TW541500B - Pressure sensitive pen - Google Patents

Description

541500 五、發明說明（1) 5 - 1發明領域 本發明係有關於一種數位拓1妗这仏μ ^ 於 歡位板然線韋結構，特別是有關 種數位板壓感式無線筆結構。 2發明背景 現今廣泛使用的電腦輸入裝置包括有鍵盤及滑鼠。由 錄位科技的發展，愈來愈多的電腦使用者開始使用數位 板做為輸入裝置。使用者可於數位板之工作區上堂書 線，並傳送訊號至電腦，由電腦解讀。具體而言了數位板 上的工作區提供一書寫面，以擷取一物件（〇b〗ect)(筆或 滑鼠）的位置及壓力、按鍵等相關資訊。一類筆裝置（ Pen—Hke device)係配合此種數位板而產生。大部份現存 的類筆裝置為有線式（corded)或無線式（c〇rdless)，其中 有些類筆裝置的缺點是無法產生隨著筆壓力之不同而^不 同線寬的線條。為克服此一缺點，遂有壓感式無線筆（ pressure sensitive pen)的產生。 第一A圖係一種習知壓感式無線筆丄〇的剖面結構示❿ 思圖。此壓感式無線筆1 〇包括一圓筒狀的外殼體1 2 、 一筆心1 4、一鐵粉心i 6、一線圈2 〇、一可移動磁性 =1 8、一彈簣2 2及一電容2 4。筆心]_ 4係安置於外 穴又版1 2内的長軸方向上，其與數位板接觸的一端部1 3

第6頁 541500 五、發明說明（2) 係形成一錐 置。鐵粉心 。線圈2 0 固定於筆心 1 4移動。 心1 4之端 延著外殼體 件1 8向上 間的相對位 無線筆1 0 resonance 磁場的感應 。因此當線 隨著改變， 寫時的下壓 狀，以 1 6具 係纏繞 1 4之 鐵粉心部1 3 1 2之 移動， 置，因 之線圈 c i rcu i /傳輸 圈2 0 藉由偵 壓力值 利於 有一 在鐵 内部 16 受到 長轴 改變 而改 2 0 t ) < 時， 的電 測共 變化 在數位板上輕易地指 中央穿孔供筆心1 4 粉心1 6上。可移動 ，其可相對於鐵粉心 係固定於外殼體1 2 數位板一向上壓力時 方向向上移動，而帶 鐵粉心1 6與可移動 受線圈2 0的電感值 與電容2 4係形成— 3當線圈2 0與電容^ 此共振電路會與線圈 感值改變時，共振電 振頻率的變化，可偵 ΐ —特定點伋 τ滑動地穿％ 磁性件1 8係 1 6隨著筆二 内不動。當筆 ，筆心1 4。 動可移動場： 磁性件1 8之 。此一壓感式 共振電路（ 2 4之間有φ 2〇產生共\ 路的共振頻率 測到無線筆t 然而，若此壓感式無線筆丄〇 數 斜位置進行書寫時，筆心1 4受到的向上壓；=1 與外殼體1 2之長軸方向一祕Α、Λ、 I力方向將不再 向上的受力，可移動磁性# 聿u 1 4在軸方 感值的變化量也隨之減少， 的、、泉圈2 〇電 感測敏感度降低。 ^…、、'泉筆的壓力 正常情況下 使用者使用壓感式無 線筆在數位板上書

第7頁 五、發明說明⑶ 寫時，係使 此為改進 有較大面積 見第一B圖( 的鐵粉心1 可移動磁 有精確的控 ’其成品長 與鐵粉心1 據此， 構’以克服 無線筆血:¾•彳fr i 上述壓感式無線筆κ =形成-傾斜角度。 二知動磁性件丄8的 ：：種具 6。在筆心1 4之端邱η去係相對於固定 性件1 8與鐵粉心：二3 :文到任何外力下 制。但由於鐵粉‘”定間距須要 6之間嶋間;無:::::動磁性件4 亟待進一步改自ί目+ ^ 上述之缺失。有數位板壓感式無線筆的結 5 - 3發明目的及概述： 本發明之主要目的係提供一 ^ , y 、種數位板無線筆之槿、生 此無線筆係為一種壓感式電磁場I 绝， %從π無線筆（pressure sensUlve electromagnetic pen)，苴 magne；rb〇d；)：M^ 動磁性元件（movable magnetic b〇dy)，藉由益線 移 因受摩改變固定磁性元件與可移動磁性元件之相對位筆心 造成線圈電感值改變，it而使無線筆發 J ’ 隨變化。 勿肩率跟

f 8頁 五、發明說明（4) 本發明之另一目的係提供一 其係利用一中处套汽肉沾 1、種數位板無線筆之構造， 移動磁性元件狀隔件將固定磁性元件及可 I土凡仔開，在筆心不受 ^ ^ 性元件之線圈與可移動磁性 ’使纏繞於固定磁 到精確控制，而不會因磁性元件固定相對位置得 電磁場頻率初始值的變化。 尺寸么圭，造成無線筆 本發明之又一 其係將至少一股線 而得到極佳的Q值 力皆相當強，進而 電磁場能量，使無 本發明之再一 其係將至少一股線 而得到極佳的Q值 力，而使數位板在 訊比（S/N Ratio) 訊说轉換成壓力時 目的係提供一種數位板無線筆之構造’ 之線圈直接纏繞於一固定磁性元件上， ’使線圈感應電磁場及發射電磁場之能 ϊ ϊ ΐ筆可直接由其下方的數位板感應 線筆無須額外使用電池供應電源。 目的係提供一種數位板無線筆之構造， 之線圈直接纏繞於一固定磁性元件上， ’使無線筆具有相當強的電磁場發射能 ί測無線筆的壓力變化時，#訊號，雜 二解析度更高，進而使得數位板將 更為真實。 根據以上所述之目的，本發明提供一 之構造。此數位柘&綠Λ,—人 . 、種數位板無線筆 及至少一股線所 括-支撐骨架、—彈性：：構，此筆頭結構包 件、一第— ^ ^ ^ 第一磁性元 仟 乐一磁性兀件、一滑動件、一

第9頁 541500 五、發明說明（5) 繞成之一線圈。支撐骨架之一端設有一骨架蓋體，此骨架 蓋體定義一容間。彈性元件係容置於此一容間内。中空套 筒一端係抵靠於骨架蓋體上，其具有一外表面及一内表面 。中空套筒之内表面内設有一環狀隔件，以將中空套筒分 隔成一第一容室及一第二容室，且第二容室係形成於環狀 隔件與骨架蓋體之間。第一磁性元件具有一第一中央穿孔 ，其一端部係卡合容置於第一容室内且抵靠於環狀隔件上 。第二磁性元件具有一第二中央穿孔，其係可移動地容置 於第二容室内，並且一端部抵靠於環狀隔件上。滑動件係 可移動地容置於第二容室内，其具有一圓柱形主體及一環 狀元件，該環狀元件係環繞形成於該圓柱形主體之外表面 之一預定位置，以將該滑動件分隔成一第一端部及一第二 端部，該第一端部之長度係略小於該第二磁性元件之長度 。滑動件之第一端部内部形成一第三容室，此第一端部係 卡合地穿過第二磁性元件之第二中央穿孔，以使滑動件於 第二容室内移動時同步帶動第二磁性元件。滑動件之第二 端部係抵靠於彈性元件之一端。筆心係穿過第一磁性元件 之第一中央穿孔及環狀隔件，以使其一端部卡合抵靠於第 三容室内。線圈係固定於第一磁性元件之一外表面上靠近 抵靠環狀隔件之此端部的一預定位置。當一外力向上作用 於筆心時，滑動件及第二磁性元件係同步向上移動離開環 狀隔件，促使第二磁性元件與第一磁性元件之相對位置改 變，造成線圈之電感值改變，因而改變無線筆發射的電磁 場頻率。當無外力向上作用於筆心時，彈性元件提供一彈

第10頁 541500 五、發明說明（6) 力予滑動件，以使滑動件與第二磁性元件同時抵靠於環狀 隔件上。 本發明之目的及諸多優點藉由以下較佳具體實施例之 詳細說明，並參照所附圖式，將趨於明瞭。 5-4較佳具體實施例之詳細說明·· 本發明提供的一種數位板無線筆結構之一較佳具體實 施例參見第二A圖所示。此一數位板無線筆2 0 0包含一 筆頭結構2 0 1 、一外殼體2 0 2及一印刷電路板 2 0 3 。參見第二B圖，筆頭結構2 0 1包括一支撐骨架 204 、一彈性元件205 、一中空套筒206 、一第一 磁性元件2 0 7、一第二磁性元件2 0 8、一滑動件 2 0 9、一筆心2 1 0及至少一股線所繞成之一線圈2 1

A 一—_ nu 二 2 2 第體件 見蓋元 參架性 骨彈 - 置 第 至 圖

C 2 5 有容彈 設供狀 端，球 一間一 之容是 4 一 以 ο義可 2 定 5 架2 ο 骨一—- 2 撐2件 支體元 ，蓋性 圖架彈 骨 一 此此 性元件，例如是一橡膠球。中空套筒2 0 6呈中空圓筒狀 ，具有一外表面2 1 3及一内表面2 1 4 ，其一端部係抵 靠於骨架蓋體2 1 2上，而另一端部設有一對階面2 1 6 ，其中一階面2 1 6係與外殼體2 0 2相互卡合，使中空

第11頁 541500 五、發明說明（7) 套筒206受到外殼體202的固持。中空套筒206之 内表面2 1 4内設有一環狀隔件2 1 5 ，以將中空套筒 2 0 6分隔成一第一容室及一第二容室，且第二容室係形 、 成於環狀隔件2 1 5與骨架蓋體2 1 2之間。環狀隔件 2 1 5係可與中空套筒2 0 6 —體成形。第一磁性元件 2 〇 7具有一第一中央穿孔，其一端部係卡合容置於第一 容室内且抵靠於環狀隔件2 1 5上。第一磁性元件2 0 7 係經設置固定於筆頭結構2 0 1内。第二磁性元件2 0 8 具有一第二中央穿孔，其係可移動地容置於第二容室内， 並且一端部抵靠於環狀隔件2 1 5上。第一磁性元件 || 2〇7與第二磁性元件2 0 8皆可由鐵粉心形成，其中第 一磁性元件2 0 7的長度較佳大於第二磁性元件2 0 8的 長度。 滑動件2 0 9係可移動地容置於第二容室内。參照第 二C圖，滑動件2 0 9具有一圓柱形主體及一環狀元件 2 1 7環繞形成於此圓柱形主體外表面上一預定位置，以 將滑動件2 0 9分隔成一第一端部及一第二端部。此圓柱 形主體係可與環狀元件2 1 7 —體成形。較佳地，環狀元 件2 17之外表面係與中空套筒206的内表面2 14互® 相貼合，以利滑動件2 0 9於中空套筒2 0 6内上下滑動 。滑動件2 0 9之第一端部長度略小於第二磁性元件 2 0 8之長度，以使滑動件2 0 9之第一端部卡合地穿過 第二磁性元件2 0 8之第二中央穿孔時，滑動件2 0 9之

第12頁 541500 五、發明說明（8) 第一端部與中空套筒2 0 6的環狀隔件2 1 5之間維持一 微小間隙。此一微小間隙係為第二磁性元件2 0 8的長度 公差所預留。也就是說，滑動件2 0 9之環狀元件2 1 7 _ 與中空套筒2 0 6之環狀隔件2 1 5之間的間距須略大於 第二磁性元件2 0 8的長度，以使此一間距可容置長度公 差容許範圍内的第二磁性元件2 0 8 。參照第二B圖，滑 動件2 0 9之第一端部内部形成一第三容室，供容置卡合 筆心2 1 0之一端部。滑動件2 0 9於第二容室内移動時 同步帶動第二磁性元件2 0 8。滑動件2 0 9之第二端部 係抵靠於彈性元件2 0 5之一端。 || 筆心2 1 0係穿過第一磁性元件2 0 7之第一中央穿 孔及環狀隔件2 1 5 ，且其一端部卡合抵靠於第三容室内 。線圈2 1 1係固定於第一磁性元件2 0 7之一外表面上 靠近抵靠環形隔件2 1 5之此端部的一預定位置。本發明 中，較佳以多股線繞成的線圈2 1 1纏繞於第一磁性元件 2 0 7的外表面上。 印刷電路板2 0 3係安置於支撐骨架2 0 4上，其包 含一電感電容式共振電路，而此一電感電容式共振電路係® 與線圈2 1 1有電連接。 參照第二D圖，其係本發明數位板無線筆2 0 1的使 用狀態剖面圖，圖中筆心2 1 0在數位板3上書寫，此時

第13頁 541500 五、發明說明（9) ，數位板3向上施加—力及 I: 9:步向上移動’壓：彈使得筆心2 1 0與滑動件

凡牛2 0 8亦被滑動件，生凡件2 〇 5。此時，第二 八與第一磁性元件2 0 2 〇 9同步帶動向上 I ^1:電感值降低。當；相對位置改變，進而使、;圈使 圈共愈大。第二：匕：得愈低，其與共 無線地發π;;變::；率==上::2巧線 產生感應電星。電罐場訊號，使數位n: 當無外力向上作用於 提供一彈力予滑動件2〇u2i〇時，彈性元件2 性元件2 〇 8同時抵靠於^以使滑動件2 〇 9與第二磁 心2 1 0不受數位板3向 ，件2 1 5上。再者， 2 0 7與第二磁性元件2 〇 作用下，第一磁性元=筆 2 1 5的厚度所決定，可以=間的距離係由環狀隔件 件2 0 7與第二磁性元件2 〇 8 :::::因第—磁性元 兩者間相對位置的精確控制。各筆、、σσ、X公差值，影變 作用下’數位板無線筆2 〇以::二卜； 本發明之數位板無線筆2 〇 0係將5，丨、— 之線圈2 1 1直接纏繞在第一磁性元件2 =股線所繞成 上。線圈2 1 i具有極佳的Q值，其發射電磁場的外表面 久鐵應電 541500 五、發明說明（ίο) 磁場的能力皆非常強。數位板3在偵測無線筆的壓力變化 時，解析度會更高，使得數位板將訊號轉換成壓力時更為 真實。再者，可由線圈2 1 1直接吸收數位板5發射的電 磁場，以供作其電力，而不需額外使用電池提供電力。 以上所述僅為本發明之較佳具體實施例而已，並非用 以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭 示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之 申請專利範圍内。 #

第15頁 541500 圖式簡單說明 第一 A圖係一習知壓感式數位板無線筆之剖面結構示 意圖； 第一 B圖係另一習知壓感式數位板無線筆之剖面結構 不意圖， 第二A圖係本發明數位板無線筆之剖面結構示意圖； 第二B圖係第二A圖之無線筆筆頭結構之剖面示意圖， 圖中的無線筆係處於非使用狀態；及 第二C圖係第二B圖之筆頭結構的部份分解圖；及 第二D圖係第二A圖之無線筆筆頭結構之剖面示意圖， 圖中的無線筆係處於使用狀態。 主要部分之代表符號： 10 壓感式無線筆 I» 12 外殼體 13 筆心端部 14 筆心 1 6 鐵粉心 18 可移動磁性件 2 0 線圈

第16頁 541500 圖式簡單說明 2 2 彈簧 2 4 電容 2 0 0 數位板無線筆 2 0 1 筆頭結構 2 0 2 外殼體 2 0 3 印刷電路板 2 0 4 支撐骨架 2 0 5 彈性元件 2 0 6 中空套筒 2 0 7 第一磁性元件 2 0 8 第二磁性元件 209 滑動件 2 10 筆心 2 11 線圈 2 12 骨架蓋體 213 外表面 2 14 内表面 2 15 壞狀隔件 2 16 階面 2 17環狀元件 ❿ 3 數位板

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Claims (1)

1. 541500 六、申請專利範圍 1. 一種數位板無線筆之構造，係包含一筆頭結構，該筆 頭結構包括： 一支撐骨架 義一容間； 一彈性元件 其一端設有一骨架蓋體，該骨架蓋體定 套筒具件，以 係容置於該容間内； 其一端係抵靠於該骨架蓋體上，該中空 有一外表面及一内表面，該内表面内設有一環狀隔 筒分隔成一第一容室及一第二容室，該 中空套筒 將該中空套 第二容室係形成於 一第一磁性元 性元件的一端部係 環狀隔件上； 一第二磁性元 性元件係可移動地 靠於該環狀隔件上 一滑動件，係 該環狀隔件與該骨架蓋體之間； 件，其具有一第一中央穿孔，該第一磁 卡合容置於該第一容室内，且抵靠於該 件，其具有一第二中央穿孔，該第二磁 容置於該第二容室内，並且其一端部抵 可移動地容置於該第二容室内，其具有 環狀元件，該環狀元件係環繞形成於該 圓柱形主體之外表面之一預定位置，以將該滑動件分隔成 一第一端部及一第二端部，該第一端部之長度係略小於該 第二磁性元件之長度，該第一端部内部形成一第三容室， 圓柱形主體及 該第一端部係卡合 孔，以使該滑動件 二磁性元件，該第 一筆心，係穿 地穿過該第二磁性元件之該第二中央穿 於該第二容室内移動時可同步帶動該第 二端部係抵靠於該彈性元件之一端； 過該第一磁性元件之該第一中央穿孔及

   第18頁 541500 六、申請專利範圍 該環狀隔件，以使其一端部卡合抵靠於該第三容室内；及 至少一股線所繞成之一線圈，係固定於該第一磁性元 件之一外表面上靠近抵靠該環狀隔件之該端部的一預定位 置； 其中，當一外力向上作用於該筆心時，該滑動件及該 第二磁性元件係同步向上移動離開該環狀隔件，及當無外 力向上作用於該筆心時，該彈性元件提供一彈力予該滑動 件，以使該滑動件與該第二磁性元件同時抵靠於該環狀隔 件上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之第一磁性元件為一第一鐵粉心。 3. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之第二磁性元件為一第二鐵粉心。 4. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之滑動件之該環狀元件之一外表面係與該中空套筒 之該内表面互相貼合。 5. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之中空套筒與其該環狀隔件係一體成形。 6.如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其

   第19頁 541500 六、申請專利範圍 中上述之滑動件之該圓柱形主體與該環狀元件係一體成形 7. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之彈性元件為一彈性球件。 8. 如申請專利範圍第7項所述之數位板無線筆之構造，其 中上述之彈性元件為一橡膠球。 9. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造，其 || 中上述之筆心係為一鋼珠筆心。 10. 如申請專利範圍第1項所述之數位板無線筆之構造， 更包含： 一外殼體，供容納該筆頭結構；及 一印刷電路板，係設置於該支撐骨架上，其具有一電 感電容式共振電路，該共振電路係與該線圈電連接； 其特徵在於當一外力向上施予於該筆心時，該外力透 過該筆心作用於該滑動件上，使該滑動件與該第二磁性元 件同步向上移動壓迫該彈性元件變形，而促使該第二磁性. 元件與該第一磁性元件之相對位置改變，造成該線圈之電 感值改變’因而改變該共振電路之共振頻率。

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