TWI400634B - Pen type optical input device - Google Patents

Description

筆型光學輸入裝置

本發明係有關於一種輸入裝置，特別是一種筆型光學輸入裝置。

隨著科技的快速發展，電腦作業系統已廣泛地應用於日常生活中。一般在電腦作業系統的操作上，使用者必須藉由滑鼠或鍵盤等周邊輸入裝置進行指令的輸入操作。以光學滑鼠為例，為了讓使用者在執行一般光學滑鼠移動游標和點擊/選取頁面資料的功能外，可一併的以光學滑鼠進行文字的書寫或對頁面資料劃線註解，因此目前在光學滑鼠的結構設置上，已發展出光學筆或筆型光學滑鼠等輸入裝置。

這種筆型的光學輸入裝置在結構設計上，是將光感測模組直接設置於光學輸入裝置的筆尖處，以藉由原先光學滑鼠的做動方式，配合筆桿形式的結構設計，讓使用者在使用上可模擬握持筆桿書寫時的狀態，而可輕易完成書寫文字及劃線註解等操作。惟，目前在市面上之筆型光學輸入裝置，其筆尖與筆桿係以一體成型的方式設置，因此使光感測模組的光感測方向(或焦距)被限制在某一固定角度。當使用者在進行操作時，必須順應光感測模組的光感測方向，而改變握持筆桿的方式或是需搭配專用的滑鼠墊，以維持光感測方向(或焦距)於可感測的範圍內。否則，將嚴重影響光感測模組的感測效率，進而降低筆型光學輸入裝置的整體操作效能。

因此，目前在筆型光學輸入裝置的使用上相當的不便。並由於使用者握持筆桿的方式不同，容易在操作過程中改變光感測器與掃描路徑之間的距離，而無法維持穩定的靈敏度與精準度。同時，由於使用者必須改變其本身所具有的握筆姿勢，因此在長時間的使用操作後，恐將造成使用者用以操作筆型光學滑鼠的手部受到扭傷或肌肉疲勞、拉傷等傷害。

鑒於以上的問題，本發明提供一種筆型光學輸入裝置，藉以改良習知筆型光學輸入裝置之光感測模組的光感測方向(或焦距)呈一固定角度，讓使用者在操作時必需改變握持筆型光學輸入裝置，才能維持穩定的光感測方向(或焦距)的問題；以及使用者在長時間操作下，由於握持筆型光學輸入裝置的姿勢改變，容易使手部受到傷害的問題。

本發明揭露一種筆型光學輸入裝置，其包括有一接觸件及一桿體。接觸件具有一光學感測模組，桿體具有一與光學感測模組電性連接之副功能電路，其中桿體之一端連接於接觸件，並可相對於接觸件轉動；其中桿體更接設有一萬向轉軸，萬向轉軸之一端連接於接觸件，桿體係藉由萬向轉軸相對接觸件轉動；其中接觸件及光學模組係不轉動地且常態地接觸於一工作平面上。

本發明另揭露一種筆型光學輸入裝置，一種筆型光學輸入裝置，包括一桿體，其係與一接觸件相樞接；其中，接觸件之中設有一光學感測模組；而桿體與接觸件之間，設有一萬向轉軸；又其中萬向轉軸具有一承載座及一容置於承載座中的球軸；承載座係固持於桿體之底側，球軸係夾持於桿體之底側與承載座之間，且球軸之一軸桿係穿置承載座並卡掣於接觸件之頂端。

本發明所揭露之筆型光學輸入裝置，藉由桿體可相對接觸件轉動的特性，使筆型光學輸裝置在使用上，隨著使用者握持桿體的角度不同，一併的改變桿體與接觸件之間的角度。因此，使接觸件可常態的接觸於工作平面上，而維持穩定的操作效能。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

請參閱「第1圖」至「第4圖」，本發明之一實施例所揭露之筆型光學輸入裝置包括一接觸件10及一桿體20。接觸件10包含一殼體110、一蓋板120及一光學感測模組130，殼體110之兩相對側分別具有一接觸面111及一開口112，並且於接觸面111上具有一透孔113。蓋板120具有一通孔121，且蓋板120蓋合於殼體110之開口112，使殼體110與蓋板120之間形成一容置空間114，光學感測模組130係容置於容置空間114內。光學感測模組130係由光感測器131及感測器電路板132等元件所組成，其中光感測器131耦接於感測器電路板132相對透孔113之一側，並與透孔113相對應。使光感測器131所產生之光線可經由透孔113投射至如桌面或滑鼠墊等工作平面30上(如「第4圖」所示)，並經由透孔113接收從工作平面30反射之光線。

桿體20包含一第一外殼210、一第二外殼220、一副功能電路230及一萬向轉軸240。第一外殼210相對第二外殼220之一側面設置有一門板211，第二外殼220相對第一外殼210之一側面則設置有至少一按鍵孔221。第一外殼210與第二外殼220相結合，兩者間係形成另一容置空間250(如「第4圖」所示)。並且於第一外殼210及第二外殼220之一端具有相連通之缺口212、222以及相鄰於缺口212、222之溝槽213、223。因此，於第一外殼210結合於第二外殼220時，溝槽213、223係環繞於桿體20之一端。

副功能電路230係收容於此容置空間250內。副功能電路230包含一電路板231、至少一按鍵232及一電源供應裝置233，電路板231上並設置有微處理器(圖中未示)；按鍵232及電源供應裝置233分別耦接於電路板231之兩相對側面。電路板231係以電連接線2311穿設過萬向轉軸240而連接於接觸件10之感測器電路板132，使電路板231及感測器電路板132呈電性連接關係。按鍵232與第二外殼220之按鍵孔221相對應，並部分露出於按鍵孔221。電源供應裝置233係以電池2331做為電源的形式做為舉例說明，但並不以此為限。電源供應裝置233對應於第一外殼210之門板211，以藉由開啟門板211進行電池2331的更換作業。

請繼續參閱「第1圖」至「第4圖」，萬向轉軸240包含一本體241及一球軸242。本體241具有一承載座2411及一底板2412，承載座2411之一側具有一穿孔2413，底板2412係以螺絲或螺栓等鎖固元件40鎖合於承載座2411相對穿孔2413之另一側，使底板2412與承載座2411之間形成一容置槽2414。其中，底板2412之外徑大於承載座2411之外徑，因此當底板2412鎖合於承載座2411時，底板2412之側邊係凸出於承載座2411而形成一凸緣2415(如「第4圖」所示)。萬向轉軸240係以此凸緣2415嵌合於第一外殼210及第二外殼220之溝槽213、223而固持於桿體20之底側(即桿體20相對接觸件10之一側)。

球軸242係夾持於桿體20之底側及承載座2411之間。球軸242具有一軸桿2421及一球體2422，軸桿2421之一端連接於球體2422，軸桿2421之另一端具有一卡鉤2423。球體2422容置於本體241之容置槽2414內，且軸桿2421具有卡鉤2423之一端係依序穿置承載座2411之穿孔2413及接觸件10之通孔121，並勾扣於蓋板120相對桿體20之另一側，以藉由萬向轉軸240之軸桿2421卡掣於接觸件10之頂端，使桿體20與接觸件10相連接。其中，承載座2411之穿孔2413孔徑大於軸桿2421直徑，但小於球體2422直徑。因此，當球體2422容置於容置槽2414時，球體2422相對穿孔2413之一側貼抵於容置槽2414，並可藉由軸桿2421沿穿孔2413邊緣移動，使球軸242相對本體241轉動。

此外，球體2422相對軸桿2421之另一側具有一凹槽2424，且凹槽2424內設置有一圓弧面2425。並且，於本體241之底板2412相對球體2422之一側具有一凸柱2416。凸柱2416之一端連接於底板2412，凸柱2416之另一端抵頂於該凹槽2424內。凸柱2416具有一扣環2417，扣環2417係扣合於凸柱2416上，且扣環2417具有一匹配於圓弧面2425之曲面2418。凸柱2416相對底板2412之一端抵頂於凹槽2424內，扣環2417之曲面2418係貼抵於圓弧面2425上，使凸柱2416可於凹槽2424內滑動。另外，在本發明之其他實施例中，亦可直接將曲面2418設置於凸柱2416抵頂於凹槽2424之一端，而省略扣環2417的設置。此僅為設置形態的不同，並非用以限定本發明。

因此，當球軸242之球體2422容置於容置槽2414時，球體2422係受到凸柱2416及容置槽2414的夾制作用，而被限位於凸柱2416及容置槽2414之間轉動，可避免球軸242於轉動時產生偏移，以提升桿體20藉由萬向轉軸240相對接觸件10轉動時的穩定性。

請同時參閱「第3圖」至「第6圖」，本發明之一實施例所揭露之筆型光學輸入裝置於組裝完成後，桿體20以萬向轉軸240連接於接觸件10。其中，萬向轉軸240以本體241之凸緣2415固定於桿體20，並以球軸242之軸桿2421固定於接觸件10。藉由萬向轉軸240之本體241與球軸242可相互轉動的特性，使桿體20可相對接觸件10轉動。如「第5圖」和「第6圖」所示，當使用者在操作筆型光學輸入裝置時，隨著使用者握持桿體20的角度不同，可同時改變桿體20與接觸件10之間的角度，而維持接觸件10之接觸面111能保持常態地且不轉動地貼抵於工作平面30，進而使光感測器131與工作平面30之間的距離能保持一定值。因此，無論使用者是以何種方式握持桿體20，皆能使光感測器131以一穩定的感測距離進行掃描路徑的感測，進而使筆型光學輸入裝置的靈敏度及精準度獲得提升。惟請注意的是，本發明之筆型光學輸入裝置之結構，可為無線地或是有線地使用，並不以無線裝置為限。

本發明所揭露之筆型光學輸入裝置，藉由設置於桿體與接觸件之間的萬向轉軸，讓使用者在操作筆型光學輸入裝置時，可依據使用者握持桿體的方式(或角度)，而自動調整桿體與接觸件之間的轉動角度。並且，在桿體相對接觸件轉動的過程中，接觸件可常態地貼抵於工作平面，而維持光感測器與工作平面之間的焦距以及感測距離，進而使光感測器具有穩定的感測效率，以提升筆型光學輸入裝置的操作效能，使筆型光學輸入裝置能具有如同於一般光學滑鼠於工作平面上的感測靈敏度與精準度。同時，由於使用者可以本身握持筆桿的姿勢進行筆型光學輸入裝置的操作，因此可避免使用者的手部受到如扭傷或肌肉疲勞、拉傷等傷害。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．接觸件

110．．．殼體

111．．．接觸面

112．．．開口

113．．．透孔

114．．．容置空間

120．．．蓋板

121．．．通孔

130．．．光學感測模組

131．．．光感測器

132．．．感測器電路板

20．．．桿體

210．．．第一外殼

211．．．門板

212．．．缺口

213．．．溝槽

220．．．第二外殼

221．．．按鍵孔

222．．．缺口

223．．．溝槽

230．．．副功能電路

231．．．電路板

2311．．．電連接線

232．．．按鍵

233．．．電源供應裝置

2331．．．電池

240．．．萬向轉軸

241．．．本體

2411．．．承載座

2412．．．底板

2413．．．穿孔

2414．．．容置槽

2415．．．凸緣

2416．．．凸柱

2417．．．扣環

2418．．．曲面

242．．．球軸

2421．．．軸桿

2422．．．球體

2423．．．卡鉤

2424．．．凹槽

2425．．．圓弧面

250．．．容置空間

30．．．工作平面

40．．．鎖固元件

第1圖為本發明之一實施例之分解示意圖；

第2圖為本發明之一實施例另一視角之分解示意圖；

第3圖為本發明之一實施例之組合示意圖；

第4圖為本發明之一實施例之剖面示意圖；

第5圖為本發明之一實施例之操作示意圖；以及

第6圖為本發明之一實施例之操作剖面示意圖。

10．．．接觸件

111．．．接觸面

131．．．光感測器

20．．．桿體

240．．．萬向轉軸

241．．．本體

242．．．球軸

250．．．容置空間

30．．．工作平面

Claims (10)

1. 一種筆型光學輸入裝置，其包括有：一接觸件，具有一光學感測模組；以及一桿體，具有一副功能電路，該副功能電路電性連接於該光學感測模組；其中，該桿體之一端連接於該接觸件，並可相對該接觸件轉動；其中該桿體更接設有一萬向轉軸，該萬向轉軸具有一承載座及一容置於該承載座中之球軸，該承載座係固持於該桿體之底側，該球軸係夾持於該桿體之底側與該承載座之間，且該球軸之一軸桿係穿置該承載座並卡掣於該接觸件之頂端，使該萬向轉軸之一端連接於該接觸件，該桿體係藉由該萬向轉軸相對該接觸件轉動；其中該接觸件及該光學模組係不轉動地且常態地接觸於一工作平面上。
2. 如請求項1所述之筆型光學輸入裝置，其中該萬向轉軸具有一本體及一球軸，該球軸之一端容置於該本體內並可相對該本體轉動，該球軸之另一端穿設過該本體，並固定於該接觸件。
3. 如請求項2所述之筆型光學輸入裝置，其中該桿體更具有一溝槽，該本體具有一凸緣，該本體係以該凸緣嵌合於該溝槽而固設於該桿體。
4. 如請求項2所述之筆型光學輸入裝置，其中該球軸具有一球體及一軸桿，該球體容置於該本體內，該軸桿之一端連接於該球體，該軸桿之另一端穿設過該本體，並固定於該接觸件。
5. 如請求項4所述之筆型光學輸入裝置，其中該軸桿具有一卡鉤，該接觸件具有一通孔，該卡鉤穿設過該通孔並勾扣於該接觸件相對該軸桿之另一側。
6. 如請求項4所述之筆型光學輸入裝置，其中該本體具有一底板及一承載座，該底板及該承載座之間具有一容置槽，該球體係容置於該容置槽內，該承載座相對該底板之另一側具有一穿孔，該軸桿係穿設過該穿孔而固定於該接觸件。
7. 如請求項6所述之筆型光學輸入裝置，其中該穿孔之孔徑大於該軸桿之直徑，且該穿孔之孔徑小於該球體之直徑。
8. 如請求項6所述之筆型光學輸入裝置，其中該球體相對該軸桿之另一側具有一凹槽，該底板具有一凸柱，該凸柱之一端連接於該底板，該凸柱之另一端抵頂於該凹槽並可於該凹槽內滑動。
9. 一種筆型光學輸入裝置，包括：一桿體，其係與一接觸件相樞接；其中該接觸件之中設有一光學感測模組；而該桿體與該接觸件之間，設有一萬向轉軸；又其中該萬向轉軸具有一承載座及一容置於該承載座中之球軸；該承載座係固持於該桿體之底側，該球軸係夾持於該桿體之底側與該承載座之間，且該球軸之一軸桿係穿置該承載座並卡掣於該接觸件之頂端。
10. 如專利範圍第9項所述之光學輸入裝置，其中該桿體之底側具有一凸柱，該球軸係夾持於該凸柱與該承載座之間。