TWI509474B - 觸控筆 - Google Patents

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TWI509474B TW103115724A TW103115724A TWI509474B TW I509474 B TWI509474 B TW I509474B TW 103115724 A TW103115724 A TW 103115724A TW 103115724 A TW103115724 A TW 103115724A TW I509474 B TWI509474 B TW I509474B
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Description

觸控筆
本發明是有關於一種觸控筆，特別是有關於一種應用於反射式光學觸控裝置的觸控筆。
觸控技術將電子裝置的螢幕與輸入模組結合，使用者只需使用手指在螢幕上按壓即可操作。觸控裝置可分為電阻式、電容式以及光學式。光學式觸控裝置因為不用在整片螢幕面板下埋線，因而在大尺寸的面板具有成本上的優勢。
光學式觸控裝置是在螢幕邊緣或角落設置光源與接收器，光源會發射光線(通常為紅外線)並在螢幕表面上方形成一個紅外線網，當使用者以手指或是觸控筆觸碰螢幕時，將改變接收器所擷取之紅外線的影像，經由運算後便能得知手指或是觸控筆觸碰螢幕的位置。
以一種反射式的光學式觸控裝置為例，由於其是利用反射光的原理偵測影像變化，因此會希望僅有在使用者將觸控筆的筆頭接觸到觸控面時才會將筆身的反射部露出來，以免影響感應的結果。
本發明提供了一種應用於反射式光學觸控裝置的觸控筆。
本發明之一實施方式提供了一種觸控筆，包含具有開口的殼體、設置於殼體內的推桿、固定於推桿之一端的且外露於殼體的筆頭、套接於推桿的反光元件，以及設置於殼體內的多連桿機構。多連桿機構之一端固定於殼體，多連桿機構連接反光元件以及推桿，使筆頭向殼體內推動時，反光元件移動的距離大於筆頭移動的距離而使反光元件外露於開口。
本發明之觸控筆可以應用於反射式的光學觸控面裝置，當觸控筆接觸到觸控面後，回縮的筆頭透過多連桿機構帶動殼體內的反光元件移動而使反光元件外露於殼體的開口。如此一來，僅在觸控面上真正進行觸控操作時光線才會被反光元件反射，有效避免誤判的情形。並且，藉由多連桿機構的設計，使得殼體內反光元件移動的距離大於筆頭縮入殼體的距離，使得操作更為順手省力。
100‧‧‧觸控筆
110‧‧‧殼體
112‧‧‧上蓋
114‧‧‧下蓋
116‧‧‧開口
120‧‧‧推桿
122‧‧‧第一端
124‧‧‧第二端
126‧‧‧第二樞接部
118‧‧‧第三樞接部
130‧‧‧筆頭
140‧‧‧反光元件
150‧‧‧擋板
160‧‧‧套筒
162‧‧‧凹槽
164‧‧‧承靠凸緣
170‧‧‧彈簧
180‧‧‧筆蓋
200‧‧‧多連桿機構
210‧‧‧第一連桿
212‧‧‧第一樞接端
214‧‧‧第二樞接端
216‧‧‧第一樞接部
220‧‧‧第二連桿
230‧‧‧第三連桿
240‧‧‧第四連桿
250‧‧‧轉軸
A、A’、B、B’‧‧‧位置
a、b、d1、d2、d3、d4‧‧‧距離
第1A圖與第1B圖為本發明之觸控筆一實施例的操作時不同階段的示意圖。
第2圖為第1A圖中之觸控筆的爆炸圖。
第3圖為本發明之觸控筆利用多連桿原理的示意圖。
第4A圖至第4H圖為第1A圖之觸控筆組裝時不同步驟的示意圖。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。
參照第1A圖與第1B圖，其為本發明之觸控筆一實施例的操作時不同階段的示意圖。觸控筆100包含有殼體110、推桿120、筆頭130、反光元件140以及多連桿機構200。殼體110包含有相互卡合之上蓋(圖中未繪示)與下蓋114。殼體110具有複數個開口116，開口116大致位於殼體110之筆頭與筆身連接的位置，開口116大致上呈環形布置。
推桿120設置於殼體110內，且推桿120具有相對的第一端122與第二端124。筆頭130固定於推桿120的第一端122上，並且筆頭130至少部分外露於殼體110。反光元件140套接於推桿120上。多連桿機構200亦設置於殼體110內，且多連桿機構200之一端固定於殼體110之下蓋114。多連桿機構200連接反光元件140以及推桿120。
如第1A圖所示，當觸控筆100未受到外力施壓的時候，大部分的筆頭130均外露於殼體110，並且反光元件140會隱藏於殼體110內而不會外露於殼體110之開口116。
當筆頭130受到外力時，例如將筆頭130接觸到觸控面時，筆頭130會縮入殼體110內，在此同時，反光元件140亦會因多連桿機構200的連動而在推桿120上滑動，而讓反光元件140外露於殼體110的開口116。
由於開口116需要一定的尺寸以讓反光元件140外露或是隱藏時有足夠的辨識度，因此，反光元件140的移動距離需對應於開口116的尺寸而增加。但由於筆頭130縮進殼體110內的距離有限，因此，本發明便透過多連桿機構200的設計，使得筆頭130向殼體110內推動時，反光元件140移動的距離大於筆頭130移動的距離，以實現在筆頭130縮入殼體110的同時使得反光元件140外露於開口116的功效。
觸控筆100更包含有設置於殼體110內之擋板150、連接於推桿120之第二端124的套筒160，以及彈簧170。彈簧170套裝於套筒160上，並且位於推桿120以及擋板150之間。當施加外力使筆頭130推入殼體110時，推桿120會推動套筒160以及彈簧170，使得彈簧170受套筒160與擋板150擠壓而變形，當外力解除後，藉由彈簧170復歸之彈力可以推回筆頭130，並且使得反光元件140再一次地隱藏於殼體110內。
參照第2圖，其為第1A圖中之觸控筆的爆炸圖。觸控筆100包含有殼體110、推桿120、筆頭130、反光元件140、擋板150、套筒160、彈簧170以及多連桿機構200。殼體110包含有上蓋112以及下蓋114，殼體110更包含有 環形分布於筆身與筆頭連接處的開口116。
推桿120設置於殼體110內，且推桿120具有相對的第一端122與第二端124。筆頭130固定於推桿120的第一端122上，並且筆頭130至少部分外露於殼體110。反光元件140套接於推桿120上。多連桿機構200之一端固定於殼體110。多連桿機構200連接反光元件140以及推桿120。擋板150設置於殼體110內，套筒160連接於推桿120之第二端124。彈簧170套裝於套筒160上，並且位於推桿120以及擋板150之間。
多連桿機構200包含有第一連桿210、兩第二連桿220、第三連桿230，以及第四連桿240。第一連桿210具有相對的第一樞接端212與第二樞接端214，以及位於第一樞接端212與第二樞接端214之間的兩第一樞接部216。第一樞接端212為固定於殼體110之下蓋114。第二連桿220位於第一連桿210的兩側，並且第二連桿220連接第一連桿210的第一樞接部216以及推桿120。第三連桿230連接反光元件140，第三連桿230與反光元件140為套裝在推桿120上並可共同相對於推桿120移動，第三連桿230較佳為低反射性的吸光材料。第四連桿240則是連接第三連桿230以及第一連桿210的第二樞接端214。
參照第3圖，其為本發明之觸控筆利用多連桿原理的示意圖。為了便於說明，圖中僅繪示推桿120、筆頭130、反光元件140、第一連桿210、第三連桿230以及第四連桿240，並且圖中的元件均為簡化版。須注意的是，第一連桿 210為一體的結構。第一連桿210的第一樞接端212為固定於殼體，可視為支點。第一連桿210之第一樞接部216與推桿120連接。筆頭130固定於推桿120之一端，反光元件140與第三連桿230套裝於推桿120上，且第四連桿240連接第三連桿230以及第一連桿210。
第一樞接部216位於第一樞接端212與第二樞接端214之間。第一樞接部216與第一樞接端212之間具有一距離a，第一樞接部216與第二樞接端214之間具有一距離b。當筆頭130與推桿120一併被推動進而帶動第一連桿210的第一樞接部216從A位置移動至A’位置時，第一連桿210上的第二樞接端214亦會從B位置移動至B’位置。從圖中虛線的三角形可以得知，當第一樞接部216與第一樞接端212之間的距離為a，第一樞接部216與第二樞接端214之間為b時，位置B與位置B’之間的距離d2和位置A與位置A’之間的距離d1的比值為(a+b)/a，此比值恒大於1。因此，與第二樞接端214連接之第四連桿240、第三連桿230以及反光元件140的移動距離d4亦會恒大於筆頭130與推桿120的移動距離d3。
舉例而言，若是第一連桿210中，第一樞接部216與第一樞接端212之距離和第一樞接部216與第二樞接端214之距離的比為1：2，則d1：d2=d3：d4=1：3。換言之，透過多連桿機構的設計，便可以實現在有限的筆頭130移動距離(d3)內增加反光元件140之移動距離(d4)的目的。
接著，請參照第4A圖至第4H圖，其為第1A圖之 觸控筆組裝時不同步驟的示意圖。第4A圖中，第一連桿210、第二連桿220以及第四連桿240進行組裝，其中第一連桿210的第二樞接端214透過轉軸250連接第四連桿240，第一連桿210的第一樞接部216透過轉軸250與第二連桿220連接。
如第4B圖所示，將第4A圖中組裝完成的組件與第三連桿230組合，第三連桿230大致為中空管狀，第三連桿230亦透過轉軸250與第四連桿240連接。此時第一連桿210與第三連桿230分別連接於第四連桿240的相對兩端。
如第4C圖所示，反光元件140與第三連桿230組合。反光元件140為外表面具有反光層的管狀結構，反光層可以為白漆或是金屬層。反光元件140可以透過黏接等方式與第三連桿230結合。
如第4D圖所示，推桿120再與第4C圖中完成的組件組裝。更具體地說，推桿120上具有第二樞接部126，兩第二連桿220分別透過轉軸與第二樞接部126連接，使第二連桿220連接第一連桿210與推桿120。
如第4E圖所示，套筒160以及彈簧170再與第4D圖中所組裝完成的組件。套筒160具有凹槽162，推桿120之第二端124與凹槽162耦合，以使推桿120固定於套筒160上。套筒160更包含有一承靠凸緣164，彈簧170套裝於套筒160上，且承靠凸緣164位於推桿120以及彈簧170之間。
如第4F圖所示，將第4E圖中之組合完成的組件放入殼體中。具體而言，第4E圖中之組件是先放入殼體的下蓋114，並且第一連桿210的第一樞接端212透過轉軸250固定於下蓋114上的第三樞接部118。彈簧170則是抵接於擋板150。
如第4G圖所示，將第4F圖中組裝好的半成品再與上蓋112以及筆頭130組裝。筆頭130為固定在推桿120的第一端122，上蓋112與下蓋114可以透過卡合結構相互卡合。
最後，如第4H圖所示，將筆蓋180蓋上便可以得到組裝完成的觸控筆100。此時，再無外力施加的情況下，筆頭130會外露於殼體110，並且反光元件140(見第4G圖)會隱藏於殼體110中，而由第三連桿230外露於殼體110之開口116。為了使影像擷取時能夠區別第三連桿230以及反光元件140，第三連桿230較佳是由低反射率材料或是吸光材料所製作而成。
本發明之觸控筆可以應用於反射式的光學觸控面裝置，當觸控筆接觸到觸控面後，回縮的筆頭透過多連桿機構帶動殼體內的反光元件移動而使反光元件外露於殼體的開口。如此一來，僅在觸控面上真正進行觸控操作時光線才會被反光元件反射，有效避免誤判的情形。並且，藉由多連桿機構的設計，使得殼體內反光元件移動的距離大於筆頭縮入殼體的距離，使得操作更為順手省力。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
120‧‧‧推桿
130‧‧‧筆頭
140‧‧‧反光元件
210‧‧‧第一連桿
212‧‧‧第一樞接端
214‧‧‧第二樞接端
216‧‧‧第一樞接部
230‧‧‧第三連桿
240‧‧‧第四連桿
A、A’、B、B’‧‧‧位置
a、b、d1、d2、d3、d4‧‧‧距離

Claims (10)

  1. 一種觸控筆，包含：一殼體，具有一開口；一推桿，設置於該殼體內；一筆頭，固定於該推桿之一端，且至少部分外露於該殼體；一反光元件，套接於該推桿；以及一多連桿機構，設置於該殼體內，且該多連桿機構之一端固定於該殼體，該多連桿機構連接該反光元件以及該推桿，使該筆頭向該殼體內推動時，該反光元件移動的距離大於該筆頭移動的距離而使該反光元件外露於該開口。
  2. 如請求項1所述之觸控筆，更包含：一擋板，設置於該殼體內；一套筒，固定於該推桿的另一端；以及一彈簧，套裝於該套筒且位於該推桿與該擋板之間，以藉由該彈簧復歸之彈力推回該筆頭而使該反光元件隱藏於該殼體內。
  3. 如請求項2所述之觸控筆，其中該套筒具有一凹槽，該推桿與該凹槽耦合。
  4. 如請求項2所述之觸控筆，其中該套筒包含有一承靠凸緣，該彈簧位於該承靠凸緣與該擋板之間。
  5. 如請求項1所述之觸控筆，其中該多連桿機構包含：一第一連桿，具有相對之一第一樞接端與一第二樞接端，以及位於該第一樞接端與該第二樞接端之間的兩第一樞接部；兩第二連桿，分別連接該些第一樞接部與該推桿；一第三連桿，連接該反光元件；以及一第四連桿，連接該第三連桿與該第二樞接端。
  6. 如請求項5所述之觸控筆，其中該推桿包含兩第二樞接部，該些第二連桿分別連接該些第一樞接部與該些第二樞接部。
  7. 如請求項5所述之觸控筆，其中該殼體包含一第三樞接部，該第一樞接端組裝於該第三樞接部。
  8. 如請求項5所述之觸控筆，其中該第二樞接端與該些第一樞接部之間的距離大於或等於該第一樞接端與該些第一樞接部之間的距離。
  9. 如請求項5所述之觸控筆，其中該第三連桿套裝於該推桿。
  10. 如請求項9所述之觸控筆，其中該第三連桿為一吸光材料。
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