CN201037929Y - 太阳能笔式指标器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能笔式指标器，除包含一个用来产生磁场以与一个数字板搭配使用的磁场产生电路，及一个容置该磁场产生电路的笔身外，其特点是该太阳能笔式指标器还包含一个用以将太阳能转换成电力输出的太阳能电池及一个电连接该太阳能电池以储存该太阳能电池输出电力的储能电路，而该太阳能电池与该储能电路可供电至该磁场产生电路，以达到有效供电与更环保的功效。

Description

太阳能笔式指标器

技术领域

本实用新型是涉及一种笔式指标器，特别是涉及一种能于低亮度下正常工作的具有环保功效的太阳能笔式指标器。

背景技术

一个数字板是让使用者以手绘方式输入笔迹至计算机内的输入设备。该数字板是搭配一个笔式指标器使用，当使用者手持此笔式指针器于数字板上时，笔式指标器可产生电磁场，让数字板可利用磁耦合以演算出笔式指针器的坐标来传送给计算机。目前笔式指标器工作所需的电源主要利用两种方式取得，一种是利用一次性电池供电，及另一种是采用与数字板电磁共振方式来取得。若采用一次性电池供电时，该笔式指标器需频繁更替电池，对使用者较不方便且较不环保。若采用电磁共振方式，数字板需发射一个较大磁场再由笔式指标器接收并累积至一定能量后转发射给数字板接收，此方式导致该数字板耗电量高、设计复杂而成本高且不易生产，而且存在电磁场辐射较高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种可达到更方便使用与更环保功效的太阳能笔式指标器。

该太阳能笔式指标器包含一个笔身及一个磁场产生电路。

本实用新型的特点是：该太阳能笔式指标器还包含设置于该笔身且彼此电连接的一个太阳能电池及一个储能电路，该磁场产生电路是与太阳能电池与该储能电路的输出电力相连。

本实用新型的有益效果在于：该太阳能电池与该储能电路可供电至该磁场产生电路，以达到有效供电与更环保的功效。

附图说明

图1是本实用新型太阳能笔式指标器的较佳实施例的电路方块示意图；

图2是本实施例笔身的一范例的组合示意图；

图3是图2的分解示意图；

图4是本实施例的一范例的详细电路图；

图5是本实施例笔身的另一范例的分解示意图；

图6是图5的部分分解示意图；

图7是本实施例笔身的再一范例的分解示意图；

图8是图7的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

参照图1与图2，本实用新型太阳能笔式指标器较佳实施例包含一个太阳能电池1、一个储能电路2、一个磁场产生电路3，及一个笔身4。

太阳能电池1用以将太阳能转换成电力输出。为有效利用笔身4的有限容积，本实施例的太阳能电池1是一个太阳能薄片，例如美国公司PowerFilm型号SP3-37的太阳能薄板，其厚度约为0.025mm。参照图2与图3，本实施例的笔身4具有一个下壳体41与一个可分离地位于该下壳体41上的上壳体42，上壳体42的一个外表面具有一个纵向延伸的卡置槽421。在组装时，该太阳能电池1卷绕于上壳体42的外表面且该太阳能电池1的两纵向侧11卡置于上壳体42的卡置槽421内，使太阳能电池1包覆并定位于上壳体41外，而后再使上壳体42卡接于下壳体41上，以完成组装。当然，太阳能笔式指标器还包含笔式指标器的基本构件，如笔身4还具有可供使用者按压以控制太阳能笔式指标器的工作与否的一个笔尖43及一个功能键44等等，由于这些基本构件为该领域的通常知识者所熟知且非本案的改良重点，所以不在此赘述。

为有效利用该太阳能电池1转换所得电力，该储能电路2电连接该太阳能电池1以接收并储存该太阳能电池1输出的多余电力，进而于该太阳能电池1供电不足时适时供电予该磁场产生电路3。该储能电路2可以用一个可充电电池或一个大电容来储存电力。该磁场产生电路3接收来自太阳能电池1或储能电路2的电力来对应产生磁场，以搭配一个数字板(图未示)来作为计算机的绘图或手写输入设备。该磁场产生电路3可为一个LC震荡器。

为使太阳能电池1能提供足够电力供太阳能笔式指标器工作，本实施例中更使太阳能电池1的功率A大于太阳能笔式指标器的功率B(指太阳能笔式指标器工作时的消耗功率)。考量太阳能笔式指标器使用环境的亮度可能随时有差异及使用者手握太阳能笔式指标器时也可能遮蔽太阳能电池1，所以本实施例使太阳能笔式指标器与太阳能电池1的功率比(B/A)是不大于1的预设值，此预设值是依一个亮度比C与一个遮蔽率D来决定，该亮度比C是一个低亮度E与一个高于低亮度E的正常亮度F的比值，该遮蔽率D是太阳能笔式指标器于被使用(指手握)时太阳能电池1未被遮蔽的面积相对于太阳能电池1的总面积的比值，如下列公式：

C＊D≧B/A

A：太阳能电池的功率

B：太阳能笔式指标器的功率

C：亮度比(低亮度E/正常亮度F)

D：遮蔽率(使用时未被遮蔽太阳能电池面积/太阳能电池的总面积)

由于太阳能笔式指针器是与数字板搭配作为计算机的输入设备，所以纵然周遭环境无照明设备，也会有计算机的显示器屏幕工作时提供光照，所以本实施例中设定低亮度为显示屏幕亮度，如液晶屏幕(LCD)亮度，以确保太阳能电池1能提供足够电力。

为让本实施例的太阳能电池1的功率设计更容易被了解，以PowerFilm型号SP3-37的太阳能薄板为太阳能电池1并设定低亮度E为液晶屏幕亮度为例来说明，太阳能电池1的单位功率为35μW/mm2，太阳能笔式指标器的功率B为180μW，为液晶屏幕亮度的低亮度E约为正常亮度F的十分之1，所以亮度比为1/10，而一般手握太阳能笔式指标器时可能遮蔽1/3～1/2的太阳能电池1的面积，本范例中设定遮蔽率为1/2，所以可依下列算式推算出太阳能电池1的功率A至少需为3600μW，所以太阳能电池1的面积为102.9mm²：

1/10＊1/2≧180μW/A→A≧180＊10＊2＝3600μW

太阳能电池1的面积＝3600/35＝102.9mm²

目前太阳能笔式指标器1的笔身4长度约数十毫米(mm)，甚至到上百毫米(mm)，笔身4的直径约为数十毫米(mm)，所以假设上壳体42的直径为10mm，则太阳能电池1的长度约为3.28mm(102.9/(10＊3.14)＝3.28mm)，甚小于笔身4长度，所以本实施例的太阳能电池4能于低亮度E下使用时，仍提供足够电力予太阳能笔式指标器工作，且多余电力也可先储存于储能电路2，以于周遭环境的照度低于低亮度E时，储能电路2也可提供电力予太阳能笔式指标器，以确保太阳能笔式指标器于任何情况皆可正常工作。

再者，为避免浪费电力，如图1，本实施例的太阳能笔式指标器还包含一个串接于该磁场产生电路2与该太阳能电池1和该储能电路2间的省电电路5，用以于该太阳能笔式指标器逾一预定时间未工作时中止该太阳能电池1和该储能电路2对该磁场产生电路3的供电。详细来说，该省电电路5具有一个串接于该磁场产生电路3与该太阳能电池1和该储能电路2之间的开关51及一个控制开关51启闭并计数该太阳能笔式指标器未工作的时间是否已抵达预定时间的计时单元52，该开关51可以晶体管或机械式开关来组成，而计时单元52可为一个电阻电容(RC)充放电电路或一个涟波计数器(Ripple counter)。一般计时单元52控制该开关51开启(ON)，使该太阳能电池1和该储能电路2可供电至该磁场产生电路3，一旦该计时单元52计数到该太阳能笔式指标器未工作的时间已抵达该预定时间时关闭(OFF)该开关51，以中止该太阳能电池1与该储能电路2对该磁场产生电路3供电。

为让使用者可于需使用时让该太阳能笔式指标器恢复工作，使该省电电路5适时恢复该太阳能电池1与该储能电路2对该磁场产生电路3的供电，本实施例太阳能笔式指标器还包含一个电连接该省电电路的计时单元的重置电路6，用以于侦测到该太阳能笔式指标器动作(如笔尖43或功能键44被按压)时重置计时单元52，使计时单元52归零，进而让计时单元52控制开关51开启，以恢复太阳能电池1和储能电路2对磁场产生电路3的供电。

以下配合图4的一范例来说明本实施例太阳能笔式指针器的电路运作流程。首先说明的是，本实施例储能电路2具有一个电阻R6、一可充电电池BT1及一个二极管D1，该省电电路5的开关51主要包含晶体管Q1、Q2、Q3、Q4，计时单元52是由串联的电阻R5与电容C7来组成，重置电路6具有一个与笔尖43连动的开关S1、一个与功能键44连动的开关S2及一个二极管D2。

如此当开始使用时，该开关51的晶体管Q4关闭(OFF)、晶体管Q3、Q1、Q2开启(ON)，使太阳能电池1转换太阳能所得的电力供给至磁场产生电路3，以驱使磁场产生电路3的电容C5与电容L1共振产生磁场。此刻，若太阳能电池1供电超过磁场产生电路3工作所需时，可同时透过电阻R6来对可充电电池BT1充电；当太阳能电池1供电不足时，可充电电池BT1可经二极管D1来供电予磁场产生电路3。

太阳能电池1或可充电电池BT1供电至磁场产生电路3时，会一并对计时单元52的电容C7充电，使电容C7的电压增加，一旦电容C7增加至开关51中的晶体管Q4的导通电压时，导致晶体管Q4开启，使晶体管Q3、Q1、Q2关闭，以中止太阳能电池1或可充电电池BT1对磁场产生电路3的供电，以有效避免电力不当消耗。此刻，太阳能电池1输出的电力可对可充电电池BT1充电。

在计时单元52使开关51关闭(指晶体管Q4开启，晶体管Q3、Q1、Q2关闭)时，重置电路6会侦测太阳能笔式指标器的动作。当太阳能笔式指标器被书写时，开关S1会随笔尖43连动而被开启(ON)，使计时单元52的电容C7会被放电至归零(指重置计时单元52)，而后使开关51中的晶体管Q4关闭，晶体管Q3、Q1、Q2开启，以恢复太阳能电池1或可充电电池BT1对磁场产生电路3的供电来对应产生磁场。同样的，若功能键44被按压时，开关S2被开启，电容C7经晶体管D2放电至晶体管D2的导通电压(0.3V)，以重置计时单元52，此刻，开关51中的晶体管Q4关闭，晶体管Q3、Q1、Q2开启，磁场产生电路3可借由太阳能电池1或可充电电池BT1的供电来对应产生磁场。

应注意的是，本实用新型太阳能电池1除利用卡置槽421定位于笔身4上，也可利用其它方式来定位于笔身4上并不应受限于本实用新型中为说明目的所揭露者。

举例来说，如图5与图6，笔身4＇具有一个下壳体41＇、一个位于下壳体41＇上的上壳体42＇，及一个套合于上壳体42＇外并为透光材质的外套筒45＇，太阳能电池1＇可先卷绕后套合于上壳体42＇外，再将外套筒45＇套合于上壳体42＇与太阳能电池1＇，使太阳能电池1＇位于上壳体42＇与外套筒45＇间来夹置定位。

再者，如图7与图8，笔身4″具有一个下壳体41″及一个位于下壳体41″上并为透光材质的上壳体42″，而该上壳体42″含有一个其上端面开放的中空筒体421″及一个可掀起地盖合上端面的盖体422″，该太阳能电池1″是由两长条状太阳能电池片体堆栈而成以使太阳能电池1″的两表面皆可工作。组装时，自中空筒体421″的上端面将太阳能电池1″插置于中空筒体421″内，再盖合盖体422″于中空筒体421″的上端面上。

据前所述，本实用新型太阳能笔式指标器是以太阳能电池1、1＇、1″与储能电路2来搭配使用以供给太阳能笔式指标器工作所需的电力，以解决使用者频繁更替电池的不便，以达到使用更方便且更环保的功效。另外，太阳能电池1、1＇、1″的功率更对应亮度比与遮蔽率来决定，使太阳能笔式指标器于低亮度E能可正常使用，以达到使用环境较无限制的功效。再者，本实用新型太阳能笔式指标器更以省电电路5与重置电路6来于太阳能笔式指标器逾预定时间未工作时中止供电及事后一旦太阳笔式指标器动作时实时恢复供电，以达到有效节省电力与避免不当浪费电力的功效。

Claims (12)

1.一种太阳能笔式指标器，包含一个笔身，及一个磁场产生电路，其特征在于：该太阳能笔式指标器还包含设置于该笔身且彼此电连接的一个太阳能电池及一个储能电路，该磁场产生电路是与太阳能电池与该储能电路的输出电力相连。

2.如权利要求1所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该太阳能电池是一个太阳能薄片。

3.如权利要求1所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该太阳能笔式指标器与该太阳能电池的功率比是不大于1的预设值。

4.如权利要求1所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该指示器的低亮度显示在一个显示器屏幕。

5.如权利要求2所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该笔身具有一个下壳体与一个可分离地位于该下壳体上的上壳体，该上壳体的一个外表面具有一个纵向延伸卡置槽，该太阳能电池是包覆该上壳体的外表面且该太阳能电池的两相对纵向侧卡置于该卡置槽内。

6.如权利要求2所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该笔身具有一个下壳体、一个位于该下壳体上的上壳体，及一个套合于该上壳体外并为透光材质的外套筒，该太阳能电池套合于该上壳体外并位于该上壳体与该外套筒之间。

7.如权利要求2所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该笔身具有一个下壳体及一个位于该下壳体上并为透光材质的上壳体，该太阳能电池是嵌置于该上壳体内。

8.如权利要求1所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该储能电路是一个可充电电池与一个电容中的至少一者电连接。

9.如权利要求1所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：还包含一个串接于该磁场产生电路与该太阳能电池和储能电路之间建有一预定时间的省电电路。

10.如权利要求9所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该省电电路具有一个串接于该磁场产生电路与该太阳能电池和储能电路之间的开关，及一个控制该开关启闭并计数未工作时间的计时单元的该太阳能笔式指标器。

11.如权利要求10所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：该开关含有至少一个晶体管，该计时单元是一个电阻与电容充放电电路与一个涟波计数器的其中之一。

12.如权利要求10所述的太阳能笔式指标器，其特征在于：还包含一个电连接于该省电电路的计时单元的重置电路。

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