專利名稱：無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，尤其涉及一種既可獨(dú)立使用亦 可與數(shù)字板或其它程序化的周邊裝置搭配應(yīng)用的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)的使用已日益普遍，而計(jì)算機(jī)的功能也日益加強(qiáng)，對(duì)于計(jì)算機(jī)的使用者而 言，希望有一種方便控制光標(biāo)的輸入裝置，因此，方便控制光標(biāo)的輸入裝置例如數(shù)字輸入 板、數(shù)字筆等裝置均日益?zhèn)涫苤匾?。以傳統(tǒng)數(shù)字板所使用的有線筆為例，有線筆中內(nèi)建的壓力偵測裝置主要利用電線 連接的方式以將數(shù)字筆、數(shù)字板及壓力感測裝置彼此電性連接，并借由數(shù)字板上的電路轉(zhuǎn) 換及微控制器來計(jì)算取得壓力值，現(xiàn)有技術(shù)必須使用電線連接到數(shù)字筆與數(shù)字板，因而使 得數(shù)字筆無法單獨(dú)使用，經(jīng)常造成使用者的不便，雖然一般電磁無線壓力筆似乎可解決電 線連接的問題，但由于電磁式無線壓力筆所使用的磁感應(yīng)只能限制于電磁式數(shù)字板上的使 用，在一般非電磁式的數(shù)字板如電阻式或超音波式還是無法使用，此外，上述的電磁無線壓 力筆也因?yàn)槿菀资艿狡渌l率干擾，因而降低了電磁無線壓力筆的控制精準(zhǔn)度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其利用簡單的電路 以取得穩(wěn)定的壓力值，且同時(shí)兼顧訊號(hào)的穩(wěn)定性而不易受到其它頻率的干擾，因此可在合 理的成本控制下制作出反應(yīng)性佳的無線數(shù)字筆。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其可單獨(dú)使 用，亦可與數(shù)字板、或周邊裝置搭配使用，且其可同時(shí)提供X、Y、Z三軸向的偵測功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其包括一中 空筆桿及一筆頭，筆頭具有一上端部分及一下端部分，且筆頭受偏壓以致于下端部分常態(tài) 地自筆桿的一端凸伸。無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置包含有一電路板、一壓力偵測單元、一比 較電壓產(chǎn)生單元、一運(yùn)算單元及一無線發(fā)射單元。其中，電路板設(shè)置于筆桿內(nèi)靠近壓力偵測 單元處，電路板具有一電路安裝表面，其垂直于筆桿且設(shè)置有二導(dǎo)電體，上述的導(dǎo)電體彼此 分隔，其中一導(dǎo)電體耦接于一連接到正電源電阻的另一端，而另一導(dǎo)電體接地；壓力偵測單 元設(shè)置于筆頭的上端部分，且筆頭的下端部分被施壓時(shí)，壓力偵測單元與導(dǎo)電體接觸以致 于一壓力電壓訊號(hào)跨于壓力偵測單元上；比較電壓產(chǎn)生單元包含一充放電路單元以產(chǎn)生一 比較電壓訊號(hào)并將壓力電壓訊號(hào)與比較電壓訊號(hào)作比較并產(chǎn)生一方波訊號(hào)；運(yùn)算單元計(jì)算 方波訊號(hào)的寬度以得到對(duì)應(yīng)的一壓力值；無線發(fā)射單元?jiǎng)t用來發(fā)送壓力值。所述壓力偵測單元由導(dǎo)電橡膠、金屬彈片或金屬凸蓋所構(gòu)成。所述壓力偵測單元與該筆頭的該上端部分為一體成型。所述無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置還包含一天線單元，其耦接于該無線發(fā)射單元。所述無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置還包含一微控制單元，其耦接于上述的該壓力
3偵測單元、該比較電壓產(chǎn)生單元、該運(yùn)算單元及該無線發(fā)射單元。 所述無線數(shù)字筆與一周邊裝置搭配應(yīng)用。所述周邊裝置為數(shù)字板、計(jì)算機(jī)、可程序化裝置或上述的組合。所述該周邊裝置包含一處理單元；以及一無線接收單元，其耦接于該處理單元， 并接收來自該無線數(shù)字筆的該壓力值。所述無線發(fā)射 單元的收發(fā)頻段為ISM頻帶。所述無線接收單元的收發(fā)頻段為ISM頻帶。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其利用充放 電電路以對(duì)垂直安裝于電路板的導(dǎo)電橡膠充放電并進(jìn)行訊號(hào)的比較，而在取得方波寬度的 變化后執(zhí)行運(yùn)算以獲得對(duì)應(yīng)的壓力值，不但具有電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，更可以取得穩(wěn)定的壓力 值而不容易受到其它頻率的干擾。為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新 型的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
以下結(jié)合附圖，通過對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本實(shí)用新型的 技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，

圖1為本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的偵測無線數(shù)字筆所應(yīng)用于周邊裝置的實(shí)施例示意圖；圖4為本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆的作動(dòng)步驟流程圖；圖5為本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆應(yīng)用至數(shù)字板與計(jì)算機(jī)的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本實(shí)用新型的 優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1與圖2所示，其中，圖1為本實(shí)用新型無線數(shù)字筆的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2則為 本實(shí)用新型無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置的方塊示意圖，其中，壓力偵測裝置用于偵測無線 數(shù)字筆本身的觸壓壓力。如圖1所示，本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆1包含有一中空桿體10及一筆頭13，此筆 頭13可移動(dòng)地裝設(shè)于中空筆桿10內(nèi)，且筆頭13的下端部分受一偏壓裝置(未圖示)控制 而常態(tài)地自筆桿10的一端凸伸在筆桿10外。更詳細(xì)來說，無線數(shù)字筆1內(nèi)建有一壓力偵測裝置，如圖2所示，此壓力偵測裝置 包含一電路板12、一壓力偵測單元11、一比較電壓產(chǎn)生單元16、一運(yùn)算單元15及一無線發(fā) 射單元14。其中，電路板12設(shè)置于筆桿10內(nèi)靠近壓力偵測單元11處，電路板12具有一電 路安裝表面121，其垂直于筆桿11且設(shè)置有二導(dǎo)電體122、123，上述的導(dǎo)電體122、123彼此 分隔，其中一導(dǎo)電體122耦接于一連接到正電源電阻Rl的另一端，而另一導(dǎo)電體123接地； 壓力偵測單元11設(shè)置于筆頭13的上端部分，且筆頭13的下端部分被施壓時(shí)，壓力偵測單元11與導(dǎo)電體122、123接觸以致于一壓力電壓訊號(hào)跨于壓力偵測單元11上，以實(shí)際的電 子組件為例，如圖2所示，所述的壓力偵測單元11包含有比較器111、頻率產(chǎn)生器112、控制 閘113及計(jì)數(shù)器114 ；比較電壓產(chǎn)生單元16包含一充放電路單元161以產(chǎn)生一比較電壓訊 號(hào)，并將壓力電壓訊號(hào)與比較電壓訊號(hào)作比較并產(chǎn)生一方波訊號(hào)，同時(shí)，比較電壓產(chǎn)生單元 16內(nèi)建有一計(jì)數(shù)器控制單元162 ；運(yùn)算單元15計(jì)算方波訊號(hào)的寬度以得到對(duì)應(yīng)的一壓力 值；無線發(fā)射單元14則用來發(fā)送壓力值，其中上述的無線發(fā)射單元14可為一種射頻(RF) 發(fā)射電路。此外，上述的壓力偵測裝置包含一天線單元Al，其耦接于無線發(fā)射單元14。且壓 力偵測裝置還包含一微控制單元(未圖示)，其耦接于上述的壓力偵測單元11、比較電壓產(chǎn) 生單元16、運(yùn)算單元15及無線發(fā)射單元14。其中，上述的壓力偵測單元11可由導(dǎo)電橡膠、金屬彈片或金屬凸蓋(metaldome) 所構(gòu)成，本實(shí)施例中的壓力偵測單元11與筆頭I3的上端部分為獨(dú)立的構(gòu)件，當(dāng)然，壓力偵 測單元11更可與筆頭13的上端部分為一體成型。另外，本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆1可與一周邊裝置(未圖示)搭配應(yīng)用，所述的 周邊裝置可為數(shù)字板、計(jì)算機(jī)、可程序化裝置或上述的組合，此周邊裝置可接收無線數(shù)字筆 1中無線發(fā)射單元14所傳輸出的壓力值。而如圖3所示，為本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆所 應(yīng)用的周邊裝置的方塊示意圖，其中所述的周邊單元2(例如計(jì)算機(jī)或接收器)包含有一 處理單元22、及一無線接收單元24，其中，處理單元22可為微控制器并且可與一傳輸界面 26(例如USB界面)耦接，并使數(shù)據(jù)得以借由傳輸界面26以傳送至周邊裝置2內(nèi)，而無線 接收單元24可分別與一天線單元A2及處理單位22耦接并用以接收來自無線數(shù)字筆1中 無線發(fā)射單元14所傳送出的壓力值。以圖3為例，上述的周邊裝置2可與另一周邊裝置 3(例如可程序化裝置)搭配應(yīng)用，舉例來說，周邊裝置3可為電阻式觸控?cái)?shù)字板、個(gè)人數(shù) 字助理等各種可程序化的裝置。以上論述了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，下面將以流程的方式詳細(xì) 描述本實(shí)用新型的實(shí)際作動(dòng)流程。先以上述的無線數(shù)字筆1的作動(dòng)來說，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1-4所示，其中圖4為無線數(shù) 字筆的作動(dòng)步驟流程，其包含步驟SOl至步驟S06。首先，在步驟SOl中，先將無線數(shù)字筆1中壓力偵測單元11內(nèi)的計(jì)數(shù)器114歸零。 然后在步驟S02中則將電容C的電壓降至零，并使壓力偵測單元11中的比較器111輸出一 高電壓訊號(hào)(Hi)；接著在步驟S03中使壓力偵測單元11內(nèi)的計(jì)數(shù)器114開始執(zhí)行計(jì)數(shù)；接 著，在步驟S04中，比較電壓產(chǎn)生單元16的正極開始進(jìn)行偵測，且比較電壓產(chǎn)生單元16的 負(fù)極供應(yīng)一正電源以對(duì)無線數(shù)字筆1做充放電的工作而得到一個(gè)比較電壓訊號(hào)，即電阻R3 開始對(duì)電容C進(jìn)行充電，并使比較電壓產(chǎn)生單元16對(duì)壓力電壓訊號(hào)與比較電壓訊號(hào)比較 后，得到一方波訊號(hào)；而當(dāng)充電電壓的值大于等于Vcc*R2/(Rl+R2)時(shí)，則進(jìn)入至步驟S05， 此時(shí)，壓力偵測單元11中的比較器114轉(zhuǎn)態(tài)而輸出低電壓訊號(hào)(Lo)；而在步驟S06中，計(jì) 數(shù)器114停止計(jì)數(shù)，而運(yùn)算單元15將計(jì)數(shù)透過無線發(fā)射單元14將所獲得的壓力值傳送出 去。上述用以得到不同計(jì)數(shù)值的的方法可借由改變可變電阻R2的阻值以實(shí)現(xiàn)。舉例 來說，當(dāng)無線數(shù)字筆1的筆頭13下端部分接觸改變了觸壓的壓力大小，則決定了壓力偵測 單元11接觸電路板12上的導(dǎo)電體122、123的面積大小，亦同時(shí)決定了壓力電壓訊號(hào)的大小，而圖2中所示的可變電阻R2的阻值大小也隨著壓力電壓訊號(hào)的大小而改變。最后，再 以本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆應(yīng)用至數(shù)字板與計(jì)算機(jī)的例子為例說明。如 圖5所示，無線數(shù)字筆1以無線方式與數(shù)字板2a、計(jì)算機(jī)2b溝通，而數(shù)字板2a與計(jì)算機(jī)2b 之間則以有線方式彼此耦接，因此當(dāng)無線數(shù)字筆1書寫在數(shù)字板2a上時(shí)，對(duì)于無線數(shù)字筆 1而言，其產(chǎn)生出一壓力值，而對(duì)于數(shù)字板2a而言，其產(chǎn)生出一坐標(biāo)值，其中，無線數(shù)字筆1 的壓力值透過無線傳遞的方式，以傳送至計(jì)算機(jī)(借由無線接收的方式接收壓力值)，而數(shù) 字板2a的坐標(biāo)值則透過有線傳遞的方式，以傳送至計(jì)算機(jī)(借由有線接收的方式接收坐標(biāo) 值)，因此，當(dāng)上述的壓力值與坐標(biāo)值均傳送至計(jì)算機(jī)2b后，則可借由所接收到的壓力值與 坐標(biāo)值來移動(dòng)計(jì)算機(jī)2b中的光標(biāo)M作動(dòng)；上述的例子將壓力值與坐標(biāo)值分別傳送，當(dāng)然也 可以先將壓力值與坐標(biāo)值先行整合，再一并傳送至計(jì)算機(jī)2b內(nèi)。而上述用于整合的接口可 為 RS232、SPI、IIC、PS2...等常用界面。值得注意的是，對(duì)于上述的無線發(fā)射或接收機(jī)制而言，為避免訊號(hào)上的干擾，無線 發(fā)射單元與無線接收單元的頻段利用ISM頻帶。綜上所述，本實(shí)用新型的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其利用充放電電路以對(duì)垂 直安裝于電路板的導(dǎo)電橡膠充放電并進(jìn)行訊號(hào)的比較，而在取得方波寬度的變化后執(zhí)行運(yùn) 算以獲得對(duì)應(yīng)的壓力值，這樣設(shè)計(jì)不但具有電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，更可以取得穩(wěn)定的壓力值而 不容易受到其它頻率的干擾。以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng) 屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，包括一中空筆桿及一筆頭，該筆頭可移動(dòng)地設(shè)于該筆桿內(nèi)并具有一上端部分及一下端部分，且該筆頭受偏壓以致于該筆頭的該下端部分常態(tài)地自該筆桿的一端凸伸，該無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置包括一電路板，設(shè)置于該筆桿內(nèi)，該電路板具有一電路安裝表面，該電路安裝表面垂直于該筆桿且設(shè)置有二導(dǎo)電體，該等導(dǎo)電體彼此分隔，其中一導(dǎo)電體耦接于一連接到正電源電阻的另一端，而另一導(dǎo)電體接地；一壓力偵測單元，其設(shè)置于該筆頭的該上端部分，且該筆頭的下端部分被施壓時(shí)，該壓力偵測單元與該等導(dǎo)電體接觸以致于一壓力電壓訊號(hào)跨于該壓力偵測單元上；一比較電壓產(chǎn)生單元，包含一充放電路單元，該充放電路單元產(chǎn)生一比較電壓訊號(hào)并將該壓力電壓訊號(hào)與該比較電壓訊號(hào)作比較并產(chǎn)生一方波訊號(hào)；一運(yùn)算單元，計(jì)算該方波訊號(hào)的寬度以得到對(duì)應(yīng)的一壓力值；以及一無線發(fā)射單元，發(fā)送該壓力值。
2.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該壓力偵測單元由 導(dǎo)電橡膠、金屬彈片或金屬凸蓋所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該壓力偵測單元與 該筆頭的該上端部分為一體成型。
4.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，其包含一天線單元，其耦接于該無線發(fā)射單元。
5.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，其包含一微控制單元，其耦接于上述的該壓力偵測單元、該比較電壓產(chǎn)生單元、該運(yùn)算單元及 該無線發(fā)射單元。
6.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該無線數(shù)字筆與一 周邊裝置搭配應(yīng)用。
7.如權(quán)利要求6所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該周邊裝置為數(shù)字 板、計(jì)算機(jī)、可程序化裝置或上述的組合。
8.如權(quán)利要求6所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該周邊裝置包含一 處理單元；以及一無線接收單元，其耦接于該處理單元，并接收來自該無線數(shù)字筆的該壓力值。
9.如權(quán)利要求1所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該無線發(fā)射單元的 收發(fā)頻段為ISM頻帶。
10.如權(quán)利要求8所述的無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其特征在于，該無線接收單元的 收發(fā)頻段為ISM頻帶。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置，其包括一中空筆桿及一筆頭，筆頭具有一上端部分及一下端部分，且筆頭受偏壓以致于下端部分常態(tài)地自筆桿的一端凸伸。此無線數(shù)字筆的壓力偵測裝置包括一電路板、一壓力偵測單元、一比較電壓產(chǎn)生單元、一運(yùn)算單元及一無線發(fā)射單元。電路板設(shè)置于筆桿內(nèi)靠近壓力偵測單元處，電路板具有一電路安裝表面，其垂直于筆桿且設(shè)置有二導(dǎo)電體，壓力偵測單元設(shè)置于筆頭的上端部分，部分比較電壓產(chǎn)生單元包含一充放電路單元以產(chǎn)生一比較電壓訊號(hào)并將壓力電壓訊號(hào)與比較電壓訊號(hào)作比較并產(chǎn)生一方波訊號(hào)；運(yùn)算單元計(jì)算方波訊號(hào)的寬度以得到對(duì)應(yīng)的一壓力值；無線發(fā)射單元用來發(fā)送壓力值。
文檔編號(hào)G01L1/00GK201732347SQ201020256670
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者余文雄 申請(qǐng)人:友碁科技股份有限公司