TWM530982U - 主動式觸控筆 - Google Patents

Description

主動式觸控筆

本新型係關於一種主動式觸控筆，特別是一種於筆管的表面設置有第一導電層和第二導電層的主動式觸控筆。

現行許多電子產品，例如平板電腦、智慧型手機、智慧型電視以及筆記型電腦均會採用觸控顯示螢幕，提供使用者可以直接於顯示幕上輸入指令來控制電子產品。目前的觸控顯示螢幕大多係利用使用者的手指或是觸控筆進行觸控功能，其中觸控筆包含被動式觸控筆和主動式觸控筆。主動式觸控筆會主動地產生觸控訊號，並透過筆頭發射觸控訊號至觸控螢幕，而使觸控螢幕感應得知主動式觸控筆的觸控位置。主動式觸控筆讓觸控螢幕感應到的訊號強度會高於觸控螢幕感應手指或感應被動式觸控筆的訊號強度，進而讓電子產品感應到的觸控指令和觸控位置可以更為精確。

主動式觸控筆與被動式觸控筆其中一項差異在於主動式觸控筆會被供電來產生訊號。使用者在需要使用被動式觸控筆時，只要將被動式觸控筆拿起來即可使用。然而，當使用者使用主動式觸控筆時，除了拿起主動式觸控筆外，還需要啟動主動式觸控筆的開關。在使用者使用完主動式觸控筆後，除了放下主動式觸控筆外，還需要關閉主動式觸控筆的開關。因此，若使用者使用完主動式觸控筆後，忘記關閉主動式觸控筆的開關時，主動式觸控筆就會持續地運作，進而造成電力的消耗。

本新型在於提供一種主動式觸控筆，藉以解決以往主動式觸控筆必須額外控制開關的問題。

本新型所揭露的主動式觸控筆，具有筆管、筆芯、處理模組及電池組。筆管具有位於相對兩端的前管部及後管部，前管部的表面具有第一導電層及第二導電層。筆芯設置於筆管內，且部分的筆芯自前管部凸出。處理模組設置於筆管內，且電性連接筆芯。處理模組具有第一接點及第二接點，第一接點電性連接第一導電層，第二接點電性連接第二導電層。處理模組依據第一接點與第二接點是否導通，選擇性地切換執行於運作模式或休眠模式。當處理模組執行運作模式時，處理模組透過筆芯輸出觸控訊號。當處理模組執行休眠模式時，處理模組不透過筆芯輸出觸控訊號。電池組設置於筆管內，且電性連接處理模組，用以供電給處理模組。

根據上述本新型所揭露的主動式觸控筆，藉由將處理模組的第一接點電性連接至前管部表面的第一導電層，將處理模組的第二接點電性連接至前管部表面的第二導電層，讓使用者在握持於筆管的前管部時，第一導電層和第二導電層透過使用者而電性連接，第一接點導通至第二接點，處理模組開始運作。當第一導電層和第二導電層未電性連接時，第一接點與第二接點不導通，處理模組就不執行運作，電池組就會暫停供電給處理模組，進而省去使用者需要額外開啟和關閉主動式觸控筆的步驟，亦避免使用者忘記關閉主動式觸控筆時，主動式觸控筆造成的電力消耗。

以上之關於本揭露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新型之精神與原理，並且提供本新型之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本新型之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本新型之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本新型相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本新型之觀點，但非以任何觀點限制本新型之範疇。

請參照圖1及圖2，圖1係為根據本揭露一實施例之主動式觸控筆的立體圖，圖2係根據本新型一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。如圖所示，主動式觸控筆10具有筆管11、筆芯13、處理模組15、第一彈簧17、第二彈簧18及電池組19。筆管11具有位於相對兩端的前管部111及後管部112，前管部111的表面113具有第一導電層114及第二導電層115。在實務上，筆管11的前管部111和後管部112可以是分離的兩個管體，且後管部112螺合於前管部111的一端。前管部111和後管部112亦可以分別指單一管體的前半段和後半段，本實施例不予限制。前管部111實際上為使用者握持的部分，第一導電層114和第二導電層115鑲設於前管部111的表面113。於一個實施例中，第一導電層114和第二導電層115之間的間隔中具有絕緣材料116，使第一導電層114和第二導電層115不直接連接。

筆芯13設置於筆管11內，且部分的筆芯13自筆管11的前管部111凸出。處理模組15設置於筆管11內，且電性連接筆芯13。處理模組15具有第一接點151及第二接點152，第一接點151電性連接第一導電層114，第二接點152電性連接第二導電層115。第一接點151和第二接點152例如是處理模組15運作時，處理模組15電流傳輸路徑上的兩個節點。處理模組15依據第一接點151與第二接點152是否導通，選擇性地切換執行於運作模式或休眠模式，休眠模式可以是處於休眠狀態、睡眠狀態或關機狀態其中之一。換言之，當第一接點151及第二接點152導通時，處理模組15的電流傳輸路徑導通，處理模組15開始運作，且透過筆芯13輸出觸控訊號。當第一接點151及第二接點152未導通時，處理模組15的電流傳輸路徑不導通，處理模組15停止運作或關機，處理模組15不透過筆芯13輸出觸控訊號。觸控訊號例如是用以改變觸控面板感應到的電容值、指示觸控位置的電磁訊號、指示筆芯13壓力的壓力訊號或其他合適的訊號。

於本實施例中，處理模組15的第一接點151係以第一彈簧17電性連接第一導電層114，處理模組15的第二接點152係以第二彈簧18電性連接第二導電層115。第一彈簧17及第二彈簧18可增加處理模組15和第一導電層114與第二導電層115之間的連接強度，但本實施例不以此為限，於所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際的需求以其他電性連接的方式來連接處理模組15和第一導電層114與第二導電層115。

電池組19設置於筆管11內，且電性連接處理模組15，用以供電給處理模組15。也就是說，當處理模組15的電流傳輸路徑導通時，電池組19提供工作電壓給處理模組15，使處理模組15開始運作。當處理模組15的電流傳輸路徑不導通時，電池組19無法提供工作電壓給處理模組15，處理模組15則停止運作或關機。於一個實施例中，電池組19具有至少一個蓄電池191及充電模組192，蓄電池191及充電模組192設置於筆管11內，且充電模組192電性連接蓄電池191，蓄電池191電性連接處理模組15。充電模組192具有連接介面193，連接介面193較前管部111靠近後管部112，且顯露於後管部112。連接介面193例如Micro USB介面、USB Type-C介面或其他合適的介面，本實施例不予限制。充電模組192藉由連接介面193連接到外部的電源供應器，由外部電源供應器提供電源給充電模組192，使充電模組192將電力儲存於蓄電池191中。

請一併參照圖1至圖3，圖3係根據本新型一實施例所繪示之主動式觸控筆的使用示意圖。如圖所示，當外部導體21於筆管11的表面連接第一導電層114及第二導電層115時，第一接點151與第二接點152導通。在實際的例子中，外部導體21例如使用者的手。當使用者手持主動式觸控筆10於觸控面板22上進行觸控時，使用者的手會同時接觸第一導電層114和第二導電層115，使第一導電層114和第二導電層115透過使用者的手電性連接，進而使處理模組15的第一接點151及第二接點152導通，使處理模組15執行於運作模式。當使用者放下主動式觸控筆10時，第一導電層114和第二導電層115未透過使用者的手指連接時，處理模組15的第一接點151及第二接點152不導通，處理模組15執行於休眠模式。換言之，主動式觸控筆10透過第一導電層114和第二導電層115是否透過外部導體21連接來開啟和關閉。如此一來，使用者握持主動式觸控筆10來進行觸控時，不需要額外開啟主動式觸控筆10的電源。當使用者不使用主動式觸控筆10時，亦不需要額外關閉主動式觸控筆10的電源，藉以避免使用者忘記關閉主動式觸控筆10的電源時，電力消耗的問題。

請參照圖4，圖4係根據本新型另一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。如圖4所示，主動式觸控筆30具有筆管31、筆芯33、處理模組35、連動槽36、第一彈簧37、第二彈簧38及電池組39。筆管31、筆芯33、第一彈簧37、第二彈簧38及電池組39與前一個實施例大致上相同。與前一個實施例不同的是，連動槽36設置於筆管31中，且處理模組35更具有壓力感測單元353。壓力感測單元353用以產生指示筆芯33壓力的壓力訊號，並輸出壓力訊號至觸控面板，使觸控面板依據壓力訊號設定顯示的筆跡寬度。

於圖4所示的實施例中，筆芯33係設置於連動槽36中，連動槽36的底部具有彈性件361。筆芯33具有筆頭部331、連接部332及感應部333。連接部332連接於筆頭部331和感應部333之間，且部分的筆頭部331突出於前管部311。感應部333位於連動槽36內，且一端抵靠於彈性件361。第一導電層314和第二導電層315鑲設於前管部311的表面313。彈性件361用以在筆芯33產生位移時，提供筆芯33復位的力量。壓力感測單元353具有感應線圈354及運算器355，感應線圈354具有貫通孔356。於本實施例中，感應線圈354係設置於連動槽36的外表面，介於連動槽36與筆管31之間，但不以此為限。部分的感應部333位於連動槽36內且對應感應線圈354的位置。換言之，部分的感應部333和部分的連動槽36係位於感應線圈354的貫通孔356內。當處理模組35的第一接點351及第二接點352導通，且筆芯33的筆頭部331被施壓，使感應部333與感應線圈354的相對位置改變時，感應線圈354產生對應於施壓大小的感應電流。運算器355依據感應線圈354上感應電流的大小，產生壓力訊號。壓力訊號透過筆芯33輸出至觸控面板，使觸控面板依據壓力訊號設定顯示的筆跡寬度。

於另一個實施例中，請參照圖5，圖5係根據本新型再一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。如圖5所示，主動式觸控筆40具有筆管41、筆芯43、處理模組45、連動槽46、第一彈簧47、第二彈簧48及電池組49。筆管41、筆芯43、連動槽46、第一彈簧47、第二彈簧48及電池組49與前一個實施例大致上相同。與前一個實施例不同的是，處理模組45具有壓力感測單元453，壓力感測單元453具有感應板454及運算器455。感應板454與筆芯43之間具有感應間距r。當處理模組45的第一接點451及第二接點452導通，且筆芯43自前管部411凸出的部分被施壓，使筆芯43與感應板454的感應間距r變小時，運算器455依據筆芯43與感應板454之間的感應間距r大小產生壓力訊號。換言之，當筆芯43與感應板454的感應間距r變小時，運算器455依據感應板454上的電容大小來產生壓力訊號。處理模組45透過筆芯43輸出壓力訊號至觸控面板，使觸控面板依據壓力訊號設定顯示的筆跡寬度。

於本實施例中，筆芯43與感應板454之間的感應間距中更具有介電材料461。介電材料461可用以增加感應板454的電容大小，並提供給筆芯43位移後復位的力量，但不以此為限。

於前述所示的實施例中，第一導電層和第二導電層沿著前管部的軸線L延伸，且環繞前管部的軸線L間隔地排列。於其他實施例中，請參照圖6，圖6係根據本新型又一實施例所繪示之主動式觸控筆的立體圖，如圖6所示，主動式觸控筆50具有筆管51、筆芯53、處理模組及電池組。筆管51包括前管部511及後管部512。筆管51、筆芯53、處理模組及電池組與前一個實施例大致上相同，於所屬技術領域具有通常知識者應可參酌前述的實施例據以實施，不再加以贅述。與前一個實施例不同的是，筆管51表面513上的第一導電層514和第二導電層515例如為環形，且沿著前管部511的軸線L方向上間隔地排列，藉以使得主動式觸控筆50方便使用者握持。於一個實施例中，第一導電層514和第二導電層515之間的間隔中具有絕緣材料516，使第一導電層514和第二導電層515不直接連接。

於其他實施例中，前管部511例如依據使用者握持筆的姿勢來設計表面凹凸的位置，第一導電層514例如設置於使用者拇指的擺放位置，第二導電層515例如設置於使用者食指的擺放位置上，藉以使得使用者握持主動式觸控筆50時，可以更為準確的同時接觸到第一導電層514和第二導電層515，並且讓主動式觸控筆50的開關控制可以更為準確，避免在使用者不使用時，其他導體誤觸第一導電層514和第二導電層515，而使主動式觸控筆50開啟。其他第一導電層514和第二導電層515的實施樣態和數量，本實施例不予限制，於所屬技術領域具有通常知識者，可依實際需求自行設計。

綜合以上所述，本新型實施例提供一種主動式觸控筆，藉由 將處理模組的第一接點電性連接至筆管表面的第一導電層，將處理模組的第二接點電性連接至筆管表面的第二導電層，讓處理模組依據第一導電層和第二導電層是否電性連接來開啟或關閉，進而省去使用者需要額外開啟和關閉主動式觸控筆的步驟，亦避免使用者忘記關閉主動式觸控筆時，主動式觸控筆造成的電力消耗。於一個實施例中，主動式觸控筆亦可依據筆芯受到使用者抵壓於觸控面板上的壓力大小來產生壓力訊號，使觸控面板可以依據壓力訊號來設定顯示的筆跡寬度。

雖然本新型以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。在不脫離本新型之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本新型之專利保護範圍。關於本新型所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10、30、40、50‧‧‧主動式觸控筆

11、31、41、51‧‧‧筆管

111、311、411、511‧‧‧前管部

112、312、412、512‧‧‧後管部

113、313、413、513‧‧‧表面

114、314、414、514‧‧‧第一導電層

115、315、415、515‧‧‧第二導電層

116、516‧‧‧絕緣材料

13、33、43、53‧‧‧筆芯

15、35、45‧‧‧處理模組

151、351、451‧‧‧第一接點

152、352、452‧‧‧第二接點

17、37、47‧‧‧第一彈簧

18、38、48‧‧‧第二彈簧
19、39、49‧‧‧電池組
191‧‧‧蓄電池
192‧‧‧充電模組
193‧‧‧連接介面
21‧‧‧外部導體
22‧‧‧觸控面板
331‧‧‧筆頭部
332‧‧‧連接部
333‧‧‧感應部
353、453‧‧‧壓力感測單元
354‧‧‧感應線圈
355、455‧‧‧運算器
356‧‧‧貫通孔
36、46‧‧‧連動槽
361‧‧‧彈性件
454‧‧‧感應板
461‧‧‧介電材料
r‧‧‧感應間距
L‧‧‧軸線

圖1係根據本新型一實施例所繪示之主動式觸控筆的立體圖。 圖2係根據本新型一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。 圖3係根據本新型一實施例所繪示之主動式觸控筆的使用示意圖。 圖4係根據本新型另一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。 圖5係根據本新型再一實施例所繪示之主動式觸控筆的剖面圖。 圖6係根據本新型又一實施例所繪示之主動式觸控筆的立體圖。

10‧‧‧主動式觸控筆

11‧‧‧筆管

111‧‧‧前管部

112‧‧‧後管部

113‧‧‧表面

114‧‧‧第一導電層

115‧‧‧第二導電層

116‧‧‧絕緣材料

13‧‧‧筆芯

193‧‧‧連接介面

Claims (10)

1. 一種主動式觸控筆，包括：一筆管，具有位於相對兩端的一前管部及一後管部，該前管部的表面具有一第一導電層及一第二導電層；一筆芯，設置於該筆管內，且部分的該筆芯自該前管部凸出；一處理模組，設置於該筆管內，且電性連接該筆芯，該處理模組具有一第一接點及一第二接點，該第一接點電性連接該第一導電層，該第二接點電性連接該第二導電層，該處理模組依據該第一接點與該第二接點是否導通，選擇性地切換執行於一運作模式和一休眠模式其中之一，當該處理模組執行該運作模式時，該處理模組透過該筆芯輸出一觸控訊號，當該處理模組執行該休眠模式時，該處理模組不透過該筆芯輸出該觸控訊號；以及一電池組，設置於該筆管內，且電性連接該處理模組，用以供電給該處理模組。
2. 如請求項1所述之主動式觸控筆，其中該第一導電層與該第二導電層之間具有一間隙。
3. 如請求項2所述之主動式觸控筆，其中該間隙中填充有一絕緣材料。
4. 如請求項1所述之主動式觸控筆，其中當一外部導體於該筆管的表面連接該第一導電層及該第二導電層時，該第一接點與該第二接點導通。
5. 如請求項4所述之主動式觸控筆，更包括一第一彈簧及一第二彈簧，該第一彈簧電性連接於該第一接點與該第一導電層之間，該第二彈簧電性連接於該第二接點與該第二導電層之間。
6. 如請求項5所述之主動式觸控筆，其中當該第一接點未導通至該第二接點時，該處理模組執行該休眠模式，且該電池組未供電給該處理模組，當該第一接點導通至該第二接點時，該處理模組執行該運作模式，且該電池組供電給該處理模組。
7. 如請求項6所述之主動式觸控筆，其中該處理模組具有一壓力感測單元，該壓力感測單元用以產生指示該筆芯壓力的一壓力訊號，並透過該筆芯輸出該壓力訊號。
8. 如請求項7所述之主動式觸控筆，更包括一彈性件，該彈性件設置於該筆芯靠近該後管部的一端，該壓力感測單元包括一感應線圈及一運算器，該感應線圈具有一貫通孔，該筆芯具有一感應部，該感應部較該前管部相對靠近該後管部，且至少部分的該感應部位於該感應線圈的該貫通孔內，當該筆芯自該前管部凸出的部分被施壓，使該筆芯的該感應部與該感應線圈的相對位置改變時，該感應線圈產生一感應電流，該運算器依據該感應電流產生該壓力訊號。
9. 如請求項7所述之主動式觸控筆，其中該壓力感測單元具有一感應板及一運算器，該感應板與該筆芯之間具有一感應間距，該運算器依據該筆芯與該感應板之間的該感應間距大小產生該壓力訊號。
10. 如請求項1所述之主動式觸控筆，其中該電池組具有至少一蓄電池及一充電模組，該蓄電池及該充電模組設置於該筆管內，且該充電模組電性連接該蓄電池，該充電模組具有一連接介面，該連接介面較該前管部靠近該後管部，且顯露於該後管部。