专利名称：无线数字笔的压力侦测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线数字笔的压力侦测装置，尤其涉及一种既可独立使用亦 可与数字板或其它程序化的周边装置搭配应用的无线数字笔的压力侦测装置。
背景技术：
计算机的使用已日益普遍，而计算机的功能也日益加强，对于计算机的使用者而 言，希望有一种方便控制光标的输入装置，因此，方便控制光标的输入装置例如数字输入 板、数字笔等装置均日益备受重视。以传统数字板所使用的有线笔为例，有线笔中内建的压力侦测装置主要利用电线 连接的方式以将数字笔、数字板及压力感测装置彼此电性连接，并借由数字板上的电路转 换及微控制器来计算取得压力值，现有技术必须使用电线连接到数字笔与数字板，因而使 得数字笔无法单独使用，经常造成使用者的不便，虽然一般电磁无线压力笔似乎可解决电 线连接的问题，但由于电磁式无线压力笔所使用的磁感应只能限制于电磁式数字板上的使 用，在一般非电磁式的数字板如电阻式或超音波式还是无法使用，此外，上述的电磁无线压 力笔也因为容易受到其它频率干扰，因而降低了电磁无线压力笔的控制精准度。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无线数字笔的压力侦测装置，其利用简单的电路 以取得稳定的压力值，且同时兼顾讯号的稳定性而不易受到其它频率的干扰，因此可在合 理的成本控制下制作出反应性佳的无线数字笔。本实用新型的另一目的在于提供一种无线数字笔的压力侦测装置，其可单独使 用，亦可与数字板、或周边装置搭配使用，且其可同时提供X、Y、Z三轴向的侦测功能。为实现上述目的，本实用新型提供一种无线数字笔的压力侦测装置，其包括一中 空笔杆及一笔头，笔头具有一上端部分及一下端部分，且笔头受偏压以致于下端部分常态 地自笔杆的一端凸伸。无线数字笔的压力侦测装置包含有一电路板、一压力侦测单元、一比 较电压产生单元、一运算单元及一无线发射单元。其中，电路板设置于笔杆内靠近压力侦测 单元处，电路板具有一电路安装表面，其垂直于笔杆且设置有二导电体，上述的导电体彼此 分隔，其中一导电体耦接于一连接到正电源电阻的另一端，而另一导电体接地；压力侦测单 元设置于笔头的上端部分，且笔头的下端部分被施压时，压力侦测单元与导电体接触以致 于一压力电压讯号跨于压力侦测单元上；比较电压产生单元包含一充放电路单元以产生一 比较电压讯号并将压力电压讯号与比较电压讯号作比较并产生一方波讯号；运算单元计算 方波讯号的宽度以得到对应的一压力值；无线发射单元则用来发送压力值。所述压力侦测单元由导电橡胶、金属弹片或金属凸盖所构成。所述压力侦测单元与该笔头的该上端部分为一体成型。所述无线数字笔的压力侦测装置还包含一天线单元，其耦接于该无线发射单元。所述无线数字笔的压力侦测装置还包含一微控制单元，其耦接于上述的该压力
3侦测单元、该比较电压产生单元、该运算单元及该无线发射单元。 所述无线数字笔与一周边装置搭配应用。所述周边装置为数字板、计算机、可程序化装置或上述的组合。所述该周边装置包含一处理单元；以及一无线接收单元，其耦接于该处理单元， 并接收来自该无线数字笔的该压力值。所述无线发射 单元的收发频段为ISM频带。所述无线接收单元的收发频段为ISM频带。本实用新型的有益效果是本实用新型无线数字笔的压力侦测装置，其利用充放 电电路以对垂直安装于电路板的导电橡胶充放电并进行讯号的比较，而在取得方波宽度的 变化后执行运算以获得对应的压力值，不但具有电路简单的优点，更可以取得稳定的压力 值而不容易受到其它频率的干扰。为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新 型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
以下结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式
详细描述，将使本实用新型的 技术方案及其它有益效果显而易见。附图中，
图1为本实用新型的无线数字笔的结构示意图；图2为本实用新型的无线数字笔的压力侦测装置的结构示意图；图3为本实用新型的侦测无线数字笔所应用于周边装置的实施例示意图；图4为本实用新型的无线数字笔的作动步骤流程图；图5为本实用新型的无线数字笔应用至数字板与计算机的实施例示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的 优选实施例及其附图进行详细描述。如图1与图2所示，其中，图1为本实用新型无线数字笔的结构示意图，图2则为 本实用新型无线数字笔的压力侦测装置的方块示意图，其中，压力侦测装置用于侦测无线 数字笔本身的触压压力。如图1所示，本实用新型的无线数字笔1包含有一中空杆体10及一笔头13，此笔 头13可移动地装设于中空笔杆10内，且笔头13的下端部分受一偏压装置(未图示)控制 而常态地自笔杆10的一端凸伸在笔杆10外。更详细来说，无线数字笔1内建有一压力侦测装置，如图2所示，此压力侦测装置 包含一电路板12、一压力侦测单元11、一比较电压产生单元16、一运算单元15及一无线发 射单元14。其中，电路板12设置于笔杆10内靠近压力侦测单元11处，电路板12具有一电 路安装表面121，其垂直于笔杆11且设置有二导电体122、123，上述的导电体122、123彼此 分隔，其中一导电体122耦接于一连接到正电源电阻Rl的另一端，而另一导电体123接地； 压力侦测单元11设置于笔头13的上端部分，且笔头13的下端部分被施压时，压力侦测单元11与导电体122、123接触以致于一压力电压讯号跨于压力侦测单元11上，以实际的电 子组件为例，如图2所示，所述的压力侦测单元11包含有比较器111、频率产生器112、控制 闸113及计数器114 ；比较电压产生单元16包含一充放电路单元161以产生一比较电压讯 号，并将压力电压讯号与比较电压讯号作比较并产生一方波讯号，同时，比较电压产生单元 16内建有一计数器控制单元162 ；运算单元15计算方波讯号的宽度以得到对应的一压力 值；无线发射单元14则用来发送压力值，其中上述的无线发射单元14可为一种射频(RF) 发射电路。此外，上述的压力侦测装置包含一天线单元Al，其耦接于无线发射单元14。且压 力侦测装置还包含一微控制单元(未图示)，其耦接于上述的压力侦测单元11、比较电压产 生单元16、运算单元15及无线发射单元14。其中，上述的压力侦测单元11可由导电橡胶、金属弹片或金属凸盖(metaldome) 所构成，本实施例中的压力侦测单元11与笔头I3的上端部分为独立的构件，当然，压力侦 测单元11更可与笔头13的上端部分为一体成型。另外，本实用新型的无线数字笔1可与一周边装置(未图示)搭配应用，所述的 周边装置可为数字板、计算机、可程序化装置或上述的组合，此周边装置可接收无线数字笔 1中无线发射单元14所传输出的压力值。而如图3所示，为本实用新型的无线数字笔所 应用的周边装置的方块示意图，其中所述的周边单元2(例如计算机或接收器)包含有一 处理单元22、及一无线接收单元24，其中，处理单元22可为微控制器并且可与一传输界面 26(例如USB界面)耦接，并使数据得以借由传输界面26以传送至周边装置2内，而无线 接收单元24可分别与一天线单元A2及处理单位22耦接并用以接收来自无线数字笔1中 无线发射单元14所传送出的压力值。以图3为例，上述的周边装置2可与另一周边装置 3(例如可程序化装置)搭配应用，举例来说，周边装置3可为电阻式触控数字板、个人数 字助理等各种可程序化的装置。以上论述了本实用新型的结构，下面将以流程的方式详细 描述本实用新型的实际作动流程。先以上述的无线数字笔1的作动来说，请同时参照图1-4所示，其中图4为无线数 字笔的作动步骤流程，其包含步骤SOl至步骤S06。首先，在步骤SOl中，先将无线数字笔1中压力侦测单元11内的计数器114归零。 然后在步骤S02中则将电容C的电压降至零，并使压力侦测单元11中的比较器111输出一 高电压讯号(Hi)；接着在步骤S03中使压力侦测单元11内的计数器114开始执行计数；接 着，在步骤S04中，比较电压产生单元16的正极开始进行侦测，且比较电压产生单元16的 负极供应一正电源以对无线数字笔1做充放电的工作而得到一个比较电压讯号，即电阻R3 开始对电容C进行充电，并使比较电压产生单元16对压力电压讯号与比较电压讯号比较 后，得到一方波讯号；而当充电电压的值大于等于Vcc*R2/(Rl+R2)时，则进入至步骤S05， 此时，压力侦测单元11中的比较器114转态而输出低电压讯号(Lo)；而在步骤S06中，计 数器114停止计数，而运算单元15将计数透过无线发射单元14将所获得的压力值传送出 去。上述用以得到不同计数值的的方法可借由改变可变电阻R2的阻值以实现。举例 来说，当无线数字笔1的笔头13下端部分接触改变了触压的压力大小，则决定了压力侦测 单元11接触电路板12上的导电体122、123的面积大小，亦同时决定了压力电压讯号的大小，而图2中所示的可变电阻R2的阻值大小也随着压力电压讯号的大小而改变。最后，再 以本实用新型的无线数字笔应用至数字板与计算机的例子为例说明。如 图5所示，无线数字笔1以无线方式与数字板2a、计算机2b沟通，而数字板2a与计算机2b 之间则以有线方式彼此耦接，因此当无线数字笔1书写在数字板2a上时，对于无线数字笔 1而言，其产生出一压力值，而对于数字板2a而言，其产生出一坐标值，其中，无线数字笔1 的压力值透过无线传递的方式，以传送至计算机(借由无线接收的方式接收压力值)，而数 字板2a的坐标值则透过有线传递的方式，以传送至计算机(借由有线接收的方式接收坐标 值)，因此，当上述的压力值与坐标值均传送至计算机2b后，则可借由所接收到的压力值与 坐标值来移动计算机2b中的光标M作动；上述的例子将压力值与坐标值分别传送，当然也 可以先将压力值与坐标值先行整合，再一并传送至计算机2b内。而上述用于整合的接口可 为 RS232、SPI、IIC、PS2...等常用界面。值得注意的是，对于上述的无线发射或接收机制而言，为避免讯号上的干扰，无线 发射单元与无线接收单元的频段利用ISM频带。综上所述，本实用新型的无线数字笔的压力侦测装置，其利用充放电电路以对垂 直安装于电路板的导电橡胶充放电并进行讯号的比较，而在取得方波宽度的变化后执行运 算以获得对应的压力值，这样设计不但具有电路简单的优点，更可以取得稳定的压力值而 不容易受到其它频率的干扰。以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用 新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应 属于本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求一种无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，包括一中空笔杆及一笔头，该笔头可移动地设于该笔杆内并具有一上端部分及一下端部分，且该笔头受偏压以致于该笔头的该下端部分常态地自该笔杆的一端凸伸，该无线数字笔的压力侦测装置包括一电路板，设置于该笔杆内，该电路板具有一电路安装表面，该电路安装表面垂直于该笔杆且设置有二导电体，该等导电体彼此分隔，其中一导电体耦接于一连接到正电源电阻的另一端，而另一导电体接地；一压力侦测单元，其设置于该笔头的该上端部分，且该笔头的下端部分被施压时，该压力侦测单元与该等导电体接触以致于一压力电压讯号跨于该压力侦测单元上；一比较电压产生单元，包含一充放电路单元，该充放电路单元产生一比较电压讯号并将该压力电压讯号与该比较电压讯号作比较并产生一方波讯号；一运算单元，计算该方波讯号的宽度以得到对应的一压力值；以及一无线发射单元，发送该压力值。
2.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该压力侦测单元由 导电橡胶、金属弹片或金属凸盖所构成。
3.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该压力侦测单元与 该笔头的该上端部分为一体成型。
4.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，其包含一天线单元，其耦接于该无线发射单元。
5.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，其包含一微控制单元，其耦接于上述的该压力侦测单元、该比较电压产生单元、该运算单元及 该无线发射单元。
6.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该无线数字笔与一 周边装置搭配应用。
7.如权利要求6所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该周边装置为数字 板、计算机、可程序化装置或上述的组合。
8.如权利要求6所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该周边装置包含一 处理单元；以及一无线接收单元，其耦接于该处理单元，并接收来自该无线数字笔的该压力值。
9.如权利要求1所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该无线发射单元的 收发频段为ISM频带。
10.如权利要求8所述的无线数字笔的压力侦测装置，其特征在于，该无线接收单元的 收发频段为ISM频带。
专利摘要本实用新型提供一种无线数字笔的压力侦测装置，其包括一中空笔杆及一笔头，笔头具有一上端部分及一下端部分，且笔头受偏压以致于下端部分常态地自笔杆的一端凸伸。此无线数字笔的压力侦测装置包括一电路板、一压力侦测单元、一比较电压产生单元、一运算单元及一无线发射单元。电路板设置于笔杆内靠近压力侦测单元处，电路板具有一电路安装表面，其垂直于笔杆且设置有二导电体，压力侦测单元设置于笔头的上端部分，部分比较电压产生单元包含一充放电路单元以产生一比较电压讯号并将压力电压讯号与比较电压讯号作比较并产生一方波讯号；运算单元计算方波讯号的宽度以得到对应的一压力值；无线发射单元用来发送压力值。
文档编号G01L1/00GK201732347SQ201020256670
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者余文雄 申请人:友碁科技股份有限公司