CN103902065A - 用于光学触控装置的发光触控笔及发光触控笔的笔尖元件 - Google Patents

用于光学触控装置的发光触控笔及发光触控笔的笔尖元件 Download PDF

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Abstract

一种发光触控笔的笔尖元件包括：一个固体透明杆，具有一个设置于一笔杆内的第一杆部以及一个以一笔尖暴露于外的第二杆部；及一个聚光单元，包括一个共轴地形成于该第一杆部内的第一聚光结构以及一个共轴地形成于该第二杆部内且往该第一杆部投射的第二聚光结构。该笔杆内一个发光单元所发出而行进到该第一杆部中的光，其中一部分光会被该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射，因而经由该第二聚光结构的反射或折射从该第二杆部散发出去。

Description

用于光学触控装置的发光触控笔及发光触控笔的笔尖元件
技术领域
本发明涉及一种触控装置的触控笔，特别是涉及一种用于光学触控装置的发光触控笔。
背景技术
图1绘示出一种现有的触控笔，作为用于一个光学触控装置(图未示)的一个指示笔。该现有触控笔包括一个笔杆11、一个透光笔尖体13，以及一光源12。该光传导笔尖体13安装至笔杆11，且具有在笔杆11的一个轴方向上延伸出笔杆11的一个暴露部分131。光源12，例如是一发光二极管(LED)，共轴地安装至笔杆11内且与笔尖体13相邻设置，以致光源12发射的光通过笔尖体13的暴露部分131向外放射。当笔尖体13碰触到光学触控装置(见图2)的触控屏幕100，从笔尖体13的暴露部分131放射的光被光学触控装置的一光学感应器模块(图未示)所感应，以致光学触控装置决定出触控屏幕100上相关于笔尖体13的一触控点的一感应位置(P’)，并将该感应位置显示于触控屏幕100上。
值得注意的是，笔尖体13的暴露部分131具有一个范围为5毫米(mm)至6毫米的长度。因此，当笔尖体13碰触到触控屏幕100，光学触控装置会将触控屏幕100上对应于笔尖体13(见图2)的暴露部分131的中心点(C)的一个位置当作感应位置(P’)。
使用上，如图2所示，当现有触控笔以笔尖体13倾斜地碰触触控屏幕100，会在一触控点的一位置(P)和感应位置(P’)间产生一位移(Δd)，其中触控点位置(P)为触控屏幕100上笔尖体13的触控点位置，感应位置(P’)为相关于笔尖体13的触控点且显示于触控屏幕100上的位置。在这种情况下，光学触控装置会以降低的精确度来定位出笔尖体13在触控屏幕100上的触控点。值得注意的是，笔尖体13的暴露部分131长度越长，则位移(Δd)越大。因此，当这样的触控笔搭配光学触控装置使用时，光学触控装置可能无法确保准确地定位出触控屏幕100上的触控点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可聚光的笔尖元件，及用于光学触控装置的包含该可聚光的笔尖元件的发光触控笔，可克服上述现有技术的缺点。
本发明发光触控笔，包含：一个笔杆、一个笔尖元件和一个发光单元。该笔杆具有一个开口端。该笔尖元件包括一个固体透明杆和一个聚光单元。该透明杆在该笔杆的一个轴方向上延伸，且可分离地安装至该笔杆。该透明杆具有一个第一杆部和一个第二杆部，该第一杆部设置于该笔杆内且靠近该笔杆的开口端，该第二杆部连接到该第一杆部且经由该开口端延伸到该笔杆外。该透明杆的第二杆部具有一个适用于碰触该光学触控装置的笔尖。该聚光单元包括一个第一聚光结构及一个第二聚光结构，该第一聚光结构共轴地形成于该透明杆的第一杆部内，该第二聚光结构共轴地形成于该透明杆的第二杆部内，朝向该透明杆的第一杆部突出，且与该透明杆的第二杆部的笔尖相邻设置。该发光单元固定于该笔杆内，径向相邻该透明杆的第一杆部，且可以发光。
该发光单元所发出而行进到该透明杆的第一杆部中的光，其中一部分光会被该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射，以致该朝向该第二聚光结构反射或折射的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
本发明用于发光触控笔的笔尖元件，该发光触控笔包括一个具有一开口端的笔杆，和一个固定于该笔杆内而靠近该开口端且可以发光的发光单元。本发明的笔尖元件包含一个固体透明杆和一个聚光单元。该透明杆在该笔杆的一个轴方向上延伸，且适用于可分离地安装至该笔杆。该透明杆具有一个第一杆部和一个第二杆部，该第一杆部用于设置于该笔杆内且靠近该笔杆的开口端，以致该发光单元径向相邻该第一杆部，该第二杆部连接到该第一杆部且经由该开口端延伸到该笔杆外。该透明杆的第二杆部具有一笔尖。该聚光单元包括一个第一聚光结构及一个第二聚光结构，该第一聚光结构共轴地形成于该透明杆的第一杆部内，该第二聚光结构共轴地形成于该透明杆的第二杆部内，朝向该透明杆的第一杆部突出，且与该透明杆的第二杆部的笔尖相邻设置。
该发光单元所发出而行进到该透明杆的第一杆部中的光，其中一部分光会被该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射，以致该朝向该第二聚光结构反射或折射的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
本发明的有益效果在于：即使发光触控笔以笔尖倾斜地碰触光学触控装置的触控表面，触控表面上相关于笔尖触控点的感应位置会非常接近触控表面上笔尖触控点的位置，而使得光学触控装置能更精确地定位出触控表面上笔尖体的触控点。
附图说明
图1是显示一种现有发光触控笔的示意图；
图2是绘示在碰触一触控屏幕时的现有发光触控笔的部分示意图；
图3是显示根据本发明一种用于一光学触控装置的发光触控笔的较佳实施例的部分截面示意图；
图4是显示该较佳实施例的一笔尖元件的透视图；
图5是显示该较佳实施例的笔尖元件的截面示意图；
图6是显示该较佳实施例的笔尖元件的一第一变化的截面示意图；
图7是显示该较佳实施例的笔尖元件的一第二变化的透视图；
图8是显示该较佳实施例的笔尖元件的第二变化的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
参阅图3，其显示了根据本发明较佳实施例的用于光学触控装置(图未示)的一种发光触控笔，包括一个笔杆2、一个笔尖元件3及一个发光单元4。
笔杆2由不透明材质所制成，且具有一个开口端21。
进一步参考图4和图5，笔尖元件3包括一个在笔杆2的一个轴方向上延伸且可分离地安装至笔杆2的固体透明杆31，及一个聚光单元32。
本实施例中，透明杆31是由透明导光材质所制成，例如丙烯酸。透明杆31具有一个第一杆部311、一个第二杆部312及一个第三杆部313。第一杆部311用于设置于笔杆2内且靠近笔杆2的开口端21；第二杆部312连接第一杆部311，经由该开口端21延伸到笔杆2外，且具有一个用于触控光学触控装置的触控表面200(见图3)的笔尖314；第三杆部313在该轴方向上相反于第二杆部312，连接至第一杆部311，且较第一杆部311和第二杆部312为细。第三杆部313被紧密地***到笔杆2(见图3)内的一个安装管22。
聚光单元32包括一个第一聚光结构321、一个第二聚光结构322，和一个反射层323。第一聚光结构321共轴地形成于透明杆31的第一杆部311内。本实施例中，该第一聚光结构321是以一个大致凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面共轴地形成于第一杆部311内，该凸面白化反射或折射表面朝向该透明杆31的第二杆部312突出，并通过激光雕刻第一杆部311中的一凸面区域而形成。在本较佳实施例中，第一聚光结构321的凸面白化反射或折射表面的形状是半球形，但不局限于此。第二聚光结构322共轴地形成于该透明杆31的第二杆部312内，朝向第一杆部311突出，且与第二杆部312的笔尖314相邻设置。在本较佳实施例中，第二聚光结构322是以一个大致凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面朝向该第一杆部311突出，并通过激光雕刻第二杆部312中的一凸状区域而形成。在本较佳实施例中，该凸面白化反射或折射表面的形状是圆锥形，但不局限于此。反射层323部分涂布到透明杆31的第一杆部311的一个外表面上，以使得第一杆部311的外表面的环状表面部分315被暴露出，以至于第一聚光结构321经由第一杆部311的外表面的环状表面部分315为可见的。值得注意的是，第一杆部311的外表面的环状表面部分315被磨光以便有效地接收来自笔尖元件3外部的光。
发光单元4，例如发光二极管(LED)，被固定于笔杆2内，且可以发光。发光单元4径向相邻第一杆部311，且位置对应于第一杆部311的外表面的暴露的环状表面部分315，以致发光单元4所发出的光经由第一杆部311的外表面的暴露的环状表面部分315行进到第一杆部311。因此，发光单元4所发出的光，其中一部分光会被第一聚光结构321朝向第二聚光结构322或反射层323来反射或折射，其中发光单元4发射的光会经由第一杆部311的外表面的磨亮的环状表面部分315行进到第一杆部311。然后，从第一聚光结构321朝向第二聚光结构322反射或折射的光，及被反射层323所反射朝向第二聚光结构322的光被第二聚光结构322反射或折射，以便自第二杆部312放射出去。
图6说明笔尖元件3’的第一变化，其与图5的笔尖元件3不同的是聚光单元32’的第二聚光结构322’是一金属片，该金属片被共轴地嵌入透明杆31的第二杆部312中，并具有一个朝向透明杆31的第一杆部311突出的凸状外反射表面。在本较佳实施例中，第二聚光结构322’的该凸状外反射表面的形状是圆锥形，但不以此为限。
图7和图8描述笔尖元件3”的第二变化，其与图4和图5的笔尖元件3不同的是聚光单元32”的第一聚光结构321”是以一个环状白化反射或折射表面的形式，该环状白化反射或折射表面共轴设置于透明杆31的第一杆部311内并通过激光雕刻该透明杆31的第一杆部311中的一环状区域而形成。
综上所述，因为第二聚光结构322，322’相邻于笔尖314，发光单元4所发出的光被聚光单元32收集，接着由第二聚光结构322或322’反射或折射，以便自第二杆部312放射出去，进而形成一个非常接近笔尖314的明亮点，其在使用期间几乎不会被使用者手指所遮蔽。因此，使用时，即使发光触控笔以笔尖314倾斜地碰触光学触控装置的触控表面200，触控表面200上相关于笔尖314触控点的感应位置会非常接近触控表面200上笔尖314触控点的位置，其中该触控表面200上的感应位置是由光学触控装置根据第二聚光结构322放射的光所决定。在这种情况下，光学触控装置可以更精确地定位出触控表面200上笔尖体13的触控点。所以，当本发明发光触控笔与光学触控装置搭配使用时，光学触控装置能够确保在定位出一触控点的精确性。
以上仅就本发明的具体构造实施例加予说明，在无违本发明的构造与精神下，凡精于本技术领域的人士，尚可做种种的变化与修饰，诸此变化与修饰尚视为涵盖在本案下列申请专利范围内。

Claims (19)

1.一种用于一个光学触控装置的发光触控笔，其特征在于包含：
一个笔杆，具有一个开口端；
一个笔尖元件，包括：
一个固体透明杆，在该笔杆的一个轴方向上延伸，且可分离地安装至该笔杆，该透明杆具有一个第一杆部和一个第二杆部，该第一杆部设置于该笔杆内且靠近该笔杆的开口端，该第二杆部连接到该第一杆部且经由该开口端延伸到该笔杆外，该透明杆的第二杆部具有一个适用于碰触该光学触控装置的笔尖；及
一个聚光单元，包括一个第一聚光结构及一个第二聚光结构，该第一聚光结构共轴地形成于该透明杆的第一杆部内，该第二聚光结构共轴地形成于该透明杆的第二杆部内，朝向该透明杆的第一杆部突出，且与该透明杆的第二杆部的笔尖相邻设置；及
一个发光单元，固定于该笔杆内，径向相邻该透明杆的第一杆部，且可以发光；
该发光单元所发出而行进到该透明杆的第一杆部中的光，其中一部分会被该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射，以致该朝向该第二聚光结构反射或折射的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
2.如权利要求1所述的发光触控笔，其特征在于：该发光单元是一个发光二极管。
3.如权利要求1所述的发光触控笔，其特征在于：该笔尖元件的该透明杆是由一种透明导光材质所制成；且
该聚光单元的该第二聚光结构是以一个凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面朝向该第一杆部突出并通过激光雕刻该透明杆的第二杆部中的一凸状区域而形成。
4.如权利要求3所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第二聚光结构的凸面白化反射或折射表面的形状是圆锥形。
5.如权利要求3所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第一聚光结构是以一个环状白化反射或折射表面的形式，该环状白化反射或折射表面共轴设置于该透明杆的第一杆部内并通过激光雕刻该透明杆的第一杆部中的一环状区域而形成。
6.如权利要求3所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第一聚光结构是以一个凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面朝向该透明杆的第二杆部突出并通过激光雕刻该透明杆的该第一杆部中的一凸面区域而形成。
7.如权利要求6所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第一聚光结构的该凸面白化反射或折射表面的形状是半球形。
8.如权利要求1所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第二聚光结构是一金属片，该金属片被共轴地嵌入该透明杆的第二杆部中并具有一个朝向该透明杆的第一杆部突出的凸状外反射表面。
9.如权利要求8所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元的该第二聚光结构的该凸状外反射表面的形状是圆锥形。
10.如权利要求1所述的发光触控笔，其特征在于：该聚光单元还包括一反射层，该反射层部分涂布到该透明杆的第一杆部的一个外表面上，以使得该透明杆的第一杆部的外表面的一对应于该聚光单元的环状表面部分被暴露出，以允许该发光单元发出的光经由该透明杆的第一杆部的外表面的环状表面部分行进到该透明杆的第一杆部中；及
该第一聚光结构所反射或折射的光朝向该第二聚光结构或该反射层行进，以致从该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射的光，及被该反射层所反射朝向该第二聚光结构的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
11.一种发光触控笔的笔尖元件，其特征在于：该发光触控笔包括一个笔杆和一个发光单元，该笔杆具有一个开口端，该发光单元牢固地设置于该笔杆内而靠近该开口端，且可以发光，该笔尖元件包含：
一个固体透明杆，在该笔杆的一个轴方向上延伸，且适用于可分离地安装至该笔杆，该透明杆具有一个第一杆部和一个第二杆部，该第一杆部适用于设置于该笔杆内且靠近该笔杆的开口端，以致该发光单元径向相邻该第一杆部，该第二杆部连接到该第一杆部且经由该开口端延伸到该笔杆外，该透明杆的第二杆部具有一个笔尖；及
一个聚光单元，包括一个第一聚光结构及一个第二聚光结构，该第一聚光结构共轴地形成于该透明杆的第一杆部内，该第二聚光结构共轴地形成于该透明杆的第二杆部内，朝向该透明杆的第一杆部突出，且与该透明杆的第二杆部的笔尖相邻设置；
该发光单元所发出而行进到该透明杆的第一杆部中的光，其中一部分会被该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射，以致该朝向该第二聚光结构反射或折射的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
12.如权利要求11所述的笔尖元件，其特征在于：该透明杆是由透明光导材质所制成；且
该聚光单元的第二聚光结构是以一个凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面朝向该第一杆部突出并通过激光雕刻该透明杆的第二杆部中的一凸状区域而形成。
13.如权利要求12所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的第二聚光结构的凸面白化反射或折射表面的形状是圆锥形。
14.如权利要求12所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的第一聚光结构是以一个环状白化反射或折射表面的形式，该环状白化反射或折射表面共轴设置于该透明杆的第一杆部内并通过激光雕刻该透明杆的第一杆部中的一环状区域而形成。
15.如权利要求12所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的该第一聚光结构是以一个凸面白化反射或折射表面的形式，该凸面白化反射或折射表面朝向该透明杆的第二杆部突出并通过激光雕刻该透明杆的该第一杆部中的一凸面区域而形成。
16.如权利要求15所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的该第一聚光结构的该凸面白化反射或折射表面的形状是半球形。
17.如权利要求11所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的该第二聚光结构是一金属片，该金属片被共轴地嵌入该透明杆的第二杆部中并具有一个朝向该透明杆的第一杆部突出的凸状外反射表面。
18.如权利要求17所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元的该第二聚光结构的该凸状外反射表面的形状是圆锥形。
19.如权利要求11所述的笔尖元件，其特征在于：该聚光单元还包括一反射层，该反射层部分涂布到该透明杆的第一杆部的一个外表面上，以使得该透明杆的第一杆部的外表面的一对应于该聚光单元的环状表面部分被暴露出，以便允许该发光单元发出的光经由该透明杆的第一杆部的外表面的环状表面部分行进到该透明杆的第一杆部中；及
该第一聚光结构所反射或折射的光朝向该第二聚光结构或该反射层行进，以致从该第一聚光结构朝向该第二聚光结构反射或折射的光，及被该反射层所反射朝向该第二聚光结构的光被该第二聚光结构反射或折射，以便自该透明杆的第二杆部放射出去。
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