TWI571774B - 具新型調整結構的電磁筆 - Google Patents

Description

具新型調整結構的電磁筆

   本發明是有關於一種電磁筆，特別是有關於一種具有即時調整結構的電磁筆。

   輸入裝置或電子裝置例如智慧型行動通訊裝置（Smart Phone）、數位板（Digitizer tablets）或電子書（E-book/Green book）具有天線或感應線圈構成一感應平面並佈局在智慧型行動通訊裝置、數位板之工作表面下或電子書螢幕後，並以指標裝置（pointer）進行操作，而指標裝置的座標位置係藉由指標裝置內振盪電路與天線或感應線圈之間的電磁波傳送與接收獲得。

   指標裝置例如電磁筆或稱數位筆（stylus）的振盪電路通常包含由電感、電容及相關元件並置於筆殼之內。電感包含由鐵粉心（ferrite core）搭配纏繞的金屬線圈所構成與電容等相關元件形成振盪電路以與輸入裝置之天線迴路或感應線圈之間傳送與接收電磁波訊號。指標裝置內振盪電路頻率的變化通常藉由改變電容或電感值達成，因此指標裝置的設計可依據使用上的需求來決定指標裝置振盪電路電容或電感何者為可變或可調整。

   利用電磁筆或無線筆筆尖與數位板之間接觸力量變化造成電磁筆或無線筆筆芯移動，筆芯帶動鐵心在線圈內移動同時對筆內彈性物質例如橡膠施力產生形變以及相關零件移動以改變電感、電容與電磁訊號的頻率，此種電磁筆可見於美國專利US5,565,632專利及US 6,853,369 B2。

   US5,565,632專利是藉由前置式的小鐵心在纏繞有線圈的大鐵心之前，作相對性的位移以改變電感值，當電感值改變時振盪頻率也跟著改變。US 6,853,369 B2專利是設計出一個靈敏的可隨筆芯施力輕重而改變的可變電容器，並依可變電容的電容值來改變振盪頻率。

    US5,565,632專利揭露的電磁筆的缺點包含當前置的小鐵心在線圈前端移動時，不僅會使共振電磁訊號的振幅會隨之變化而導致計算出的座標有抖動現象，更會使磁力線的分佈狀態不同而導致筆傾斜的角度有失真的問題。設計上缺乏一個彈性的調整結構在內，以將可能存在的頻率偏差調整回來。

    6,853,369 B2專利揭露的電磁筆的缺點包含如果有製造上無可避免的長度或高度上的公差存在時，便會導致振盪頻率不準確，設計上也缺乏一個補救性的調整結構在內以將頻率調整回來。

   此外，對於多數應用於數位板此類的輸入裝置而言，指標裝置的尺寸特別是直徑大小一般並不特別要求必須適當縮小，而與一般書寫用筆之尺寸相當，甚至為了容納振盪電路等元件而大於書寫用筆。但對於一些電子裝置例如智慧型行動通訊裝置、電子書或其他必須能將指標裝置收納在內的可攜帶式電子裝置而言，考慮到電子裝置本身的尺寸特別是厚度，指標裝置的尺寸特別是直徑大小的限制就必須符合能電子裝置的需求才能將指標裝置收納在內。

   鑑於上述傳統指標裝置製造技術與機構設計的問題，本發明提出能克服上述傳統指標裝置之問題的電磁筆。

   本發明的目的為提出一種具新型調整結構的電磁筆，可隨時進行電磁筆內各元件間可能因公差或組裝等因素所產生的間隙，以消除非必要的誤差，並藉由調整件旋轉的鬆緊度以調整設定電磁筆或無線筆書寫時所需施用的力量。

   根據上述的目的，本發明揭露一種具新型調整結構的電磁筆。電磁筆包含至少一筆殼組件、一調整件位於筆殼組件一端、一筆尖、一鐵心固定件設置於筆殼組件內並具有ㄧ線圈纏繞鐵心固定件、一鐵心、一彈性體與一接觸件設置於鐵心固定件與筆殼組件內及一電路板。調整件可進行沿筆殼組件的軸向移動以進行調整。筆尖設置於筆殼組件內並自調整件內穿出。鐵心設置於鐵心固定件與筆殼組件內並與筆尖接觸。彈性體位於鐵心與接觸件之間，接觸件之ㄧ端自鐵心固定件中穿出，電路板之ㄧ側具有複數個導體接點，導體接點鄰近接觸件，一彈性導體元件位於導體接點與接觸件之間，且線圈連接電路板。

   本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利範圍為準。再者為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

   第一圖顯示本發明具新型調整結構的電磁筆之一實施例，第一A圖為本發明一實施例之具新型調整結構的電磁筆之剖面圖。本發明此實施例之具新型調整結構的電磁筆100包含筆殼組件102a與102b、一筆尖103、一電路板104、ㄧ鐵心固定件（core holder）105、固定件116、固定件106a與106b、ㄧ彈性體107、一接觸件（touch pin）108、一調整件109、ㄧ鐵心（ferrite core）110及一開關元件112。筆殼組件102a與102b包含由非金屬材料所構成之中空筆管組件，以容納電路板104、鐵心固定件105、固定件116、固定件106a與106b、彈性體107、接觸件108及鐵心110。筆殼組件102a與102b的直徑小於6毫米（millimeter），而以5.5毫米較佳，但不限於5.5毫米。

   電路板104包含一印刷電路板（printed circuit board），印刷電路板上具有振盪電路及控制元件等，使電磁筆能發射電磁訊號至電磁輸入裝置，或接收電磁輸入裝置之天線或感應線圈發出的電磁訊號。電磁輸入裝置包含智慧型行動通訊裝置、數位板或電子書等。

   在本發明之一實施例中，調整件109為中空，以使筆尖103穿過調整件109。調整件109同時具有螺紋，而為一中空螺絲，筆殼組件102a筆尖的一端開口內則具有螺紋以使調整件109可鎖入筆殼組件102a筆尖的一端。調整件109內朝向筆尖的一側的內徑則小於朝向另一端的內徑。筆尖103具有一用於與電磁輸入裝置之接觸表面的接觸端以及直徑較大的另一端。直徑較大的另一端其直徑大於調整件109朝向筆尖一側的內徑，因此當筆尖103穿過調整件109後可被限制在調整件109內，以使筆尖103不至於完全穿過調整件109而朝筆尖的方向掉落。

   在本發明之一實施例中，鐵心110位於中空的筆殼組件102a內，並銜接於筆尖103之後。中空的鐵心固定件105位於筆殼組件102a內，用於固定鐵心110以使鐵心110於其內進行軸向移動。彈性體107與接觸件108位於鐵心固定件105內，彈性體107位於鐵心110與接觸件108之間。鐵心固定件105朝向筆尖一側的內徑大於另一側的內徑，而接觸件108朝向筆尖一側的直徑則大於另一側的直徑。接觸件108朝向另一側的直徑大於鐵心固定件105另一側的內徑，因此當接觸件108穿過鐵心固定件105後可被限制在鐵心固定件105內。

   在本發明之一實施例中，電路板104係以固定件116、鐵心固定件105及固定件106a與106b固定於筆殼組件102a與102b內。電路板104朝向筆尖方向的一端上具有導體接點，而電路板104與接觸件108之間則有一彈性導體元件，電路板104係藉由接觸件108推動彈性導體元件使電路板104之導體接點導通，此部分的詳細內容將於以下描述。開關元件112則由筆殼組件102a內向外設置，以作為電路板104上電路的開關。

   第二圖為本發明一實施例之具新型調整結構的電磁筆之分解圖。同時參考第一A圖與第二圖可進ㄧ步了解本發明一實施例之具新型調整結構的電磁筆。如第二圖所示，筆尖103穿過調整件109，並可在中空調整件109中滑動，調整件109則設置於筆殼組件102a筆尖的一端，並可進行軸向的移動以進行調整。鐵心110位於中空的筆殼組件102a內，並銜接於筆尖103之後，彈性體107與接觸件108則設置於鐵心110後，並位於鐵心固定件105內，彈性體107位於鐵心110與接觸件108之間。接觸件108可在鐵心固定件105內滑動，但被限制在鐵心固定件105內。因此當鐵心固定件105與固定件116、開關元件112、固定件106a與106b及電路板104被固定於筆殼組件102a與102b內時，筆尖103、鐵心110、彈性體107及接觸件108則被限制在調整件109、筆殼組件102a與鐵心固定件105所構成的空間之內。

   在本發明之一實施例中，由於筆殼組件102a與鐵心固定件105所構成的空間尺寸為固定，因此筆尖103、鐵心110與接觸件108的移動行程係等同於彈性體107被壓縮程度。不過，由於調整件109設置於筆殼組件102a筆尖的一端並可進行軸向的移動，因此調整件109可以調整調整件109、筆殼組件102a與鐵心固定件105所構成的空間尺寸，也就是調整筆尖103、鐵心110與接觸件108的移動行程或彈性體107被壓縮程度。

   在本發明之一實施例中，一彈性導體元件114設置於固定件116與鐵心固定件105內，位於自鐵心固定件105穿出的接觸件108一端與電路板104之導體接點之間。彈性導體元件114係透過自鐵心固定件105穿出的接觸件108一端的推動而改變與電路板104之導體接點的接觸狀態，當電路板104之導體接點導通時，將使電路板104上電路的電性（例如LC振盪頻率）發生改變。

   在本發明之一實施例中，彈性導體元件114包含一厚度較薄的圓錐形彈簧或導電橡膠，但不限於此。以圓錐形彈簧為例，當接觸件108一端因位移而壓迫圓錐形彈簧時，將使圓錐形彈簧中央接觸到電路板104一側之複數個導體接點，因而使電路板104上之部份元件迴路導通，造成電路電性的改變（例如LC振盪頻率）。彈性導體元件114受接觸件108推動使電路板104之導體接點導通可用於開啟電磁筆或無線筆的書寫功能，但不限於此。

   在本發明之一實施例中，鐵心固定件105外纏繞一具若干圈數的導體線圈111（例如以細漆包線纏繞許多圈而成的線圈），當鐵心110在此導體線圈111作移動時，將使此導體線圈111形成ㄧ可變電感，同時，此可變電感的導體線圈111會連接至電路板104上的電路，而與電路板104上的電容元件構成一可改變振盪頻率的振盪電路。由導體線圈111與鐵心110構成的可變電感係利用鐵心110在纏繞有導體線圈111的鐵心固定件105內滑動產生的鐵心110與導體線圈111之間的相對移動產生感應電流，以改變電感值或振盪電路的頻率。改變振盪電路的頻率可用於改變電磁筆或無線筆的筆劃粗細，但不限於此。

   在本發明之一實施例中，開關元件112係部份穿過筆殼組件102a的開孔並設置於電路板104上，以接觸方式作為電路板104上電路功能的開關。開關元件112可作為電磁筆或無線筆的書寫與擦拭或橡皮擦功能的切換開關，但不限於此。

   值得注意的是，本發明的實施例係集中在電磁筆的構造，而非限制電磁筆的功能，因此本發明實施例的電磁筆構造可依需求應用在執行電磁筆的各種功能。本發明實施例的電磁筆構造用於執行何種電磁筆的功能可視需求改變電路設計而定。

   在本發明之一實施例中，彈性體107包含橡膠或其他彈性物質，調整件109包含螺絲以及位於電磁筆或無線筆內的螺紋，但不限於此。當使用電磁筆或無線筆時，筆尖103一端接觸受力，力量傳遞至筆尖103的另一端及鐵心110，鐵心110壓縮彈性體107並將力量傳遞至接觸件108，接觸件108推動彈性導體元件114以改變彈性導體元件114與電路板104之導體接點的接觸狀態，以執行電磁筆或無線筆的功能，例如開啟電磁筆或無線筆的書寫功能。

   當不使用電磁筆或無線筆時，接觸件108與彈性導體元件114之間應保持一間隙，此間隙的調整係透過調整件109來達成。如以上所述，調整件109可以調整調整件109、筆殼組件102a與鐵心固定件105所構成的空間尺寸或筆尖103、鐵心110與接觸件108的移動行程或彈性體107被壓縮程度或接觸件108ㄧ端伸出鐵心固定件105的長度，即接觸件108與彈性導體元件114之間的間隙。

   由於調整件109可於外部進行調整，因此電磁筆或無線筆內接觸件108與彈性導體元件114之間間隙的調整可隨時進行。調整件109用於調整電磁筆或無線筆內部所有活動元件，使各元件間可能因公差或組裝等因素所產生的間隙藉由調整件109作微調以消除非必要的誤差，並藉由調整件109旋轉的鬆緊度以調整彈性體107受迫緊的程度進而設定電磁筆或無線筆書寫時所需施用的力量。

   上述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100．．．電磁筆

102a．．．筆殼組件

102b．．．筆殼組件

103．．．筆尖

104．．．電路板

105．．．鐵心固定件

106a．．．固定件

106b．．．固定件

107．．．彈性體

108．．．接觸件

109．．．調整件

110．．．鐵心

111．．．導體線圈

112．．．開關元件

114．．．彈性導體元件

116．．．固定件

第一圖顯示本發明具新型調整結構的電磁筆之一實施例。

第一A圖為本發明一實施例之具新型調整結構的電磁筆之剖面圖。

第二圖為本發明一實施例之具新型調整結構的電磁筆之分解圖。

102a．．．筆殼組件

102b．．．筆殼組件

103．．．筆尖

104．．．電路板

105．．．鐵心固定件

106a．．．固定件

106b．．．固定件

107．．．彈性體

108．．．接觸件

109．．．調整件

110．．．鐵心

111．．．導體線圈

112．．．開關元件

114．．．彈性導體元件

116．．．固定件

Claims (12)

1. 一種具新型調整結構的電磁筆，該電磁筆包含：至少一筆殼組件；一調整件位於該筆殼組件一端，該調整件可進行沿該筆殼組件的軸向移動以進行調整；一筆尖，該筆尖設置於該筆殼組件內並自該調整件內穿出；一鐵心固定件設置於該筆殼組件內並具有一線圈纏繞該鐵心固定件；一鐵心，該鐵心設置於該鐵心固定件與該筆殼組件內並與該筆尖接觸；一彈性體與一接觸件設置於該鐵心固定件與該筆殼組件內，該彈性體位於該鐵心與該接觸件之間，該接觸件之一端自該鐵心固定件中穿出；及一電路板，該電路板之一側具有複數個導體接點，該導體接點鄰近該接觸件，一彈性導體元件位於該導體接點與該接觸件之間，且該線圈連接該電路板；其中該調整件包含一中空螺絲，該中空螺絲係構成為與該筆殼組件的一端開口內所具有之一螺紋結合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該調整件可鎖入該筆殼組件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該筆殼組件的直徑小於6毫米(millimeter)，而以5.5毫米較佳。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該彈性體包含橡膠。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該彈性導體元件包含一圓錐形彈簧。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該具新型調整結構的電磁筆係用於智慧型行動通訊裝置、數位板或電子書。
7. 一種搭配於一電磁輸入裝置使用的具新型調整結構的電磁筆，該電磁筆包含：一第一筆殼組件與一第二筆殼組件；一調整件位於該第一筆殼組件一端，該調整件可進行沿該第一筆殼組件的軸向移動以進行調整；一筆尖，該筆尖設置於該第一筆殼組件內並自該調整件內穿出； 一鐵心固定件設置於該第一筆殼組件內並具有一線圈纏繞該鐵心固定件；一鐵心，該鐵心設置於該鐵心固定件與該第一筆殼組件內並與該筆尖接觸；一彈性體與一接觸件設置於該鐵心固定件與該第一筆殼組件內，該彈性體位於該鐵心與該接觸件之間，該接觸件之一端自該鐵心固定件中穿出；及一電路板，該電路板之一側具有複數個導體接點，該導體接點鄰近該接觸件，一彈性導體元件位於該導體接點與該接觸件之間，且該線圈連接該電路板，該第二筆殼組件與該第一筆殼組件結合以將該電路板包含在內；該調整件包含一中空螺絲，該中空螺絲係構成為與該第一筆殼組件的一端開口內所具有之一螺紋結合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具新型調整結構的電磁筆，更包含一開關元件，該開關元件係部份穿過該第一筆殼組件的一開孔並設置於該電路板上，以接觸方式作為該電路板上一電路功能的開關。
9. 如申請專利範圍第7項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該第一筆殼組件與該第二筆殼組件的直徑為約5.5毫米。
10. 如申請專利範圍第7項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該調整件可鎖入該第一筆殼組件。
11. 如申請專利範圍第7項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該彈性導體元件包含一圓錐形彈簧。
12. 如申請專利範圍第7項所述之具新型調整結構的電磁筆，其中該電磁輸入裝置包含智慧型行動通訊裝置、數位板或電子書。