TWI712923B

TWI712923B - 觸控筆結構

Info

Publication number: TWI712923B
Application number: TW108108978A
Authority: TW
Inventors: 張逸智
Original assignee: 翰碩電子股份有限公司
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-12-11
Also published as: CN111694449A; TW202036238A

Abstract

本發明揭露一種觸控筆結構，其包括：一筆殼單元、一書寫單元、一導電單元、一控制單元、一第一觸發單元、一第二觸發單元以及一彈性單元。書寫單元穿設於筆殼單元。導電單元穿設於書寫單元。控制單元位於筆殼單元中。第一觸發單元位於筆殼單元中，並電性連接控制單元。第二觸發單元位於筆殼單元中，並電性連接控制單元與導電單元。彈性單元套設於書寫單元，並頂抵書寫單元。當書寫單元位於一原始位置，且導電單元遠離第一觸發單元時，第一觸發單元與第二觸發單元處於一斷開狀態。當書寫單元脫離原始位置而朝第一觸發單元趨近時，導電單元接觸第一觸發單元，以使第一觸發單元與第二觸發單元處於一導通狀態，且控制單元根據導通狀態以產生一觸控訊號。

Description

觸控筆結構

本發明關於一種觸控筆結構，特別是關於一種可發出觸控訊號的觸控筆結構。

隨著科技發展，具有觸控螢幕的電子裝置成為人們的生活品之一。其中，電容式的觸控螢幕的可供使用者直接在觸控螢幕上用手指進行觸控操作，對於使用者來說相當便利。而由於手指在觸控操作觸控螢幕的過程中，手部容易阻礙到使用者觀看觸控螢幕的視線，因此，發展出了觸控筆，以供使用者可利用觸控筆來進行觸控操作。

觸控筆主要分為被動式與主動式兩種。其中，主動式觸控筆是利用在筆管中進一步設置了一感測元件、一處理元件以及一通訊元件，並透過感測單元感測筆頭的觸控操作情形，例如觸碰位置、觸壓壓力等，而對應產生感測訊號輸出到處理單元，再透過通訊單元發送感測訊號至電子裝置，以達到觸控功能。

由於感測元件屬於電子零組件的一種，因此，感測元件自然也存在著會發生故障或損壞的情況。而當使用者遇到觸控筆的感測元件發生故障或損壞的情形時，大多數都因維修不便、費用不斐或者嫌麻煩等問題，而直接選擇丟棄，再次購買新的觸控筆；此舉不僅造成資源的浪費，也對環境增添不小的汙染。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種觸控筆結構，以解決習知技術所存在的缺失。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的技術方案是，提供一種觸控筆結構，其包括：一筆殼單元、一書寫單元、一導電單元、一控制單元、一第一觸發單元、一第二觸發單元以及一彈性單元。書寫單元穿設於該筆殼單元。導電單元穿設於該書寫單元。控制單元位於該筆殼單元中。第一觸發單元位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元。第二觸發單元位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元與該導電單元。彈性單元套設於該書寫單元，並頂抵該書寫單元。其中，當該書寫單元位於一原始位置，且該導電單元遠離該第一觸發單元時，該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一斷開狀態；其中，當該書寫單元脫離該原始位置而朝該第一觸發單元趨近時，該導電單元接觸該第一觸發單元，以使該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一導通狀態，且該控制單元根據該導通狀態以產生一觸控訊號。

本發明的有益效果在於，本發明所提供的觸控筆結構，其能通過“導電單元穿設於該書寫單元”、“第一觸發單元位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元”、“第二觸發單元位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元與該導電單元”、“當該書寫單元位於一原始位置，且該導電單元遠離該第一觸發單元時，該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一斷開狀態”以及“當該書寫單元脫離該原始位置而朝該第一觸發單元趨近時，該導電單元接觸該第一觸發單元，以使該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一導通狀態，且該控制單元根據該導通狀態以產生一觸控訊號”的技術方案，以使觸控筆結構發出觸控訊號。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“觸控筆結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者訊號，但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一訊號與另一訊號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖8，分別為本發明第一實施例的觸控筆結構的立體示意圖、圖1的II部分的第一剖面示意圖、圖1的II部分的第二剖面示意圖、圖1的IV部分的第一剖面示意圖、圖1的IV部分的第二剖面示意圖、圖4的VI部分的放大示意圖、圖5的VII部分的放大示意圖、本發明第一實施例的觸控筆結構的使用狀態示意圖。如圖所示，本發明第一實施例提供一種觸控筆結構Z，其包括：一筆殼單元1、一書寫單元2、一導電單元3、一控制單元4、一第一觸發單元5、一第二觸發單元6以及一彈性單元7。書寫單元2穿設於筆殼單元1。導電單元3穿設於書寫單元2。控制單元4位於筆殼單元1中。第一觸發單元5位於筆殼單元1中，並電性連接控制單元4。第二觸發單元6位於筆殼單元1中，並電性連接控制單元4與導電單元3。彈性單元7套設於書寫單元2，並頂抵書寫單元2。其中，當書寫單元2位於一原始位置，且導電單元3遠離第一觸發單元5時，第一觸發單元5與第二觸發單元6處於一斷開狀態；其中，當書寫單元2脫離原始位置而朝第一觸發單元5趨近時，導電單元3接觸第一觸發單元5，以使第一觸發單元5與第二觸發單元6處於一導通狀態，且控制單元4根據導通狀態以產生一觸控訊號。

具體而言，本發明第一實施例提供了一種觸控筆結構Z，其包括了筆殼單元1、書寫單元2、導電單元3、控制單元4、第一觸發單元5、第二觸發單元6以及彈性單元7。筆殼單元1可為一般觸控筆的筆身殼體，並可為金屬或塑膠的材質。筆殼單元1的前端穿設有書寫單元2，書寫單元2可為用於接觸一電子裝置8（例如智慧型手機或平板電腦，但不以此為限）的元件，且書寫單元2上設有導電單元3。控制單元4位於筆殼單元1中，且控制單元4上具有第一觸發單元5及第二觸發單元6。第一觸發單元5與第二觸發單元6可為導電材質，並電性連接於控制單元4，其中，第一觸發單元5對應於導電單元3，第二觸發單元6還電性連接於導電單元3。彈性單元7可為彈簧或其他具彈性的組件，彈性單元7套設於書寫單元2，並頂抵書寫單元2。

因此，本發明的觸控筆結構Z在未使用的狀態下，通過彈性單元7的彈性伸展力頂抵書寫單元2，以使書寫單元2位於一原始位置（如圖2、圖4及圖6所示）。並且，在書寫單元2位於原始位置的情況下，導電單元3與第一觸發單元5相距一間距（其可依實際製作或製造商而定，在此不再特別說明），使得第一觸發單元5與第二觸發單元6處於一斷開狀態。

而當使用者使用觸控筆結構Z觸擊電子裝置8時，書寫單元2會因觸壓電子裝置8所產生反作用力，而朝筆殼單元1的內部位移（即朝第一觸發單元5趨近），並脫離原始位置（如圖3、圖5及圖7所示），且使得彈性單元7呈一壓縮狀態。接著，在書寫單元2朝第一觸發單元5趨近的同時，書寫單元2也會帶動導電單元3朝第一觸發單元5趨近，而使得導電單元3接觸第一觸發單元5；此時，由於第二觸發單元6電性連接於導電單元3，因此，第二觸發單元6可透過導電單元3而與第一觸發單元5電性連接，進而與第一觸發單元5處於一導通狀態。而後，控制單元4即可根據第一觸發單元5與第二觸發單元6的導通狀態而對應產生一觸控訊號，並將觸控訊號發送至電子裝置8，進而讓使用者可透過觸控筆結構Z操作電子裝置8。

藉此，本發明的觸控筆結構Z通過上述的技術方案，不僅可在無設置感測元件的情況下，同樣能產生觸控訊號，並且，本發明的觸控筆結構Z相較於習知的主動式觸控筆，能大大降低發生故障或損壞的機率，進而提高觸控筆結構Z的使用壽命；此外，本發明的觸控筆結構Z相較於習知的主動式觸控筆，也能降低成本費用。

然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。

[第二實施例]

請參閱圖9及圖10，分別為本發明第二實施例的觸控筆結構的第一剖面示意圖以及第二剖面示意圖，並對應於圖1的IV部分；同時，請一併參閱圖1至圖8如圖所示，本實施例的觸控筆結構Z與上述第一實施例的觸控筆結構Z相同的元件的作動方式相似，在此不再贅述，值得注意的是，在本實施例中，書寫單元2可包括穿設於筆殼單元1的一筆芯元件20以及套設於筆芯元件20的一筆座元件21，筆座元件21位於筆殼單元1中，並套設於導電單元3，且彈性單元7套設於筆座元件21。

舉例來說，本發明的書寫單元2進一步還可包括筆芯元件20以及筆座元件21。筆芯元件20穿設於筆殼單元1的前端以及筆座元件21。筆座元件21為中空結構，筆座元件21的外緣朝外突出形成環形的一凸出部210，且彈性單元7套設於筆座元件21並頂抵於凸出部210與控制單元4。而導電單元3穿設於筆座元件21。

進一步地，本發明的第一觸發單元5可包括電性連接控制單元4的一第一感應元件50以及電性連接第一感應元件50的一接觸元件51，接觸元件51對應於導電單元3。並且，第二觸發單元6可包括電性連接控制單元4的一第二感應元件60以及電性連接第二感應元件60的一連接元件61，連接元件61電性連接於導電單元3。其中，彈性單元7頂抵筆座元件21，以使筆座元件21位於原始位置，且導電單元3遠離接觸元件51。其中，筆座元件21脫離原始位置而驅使導電單元3接觸接觸元件51，並使彈性單元7處於一壓縮狀態，且第二感應元件60通過導電單元3接觸接觸元件51，以電性連接第一感應元件50。其中，彈性單元7頂抵筆座元件21，以使筆座元件21回復至原始位置。

舉例來說，本發明的第一觸發單元5進一步可包括第一感應元件50以及接觸元件51，第一感應元件50與接觸元件51可為導電材質，但不以此為限。第一感應元件50可設置於控制單元4上，並電性連接控制單元4。接觸元件51可為彈片結構，並與第一感應元件50連接。並且，本發明的第二觸發單元6進一步也可包括第二感應元件60以及連接元件61，第二感應元件60以及連接元件61同樣可為導電材質，但不以此為限。第二感應元件60可設置於控制單元4上，並電性連接控制單元4。連接元件61可為彈片結構，其一端與第二感應元件60連接，連接元件61的另一端與導電單元3連接或接觸。

因此，本發明的觸控筆結構Z在未使用的狀態下，通過彈性單元7的彈性伸展力頂抵筆座元件21的凸出部210，以使筆座元件21位於原始位置（如圖6及圖9所示），並且，導電單元3與接觸元件51相距一間距，而使得第一感應元件50與第二感應元件60處於斷開狀態。

當觸控筆結構Z的筆芯元件20觸擊電子裝置8時，筆芯元件20會因觸壓電子裝置8所產生反作用力，而朝筆殼單元1的內部位移（即朝接觸元件51趨近），並帶動筆座元件21脫離原始位置（如圖7及圖10所示），且使得彈性單元7呈一壓縮狀態。接著，在筆座元件21朝接觸元件51趨近的同時，筆座元件21也會帶動導電單元3朝接觸元件51趨近，而使得導電單元3接觸接觸元件51；此時，由於第二感應元件60透過連接元件61而與導電單元3電性連接，因此，在導電單元3接觸到接觸元件51時，第二感應元件60可透過導電單元3而與第一感應元件50電性連接，進而與第一感應元件50處於導通狀態。而後，控制單元4可根據第一感應元件50與第二感應元件60的導通狀態而對應產生觸控訊號，並將觸控訊號發送至電子裝置8，進而讓使用者可透過觸控筆結構Z操作電子裝置8。

而在筆芯元件20沒有觸擊電子裝置8的情況下，彈性單元7會透過自身的彈性伸展力而推抵筆座元件21，使得筆座元件21返回至原始位置，進而讓第一感應元件50與第二感應元件60處於斷開狀態。

此外，書寫單元2還進一步包括一固定元件22，其穿設於筆座元件21，且固定元件22套設於導電單元3。也就是說，本發明的書寫單元2還進一步還可包括一固定元件22，其位於筆座元件21與導電單元3之間，並包覆部分導電單元3。

[第三實施例]

請參閱圖11及圖12，分別為本發明第三實施例的觸控筆結構的方塊示意圖以及剖面示意圖，其中，圖12也對應於圖1的IV部分；並請一併參閱圖1至圖10。如圖所示，本實施例的觸控筆結構Z與上述各實施例的觸控筆結構Z相同的元件的作動方式相似，在此不再贅述，值得注意的是，在本實施例中，控制單元4包括一處理元件40以及電性連接處理元件40的一基板元件41，基板元件41位於筆殼單元1中，且第一感應元件50、接觸元件51以及第二感應元件60位於基板元件41並電性連接處理元件40。其中，第一感應元件50與第二感應元件60處於導通狀態，以使處理元件40產生觸控訊號。

具體而言，本發明的控制單元4進一步可包括處理元件40以及基板元件41，處理元件40可為微控制器（Microcontroller Unit, MCU）或其他具控制及處理功能的處理器，基板元件41可為電路板，但不以此為限。第一感應元件50可設置於基板元件41，並電性連接處理元件40。第二感應元件60可設置於基板元件41，並電性連接處理元件40。因此，當第一感應元件50與第二感應元件60處於導通狀態時，處理元件40可據以產生觸控訊號。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的觸控筆結構Z，其能通過“導電單元3穿設於書寫單元2”、“第一觸發單元5位於筆殼單元1中，並電性連接控制單元4”、“第二觸發單元6位於筆殼單元1中，並電性連接控制單元4與導電單元3”、“當書寫單元2位於一原始位置，且導電單元3遠離第一觸發單元5時，第一觸發單元5與第二觸發單元6處於一斷開狀態”以及“當書寫單元2脫離原始位置而朝第一觸發單元5趨近時，導電單元3接觸第一觸發單元5，以使第一觸發單元5與第二觸發單元6處於一導通狀態，且控制單元4根據導通狀態以產生一觸控訊號”的技術方案，以使觸控筆結構Z可發出觸控訊號。

更進一步來說，習知的主動式觸控筆都設置了感測元件，其存在了容易發生故障或損壞的情況，並衍生出資源的浪費，以及增加環境汙染等問題。而本發明的觸控筆結構Z通過上述的技術方案，不僅可在無設置感測元件的情況下，同樣能產生觸控訊號，並且，本發明的觸控筆結構Z相較於習知的主動式觸控筆，也能大大降低發生故障或損壞的機率，進而提高觸控筆結構Z的使用壽命；此外，本發明的觸控筆結構Z相較於習知的主動式觸控筆，也能降低成本費用。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Z:觸控筆結構 1:筆殼單元 2:書寫單元 20:筆芯元件 21:筆座元件 210:凸出部 22:固定元件 3:導電單元 4:控制單元 40:處理元件 41:基板元件 5:第一觸發單元 50:第一感應元件 51:接觸元件 6:第二觸發單元 60:第二感應元件 61:連接元件 7:彈性單元 8:電子裝置

圖1為本發明第一實施例的觸控筆結構的立體示意圖。

圖2為圖1的II部分的第一剖面示意圖。

圖3為圖1的II部分的第二剖面示意圖。

圖4為圖1的IV部分的第一剖面示意圖。

圖5為圖1的IV部分的第二剖面示意圖。

圖6為圖4的VI部分的放大示意圖。

圖7為圖5的VII部分的放大示意圖。

圖8為本發明第一實施例的觸控筆結構的使用狀態示意圖。

圖9為本發明第二實施例的觸控筆結構的第一剖面示意圖。

圖10為本發明第二實施例的觸控筆結構的第二剖面示意圖。

圖11為本發明第三實施例的觸控筆結構的方塊示意圖。

圖12為本發明第三實施例的觸控筆結構的剖面示意圖。

1:筆殼單元

2:書寫單元

3:導電單元

4:控制單元

5:第一觸發單元

6:第二觸發單元

7:彈性單元

Claims

一種觸控筆結構，其包括：一筆殼單元；一書寫單元，其穿設於該筆殼單元；一導電單元，其穿設於該書寫單元；一控制單元，其位於該筆殼單元中；一第一觸發單元，其位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元；一第二觸發單元，其位於該筆殼單元中，並電性連接該控制單元與該導電單元；以及一彈性單元，其套設於該書寫單元，並頂抵該書寫單元；其中，當該書寫單元位於一原始位置，且該導電單元遠離該第一觸發單元時，該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一斷開狀態；其中，當該書寫單元脫離該原始位置而朝該第一觸發單元趨近時，該導電單元接觸該第一觸發單元，以使該第一觸發單元與該第二觸發單元處於一導通狀態，且該控制單元根據該導通狀態以產生一觸控訊號；其中，該書寫單元包括穿設於該筆殼單元的一筆芯元件以及套設於該筆芯元件的一筆座元件，該筆座元件位於該筆殼單元中，並套設於該導電單元，且該彈性單元套設於該筆座元件。
如申請專利範圍第1項所述之觸控筆結構，其中，該書寫單元還進一步包括一固定元件，其穿設於該筆座元件，且該固定元件套設於該導電單元。
如申請專利範圍第1項所述之觸控筆結構，其中，該第一觸發單元包括電性連接該控制單元的一第一感應元件以及電性連接該第一感應元件的一接觸元件，該接觸元件對應於該導電單元。
如申請專利範圍第3項所述之觸控筆結構，其中，該第二觸發單元包括電性連接該控制單元的一第二感應元件以及電性連接該第二感應元件的一連接元件，該連接元件電性連接於該導電單元。
如申請專利範圍第4項所述之觸控筆結構，其中，該彈性單元頂抵該筆座元件，以使該筆座元件位於該原始位置，且該導電單元遠離該接觸元件。
如申請專利範圍第4項所述之觸控筆結構，其中，該筆座元件脫離該原始位置而驅使該導電單元接觸該接觸元件，並使該彈性單元處於一壓縮狀態，且該第二感應元件通過該導電單元接觸該接觸元件，以電性連接該第一感應元件。
如申請專利範圍第6項所述之觸控筆結構，其中，該彈性單元頂抵該筆座元件，以使該筆座元件回復至該原始位置。
如申請專利範圍第4項所述之觸控筆結構，其中，該控制單元包括一處理元件以及電性連接該處理元件的一基板元件，該基板元件位於該筆殼單元中，且該第一感應元件、該接觸元件以及該第二感應元件位於該基板元件並電性連接該處理元件。
如申請專利範圍第8項所述之觸控筆結構，其中，該第一感應元件與該第二感應元件處於該導通狀態，以使該處理元件產生該觸控訊號。