ES2845003T3 - Contacto elástico para baterías con protección de sensor - Google Patents

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ES2845003T3 ES17737219T ES17737219T ES2845003T3 ES 2845003 T3 ES2845003 T3 ES 2845003T3 ES 17737219 T ES17737219 T ES 17737219T ES 17737219 T ES17737219 T ES 17737219T ES 2845003 T3 ES2845003 T3 ES 2845003T3
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Abstract

Lápiz electrónico con detección de la posición del lápiz, que comprende al menos una fuente de tensión eléctrica (108), al menos una unidad de control digital, un elemento de transmisión de fuerza (101) y al menos un sensor de fuerza (104) para medir una fuerza de compresión de escritura, donde el lápiz electrónico presenta al menos un medio elástico (102), y donde al menos un medio elástico (102) está configurado para generar una fuerza que contrarresta una fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza (104), caracterizado por que al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con al menos una fuente de tensión (108) y al menos un medio elástico (102) a través de al menos un conductor eléctrico flexible (113), y donde al menos un sensor de fuerza (104) y al menos una fuente de tensión (108) están dispuestos de manera desplazable en conjunto a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o de manera desplazable en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico: y además ocasiona un desplazamiento de al menos un sensor de fuerza junto con al menos una fuente de tensión a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico y contra la fuerza que puede ser generada por al menos un medio elástico, p. ej., una fuerza de resorte, y la fuerza de compresión ejercida por dicho desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza sobre al menos un sensor de fuerza está limitada por al menos un medio elástico.

Description

DESCRIPCIÓN
Contacto elástico para baterías con protección de sensor
ESTADO DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un lápiz electrónico del tipo especificado en el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento del tipo especificado en el preámbulo de la reivindicación 13.
El uso cada vez mayor de sistemas electrónicos de información y comunicación, en particular ordenadores personales (PC), portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes en la vida cotidiana, el ocio y el mundo del trabajo, hace que sea conveniente desarrollar mejoras en las interfaces hombre-máquina.
Además de los dispositivos de introducción como el teclado, el ratón o las superficies sensibles al tacto, los lápices electrónicos son particularmente de interés como interfaces hombre-máquina. Los lápices electrónicos tienen la ventaja, entre otras cosas, de que pueden combinar la funcionalidad y la sencillez de escribir con un lápiz sobre una superficie con las diversas posibilidades del procesamiento electrónico de datos. Es deseable que el lápiz electrónico se parezca lo más posible a un bolígrafo convencional en apariencia, disponibilidad y manejo.
En el documento WO02/07424A2, por ejemplo, se describe un sistema electrónico de información para la detección de escritura a mano, que presenta un lápiz electrónico y una tableta con una superficie sensible a la presión o sensible a la inducción y en el que los movimientos del lápiz o la punta del lápiz son controlados opcionalmente por la superficie sensible a la presión o sensible a la inducción de la tableta o pueden ser detectados por sensores de aceleración o sensores ópticos. Otros ejemplos de lápices electrónicos convencionales: según el preámbulo de la reivindicación 1, se describen, entre otros, en los documentos US 2005/248549 A1, EP 2590060 A1 y US 2007/014490 A1.
Los datos del sensor se pueden transmitir de forma inalámbrica a un PC, que puede realizar la detección de la escritura a mano en función de los datos de movimiento del lápiz recibidos.
Sin embargo, una desventaja de los lápices electrónicos conocidos es que son menos robustos que los lápices no electrónicos tradicionales y convencionales. En particular, el sistema de sensor electrónico de los lápices electrónicos puede ser vulnerable y puede dañarse fácilmente, por ejemplo, por caídas o sobrecarga mecánica.
OBJETIVO
Por lo tanto, el objetivo de la invención consiste en mejorar un lápiz electrónico, por ejemplo, en cuanto a la robustez mecánica del lápiz electrónico con el menor esfuerzo mecánico.
SOLUCIÓN
Esto se logra, según la invención, mediante un lápiz electrónico según la reivindicación 1 y un procedimiento según la reivindicación 13. Las realizaciones ventajosas y las variantes son objeto de las reivindicaciones secundarias. Las realizaciones que no entran en el ámbito de protección de las reivindicaciones no forman parte de la presente invención.
Un lápiz electrónico con detección de la posición del lápiz según la invención puede comprender, por ejemplo, al menos una fuente de tensión eléctrica, al menos una unidad de control digital, al menos un elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, una mina de escritura o un componente similar para transmitir la fuerza de compresión de la escritura y al menos un sensor de fuerza o un sensor de presión para medir una/la fuerza de compresión de la escritura. Un sensor de fuerza o de presión de este tipo puede, por ejemplo, presentar una carcasa y una clavija desplazable que sobresalga de la carcasa. Por ejemplo, la clavija puede estar montada de forma desplazable, por ejemplo, para desplazamientos a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o para desplazamientos sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico. Además, la clavija desplazable también puede sobresalir de dicha carcasa sustancialmente en sentido perpendicular a la superficie de una posible carcasa de un sensor de fuerza. Dicha clavija también puede denominarse clavija de medición. El elemento de transmisión de fuerza ejemplar mencionado anteriormente, por ejemplo, una mina de escritura, puede presionar contra una posible clavija de medición del sensor de fuerza y desplazar la clavija de medición o desplazar la clavija de medición junto con el sensor de fuerza.
Como elemento de transmisión de fuerza para la transmisión de una/la fuerza de compresión de escritura puede, además de una mina de escritura, entenderse también, por ejemplo, una pletina de circuito impreso o una placa de circuito, o, por ejemplo, la punta de un lápiz electrónico, u otro componente adecuado para la transmisión de una fuerza de compresión al sensor de fuerza, en particular para la transmisión de una fuerza de compresión de escritura. Además, el elemento de transmisión de fuerza o el recambio de escritura ejemplar o la punta del lápiz electrónico ejemplar pueden tener componentes electrónicos, por ejemplo, componentes capacitivos eléctricos.
Además, el lápiz electrónico puede presentar al menos un medio elástico, donde al menos un medio elástico se puede configurar para poder generar una fuerza que contrarreste una fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza.
La fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza puede transmitirse al sensor de fuerza a través de un elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, una/la mina de escritura, donde el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, una/la mina de escritura, transmite al sensor de fuerza una fuerza de compresión que actúa sobre la punta del lápiz, por ejemplo, la punta de la mina de escritura, cuando se utiliza el lápiz electrónico, por ejemplo, al escribir sobre un sustrato.
El elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, del lápiz electrónico puede estar montado de forma desplazable, por ejemplo, montado de forma desplazable para desplazamientos a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o para desplazamientos sustancialmente paralelos al eje longitudinal del lápiz electrónico.
La fuerza de compresión de escritura, o la fuerza de compresión medida por el al menos un sensor de fuerza, puede entenderse, por ejemplo, como una fuerza de compresión axial que es transmitida por el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., una mina de escritura, p. ej. al escribir sobre un sustrato de escritura sobre el que se puede aplicar el sensor de fuerza.
En otras palabras, puede entenderse que la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza está causada, por ejemplo, por el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, del lápiz electrónico que se desplaza, por ejemplo, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico, y que presiona directa o indirectamente contra al menos un sensor de fuerza, por ejemplo, cuando el elemento de transmisión de fuerza se presiona sobre o contra un sustrato de escritura durante la escritura con el lápiz electrónico.
El al menos un sensor de fuerza del lápiz electrónico también puede estar dispuesto de forma desplazable a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o desplazable sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
El al menos un medio elástico puede estar configurado de modo que limite o debilite o atenúe o amortigüe las fuerzas que actúan sobre el sensor de fuerza de manera que no se supere el límite de carga de fuerza de compresión del al menos un sensor de fuerza.
El lápiz electrónico también puede presentar al menos un medio de detención, p. ej., en forma de tope, que puede estar configurado para detener el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, después de un recorrido de desplazamiento predeterminada del elemento de transmisión de fuerza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
Los medios de detención opcionales o el tope opcional para limitar la capacidad de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, en particular para limitar la capacidad de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza en la dirección del extremo opuesto del lápiz a la punta del lápiz, p. ej., la punta de la mina de escritura, pueden estar realizados, por ejemplo, como un bastidor de la carcasa del lápiz electrónico. El medio de detención o el tope o el bastidor pueden limitar, por tanto, el desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, de la mina de escritura, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
Al mismo tiempo, el medio de detención o el tope o el bastidor pueden estar diseñados de modo que un desplazamiento del sensor de fuerza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico no esté limitado o no esté restringido por este medio de detención. En otras palabras, el medio de detención o el tope o el bastidor pueden estar diseñados de modo que la posible longitud del posible recorrido de desplazamiento del sensor de fuerza pueda ser mayor que la posible longitud máxima del posible recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura.
Dado que, por ejemplo, el diámetro del elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, puede ser mayor que el diámetro medio del sensor de fuerza, el medio de detención o el tope puede realizarse como un bastidor con una abertura central dentro de la carcasa del lápiz electrónico.
De forma alternativa o adicional, el medio de detención también puede estar integrado en el sensor de fuerza y, por ejemplo, formar parte de la carcasa del sensor de fuerza. Por ejemplo, es concebible, entre otras cosas, que la carcasa del sensor de fuerza y/o el elemento de transmisión de fuerza esté diseñado de modo que el elemento de transmisión de fuerza, que, p.ej.,pueda presionar o desplazarse contra una posible clavija de medición ejemplar, pueda colocarse en la carcasa del sensor de fuerza o en una parte de la carcasa del sensor de fuerza que no sea la clavija de medición, y pueda así limitar la posible longitud máxima del posible recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza. La disposición o la elección de la geometría y/o la elección del grosor de la pared de ese bastidor opcional puede hacerse, por ejemplo, en función de la geometría, por ejemplo, la altura o la anchura del sensor de fuerza, y/o en función de un recorrido de desplazamiento predeterminado del elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura.
Si el sensor de fuerza es más grande que el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., un retorno en el diámetro del elemento de transmisión de fuerza en el extremo orientado en sentido opuesto a la punta del lápiz ofrece una solución similar, que limita el recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., de la mina de escritura, por ejemplo, permitiendo que solo la parte del elemento de transmisión entre en el bastidor después del retorno. El recorrido de desplazamiento predeterminado ejemplar del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, o la posición de al menos un medio de detención se puede seleccionar de modo que en toda la longitud del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza, o la fuerza de compresión generada por el al menos un medio elástico, esté por debajo del límite de carga de fuerza de compresión del sensor de fuerza.
La fuerza contraria generada por al menos un medio elástico contra dicha fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza puede generarse, entre otras cosas, por el hecho de que, por ejemplo, mediante un desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, la fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza deforma los medios elásticos y esta deformación, debido a la elasticidad de los medios elásticos, genera una contrafuerza, p. ej., una fuerza de resorte que se dirige contra la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza.
Cuando se aplica una fuerza de compresión como, por ejemplo, una fuerza de compresión de escritura, el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, puede desplazarse más hacia atrás/en dirección al medio elástico cuanto mayor sea esta fuerza. Típicamente, se pueden alcanzar fuerzas de compresión de escritura o de contacto de unos 2 a 3 N al escribir. Sin embargo, en casos excepcionales, como cuando el lápiz electrónico golpea el suelo después de que el lápiz haya caído, pueden actuar fuerzas considerablemente mayores sobre el elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, o el sensor de fuerza.
Además del medio elástico, el lápiz electrónico puede presentar, por tanto, una limitación de fuerza adicional, como, por ejemplo, el medio de detención o tope mencionado anteriormente.
A una fuerza de compresión suficientemente alta que actúa sobre el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, y un desplazamiento suficientemente amplio resultante de ello, puede el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, ser presionado contra el medio de detención, por ejemplo, un tope o un bastidor.
El lápiz electrónico puede estar diseñado de manera que la fuerza que actúa cuando se alcanza el medio de detención o el tope pueda estar entre 5 y 50 N, por ejemplo, y en particular, por ejemplo, entre 10 y 15 N.
Un lápiz electrónico según la invención ofrece, por ejemplo, la ventaja de que la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza es proporcional a su desplazamiento debido a la elasticidad de al menos un medio elástico.
Un lápiz electrónico según la invención puede, por tanto, debilitar o atenuar o amortiguar las fuerzas que actúan sobre el sensor de fuerza de modo que no se supere el límite de carga de la fuerza de compresión de al menos un sensor de fuerza.
El posible recorrido de desplazamiento del sensor de fuerza puede, preferiblemente, ser mayor que el posible recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, de modo que la fuerza o la fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza pueda limitarse, por ejemplo, a un valor que actúe sobre el sensor de fuerza, por ejemplo, cuando se alcance el medio de parada o cuando el elemento de transmisión de fuerza alcance el tope por ejemplo, la mina de escritura.
Por ejemplo, el posible recorrido de desplazamiento del sensor de fuerza puede seleccionarse de tal manera que se puedan evitar o minimizar las posibles restricciones con respecto a los posibles ángulos de escritura del lápiz electrónico, y puede seleccionarse de tal manera que esta desviación o amortiguación o atenuación del elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, no tengo un efecto irritante sobre el usuario.
Por ejemplo, el lápiz electrónico puede estar diseñado de manera que el posible recorrido de desplazamiento del sensor de fuerza pueda estar, por ejemplo, entre 0,2 y 0,5 mm.
Esto puede mejorar la robustez y la susceptibilidad del lápiz electrónico, ya que así se puede proteger al menos un sensor de fuerza contra los daños causados por sobrecargas de fuerza de compresión, por ejemplo, causadas por una caída o un impacto del lápiz electrónico sobre una superficie dura o por el uso indebido del lápiz electrónico. Además, el medio elástico, por ejemplo, mediante una tensión de resorte, puede utilizarse para efectuar un pretensado de la unidad o el ensamblaje que comprende el sensor de fuerza y el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escribir, de modo que, por ejemplo, las tolerancias relacionadas con la producción en sus dimensiones puedan compensarse fácilmente sin el sensor de fuerza y/o el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, que quedan sueltos y traquetean en el lápiz electrónico libre de cargas.
Al menos un medio elástico del lápiz electrónico puede incluir, por ejemplo, un elemento de resorte.
El elemento de resorte puede estar realizado como un muelle de flexión, por ejemplo, como un muelle de lámina. Sin embargo, también son concebibles otros medios elásticos, por ejemplo, resortes de brazos, resortes espirales u otros elementos elásticos como cojines elásticos rellenos de fluidos o espumas elásticas, u otros diseños de elementos de resorte, por ejemplo, resortes de torsión o resortes de disco.
Al menos un medio elástico del lápiz electrónico puede ser eléctricamente conductivo y una parte del medio elástico puede servir como contacto de polos, por ejemplo, como contacto de polo negativo, de la al menos una fuente de tensión eléctrica.
De la misma manera, una parte del sensor de fuerza, por ejemplo, una parte de una línea de conexión eléctrica del sensor de fuerza, puede servir como un contacto de polos, por ejemplo, como un contacto de polo positivo, de al menos una fuente de tensión eléctrica.
Esto puede, por ejemplo, ahorrar espacio de instalación y componentes, y permitir una estructura más compacta y menos costosa del lápiz electrónico.
El al menos un sensor de fuerza del lápiz electrónico se puede conectar con al menos una fuente de tensión y con al menos un medio elástico, por ejemplo, a través de al menos un conductor eléctrico flexible.
Un conductor eléctrico flexible puede entenderse aquí, por ejemplo, como una pletina flexible y/o un cable eléctrico de cinta flexible.
Además, al menos un sensor de fuerza y al menos una fuente de tensión pueden estar dispuestos de manera que puedan desplazarse en conjunto a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico individualmente o desplazarse en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
El desplazamiento común puede tener lugar contra o en la dirección de al menos un medio elástico.
Sin embargo, los desplazamientos del sensor de fuerza también son posibles en la dirección opuesta, es decir, en sentido opuesto al medio elástico. Así, por ejemplo, se puede empujar el sensor de fuerza, posiblemente junto con una segunda placa de circuito impreso opcional o placa auxiliar conectada con el sensor de fuerza, a una posición de inicio predefinida cuando se inserta la fuente de tensión.
El uso de un conductor eléctrico flexible puede facilitar el desplazamiento del sensor de fuerza y/o el desplazamiento de la al menos una fuente de tensión a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
Además, al menos un medio elástico del lápiz electrónico puede estar conectado con un primer circuito impreso o estar dispuesto en un primer circuito impreso.
Esta primera placa de circuito impreso ejemplar puede ser, por ejemplo, una placa de circuito de procesador, en la que, por ejemplo, se puede ubicar al menos una unidad de control digital, por ejemplo, para evaluar los datos del al menos un sensor de fuerza del lápiz electrónico.
El sensor de fuerza del lápiz electrónico también puede estar conectado con un segundo circuito impreso, o puede estar dispuesto en una segunda placa de circuito impreso.
Esta segunda placa de circuito impreso ejemplar puede ser, por ejemplo, una placa de circuito impreso con sensores que puede estar conectada firmemente con la carcasa del lápiz electrónico y en la que, por ejemplo, pueden ubicarse el sistema de sensores para determinar la posición y el movimiento del lápiz electrónico. De esta manera, el sistema de sensores puede, por ejemplo, estar colocado cerca de la punta para poder detectar especialmente bien los movimientos de la punta del lápiz o de la punta de la mina de escritura.
Como ya se ha mencionado, el sensor de fuerza puede estar conectado con la al menos una fuente de tensión y con al menos un medio elástico por lo menos a través de un conductor eléctrico flexible.
Además, por ejemplo, el al menos un sensor de fuerza puede estar conectado también con la segunda placa de circuito impreso a través de un ramal flexible del al menos un conductor eléctrico flexible.
La utilización de un ramal flexible de al menos un conductor eléctrico flexible para la conexión de al menos un conductor eléctrico flexible y/o para la conexión opcional de al menos un sensor de fuerza con la segunda placa de circuito impreso o placa auxiliar opcional puede, entre otras cosas, permitir que el al menos un sensor de fuerza y/o la segunda placa de circuito impreso o placa auxiliar opcional se pueda girar fuera de un plano fijo de al menos un conductor eléctrico flexible y así, por ejemplo, el al menos un sensor de fuerza o la superficie de contacto del al menos un sensor de fuerza puede disponerse sustancialmente de forma perpendicular a la mina de escritura.
A su vez, el al menos un sensor de fuerza y al menos una fuente de tensión y la segunda placa de circuito impreso pueden ser desplazables o estar dispuestos de manera desplazable en conjunto a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o ser desplazables o estar dispuestos de forma desplazable en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
El desplazamiento común puede tener lugar contra o en la dirección de al menos un medio elástico.
Dicha disposición ejemplar, es decir, un conjunto desplazable en conjunto que comprende al menos un sensor de fuerza y al menos una fuente de tensión y una segunda placa de circuito impreso, conectados entre sí a través de un conductor eléctrico flexible, donde el al menos un sensor de fuerza está conectado con la segunda placa de circuito impreso a través de un ramal flexible del conductor eléctrico flexible, también puede limitar la absorción de la fuerza de compresión ejercida sobre el sensor de fuerza, por ejemplo, por la mina de escritura, por ejemplo, por el desplazamiento contra un medio de detención, por ejemplo, un tope.
Como ya se ha mencionado, el lápiz electrónico puede presentar al menos un medio de detención que puede estar configurado para detener el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, después de un recorrido de desplazamiento predeterminado del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico. El recorrido de desplazamiento predeterminado ejemplar del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, o la posición del al menos un medio de detención se puede seleccionar de modo que en toda la longitud del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza, o la fuerza de compresión generada por el al menos un medio elástico, esté por debajo del límite de carga de fuerza de compresión del sensor de fuerza.
Un procedimiento ejemplar para evitar la sobrecarga de un sensor de fuerza para medir una fuerza de compresión de escritura para un lápiz electrónico, donde el lápiz electrónico puede tener al menos una fuente de tensión eléctrica, al menos una unidad de control digital, un elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, una mina de escritura, así como al menos un sensor de fuerza para medir una fuerza de compresión de escritura y al menos un medio elástico, y donde el al menos un medio elástico puede estar configurado para generar una fuerza que contrarreste una fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre dicho sensor de fuerza, puede por ejemplo, comprender las siguientes etapas:
- desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo la mina de escritura, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico para ejercer una fuerza de compresión en el al menos un sensor de fuerza y para desplazar al menos un sensor de fuerza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección del al menos un medio elástico y contra la fuerza que puede ser generada por al menos un medio elástico, por ejemplo, una fuerza de resorte, y
- amortiguación de la fuerza de compresión ejercida sobre al menos un sensor de fuerza por dicho desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, por al menos un medio elástico, es decir, limitando el recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o por la fuerza generada por el medio elástico debido a su deformación o compresión, por ejemplo, una fuerza del resorte, que es opuesta a la fuerza de compresión ejercida sobre al menos un sensor de fuerza por el desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura.
Por ejemplo, la longitud del recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, de la mina de escritura, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección del al menos un medio elástico, puede seleccionarse o fijarse de tal manera que, en toda la longitud del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza o, por ejemplo, la fuerza generada por al menos un medio elástico, por ejemplo, una fuerza de resorte, puede estar por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza.
Además, por ejemplo, después de un recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico, donde a lo largo de toda la longitud del recorrido de desplazamiento la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza se encuentra por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza, el movimiento de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, puede detenerse o limitarse por al menos un medio de detención.
Como ya se ha mencionado, el sensor de fuerza también puede tener una clavija de medición montada de forma desplazable que está configurada, por ejemplo, para desplazamientos a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o para desplazamientos sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
Dicho elemento ejemplar de transmisión de fuerza, por ejemplo, una mina de escritura, puede así presionar contra dicha posible clavija de medición del sensor de fuerza y mover la clavija de medición, y así presionar la clavija de medición al menos parcialmente en la carcasa del sensor de fuerza, o mover la clavija de medición junto con el sensor de fuerza.
El medio de detención opcional o el tope opcional para limitar la capacidad de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura, en particular para limitar la capacidad de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza en la dirección del extremo opuesto del lápiz a la punta del lápiz, puede estar realizado, por ejemplo, como un bastidor de la carcasa del lápiz electrónico.
El medio de detención o el tope o el bastidor puede limitar, por tanto, el desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, del recambio de bolígrafos, a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico, sin, limitar, sin embargo, la capacidad de desplazamiento del sensor de fuerza.
La disposición o la elección de la geometría y/o la elección del grosor de la pared de ese bastidor opcional puede hacerse, por ejemplo, en función de la geometría, por ejemplo, la altura o la anchura del sensor de fuerza, y/o en función de un recorrido de desplazamiento predeterminado del elemento de transmisión de la fuerza, por ejemplo, la mina de escritura.
Por ejemplo, el grosor de la pared del bastidor opcional puede ser aproximadamente igual a la altura o la longitud del sensor de fuerza menos un desplazamiento predeterminado deseado del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura.
Como también se ha mencionado anteriormente, el propio sensor de fuerza puede actuar o configurarse de forma alternativa o adicional como un medio de detención.
Por ejemplo, es concebible, entre otras cosas, que la carcasa del sensor de fuerza y/o el elemento de transmisión de fuerza esté diseñado de modo que el elemento de transmisión de fuerza, que, p.ej., puede presionar contra una posible clavija de medición ejemplar o desplazarla, pueda estar colocada en la carcasa del sensor de fuerza o en una parte de la carcasa del sensor de fuerza que no sea la clavija de medición, y pueda así limitar la posible longitud máxima del posible recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza.
Por lo tanto, el sensor de fuerza del lápiz electrónico puede protegerse contra los daños causados por la sobrecarga de la fuerza de compresión, por ejemplo, debido a caídas o a un uso inadecuado.
Las siguientes figuras muestran a modo de ejemplo:
Fig. 1: Representación esquemática ejemplar de algunos posibles componentes de un lápiz electrónico según la invención
Fig. 2 : Plano de conexión esquemático ejemplar
Fig. 3: Ángulo de instalación ejemplar del sensor de fuerza
Fig. 4a: Representación esquemática ejemplar de un lápiz electrónico según la invención en un primer estado Fig. 4b: Representación esquemática ejemplar de un lápiz electrónico según la invención en un segundo estado La Fig.1 muestra a modo de ejemplo una representación esquemática de algunos posibles componentes 100 de un lápiz electrónico según la invención, que puede presentar al menos un sensor de fuerza 104 para medir una fuerza de compresión de escritura.
El lápiz electrónico puede presentar un cable de escritura 101 que actúa como un elemento de transmisión de fuerza, p. ej., con una punta de la mina de escritura 115 y un cartucho de minas 103 ejemplar.
Como se mencionó anteriormente, el elemento de transmisión de fuerza ejemplar 101 para transmitir una fuerza de compresión de escritura puede, por ejemplo, estar configurado también como pletina de circuito impreso o placa de circuito impreso o como otro componente adecuado para transmitir una fuerza de compresión, en particular una fuerza de compresión de escritura.
El lápiz electrónico puede tener una fuente de tensión 108 que está conectada con un medio elástico 102, p. ej., se puede instalar un elemento de resorte eléctricamente conductivo, por ejemplo, un resorte de lámina, en la carcasa (no se muestra) del lápiz electrónico.
Los símbolos de referencia 111 y 112 indican, por ejemplo, el polo positivo 111 y el polo negativo 112 de la fuente de tensión 108.
Mediante el al menos un conductor eléctrico flexible 113, p. ej., un cable eléctrico de cinta flexible, los componentes electrónicos, p. ej., la fuente de tensión 108, la primera placa de circuito impreso, p. ej., la placa principal o placa de circuito del procesador 106, la segunda placa de circuito opcional, p. ej., la placa auxiliar o la placa de circuito del sensor 107 y el sensor de fuerza 104 pueden estar conectados entre sí.
El medio elástico 102 puede ser eléctricamente conductor y, por ejemplo, a través de la superficie de contacto 117 del medio elástico, como un contacto de polos, p. ej., como contacto de polo negativo, para lo cual se utiliza al menos una fuente de tensión eléctrica 108.
De esta manera, por ejemplo, es posible ahorrarse una línea separada adicional al polo negativo 112.
También una parte del sensor de fuerza 104, p. ej., una parte 110 o una extensión del ramal flexible 105 del al menos un conductor eléctrico flexible 113 puede entrar en contacto con un polo de la fuente de tensión, p. ej., el polo positivo 111 de la fuente de tensión, y sirve como contacto de polos o contacto de polo positivo.
Dicha parte 110 de la unión flexible 105 del al menos un conductor eléctrico flexible 113 se puede enrollar, por ejemplo, alrededor de un elemento de refuerzo opcional 109. Dicho elemento de refuerzo opcional 109 puede, por ejemplo, comprender una placa de fibra de vidrio epoxi y servir para endurecer el conductor eléctrico flexible 113, en particular en el área de los elementos soldados.
Esta disposición ejemplar puede ahorrar espacio de instalación, reducir el número de piezas y permitir un diseño más compacto del lápiz electrónico.
Además, el al menos un sensor de fuerza 104 y la al menos una fuente de tensión 108 pueden disponerse de modo que puedan desplazarse en conjunto a lo largo del eje longitudinal 116 del lápiz electrónico o puedan desplazarse en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico.
Por ejemplo, se puede ejercer una fuerza de compresión sobre el sensor de fuerza 104 mediante un desplazamiento de la mina de escritura 101, que puede estar en contacto con el sensor de fuerza 104, y así se produce un desplazamiento del sensor de fuerza 104 o un desplazamiento conjunto del sensor de fuerza 104 y la fuente de tensión 108 en la dirección de los medios elásticos 102.
El número de referencia 114 indica, por ejemplo, posibles direcciones de desplazamiento del sensor de fuerza 104 y/o la fuente de tensión 108 y/u otros posibles componentes desplazables, p. ej., la placa auxiliar o placa de circuito impreso del sensor 107, a lo largo del eje longitudinal 116 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico.
En otras palabras, el desplazamiento común ejemplar del sensor de fuerza 104 y la fuente de tensión 108 puede tener lugar contra el al menos un medio elástico 102 y deformar o comprimir el medio elástico 102 y crear así una contrafuerza a una fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza 104, p. ej., una fuerza de compresión de escritura.
La segunda placa de circuito impreso opcional o placa de circuito impreso de sensor 107 también se puede desplazar a lo largo del eje longitudinal 116 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico, es decir, por ejemplo, también desplazable junto con el sensor de fuerza 104.
El uso del conductor eléctrico flexible 113 ejemplar puede facilitar el desplazamiento del sensor de fuerza 104 y/o desplazar la placa de circuito impreso de sensor 107 y/o desplazar la al menos una fuente de tensión 108 a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico. El al menos un medio elástico 102 del lápiz electrónico puede estar conectado con la primera placa de circuito impreso 106, p. ej., estar firmemente soldada a la placa de circuito impreso 106, o estar dispuesta en la primera placa de circuito impreso 106. Además, se puede sujetar en la carcasa del lápiz mediante barras opcionales y limitar su movimiento.
Esta primera placa de circuito ejemplar 106 puede ser, por ejemplo, la placa principal o la placa de circuito impreso de procesador, que puede estar conectada permanentemente con la carcasa (no se muestra) del lápiz electrónico y en la que se puede encontrar, p.ej., la al menos una unidad de control digital (no se muestra) del lápiz electrónico y en la que se pueden encontrar otros sensores de medición y sensores de evaluación, por ejemplo, para evaluar los datos del al menos un sensor de fuerza 104 del lápiz electrónico, por ejemplo, un convertidor analógico-digital para los datos del sensor de fuerza.
El al menos un sensor de fuerza 104 del lápiz electrónico también se puede conectar con una segunda placa de circuito impreso 107 opcional o estar dispuesto en una/la segunda placa de circuito impreso.
Esta segunda placa de circuito impreso 107 ejemplar puede ser, por ejemplo, la placa de circuito secundaria o la placa de circuito impreso de sensor en la que se puede encontrar, por ejemplo, el sistema de sensores para determinar la posición y el movimiento del lápiz electrónico. De esta manera, el sistema de sensores puede, por ejemplo, estar colocado cerca de la punta para poder detectar especialmente bien los movimientos de la punta del lápiz.
Como ya se mencionó, el sensor de fuerza 104 puede estar conectado con la fuente de tensión 108 y el medio elástico 102 a través del conductor eléctrico flexible 113.
Además, el sensor de fuerza 104 se puede conectar con la segunda placa de circuito impreso 107, por ejemplo, a través de un ramal flexible 105 del conductor eléctrico flexible.
La utilización de un ramal flexible 105 del al menos un conductor eléctrico flexible 113 para la conexión con el al menos un sensor de fuerza 104 y/o para la conexión opcional del al menos un sensor de fuerza 104 con la segunda placa de circuito impreso 107 o placa auxiliar puede, entre otras cosas, permitir que el al menos un sensor de fuerza 104 y/o la segunda placa de circuito impreso 107 o placa auxiliar opcional se pueda girar desde un plano fijo del al menos un conductor eléctrico flexible y así, por ejemplo, el al menos un sensor de fuerza 104, o la superficie de contacto del al menos un sensor de fuerza, pueda disponerse sustancialmente de forma perpendicular a la mina de escritura 101. Si, por ejemplo, el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 101 se desplaza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico en la dirección del al menos un medio elástico 102, por ejemplo, por las fuerzas de presión que se producen al escribir con un lápiz sobre un sustrato de escritura (no se muestra), en la disposición ejemplar mostrada, la mina de escritura 101, desplaza, por tanto, al mismo tiempo el sensor de fuerza 104 y la fuente de tensión 108 contra el medio elástico 102, donde el medio elástico 102 puede, también como contacto polar 117, por ejemplo, servir como contacto de polo negativo.
La longitud del recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 101 a lo largo del eje longitudinal 116 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico 102 se puede seleccionar o determinar de tal manera que en la longitud total del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza 104 o, por ejemplo, la fuerza generada por el al menos un medio elástico 102, p. ej., la fuerza de resorte, que por fuerza de compresión de escritura provocada por la escritura sobre un sustrato de escritura está dirigida contra la mina de escritura 101, esté por debajo del límite de carga de fuerza de compresión del sensor de fuerza 104.
Además, por ejemplo, después de dicho recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 101, a lo largo del eje longitudinal 116 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 116 del lápiz electrónico en la dirección del al menos un medio elástico, donde a lo largo de toda la longitud del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza 104 se encuentra por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza, el movimiento de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura, puede detenerse por al menos un medio de detención (no se muestra).
La Fig. 2 muestra, a modo de ejemplo, un diagrama de cableado esquemático del al menos un sensor de fuerza 200 con otros componentes de un lápiz electrónico ejemplar.
El sensor de fuerza 200 se muestra a modo de ejemplo como una paleta de sensor de fuerza.
El sensor de fuerza ejemplar está conectado, por ejemplo, con un conductor eléctrico flexible ejemplar 202 a través de un ramal flexible 204, donde el conductor eléctrico flexible 202 puede presentar una parte 205, que puede conducir a una primera placa de circuito impreso (no se muestra)), p. ej., una placa principal que, por ejemplo, alberga una unidad de control digital del lápiz electrónico, y a al menos un medio elástico (no se muestra), así como a una posible segunda placa de circuito impreso 206, p. ej., una placa auxiliar.
Además, a través de una extensión ejemplar 207 del ramal flexible 204 del al menos un conductor eléctrico flexible 202 del lápiz electrónico (no se muestra), se puede establecer un contacto de polos 201 entre la fuente de tensión y el sensor de fuerza, p. ej., un contacto de polo positivo.
Además, puede estar presente un espacio 203 ejemplar entre la posible segunda placa de circuito impreso 206, p. ej., la placa auxiliar y el sensor de fuerza 200, que, por ejemplo, puede ser mínimo.
Como se mencionó, el conductor flexible ejemplar 202 y sus partes o extensiones y/o ramales y el sensor de fuerza 200 y la placa de circuito impreso 206 pueden configurarse de manera que dichos componentes puedan desplazarse juntos a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico (no se muestra) o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico (no se muestra) contra la fuente de tensión del lápiz electrónico (no se muestra) y puede desplazarse junto con la fuente de tensión en la dirección de al menos un medio elástico del lápiz electrónico (no se muestra).
La Fig. 3 muestra un ejemplo de ángulo de rotación o ángulo de instalación 303 del sensor de fuerza 304 con respecto a un ejemplo de plano de separación 303 de la carcasa del lápiz electrónico (no se muestra).
El sensor de fuerza 304 puede estar dispuesto, por ejemplo, con su superficie de contacto 305 esencialmente perpendicular a la mina del lápiz o perpendicular al eje longitudinal 300 del lápiz electrónico y el ángulo de instalación 303 puede definirse como un ángulo entre el eje longitudinal ejemplar 300 del sensor de fuerza y el plano de separación 302 de la carcasa del lápiz electrónico.
El ángulo de instalación 303 (por ejemplo, tal como se muestra como el ángulo entre el plano de separación ejemplar 302 y el eje longitudinal ejemplar 301 del sensor de fuerza 304) puede ser diferente de cero, es decir, el sensor de fuerza se puede instalar girado, donde el valor del ángulo de instalación 303, por ejemplo, puede depender de la longitud de la conexión del conductor flexible (no se muestra), que puede conectar el sensor de fuerza 304 con otros componentes del lápiz electrónico (ver, por ejemplo, las Fig. 2 y 1), o de la longitud de un ramal flexible del conductor flexible.
Dicho sensor de fuerza o de presión 304 puede, por ejemplo, presentar entre otras cosas una clavija desplazable que sobresale de la carcasa. Por ejemplo, la clavija puede estar montada de forma desplazable, por ejemplo, para desplazamientos a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o para desplazamientos sustancialmente paralelos al eje longitudinal del lápiz electrónico. Además, la clavija desplazable también puede sobresalir de dicha carcasa esencialmente en sentido perpendicular a la superficie de una posible carcasa de un sensor de fuerza. Dicha clavija también puede denominarse clavija de medición. El elemento de transmisión de fuerza ejemplar mencionado anteriormente, por ejemplo, una mina de escritura, puede presionar contra una posible clavija de medición del sensor de fuerza y desplazar la clavija de medición o desplazar la clavija de medición junto con el sensor de fuerza.
La Fig. 4a muestra una representación esquemática ejemplar de un lápiz electrónico 400 según la invención, que puede presentar una fuente de tensión eléctrica 408, una unidad de control digital (no se muestra), una mina de escritura 401 y un sensor de fuerza 404 para medir una fuerza de compresión de escritura.
El elemento de transmisión de fuerza 401 puede estar configurado, por ejemplo, como una mina de escritura, en el que la mina de escritura ejemplar también puede comprender un cartucho de minas 403 ejemplar además de una punta de mina de escritura 415 ejemplar.
Además, el lápiz 400 presenta un medio elástico 402 ejemplar, p. ej., un muelle de flexión, que puede estar configurado para poder generar una fuerza que contrarreste la fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza 404.
De manera análoga a la ilustración ejemplar de la Fig. 1, los símbolos de referencia 411 y 412 indican, por ejemplo, el polo positivo 411 y el polo negativo 412 de la fuente de tensión 408.
Mediante el al menos un conductor eléctrico flexible 413, p. ej., un cable eléctrico de cinta flexible, los componentes electrónicos, p. ej., la fuente de tensión 408, la primera placa de circuito impreso, p. ej., la placa principal 406 o placa de circuito impreso del procesador, la segunda placa de circuito impreso opcional, p. ej.,la placa de circuito del sensor 407 y el sensor de fuerza 404 pueden estar conectados entre sí.
El medio elástico 402 puede ser un conductor eléctrico y puede, por ejemplo, a través de la superficie de contacto 417 del medio elástico, servir como un contacto de polos, p. ej., como contacto de polo negativo, para la menos una fuente de tensión eléctrica 408.
De esta manera, por ejemplo, es posible ahorrarse una línea separada adicional al polo negativo 412.
También una parte del sensor de fuerza 404, p. ej., una parte 410 o una extensión del ramal flexible 405 del al menos un conductor eléctrico flexible 413 puede entrar en contacto con un polo de la fuente de tensión, p. ej., el polo positivo 411 de la fuente de tensión, y sirve como contacto de polo o contacto de polo positivo.
Dicha parte 410 de la unión flexible 405 del al menos un conductor eléctrico flexible 413 se puede enrollar, por ejemplo, alrededor de un elemento de refuerzo opcional 409. Dicho elemento de refuerzo opcional 409 puede, por ejemplo, comprender una placa de fibra de vidrio epoxi y servir para endurecer el conductor eléctrico flexible 413, en particular en el área de los elementos soldados.
Esta disposición ejemplar puede ahorrar espacio de instalación y permitir un diseño más compacto del lápiz electrónico.
Además, el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura 401, el al menos un sensor de fuerza 404 y la al menos una fuente de tensión 408 pueden estar dispuestos de manera desplazable individualmente o en conjunto a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico, de manera desplazable individualmente o en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico.
Por ejemplo, mediante un desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza, p. ej., la mina de escritura 401, que, como se muestra, puede estar en contacto con el sensor de fuerza 404, se puede ejercer una fuerza de compresión sobre el sensor de fuerza 404 y, por lo tanto, un desplazamiento del sensor de fuerza 404 o un desplazamiento conjunto del sensor de fuerza 404 y la fuente de tensión 408
en la dirección de los medios elásticos 402.
El número de referencia 414 indica, por ejemplo, posibles direcciones de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 401 y/o el sensor de fuerza 404 y/o la fuente de tensión 408 y/u otros posibles componentes desplazables, p. ej., de la segunda placa de circuito impreso 407, a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico.
En otras palabras, el desplazamiento común ejemplar del sensor de fuerza 404 y la fuente de tensión 408 puede tener lugar contra el al menos un medio elástico 402 y deformar o comprimir el medio elástico 402 y crear así una contrafuerza a una fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza 404, p. ej., una fuerza de compresión de escritura.
La segunda placa de circuito impreso o placa de circuito impreso de sensor 407 también se puede desplazar a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico, es decir, por ejemplo, también desplazable junto con el sensor de fuerza 404.
El uso del conductor eléctrico flexible 413 ejemplar puede facilitar el desplazamiento del sensor de fuerza 404 y/o el desplazamiento de la placa de circuito impreso del sensor 407 y/o el desplazamiento de la al menos una fuente de tensión 408 a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico.
El al menos un medio elástico 402 del lápiz electrónico puede estar conectado con la primera placa de circuito impreso 406, p. ej., estar firmemente soldada a la placa de circuito impreso 406, o estar dispuesta en la primera placa de circuito impreso 406. Además, el elemento elástico puede sujetarse mediante medios de sujeción opcionales, como, p. ej., rebordes 419 en la carcasa del lápiz y limitarse en su movimiento.
La primera placa de circuito ejemplar 406 puede ser, por ejemplo, la placa principal o la placa de circuito impreso de procesador, que puede estar conectada permanentemente con la carcasa 426 y/o con el extremo 420 del lápiz electrónico 400 opuesto a la punta del lápiz, por ejemplo, la punta de una mina de escritura y en la que se puede encontrar, p.ej., la al menos una unidad de control digital (no se muestra) del lápiz electrónico 400 y en la que se pueden encontrar otros sensores de medición y sensores de evaluación, por ejemplo, para evaluar los datos del al menos un sensor de fuerza 404 del lápiz electrónico, por ejemplo, un convertidor analógico-digital para los datos del sensor de fuerza.
El al menos un sensor de fuerza 404 del lápiz electrónico 400 puede además estar conectado con una segunda placa de circuito impreso opcional 407 o estar dispuesto en una/la segunda placa de circuito impreso.
Esta segunda placa de circuito impreso 407 ejemplar puede ser, por ejemplo, la placa de circuito secundaria o la placa de circuito impreso de sensor en la que se puede encontrar, por ejemplo, el sistema de sensores para determinar la posición y el movimiento del lápiz electrónico. De esta manera, el sistema de sensores puede, por ejemplo, estar colocado cerca de la punta para poder detectar especialmente bien los movimientos de la punta del lápiz.
Como ya se mencionó, el sensor de fuerza 404 se puede conectar con la fuente de tensión 408 y con el medio elástico 402 a través del conductor eléctrico flexible 413.
Además, el sensor de fuerza 404 se puede conectar con la segunda placa de circuito impreso 407, por ejemplo, a través de un ramal flexible 405 del conductor eléctrico flexible.
La utilización de un ramal flexible 405 del al menos un conductor eléctrico flexible 413 para la conexión con el al menos un sensor de fuerza 404 y/o para la conexión opcional del al menos un sensor de fuerza 404 con la segunda placa de circuito impreso 407 o placa auxiliar puede, entre otras cosas, permitir que el al menos un sensor de fuerza 404 y/o la segunda placa de circuito impreso 407 o placa auxiliar opcional se pueda girar desde un plano fijo del al menos un conductor eléctrico flexible y así, por ejemplo, el al menos un sensor de fuerza 404, o la superficie de contacto del al menos un sensor de fuerza, pueda disponerse sustancialmente de forma perpendicular a la mina de escritura 401.
Si, por ejemplo, el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 se desplaza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico en la dirección del al menos un medio elástico 402, por ejemplo, por las fuerzas de presión que se producen al escribir con un lápiz sobre un sustrato de escritura (no se muestra), en la disposición ejemplar mostrada, la mina de escritura 401, desplaza, por tanto, al mismo tiempo el sensor de fuerza 404 y la fuente de tensión 408 contra el medio elástico 402, donde el medio elástico 402 puede, también como contacto polar 417, por ejemplo, servir como contacto de polo negativo.
Por ejemplo, la longitud del recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico 400 o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico 400 en la dirección del al menos un medio elástico 402 puede seleccionarse o definirse de tal manera que, en toda la longitud del recorrido de desplazamiento, la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza 404 o, por ejemplo, la fuerza generada por el al menos un medio elástico 402, por ejemplo, una fuerza de resorte, que se dirige, por ejemplo, en contra de la fuerza de compresión de la escritura de la mina de escritura 401 provocada, por ejemplo, por la escritura sobre un sustrato de escritura, pueda estar por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza 404.
En la representación ejemplar de la Fig. 4a, el lápiz 400 se encuentra en un primer estado ejemplar en el que, por ejemplo, el lápiz 400 está libre de cargas, es decir, donde el sensor de fuerza 404 está libre de cargas, es decir, donde no se aplica ninguna fuerza o solo una fuerza mínima sobre el sensor de fuerza 404, o donde, por ejemplo, no se aplica ninguna fuerza de compresión resultante del uso del lápiz sobre el elemento de transmisión de fuerza o sobre la mina de escritura 401 o sobre el sensor de fuerza 404.
El primer estado ejemplar del lápiz 400 puede describirse, por ejemplo, mediante una primera posición 422 del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 401.
Por ejemplo, la mina de escritura 401 puede estar en la posición ejemplar 422 tal como se muestra, en la que la mina de escritura 401 o el cartucho de minas 403 se apoya en el sensor de fuerza 404 sin ejercer una fuerza o presión sobre el sensor de fuerza 404, o sin ejercer una fuerza o presión sobre el sensor de fuerza 404 que cargue o desplace significativamente el sensor de fuerza 404.
En este estado libre de cargas del lápiz 400, el medio elástico 402 también pueden estar en un primer estado, p. ej., un estado inicial o una forma inicial 424.
Si se ejerce presión sobre el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura 401 o sobre la punta del lápiz, por ejemplo, la punta de la mina de escritura 415, el elemento de transmisión de fuerza, por ejemplo, la mina de escritura 401 puede desplazarse a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal 416 del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico 402, donde en toda la longitud del recorrido de desplazamiento la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza 404 puede estar por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza.
El movimiento de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 401 puede además ser detenido o limitado por al menos un medio de parada, tal como un tope o un bastidor 418. Los medios de detención opcionales o el bastidor opcional 418 pueden estar integrados en la carcasa 426 del lápiz electrónico 400.
Los medios de detención opcionales 418 pueden estar dispuestos de tal manera que la distancia ejemplar 421 entre el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 o el cartucho de minas 403 y los medios de detención 418 definen un recorrido de desplazamiento (máximo) ejemplar.
El medio de detención o el tope o el bastidor 418 pueden limitar, por tanto, el desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 401, a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico.
Al mismo tiempo, el medio de detención o el tope o el bastidor 418 pueden estar diseñados de modo que una desplazabilidad del sensor de fuerza 404 a lo largo del eje longitudinal 416 del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico no esté limitado o no esté restringido.
Dado que, por ejemplo, el diámetro del elemento de transmisión de la fuerza, o de la mina de escritura 401 o del cartucho de minas 403, puede ser mayor que el diámetro medio del sensor de fuerza, el medio de detención o el tope 418 puede realizarse como un bastidor con una abertura central dentro de la carcasa 426 del lápiz electrónico 400.
La disposición o la elección de la geometría y/o la elección del grosor de la pared de dicho bastidor 418 opcional puede hacerse, por ejemplo, en función de la geometría, por ejemplo, la altura o la anchura del sensor de fuerza 404, y/o en función de un recorrido de desplazamiento predeterminado del elemento de transmisión de la fuerza o de la mina de escritura 401.
Por ejemplo, el grosor de la pared del bastidor 418 opcional puede ser aproximadamente igual a la altura o la longitud del sensor de fuerza 404 menos un desplazamiento predeterminado deseado del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura 401.
El sensor de fuerza 404 puede ser más grueso que el medio de detención/más grueso que el bastidor 418 en el recorrido de desplazamiento ejemplar (máximo) 421 del elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura, de modo que, por ejemplo, cuando se ejercen fuerzas bajas sobre el elemento de transmisión de fuerza o sobre la mina de escritura 401, el sensor de fuerza 404 y el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 puedan moverse libremente o de forma sustancialmente paralela al eje longitudinal 416 del lápiz, y en caso de que una fuerza mayor actúe sobre el elemento de transmisión de la fuerza o sobre la mina de escritura o la punta del lápiz o la punta de la mina de escritura 415, el elemento de transmisión de la fuerza o el recambio 401 puede ser presionado contra el tope 418 para poder limitar la fuerza que actúa sobre el sensor de fuerza 404.
La Fig.4b muestra un ejemplo de un lápiz 400 análogo o idéntico al lápiz de la Fig. 4a.
Sin embargo, a diferencia de la Fig. 4a, el lápiz 400 se muestra aquí en un estado cargado, es decir, en un estado en el que se ejerce una fuerza sobre el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401, que ha desplazado el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 junto con el sensor de fuerza 404 y la fuente de tensión hacia los medios elásticos 402 y ha llevado los medios elásticos 402 a un estado con una forma diferente 425, o a una deformación en comparación con una forma libre de carga.
Esta deformación ejemplar 425 de los medios elásticos puede, debido a la elasticidad de los medios elásticos, generar una fuerza contraria, p. ej., una fuerza de resorte, que se dirige contra la fuerza de compresión que actúa sobre el al menos un sensor de fuerza.
El estado cargado del lápiz mostrado como ejemplo, caracterizado entre otras cosas por la posición 423 del elemento de transmisión de fuerza o el cable de escritura 401, también ejemplifica el caso de que la fuerza ejercida sobre el elemento de transmisión de fuerza o sobre la mina de escritura 401 es suficientemente grande para presionar el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 o el cartucho de minas contra los posibles medios de detención 418.
En otras palabras, el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura 401 se ha desplazado al máximo a lo largo del eje longitudinal del lápiz y el medio de detención 418, además del medio elástico 402, puede contribuir a limitar la fuerza que actúa sobre el sensor de fuerza 404, para poder proteger el sensor de fuerza 404 de una sobrecarga.
Siguen 4 páginas con 4 figuras. Los símbolos de referencia se asignan de la siguiente manera.
100 Componentes ejemplares de un lápiz electrónico según la invención
101 Elemento de transmisión de fuerza, p. ej., mina de escritura
102 Medio elástico ejemplar, p. ej., elemento de resorte, por ejemplo, resorte de lámina
103 Cartucho de minas ejemplar
104 Sensor de fuerza ejemplar
105 Ramal flexible ejemplar del al menos un conductor eléctrico flexible 113
106 (Primera) placa de circuito impreso ejemplar, p. ej.,. placa principal o placa de circuito del procesador 107 (Segunda) placa de circuito impreso ejemplar, p. ej., placa auxiliar o placa de circuito impreso de sensor para el sistema de sensores para la determinación de posiciones
108 Fuente de tensión ejemplar, p. ej., batería
109 Elemento de refuerzo opcional ejemplar
110 contacto de polos ejemplar, p. ej., contacto de polo positivo, entre la fuente de tensión y el sensor de fuerza, o una parte ejemplar del ramal flexible del al menos un conductor eléctrico flexible en contacto con un polo de la fuente de tensión, p. ej., el polo positivo de la fuente de tensión
111 Polo positivo ejemplar de la fuente de tensión
112 Polo negativo ejemplar de la fuente de tensión
113 Conductor eléctrico flexible ejemplar
114 Movimiento de desplazamiento ejemplar
115 Punta del lápiz o punta del lápiz para escribir o punta de la mina de escritura ejemplar
116 Eje longitudinal del lápiz electrónico ejemplar
117 Contacto de polos ejemplar, p. ej., contacto de polo negativo, entre el medio elástico y la fuente de tensión, o superficie de contacto ejemplar del medio elástico, que sirve como contacto de polos, p.ej., como un contacto de polo negativo con la al menos una fuente de tensión eléctrica
200 Sensor de fuerza ejemplar, p. ej., diseñado como una paleta de sensor de fuerza
201 Contacto de polos ejemplar entre la fuente de tensión y el sensor de fuerza, p. ej., un contacto de polo positivo 202 Conductor eléctrico flexible ejemplar
203 Espacio ejemplar entre una posible segunda placa de circuito impreso, p. ej., placa auxiliar y sensor de fuerza 204 Ramal flexible ejemplar del conductor eléctrico flexible
205 Parte ejemplar del conductor eléctrico flexible que conduce a la primera placa de circuito impreso ejemplar, p. ej., la placa principal (no se muestra) y el al menos un elemento elástico (no se muestra)
206 Posible segunda placa de circuito impreso ejemplar, p. ej., placa auxiliar
207 Extensión ejemplar del ramal flexible del al menos un conductor eléctrico flexible para producir un contacto polar ejemplar entre la fuente de tensión y el sensor de fuerza, p. ej., un contacto de polo positivo
300 Eje longitudinal ejemplar de un lápiz electrónico ejemplar
301 Eje longitudinal ejemplar del sensor de fuerza
302 Plano de separación ejemplar de la carcasa del lápiz electrónico ejemplar
303 Ángulo ejemplar entre el eje longitudinal del sensor de fuerza y el plano de separación 302
304 Sensor de fuerza ejemplar
305 Superficie de contacto del sensor de fuerza ejemplar
400 Lápiz electrónico ejemplar
401 Elemento de transmisión de fuerza, mina de escritura ejemplar
402 Medio elástico ejemplar
403 Cartucho de minas ejemplar
404 Sensor de fuerza ejemplar
405 Ramal flexible ejemplar del al menos un conductor eléctrico flexible 413
406 (Primera) placa de circuito impreso ejemplar, p. ej.,. placa principal o placa de circuito del procesador 407 (Segunda) placa de circuito impreso ejemplar, p. ej., placa auxiliar o placa de circuito impreso de sensor para el sistema de sensores para la determinación de posiciones
408 Fuente de tensión ejemplar, p. ej., batería
409 Elemento de refuerzo opcional ejemplar
410 Contacto de polos ejemplar, p. ej., contacto de polo positivo, entre la fuente de tensión y el sensor de fuerza, o una parte ejemplar del ramal flexible del al menos un conductor eléctrico flexible en contacto con un polo de la fuente de tensión, p. ej., el polo positivo de la fuente de tensión
411 Polo positivo ejemplar de la fuente de tensión
412 Polo negativo ejemplar de la fuente de tensión
413 Conductor eléctrico flexible ejemplar
414 Movimiento de desplazamiento ejemplar
415 Punta del lápiz o punta del lápiz para escribir o punta de la mina de escritura ejemplar
416 Eje longitudinal del lápiz electrónico ejemplar
417 Contacto de polos ejemplar, p. ej., contacto de polo negativo, entre el medio elástico y la fuente de tensión, o superficie de contacto ejemplar del medio elástico, que como contacto de polos, p.ej., como un contacto de polo negativo con la al menos una fuente de tensión eléctrica
418 Bastidor ejemplar como medio de detención o como limitador de desplazamiento
419 Bastidor opcional adicional ejemplar o varillaje opcional o rebordes opcionales para sujetar los medios elásticos 420 Punta de lápiz ejemplar o punta de lápiz para escribir, p. ej., extremo del lápiz opuesto a la punta de la mina de escritura
421 Distancia ejemplar entre el elemento de transmisión de fuerza, p. ej., mina de escritura o cartucho de minas y posibles medios de detención, recorrido de desplazamiento (máximo) ejemplar
422 Primera posición ejemplar del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura o del cartucho de minas, posición ejemplar del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura en un estado libre de carga del lápiz, es decir, p.ej., cuando no se ejerce fuerza/presión sobre el sensor de fuerza desde el elemento de transmisión de fuerza/desde la mina de escritura.
423 Segunda posición ejemplar del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura o del cartucho de minas, posición ejemplar del elemento de transmisión de fuerza o de la mina de escritura en un estado de carga del lápiz, es decir, p.ej., cuando se ejerce fuerza/presión sobre el sensor de fuerza desde el elemento de transmisión de fuerza/desde la mina de escritura, por ejemplo, una fuerza que presiona el elemento de transmisión de fuerza o la mina de escritura a un medio de detención.
424 Primer estado ejemplar de los medios elásticos, estado ejemplar de los medios elásticos en el estado libre de carga ejemplar del lápiz
425 Segundo estado ejemplar de los medios elásticos, estado ejemplar del medio elástico en el estado de carga ejemplar del lápiz, deformación ejemplar del medio elástico
426 Carcasa ejemplar del lápiz electrónico

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Lápiz electrónico con detección de la posición del lápiz, que comprende al menos una fuente de tensión eléctrica (108), al menos una unidad de control digital, un elemento de transmisión de fuerza (101) y al menos un sensor de fuerza (104) para medir una fuerza de compresión de escritura, donde el lápiz electrónico presenta al menos un medio elástico (102), y donde al menos un medio elástico (102) está configurado para generar una fuerza que contrarresta una fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza (104), caracterizado por que al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con al menos una fuente de tensión (108) y al menos un medio elástico (102) a través de al menos un conductor eléctrico flexible (113), y donde al menos un sensor de fuerza (104) y al menos una fuente de tensión (108) están dispuestos de manera desplazable en conjunto a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o de manera desplazable en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico: y además ocasiona un desplazamiento de al menos un sensor de fuerza junto con al menos una fuente de tensión a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico y contra la fuerza que puede ser generada por al menos un medio elástico, p. ej., una fuerza de resorte, y la fuerza de compresión ejercida por dicho desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza sobre al menos un sensor de fuerza está limitada por al menos un medio elástico.
2. Lápiz electrónico según la reivindicación 1, donde al menos un medio elástico (102) comprende un elemento de resorte.
3. Lápiz electrónico según la reivindicación 2, donde el elemento de resorte está realizado como un muelle de flexión, p. ej., un resorte de lámina.
4. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos un sensor de fuerza (104) está dispuesto de forma desplazable a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o desplazable sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico.
5. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos un medio elástico (102) es un conductor eléctrico y una parte de al menos un medio elástico (102) sirve como contacto de polos (117), p. ej., como contacto de polo negativo con al menos una fuente de tensión eléctrica (108).
6. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una parte de al menos un sensor de fuerza (104) sirve como contacto de polos (110), p. ej., como contacto de polo positivo con al menos una fuente de tensión eléctrica (108).
7. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos un medio elástico (102) está conectado con una primera placa de circuito impreso (106).
8. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con una segunda placa de circuito impreso (107).
9 Lápiz electrónico según la reivindicación 8, donde al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con al menos una fuente de tensión (108) y con al menos un medio elástico (102) a través de al menos un conductor eléctrico flexible (113) y donde al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con la segunda placa de circuito impreso (107) a través de un ramal flexible (105) de al menos un conductor eléctrico flexible.
10. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, donde al menos un sensor de fuerza (104) y al menos una fuente de tensión (108) y la segunda placa de circuito impreso (107) están dispuestos de manera desplazable en conjunto a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o de forma desplazable en conjunto sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico.
11. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento de transmisión de fuerza es una mina de escritura.
12. Lápiz electrónico según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, donde el lápiz electrónico presenta al menos un medio de detención configurado para detener el elemento de transmisión de fuerza (101) después de un recorrido de desplazamiento predeterminado del elemento de transmisión de fuerza a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico, donde el medio de detención es, por ejemplo, un bastidor de la carcasa del lápiz o, por ejemplo, parte de la carcasa de un sensor de fuerza.
13. Procedimiento para evitar la sobrecarga de un sensor de fuerza (104) para medir una fuerza de compresión de escritura para un lápiz electrónico que presenta al menos una fuente de tensión eléctrica (108), al menos una unidad de control digital, un elemento de transmisión de fuerza (101) y al menos un sensor de fuerza (104) para medir una fuerza de compresión de escritura y al menos un medio elástico (102), donde al menos un medio elástico (102) está configurado para generar una fuerza que contrarresta una fuerza de compresión que actúa de la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza (104), y donde un desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza a lo largo del eje longitudinal del lápiz electrónico o un desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del lápiz electrónico ejerce una fuerza de compresión sobre al menos un sensor de fuerza, caracterizado por que al menos un sensor de fuerza (104) está conectado con al menos una fuente de tensión (108) y al menos un medio elástico (102) a través de al menos un conductor eléctrico flexible (113), y además ocasiona un desplazamiento de al menos un sensor de fuerza (104) junto con al menos una fuente de tensión (108) a lo largo del eje longitudinal (116) del lápiz electrónico o sustancialmente en paralelo al eje longitudinal (116) del lápiz electrónico en la dirección de al menos un medio elástico (102) y contra la fuerza que puede ser generada por al menos un medio elástico (102), p. ej., una fuerza de resorte, y la fuerza de compresión ejercida por dicho desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza (101) sobre al menos un sensor de fuerza (104) es limitada por al menos un medio elástico (102).
14 Procedimiento según la reivindicación anterior, donde en toda la longitud del recorrido de desplazamiento la fuerza de compresión que actúa sobre al menos un sensor de fuerza (104), por ejemplo, la fuerza generada por al menos un medio elástico (102), por ejemplo, una fuerza de resorte, se encuentra por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza (104), y/o donde después de un recorrido de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza (101), por encima del cual la fuerza de compresión que actúa sobre el sensor de fuerza (104), se encuentra por debajo del límite de carga de la fuerza de compresión del sensor de fuerza (104), el movimiento de desplazamiento del elemento de transmisión de fuerza (101) se detiene por al menos un medio de detención.
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