TWI269995B - An optical pen having a light path coaxial with its pen tip - Google Patents

Description

1269995 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是陳-種光學路㈣筆尖錄之光學筆，尤 ‘種可整合光學滑鼠與手寫辨識功能、且其擷取影像光 之光學路徑與筆尖共軸的一種光學筆。 “ 【先前技術】 鲁對於桌上型或筆記型電腦、個人數位助理（Personal D_i Assistant;簡稱 PDA)、與智慧型手機（smart ph〇ne) 專各種常有大量資料輸入需求的電子資訊裝置而言，手寫 輸入裝置無疑疋除滑鼠與鍵盤之外的另一方便選擇。 目前習知的手寫輸人裝置可分為三類，—種需配合壓 力感應之觸控式螢幕使用、一種是電磁感應之數位面板使 =還有種就是使用光學筆。由於光學筆具有成本相對 較低且適於在任何表面上操作書寫之特性，因此成為目前 • 各種手寫輸入裝置之中相對較普遍的一種。 請參閱圖- ’係為一習用光學筆1〇的示意圖。大體 ' =言’光學筆1G其實可稱為—筆桿狀之光學滑鼠。其筆 狀之本體11可方便使用者握持書寫，而位於本體11下 端之光源12及光感應器13，則可棟取位於筆尖14附近 之外界表面15上之小區域位置16的反射影像。當光學筆 0移動時，賴取之影像會產生連雜且有方向性的變 化’藉此可俄測到光學筆10移動的方向及速度。將此資 訊傳送給光學筆1G所連接之電子資訊I置進行處理後， 6 1269995 便可達到手寫輸入之目的。 1然:而，如圖-所示之制光學筆1G有—明顯缺點。 μ參關二A及圖二B ’分別糊—所示之制光學筆 10之光學路徑與筆尖14之相對位置示意圖，以及圖一所 示之習用光學筆1G於移動時，其光學筆H)之筆尖14與 域應器13擷取影像位置16之相對位置示意圖。由於習 用光學筆10之筆尖14的一軸心方向17與光咸應哭13 # 她影像的光學路㈣（亦即光行進路徑）並非同;：(亦 即非重#) ’所以筆尖14與光感應器13操取影像的位置 I6之間會有一間距d。當使用者操作光學筆⑺進行奎寫 時，則光學筆10將會產生旋轉動作，並如同圖二示 般，光感應器13擷取之影像行進速度、方向、與距離均 會和筆尖14不同，而導致筆尖14採直線行進，但光感應 器^3擷取之影像卻是彎曲弧線影像的結果。而倘若是進 行筆畫轉折（亦即非直線之書寫動作）動作時，光感應器 • U賴取之f彡像文字或圖形，將更料發生無法預期的 扭曲失真、或甚至造成線條不連續現象，而有待進一步改 、良者。 【發明内容】 本發明的主要目的是提供一種光學路徑與筆尖共軸 之光學筆，其進行書寫動作，光感應器所擷取到之影像的 行進速度、方向、與距離均會和筆尖完全相同者。 本發明的另一目的是提供一種光學路徑與筆尖共轴 7 1269995 之光學筆，其可整合光學滑鼠與手寫辨識功能、且光學筆 擷取影像光之光學路徑與筆尖係為共軸者。 本發明的再一目的是提供一種光學路徑與筆尖共軸 之光學筆’藉由導光元件之設置來將光源之光導引射向筆 尖附近、並藉由將筆尖簍空使筆尖附近之反射影像光可由 該簍空處進入筆尖，可使得光學筆擷取影像光之光學路徑 與筆尖成為共軸者。 為達上述目的’本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學 筆可包括有··-筆桿、-筆尖、—絲、及—光感應器。 該筆桿係沿一軸心方向延伸一預定長度。筆尖係位於該筆 桿之一末端且係座落於該軸心方向上。光源係用以產生光 照射向位於該筆尖附近之一外界表面以產生該外界表面 之一反射影像光。該影像光係沿著位於筆尖内之一光學路 徑行進，並且，該光學路徑至少有一部份係與該軸心方向 相重疊。光感應裔係位於該光學路控上，可用以接受該影 像光並將其轉換為一電氣訊號。 【實施方式】 為使貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有 更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明如後： 請參閱圖三、圖四A及圖四B，其分別為本發明之 光學路徑與筆尖共軸之光學筆50的第一較佳實施例示意 圖、本發明之光學筆的光學路徑與筆尖之相對位置示意 圖、以及本發明之光學筆於移動時，其筆尖與光感應器擷 8 1269995 取影像妞置之相對位置示意圖。 如圖三所示，本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆 50的第一較佳實施例可包括有：一筆桿51、一筆尖52、 一光源53、一透鏡55、一光感應器56、及一導光元件57。 該筆桿51係構成光學筆50之本體以供容置光學筆 5〇之各元件。於本實施例中，該筆桿51係呈一狹長桿狀 元件且大體上係沿一轴心方向62延伸一預定長度。 該筆尖52係位於該筆桿51之一末端（下端）且係座 落於該軸心方向62上，所以於本實施例中，該筆桿51 之軸心方向62即為筆尖52之軸心方向62。於本實施例 中，該筆尖52係由該導光元件57之最末端（最下端）所 構成。該導光元件57係由導光材質所製成，其上端係鄰 近於光源53、另一端則接近於該筆尖52處且係設置有一 斜椎面571。於該斜椎面571可形成一反射面，例如可在 其外側表面塗覆光反射材料，或是單純以適當角度之安排 使導光元件57内部之光源可受斜椎面57][所反射而折 向。因此，由光源53所產生光係射入該導光元件57並受 其導引，亦即，在導光元件57内部多次反射並沿導光元 件57延伸方向前進，最後再受斜椎面571反射而由筆尖 52之該末端射出。藉由此一導光元件57之設置，使得光 源53所產生光可被導引並集中向外界表面63上鄰近筆尖 52附近之區域631 ’達到光線集中之效果。 該光源53係用以產生光照射向該筆尖a附近之一外 界表面，以供獲得該外界表面63之一小區域631的反射 9 1269995 影像光。該反射影像光之行進路線可定義有一光學路徑 64。於本貫施例中’该光源53可以是一發光二極體（led) 或疋微型的傳統嫣絲燈泡。並且，該反射影像光之光學路 從64係與筆尖52之軸心方向62為同軸（亦即相重疊）。 該透鏡55設於光感應器56之前，其可為單一透鏡或 是一透鏡組。該透鏡55可將影像光加以聚集並成像於光 感應裔56上。該光感應器56是用以接受來自筆尖％附 近之該影像光並將其轉換為一電氣訊號。於本實施例中， 該光感應器56可以是一場效電晶體光感應器（CM〇s Sensor)或是一電荷耦合元件光感應器（cCD) 〇 藉由前述之設計，本發明之光學筆5〇其反射影像光 之光行進路徑（亦即光學路徑64)將可如圖四A所示般 與該軸心方向62相重疊（亦即影像光之光學路徑64與筆 尖62係為同軸心）。所以，如圖四B所示，使用者在手 寫輸入時，本發明之光學筆5〇的光感應器56所擷取小區 域631影像之行進速度、方向、與距離均會和筆尖52完 全相本發明之光學筆5〇無論是在進行直線書寫、= 甚至是筆晝轉折（亦即非直線之書寫動作）造成光學筆 5〇之旋轉時，也都不會發生所輸入之文字或圖形扭曲失 真或不連續現象，完全克服習用技術之缺失。 如圖五所示，本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆 2〇的第二較佳實施例可包括有：一筆桿21、一筆尖22、 一光源23、—第一透鏡24、一第二透鏡乃、一光感應器 26 控制單元27、一按鍵28、一彈性機構29、一壓力 1269995 感應器30、以及一半穿透半反射鏡31。 、4筆桿21係沿一轴心方向32延伸一預定長度且係構 成光學筆20之本體以供容置光學筆2〇之各元件。該筆尖 係位於及筆杯21之一末端（下端）且係座落於該軸心 方向32上。於本實施例中，該筆尖22係為一實心透明元 件，其可為透明之塑膠、壓克力、玻璃、或石英等材質所 製成。 、 該光源23係用以產生光照射向該筆尖22附近之一外 界表面33，以供獲得該外界表面33之一小區域的反射影 像光。 μ 該第一透鏡24設於光源23附近，其可為單一透鏡或 是一透鏡組。該第一透鏡24可將光源23所產生光之加以 集光並使其大致可聚集在外界表面33位於筆尖22附近之 預定大小的小區域上。一般而言，該小區域之尺寸可介於 3mm*3mm至左右為佳。 ό亥第一透鏡25設於光感應器26之前，其可為單一透 鏡或是一透鏡組。該第二透鏡25可將影像光加以聚集並 成像於光感應器26上。 該光感應器26是用以接受來自筆尖22附近之該影像 光並將其轉換為一電氣訊號。 該控制單元27係連接於該光源23及該光感應器 26，可接受來自光感應器26之該電氣訊號，並加以運算 處理後，產生對應之一第一控制訊號，以有線或是無線方 式傳送給所連接之外界電子資訊裝置（圖中未示）做進一 1269995 步的運算處理，以執行一第—預定功能，例如控制游標位 置之移動與定位、或是進行手寫輸入功能者。 該按鍵28係連接於該控制單元27，藉由按屋該按鍵 T可使控制單元27產輯應之—第二控制訊號經控制 夺兀27傳送給所連接之外界電子資訊裝置做進一步的運 真處理，以執行-第二預定功能，例如執行游標所在位置 所對應之執行功能者（也就是類縛騎鼠紐之功能 該彈性機構29係連結於筆尖22，使該筆尖22可受 一外界勤而進行預定距離之伸縮位移運動。同時，該壓 力感應11 30係設置於筆桿21畴近筆尖22之位置處， 可偵測筆尖22之伸縮位移運動並產生對應之一第三=制 訊號。當使用者操作光學筆20使其筆尖22向下塵迫該外 =面33時’壓力感應器3〇可產生該第三控制訊號經控 制皁το 27傳送給所連接之外界電子資訊裝置，以執行一 第三預定功能，例如執行依據壓力大小之變化來改變所輸 入圖文線條之粗細（亦即可書寫毛筆字）、或是啟動影像 掃瞒等其他魏、或是把可伸縮之筆尖22當作另—按鍵 來使用者。於本實_巾，該絲23與該光感應器％ 並不連動於該筆尖22，所以當筆尖22進行伸縮位移運動 時，光源23與光感應器26並不隨著筆尖22運動。 該半穿透半反射鏡31係座落於該軸心方向32上且 係與軸心方向32呈45度夾角方式設置，且該光源23與 该光感應H 26係分別位於該半穿透半反射鏡3〗的相對兩 側面。該光源23所產生之光細大體上和柿心方向32 12 1269995 呈90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡31，使部分之 光可受半穿透半反射鏡31所反射而射向該筆尖22附近。 並且’光感應器26係座落於該軸心方向32上，由筆失 22附近射回之影像光有部分會穿透該半穿透半反射鏡31 而到達該光感應器26。因此，於本較佳實施例中，光學 華20其反射影像光之光行進路徑（亦即光學路徑34)亦 是與該軸心方向32相重疊（亦即影像光之光學路徑34 與筆尖22係為同軸心）。 以下所述之本發明其他較佳實施例中，由於大部分元 件係相同或類似於前述之實施例。所以，相同或類似之元 件將給予相同之數字編號與元件名稱且不再贅述其詳細 構成，而僅是在原數字編號後增加一英文字母以資區別， 合先敛明。 如圖六所示’為本發明之光學路徑與筆尖共轴之光學 筆20a的第三較佳實施例示意圖。該第三較佳實施例之光 學筆同樣具有筆桿21a、筆尖22a、光源23a、第二透鏡 25a、光感應器26a、控制單元27a、按鍵（本圖未示）、 彈性機構29a、及壓力感應器30a等元件。其不同點在於： 该華尖22a於沿者該轴心方向32a延伸之部分更設有 一簍空空間35及一貫穿孔36，該簍空空間35及貫穿孔 36係可供該影像光通過。並且，該筆尖22a係由導光材 質所構成且更設計有一導光元件37，該導光元件37之一 端371係鄰近於光源23a、另一^端則係鄰近於筆尖22a之 一末端。由光源23a所產生光係射入該導光元件37並受 13 1269995 其導引，亦即，在導光元件37内部多次反射並沿導光元 件37延伸方向前進，最後再由筆尖22a之該末端射出。 藉由此一導光元件37之設置，使得光源23a所產生光可 被導引並集中向筆尖22a附近之區域，達到光線集中之效 果，同時也可省去第一透鏡之設置。此外，於本實施例中， 該光源23a及該光感應器26a均是設置於筆尖22a内。所 以，當筆尖22a進行伸縮位移運動時，光源23a及光感應 器26a將隨著筆尖22a運動。此種設計可使光學筆20a之 光學路徑34a長度不受筆尖22a被按壓伸縮所影響。 如圖七所示，為本發明之光學路徑與筆尖共轴之光學 筆20b的第四較佳實施例示意圖。該第四較佳實施例之光 學筆同樣具有筆桿21b、筆尖22b、光源23b、第一透鏡 24b、第二透鏡25b、光感應器26b、及控制單元27b等元 件。其不同點在於： 該光學筆20b更包括有一稜鏡組38，座落於該軸心 方向上。该稜鏡組38係為一反向全内反射稜鏡組 (Reversed Total Internal Reflection ; RTIR)且更包括有： 具有楔形截面之第一稜鏡381及一具有直角三角形截 面之第二稜鏡382，該第一稜鏡381與第二稜鏡382均是 以具有預定光折㈣數之翻㈣所誠，使得第一稜鏡 381與第二稜鏡382的交界面383在單方向上成為以預定 角度入射光狀全反射© <>該稜鏡組38係具有包括 一入光面384、-第-出光面385、一第二入光面撕及 一第二出光面387,由第-入光面384以預定角度所射入 1269995 士光會由第-出光面385射出，而由第二入光面s86以預 定角度所射人之光會由第二出光面387射出，並且，該第 一出光面385與第二入光面386係為同—面。該光源说 所產生之光係大體上沿著該軸心方向32b射向該第一入 光面384，使光穿透該稜鏡組38並由第一出光面射 出且射向該筆尖22b附近；並且，光感應器挪係位於第 二出光面387附近’由筆尖22b附近射回之影像光經由第 一入光面386射入稜鏡組38並受其反射後由第二出光面 387射出而到達該光感應器2你。藉由本實施例之稜鏡組 的設置，可使光源23b所發出之光的利用效率相對提 南0 如圖八所示，為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學 筆20c的第五較佳實施例示意圖。該第五較佳實施例之光 學筆20c同樣具有筆桿21c、筆尖22c、光源23c、第二透 鏡25c、光感應器26c、控制单元27c、萎空空間35c、及 導光元件37c等元件。其不同點在於： 該筆尖22c之導光元件37c係固定於筆桿21c上，所 以不具有伸縮筆尖22c之功能。並且，該導光元件37c於 接近筆尖22c末端之部分係呈現截面漸縮之設計，以加強 光集中效果。 如圖九所示，為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學 華50a的第六較佳實施例示意圖。該第六較佳實施例之光 學筆50a同樣具有筆桿51a、筆尖52a、光源53a、透鏡 55a、光感應器56a、及導光元件57a等元件。並且，由外 15 1269995 界表面63a之小區域631a所反射之影像光的光學路徑64a 同樣是與筆桿51a之軸心方向62a共軸。其不同點在於： 於該導光元件57a較遠離光源53a且較接近區域631a 的部分（亦即圖九所示之導光元件57a的右下角部分）係 包括有一切除部分572。該切除部分572可使導光元件57a 的形狀有如一般鋼筆之筆頭構造般，可具有相對較尖銳之 筆尖52a以利使用者進行書寫。 唯以上所述之實施例不應用於限制本發明之可應用範 圍，本發明之保護範圍應以本發明之申請專利範圍内容所 界定技術精神及其均等變化所含括之範圍為主者。即大凡 依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失 本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都 應視為本發明的進一步實施狀況。 【圖式簡單說明】 圖一係為一習用光學筆的示意圖。

圖二A係為圖-所示之習用光學筆之光學路徑與筆尖之 相對位置示意圖。 ' 圖二B係為圖-所示之習用光學筆於旋轉移動時，其光 學筆之筆尖與光感應器擷取影像位置之相對位置 示意圖。 的第一 圖三係為本發狀光學路徑與筆尖雜之光學筆 較佳實施例示意圖。 圖四A係為本發明之光學筆 之光學路徑與筆尖之相對位 1269995 置示意圖。 圖四B係為本發明之光學筆於旋轉移動時，其光學筆之 筆尖與光感應器擷取影像位置之相對位置示意 圖。 圖五係為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆的第二 較佳實施例示意圖。 圖六係為本發明之光學路徑與筆尖共轴之光學筆的第二 較佳實施例示意圖。 圖七係為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆的第四 較佳實施例示意圖。 圖八係為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆的第五 較佳實施例示意圖。 圖九係為本發明之光學路徑與筆尖共軸之光學筆的第二 較佳實施例示意圖。 ’、 【主要元件符號說明】 • 10光學筆 11本體 . 12光源 13光感應器 14筆尖 15外界表面 16位置 17轴心方向 18光學路徑 20、 20a、20b、20c、50、50a 光學筆 21、 21a、21b、21c、5卜 51a 筆桿 22、 22a、22b、22c、52、52a 筆尖 17 1269995 23、 23a、23b、23c、53、53a 光源 24、 24b第一透鏡 25、 25a、25b、25c 第二透鏡 26、 26a、26b、26c、56、56a 光感應器 27、 27a、27b、27c 控制單元 28按鍵 29、 29a彈性機構 30、 30a壓力感應器 31半穿透半反射鏡 32、 32a、32b、62、62a軸心方向 33、 63、63a外界表面 34、 34a、64、64a 光學路徑 35、 35c簍空空間 36貫穿孔 37、37c、57、57a 導光元件 371 —端 • 381第一稜鏡 383交界面 385第一出光面 • 387第二出光面 571斜椎面 631、631a 區域 38棱鏡組 382第二棱鏡 384第一入光面 386第二入光面 55、55a透鏡 572切除部分

Claims (1)

1269995 十、申請專利範圍： 1·一種光學路徑與筆尖共軸之光學筆，包括有： 一筆桿，該筆桿係延伸一預定長度； 一筆尖，位於該筆桿之一末端，該筆尖並定義有一軸心 方向； 一光源，用以產生光照射向該筆尖附近；以及， 一光感應器，用以接受來自筆尖附近之一影像光並將其 轉換為一電氣訊號； 其特徵在於： 該影像光之光行進路徑係與該軸心方向相重疊。 2·如申請專利範圍第1項所述之光學路徑與筆尖共轴之光 學筆，其中，該光學筆更包括有： 一控制單元，連接於該光源及該光感應器，可接受來自 光感應器之該電氣訊號，並加以運算處理後，產生對 應之一第一控制訊號。 3·如申請專利範圍第2項所述之光學路徑與筆尖共軸之光 學筆，其中，該光學筆更包括有·· 按鍵，連接於该控制單元，藉由按麼該按鍵可使控制 單元產生對應之一第二控制訊號。 4·如申靖專利範圍第2項所述之光學路徑與筆尖J£軸之光 學筆，其中，該光學筆更包括有·· 八 -彈性機構，連結於該筆尖，使該筆尖可受_外界屢力 而進行預定距離之伸縮位移運動；以及， —>1力感應n，設置於筆桿蘭近筆尖之位置處，可谓 1269995 測筆尖之伸縮位移運動並產生對應之一第三控制訊 號。 5.如申請專利範圍第4項所述之光學路徑與筆尖共軸之光 學筆，其中，該光源與該光感應器並不連動於該筆尖， 當筆尖進行伸縮位移運動時，光源與光感應器並不隨著 筆尖運動。 6·如申請專利範圍第4項所述之光學路徑與筆尖共軸之光 學筆，其中，該光源係結合於該筆尖，當筆尖進行伸縮 位移運動時，光源將隨著筆尖運動。 7·如申請專利範圍第4項所述之光學路徑與筆尖共軸之光 學筆，其中，該光感應器係結合於該筆尖，當筆尖進行 伸縮位移運動時，光感應器將隨著筆尖運動。 8·如申請專利範圍第丨項所述之光學路徑與筆尖共軸之光 學筆’其中’該筆尖係為一實心透明元件。 9·如申請專利範圍第1項所述之光學路徑與筆尖共轴之光 學筆，其中，該筆尖於沿著該軸心方向延伸之部分更設 有一簍空空間，該簍空空間係可供該影像光通過。 10·如申請專利範圍第丨項所述之光學路徑與筆尖共轴之 光學筆，其中，該筆尖係由導光材質所構成且更設計 有導光元件，該導光元件之一端係鄰近於光源、另 一端則係鄰近於筆尖之一末端，該光源所產生光係射 入該導光元件並受其導引而由筆尖之該末端射出。 11·如申請專利範圍第10項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，於該導光元件較遠離光源且較接近筆 1269995 尖末端的部分係設有一切除部分，以使導光元件的形 狀有如一般鋼筆之筆頭構造。 12·如申請專利範圍第1項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一半穿透半反射鏡，座落於該軸心方向上，且係與轴 心方向大體上呈45度夾角方式設置，且該光源與該 光感應器係分別位於該半穿透半反射鏡的相對兩側 面； 其中，該光源所產生之光係以大體上和該轴心方向呈 90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡，使部分之 光可文半穿透半反射鏡所反射而射向該筆尖附近； 並且，光感應器係座落於該軸心方向上，由筆尖附 近射回之影像光有部分會穿透該半穿透半反射鏡而 到達該光感應器。 13·如申請專利範圍第1項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一稜鏡組，座落於該軸心方向上，該稜鏡組係具有包 括一第一入光面、一第一出光面、一第二入光面及 一第二出光面，由第一入光面以預定角度所射入之 光會由第一出光面射出，而由第二入光面以預定角 度所射入之光會由第二出光面射出，並且，該第一 出光面與第二入光面係為同一面； 其中，該光源所產生之光係大體上沿著該軸心方向射 向該第一入光面，使光穿透該棱鏡組並由第一出光 21 1269995 面射出且射向該筆尖附近；並且，光感應器係位於 第二出光面附近，由筆尖附近射回之影像光經由第 二入光面射入稜鏡組並受其反射後由第二出光面射 出而到達該光感應器。 14·如申請專利範圍第13項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆’其中’该稜鏡組係為一反向全内反射（Reversd Total Internal Reflection ; RTIR)稜鏡組且更包括有： 一具有楔形截面之第一稜鏡及一具有直角三角形截面 之第二棱鏡，該第一棱鏡與第二稜鏡均是以具有預定 光折射係數之透明材質所構成，使得第一稜鏡與第二 稜鏡的交界面在單方向上成為以預定角度入射光線之 全反射面。 15·—種光學路徑與筆尖共軸之光學筆，包括有： 一筆桿’該筆桿係延伸一預定長度； 一筆尖，位於該筆桿之一末端，該筆尖並定義有一軸 心方向； 一光源，用以產生光照射向位於該筆尖附近之一外界 表面以產生該外界表面之一反射影像光； 一光學路徑，位於該筆尖中，該影像光係沿著該光學 路徑行進，並且，該光學路徑至少有一部份係與該 轴心方向相重疊；以及， 一光感應器，位於該光學路徑上，可用以接受該影像 光並將其轉換為一電氣訊號。 16·如申請專利範圍第15項所述之光學路徑與筆尖共軸之 22 1269995 光學筆，其中，該光學筆更包括有·· 一控制單元，連胁該光職該域絲，可接受來 自光感應器之該電氣訊號，並加以運算處理後，產 生對應之一第一控制訊號； 一按鍵，連接於該控制單元，藉由按壓該按鍵可使控 . 制單元產生對應之一第二控制訊號； 一彈性機構，連結於該筆尖，使該筆尖可受一外界壓 力而進行預定距離之伸縮位移運動；以及， 鲁 一壓力感應器，設置於筆桿内鄰近筆尖之位置處，可 偵測筆尖之伸縮位移運動並產生對應之一第三控制 訊號。 17·如申請專利範圍第15項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該筆尖係由導光材質所構成且更設計 有一導光元件，該導光元件之一端係鄰近於光源、另 一端則係鄰近於筆尖之一末端，該光源所產生光係射 入該導光元件並受其導引而由筆尖之該末端射出。 # 18·如申請專利範圍第15項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一半穿透半反射鏡，座落於該軸心方向上，且係與軸 心方向大體上呈45度夾角方式設置，且該光源與該 光感應器係分別位於該半穿透半反射鏡的相對兩側 面； 其中，該光源所產生之光係以大體上和該轴心方向呈 90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡，使部分之 23 1269995 光可受半穿透半反射鏡所反射而射向該筆尖附近； 並且，光感應器係座落於該轴心方向上，由筆尖附 近射回之影像光有部分會穿透該半穿透半反射鏡而 到達該光感應器。 19.如申請專利範圍第15項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一稜鏡組’座落於該轴心方向上，該稜鏡組係具有包 括一第一入光面、一第一出光面、一第二入光面及 一第二出光面，由第一入光面以預定角度所射入之 光會由第一出光面射出，而由第二入光面以預定角 度所射入之光會由第二出光面射出，並且，該第一 出光面與第二入光面係為同一面； 其中’該光源所產生之光係大體上沿著該軸心方向射 向該第一入光面，使光穿透該稜鏡組並由第一出光 面射出且射向該筆尖附近；並且，光感應器係位於 第二出光面附近，由筆尖附近射回之影像光經由第 二入光面射入稜鏡組並受其反射後由第二出光面射 出而到達該光感應器。 20·如申請專利範圍第19項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該稜鏡組係為一反向全内反射（Reversed Total Internal Reflecti〇n ; RTIR)稜鏡組且更包括有· 一具有楔形截面之第一稜鏡及一具有直角三角形截面 之第二稜鏡，該第一稜鏡與第二稜鏡均是以具有預定 光折射係數之透明材質所構成，使得第一稜鏡與第二 24 1269995 棱鏡的交界面在單方向上成為以預定角度入射光線之 全反射面。 21·—種光學路徑與筆尖共轴之光學筆，包括有： 一筆桿，該筆桿係延伸一預定長度； 一筆尖’位於該筆桿之一末端，該筆尖並定義有一軸 心方向； 一光源，用以產生光； 一導光元件，鄰近於該光源，可將光源所產生之光加 以引導並以預定角度射向該筆尖附近，並產生來自 筆尖附近且沿一預定光學路徑行進之一影像光，並 且’該光學路徑至少有一部份係與該軸心方向相重 疊；以及， 一光感應器，可用以接受該影像光並將其轉換為一電 氣訊號。 22.如申請專利範圍第21項所述之光學路徑與筆尖共轴之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一控制單元，連接於該光源及該光感應器，可接受來 自光感應器之該電氣訊號，並加以運算處理後，產 生對應之一第一控制訊號； 一按鍵，連接於該控制單元，藉由按壓該按鍵可使控 制單元產生對應之一第二控制訊號； 一彈性機構，連結於該筆尖，使該筆尖可受一外界壓 力而進行預定距離之伸縮位移運動；以及， 一壓力感應器，設置於筆桿内鄰近筆尖之位置處，可 25 1269995 債測筆尖之伸縮位移運動並產生對應之一第三控制 訊號。 23·如申請專利範圍第21項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一半穿透半反射鏡，座落於該軸心方向上，且係與軸 心方向大體上呈45度夾角方式設置，且該光源與該 光感應器係分別位於該半穿透半反射鏡的相對兩侧 面； 其中’該光源所產生之光係以大體上和該軸心方向呈 90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡，使部分之 光可受半穿透半反射鏡所反射而射向該筆尖附近； 並且’光感應器係座落於該轴心方向上，由筆尖附 近射回之影像光有部分會穿透該半穿透半反射鏡而 到達該光感應器。 24·如申請專利範圍第21項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該光學筆更包括有： 一稜鏡組，座落於該軸心方向上，該棱鏡組係具有包 括一第一入光面、一第一出光面、一第二入光面及 一第二出光面，由第一入光面以預定角度所射入之 光會由第一出光面射出，而由第二入光面以預定角 度所射入之光會由第二出光面射出，並且，該第一 出光面與第二入光面係為同一面； 其中，該光源所產生之光係大體上沿著該軸心方向射 向该第一入光面，使光穿透該稜鏡組並由第一出光 26 1269995 面射出且射向該筆尖附近；並且，光感應器係位於 第二出光面附近，由筆尖附近射回之影像光經由第 一入光面射入稜鏡組並受其反射後由第二出光面射 出而到達該光感應器。 25·如申凊專利範圍第24項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，該稜鏡組係為一反向全内反射（Reversed TQtal Intemal Reflection ; RTIR)稜鏡組且更包括有： 一具有楔形截面之第一棱鏡及一具有直角三角形截面 之第二稜鏡，該第一棱鏡與第二稜鏡均是以具有預定 光折射係數之透明材質所構成，使得第一稜鏡與第二 稜鏡的交界面在單方向上成為以預定角度入射光線之 全反射面。 26·如申請專利範圍第21項所述之光學路徑與筆尖共軸之 光學筆，其中，於該導光元件較遠離光源且較接近筆 尖末端的部分係設有一切除部分，以使導光元件的形 狀有如一般鋼筆之筆頭構造。 27