光学触控笔.pdf

本发明为一种光学触控笔，包括：壳体、作动模块及电源模块；作动模块设置于壳体的上壳体内，且具有笔头、支持部、电路板及多向作动辅助件；电路板的端部具有电流开关；多向作动辅助件设置于上壳体的内壁及支持部的卡合区之间；电源模块设置于壳体的下壳体内；其中，作动模块的支持部的两端分别固定夹持笔头及电路板，当使用者施一按压应力于笔头时，笔头及支持部因应应力而产生位移，且支持部的卡合区则相对于多向作动辅助件以进行位移，进而将应力向下传递至电路板，以使电路板的电流开关被触发，进而与电源模块导通产生电连接。本发明可达到多向操控的目的，增添使用上的便利性。

1.  一种光学触控笔，包括：
一壳体，具有一上壳体及一下壳体；
一作动模块，设置于该上壳体内，包括：
一笔头；
一支持部，具有一卡合区；
一电路板，其端部具有一电流开关；以及
一多向作动辅助件，设置于该上壳体的一内壁及该支持部的该卡合区之间；以及
一电源模块，设置于该下壳体内，且与该作动模块的该电流开关电连接；
其中，该作动模块的该支持部的两端分别固定夹持该笔头及该电路板，当使用者施一按压应力于该笔头时，该笔头及该支持部因应该应力而产生位移，且该支持部的该卡合区则相对于该多向作动辅助件以进行位移，进而将该应力向下传递至该电路板，以使该电路板的该电流开关被触发，进而与该电源模块导通产生电连接。

2.  如权利要求1所述的光学触控笔，其中该卡合区凹设于该支持部的一表面，且为一倾斜斜面的结构，当该支持部承受该应力而产生位移时，该倾斜斜面相对于该多向作动辅助件进行位移。

3.  如权利要求1所述的光学触控笔，其中该多向作动辅助件为一环状的结构。

4.  如权利要求3所述的光学触控笔，其中该多向作动辅助件还具有一圆弧表面，以与该支持部的该卡合区相接触。

5.  如权利要求1所述的光学触控笔，其中该多向作动辅助件一体成形于该上壳体的该内壁上。

6.  如权利要求5所述的光学触控笔，其中该多向作动辅助件还具有一圆弧表面，以与该支持部的该卡合区相接触。

7.  如权利要求1所述的光学触控笔，其中该光学触控笔还具有一上罩盖，用以罩设于该笔头上，以对该笔头进行保护。

8.  如权利要求1所述的光学触控笔，其中该电源模块还具有一负极连接 件及一电池。

9.  如权利要求8所述的光学触控笔，其中该作动模块还具有一套件，用以供该笔头、该支持部及该电路板的组合结构设置于其中，且该套件还具有一正极接触部及一负极接触部，用以分别与该电池的一正极以及该负极连接件的一接触端电性连接。

光学触控笔
技术领域
本发明涉及一种光学笔，尤其涉及一种可多向操作的光学触控笔。
背景技术
随着光学投影产业的蓬勃发展，公司行号或是一般个人皆采用光学投影系统作为会议或是小型讨论的辅助媒介，其中可与光学投影系统即时互动的光学笔由于可直接点选屏幕上的信息或是进行编辑等作业，对于使用者而言是相当便利的工具。
请参阅图1A及图1B，其为分别为两公知的光学笔的局部结构示意图。如图1A所示，公知光学笔1主要由笔壳10及作动模块12所构成，其中作动模块12设置于笔壳10内，且于笔壳10内更具有电流开关11，作动模块12则由设置于顶部的笔头13、内壁14以及支持部15所构成，其中笔头13为红外线发光二极管(IR LED)，支持部15与笔头13连结，且于支持部15上具有一部分的电路布线，至于内壁14则为环绕笔头13及支持部15设置的圆型内壁，且内壁14与笔壳10之间具有一间隙，以容许作动模块12可于笔壳10内产生位移。于一般使用情形下，当使用者以光学笔10进行触控操作时，若以如同箭号A所示的垂直笔头13的方向对光学笔1进行使用，则当笔头13接触到一固定壁面(未图示)的媒介时，会产生一应力而向下推压，此时则可使支持部15接触到设置于笔壳10内的电流开关11，进而通电而可使笔头13的红外线发光二极管被点亮而可进行后续操作。
相同的，图1B所示的另一公知光学笔2同样由笔壳20、作动模块22以及设置于笔壳20内的电流开关21所构成，且其作动模块22同样设置于笔壳20内部，并具有笔头23；惟其相较于前一公知案例，该与笔头23连接的支持部24的结构较为单纯，为一倒T型的结构，且具有一平面底部24a，该平面底部24a的两侧与笔壳20的内壁面相接触。当使用者以箭号A’所示的方向对光学笔2进行使用时，则笔头23同样接触到一固定壁面(未图示)的媒 介，而产生应力、并向下推压，此时则可使支持部24随的向下推压，并使其平面底部24a接触到电流开关21，进而通电而可使笔头23的红外线发光二极管被点亮而可进行后续操作。
然而，前述使用方式均属理想使用状态，当一般使用者以公知光学笔1、2进行触控使用时，很难以完全垂直于笔头13、23的方向进行使用，通常会如同书写习惯，以具有一倾斜角的方式进行使用。故如图2A所示，当使用者以如同箭号B所示的具有一倾斜角的方向使用时，则由于笔头13受到一斜向的应力推压，而使作动模块12产生倾斜位移，此时内壁14的一侧将抵顶于笔壳10的内壁面，以限制作动模块12的位移，且由于倾斜推压的应力而可使支持部15随之倾斜并向下推压，而接触到电流开关11以通电。虽公知光学笔1于此倾斜角度下仍可通电并产生相关作动，然而由于该倾斜角所造成的向下应力已被分散，故其与电流开关11接触通电的应力并不如前述实施例，且若公知光学笔1采用如同箭号C所示的水平方向的方式进行操控时，其笔头13垂直向下的应力将更少，因而容易导致触控使用上的不灵敏。
至于公知光学笔2，如图2B所示，当其同样以箭号C’所示的水平方向进行横向推压时，则笔头23会产生水平位移，进而带动其连结的支持部24倾斜，如同杠杆一般，使其底部的平面底部24a倾斜并抵触于笔壳20的内壁面，同时并使平面底部24a接触到电流开关21以通电作动。
由此两公知光学笔1、2可见，其于使用时作动模块12与22均受到笔壳10、20的位移限制，进而以触动电流开关11、21，惟此方式会使得光学笔1、2的使用角度受到限制，当使用者以不同角度进行操控时，则其触控使用上可能会出现不灵敏的情况。再者，由于其笔壳10、20内部的零组件众多，结构分散，于组装时均需将这些作动模块12、22的零组件一一进行组装，故此组装的复杂度较高，且其电路元件更不仅设置于作动模块12、22内，通常会更向下延伸，故其电路元件亦需分散组装，而无法采以较简便的方式进行组装，故其繁复的组装程序实导致制造工艺中需耗费较大的人力成本及时间成本。
有鉴于此，如何发展一种结构较为单纯、组装容易，且可多向触控、触控操作灵敏的光学触控笔，以改善公知技术缺失，实为相关技术领域者目前迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光学触控笔，俾解决公知光学笔组装过程繁复且组装不易、以及于不同方向进行触控时会产生操控不灵敏等问题，并提供一结构简单，且可简便地进行组装，以减少组装时间及生产成本，同时更可维持多向操控的灵敏度，以达到多向操控的目的，增添使用上的便利性。
为达上述目的，本发明的一较广实施态样为提供一种光学触控笔，包括：壳体，具有上壳体及下壳体；作动模块，设置于上壳体内，包括：笔头；支持部，具有卡合区；电路板，其端部具有电流开关；以及多向作动辅助件，设置于上壳体的内壁及支持部的卡合区之间；以及电源模块，设置于下壳体内，且与作动模块的电流开关电连接；其中，作动模块的支持部的两端分别固定夹持笔头及电路板，当使用者施一按压应力于笔头时，笔头及支持部因应应力而产生位移，且支持部的卡合区则相对于多向作动辅助件以进行位移，进而将应力向下传递至电路板，以使电路板的电流开关切换，进而与电源模块导通产生电连接。
附图说明
图1A为公知的光学笔的局部结构示意图。
图1B为另一公知的光学笔的局部结构示意图。
图2A为图1A所示的公知光学笔斜向触控的剖面结构示意图。
图2B为图2A所示的另一公知光学笔横向触控的剖面结构示意图。
图3为本发明较佳实施例的光学触控笔的剖面结构示意图。
图4A为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块的笔头、支持部、电路板与套件进行组装的示意图。
图4B为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块与上壳体的组装示意图。
图4C为图4B完成组装后的剖面结构示意图。
图4D为本发明较佳实施例的光学触控笔的上罩盖与作动模块进行组装的示意图。
图5A为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块与电源模块进行组装的示意图。
图5B则为图5A的剖面结构示意图。
图5C为图5A组装完成后的示意图。
图5D为图5C的局部示意图。
图6A为本发明较佳实施例的光学触控笔进行侧向触控的示意图。
图6B为图6A所示的光学触控笔的局部剖面结构示意图。
图6C为本发明较佳实施例的光学触控笔进行垂直触控的示意图。
图6D为图6C所示的光学触控笔的局部剖面结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、2：公知光学笔
10、20：笔壳
11、21、33a：电流开关
12、22、36：作动模块
13、23、31：笔头
14、300a：内壁
15、24、32：支持部
24a：平面底部
3：光学触控笔
30：壳体
300：上壳体
301：下壳体
301a：容置空间
31a：上罩盖
32a：卡合区
33：电路板
34：多向作动辅助件
35：套件
35a：正极接触部
35b：负极接触部
35c：容置槽
37：负极连接件
37a：接触端
38：电池
38a：正极
38b：负极
39：电源模块
4：媒介
A、A’、B、C、C’、D、D’：不同方向的应力
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本发明。
请参阅图3，其为本发明较佳实施例的光学触控笔的剖面结构示意图。如图所示，本发明的光学触控笔3由壳体30、作动模块36及电源模块39所构成，其中壳体30为笔状壳体，且由上壳体300及下壳体301所构成，上壳体300及下壳体301均为中空的结构，用以分别供作动模块36及电源模块39设置于其中。于本实施例中，作动模块36主要由笔头31、支持部32、电路板33、多向作动辅助件34及套件35所构成，但不以此为限，其中，作动模块36的笔头31可为但不限为红外线发光二极管(IR LED)的结构；支持部32的两端则分别用以夹持固定笔头31及电路板33，且于支持部32的下半部还具有一凹设于的支持部32表面的卡合区32a；电路板33的端部则具有电流开关33a；及多向作动辅助件34设置于上壳体300的内壁300a及支持部32的卡合区32a之间。至于电源模块39则设置于下壳体301内，且由负极连接件37及电池38所构成，并与该作动模块36的该电流开关33a电连接。当使用者施一按压应力于作动模块36的笔头31时，则笔头31及支持部32会因应该应力而产生位移，并使支持部32的卡合区32a相对于多向作动辅助 件34以进行位移，进而将应力向下传递至电路板33，以使电路板33的电流开关33a进行切换，进而与电源模块39导通产生电连接，并藉由此作动模块36的多向作动的操控机制及电源模块39所提供的电源，而使光学触控笔3可由多方向进行触控，且可灵敏地启动，以供使用者可便利地使用。
请参阅图4A，其为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块的笔头、支持部、电路板与套件进行组装的示意图。如图所示，于本实施例中，支持部32可为但不限为由两半圆形壳体所构成，进而可同时夹持笔头31及电路板33，于另一些实施例中，支持部32亦可为一圆柱形的壳体结构，然其形态并不以此为限，其主要用以夹持固定笔头31及电路板33，故其型态及夹持固定方式可由实际施作情形而任施变化，并不以此为限。以及，电路板33的一端由支持部32所夹持而固定，另一端则为自由端，且在端部处具有电源开关33a。以本实施例为例，作动模块36的笔头31、支持部32及电路板33于初步制造工艺中即已进行固定组接，因此当产线上的工程人员要进行光学触控笔3的组装时，第一步即为将笔头31、支持部32及电路板33的组合结构对应设置于套件35之内。此外，如图4A所示，套件35的底面及外侧面更分别具有一正极接触部35a及一负极接触部35b，用以与电源模块39的正、负极对应连接以电性连接。
请续参阅图4B、图4C及图4D，其中图4B为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块与上壳体的组装示意图，图4C为图4B完成组装后的剖面结构示意图，图4D为本发明较佳实施例的光学触控笔的上罩盖与作动模块进行组装的示意图。如图4B所示，当完成了图4A的组装步骤后，则可将设置于套件35内的笔头31、支持部32及电路板33的组合结构，与多向作动辅助件34共同对应设置于壳体30的上壳体300之内。于本实施例中，支持部32的下半部具有凹设于支持部32表面的卡合区32a，且该卡合区32a为一倾斜斜面的结构，但不以此为限，当支持部32承受应力而产生位移时，则卡合区32a的倾斜斜面即可相对于多向作动辅助件34以进行位移。且以本实施例为例，该多向作动辅助件34为一环状结构，且材质可为略具弹性的塑料结构或是硅胶环结构，然其型态及材质并不以此为限。于一些实施例中，该多向作动辅助件34更具有一圆弧表面，但不以此为限，于另一些实施例中，多向作动辅助件34亦可具有一尖端表面，用以与该支持部32的卡合区32a 相接触。
当完成如图4B所示的组装设置后，则会如图4C所示，多向作动辅助件34的一侧对应于上壳体300的内壁300a相接触而卡合，另一侧的圆弧表面或是尖端表面则对应于支持部32的卡合区32a的倾斜斜面而接触卡合，如此一来，则完成作动模块36的组装程序，当光学触控笔3进行不同方向的触控作动时，则可藉由卡合区32a的倾斜斜面与多向作动辅助件34之间的相对位移，进而将压力平均地向下传递至电路板33，以进一步切换并触发电源开关33a。于另一些实施例中，多向作动辅助件34亦可一体成型设置于上壳体300的内壁300a上，如此一来，则其组装程序更为简便，仅需将设置于套件35内的笔头31、支持部32及电路板33的组合结构对应设置于上壳体300内，并使支持部32的卡合区32a对应于该一体成型的多向作动辅助件34，则其同样可达成本发明的多向操控的目的，是以，多向作动辅助件34的型态及设置方式亦可依实际施作情形而任施变化，并不以本发明所述此两实施态样为限。此外，当笔头31、支持部32及电路板33的组合结构对应设置于套件35内部时，如图4C所示，设置于电路板33端部的电源开关33a则恰可容设于套件35底部的一容置槽35c内。以及，于另一些实施例中，为了保护笔头31的红外线发光二极管结构，还可如图4D所示，于笔头31上套设上罩盖31a，以达到保护之用，且上罩盖31的型态并不以此为限。
请同时参阅图3、图5A、图5B、图5C及图5D，其中图5A为本发明较佳实施例的光学触控笔的作动模块与电源模块进行组装的示意图，图5B则为图5A的剖面结构示意图，图5C为图5A组装完成后的示意图，图5D为图5C的局部示意图。如第5A、5B图所示，电源模块39设置于壳体30的下壳体301的容置空间301a中，且电源模块39主要由负极连接件37及电池38所构成，以本实施例为例，光学触控笔3的下壳体301的容置空间301a可容置两电池38，但不此为限，且负极连接件37可为一长条型的板金结构，且其底部可与一金属弹簧(未图示)连接，用以与电池38底部的负极38b进行电连接。故当光学触控笔3的作动模块36与电源模块39进行组装时，则为先将电池38及负极连接件37对应设置于下壳体301的容置空间301a内，其后再将如图4D所示的组装完成的作动模块36及上壳体300对应于下壳体301而进行卡合设置，进而可组装成如图5C所示的光学触控笔3，且其外观 组成即由覆盖笔头31的上罩盖31a、上壳体300及下壳体301所构成，然而，其内部的结构则如图3所示，由于作动模块36与电源模块39已紧配设置于上壳体300及下壳体301之内，故其套件35底面的正极接触部35a直接抵顶于电池38的正极38a，而套件35外侧面的负极接触部35b则与负极连接件37端部的接触端37a对应抵触，进而可与电池38的负极38b产生电连接，如此一来，当使用者以如同图5D所示的不同角度、不同方向D或D’对光学触控笔3的上罩盖31a进行互动式触控或书写时，则可因应该不同角度、不同方向按压的应力，将之向下传递，并使电路板33上的电流开关33a被触发以通电，进而使笔头31的红外线发光二极管产生作用，以达到本发明的光学触控笔3可多向操控的目的。
请参阅图6A、图6B、图6C及图6D，其中图6A为本发明较佳实施例的光学触控笔进行侧向触控的示意图，图6B为图6A所示的光学触控笔的局部剖面结构示意图，图6C为本发明较佳实施例的光学触控笔进行垂直触控的示意图，图6D为图6C所示的光学触控笔的局部剖面结构示意图。如图6A所示，当使用者握持本发明的光学触控笔3以具有一倾斜角度的方式侧向抵触一媒介4时，例如：壁面、或是其他媒介，则该光学触控笔3内部的结构将如图6B所示，首先，由上罩盖31a先承受该侧向应力，进而会抵顶于设置在上罩盖31a内的笔头31，并使与笔头31连接的支持部32亦随之承受应力，此时，由于支持部32会因该应力而产生位移，进而使支持部32的卡合区32a可与多向作动辅助件34于该卡合区32a的倾斜斜面上进行相对位移，藉此以将该侧向应力进而转化为向下作用的应力，并传递至电路板33上，以使其端部的电源开关33切换而被触发通电。
另一方面，若是使用者如图6C所示，将光学触控笔3以垂直于媒介4的方向而进行触控操作时，则其内部的作动方式将如图6D所示，同样为由上罩盖31a先承受该垂直应力，进而抵顶于笔头31，并使支持部32亦随之而产生位移，此时，支持部32的卡合区32a同样可与多向作动辅助件34于该卡合区32a的倾斜斜面上进行相对位移，藉此以将该垂直应力向下传递至电路板33上，以使其端部的电源开关33切换而被触发通电。
综上所述，本发明的光学触控笔于组装上不需要透过繁复多样的零组件，且于其初步制造工艺即将笔头、支持部及电路板等组件组装完成，故其后续 的组装程序时相对简便，使得其制造工艺可较为简便、快速、进而可有效的降低生产成本。除此之外，透过本发明的多向作动辅助件与支持部的卡合区之间的相对位移的作动，而可供使用者于不同角度及不同方向对光学触控笔进行操作、使用时，均可将其使用按压的应力平均地向下传递，进而以切换电源开关，不仅可维持其操控上的敏感度，更可达到多向操控的目的，增添使用上的便利性。
纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由本领域的技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。