而使检测组件453维持不输出主动模式信号的状态，由此可使触控笔4处于被动模式，如图6所示。

当第一导电笔头43设置于连接件42上时，尺寸长度大于第二导电笔头44的第一导电笔头43抵顶检测组件453，使检测组件453被抵顶而输出主动模式信号至控制单元454，因此，控制单元454可将触控笔4由被动模式变更为主动模式，如图7所示。另外，模式显示元件52设置于电路板451上且显露于本体41之外，其可因应切换模块45的运作结果而显示不同灯号，例如：当切换模块45控制触控笔4处于被动模式时，模式显示元件52显示第一灯号(例如不显示灯号或蓝色灯号)，反之，当切换模块45控制触控笔4处于主动模式时，模式显示元件52显示与第二灯号不同的第二灯号(例如显示出灯号或红色灯号)。于本较佳实施例中，模式显示元件52为发光二极体。

根据上述内容可知，本发明触控笔可分别提供主动模式以及被动模式，且可利用更换导电笔头的方式来变更触控笔的操作模式，以供使用者于不同情况时选用适当模式来使用之。当使用者设置长度较长的第一导电笔头于连接件上时，第一导电笔头推动推抵件且检测组件检测到推抵件而输出主动模式信号，使得控制单元控制触控笔进入主动模式。反之，当使用者设置长度较短的第二导电笔头于连接件上时，第二导电笔头不会让推抵件被检测组件检测到，使得控制单元控制触控笔进入被动模式。因此，本发明触控笔可解决现有技术所造成的问题，以让使用者可不需携带两种不同种类的触控笔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本案的权利要求内。

Claims (9)

1.一种触控笔，用以操控一触控装置，该触控笔包括：

一本体；

一连接件，设置于该本体内且位于该本体的一第一端上；

一第一导电笔头，以可拆卸方式与该连接件结合，用以与该触控装置接触；

一第二导电笔头，以可拆卸方式与该连接件结合，用以与该触控装置接触；

一切换模块，设置于该本体内且与该第一导电笔头或该第二导电笔头接触，用以检测该第一导电笔头或该第二导电笔头与该连接件结合；其中，当该第一导电笔头与该连接件结合时，该切换模块控制该触控笔处于一主动模式，而当该第二导电笔头与该连接件结合时，该切换模块控制该触控笔处于一被动模式，其中该切换模块包括：

一电路板；

一推抵件，设置于该本体内且可与该第一导电笔头或该第二导电笔头接触，用以因该第一导电笔头或该第二导电笔头的推抵而相对于该本体移动；

一检测组件，设置于该电路板上，用以检测该推抵件；其中当该检测组件检测到该推抵件时，输出一主动模式信号；以及

一控制单元，设置于该电路板上且连接于该检测组件，用以于接收到该主动模式信号时，控制该触控笔处于该主动模式，或于未接收到该主动模式信号时，控制该触控笔处于该被动模式；以及

一弹性元件，设置于该连接件上，用以提供一弹性力予该连接件，使该连接件可相对于该本体移动；以及

一压力感测元件，连接于该连接件以及该控制单元，用以检测该连接件所接受的一触压力而传输一压力触控信号至该控制单元；其中，当该控制单元接收到该压力触控信号时，输出对应于该压力触控信号至该触控装置。

2.如权利要求1所述的触控笔，其中该检测组件包括：

一发光元件，设置于该本体上且位于该推抵件的一第一侧，用以输出一光束；以及

一光接收器，设置于该本体上且位于该推抵件的一第二侧，而该光接收器连接于该控制单元，用以接收该光束；其中，当该光接收器未接收到该光束时，输出该主动模式信号至该控制单元。

3.如权利要求1所述的触控笔，其中该检测组件被该推抵件抵顶而输出该主动模式信号至该控制单元；其中该检测组件为一弹动接脚。

4.如权利要求1所述的触控笔，其中该第一导电笔头的长度大于该第二导电笔头，且该第一导电笔头的一接触端的面积小于该第二导电笔头的一接触端的面积。

5.如权利要求1所述的触控笔，其中该本体包括：

一金属笔管，位于该本体的一第二端上，包括：

一收纳室，用以设置一电池于其中；

一第一负极弹片，设置于该本体的该第二端上，用以与该电池的一负极接触；

一正极弹片，设置于该收纳室内，用以与该电池的一正极接触；以及

一第二负极弹片，与该金属笔管接触；以及

一塑胶笔管，位于该本体的该第一端上且连接于该金属笔管，具有一导电板，该导电板与该第二负极弹片接触而与该金属笔管形成一回路，用以通过该第二负极弹片而传输一使用者的一电荷至该第二导电笔头。

6.如权利要求1所述的触控笔，其中该本体包括：

一收纳室，用以设置一电池于其中；

一负极弹片，设置于该本体的一第二端上，用以与该电池的一负极接触；以及

一正极弹片，设置于该收纳室内，用以与该电池的一正极接触。

7.如权利要求6所述的触控笔，其中该本体为一金属笔管。

8.如权利要求1所述的触控笔，其中该第一导电笔头系以金属材质所制成。

9.如权利要求1所述的触控笔，其中该第二导电笔头系以导电不织布材质或导电橡胶材质所制成。

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