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TWI626563B - 可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆 - Google Patents

可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆 Download PDF

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TWI626563B
TWI626563B TW106107572A TW106107572A TWI626563B TW I626563 B TWI626563 B TW I626563B TW 106107572 A TW106107572 A TW 106107572A TW 106107572 A TW106107572 A TW 106107572A TW I626563 B TWI626563 B TW I626563B
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Taiwan
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pen
surrounding
sensing module
shaped housing
disposed
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TW106107572A
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Inventor
張逸智
Yi Chih Chang
Original Assignee
翰碩電子股份有限公司
Waltop International Corporation
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Publication date
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Priority to CN201710244195.8A priority patent/CN108572750B/zh
Priority to US15/633,194 priority patent/US10599272B2/en
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Publication of TW201833738A publication Critical patent/TW201833738A/zh

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Abstract

本發明公開一種可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆。主動式電容觸控筆包括筆形殼體結構、支撐結構、電路基板、感測模組、彈性組件、頂抵組件、筆頭結構以及供電元件。支撐結構設置在筆形殼體結構內。電路基板定位在支撐結構上且設置在筆形殼體結構內。感測模組設置在筆形殼體結構內且電性連接於電路基板。彈性組件包括一接觸感測模組的可撓性支架以及一設置在可撓性支架與感測模組之間的可撓性元件。頂抵組件設置在筆形殼體結構內且頂抵可撓性支架。藉此，筆頭結構、頂抵組件、彈性組件以及感測模組依序緊靠，以使得筆頭結構、頂抵組件、彈性組件以及感測模組之中的任意兩者之間無組裝間隙。

Description

可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆
本發明涉及一種電子裝置及其觸控筆，特別是涉及一種可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆。
觸控板有電阻式、電磁式及電容式三種。電阻式觸控板在操作時需利用筆尖在極小的面積上施力。電磁式觸控板需配合具有電池的特殊筆才能進行輸入。電容式觸控板的工作原理是利用物件接觸到觸控板的瞬間產生電容耦合效應，因而可藉由電容值的變化來偵測物件的接觸位置，因此電容式觸控板不必藉助消耗電源的輸入筆。電容式觸控板的使用也不需要施壓點集中，因此使用壽命較長。再者，電容式觸控板的組成簡單、元件少、產品良率高，使得電容式觸控板在大量生產時成本較低。
操作電容式觸控板的方式有許多，最常見的是以手指或筆在其表面碰觸或滑動，以便觸控板中的感應器產生相應的信號。但是隨著的電容式觸控板的應用越來越多，其於偵測上卻有精準度較低的缺點，在某些可能需要更精準的偵測效能的應用上，將會使得操作流暢度大打折扣，因此很多使用者選擇使用電容式觸控筆來增加其觸控的精準度。
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可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種主動式電容觸控筆，其包括：一筆形殼體結構、一支撐結構、一電路基板、一感測模組、一彈性組件、一頂抵組件、一筆頭結構以及一供電元件。所述支撐結構設置在所述筆形殼體結構內。所述電路基板定位在所述支撐結構上且設置在所述筆形殼體結構內。所述感測模組設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板。所述彈性組件設置在所述筆形殼體結構內且接觸所述感測模組，其中，所述彈性組件包括一接觸所述感測模組的可撓性支架以及一設置在所述可撓性支架與所述感測模組之間的可撓性元件。所述頂抵組件設置在所述筆形殼體結構內且頂抵所述可撓性支架。所述筆頭結構的一部分設置在所述筆形殼體結構的內部以頂抵所述頂抵組件，且所述筆頭結構的另一部分設置在所述筆形殼體結構的外部。所述供電元件設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板。其中，所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組依序緊靠，以使得所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組之中的任意兩者之間無組裝間隙。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種可攜式電子裝置，所述可攜式電子裝置使用一主動式電容觸控筆。
本發明的有益效果在於，本發明技術方案所提供的一種可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆，其能通過“所述彈性組件包括一接觸所述感測模組的可撓性支架以及一設置在所述可撓性支架與所述感測模組之間的可撓性元件”以及“所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組依序緊靠”的技術特徵，以使得所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組之中的任意兩者之間無組裝間隙。
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。
P‧‧‧可攜式電子裝置
Z‧‧‧主動式電容觸控筆
1‧‧‧筆形殼體結構
11‧‧‧筆身
12‧‧‧筆帽
2‧‧‧支撐結構
2A‧‧‧第一支撐架
2B‧‧‧第二支撐架
2001‧‧‧內表面
2002‧‧‧內圍繞凹槽
3‧‧‧電路基板
4‧‧‧感測模組
41‧‧‧承載基板
42‧‧‧力量感測器
421‧‧‧感測區域
422‧‧‧非感測區域
5‧‧‧彈性組件
51‧‧‧可撓性支架
511‧‧‧接觸部
5111‧‧‧連接肋
512‧‧‧圍繞部
513‧‧‧圍繞空間
52‧‧‧可撓性元件
6‧‧‧頂抵組件
61‧‧‧筆芯支架
611‧‧‧主體部
612‧‧‧延伸部
613‧‧‧容置空間
614‧‧‧圍繞狀凸體
6141‧‧‧第一圍繞側表面
6142‧‧‧第二圍繞側表面
615‧‧‧圍繞狀凹槽
62‧‧‧限位軸套
621‧‧‧軸套部
622‧‧‧限位部
63‧‧‧彈性環
7‧‧‧筆頭結構
71‧‧‧筆芯
72‧‧‧筆芯帽蓋
8‧‧‧供電元件
W‧‧‧導電線
S1‧‧‧屏蔽元件
S2‧‧‧天線元件
S3‧‧‧充電模組
圖1為本發明實施例的主動式電容觸控筆的組合示意圖。
圖2為圖1的II-II剖面線的剖面示意圖。
圖3為本發明實施例的主動式電容觸控筆的其中一觀看視角的分解示意圖。
圖4為本發明實施例的主動式電容觸控筆的另外一觀看視角的分解示意圖。
圖5為本發明實施例的主動式電容觸控筆的感測模組、彈性組件以及頂抵組件的其中一觀看視角的組合示意圖。
圖6為本發明實施例的主動式電容觸控筆的感測模組、彈性組件以及頂抵組件的另外一觀看視角的組合示意圖。
圖7為本發明實施例的主動式電容觸控筆的感測模組、彈性組件以及頂抵組件的其中一觀看視角的分解示意圖。
圖8為本發明實施例的主動式電容觸控筆的感測模組、彈性組件以及頂抵組件的另外一觀看視角的分解示意圖。
圖9為本發明實施例的可攜式電子裝置使用一主動式電容觸控筆的示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“可攜式電子裝置及其主動式電容觸控筆”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，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。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。
請參閱圖1至圖8所示，本發明提供一種主動式電容觸控筆Z，其包括：一筆形殼體結構1、一支撐結構2、一電路基板3、一感測模組4、一彈性組件5、一頂抵組件6、一筆頭結構7以及一供電元件8。
首先，配合圖1以及圖3所示，筆形殼體結構1至少包括一筆身11以及一筆帽12。舉例來說，筆身11除了可採用圓形結構(如圖1所示)之外，也可使用方形結構，所以筆形殼體結構1不管採用何種形狀設計，本發明都不以此為限制。
此外，配合圖1以及圖3所示，支撐結構2設置在筆形殼體結構1內，並且電路基板3定位在支撐結構2上且設置在筆形殼體結構1內。更進一步來說，支撐結構2可以由一第一支撐架2A(或可稱下側支架)以及一第二支撐架2B(或可稱上側支架)相互配合所構成。值得一提的是，當第一支撐架2A與第二支撐架2B相互配合以組成支撐結構2後，一屏蔽元件S1以及一天線元件S2可以分別套設在支撐結構2上，並且天線元件S2的一部分會穿過第二支撐架2B而設置在支撐結構2的內部且電性連接至電路基板3。
再者，配合圖2、圖5以及圖7所示，感測模組4設置在筆形殼體結構1內且電性連接於電路基板3，並且彈性組件5設置在筆形殼體結構1內且接觸感測模組4。更進一步來說，感測模組4包括一承載基板41以及一力量感測器42。承載基板41電性連接於電路基板3，並且力量感測器42設置在承載基板41上且電性連接於承載基板41。另外，彈性組件5包括一接觸感測模組4的可撓性支架51以及一設置在可撓性支架51與感測模組4之間的可撓性元件52，並且可撓性支架51具有一接觸部511、一圍繞部512以及一圍繞空間513。
承上所述，接觸部511能接觸力量感測器42的一感測區域 421，圍繞部512能通過多個連接肋5111以圍繞地連接於接觸部511且頂抵承載基板41，並且圍繞空間513圍繞地形成在接觸部511與圍繞部512之間。另外，可撓性元件52會套設在圍繞部512上且容置在圍繞空間513內，並且可撓性元件52的一末端部會頂抵力量感測器42的一非感測區域422或者頂抵承載基板41。目前圖2是以“可撓性元件52的末端部頂抵力量感測器42的非感測區域422”為例子來作說明，但本發明不以此為限。
另外，配合圖2、圖5以及圖7所示，頂抵組件6設置在筆形殼體結構1內且頂抵可撓性支架51。更進一步來說，頂抵組件6包括一筆芯支架61、一限位軸套62以及一彈性環63。筆芯支架61頂抵可撓性支架51，限位軸套62套設在筆芯支架61上且被支撐結構2所定位，並且彈性環63套設在筆芯支架61上且緊靠於支撐結構2。此外，筆芯支架61的外表面具有一圍繞狀凸體614以及一圍繞狀凹槽615，並且彈性環63設置在圍繞狀凹槽615內且緊靠在圍繞狀凸體614的一第一圍繞側表面6141與支撐結構2的內表面2001之間。舉例來說，彈性環63可以是O型環。
承上所述，筆芯支架61具有一主體部611、至少兩個延伸部612以及一容置空間613。主體部611頂抵可撓性支架51，至少兩個延伸部612彼此分離且從主體部611延伸而出，並且容置空間613位於至少兩個延伸部612之間，以用於部分地收容筆頭結構7。另外，限位軸套62具有一軸套部621以及一限位部622。軸套部621套設在至少兩個延伸部612上且緊靠在筆芯支架61與支撐結構2之間，並且限位部622圍繞地設置在軸套部621上且定位在支撐結構2的一內圍繞凹槽2002內。
再者，配合圖1至圖3所示，筆頭結構7的一部分設置在筆形殼體結構1的內部以頂抵頂抵組件6，並且筆頭結構7的另一部分設置在筆形殼體結構1的外部。更進一步來說，筆頭結構7具有一筆芯71以及一筆芯帽蓋72。筆芯71的內藏部被收容在筆芯 支架61的容置空間613內，並且筆芯71的外露部被筆芯帽蓋72所覆蓋。另外，供電元件8設置在筆形殼體結構1內且電性連接於電路基板3，並且在筆身11與筆帽12之間還設置有一電性連接於電路基板3的充電模組S3。舉例來說，供電元件8可以是一儲電元件，例如充電式蓄電池。
藉此，如圖2所示，筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4四者會依序緊靠，以使得筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4之中的任意兩者之間無組裝間隙。也就是說，筆頭結構7與頂抵組件6會彼此緊靠，而使得筆頭結構7與頂抵組件6之間不會產生組裝間隙。頂抵組件6與彈性組件5會彼此緊靠，而使得頂抵組件6與彈性組件5之間不會產生組裝間隙。彈性組件5與感測模組4會彼此緊靠，而使得彈性組件5與感測模組4之間不會產生組裝間隙。因此，由於筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4在軸向是以無間隙的方式相互緊靠配合，所以本發明的主動式電容觸控筆Z能夠提供給使用者“軸向無間隙感”的書寫感受。
值得一提的是，由於軸套部621套設在至少兩個延伸部612上且緊靠在筆芯支架61與支撐結構2之間，並且限位部622圍繞地設置在軸套部621上且定位在支撐結構2的內圍繞凹槽2002內，所以筆頭結構7、頂抵組件6以及支撐結構2在徑向是以無間隙的方式相互緊靠配合，所以本發明的主動式電容觸控筆Z能夠提供給使用者“徑向無晃動感”的書寫感受。
請參閱圖9所示，本發明還提供一種可攜式電子裝置P(例如智慧型手機或者平板電腦)，並且可攜式電子裝置P使用一主動式電容觸控筆Z(如圖1所示)，以進行指令或者信息的輸入。因此，本發明可以直接通過感測模組4來判斷使用者在使用主動式電容觸控筆Z時，所施加在可攜式電子裝置P的觸控面板上的書寫力道(壓力大小)為何，並且能夠將所施加在可攜式電子裝置P的 觸控面板上的不同壓力所產生的不同粗細線條呈現在可攜式電子裝置P的觸控面板上。
[實施例的有益效果]
本發明的有益效果在於，本發明技術方案所提供的一種可攜式電子裝置P及其主動式電容觸控筆Z，其能通過“彈性組件5包括一接觸感測模組4的可撓性支架51以及一設置在可撓性支架51與感測模組4之間的可撓性元件52”以及“筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4依序緊靠”的技術特徵，以使得筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4之中的任意兩者之間無組裝間隙。因此，由於筆頭結構7、頂抵組件6、彈性組件5以及感測模組4在軸向是以無間隙的方式相互緊靠配合，所以本發明的主動式電容觸控筆Z能夠提供給使用者“軸向無間隙感”的書寫感受。
另外，由於筆頭結構7、頂抵組件6以及支撐結構2在徑向是以無間隙的方式相互緊靠配合，所以本發明的主動式電容觸控筆Z能夠提供給使用者“徑向無晃動感”的書寫感受。
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。

Claims (10)

  1. 一種主動式電容觸控筆，其包括：一筆形殼體結構；一支撐結構，所述支撐結構設置在所述筆形殼體結構內；一電路基板，所述電路基板定位在所述支撐結構上且設置在所述筆形殼體結構內；一感測模組，所述感測模組設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板；一彈性組件，所述彈性組件設置在所述筆形殼體結構內且接觸所述感測模組，其中，所述彈性組件包括一接觸所述感測模組的可撓性支架以及一設置在所述可撓性支架與所述感測模組之間的可撓性元件；一頂抵組件，所述頂抵組件設置在所述筆形殼體結構內且頂抵所述可撓性支架；一筆頭結構，所述筆頭結構的一部分設置在所述筆形殼體結構的內部以頂抵所述頂抵組件，且所述筆頭結構的另一部分設置在所述筆形殼體結構的外部；以及一供電元件，所述供電元件設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板；其中，所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組依序緊靠，以使得所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組之中的任意兩者之間無組裝間隙；其中，所述頂抵組件包括一筆芯支架、一限位軸套以及一彈性環，所述筆芯支架頂抵所述可撓性支架，所述限位軸套套設在所述筆芯支架上且被所述支撐結構所定位，且所述彈性環套設在所述筆芯支架上且緊靠於所述支撐結構。
  2. 如請求項1所述的主動式電容觸控筆，其中，所述感測模組包括一承載基板以及一力量感測器，所述承載基板電性連接於所述電路基板，且所述力量感測器設置在所述承載基板上且電性連接於所述承載基板，其中，所述可撓性支架具有一接觸部、一圍繞部以及一圍繞空間，所述接觸部接觸所述力量感測器的一感測區域，所述圍繞部圍繞地連接於所述接觸部且頂抵所述承載基板，且所述圍繞空間圍繞地形成在所述接觸部與所述圍繞部之間，其中，所述可撓性元件套設在所述圍繞部上且容置在所述圍繞空間內，且所述可撓性元件的一末端部頂抵所述力量感測器的一非感測區域或者頂抵所述承載基板。
  3. 如請求項1所述的主動式電容觸控筆，其中，所述筆芯支架的外表面具有一圍繞狀凸體以及一圍繞狀凹槽，且所述彈性環設置在所述圍繞狀凹槽內且緊靠在所述圍繞狀凸體的一第一圍繞側表面與所述支撐結構的內表面之間。
  4. 如請求項3所述的主動式電容觸控筆，其中，所述筆芯支架具有一主體部、至少兩個延伸部以及一容置空間，所述主體部頂抵所述可撓性支架，至少兩個所述延伸部彼此分離且從所述主體部延伸而出，且所述容置空間位於至少兩個所述延伸部之間，以用於部分地收容所述筆頭結構的一筆芯。
  5. 如請求項4所述的主動式電容觸控筆，其中，所述限位軸套具有一軸套部以及一限位部，所述軸套部套設在至少兩個所述延伸部上且緊靠在所述筆芯支架與所述支撐結構之間，且所述限位部圍繞地設置在所述軸套部上且定位在所述支撐結構的一內圍繞凹槽內。
  6. 一種可攜式電子裝置，所述可攜式電子裝置使用一主動式電容觸控筆，其特徵在於，所述主動式電容觸控筆包括：一筆形殼體結構；一支撐結構，所述支撐結構設置在所述筆形殼體結構內；一電路基板，所述電路基板定位在所述支撐結構上且設置在所述筆形殼體結構內；一感測模組，所述感測模組設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板；一彈性組件，所述彈性組件設置在所述筆形殼體結構內且接觸所述感測模組，其中，所述彈性組件包括一接觸所述感測模組的可撓性支架以及一設置在所述可撓性支架與所述感測模組之間的可撓性元件；一頂抵組件，所述頂抵組件設置在所述筆形殼體結構內且頂抵所述可撓性支架；一筆頭結構，所述筆頭結構的一部分設置在所述筆形殼體結構的內部以頂抵所述頂抵組件，且所述筆頭結構的另一部分設置在所述筆形殼體結構的外部；以及一供電元件，所述供電元件設置在所述筆形殼體結構內且電性連接於所述電路基板；其中，所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組依序緊靠，以使得所述筆頭結構、所述頂抵組件、所述彈性組件以及感測模組之中的任意兩者之間無組裝間隙；其中，所述主動式電容觸控筆的所述頂抵組件包括一筆芯支架、一限位軸套以及一彈性環，所述筆芯支架頂抵所述可撓性支架，所述限位軸套套設在所述筆芯支架上且被所述支撐結構所定位，且所述彈性環套設在所述筆芯支架上且緊靠於所述支撐結構。
  7. 如請求項6所述的可攜式電子裝置，其特徵在於，所述主動式電容觸控筆的所述感測模組包括一承載基板以及一力量感測器，所述承載基板電性連接於所述電路基板，且所述力量感測器設置在所述承載基板上且電性連接於所述承載基板，其中，所述可撓性支架具有一接觸部、一圍繞部以及一圍繞空間，所述接觸部接觸所述力量感測器的一感測區域，所述圍繞部圍繞地連接於所述接觸部且頂抵所述承載基板，且所述圍繞空間圍繞地形成在所述接觸部與所述圍繞部之間，其中，所述可撓性元件套設在所述圍繞部上且容置在所述圍繞空間內，且所述可撓性元件的一末端部頂抵所述力量感測器的一非感測區域或者頂抵所述承載基板。
  8. 如請求項6所述的可攜式電子裝置，其中，所述筆芯支架的外表面具有一圍繞狀凸體以及一圍繞狀凹槽，且所述彈性環設置在所述圍繞狀凹槽內且緊靠在所述圍繞狀凸體的一第一圍繞側表面與所述支撐結構的內表面之間。
  9. 如請求項8所述的可攜式電子裝置，其特徵在於，所述主動式電容觸控筆的所述筆芯支架具有一主體部、至少兩個延伸部以及一容置空間，所述主體部頂抵所述可撓性支架，至少兩個所述延伸部彼此分離且從所述主體部延伸而出，且所述容置空間位於至少兩個所述延伸部之間，以用於部分地收容所述筆頭結構的一筆芯。
  10. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其特徵在於，所述限位軸套具有一軸套部以及一限位部，所述軸套部套設在至少兩個所述延伸部上且緊靠在所述筆芯支架與所述支撐結構之間，且所述限位部圍繞地設置在所述軸套部上且定位在所述支撐結構的一內圍繞凹槽內。
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