CN205210836U - 主动式触控笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主动式触控笔。主动式触控笔用于配合电容式触控面板进行输入，主动式触控笔包括笔壳、感应线圈部、笔尖部以及磁性结构。感应线圈部位于笔壳内部，笔尖部设于笔壳的端部，笔尖部可动地设于感应线圈部，笔尖部包含一接触部，接触部突出于笔壳且接触部用以接触电容式触控面板。磁性结构位于感应线圈部以及笔尖部之间，当接触部接触电容式触控面板时，触压接触部以连动笔尖部与磁性结构，使磁性结构与该感应线圈部具有相对移动的位移量，进而使感应线圈部的电感量发生变化。

Description

主动式触控笔

技术领域

本实用新型涉及一种触控笔，特别是涉及一种用于操控触控面板的主动式触控笔。

背景技术

市面上的消费性电子产品中，具有触控面板的电子产品越来越普遍，现有的触控面板中，其中一种为电容式触控面板，电容式触控面板是利用人体导电且具有静电的特性，当使用者以手指直接触碰该触控面板的触控区域时，接触位置的电容值会改变，触控面板便可根据改变电容值的位置确定用户所选取的位置，以达到触控的目的。

上述以手指操作固然直觉且方便，但不见得适合所有的使用场合。以书写为例，用手指在触控面板上滑动时，可能因摩擦力太大，不适合大量或快速输入。在点击应用程序时，也可能因为手指接触面积太大，发生误触其他应用程序或功能项目的情况。

为解决上述问题，有厂商生产出触控笔，现有的触控笔可分为主动式与被动式，被动式电容式触控笔的原理是利用导电的笔头作为触控面板与用户的媒介，当用户手持电容式触控笔并接触触控面板时，将使触控面板被接触的位置出现电容变化，藉此可判断出电容式触控笔点触位置的坐标。然而被动式电容笔需要与触摸屏有足够大的接触面积才能被辨识出来，这样的限制使得被动式电容笔的笔头必需很粗大，不易精确地书写在预期的位置上。主动式电容笔内至少包括电源管理单元、控制单元、压感侦测元件以及信号发射电路，当主动式电容笔接触触控面板时，启动压感侦测元件，控制单元则侦测触控面板上压力感测元件的数值，以获取主动式电容笔笔尖按压的压力值。然而，为了精确计算出笔尖按压的压力值，需使用较为精密的控制单元，而较为精密的控制单元的价格居高不下，如此将此控制单元设于主动式电容笔内，不仅提高主动式电容笔在结构配置上的复杂度且体积庞大，并且整体主动式电容笔的成本亦会提升。

实用新型内容

本实用新型提供一种主动式触控笔，于主动式触控笔的笔尖按压触控面板时，使铁芯部与感应单元之间产生位移变化，利用此位移变化所对应的电感量的变化来计算主动式触控笔的笔尖于触控面板上的压力。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种主动式触控笔，主动式触控笔用于配合一电容式触控面板进行输入，主动式触控笔包括一笔壳、一感应线圈部、一笔尖部以及一磁性结构。感应线圈部位于笔壳内部，笔尖部设于笔壳的一端部，笔尖部可动地设于感应线圈部，笔尖部包含一接触部，接触部突出于笔壳且接触部用以接触电容式触控面板。磁性结构位于感应线圈部与笔尖部之间，当接触部接触电容式触控面板时，触压接触部以连动笔尖部与磁性结构，使磁性结构与该感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部的电感量发生变化。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一振荡单元，位于该笔壳内，且该振荡单元电性连接该感应线圈部，该振荡单元依据该电感量变化而产生一振荡频率。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一按键单元，位于该笔壳外，且该按键单元电性连接该振荡单元。

在本实用新型的一实施例中，该感应线圈部包含一基座、一感应线圈以及一容置槽，该基座内形成该容置槽，该磁性结构的一端可动地位于该容置槽内，且该磁性结构的另一端位于该容置槽外，该感应线圈围绕于该基座外。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一缓冲部，设于容置槽的底壁内，且该磁性结构接触于该缓冲部。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一固定单元，设于该笔壳内，且该固定单元连接该感应线圈部，该固定单元包含一止挡元件，一弹性元件以及一连接元件，该连接元件设于该基座上，该弹性元件连接于该止挡元件与该连接元件之间。

在本实用新型的一实施例中，该笔尖部还包含一杆体、一座体、一弹簧元件及一抵接元件，该弹簧元件围绕于该座体外，该座体的一端连接于该杆体，该杆体的末端为该接触部，该座体的另一端连接于该抵接部，该磁性结构连接于该抵接部。

为了达到上述目的，本实用新型还提出另一种主动式触控笔，主动式触控笔用于配合一电容式触控面板进行输入，主动式触控笔包括一笔壳、一感应线圈部、一笔尖部、一推压单元以及一磁性结构。感应线圈部位于笔壳内部。笔尖部设于笔壳的一端部，笔尖部可动地设于感应线圈部，笔尖部包含一接触部，接触部突出于笔壳且接触部用以接触电容式触控面板。推压单元连接于感应线圈部。磁性结构连接于推压单元，当接触部接触电容式触控面板时，触压接触部以连动该笔尖部与该磁性结构，使磁性结构与该感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部的电感量发生变化。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一振荡单元，位于该笔壳内，且该振荡单元电性连接该感应线圈部，该振荡单元依据该电感量变化而产生一振荡频率。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一按键单元，位于该笔壳外，且该按键单元电性连接该振荡单元。

在本实用新型的一实施例中，该感应线圈部包含一基座、一感应线圈以及一容置槽，该基座内形成该容置槽，该磁性结构的一端可动地位于该容置槽内，且该磁性结构的另一端位于该容置槽外，该感应线圈围绕于该基座外。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一缓冲部，设于容置槽的底壁内，且该磁性结构接触于该缓冲部。

在本实用新型的一实施例中，该磁性结构位于该推压单元以及该笔尖部之间。

在本实用新型的一实施例中，上述主动式触控笔还包括：

一固定单元，设于该笔壳内，且该固定单元连接该感应线圈部，该固定单元包含一止挡元件，一弹性元件以及一连接元件，该连接元件设于该基座上，该弹性元件连接于该止挡元件与该连接元件之间。

在本实用新型的一实施例中，该磁性结构位于该推压单元以及该固定单元之间。

基于上述，在本实用新型提供的主动式触控笔中，当笔尖部的接触部接触电容式触控面板的接触面时，触压接触部以连动笔尖部与磁性结构，使磁性结构与感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部的电感量发生变化，振荡单元依据电感量变化而产生一振荡频率。因此，电容式触控面板能计算出笔尖部的接触部受压的压力值。由此可知，此主动式触控笔不需要现有的电容式触控笔中的如MCU或微处理器的控制单元去计算笔尖部的接触部受压的压力值，可减少主动式触控笔整体的体积，亦可降低主动式触控笔的制造与生产成本，以提升主动式触控笔的使用便利性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图；

图2为图1中的主动式触控笔的局部放大图；

图3为图1中的主动式触控笔的局部放大图；

图4为图1中的主动式触控笔中的固定单元的具体结构的示意图；

图5为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图；

图6为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图；

图7为图1中的主动式触控笔的笔尖部的具体结构的示意图。

附图标记说明：100、200、300-主动式触控笔；110-笔壳；112-按键单元；115-振荡单元；120、220-笔尖部；122-接触部；130、230、330-磁性结构；140-感应线圈部；142-基座；144-感应线圈；146-容置槽；160-固定单元；162-止挡元件；164-弹性元件；166-连接元件；170-缓冲部；221-杆体；224-座体；226-弹簧元件；228-抵接元件；280、390-推压单元。

具体实施方式

以下谨结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此限制本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图。图2为图1中的主动式触控笔的局部放大图。图3为图1中的主动式触控笔的局部放大图。

如图1所示，在本实施例中，主动式触控笔100用于配合一电容式触控面板(图未绘)进行输入，从而能作为一输入电容式触控面板的输入元件。主动式触控笔100包括一笔壳110、一笔尖部120、一磁性结构130、一感应线圈部140、一固定单元160、一缓冲部170、一按键单元112以及一振荡单元115。

笔壳110的材质可以为塑料或金属。笔壳110的外观形状可以为一方柱形。按键单元112位于笔壳110外，笔壳110内形成中空方柱且其内部具有一容纳空间，部分笔尖部120、磁性结构130、感应线圈部140、固定单元160与振荡单元115能被容纳于容纳空间内。然而，本实施例不限制笔壳110的状态，于其他未绘式的实施例中，笔壳110亦可设计成中空圆柱形或中空多边形。

笔尖部120设于笔壳110的一端部，笔尖部120包含一接触部122，接触部122突出于笔壳110外，接触部122为一导体材质且接触部122用以接触电容式触控面板，使电容式触控面板产生电容量上的变化。

感应线圈部140位于笔壳110内部，笔尖部120可动地设于感应线圈部140。详细而言，如图2所示，感应线圈部140包含一基座142、一感应线圈144以及一容置槽146。

感应线圈144围绕于基座142外。基座142内形成容置槽146，此容置槽146为一长方形容置空间，缓冲部170可以为一长形柱体且设于容置槽146的底壁内。需说明的是，缓冲部170可以由具有弹性的高分子材料制成，而于其他未绘示实施例中，缓冲部还可以为圆形柱体或其他形状柱体，视实际容置槽146的形状而设计。

磁性结构130位于感应线圈部140以及笔尖部120之间。详细而言，磁性结构130内包含铁粉芯、铁磁材料或氧化磁铁(ferrite)等具有磁性的材质。磁性结构130可以为长形柱体且磁性结构130的一端可动地位于容置槽146内，且磁性结构130接触于缓冲部170，磁性结构130的另一端位于容置槽146外，于其他未绘示实施例中，磁性结构还可以为圆形柱体或其他形状柱体，视实际容置槽146的形状而设计。

如图1所示，振荡单元115位于笔壳110内，且振荡单元115电性连接感应线圈部140，感应线圈部140中的感应线圈144与振荡单元115形成一振荡电路。

在此配置之下，当笔尖部120的接触部122未被触压时，笔尖部120与磁性结构130处于一初始位置，而当笔尖部120的接触部122接触电容式触控面板的接触面时，触压接触部122以连动笔尖部120与磁性结构130，使笔尖部120沿着其轴向方向移动，并带动磁性结构130由如图2所示的初始位置移动，于此同时，磁性结构130挤压缓冲部170，使缓冲部170产生形变而如图3所示的一按压位置。如此一来，使磁性结构130与感应线圈部140中的感应线圈144具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部140的电感量发生变化，振荡单元115依据电感量变化而产生一振荡频率。并且，由于笔尖部120的接触部122的力量，磁性结构130与感应线圈部140中的感应线圈144之间的位移量会随之改变。因此，电容式触控面板能计算出笔尖部120的接触部122受压的压力值。

由此可知，此主动式触控笔100不需要现有的电容式触控笔中的如MCU或微处理器的控制单元去计算笔尖部120的接触部122受压的压力值，可减少主动式触控笔100整体的体积，亦可降低主动式触控笔100的制造与生产成本，以提升主动式触控笔100的使用便利性。

具体而言，振荡单元115可以包括一电源控制单元(图未绘)、一或多个电压转换单元(图未绘)、一计算单元(图未绘)以及驱动输出单元(图未绘)。

电源控制单元可以为电池或充电电池。电压转换单元可以为一电压转换电路、一升压电路或一二阶升压电路。计算单元可以为一振荡电路或者一考毕子振荡电路(ColpittsCircuit)。驱动输出单元可以为一高压发射电路，此高压发射电路包含一功率晶体管。如此配置之下，振荡单元115根据电容值(定值常数)及电感量变化而得出的电感值产生相应的振荡频率，其中振荡频率与电感值及电容值的乘积成反比。接着，再经由驱动输出单元根据前述所得出的振荡频率，以转换为相应的以高压发送形式的频率信号，其中，此振荡频率可以为一弦波，而转换后的频率信号可以为一方波。如此一来，电容式触控面板能依据振荡频率或频率信号计算出笔尖部120的接触部122受压的压力值。

另外，按键单元122电性连接振荡单元115，当用户按压按键单元122后，振荡单元115依据电容值(定值常数)及电感量变化而得出的电感值，以产生相应的按键功能的振荡频率，以让电容式触控面板能判段出按键单元122中各个功能按键的信号。

此外，当触压笔尖部120的接触部122的压力逐渐消失时，缓冲部170将逐渐恢复原状，缓冲部170通过本身的弹性恢复力，以推动磁性结构130由如图3所示的按压位置回复到如图2所示的初始位置，藉此让笔尖部120恢复到初始位置。

进一步地，固定单元160设于笔壳110内，且固定单元160连接感应线圈部140。具体而言，图4为图1中的主动式触控笔中的固定单元的具体结构的示意图。如图4所示，固定单元160包含一止挡元件162，一弹性元件164以及一连接元件166。

止挡元件162固设于笔壳110内，连接元件166设于基座142上，弹性元件164连接于止挡元件162与连接元件166之间。弹性元件164可以为弹簧或弹片等具有弹性的构件，或者是弹性元件164也可以由具有弹性的高分子材料制成，例如橡胶。

如此配置之下，当笔尖部120的接触部122接触电容式触控面板的接触面时，笔尖部120、磁性结构130、感应线圈部140与连接元件166移动以推动并挤压弹性元件164，使得弹性元件164产生形变。当触压笔尖部120的接触部122的压力逐渐消失时，弹性元件164将逐渐恢复原状，弹性元件164通过本身的弹性恢复力，以推动连接元件166及感应线圈部140移动，进而带动磁性结构130回复到如图2所示的初始位置，藉此让笔尖部120恢复到初始位置。

图5为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图。如图5所示。图5中的主动式触控笔200与图1中的主动式触控笔100相似，其中相同的元件以相同的标号表示且具有相同的功效而不再重复说明，以下仅说明差异处。

在本实施例中，磁性结构230摆设的方位不同于图1所示的磁性结构130，主动式触控笔200还包括一推压单元280，其中推压单元280连接于感应线圈部140。

在本实施例中，推压单元280由具有弹性的高分子材料制成，例如橡胶。

磁性结构230位于推压单元280以及笔尖部120之间，且磁性结构230连接于推压单元280。在此配置之下，当笔尖部120的接触部122接触于电容式触控面板时，触压接触部122以连动笔尖部120与磁性结构230，以推动推压单元280而使推压单元280产生变形量，于此同时，使磁性结构230与感应线圈部140具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部140的电感量发生变化。

图6为本实用新型一实施例的主动式触控笔的示意图。如图6所示。图6中的主动式触控笔300与图5中的主动式触控笔200相似，其中相同的元件以相同的标号表示且具有相同的功效而不再重复说明，以下仅说明差异处。

在本实施例中，磁性结构330设置的位置不同于图5所示的磁性结构230，主动式触控笔200还包括一推压单元390。推压单元390由具有弹性的高分子材料制成，例如橡胶。

在本实施例中，推压单元390连接于感应线圈部140，磁性结构330位于推压单元390以及固定单元160之间。

在此配置之下，当笔尖部120的接触部122接触于电容式触控面板时，触压接触部122以连动笔尖部120、感应线圈部140与磁性结构330，以推动推压单元390而使推压单元390产生变形量，于此同时，使磁性结构330与感应线圈部140具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部140的电感量发生变化。此外，当上述推压单元390被推压时，磁性结构330亦可作为一止挡结构。

图7为图1中的主动式触控笔的笔尖部的具体结构的示意图。如图7所示，需说明的是。为了便于说明，图7仅绘出部分主动式触控笔的结构。

在本实施例中，笔尖部220还包含一杆体221、一座体224、一弹簧元件226、一抵接元件228。

弹簧元件226围绕于座体224外。座体224的一端连接于杆体221，杆体221的末端为接触部122，座体224的另一端连接于抵接部228，磁性结构130连接于抵接部228。在此配置之下，杆体221能与座体224一同移动，并且通过抵接部228以推动磁性结构130移动。然而，本实用新型不以此为限制，在一实施例中，杆体221、座体224与抵接部228为一体设计，本实施例不限制笔尖部220的状态。

综上所述，在本实用新型提供的主动式触控笔中，当笔尖部的接触部接触电容式触控面板的接触面时，触压接触部以连动笔尖部与磁性结构，使磁性结构与感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使感应线圈部的电感量发生变化，振荡单元依据电感量变化而产生一振荡频率。因此，电容式触控面板能计算出笔尖部的接触部受压的压力值。由此可知，此主动式触控笔不需要现有的电容式触控笔中的如MCU或微处理器的控制单元去计算笔尖部的接触部受压的压力值，可减少主动式触控笔整体的体积，亦可降低主动式触控笔的制造与生产成本，以提升主动式触控笔的使用便利性。

另外，当触压笔尖部的接触部的压力逐渐消失时，缓冲部将逐渐恢复原状，缓冲部通过本身的弹性恢复力，以推动磁性结构回复到初始位置，藉此让笔尖部恢复到初始位置。

此外，当用户按压按键单元后，振荡单元依据电容值(定值常数)及电感量变化而得出的电感值，以产生相应的按键功能的振荡频率，以让电容式触控面板能判段出按键单元中各个功能按键的信号。

以上所述仅记载本实用新型为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方式或实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围。即凡与本实用新型权利要求范围文义相符，或依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型保护范围所涵盖。

Claims (15)

1.一种主动式触控笔，用于配合一电容式触控面板进行输入，其特征在于，该主动式触控笔包括：

一笔壳；

一感应线圈部，位于该笔壳内部；

一笔尖部，设于该笔壳的一端部，该笔尖部可动地设于该感应线圈部，该笔尖部包含一接触部，该接触部突出于该笔壳且该接触部用以接触该电容式触控面板；以及

一磁性结构，位于该感应线圈部与该笔尖部之间，当该接触部接触该电容式触控面板时，触压该接触部以连动该笔尖部与该磁性结构，使该磁性结构与该感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使该感应线圈部的电感量发生变化。

2.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一振荡单元，位于该笔壳内，且该振荡单元电性连接该感应线圈部，该振荡单元依据该电感量变化而产生一振荡频率。

3.根据权利要求2所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一按键单元，位于该笔壳外，且该按键单元电性连接该振荡单元。

4.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，该感应线圈部包含一基座、一感应线圈以及一容置槽，该基座内形成该容置槽，该磁性结构的一端可动地位于该容置槽内，且该磁性结构的另一端位于该容置槽外，该感应线圈围绕于该基座外。

5.根据权利要求4所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一缓冲部，设于容置槽的底壁内，且该磁性结构接触于该缓冲部。

6.根据权利要求4所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一固定单元，设于该笔壳内，且该固定单元连接该感应线圈部，该固定单元包含一止挡元件，一弹性元件以及一连接元件，该连接元件设于该基座上，该弹性元件连接于该止挡元件与该连接元件之间。

7.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，该笔尖部还包含一杆体、一座体、一弹簧元件及一抵接元件，该弹簧元件围绕于该座体外，该座体的一端连接于该杆体，该杆体的末端为该接触部，该座体的另一端连接于该抵接部，该磁性结构连接于该抵接部。

8.一种主动式触控笔，用于配合一电容式触控面板进行输入，其特征在于，该主动式触控笔包括：

一笔壳；

一感应线圈部，位于该笔壳内部；

一笔尖部，设于该笔壳的一端部，该笔尖部可动地设于该感应线圈部，该笔尖部包含一接触部，该接触部突出于该笔壳且该接触部用以接触该电容式触控面板；

一推压单元，连接于该感应线圈部；以及

一磁性结构，连接于该推压单元，当该接触部接触该电容式触控面板时，触压该接触部以连动该笔尖部与该磁性结构，使该磁性结构与该感应线圈部具有相对移动的一位移量，进而使该感应线圈部的电感量发生变化。

9.根据权利要求8所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一振荡单元，位于该笔壳内，且该振荡单元电性连接该感应线圈部，该振荡单元依据该电感量变化而产生一振荡频率。

10.根据权利要求9所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一按键单元，位于该笔壳外，且该按键单元电性连接该振荡单元。

11.根据权利要求8所述的主动式触控笔，其特征在于，该感应线圈部包含一基座、一感应线圈以及一容置槽，该基座内形成该容置槽，该磁性结构的一端可动地位于该容置槽内，且该磁性结构的另一端位于该容置槽外，该感应线圈围绕于该基座外。

12.根据权利要求11所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一缓冲部，设于容置槽的底壁内，且该磁性结构接触于该缓冲部。

13.根据权利要求8所述的主动式触控笔，其特征在于，该磁性结构位于该推压单元以及该笔尖部之间。

14.根据权利要求11所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括：

一固定单元，设于该笔壳内，且该固定单元连接该感应线圈部，该固定单元包含一止挡元件，一弹性元件以及一连接元件，该连接元件设于该基座上，该弹性元件连接于该止挡元件与该连接元件之间。

15.根据权利要求14所述的主动式触控笔，其特征在于，该磁性结构位于该推压单元以及该固定单元之间。