TW202014853A - 具導向壓感結構的觸控筆 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具導向壓感結構的觸控筆，包含設置於一筆殼的筆端開口中的一筆尖件，該筆尖件的一端設置於一導向件一端的插槽中，該導向件的另一端具有一凸部；一壓力感測模組的對應該凸部的一側形成有一受力凹部，當使用者使用該觸控筆時，該筆尖件受到一入力，且該入力經由該導向件的凸部對該壓力感測模組的受力凹部施力，而該導向件僅會將平行該觸控筆中心軸的分力傳遞置該壓力感測模組，藉此使該壓力感測模組受力平均，進而提高感測的準確度。

Description

具導向壓感結構的觸控筆

一種觸控筆，尤指一種具導向壓感結構的觸控筆。

為了使觸控裝置的能夠有越來越多元化的應用，並提供更佳的操作性，現有的觸控裝置提供了壓力感測並執行對應的感測變化功能。一般來說，一觸控筆包含有一壓力感測元件及一筆尖件，該壓力感測元件及該筆尖件設置於該觸控筆的一筆殼內，且該筆尖件的一第一端係露出於該觸控筆的筆殼，而該筆尖件的一第二端則是與該壓力感測元件連接。當使用者以該觸控筆的筆尖件碰觸一平面並下壓時，該觸控筆係由該筆尖件的第一端受到一由該筆尖件朝向該觸控筆內的壓力感測元件傳遞的入力。當該觸控筆的筆尖件受到該入力時，該入力被傳遞至該壓力感測元件，使該壓力感測元件被壓縮，並由該壓力感測元件偵測該入力的大小，產生一對應的壓力感測訊號，並傳送至一處理單元，該處理單元進一步跟據該壓力感測訊號產生一控制訊號並傳送至該觸控裝置，以使該觸控裝置根據該控制訊號進行壓感功能。

進一步來說，為了達到壓力傳遞的目的，該觸控筆的筆尖件係可與該觸控筆的筆殼相對移動地設置於該筆殼內，讓使用者在握持該觸控筆的筆殼使用該觸控筆時，該筆尖件能相對移動，藉此讓該壓力感測元件能夠感測到使用者使用該觸控筆時，該筆尖件承受的壓力。

但是，一般而言，使用者在使用該觸控筆時，使用者握持該觸控筆的方式會使該觸控筆與接觸平面並非垂直。也就是說，該筆尖件受到該入力的方向並不會與該觸控筆的中心軸平行。如此一來，該筆尖件便會因為受到該入力的影響而與該觸控筆的中心軸歪斜，進而導致該壓力感測元件的受力不平均而感測不準確。故現有技術的具壓力感測功能的觸控筆勢必須進行進一步改良。

有鑑於現有的具壓力感測功能觸控筆在筆尖受力與該觸控筆的中心軸非平行時，該壓力感測元件受力不平均導致壓力感測準確度不足的缺點，本發明提供一種具導向壓感結構的觸控筆，包含： 一筆殼，形成一內部空間，且具有一筆端開口，且該筆殼內形成有一抵靠部； 一筆尖件，設置於該筆殼的內部空間中，具有一第一端及一第二端，該第一端穿出於該筆端開口； 一導向件，設置於該筆殼的內部空間中，具有相對的一第一表面及一第二表面，其中該第一表面朝向該筆端開口，且包含： 一插槽，內凹形成於該導向件的該第一表面，其中該筆尖件的第二端設置於該插槽中； 一凸部，係由該導向件的第二表面突起的一外凸曲面； 一壓力感測模組，設置於該導向件的第二表面的一側，該壓力感測模組具有一受力凹部，該受力凹部係一內凹曲面； 一處理模組，設置於該筆殼的內部空間中，且電連接該壓力感測模組； 其中，該導向件的凸部抵靠於該壓力感測模組的受力凹部。

該筆尖件、該導向件之組合形成一壓力傳遞組件，該筆尖件的第一端穿出該筆端開口，而該第二端設置於該導向件的插槽中，因此當該筆尖件由該第一端受到一入力時，該筆尖件的第二端抵靠該導向件的插槽並對該導向件施力，且該導向件的凸部抵靠於該壓力感測模組的受力凹部，並對該受力凹部施力。進一步來說，當該筆尖件受到該入力而與該觸控筆的中心軸歪斜時，因為該導向件僅可沿該觸控筆中心軸的平行方向位移，故該導向件僅會將該入力中平行於該觸控筆中心軸的分力傳遞至該壓力感測模組。如此一來，該壓力感測模組便可平均受力，進而提高感測的準確度。

此外，由於該導向件的凸部係一外凸曲面，且該受力凹部係一內凹曲面，當該筆尖件受到該入力而與該觸控筆的中心軸歪斜時，該導向件的凸部能滑順的相對該受力凹部滑動，並維持對該壓力感測模組的受力凹部的穩定施力。

請參閱圖1所示，本發明提供一種具導向壓感結構的觸控筆10，包含一筆殼11、一筆尖件12、一導向件13、一壓力感測模組14及一處理模組15，該筆殼11形成一內部空間110，且在一長度方向X的一端形成一筆端開口111，而該處理模組15、該導向件13、該筆尖件12及該壓力感測模組14均設置於該內部空間110。其中，該筆尖件12具有在該長度方向X相對二端的一第一端121及一第二端122，該第一端121穿出於該筆端開口111。該導向件13具有相對的一第一表面及一第二表面，其中該第一表面朝向該筆端開口111，且該導向件13包含一插槽131及一凸部132，其中該插槽131內凹形成於該第一表面並朝向該筆端開口111，該筆尖件12的第二端122係設置於該插槽131中，且該凸部132係由該導向件13的第二表面突起的一外凸曲面形成。該壓力感測模組14電連接該處理模組15，且係設置於該導向件13的第二表面的一側。該壓力感測模組14具有一受力凹部140，該受力凹部140係一內凹曲面且對應該導向件13的凸部132。該導向件13的凸部132抵靠該受力凹部140的一中心點，且該壓力感測模組14根據該受力凹部140所受的一施力產生一壓力感測訊號並傳送至該處理模組15。

請參閱圖2及圖3所示，該筆尖件12、該導向件13之組合形成一壓力傳遞組件，該筆尖件12的第一端121設置於該筆端開口111中，而該第二端122設置於該導向件13的插槽131中，因此當該筆尖件12由該第一端121受到一施力時，該筆尖件12的第二端122抵靠該導向件13的插槽131並對該導向件13施力，該導向件13的凸部132抵靠於該壓力感測模組14的受力凹部140的中心點，並對該受力凹部140施力。當該導向件13的凸部132對該受力凹部140施力時，其施力方向會維持該接觸點切面的法線方向，不易產生垂直該法線方向的分力，因此該筆尖件12由該第一端121受到的入力能夠完整且平衡地傳遞至該壓力感測模組14。

進一步來說，當該筆尖件12的第一端121受到一非平行於該長度方向X的入力，例如該觸控筆10非垂直的與一觸控裝置20接觸，該筆尖件12以該筆殼11的筆端開口111為支點，使得該第二端122產生偏離該長度方向X的橫向位移時，該導向件13受到該筆尖件12的第二端122的橫向施力，使該導向件13相對該受力凹部140偏轉。由於該凸部132抵靠於該壓力感測模組14的受力凹部140的內凹曲面，該凸部132能夠穩定地在該受力凹部140中滑動，並維持對該壓力感測模組14的受力凹部141的穩定施力。

此外，當該筆尖件12受到該入力而與該觸控筆10的中心軸歪斜時，因為該導向件13僅可沿該觸控筆10中心軸的平行方向位移，即沿該長度方向X位移，故該導向件13僅會將該入力中平行於該觸控筆10中心軸的分力傳遞至該壓力感測模組14。如此一來，該壓力感測模組14便可平均受力，進而提高感測的準確度。

請一併參閱圖1、圖4及圖5所示，在本發明的第一較佳實施例中，該壓力感測模組14包含一連接塊141、一壓力感測元件142及一第一固定件143，該連接塊141具有在該長度方向X相對二端的一第一表面及第二表面，其中該第一表面係朝向該筆端開口111，且該第一表面內凹形成該受力凹部140，且該受力凹部140較佳係形成於該第一表面的中間位置，且該受力凹部140的一曲率小於該導向件13的凸部132的一曲率。該第一固定件143與該筆殼11相卡固，具有一第一底壁1431，且第一底壁1431係設置於該連接塊的第二表面的一側。該壓力感測元件142電連接該處理模組15，設置於該第二表面及該第一固定件143的第一底壁1431之間，且係設置於該連接塊的第二表面的中間位置。由於該第一固定件143係與該筆殼11相卡固，當該連接塊141由該受力凹部140受到該筆尖件12的施力，並由該第二表面對該壓力感測元件142施力，該壓力感測元件142受該連接塊141的第二表面的施力並被壓縮於該連接塊的141及該第一固定件143的第一底壁1431之間，因此感測所受到的壓力並產生該壓力感測訊號。

在本較佳實施例中，由於該壓力感測元件142設置於該連接塊141的第二表面的中間位置，且該導向件14係由該連接塊141的第一表面中心位置對該連接塊141施力，也就是說，該連接塊141不易因該導向件13對該受力凹部140的施力而與該觸控筆10的中心軸間發生歪斜，維持其第二表面與該壓力感測元件142穩定接觸，因此避免該壓力感測元件142因該筆尖件12的受力方向與該長度方向X不平行，導致受力不平均而感測產生誤差。

較佳的，該壓力感測模組14進一步包含一第一彈性件144，該第一彈性件144設置於該壓力感測元件142及該第一固定件143的第一底壁1431之間。該第一彈性件144提供該壓力感測元件142一緩衝作用，當該觸控筆10由該筆尖件12的第一端121受到一較大的入力，使得該壓力感測元件142在該連接塊141及該第一底壁1431間受到一過大的壓力時，該第一彈性件144的形變的產生一緩衝作用，避免該壓力感測元件142因受到過大的壓力導致損壞。

請一併參閱圖6所示，在本發明的一第二較佳實施例中，係進一步包含一第二固定件16，該第二固定件16與該筆殼11及該第一固定件143相卡固，且該第二固定件16具有一第二底壁161，且該第二底壁161係設置於該導向件的13的第一表面的一側，也就是位於該導向件13及該筆殼11的筆端開口之間。該第二底壁161形成一筆尖件插孔160，該筆尖件插孔160對應該筆殼11的筆端開口111設置，且該導向件13的插槽131係經由該筆尖件插孔160對應該筆端開口111設置。

再請參閱圖6所示，在本較佳實施例中，進一步包含一第二彈性件17。該第二彈性件17環繞設置於該導向件13的該插槽131周圍，且具有沿該長度方向X的相對兩端。進一步來說，該導向件13的第二表面的周緣向徑向延伸形成一環型凸肋133，而該第二彈性件17的一端抵靠該導向件13的環型凸肋133，另一端抵靠該第二固定件16的第二底壁161。

該第二彈性件17較佳係一壓縮彈簧元件，該壓縮彈簧元件緊迫於該第二固定件16的第二底壁161及該導向件13的環型凸肋133之間，由於該第二固定件16與該筆殼11固接，該第二彈性件17的一端抵靠該第二底壁161並產生一沿該長度方向X的張力，另一端推抵該導向件13的環型凸肋133並將該導向件13及該壓力偵測模組的連接塊141、壓力感測元件142推抵於該第一固定件143的第一底壁1431，穩定該導向件13、該連接塊141及該壓力感測元件142，並且使得該壓力感測元件142產生一穩定的壓力初始值。

再請參閱圖4及圖5所示，進一步來說，該第一彈性件144包含一底板1441及一橡膠墊圈1442，該橡膠墊圈1442設置於靠近該第一固定件143的第一底壁1431的一側，而該底板1441設置於該橡膠墊圈1442及該壓力感測元件142之間。該壓力感測元件142抵靠該底板1441，受該第二彈性件17的張力緊迫於該連接塊141的第二表面及該底板144之間。

該第一彈性件144的橡膠墊圈1442提供該壓力感測元件142一緩衝阻力。而該底板1441提供該壓力感測元件142一穩定的抵靠平面。此外，該橡膠墊圈1442係呈中空環狀，而該壓力感測元件142則係抵靠在該底板1441的中心，且該底板1441對應設置於該橡膠墊圈1442的中心中空處，藉此提供較佳的緩衝能力。更佳的，該橡膠墊圈係1442係一具有大彈性係數之彈性體，且其彈性係數係根據該壓力感測元件142的一壓感上限值選擇。也就是說，在正常使用且該筆尖件12由該第一端121受到的一入力小於該壓感上限值時，該橡膠墊圈係1442可視為近似剛體，因此壓力感測元件142在該連接塊141及該第一彈性件1441之間偵測的壓力不受該橡膠墊圈1442的形變影響；當該筆尖件12由該第一端121接收的一入力大於該壓感上限值時，該橡膠墊圈1442發生較大的形變並產生緩衝的作用。

再請參閱圖6所示，在本發明的一第三較佳實施例中，該第一固定件143包含一第一環壁1432，該第一環壁1432的其中一端環繞設置於該第一底壁1431周緣，另一端朝向該筆端開口111開放，且該導向件13及該壓力感測元件142係設置於該第一環壁1432內。進一步的，該第二固定件16包含一第二環壁162，該第二環壁162的其中一端環繞設置於該第二底壁161周緣，另一端背向該筆端開口111開放。其中該第一固定件143的第一環壁1432通過該第二固定件16的第二環壁162開放的一端套設於該第二固定件16的第二環壁162內。較佳的，該第一固定件143的第一環壁1432具有一開口1430，且該第二固定件16的第二環壁162內側面形成有一凸塊1621，該凸塊1621卡入該第一固定件143的第一環壁143的開口1430中，使得該第一固定件143與該第二固定件16相卡固。

再請參閱圖1所示，本發明的一第四較佳實施例中，該壓力感測模組14進一步包含一電路板145及軟性電路板146。該電路板145設置於該第一固定件143的該第一環壁1432內，且係設置於該壓力感測元件142及該連接塊141的第二表面之間。該軟性電路板146具有相對的兩端，其中一端電連接該電路板145，另一端延伸出該第一固定件143的環壁1432並電連接該處理模組15，而該壓力感測元件142係經由該電路板145及該軟性電路板146電連接該處理模組15。在本較佳實施例中，該連接塊141、該導向件13及該筆尖件12分別係導電材質，且該筆殼11係一金屬筆殼。該處理模組15接收該壓力感測訊號後，產生一觸控訊號，並傳送至該電路板145。該電路板145將該觸控訊號經由該連接塊141、該導向件13、該第二彈性件17至該筆尖件12發送，達到一主動式觸控筆的觸控訊號發送功能。較佳的，該筆尖件12係設置有一絕緣層123，該絕緣層123包覆該筆尖件12且該絕緣層123設置於該筆尖件12及該筆殼11之間，使得該筆尖件12與該筆殼11的筆端開口111間形成一絕緣隔離，避免該處理模組15經由該筆尖件12與該筆殼11間電性短路，使得該觸控訊號經由該筆尖件12的第一端121指向性地朝該長度方向X發送。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

11:筆殼 10:內部空間 110:筆端開口 12:筆尖件 121:第一端 122:第二端 123:絕緣層 13:導向件 131:插槽 132:凸部 133:環型凸肋 14:壓力感測模組 140:受力凹部 141:連接塊 142:壓力感測元件 143第一固定件 1431:第一底壁 1432:第一環壁 1430:開口 144:第一彈性件 1441:底板 1442橡膠墊圈 145:電路板 146:軟性電路板 15:處理模組 16:第二固定件 160:筆尖件插孔 161:第二底壁 162:第二環壁 1621:凸塊 17:第二彈性件 20:觸控裝置

圖1係本發明具導向壓感結構的觸控筆的部份剖面示意圖。 圖2係本發明具導向壓感結構的觸控筆的使用示意圖。 圖3係本發明具導向壓感結構的使用狀態局部剖面示意圖。 圖4係本發明具導向壓感結構的觸控筆中部分元件的分離立體示意圖。 圖5係本發明具導向壓感結構的觸控筆中部分元件的另一立體示意圖。 圖6係本發明具導向壓感結構的觸控筆第二較佳實施例中部分元件的分離立體示意圖。

10:觸控筆

11:筆殼

110:內部空間

111:筆端開口

12:筆尖件

121:第一端

122:第二端

123:絕緣層

13:導向件

131:插槽

132:凸部

133:環型凸肋

140:受力凹部

141:連接塊

142:壓力感測元件

143:第一固定件

1430:開口

1431:第一底壁

1432:第一環壁

144:第一彈性件

1441:底板

1442:橡膠墊圈

145:電路板

146:軟性電路板

15:處理模組

160:筆尖件插孔

161:第二底壁

162:第二環壁

1621:凸塊

17:第二彈性件

Claims (10)

1. 一種具導向壓感結構的觸控筆，包含： 一筆殼，形成一內部空間，且具有一筆端開口，且該筆殼內形成有一抵靠部； 一筆尖件，設置於該筆殼的內部空間中，具有一第一端及一第二端，該第一端穿出於該筆端開口； 一導向件，設置於該筆殼的內部空間中，具有相對的一第一表面及一第二表面，其中該第一表面朝向該筆端開口，且包含： 一插槽，內凹形成於該導向件的該第一表面，其中該筆尖件的第二端設置於該插槽中； 一凸部，係由該導向件的第二表面突起的一外凸曲面； 一壓力感測模組，設置於該導向件的第二表面的一側，該壓力感測模組具有一受力凹部，該受力凹部係一內凹曲面； 一處理模組，設置於該筆殼的內部空間中，且電連接該壓力感測模組； 其中，該導向件的凸部抵靠於該壓力感測模組的受力凹部。
2. 如請求項1所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中該壓力感測模組包含： 一連接塊，具有相對的一第一表面及一第二表面，該第一表面朝向該筆端開口並內凹形成該受力凹部，且該受力凹部的一曲率小於該導向件的凸部的一曲率； 一第一固定件，與該筆殼相卡固，該第一固定件具有一第一底壁且該第一底壁係設置於該連接塊的第二表面的一側； 一壓力感測元件，電連接該處理模組，且設置於該連接塊的該第二表面及該第一底壁之間，且係設置於該連接塊的第二表面的中間位置。
3. 如請求項2所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中該壓力感測模組進一步包含： 一第一彈性件，設置於該壓力感測元件及該第一固定件的第一底壁之間。
4. 如請求項3所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中： 該第一彈性件包含： 一底板；及 一橡膠墊圈，該橡膠墊圈抵靠該第一固定件的第一底壁，該底板設置於該橡膠墊圈及該壓力感測元件之間。
5. 如請求項2所述之具導向壓感結構的觸控筆，進一步包含： 一第二固定件，與該筆殼及該第一固定件相卡固，該第二固定件具有一第二底壁且該第二底壁係設置於該導向件的第一表面的一側；其中： 該第二固定件的第二底壁形成一筆尖件插孔，該筆尖件插孔對應該筆殼的筆端開口設置，且該導向件的插槽係經由該筆尖件插孔對應該筆端開口設置。
6. 如請求項5所述之具導向壓感結構的觸控筆，進一步包含： 一第二彈性件，環繞設置於該導向件的插槽周圍，具有相對兩端；其中： 該導向件的第二表面周緣向徑向延伸形成一環形凸肋，該第二彈性件的一端抵靠該導向件的環型凸肋，另一端抵靠該第二固定件的第二底壁。
7. 如請求項4所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中： 該第一固定件包含一第一環壁，該第一環壁的其中一端環繞設置於該第一底壁周緣，另一端朝向該筆端開口開放，且該導向件及該壓力感測模組係設置於該第一環壁內； 該第二固定件包含一第二環壁，該第二環壁的其中一端與環繞設置於該第二底壁周緣，另一端背向該筆端開口開放；其中： 該第一固定件的第一環壁套設於該第二固定件的第二環壁內。
8. 如請求項5所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中： 該第一固定件的第一環壁具有一開口； 該第二固定件的第二環壁內側面形成有一凸塊，該凸塊卡入第一固定件的開口中。
9. 如請求項5所述之具導向壓感結構的觸控筆，該壓力感測模組進一步包含： 一軟性電路板，具有相對的二端；及 一電路板，設置於該第一固定件的第一環壁內且係設置於該連接塊的第二表面及該壓力感測元件之間；其中： 該軟性電路板的其中一端設置於該第一固定件的第一環壁內且電連接該電路板，另一端延伸出該第一固定件的第一環壁，並電連接該處理模組；其中： 該導向件、該連接塊及該筆尖件分別係一導電材質。
10. 如請求項9所述之具導向壓感結構的觸控筆，其中： 該筆殼係一金屬筆殼； 該筆尖件設置有一絕緣層，該絕緣層包覆於該筆尖件，且該絕緣層設置於該筆尖件與該筆殼之間。

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