TWI424350B - 主動式電磁筆 - Google Patents

Description

主動式電磁筆

本發明是有關於一種電磁筆，且特別是有關於一種主動式電磁筆。

電磁感應式觸控板是一種使用電磁技術的輸入裝置。電磁感應式觸控板需搭配專用的電磁筆，當電磁筆在觸控板的觸控面上書寫時，電磁筆可發出特定頻率的電磁訊號，而觸控板則根據訊號的大小計算出電磁筆的座標。此外，電磁筆可分為主動式電磁筆與被動式電磁筆兩種，主動式電磁筆本身需藉由電池供電，而被動式電磁筆則不需藉由電池供電。相較於採用被動式電磁筆的觸控板而言，採用主動式電磁筆的觸控板因不需發射能量給電磁筆，所以不僅較為省電，而且座標資料的傳送速率(report rate)也較快。

圖1是習知一種主動式電磁筆的示意圖。請參照圖1，習知主動式電磁筆100包括筆桿110、筆尖120、壓力感測模組130以及電源供應模組140。筆桿110的一端具有開口112，而筆尖120配置於筆桿110的開口112處。筆尖120具有相對的尖端122與平面端124，平面端124位於筆桿110內，而尖端122經由開口112伸出筆桿110外。壓力感測模組130配置於筆桿110內，且壓力感測模組130具有一個壓力感測元件132。此壓力感測元件132透過連接件134連接至筆尖120之平面端134。電源供應模組140配置於筆桿110內，並用以提供電力至壓力感測模組130。

當筆尖120受到外力擠壓時，壓力感測元件132會感測到壓力，且壓力感測模組130會將感測到的壓力值以特定頻率的電磁訊號發送出去，而觸控板可根據所接收到的電磁訊號來計算出主動式電磁筆100的座標。

然而，在習知技術中，由於壓力感測模組130僅包括一個壓力感測元件132，所以感測靈敏度較差，而且無法感測筆尖120的受壓方向。

本發明提供一種主動式電磁筆，可偵測主動式電磁筆的動筆方向。

本發明提出一種主動式電磁筆，其包括筆桿、筆尖、壓力感測模組以及電源供應模組。筆桿的一端具有開口，而筆尖配置於筆桿的開口處。筆尖具有相對的尖端與平面端，平面端位於筆桿內，而尖端經由開口伸出筆桿外。壓力感測模組配置於筆桿內，且壓力感測模組包括多個壓力感測元件。這些壓力感測元件分別連接至筆尖之平面端的不同位置。電源供應模組配置於筆桿內，且電性連接至壓力感測模組。

在本發明之一實施例中，上述之壓力感測模組更包括多個連接桿，而每一壓力感測元件透過其中一個對應的連接桿而連接至筆尖之平面端。

在本發明之一實施例中，上述之連接桿連接至平面端的位置是沿圓形軌跡而分佈於平面端。

在本發明之一實施例中，上述之壓力感測元件直接接觸平面端，且壓力感測元件接觸到平面端的位置是沿圓形軌跡而分佈於平面端。

本發明之主動式電磁筆因採用多個壓力感測元件，且這些壓力感測元件連接到筆尖之平面端的不同位置，所以能感測到筆尖之受壓方向。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2是本發明一實施例之一種主動式電磁筆的示意圖，而圖3是本發明一實施例中多個連接桿連接至筆尖之平面端的不同位置的示意圖。請先參照圖2，本實施例之主動式電磁筆200包括筆桿210以及配置於筆桿210內的容置空間S的筆尖220、壓力感測模組230與電源供應模組240。筆桿210的一端具有開口212，而筆尖220配置於筆桿210的開口212處。筆尖220具有相對的尖端222與平面端224，平面端224位於筆桿210內，而尖端222經由開口212伸出筆桿210外。壓力感測模組230包括多個壓力感測元件232，而這些壓力感測元件232分別連接至筆尖220之平面端224的不同位置。電源供應模組240電性連接至壓力感測模組230，以提供電力至壓力感測模組230。

在本實施例中，電源供應模組240可包括電池及相關的電路，以將電池的電力提供至壓力感測模組230。壓力感測模組230的壓力感測元件232用於偵測筆尖220的受壓情形，而且壓力感測模組230還包括其他電路單元(圖未示)，以將感測到的壓力值以特定頻率的電磁訊號發送至與此主動式電磁筆200配合使用的觸控板。觸控板則可根據所接收到的電磁訊號來計算出主動式電磁筆200的座標。

本實施例之壓力感測模組230例如更包括多個連接桿234，而每一壓力感測元件232是透過其中一個對應的連接桿234而連接至筆尖220之平面端224。連接桿234的材質可為塑膠、金屬或磁性材質以外的其他材質。本實施例之連接桿234與壓力感測元件232的數量例如分別為四個。另外，如圖3所示，在本實施例中，這些連接桿234連接至平面端224的位置例如是沿圓形軌跡O而分佈於平面端224。相鄰兩連接桿234在平面端224的兩個位置之間的圓心角例如是相等。換言之，圓心角θ1、θ2、θ3與θ4皆相等，而θ1、θ2、θ3與θ4例如都是90度。

需注意的是，本實施例之壓力感測元件232與連接桿234的數量僅為舉例之用，並非用以限定本發明。實際上，本發明僅限定壓力感測元件232的數量為至少兩個，而壓力感測元件232與連接桿234的數量可根據設計需求而作適當的調整。

圖4是本發明一實施例之壓力感測元件的剖面示意圖。請參照圖4，本實施例之壓力感測元件232例如包括連接端232a、彈性件232b、可動磁芯232c、導套232d及線圈232e。彈性件232b兩端分別固定於連接端232a以及對應的連接桿234。彈性件232b例如為彈簧。可動磁芯232c內具有通孔232f。連接桿234穿過通孔232f並與可動磁芯232c相互固定。可動磁芯232c可滑動的設置在導套232d中。線圈232e繞設於導套232d的外表面並連接至壓力感測模組的其他電子元件，如電容(圖未示)，以構成震盪偵測電路。

請參照圖2與圖4，當筆尖220的尖端222接觸到觸控板的觸控面時，筆尖220因受到壓力而向筆桿210內收縮，從而帶動連接桿234及可動磁芯232c一同運動。線圈232e內的磁場會發生變化，而壓力感測模組230的電路單元可偵測此磁場變化而相應計算出可動磁芯232c與連接桿234收縮的距離，再根據彈性件232b的彈性係數可進一步計算出每根連接桿234所受到的壓力的大小。根據不同連接桿234所受的壓力值即可得知筆尖220所受到的力的方向。

需注意的是，上述壓力感測元件232的結構描述僅為示例，並不用以限定本發明。在其他實施例中，壓力感測元件還可以為壓電式壓力感測器或者其他合適的壓力感測器。

本實施例的主動式電磁筆200採用多個連接到筆尖220之平面端224的不同位置的壓力感測元件232，所以當主動式電磁筆200接觸觸控板的觸控面時，即使主動式電磁筆200不垂直於觸控板之觸控面，主動式電磁筆200仍可感測到壓力。而且，本實施例之主動式電磁筆200還可根據不同壓力感測元件232的受壓程度來判斷筆尖220的受壓方向。因此，本實施例之主動式電磁筆200具有感應靈敏的優點，同時還可方便使用者以此主動式電磁筆200在觸控板的觸控面上書寫。

值得一提的是，雖然上述實施例中，壓力感測元件232是透過連接桿234而連接到筆尖220的平面端224，但在另一實施例中，壓力感測元件可直接連接到平面端224。舉例來說，壓力感測元件可透過其可動磁芯而直接接觸到平面端224。此外，與圖3相似，這些壓力感測元件接觸到平面端的位置例如是沿圓形軌跡而分佈於平面端。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200．．．主動式電磁筆

110、210．．．筆桿

112、212．．．開口

120、220．．．筆尖

122、222．．．尖端

124、224．．．平面端

130、230．．．壓力感測模組

132、232．．．壓力感測元件

134、234．．．連接桿

140、240．．．電源供應模組

232a．．．連接端

232b．．．彈性件

232c．．．可動磁芯

232d．．．導套

232e．．．線圈

S．．．容置空間

O．．．圓形軌跡

θ1、θ2、θ3、θ4．．．圓心角

圖1是習知一種主動式電磁筆的示意圖。

圖2是本發明一實施例之一種主動式電磁筆的示意圖。

圖3是本發明一實施例中多個連接桿連接至筆尖之平面端的不同位置的示意圖。

圖4是本發明一實施例之壓力感測元件的剖面示意圖。

200．．．主動式電磁筆

210．．．筆桿

212．．．開口

220．．．筆尖

222．．．尖端

224．．．平面端

230．．．壓力感測模組

232．．．壓力感測元件

234．．．連接桿

240．．．電源供應模組

S．．．容置空間

Claims (4)

1. 一種主動式電磁筆，包括：一筆桿，其一端具有一開口；一筆尖，配置於該筆桿的該開口處，該筆尖具有相對的一尖端與一平面端，該平面端位於該筆桿內，而該尖端經由該開口伸出該筆桿外；一壓力感測模組，配置於該筆桿內，該壓力感測模組包括多個壓力感測元件，該些壓力感測元件分別連接至該筆尖之該平面端的不同位置，且該些壓力感測元件皆直接接觸該平面端；以及一電源供應模組，配置於該筆桿內，且電性連接至該壓力感測模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式電磁筆，其中該壓力感測模組更包括多個連接桿，其中每一壓力感測元件透過該些連接桿其中之一而連接至該筆尖之該平面端。
3. 如申請專利範圍第2項所述之主動式電磁筆，其中該些連接桿連接至該平面端的該些位置是沿一圓形軌跡而分佈於該平面端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之主動式電磁筆，其中該些壓力感測元件接觸到該平面端的該些位置是沿一圓形軌跡而分佈於該平面端。