TW201426420A - 具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，主要係在一筆型外殼內分設有一筆芯軸棒、一微觸動開關模組、一感應線圈模組；該微觸動開關模組包括一接電片、一設有導電環的內軸棒、一套設在內軸棒上的彈簧，該導電環將隨內軸棒位移而與接電片構成電性離合；該筆芯軸棒一端連接一伸出外殼一端的筆芯，另端與微觸動開關的內軸棒連接；當筆芯在數位板上施力輕壓，使筆芯軸棒內推，而令微觸動開關模組的接電片與導電環離合，以產生一開關訊號，同時由內軸棒觸動感應線圈模組產生感應訊號；利用上述構造可在筆芯確實接觸數位板時始產生感應訊號，以解決傳統數位筆接近數位板時即漏水的問題。

Description

具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置

本發明係關於一種具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，尤指一種操作省力、可確認使用者的書寫動作後再決定是否產生感應訊號，以解決傳統數位筆漏水問題的筆型輸入裝置。

如圖7所示係一種已知的數位板80及配合該數位板80使用的數位筆，該數位筆的構造係如圖8所示，主要係在一筆型外殼70內設有一管件701，該管件701內由下而上依序設有一第一供電線圈71、一第二供電線圈72、一感應線圈73及一彈性元件75；前述第一供電線圈71、第二供電線圈72及感應線圈73分別形成有軸向貫通的通孔，其間共同穿設有一筆芯軸棒74，該筆芯軸棒74的一端部形成有一筆芯741，且穿出外殼70的一端；該筆芯軸棒74的另端設有一鐵芯部742，該鐵芯部742係對應於感應線圈73。再者，前述彈性元件75係設於管件701的底部，並為筆芯軸棒74的另端部所抵掣。

前述數位筆的工作原理係由數位板80發射一電磁訊號，當數位筆接近數位板80時，其第一、第二供電線圈71,72將分別感應該電磁訊號，經轉換為直流電源供應給感應線圈72；而當數位筆以筆芯軸棒74一端的筆芯741接觸數位板80表面時，筆芯軸棒74因反作用力而內縮，因而改變筆芯軸棒74另端所設鐡芯部742與感應線圈73的相對 位置，而使感應線圈73產生並發射感應訊號，數位板80將接收該感應訊號，以計算出數位筆點觸數位板80的座標，並執行對應的動作指令。如前揭所述，當筆芯741在數位板80表面施壓而使筆芯軸棒74內縮時，該筆芯軸棒74將同時壓縮彈性元件75，俟筆芯741離開數位板80，筆芯軸棒74壓力解除，遂利用彈性元件75的回復彈性將筆芯軸棒74推回至原位。

由上述可知，已知的數位筆是利用筆芯軸棒74受壓時產生位移，使其一端所設的鐡芯部742與感應線圈73的相對位置產生變化，因而產生感應訊號(亦稱為出水)；俟筆芯軸棒74一端的筆芯741離開數位板80表面，施加在筆芯軸棒74上的壓力解除，彈性元件75將使筆芯軸棒74恢復原位而停止出水。

然而上述數位筆並無法完全防止漏水情況的發生，原因在於：前述筆芯軸棒74係在受壓時壓縮彈性元件75，當壓力解除時，利用彈性元件75的回復彈性將筆芯軸棒74推回至原位，但該等彈性元件75多半由橡膠構成，其由壓縮狀態回復時，並無法精確地使筆芯軸棒74上的鐵芯部742回到起始點，亦即筆芯軸棒74每次下壓使鐵芯部742與感應線圈73相對位移時都會有些微差異，因而會發生筆芯741脫離數位板80表面後，再次接近數位板80但尚未接觸板面前即漏水的現象，亦即無法精準作到只在筆芯741接觸板面時才出水的動作。

由上述可知，既有數位筆存在未接觸數位板前即漏水的問題，故有待進一步檢討，並謀求可行的解決方案。

因此本發明主要目的在提供一種具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，其利用一微觸動感應開關偵測使用者的書寫動作，而可精確地在接觸數位板板面時才出水，有效解決傳統數位筆的漏水問題。

為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置包括有：一外殼，係呈中空管狀；一供電線圈組，係設於前述外殼內，該供電線圈組包括一個以上的供電線圈，該供電線圈上具有一軸向貫穿的通孔；一筆芯軸棒，係設於外殼內，且可移動地穿設在前述供電線圈的通孔間；該筆芯軸棒具有一外側端及一內側端，其外側端與一筆芯連結；一微觸動開關模組，包括一接電片、一設有導電環的內軸棒、一套設在內軸棒上的彈簧；該接電片係固定在外殼內，該內軸棒係與筆芯軸棒的內側端連結，該內軸棒上的導電環相對於接電片以構成電性離合；一感應線圈模組，係設於外殼內，且位於微觸動開關模組內側，該感應線圈模組主要係在一感應線圈內可移動地穿設一感應鐡芯，該感應鐵芯一端對應於前述內軸棒；一彈性元件，係設於前述外殼內且位於感應鐵芯另端處；以前述的筆型輸入裝置在其筆芯於數位板上施力輕壓 時，將使筆芯軸棒內推，而令微觸動開關模組的接電片與導電環產生離合動作，藉以產生一開關訊號，且該內軸棒同時推移感應鐵芯，而使感應線圈產生感應訊號；由於前述筆型輸入裝置只在筆芯接觸板面時才使筆芯軸棒推移，進而使微觸動開關模組產生開關訊號，始由感應線圈產生感應訊號，藉以有效解決傳統數位筆接近數位板時即漏水的問題；另由於微觸動開關模組的輕觸動設計，在使用上具有省力的優點。

關於本發明的一較佳實施例，首先請參閱圖1、圖2所示，包括一外殼10、一供電線圈組20、一微觸動開關模組30、一感應線圈模組40、一筆芯軸棒100及一筆芯101；其中：該外殼10係呈筆狀，在本實施例中，該外殼10包括一中空筆桿11、一前蓋12及一後蓋13；該前蓋12一端形成有筆芯孔(圖中未示)，另端具有開口並形成有螺紋；該後蓋13亦具有開口，亦形成有螺紋。

該供電線圈組20具有一個以上的供電線圈，在本實施例中，該供電線圈組20主要是由兩個供電線圈所組成，各供電線圈分別是在一供電鐵芯21,22上繞設有線匝23,24，而供電鐵芯21,22上分別形成有軸向貫穿兩端的通孔210,220，供筆芯軸棒100可軸向移動地穿設其間。在本實施例中，該供電線圈組20係透過一第一管座50固定至外殼10的筆桿11內，該第一管座50的詳細構造容後陳述。

該微觸動開關模組30包括一接電片31、一設有導電環33的內軸棒32、一套設在內軸棒32上的彈簧34；其中，該接電片31固定在外殼10的筆桿11內，該導電環33套設在內軸棒32上，且內軸棒32一端與筆芯軸棒100對應套接，該內軸棒32上的導電環33係與接電片31相對，當內軸棒32隨筆芯軸棒100在軸向上移動，將與相對位置上的接電片31產生離合動作。其進一步的具體構造詳如以下所述：該內軸棒32相鄰於筆芯軸棒100的一端具有一擴大外徑的頭部320，該導電環33的內徑與內軸棒32的外徑匹配，而以緊配合方式套設在內軸棒32上而擋止在其頭部320內側，該導電環33外徑大於頭部320外徑，使導電環33端面露出於頭部320外；該接電片31係呈環片狀，其外徑與導電環33外徑匹配，該接電片31上形成有一穿孔，穿孔孔徑大於內軸棒32的頭部320外徑，可供內軸棒32的頭部320可移動地穿過；該接電片31邊緣向外延伸形成一凸部310，供電連接之用。而上述彈簧34係套設在內軸棒32上，且與導電環33構成電接觸，在導電環33與接電片31產生離合動作時可產生一開關訊號。

在本實施例中，該微觸動開關模組30進一步包括一中空套筒35及一筒蓋36，以容置微觸動開關模組30的其他組件，其中內軸棒32、彈簧34係設於套筒35內，該接電片31係固定在筒蓋36上，該套筒35一端具有開口且與筒蓋36匹配並相互扣合；該套筒35相對於開口端的另端部上形成有一穿孔350，又筒蓋36的筒壁上形成一開窗，供 接電片31的凸部310穿出筒蓋36外；而前述包括套筒35、筒蓋36的微觸動開關模組30亦固定於前述第一管座50上。

該感應線圈模組40包括一感應線圈41及一設於感應線圈41內且可軸向移動的感應鐵芯42，其中感應鐵芯42受微觸動開關模組30的內軸棒32推移時，將改變其與感應線圈41的相對位置，從而使感應線圈41產生感應訊號。在本實施例中，該感應線圈模組40進一步包括一推桿43及一導引塊44，其中感應線圈41是繞設在前述第一管座50上，該推桿43係與感應鐵芯42結合，且與導引塊44一同設在第一管座50內。

請配合參閱圖2、圖3所示，該第一管座50係穿設在外殼10的筆桿11內，其具有一中空管體，其外管徑係與筆桿11的內徑匹配，該管體兩端分別形成有一前接合部51、一後接合部52，該前接合部51的外壁上形成有螺紋，並露出於筆桿11以外，以便與外殼10的前蓋12相互螺合。該後接合部52在兩相對位置上分別形成有一導引槽521，另在相對的外壁上形成有一扣塊522。

該第一管座50在前、後接合部51、52之間形成有相互連通的一前管室53、一中管室54及一後管室55，該前管室53係供容置供電線圈組20，中管室54的管壁部分鏤空，其內部係供容置該微觸動開關模組30；該第一管座50在對應後管室55的外管徑略微內縮，並繞設有前述感應線圈41，而後管室55內則供感應鐵芯42設置其間，與感應鐵芯42連接的推桿43一端則伸入套筒35的穿孔350，與 內軸棒32相互抵掣，推桿43的另端則與導引塊44連接，該導引塊44係呈圓柱狀，其相對柱壁上分別向外延伸形成有一凸部440；該導引塊44係位於後接合部52內，該導引塊44的凸部440並由後接合部52的導引槽521穿出，以確保該導引塊44在軸向上移動。前述導引塊44的相對外側進一步設有一彈性元件45，以賦予一恢復彈力予解除壓力後的感應鐡芯42。

在本實施例中，本發明進一步包括一第二管座60，其具有一中空管體，其外管徑仍與筆桿11的內徑匹配，且位於第一管座50的後端，該管體一端分別形成有一前接合部61，另端則設有一螺柱62，管體兩端之間形成有一開放管室63，供固定一電路板64(請配合圖4所示)，該電路板64將分別與供電線圈組20的兩供電線圈、感應線圈41及微觸動開關模組30的接電片31及彈簧34電連接(圖中未示電連接線路)，藉以由微觸動開關模組30的通斷來控制感應線圈41是否產生感應訊號。

請配合參閱圖2、圖4所示，該前接合部61在兩相對位置上分別形成有一導引槽611，另在相對的外壁上形成有一扣槽612，該前接合部61內徑與第一管座50的後接合部52外徑匹配，以相互套接，並以其上的扣槽612及扣塊522相互扣合，其上的導引槽611、521並對應連通。而前述彈性元件45係設於第二管座60的前接合部61內。

該第二管座60另端的螺柱62將穿出於筆桿11的後端而與後蓋13螺合。該筆芯101係由前蓋12的筆芯孔穿出，並進一步穿入供電線圈組20的供電鐵芯21的通孔210， 而抵掣筆芯軸棒100一端。

由上述說明可瞭解本發明一較佳實施例的具體構造，至於其工作原理詳如以下所述：本發明主要仍是利用設於筆桿11前端的供電線圈組20在筆型輸入裝置接近數位板時，感應數位板發射的電磁訊號後，再經轉換為直流電壓供應給電路板64及感應線圈模組40使用，然而感應線圈模組40是否產生感應訊號，除了由筆芯101在數位板的板面上施壓造成筆芯軸棒100向內推移，而改變感應鐵芯42與感應線圈41的相對位置外，先決條件是微觸動開關模組30必須被觸動產生開關訊號，該感應線圈41始能產生感應訊號，以避免出現漏水現象。

關於微觸動開關模組30的工作方式，首先請參閱圖5所示，在筆型輸入裝置未使用前，因筆芯101未受壓，筆芯軸棒100亦未受推移，在此狀況下，微觸動開關模組30的內軸棒32受彈簧34推頂，使其上的導電環33與接電片31接觸(在本實施例中，其為一常閉開關形式)。在此狀況下，由於微觸動開關模組30未被觸動，即使筆型輸入裝置接近了數位板且其供電線圈組20也感應到電磁訊號，在使用者未以筆芯101在數位板上實際執行書寫動作而使微觸動開關模組30產生開關訊號前，感應線圈模組40不會產生感應訊號，因而也就不會有漏水的現象。

當使用者手持外殼10並以筆芯101接觸數位板的板面時，因板面對筆芯101產生反作用力，因而向後推移筆芯軸棒100，該筆芯軸棒100並同時推移微觸動開關模組30 的內軸棒32，而內軸棒32上的導電環33將壓縮彈簧34且脫離接電片31(如圖6所示)，由於接電片31與導電環33間出現了離合動作，因而將對電路板64送出一開關訊號，在此狀況下，感應線圈模組40才會產生感應訊號，亦即在筆型輸入裝置的筆芯101實際接觸到板面才有出水的動作。

必須特別說明的是：儘管出水與否係由微觸動開關模組30所控制，但因係採用特殊的微觸動設計，因此是在筆芯101確實接觸板面的狀態下，微觸動開關模組30即會產生開關訊號，並可使感應線圈模組40產生感應訊號，因此對於使用者而言在操作上將會十分省力。

100‧‧‧筆芯軸棒

101‧‧‧筆芯

10‧‧‧外殼

11‧‧‧筆桿

12‧‧‧前蓋

13‧‧‧後蓋

20‧‧‧供電線圈組

21,22‧‧‧供電鐵芯

210,220‧‧‧通孔

23,24‧‧‧線匝

30‧‧‧微觸動開關模組

31‧‧‧接電片

310‧‧‧凸部

32‧‧‧內軸棒

320‧‧‧頭部

33‧‧‧導電環

34‧‧‧彈簧

35‧‧‧套筒

36‧‧‧筒蓋

40‧‧‧感應線圈模組

41‧‧‧感應線圈

42‧‧‧感應鐵芯

43‧‧‧推桿

44‧‧‧導引塊

440‧‧‧凸部

45‧‧‧彈性元件

50‧‧‧第一管座

51‧‧‧前接合部

52‧‧‧後接合部

521‧‧‧導引槽

522‧‧‧扣塊

53‧‧‧前管室

54‧‧‧中管室

55‧‧‧後管室

60‧‧‧第二管座

61‧‧‧前接合部

611‧‧‧導引槽

612‧‧‧扣槽

62‧‧‧螺柱

63‧‧‧開放管室

64‧‧‧電路板

70‧‧‧外殼

701‧‧‧管件

71‧‧‧第一供電線圈

72‧‧‧第二供電線圈

73‧‧‧感應線圈

74‧‧‧筆芯軸棒

741‧‧‧筆芯

742‧‧‧鐵芯部

75‧‧‧彈性元件

80‧‧‧數位板

圖1 係本發明一較佳實施例的外觀圖。

圖2 係本發明一較佳實施例的分解圖(不含外殼)。

圖3 係本發明一較佳實施例的局部組合剖視圖。

圖4 係本發明一較佳實施例的又一分解圖(含外殼)。

圖5 係本發明一較佳實施例的一局部剖視圖。

圖6 係本發明一較佳實施例的局部剖視暨動作示意圖。

圖7 係已知數位筆與數位板配合使用的立體圖。

圖8 係已知數位筆的組合剖視圖。

100‧‧‧筆芯軸棒

101‧‧‧筆芯

11‧‧‧筆桿

12‧‧‧前蓋

20‧‧‧供電線圈組

21,22‧‧‧供電鐵芯

23,24‧‧‧線匝

30‧‧‧微觸動開關模組

31‧‧‧接電片

32‧‧‧內軸棒

33‧‧‧導電環

34‧‧‧彈簧

41‧‧‧感應線圈

42‧‧‧感應鐵芯

43‧‧‧推桿

44‧‧‧導引塊

45‧‧‧彈性元件

60‧‧‧第二管座

61‧‧‧前接合部

63‧‧‧開放管室

64‧‧‧電路板

Claims (10)

1. 一種具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，包括有：一外殼，係呈中空管狀；一供電線圈組，係設於前述外殼內，該供電線圈組包括一個以上的供電線圈，該供電線圈上具有一軸向貫穿的通孔；一筆芯軸棒，係設於外殼內，且可移動地穿設在前述供電線圈的通孔間；該筆芯軸棒具有一外側端及一內側端，其外側端與一筆芯連結；一微觸動開關模組，包括一接電片、一設有導電環的內軸棒、一套設在內軸棒上的彈簧；該接電片係固定在外殼內，該內軸棒係與筆芯軸棒的內側端連結，該內軸棒上的導電環相對於接電片以構成電性離合；一感應線圈模組，係設於外殼內，該感應線圈模組主要係在一感應線圈內可移動地穿設一感應鐡芯，該感應鐵芯一端對應於前述內軸棒；一彈性元件，係設於前述外殼內且位於感應鐵芯另端處。
2. 如請求項1所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，進一步包括一第一管座，該第一管座係穿設在外殼的筆桿內，其具有一中空管體，其外管徑係與筆桿的內徑匹配，該管體一端形成有一前接合部、一後接合部；該第一管座在前、後接合部之間形成有相互連通的一前管室、一中管室及一後管室，該前管室係供容置供電線圈組，中管室內部供容置該微觸動開關模組；該後管室外 繞設有前述感應線圈模組的感應線圈，而後管室內則供感應鐵芯設置其間。
3. 如請求項2所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，該微觸動開關模組進一步包括一中空套筒及一筒蓋，其中內軸棒、彈簧係設於套筒內，該接電片係固定在筒蓋上，該套筒一端具有開口且與筒蓋匹配並相互扣合。
4. 如請求項3所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，該套筒相對於開口端的另端部上形成有一穿孔；該感應線圈模組進一步包括一推桿及一導引塊，該推桿穿設在感應鐵芯上，其一端係伸入套筒的穿孔，與內軸棒相互抵掣，推桿的另端係與導引塊連接。
5. 如請求項4所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，該第一管座的後接合部在兩相對位置上分別形成有一導引槽；該感應線圈模組的導引塊係呈圓柱狀，其相對柱壁上分別向外延伸形成有一凸部；該導引塊係位於第一管座的後接合部內，該導引塊的凸部並由後接合部的導引槽穿出。
6. 如請求項2至5中任一項所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，進一步包括一第二管座，該第二管座具有一中空管體，其外管徑仍與筆桿的內徑匹配，且位於第一管座的後端，該管體一端分別形成有一前接合部，管體兩端之間形成有一開放管室，供固定一電路板，該電路板將分別與供電線圈組的兩供電線圈、感應線圈及微觸動開關模組的接電片及彈簧電連接。
7. 如請求項6所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝 置，該第二管座的前接合部在兩相對位置上分別形成有一導引槽，另在相對的外壁上形成有一扣槽，該前接合部內徑與第一管座的後接合部外徑匹配，以相互套接；該第一管座的後接合部在相對的外壁上形成有一扣塊，而與第二管座的前接合部套接並相互扣合。
8. 如請求項7所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，該彈性元件係設於第二管座的前接合部內。
9. 如請求項8所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，第二管座的另端設有一螺柱，該螺柱穿出於筆桿的後端而與後蓋螺合；該筆芯係由前蓋的筆芯孔穿出，並進一步穿入供電線圈組的供電鐵芯的通孔，而抵掣筆芯軸棒一端；該第一管座的前接合部在外壁上形成有螺紋，並露出於筆桿以外，以便與外殼的前蓋相互螺合。
10. 如請求項9所述具有微觸動感應開關的筆型輸入裝置，該微觸動開關模組的筒蓋筒壁上形成一開窗，供接電片的凸部穿出筒蓋外。