光能触控笔及其操作方法
【专利摘要】本发明是有关于一种光能触控笔，包括壳体、光导及光电转换元件。其中，光导的末端设于壳体的尖端附近并曝露于壳体的表面，光线由光导的末端进入光导，经由光导的内部传送而从光导的近端导出。光电转换元件将光导所导出光线的光能转换为电能。借此，光能触控笔除了可执行本身的触控功能外，并能借由此能量与触控面板做双向数据沟通。
【专利说明】光能触控笔及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明有关一种触控笔，特别是关于一种光能触控笔。
【背景技术】
[0002]触控荧幕(touch screen) —般可使用手指来操作,然而,触控笔(stylus,或称手写笔)则可达到更精确的操作，且不会留下油污于触控表面。
[0003]传统触控笔(特别是主动式触控笔)的缺点之一在于需要使用电池或预先进行充电。如果长时间使用触控笔或者忘了事先充电，则触控笔就会因为缺少所需电源而无法使用。虽然有一种电磁触控笔(一般为被动式触控笔)可借由感应线圈以接收触控荧幕发出的磁场电波以提供所需电源，然而，该磁场往往会影响到周遭的其他电子装置，造成电磁干扰(EMI)问题，且磁场电波也会对人体有不良的影响。
[0004]因此亟需提出一种新颖的触控笔，以解决传统触控笔的问题，使触控笔的使用更为方便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种光能触控笔，其导入触控突幕的显不模块的光线并予以转换为电能，用以提供所需电源给光能触控笔内的电路。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的光能触控笔包含壳体、光导及光电转换元件。光导设于壳体内，光导的末端设于壳体的尖端附近并曝露于壳体的表面，光线由光导的末端进入光导，经由光导的内部传送而从光导的近端导出。光电转换元件设于壳体内，用以将光导所导出光线的光能转换为电能。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0008]前述的光能触控笔，其更包含导电块，设于该壳体的尖端。
[0009]前述的光能触控笔，其中该光导的末端围绕着该导电块。
[0010]前述的光能触控笔，其中该光导的末端穿过该导电块。
[0011]前述的光能触控笔，其中该光电转换元件包含聚集式光电池。
[0012]前述的光能触控笔，其中该光电转换元件包含硅基光电池。
[0013]前述的光能触控笔，其更包含电源调节器，设于该壳体内，该电源调节器接收并调节稳定该光电转换元件所转换的电能，用以产生稳定的电源。
[0014]前述的光能触控笔，其更包含电源储存元件，设于该壳体内，用以将该光电转换元件所转换的一部分电能予以储存起来。
[0015]前述的光能触控笔，其更包含驱动电路，设于该壳体内，该驱动电路接收该电源调节器所产生的稳定电源。
[0016]前述的光能触控笔，其中该驱动电路包含:处理器；及放大器，用以放大该处理器的输出信号以产生驱动信号，自该壳体的尖端发射出去或接收触控面板所发出的信号。
[0017]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现的。本发明的光能触控笔的操作方法，包含:提供壳体及设于该壳体内的光导；光线由该光导的末端进入该光导，经由该光导的内部传送而从该光导的近端导出；及将该光导所导出光线的光能转换为电能。
[0018]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0019]前述的光能触控笔的操作方法，其更包含:接收并调节稳定该转换的电能，用以产生稳定的电源。
[0020]前述的光能触控笔的操作方法，其更包含:将该转换的一部分电能予以储存起来。
[0021]前述的光能触控笔的操作方法，其更包含:接收该产生的稳定电源；及放大输出信号以产生驱动信号，自该壳体的尖端发射出去或接收触控面板所发出的信号。
[0022]借由上述技术方案，本发明的光能触控笔及其操作方法至少具有下列优点及有益效果:本发明的光能触控笔，能够导入触控荧幕的显示模块的光线并予以转换为电能，用以提供所需电源给光能触控笔内的电路。
[0023]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1显示本发明实施例的光能触控笔的示意图。
[0025]图2显示触控荧幕的示意图。
[0026]图3显示本发明另一实施例的光能触控笔的示意图。
[0027]图4显示图1的驱动电路的方框图。
[0028]【主要元件符号说明】
[0029]100:光能触控笔10:壳体
[0030]11:光导111:光导的末端
[0031]112:光导的近端12:导电块
[0032]121:触控笔的尖端13:光电转换元件
[0033]14:电源调节器15:电源储存元件
[0034]16:驱动电路161:处理器
[0035]162:放大器200:触控荧幕
[0036]21:显示模块22:触控面板
[0037]221:触控面
【具体实施方式】
[0038]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种光能触控笔及其操作方法的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0039]图1显示本发明实施例的通过光能驱动的触控笔(简称“光能触控笔”)100的示意图。本实施例的光能触控笔100可为一种主动式触控笔(active stylus)，用以和触控荧幕(touch screen)进行互动。图2显示触控突幕200的示意图,其主要包含有显示模块(例如液晶显示模块或LCM)21与触控面板(TP)22，其中触控面板22位于显示模块21上面，且触控面板22的上表面是作为触控面221。此外，显示模块21所产生的光线会穿透过触控面板22而从触控面221射出。
[0040]在本实施例中，光能触控笔100包含至少一个光导(light guide)ll，其可为光管(light tube)或光纤,设于壳体10内。光导11的末端(distal end)设于壳体10的尖端(tip)121附近，该尖端121处通常设有导电块(例如金属块)12。如图1所例示，光导11的末端111曝露于壳体10的表面，并围绕着导电块12。图3显示本发明另一实施例的光能触控笔100的示意图。如图3所例示，光导11的末端111曝露于壳体10的表面且大致重合于壳体10的尖端121，且导电块12围绕着光导11 (换句话说，光导11的末端111穿过导电块12的中心)。
[0041]当壳体10的尖端121靠近或碰触到触控荧幕200的触控面221时，自触控面221射出的光线即可由光导11的末端111进入光导11，经由光导11内部传送而从光导11的近端(proximal end) 112 导出。
[0042]本实施例的光能触控笔100还包含光电转换(photovoltaic)元件13，设于壳体10内。光电转换元件13利用光电效应(photovoltaic effect)将光导11所导出光线的光能转换为电能(例如电流)。光电转换元件13可为聚集式光电池(又称为化合物基(chemical compound-based)光电池)，其主动层一般使用II1-V族化合物，例如砷化镓(GaAs)、砷化铟镓(InxGal-xAs)、磷化铝(AlP)或磷化镓(GaP)。光电转换元件13也可以为娃基(silicon-based)光电池,其主动层一般使用娃晶圆或薄膜,其中，娃晶圆可为单晶娃(monocrystalline silicon)、多晶娃(multicrystalline silicon)或带状娃(ribbonsilicon);薄膜可为締化镉(cadium telluride, CdTe)、铜铟嫁硒(copper indium galliumselenide, CIGS)或非晶娃(amorphous silicon, Α-Si)。一般来说,娃基光电池的转换效率较低于聚集式光电池的转换效率。
[0043]本实施例的光能触控笔100更包含电源调节器14，设于壳体10内。电源调节器14接收并调节稳定前述光电转换元件13所转换的电能(例如电流)，用以产生稳定的电源。电源调节器14可使用传统电源调节器的各种实施电路，其细节在此予以省略。
[0044]本实施例还可选择性包含电源储存元件15，设于壳体10内。电源储存元件15可为可充电式(rechargeable)电池或超级电容器(supercapacitor),用以将光电转换元件13所转换的一部分电能予以储存起来。
[0045]上述电源调节器14所输出的稳定电源则提供作为驱动电路16的电源，该驱动电路16设于壳体10内。图4显示驱动电路16的方框图。在本实施例中，驱动电路16主要包含处理器(例如微处理器)161,其输出信号借由放大器(例如运算放大器)162予以信号放大后形成驱动信号，电性耦接至导电块12。借此，当光能触控笔100壳体10的尖端121靠近或碰触到触控荧幕200的触控面221时，光能触控笔100即可借由导电块12发射驱动信号或接收触控面板22所发出的信号，因而与触控荧幕200进行互动及执行各项功能。例如，光能触控笔100的尖端121所产生的触控点信号；光能触控笔100的尖端121按压所生的Z轴信号；光能触控笔100壳体10的按钮(未显示)所生的信号；或者触控面板22传送至光能触控笔100的尖端121的信号。借此，光能触控笔100除了可执行本身的触控功能外，并能借由此能量与触控面板22做双向数据沟通。
[0046]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种光能触控笔，其特征在于其包含: 壳体； 光导，设于该壳体内，该光导的末端设于该壳体的尖端附近并曝露于该壳体的表面，光线由该光导的末端进入该光导，经由该光导的内部传送而从该光导的近端导出；及光电转换7Π件，设于该壳体内，用以将该光导所导出光线的光能转换为电能。
2.根据权利要求1所述的光能触控笔，其特征在于其更包含导电块，设于该壳体的尖端。
3.根据权利要求2所述的光能触控笔，其特征在于其中该光导的末端围绕着该导电块。
4.根据权利要求2所述的光能触控笔，其特征在于其中该光导的末端穿过该导电块。
5.根据权利要求1所述的光能触控笔，其特征在于其中该光电转换元件包含聚集式光电池。
6.根据权利要求1所述的光能触控笔，其特征在于其中该光电转换元件包含硅基光电池。
7.根据权利要求1所述的光能触控笔，其特征在于其更包含电源调节器，设于该壳体内，该电源调节器接收并调节稳定该光电转换元件所转换的电能，用以产生稳定的电源。
8.根据权利要求1所述的光能触控笔，其特征在于其更包含电源储存元件，设于该壳体内，用以将该光电转换元件所转换的一部分电能予以储存起来。
9.根据权利要求7所述的光能触控笔，其特征在于其更包含驱动电路，设于该壳体内，该驱动电路接收该电源调节器所产生的稳定电源。
10.根据权利要求9所述的光能触控笔，其特征在于其中该驱动电路包含: 处理器 '及 放大器，用以放大该处理器的输出信号以产生驱动信号，自该壳体的尖端发射出去或接收触控面板所发出的信号。
11.一种光能触控笔的操作方法，其特征在于其包含: 提供壳体及设于该壳体内的光导； 光线由该光导的末端进入该光导，经由该光导的内部传送而从该光导的近端导出；及 将该光导所导出光线的光能转换为电能。
12.根据权利要求11所述的光能触控笔的操作方法，其特征在于其更包含:接收并调节稳定该转换的电能，用以产生稳定的电源。
13.根据权利要求11所述的光能触控笔的操作方法，其特征在于其更包含:将该转换的一部分电能予以储存起来。
14.根据权利要求12所述的光能触控笔的操作方法，其特征在于其更包含: 接收该产生的稳定电源；及 放大输出信号以产生驱动信号，自该壳体的尖端发射出去或接收触控面板所发出的信号。
【文档编号】G06F3/0354GK104423642SQ201310382030
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】郭明山 申请人:恒颢科技股份有限公司