TWI529566B - 主動式觸控筆及其筆頭組件 - Google Patents

Description

主動式觸控筆及其筆頭組件

本發明係一主動式觸控筆及其筆頭組件，尤指一種筆頭可替換式的主動式觸控筆及其筆頭組件。

市面上的消費性電子產品中，具有觸控面板的電子產品越來越普遍，現有的觸控面板中，其中一種為電容式觸控面板，其係利用人體導電及具有靜電的特性，當使用者觸碰該觸控面板的觸控區域時，使用者所接觸的位置的電容值會改變，而觸控面板便可根據改變電容值的位置確定使用者所選取的位置，以達到觸控之目的。

但一般使用者使用手指於觸控面板上寫字或點選物件時，會因為手指接觸的範圍過大，導致觸控面板無法準確辨識確切位置，故現有一種被動式觸控筆，於使用時其筆頭係與觸控面板具有較小的接觸面積，以提高觸控面板的辨識準確度，且該被動式觸控筆係具有導電特性，使人體具有的靜電得以藉由該觸控筆傳導至該觸控面板，來改變觸控面板的電容值，如此便能代替人體的接觸來控制觸控面板。

然現有技術還進一步設計有另一種主動式觸控筆，係利用電極發射無線的驅動訊號與控制訊號，當主動式觸控筆的電源打開時，便發出該驅動訊號，並於該觸控面板接收該驅動訊號，根據該驅動訊號的發射點確認該主動式觸控筆的筆頭位置，並利用壓感單元感測，於該主動式觸控筆筆頭與該觸控面板接觸時，發出控制訊號，使觸控面板得知該主動式觸控筆已接觸，來達到觸控之目的。但現有技術的主動式觸控筆的電極，係固定銲死在該主動式觸控筆之筆頭，以進一步與該主動式觸控筆中的電路板電連接，來獲取該驅動訊號與控制訊號。該電路板上具有驅動電路，當該主動式觸控筆的筆頭接觸該觸控面板時，該壓感單元便會感測接觸產生的壓力，並驅動該電路板上的驅動電路產生該控制訊號，並透過該電極發射至觸控面板。

然而，現有技術的主動式觸控筆之筆頭與電極，會因為長時間的使用與壓迫，導致彎折或是斷裂，一旦筆頭與電極彎折或斷裂，該主動式觸控筆便無法繼續正常且準確的發射無線訊號至觸控面板，當筆頭與電極一旦彎折或斷裂，就必須更換整隻主動式觸控筆，如此，勢必要花費更多的經費於購買新的主動式觸控筆，故現有技術的主動式觸控筆有必要做進一步之改良。

有鑑於現有技術中長時間使用與壓迫造成的主動式觸控筆的筆頭與電極斷裂或彎折，本發明的主要目的係提供一種主動式觸控筆及其筆頭組件，當筆頭與電極斷裂或彎折時，可直接替換筆頭與電極，而無須重新購買整隻主動式觸控筆。

為達到上述目的，本發明所採用的技術手段係令該主動式觸控筆的筆頭組件包含有：一電極；一絕緣筆頭，係包覆該電極，且該電極之一端延伸出該絕緣筆頭外；一傳動件，係套設於該絕緣筆頭外；及一導電夾持件，係穿設於該傳動件中且一端延伸出該傳動件，並夾持該電極且與該電極電連接。

該絕緣筆頭及該電極係被該導電夾持件夾持，並非固接或銲接，如此一來，只需透過將該絕緣筆頭與電極拔出與插入該導電夾持件，即可輕鬆拆換。

此外，為達到上述目的，本發明還採用另一技術手段，係令該主動式觸控筆包含有一筆管、一設置於該筆管內的驅動電路板及與該驅動電路板電連接的一壓力感測元件、一電池組及一設置於該筆管內的筆頭組件，其特徵在於該筆頭組件係包含有：一電極；一絕緣筆頭，其一端係延伸出該筆管外，並包覆該電極，而該電極之一端延伸出該絕緣筆頭之另一端；一傳動件，係套設於該絕緣筆頭外且一端與該壓力感測元件相接；及一導電夾持件，係穿設於該傳動件中且一端延伸出該傳動件，並夾持該電極且與該電極電連接。

該筆頭組件之導電夾持件延伸出該傳動件之一端係與該電路板電連接。當使用本發明之主動式觸控筆時，該驅動電路板係由該電池組獲取電能，而該驅動電路板接收電能發射出一驅動訊號，該驅動訊號係經由該導電夾持件，傳遞至該電極，並由該電極發出，當一觸控面板接收到該電極發出的驅動訊號時，便可根據該驅動訊號的發出點得知該主動式觸控筆筆頭之位置。當該絕緣筆頭的觸控端與該觸控面板接觸時，便透過該傳動件，將該絕緣筆頭與該觸控面板接觸時產生的壓力傳遞至該壓力感測元件，該壓力感測元件於感測到壓力變化時，便發出一壓力訊號至該驅動電路板，以得知該主動式觸控筆已經點選該觸控面板，該驅動電路隨即發出一控制訊號，且經由同樣的路徑透過該電極發射至該觸控面板，使觸控面板得知該主動式觸控筆係點選觸控面板，以達到觸控之目的。

而當該主動式觸控筆的筆頭與電極於長時間使用或意外而斷裂或彎折時，只需購買新的絕緣筆頭與電極，將壞掉的絕緣筆頭與電極從該主動式觸控筆的筆頭拔出，並將新的筆頭與電極插入筆頭，使該電極插入該導電夾持件，使電極被該導電夾持件夾持，以進一步電連接至該主動式觸控筆中的驅動電路板來獲取驅動訊號與控制訊號。故本發明當筆頭與電極斷裂或彎折時，無須重新購買整隻新的主動式觸控筆，只須跟換筆頭與電極，即可繼續使用，以節省維修之費用。

以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本發明的主動式觸控筆係包含有一筆管10、一筆頭組件20、一驅動電路板30、一壓力感測元件40、一傳導彈簧50及一電池組60。以下謹進一步詳細說明該些元件的結構組成。

首先請同時參閱圖1及圖2所示，上述筆管10呈中空，且在本較佳實施例中，該筆管10係由可分離的一筆頭部11及一筆尾部12組合而成。

請參閱圖1至圖3所示，該筆頭組件20係設置於該筆頭部11內，並具有一電極21、一絕緣筆頭22、一傳動件23及一導電夾持件24。該絕緣筆頭22具有一連接端221及一觸控端222，該連接端221係呈中空以容置並包覆該電極21之一端，而該電極21之另一端係延伸出該連接端221，且該觸控端222係設置於該筆管10的筆頭部11外。該傳動件23具有一容置端233及一傳動端234，該容置端233係中空以具有一容置空間，該容置空間具有至少一開口231及至少一穿孔232。，該導電夾持件24係固設於該容置空間中並遠離該至少一開口231，且具有一夾持部241及一連接部242。當該絕緣筆頭22之連接端221連同突出的電極21一端插入該容置端233的開口231後，該連接端221會緊配合於該容置空間中，而該電極21凸出的一端即順勢插入該導電夾持件24的夾持部241，以與該電極21電連接。該連接部242係貫穿該容置空間之穿孔232。在本較佳實施例中，該容置空間具有一開口231及二穿孔232，且該二穿孔232係設置於該容置空間中相對之兩側，而該開口231係設置於與該二穿孔232相鄰之一側。

該驅動電路板30係設置於該筆管10內。該壓力感測元件40係設置於該筆頭部11內，並與該筆頭組件20之傳動件23的傳動端234相接，且與該驅動電路板30電連接。該傳導彈簧50之一端係套設於該傳動件23之容置端233外，並與該筆頭組件20的導電夾持件24電連接，另一端係延伸至該驅動電路板30，並固定於該驅動電路板30以與其電連接。該電池組60係設置於該筆尾部12內，並電連接至該驅動電路板30，以提供其電能。

以上為本發明主動式觸控筆一較佳實施例的詳細結構說明，以下謹進一步配合參閱圖3及圖4說明該主動式觸控筆使用及相結構動作關係。

由於本發明係為主動式觸控筆，故當該驅動電路板30獲取電能後，即可輸出一驅動訊號，該驅動訊號經由該傳導彈簧50及該導電夾持件24，傳遞至該電極21，並由該電極21無線發射出該驅動訊號，使一觸控面板得以接收該驅動訊號，並根據接收該驅動訊號的位置得知該主動式觸控筆筆頭之位置。當該絕緣筆頭22的觸控端222與該觸控面板接觸時，便透過該傳動件23，將該絕緣筆頭22與該觸控面板接觸時產生的壓力傳遞至該壓力感測元件40，因該傳動件23的傳動端234係與該壓力感測元件40相接，且該絕緣筆頭22係夾設於該傳動件23的容置端233，故該絕緣筆頭22接觸觸控面板時產生的壓力便可透過該傳動件23傳至該壓力感測元件40。該壓力感測元件40於感測到壓力變化時，便發出一壓力訊號至該驅動電路板30，以得知該主動式觸控筆係點選該觸控面板，並發出一控制訊號，且經由同樣的路徑，由該傳導彈簧50及該導電夾持件24，傳遞至該電極21，該電極21便可無線發射出該控制訊號至該觸控面板，使該觸控面板得知該主動式觸控筆之絕緣筆頭22已點選觸控面板，以達到觸控之目的。

而當長時間使用本發明的主動式觸控筆導致該絕緣筆頭22及該電極21彎曲或斷裂時，因該絕緣筆頭22及電極21係一同插入自該傳動件23之容置端233中，故損壞的該絕緣筆頭22可連同該電極21一同自該容置端233的開口231拔出，並將新的絕緣筆頭22與電極21插入該導電夾持件24的夾持部241便可輕鬆的替換新的絕緣筆頭22與電極21。

本發明的主動式觸控筆除上述主要組成的結構外，更進一步包含有其它結構設計。請續參閱圖3及圖4所示，該筆頭組件20係進一步包含有一導電環25及一輔助彈簧26。該導電環25係套設於該傳動件23之容置端233外，且對準該穿孔232設置，使其內壁面與貫穿該穿孔232的導電夾持件24之連接部242電連接。該導電環25之外壁面與該傳導彈簧50銲接。該輔助彈簧26係套設於該傳動件23之傳動端234外，並與該傳導彈簧50套設於該容置端233外之一端相接。在本較佳實施例中，該導電夾持件24之內側具有二倒勾或二金屬彈片，以形成該導電夾持件24之夾持部241，用以夾持並電連接該電極21，而外側係穿出該穿孔232並與該導電環25接觸，用以傳導訊號；進一步而言，該導電夾持件24可為一C形扣，其中該C形扣的開口處形成該導電夾持件24之夾持部241，而與該開口相鄰的兩側係穿出該穿孔232，形成該導電夾持件24之連接部242，但不以C形扣為限。

藉由該導電環25的設置，使該傳導彈簧50之一端銲接於該導電環25外側，讓該傳導彈簧50可穩固地電連接於該導電環25，且該導電環25係套設於該傳動件23的容置端233，並對準該穿孔232，如圖3所示，以與該穿出該穿孔232的導電夾持件24之連接部242接觸，達到電連接之目的。如此一來，訊號由該驅動電路板30傳遞至該傳導彈簧50、該導電環25及該導電夾持件24，並進一步傳遞至該電極21，使該電極21得以接收該驅動電路板30傳出的驅動訊號及控制訊號，並將該驅動訊號及該控制訊號透過無線傳送方式發出。

此外，該絕緣筆頭22之連接端221外壁面係進一步具有至少一凸緣223，使該傳動件23之容置端233內壁面得以更穩固的緊配合於該絕緣筆頭22之連接端221中。該筆管10之筆頭部11內壁面係進一步設置有一金屬層，以包覆該筆頭組件。在本較佳實施例中，該筆管10係為一金屬材質，或該筆頭部11亦可為一金屬筆頭，如此該筆頭部11的內壁面無須再設置該金屬層。

藉由該金屬層的設置，該電極21發出的無線訊號不會任意的發散，因該金屬層或金屬筆頭形成了無線訊號遮蔽，除了該電極21穿入該絕緣筆頭22且外露於該筆管10之一端，該電極21其餘位置發出的無線訊號皆會被該金屬層遮蔽，使訊號不會任意的發散，導致觸控面板無法準確地判斷筆頭的位置。如此一來，只有外漏於該筆管10的部分電極21可發射訊號至該觸控面板，便可提升觸控面板辨識筆頭位置的準確度。

當該主動式觸控筆的絕緣筆頭22與電極21於長時間使用或意外而斷裂或彎折時，只需購買新的絕緣筆頭22與電極21，並將壞掉的絕緣筆頭22與電極21從該主動式觸控筆的筆頭拔出，然後將新的絕緣筆頭22與電極21插入筆頭，使該電極21插入該導電夾持件24的夾持部241，當電極21被夾持於該導電夾持件24中，即可電連接至該主動式觸控筆中的驅動電路板30來獲取發射訊號，且該絕緣筆頭22之連接端外壁面具有該凸緣223，使該絕緣筆頭22之連接端221可以更穩固的被夾設於該傳動件23之容置端233。故本發明當筆頭與電極斷裂或彎折時，無須重新購買整隻新的主動式觸控筆，只須跟換筆頭與電極，即可繼續使用。

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，雖然本發明已較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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作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。

10‧‧‧筆管
11‧‧‧筆頭部
12‧‧‧筆尾部
20‧‧‧筆頭組件
21‧‧‧電極
22‧‧‧絕緣筆頭
221‧‧‧連接端
222‧‧‧觸控端
223‧‧‧凸緣
23‧‧‧傳動件
231‧‧‧開口
232‧‧‧穿孔
233‧‧‧容置端
234‧‧‧傳動端
24‧‧‧導電夾持件
241‧‧‧夾持部
242‧‧‧連接部
25‧‧‧導電環
26‧‧‧輔助彈簧
30‧‧‧驅動電路板
40‧‧‧壓力感測元件
50‧‧‧傳導彈簧
60‧‧‧電池組

圖1係本發明較佳實施例之立體外觀圖。圖2係本發明較佳實施例之元件爆炸圖。圖3係本發明較佳實施例之筆頭部分的剖面圖。圖4係本發明較佳實施例之部分元件的立體外觀圖。

10‧‧‧筆管

11‧‧‧筆頭部

12‧‧‧筆尾部

20‧‧‧筆頭組件

21‧‧‧電極

22‧‧‧絕緣筆頭

221‧‧‧凸緣

23‧‧‧傳動件

231‧‧‧開口

232‧‧‧穿孔

24‧‧‧導電夾持件

25‧‧‧導電環

26‧‧‧輔助彈簧

30‧‧‧驅動電路板

40‧‧‧壓力感測元件

50‧‧‧傳導彈簧

60‧‧‧電池組

Claims (13)

1. 一種主動式觸控筆之筆頭組件，包含有：一電極；一絕緣筆頭，具有一連接端及一觸控端，該連接端係包覆該電極之一端，且該電極之另一端延伸出該連接端；一傳動件，具有一容置端及一傳動端，該容置端具有一容置空間，該容置空間具有一開口，該絕緣筆頭之該連接端係穿經該開口並被該容置空間套設於其中；及一導電夾持件，係穿設於該傳動件中且一端延伸出該傳動件，並夾持該電極且與該電極電連接。
2. 如請求項1所述之主動式觸控筆之筆頭組件，其中該絕緣筆頭之該連接端外壁面係進一步包含有至少一凸緣。
3. 如請求項1所述之主動式觸控筆之筆頭組件，其中該傳動件係進一步包含有一導電環，該導電環係套設於該傳動件外，並對準該導電夾持件，以與該導電夾持件電連接。
4. 如請求項1所述之主動式觸控筆之筆頭組件，其中該導電夾持件係穿設於該傳動件的該容置空間中，並具有一夾持部及一連接部，該夾持部係夾持該電極中延伸出該絕緣筆頭之一端，該連接部係延伸出該傳動件的該容置空間之一穿孔。
5. 如請求項1所述之主動式觸控筆之筆頭組件，其中該導電夾持件係為一C形扣或一內側具有二倒勾之金屬片。
6. 一種主動式觸控筆，係包含有一筆管、一設置於該筆管內的驅動電路板及與該驅動電路板電連接的一壓力感測元件、一電池組及一設置於該筆管內的筆頭組件，其特徵在於，該筆頭組件係包含有： 一電極；一絕緣筆頭，具有一連接端及一觸控端，該連接端係包覆該電極之一端，而該電極之另一端延伸出該絕緣筆頭之該連接端；一傳動件，係套設於該絕緣筆頭外且一端與該壓力感測元件相接，該傳動件具有一容置端及一傳動端，該容置端具有一容置空間，該容置空間具有一開口，該絕緣筆頭之該連接端係穿設於該開口並被該容置空間套設於其中；及一導電夾持件，係穿設於該傳動件中且一端延伸出該傳動件並與該電路板電連接，並夾持該電極且與該電極電連接。
7. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該絕緣筆頭之該連接端外壁面係進一步包含有至少一凸緣。
8. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該筆頭組件係進一步包含有一傳導彈簧，該傳導彈簧係套設於該筆頭組件之該傳動件外，且其一端係與該筆頭組件之該導電夾持件電連接，另一端係與該驅動電路板電連接。
9. 如請求項8所述之主動式觸控筆，其中該筆頭組件的該導電夾持件係穿設於該傳動件的該容置空間中，並具有一夾持部及一連接部，該夾持部係夾持該電極中延伸出該絕緣筆頭之一端，該連接部係延伸出該傳動件的該容置空間之一穿孔，以與該傳導彈簧電連接。
10. 如請求項8所述之主動式觸控筆，其中該筆頭組件係進一步包含有一導電環，該導電環係套設於該傳動件外，並對準該導電夾持件，以與該導電夾持件電連接，並與該傳導彈簧銲接。
11. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該導電夾持件係為一C形扣或一內側具有二倒勾之金屬片。
12. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該筆管係金屬材質。
13. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該筆管內壁面對準該筆頭組件處設有一金屬層。