電容式觸控筆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電容式觸控筆，包括一筆身及一筆頭，該筆身上具有一感應(yīng)部，該筆頭具有一筆尖，且可伸縮地設(shè)置在前述筆身的一端，使筆尖與筆身上所設(shè)置的感應(yīng)部的相對距離為可變；當(dāng)前述觸控筆在電容式觸控面板上使用時(shí)，隨著使用者對筆尖施予不同的壓力，將使筆身上的感應(yīng)部改變其與觸控面板間的距離，而在觸控面板上產(chǎn)生不同的感應(yīng)量，利用該感應(yīng)量的變化提供多階的三維信息，可運(yùn)用于特定應(yīng)用程序。
【專利說明】電容式觸控筆

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電容式觸控筆，特別是一種可提供三維信息的被動(dòng)型電容式觸控筆。

【背景技術(shù)】
[0002]目前如智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)裝置都采用觸控面板作為操作接口，在使用者方面是以其手指作為輸入工具。以手指操作固然直覺且方便，但不見得適合所有的使用場合。以書寫為例，用手指在觸控面板上滑動(dòng)，可能因摩擦力太大，不適合大量或快速輸入。在點(diǎn)擊應(yīng)用程序(App)時(shí)，也可能因?yàn)槭种附佑|面積太大，發(fā)生誤觸其他應(yīng)用程序或功能項(xiàng)目的情況。為解決上述問題，于是有觸控筆問世，現(xiàn)有的觸控筆可分為主動(dòng)式與被動(dòng)式，主動(dòng)式電容筆包括電池和信號發(fā)射電路，成本較為昂貴。被動(dòng)式電容式觸控筆的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造單純、成本低廉，其利用導(dǎo)電的筆頭作為觸控面板與使用者的媒介，當(dāng)使用者手持電容式觸控筆并接觸觸控面板時(shí)，將使觸控面板被接觸的位置出現(xiàn)電容變化，藉此可判斷出電容式觸控筆點(diǎn)觸位置的坐標(biāo)。然而被動(dòng)式電容式觸控筆只能提供基本的二維(X軸、Y軸)信息，無法提供第三軸(Z軸)信息。以繪圖為例，在使用過程中如要改變筆劃粗細(xì)必須先點(diǎn)選線條粗細(xì)，接著才能以選擇的線條粗細(xì)書寫繪圖，若須改變線條粗細(xì)，則必須以上述方式重新點(diǎn)選線條粗細(xì)。
[0003]由上述可知，屬于被動(dòng)式的電容式觸控筆盡管具備結(jié)構(gòu)單純、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但受限于無法提供第三軸信息，以致在功能性上明顯不足，同時(shí)在應(yīng)用上也受限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明主要目的在提供一種電容式觸控筆，主要是在電容式觸控筆的基礎(chǔ)下，利用書寫時(shí)施予不同壓力，使電容式觸控面板產(chǎn)生不同的感應(yīng)量，以作為第三軸信息。
[0005]為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是使前述電容式觸控筆包括:
[0006]一筆身，其具有一感應(yīng)部；
[0007]—筆頭，其具有一筆尖，該筆頭可伸縮地設(shè)置在前述筆身的一端，使其筆尖與筆身上所設(shè)置的感應(yīng)部的相對距離為可變。
[0008]前述電容式觸控筆在筆身的一端可伸縮地設(shè)置有一筆頭，該筆頭具有一筆尖，用以與電容式觸控面板接觸，由于筆頭可在筆身一端伸縮，當(dāng)使用者對筆尖上施加不同壓力，將使筆身上的感應(yīng)部與筆尖間具有不同的距離，從而改變了感應(yīng)部與觸控面板的距離，當(dāng)感應(yīng)部越接近觸控面板表面，觸控面板上被點(diǎn)觸位置的感應(yīng)量越大，反之，感應(yīng)部距離觸控面板表面越遠(yuǎn)，觸控面板上的感應(yīng)量即越小，甚至沒有感應(yīng)量；而觸控面板可利用前述感應(yīng)量的變化作為第三軸信息，以支持特定應(yīng)用程序的使用，例如在書寫、繪圖過程中即時(shí)改變線條粗細(xì)等。
[0009]由上述可知，本發(fā)明是在電容式觸控筆的架構(gòu)下，利用可伸縮筆頭提供一可相對觸控面板改變距離的感應(yīng)部，使觸控面板因感應(yīng)部的接近程度而產(chǎn)生不同的感應(yīng)量，進(jìn)而據(jù)以提供第三軸信息。藉此可為結(jié)構(gòu)單純、低成本的電容式觸控筆提供三維信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的外觀圖。
[0011]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的剖視圖。
[0012]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的剖視和動(dòng)作示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視圖。
[0014]圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視和動(dòng)作示意圖。
[0015]圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例的剖視圖。
[0016]圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例的外觀圖。
[0017]圖8A至8C是本發(fā)明的動(dòng)作示意圖。
[0018]圖9至11是觸控面板與感應(yīng)部在不同距離下所產(chǎn)生不同感應(yīng)量的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施例，請參考圖1、圖2所示，主要是在一筆身10的一端可伸縮地設(shè)置有一筆頭20，該筆身10上設(shè)置有一感應(yīng)部30 ;在本實(shí)施例中，前述筆身10的一端是指一前端，該筆身10在前端內(nèi)部形成有一容室100，以容置該筆頭20 ;該筆身10的前端具有一端部101，端部101上形成有一與容室100連通的穿孔102，該穿孔102孔徑小于容室100內(nèi)徑，而在穿孔102與容室100相交處形成有一肩部103 ；
[0020]該筆頭20呈細(xì)桿狀，其一端形成有一筆尖21，該筆尖21經(jīng)由筆身10的端部101穿出；該筆頭20在位于容室100內(nèi)的一端形成有一擋環(huán)22，該擋環(huán)22外徑大于穿孔102孔徑、小于容室100內(nèi)寬，且位于肩部103內(nèi)側(cè)，適為該肩部103所擋止，以限制筆頭20脫離筆身10。
[0021]在本實(shí)施例中，該容室100內(nèi)設(shè)置有一彈性元件40，該彈性元件40可以是一彈簧，該彈簧套設(shè)在筆頭20上，其兩端分別抵掣在筆頭20的擋環(huán)22和容室100的內(nèi)壁間，該筆頭20將因筆尖21受壓而內(nèi)縮，該彈性元件40將受到該筆尖21的抵推而壓縮變形(如圖3所示)，而在筆尖21的壓力解除或變小時(shí)，彈性元件40將提供一回復(fù)彈性，將筆頭20朝筆身10的端部101方向頂推。
[0022]在本實(shí)施例中，該感應(yīng)部30由一環(huán)狀金屬片構(gòu)成,其設(shè)置于筆身10的端部101處。在筆尖21未受壓以前，筆尖21與感應(yīng)部30間具有一初始距離D，當(dāng)筆尖21受壓后，筆尖21與感應(yīng)部30間具有一可變的變動(dòng)距離Λ D，該變動(dòng)距離AD恒小于初始距離D。
[0023]關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施例，請參考圖4、圖5所示，其基本架構(gòu)與前一實(shí)施例大致相同，不同在于該筆頭20’的形狀略作變化，另采用不同的彈性元件40’ ；在本實(shí)施例中，該筆頭20’略呈T字形，其位于筆身10容室100的一端形成有擋環(huán)22，位于容室100外的另端則形成有筆尖21 ;該彈性元件40’由一彈性塊構(gòu)成，其抵頂在筆頭20’與容室100內(nèi)壁間；當(dāng)筆尖21受壓時(shí)，筆頭20’內(nèi)縮，同時(shí)壓縮彈性塊變形，等待壓力解除或變小，彈性塊的回復(fù)彈性將使筆頭20’朝筆身10的端部101方向推出。
[0024]關(guān)于本發(fā)明的第三實(shí)施例，請參考圖6所示，關(guān)于筆身10的構(gòu)造與前述第一、第二實(shí)施例所揭示的相同，不同處在于該筆頭20”的構(gòu)造，在本實(shí)施例中，并不采用彈性元件使筆頭伸縮，而是使筆頭20”由彈性材料構(gòu)成，且該筆頭20”具有一長度，其在長度方向的一端構(gòu)成該筆尖21，另端則抵掣于容室100內(nèi)壁；與前述實(shí)施例相同的是:筆頭20”在容室100內(nèi)的一端形成有擋環(huán)22，其位于肩部103內(nèi)側(cè)，以限制筆頭20”脫離筆身10。由于筆頭20”本身是由彈性材料構(gòu)成，當(dāng)其筆尖21受壓時(shí)，將使筆頭20”形變而壓縮其長度，并使其筆尖21與筆身10上所設(shè)置的感應(yīng)部30的相對距離改變。
[0025]在前述各個(gè)實(shí)施例中，已揭示筆頭可伸縮地設(shè)置于筆身10 —端的具體技術(shù)手段；以下將進(jìn)一步說明該感應(yīng)部30的可行實(shí)施方式:
[0026]如前述各實(shí)施例中所揭示，該感應(yīng)部30設(shè)置于筆身10端部101處。當(dāng)筆頭20伸縮時(shí)，其改變其筆尖21與筆身10上所設(shè)置的感應(yīng)部30的相對距離。除上述構(gòu)造外，也可使筆身10由金屬材料構(gòu)成，以作為感應(yīng)部使用；另可在筆身10表面的局部位置形成一金屬層，以構(gòu)成該感應(yīng)部30。請參考圖7所示，該筆身10在接近筆頭20的一端形成有一環(huán)狀金屬層，以構(gòu)成該感應(yīng)部30’。
[0027]由前述各實(shí)施例可了解本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下僅進(jìn)一步說明其工作原理:
[0028]本發(fā)明利用可伸縮的筆頭20使其筆身10上的感應(yīng)部30可以改變其與筆尖21間的相對距離，當(dāng)該電容式觸控筆在互容式或自容式觸控面板上使用時(shí)，以筆頭20的筆尖21與觸控面板表面接觸，請參考圖8所示，在使用者未對筆尖21顯著施力時(shí)，觸控面板表面與筆身10上的感應(yīng)部30間具有一初始距離D (如圖8A所示)，在此狀況下，筆尖21接觸與感應(yīng)部30的接近均使觸控面板產(chǎn)生感應(yīng)量，并具有一峰值(感應(yīng)量分布請參考圖9所示)，該峰值的感應(yīng)量(DV)為66，此感應(yīng)量可用于提供二維信息，也就是計(jì)算點(diǎn)觸位置的坐標(biāo)，并且也可作為一初始的第三軸信息。
[0029]當(dāng)使用者對筆尖21施壓時(shí)，請參考圖8B所示，筆頭20朝筆身10內(nèi)縮回，此時(shí)筆身10上的感應(yīng)部30更接近觸控面板，二者間形成一第一變動(dòng)距離AD1，該第一變動(dòng)距離ADl小于初始距離D，由于感應(yīng)部30更接近觸控面板，觸控面板上的感應(yīng)量也跟著提高(請參考圖10所示)，作為峰值的感應(yīng)量提高至90。感應(yīng)量的變化可作為變動(dòng)的第三軸信息。
[0030]當(dāng)使用者對筆尖21再進(jìn)一步施壓，如圖8C所示，筆身10上的感應(yīng)部30將進(jìn)一步接近觸控面板，并在二者間形成一小于第一變動(dòng)距離ADl的第二變動(dòng)距離AD2，由于感應(yīng)部30進(jìn)一步接近觸控面板，觸控面板上即出現(xiàn)更高的感應(yīng)量(請參考圖11所示)，其中作為峰值的感應(yīng)量提升至cb，藉此可提供進(jìn)一步變動(dòng)的第三軸信息。
[0031]由于觸控面板上的感應(yīng)量隨著筆身10上所設(shè)置的感應(yīng)部30的接近程度而改變，因此觸控面板可利用該感應(yīng)量的變化趨勢提供高解析度的第三軸信息，以目前的應(yīng)用狀況可達(dá)256階的變化分級。
[0032]由上述可知，本發(fā)明是在電容式觸控筆的架構(gòu)下，利用可伸縮筆頭提供一可相對觸控面板改變距離的感應(yīng)部，使觸控面板因感應(yīng)部的接近程度而產(chǎn)生不同的感應(yīng)量，進(jìn)而據(jù)以提供第三軸信息。藉此可為結(jié)構(gòu)單純、低成本的電容式觸控筆提供三維信息。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸控筆，其特征在于，包括: 一筆身，其具有一感應(yīng)部； 一筆頭，其具有一筆尖，該筆頭能夠伸縮地設(shè)置在前述筆身的一端，使其筆尖與筆身上所設(shè)置的感應(yīng)部的相對距離為可變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控筆，其特征在于，該筆身具有一前端，該筆身的前端內(nèi)部具有一容室，以容置該筆頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式觸控筆，其特征在于，該筆身的前端具有一端部，該端部上形成有一與容室連通的穿孔，供該筆頭的筆尖穿出；該穿孔與容室相交處形成有一肩部; 該筆頭位在容室內(nèi)的一端形成有一擋環(huán)，該擋環(huán)外徑大于該穿孔孔徑，小于容室內(nèi)寬，該擋環(huán)位于該肩部內(nèi)側(cè)，由該肩部對該筆頭的擋環(huán)構(gòu)成擋止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式觸控筆，其特征在于，該容室內(nèi)設(shè)置有一彈性元件，該彈性元件位于該筆頭內(nèi)側(cè)和該容室內(nèi)壁間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式觸控筆，其特征在于，該彈性元件是一彈簧，該彈簧套設(shè)在該筆頭上，其兩端分別抵掣在該筆頭的擋環(huán)和該容室內(nèi)壁間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式觸控筆，其特征在于，該筆頭由彈性材料構(gòu)成，其一端構(gòu)成該筆尖；借此在該筆尖受壓時(shí)，使該筆頭產(chǎn)生形變，以改變該筆尖與該感應(yīng)部間的相對距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電容式觸控筆，其特征在于，該筆身由金屬材料構(gòu)成，并以金屬材料構(gòu)成的筆身作為該感應(yīng)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的電容式觸控筆，其特征在于，該感應(yīng)部局部環(huán)設(shè)于該筆身表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容式觸控筆，其特征在于，該感應(yīng)部為一金屬層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式觸控筆，其特征在于，該感應(yīng)部位于該筆身的前端。
11.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的電容式觸控筆，其特征在于，該感應(yīng)部位于該筆身的端部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容式觸控筆，其特征在于，該感應(yīng)部為一環(huán)狀金屬片。
【文檔編號】G06F3/0354GK104238777SQ201310333244
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】吳珈穆, 黃榮壽 申請人:義隆電子股份有限公司