專利名稱：電磁式觸控筆及其電腦設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電磁式觸控筆，尤指一種具有將動能或熱能轉換成電能的能量轉換裝置的電磁式觸控筆。
背景技術：
電磁式觸控筆的工作原理是采用電磁感應方式，電磁式觸控筆為電磁信號發(fā)射端，觸控面板內(nèi)的電磁感應器為電磁信號接收端，當電磁式觸控筆靠近觸控面板時，電磁感應器所感應到的磁通量就會發(fā)生變化，故觸控面板在經(jīng)過運算后可定位出電磁式觸控筆的觸控位置，以利后續(xù)的觸控操作。上述用來使電磁式觸控筆產(chǎn)生電磁信號的技術主要可分為兩大類:被動式及主動式。在被動式電磁感應觸控技術方面，其主要優(yōu)點在于電磁式觸控筆內(nèi)不需安裝電池，其是利用電磁式觸控筆內(nèi)的共振電路以接收數(shù)字板經(jīng)由天線所發(fā)射的交流電磁場能量并儲存起來，接著回傳相對應的電磁信號至數(shù)字板，藉以達到定位電磁式觸控筆的目的，但其缺點在于數(shù)字板與電磁式觸控筆之間的能量轉換效率低于0.5%。另一方面，主動式電磁感應觸控技術則是需要安裝電池至電磁式觸控筆內(nèi)以提供其發(fā)射電磁信號所需的電能，藉此，電磁式觸控筆可主動發(fā)射電磁信號至數(shù)字板上的X/Y軸天線陣列以供定位之用。然而在此設計下，電磁式觸控筆的體積與重量就會受限于所安裝的電池的大小，除此之外，需要常常進行電池更換的操作也會為使用者帶來諸多的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有將動能或熱能轉換成電能的能量轉換裝置的電磁式觸控筆，藉以解決上述的問題。根據(jù)一實施例，本發(fā)明的電磁式觸控筆包含一中空筆身、一觸控筆頭裝置、一能量轉換裝置、一電路板及一儲電裝置。該觸控筆頭裝置設置于該中空筆身的一端。該能量轉換裝置設置于該中空筆身內(nèi)，用來吸收動能或熱能以轉換成電能。該電路板設置于該中空筆身內(nèi)且電連接于該能量轉換裝置，用來整流該能量轉換裝置所轉換的電能。該儲電裝置設置于該中空筆身內(nèi)且電連接于該觸控筆頭裝置以及該電路板，用來儲存從該電路板所傳來的電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產(chǎn)生電磁信號。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明的電腦設備包含一電腦模塊以及一電磁式觸控筆。該電腦模塊包含一外殼、一主機裝置、至少一散熱片，以及一散熱條。該外殼具有一容置槽。該主機裝置設置于該外殼內(nèi)。該散熱片設置于該主機裝置上。該導熱條設置于該散熱片上。該電磁式觸控筆可拆卸地設置于該容置槽內(nèi)，該電磁式觸控筆包含一中空筆身、一觸控筆頭裝置、一溫差發(fā)電芯片、一電路板，以及一儲電裝置。該中空筆身包含一散熱殼體、一吸熱殼體，以及一隔熱環(huán)。該吸熱殼體在該電磁式觸控筆設置于該容置槽內(nèi)時接觸該導熱條，用以接收該散熱片經(jīng)由該導熱條所傳來的熱能。該隔熱環(huán)套接于該吸熱殼體以及該散熱殼體上，用來阻隔該吸熱殼體與該散熱殼體接觸。該觸控筆頭裝置設置于該吸熱殼體的一端。該溫差發(fā)電芯片設置于該吸熱殼體與該散熱殼體之間，用來吸收因該吸熱殼體與該散熱殼體的溫度差所產(chǎn)生的熱能以轉換成電能。該電路板設置于該中空筆身內(nèi)且電連接于該溫差發(fā)電芯片，用來整流該溫差發(fā)電芯片所轉換的電能。該儲電裝置設置于該中空筆身內(nèi)且電連接于該觸控筆頭裝置以及該電路板，用來儲存從該電路板所傳來的電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產(chǎn)生電磁信號。綜上所述，本發(fā)明利用可將動能或熱能轉換成電能的能量轉換裝置設置于電磁式觸控筆內(nèi)的方式，以達到電磁式觸控筆可自主發(fā)電而不需安裝電池的目的。如此一來，即可解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆之的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的實施方式及所附圖式得到進一步的了解。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中:圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例所提出的電磁式觸控筆的立體圖。圖2為圖1的電磁 式觸控筆沿剖面線A-A’的剖面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例所提出的電磁式觸控筆的立體圖。圖4為圖3的電磁式觸控筆沿剖面線B-B’的剖面圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明第三實施例所提出的電磁式觸控筆的立體圖。圖6為圖5的電磁式觸控筆沿剖面線C-C’的剖面圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明第四實施例所提出的電磁式觸控筆的立體圖。圖8為圖7的電磁式觸控筆于能量轉換裝置容置于中空筆身內(nèi)的立體圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明第五實施例所提出的電腦設備的立體圖。圖10為圖9的電腦設備的內(nèi)部示意圖。圖11為圖10的電磁式觸控筆沿剖面線D-D’的剖面圖。附圖標號:114線圈116 磁鐵118第一壓電片120 第二壓電片122緩沖件 212、314發(fā)電馬達214、418 質(zhì)量塊 216 摩擦蓋218、318 轉軸316 偏心塊414 支撐座416 第一壓電條420 第二壓電條 422 彈性條424 推鈕426 滑動槽500 電腦設備502 電腦模塊506 外殼508 主機裝置510 散熱片512 導熱條
514 容置槽520 溫差發(fā)電芯片526 散熱殼體528 吸熱殼體530 隔熱環(huán)100、200、300、400、504電磁式觸控筆102、202、302、402、516中空筆身104、204、304、404、518觸控筆頭裝置106、306、406筆蓋108、206、308、408能量轉換裝置110、208、310、410、522 電路板112、210、312、412、524儲電裝置
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。請參閱圖1，其為根據(jù)本發(fā)明一第一實施例所提出的一電磁式觸控筆100的立體圖，電磁式觸控筆100包含一中空筆身102、一觸控筆頭裝置104、一筆蓋106、一能量轉換裝置108、一電路板110，以及一儲電裝置112，其中為求清楚顯示電磁式觸控筆100的內(nèi)部元件，中空筆身102在圖1中以虛線簡示之。觸控筆頭裝置104以及筆蓋106分別設置于中空筆身102的兩端，藉以與中空筆身102共同容置電磁式觸控筆100的內(nèi)部元件(如能量轉換裝置108、電路板110以及儲電裝置112等)。電路板110設置于中空筆身102內(nèi)且電連接于能量轉換裝置108，電路板110用來整流能量轉換裝置108所轉換的電能。儲電裝置112設置于中空筆身102內(nèi)且電連接于觸控筆頭裝置104以及電路板110，儲電裝置112用來儲存從電路板110所傳來的電能以及提供電能至觸控筆頭裝置104以產(chǎn)生電磁信號，其中儲電裝置112可為一電容。至于觸控筆頭裝置104的相關電磁信號發(fā)射設計，其常見于先前技術中，故于此不再贅述。在此實施例中，能量轉換裝置108用來接收動能以轉換成電能，以下針對能量轉換裝置108的能量轉換設計進行詳細的描述，請參閱圖1以及圖2，圖2為圖1的電磁式觸控筆100沿剖面線A-A’的剖面圖。能量轉換裝置108設置于中空筆身102內(nèi)，能量轉換裝置108包含一線圈114、一磁鐵116、一第一壓電片118，以及一第二壓電片120。線圈114電連接于電路板110，磁鐵116可活動地穿設于線圈114內(nèi)，用來相對于線圈114來回移動以使線圈114產(chǎn)生電能。第一壓電片118以及第二壓電片120分別設置于中空筆身102對應線圈114的兩端的位置上，其中第一壓電片118以及第二壓電片120可由常見的壓電材質(zhì)(如鋯鈦酸鉛等)所組成，其具有高壓電耦合和介電常數(shù)，當對其施加壓應力或形變應力時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象(poIarization),并接著在兩導電面間產(chǎn)生電場或電位移,從而在其表面產(chǎn)生感應電荷，藉以產(chǎn)生相對應的電能，換句話說，第一壓電片118以及第二壓電片120可用來接受磁鐵116的撞擊(可視為壓應力)以產(chǎn)生電能。另外，為了防止磁鐵116的撞擊力道過大而損壞第一壓電片118以及第二壓電片120，能量轉換裝置108可另包含至少一緩沖件122，在此實施例中，能量轉換裝置108可包含二緩沖件122，其分別設置于磁鐵116的兩端上，其中緩沖件122可為一橡膠緩沖墊，但不受此限，其亦可為其他具有緩沖功能的元件，如彈簧等。藉此，緩沖件122即可在磁鐵116撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120的過程中產(chǎn)生緩沖效果，以避免上述第一壓電片118以及第二壓電片120受損的情況發(fā)生。需注意的是，若是上述能量轉換裝置108采用緩沖件122為一彈簧的設計，則緩沖件122可進一步地在磁鐵116撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120的過程中，提供彈力至磁鐵116，以使磁鐵116可獲得額外的動能而更加快速地在線圈114中來回移動，從而提升能量轉換裝置108的發(fā)電效率。通過上述配置，當使用者想要對電磁式觸控筆100進行充電時，使用者僅須拿起電磁式觸控筆100持續(xù)地上下?lián)u動，以使磁鐵116可相對線圈114來回移動并與第一壓電片118以及第二壓電片120發(fā)生碰撞，在此過程中，由電磁感應發(fā)電原理可知，當磁鐵116相對線圈114來回移動時，磁鐵116就會使線圈114的磁通量發(fā)生變化，并在線圈114上產(chǎn)生感應電動勢以產(chǎn)生電能。此外，當磁鐵116撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120時，根據(jù)上述所提及的壓電材質(zhì)的特性，第一壓電片118以及第二壓電片120就會在接收到磁鐵116所施予的壓應力后產(chǎn)生電能。綜上所述，通過磁鐵116相對線圈114來回移動并撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120的方式，線圈114與第一壓電片118以及第二壓電片120即可持續(xù)地產(chǎn)生電能而傳送至電路板110。接下來，只要再經(jīng)過電路板110的整流處理，線圈114與第一壓電片118以及第二壓電片120所產(chǎn)生的電能即可傳送至儲電裝置112以儲存之，并在使用者想要使用電磁式觸控筆100進行觸控操作時，提供電能至觸控筆頭裝置104以產(chǎn)生電磁信號。如此一來，利用能量轉換裝置108的動能轉換成電能的設計以及簡單的搖動充電操作，電磁式觸控筆100即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發(fā)電的效果，藉以解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。接著，請參閱圖3，其為根據(jù)本發(fā)明一第二實施例所提出的一電磁式觸控筆200的立體圖，電磁式觸控筆200包含一中空筆身202、一觸控筆頭裝置204、一能量轉換裝置206、一電路板208，以及一儲電裝置210，其中為求清楚顯示電磁式觸控筆200的內(nèi)部元件，中空筆身202于圖3中亦同樣地以虛線簡示之。在此實施例中，針對中空筆身202、觸控筆頭裝置204、電路板208，以及儲電裝置210的設計，其與第一實施例中的中空筆身102、觸控筆頭裝置104、電路板110，以及儲電裝置112的設計相似，為求簡化說明，其相關描述于此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置206的能量轉換設計進行詳細的描述。請參閱圖3以及圖4，圖4為圖3的電磁式觸控筆200沿剖面線B-B’的剖面圖。能量轉換裝置206設置于中空筆身102內(nèi)，能量轉換裝置206包含一發(fā)電馬達212、一質(zhì)量塊214，以及一摩擦蓋216。發(fā)電馬達212電連接于電路板208且具有一轉軸218，用來以轉動轉軸218的方式并利用內(nèi)部電磁感應生電的設計而產(chǎn)生電能。質(zhì)量塊214設置于轉軸218上，而摩擦蓋216則是套設于質(zhì)量塊214上且可旋轉地設置于中空筆身202相對觸控筆頭裝置204的另一端上，用來驅(qū)動質(zhì)量塊214以帶動轉軸218旋轉，以使發(fā)電馬達212產(chǎn)生電能，其中摩擦蓋216可由高摩擦系數(shù)材質(zhì)(如橡膠等)所組成,但不受此限。通過上述配置，當使用者想要對電磁式觸控筆200進行充電時，使用者僅須拿起電磁式觸控筆200并使用摩擦蓋216來回地劃過一平面(如桌面等)，藉此，即可利用摩擦蓋216與該平面之間的摩擦力驅(qū)動質(zhì)量塊214以帶動轉軸218旋轉，從而使發(fā)電馬達212產(chǎn)生電能。需注意的是，由于質(zhì)量塊214在旋轉過程中所產(chǎn)生的轉動慣性可發(fā)揮增加轉軸218的旋轉圈數(shù)的功效，因此，上述質(zhì)量塊214的配置可進一步地提升能量轉換裝置206的發(fā)電效率，但不受此限，意即質(zhì)量塊214亦可為一可省略的元件，藉以簡化能量轉換裝置206的機構設計。接下來，只要再經(jīng)過電路板208的整流處理，發(fā)電馬達212所產(chǎn)生的電能即可傳送至儲電裝置210以儲存之，并在使用者想要使用電磁式觸控筆200進行觸控操作時，提供電能至觸控筆頭裝置204以產(chǎn)生電磁信號。
如此一來，利用能量轉換裝置206的動能轉換成電能的設計以及簡單的摩擦式充電操作，電磁式觸控筆200即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發(fā)電的效果，藉以解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。
接著，請參閱圖5，其為根據(jù)本發(fā)明一第三實施例所提出的一電磁式觸控筆300的立體圖，電磁式觸控筆300包含一中空筆身302、一觸控筆頭裝置304、一筆蓋306、一能量轉換裝置308、一電路板310，以及一儲電裝置312，其中為求清楚顯示電磁式觸控筆300的內(nèi)部元件，中空筆身302在圖5中亦同樣地以虛線簡示之。在此實施例中，針對中空筆身302、觸控筆頭裝置304、筆蓋306、電路板310，以及儲電裝置312的設計，其與第一實施例中的中空筆身102、觸控筆頭裝置104、筆蓋106、電路板110，以及儲電裝置112的設計相似，為求簡化說明，其相關描述于此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置308的能量轉換設計進行詳細的描述。
請參閱圖5以及圖6，圖6為圖5的電磁式觸控筆300沿剖面線C_C’的剖面圖。能量轉換裝置308設置于中空筆身302內(nèi)，能量轉換裝置308包含一發(fā)電馬達314以及一偏心塊316。發(fā)電馬達314電連接于電路板310且具有一轉軸318，用來以轉動轉軸318的方式并利用內(nèi)部電磁感應生電設計而產(chǎn)生電能。偏心塊316設置于轉軸318上，藉此，發(fā)電馬達314可選擇性地利用偏心塊316驅(qū)動轉軸318旋轉的方式或利用隨著中空筆身302的滾動以經(jīng)由轉軸318相對于偏心塊316旋轉的方式產(chǎn)生電能。
通過上述配置，當使用者想要對電磁式觸控筆300進行充電時，使用者僅須將電磁式觸控筆300放置于一承載平/斜面(如桌面等)上，并接著推動電磁式觸控筆300在此承載平/斜面上滾動，在此過程中，由于偏心塊316會受到重力的影響而在中空筆身302滾動的過程中相對地靜止不動，因此，發(fā)電馬達314就會隨著中空筆身302的滾動以經(jīng)由轉軸318相對于偏心塊316旋轉的方式產(chǎn)生電能。除此之外，使用者亦可拿起電磁式觸控筆300持續(xù)地往同一方向旋轉，此時，偏心塊316就會因離心力作用而同時驅(qū)動轉軸318旋轉，以使發(fā)電馬達314產(chǎn)生電能。
如此一來，利用能量轉換裝置308的動能轉換成電能的設計以及簡單的滾動式或旋轉式充電操作，電磁式觸控筆300即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發(fā)電的效果，藉以解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。
接著，請參閱圖7，其為根據(jù)本發(fā)明一第四實施例所提出的一電磁式觸控筆400的立體圖，電磁式觸控筆300包含一中空筆身402、一觸控筆頭裝置404、一筆蓋406、一能量轉換裝置408、一電路板410，以及一儲電裝置412，其中為求清楚顯示電磁式觸控筆400的內(nèi)部元件，中空筆身402在圖5中亦同樣地以虛線簡示之。在此實施例中，針對中空筆身402、觸控筆頭裝置404、筆蓋406、電路板410，以及儲電裝置412的設計，其與第一實施例中的中空筆身102、觸控筆頭裝置104、筆蓋106、電路板110，以及儲電裝置112的設計相似，為求簡化說明，其相關描述于此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置408的能量轉換設計進行詳細的描述。
請參閱圖7以及圖8，圖8為圖7的電磁式觸控筆400在能量轉換裝置408容置于中空筆身402內(nèi)的立體圖。能量轉換裝置08可突出于中空筆身402之外或容置于中空筆身402內(nèi)，能量轉換裝置408包含一支撐座414、至少一第一壓電條416 (在圖7與圖8中均顯示二個)、至少一質(zhì)量塊418 (在圖7與圖8中在每一第一壓電條416上各設置一個)、至少一第二壓電條420 (在圖7與圖8中均顯示二個)、至少一彈性條422 (在圖7與圖8中均顯示二個)，以及一推鈕424。
支撐座414設置于中空筆身402內(nèi)。第一壓電條416設置于支撐座414上且電連接于電路板410，而質(zhì)量塊418則是設置于第一壓電條416的一頂端，用來驅(qū)動第一壓電條416相對支撐座414擺動以產(chǎn)生電能。在此實施例中，彈性條422以相對第一壓電條416向外彎折的方式設置于支撐座414上(如圖7所示)且位于第一壓電條416的兩側，用來提供彈力至質(zhì)量塊418，以增加第一壓電條416的擺動次數(shù)。第二壓電條420設置于支撐座414上、電連接于電路板410且位于第一壓電條416與彈性條422之間，用來接受質(zhì)量塊418的撞擊，以與第一壓電條416共同相對支撐座414擺動以產(chǎn)生電能。另外，由圖7以及圖8可知，在此實施例中，中空筆身402上形成有對應推鈕424的一滑動槽426，推鈕424連接于支撐座414且可活動地設置于滑動槽426上，用來沿著滑動槽426推動支撐座414，以使第一壓電條416、質(zhì)量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422突出于中空筆身402之外(如圖7所示)或容置于中空筆身402內(nèi)(如圖8所示)。
通過上述配置，當使用者不須使用電磁式觸控筆400進行觸控操作時，使用者可推動推鈕424沿著滑動槽426移動，以驅(qū)動支撐座414移動至如圖8所示的位置，藉以使第一壓電條416、質(zhì)量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422容置于中空筆身402內(nèi)(如圖8所示)，以便使用者收納或隨身攜帶。
另一方面，當使用者想要對電磁式觸控筆400進行充電時，首先，使用者須推動推鈕424沿著滑動槽426移動，以驅(qū)動支撐座414從如圖8所示的位置移動至如圖7所示的位置，藉以使第一壓電條416、質(zhì)量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422突出于中空筆身402之外(如圖7所示)，此時，彈性條422可從如圖8所示的容置于中空筆身402內(nèi)的收合狀態(tài)，利用本身的彈性回復特性而轉換為如圖7所示的相對第一壓電條416向外彎折的展開狀態(tài)。
接著，使用者可左右搖動電磁式觸控筆400，以利用慣性原理使質(zhì)量塊418驅(qū)動第一壓電條416隨之相對應地左右擺動，并接著在撞擊第二壓電條420后驅(qū)動第二壓電條420與第一壓電條416共同左右擺動，此時，由上述所提及的壓電材質(zhì)的特性可知，第一壓電條416以及第二壓電條420就會因本身結構變形所導致的形變應力而產(chǎn)生電能。在質(zhì)量塊418驅(qū)動第一壓電條416與第二壓電條420共同左右擺動的過程中，由上述可知，當質(zhì)量塊418撞擊至彈性條422時，彈性條422可用來提供彈力至質(zhì)量塊418，以使質(zhì)量塊418可獲得額外的動能而更加快速地在彈性條422之間來回擺動，藉此，即可增加第一壓電條416以及第二壓電條420的擺動次數(shù)，從而提升能量轉換裝置408的發(fā)電效率。
需注意的是，為了進一步地提升能量轉換裝置408的發(fā)電效率，彈性條422可由彈性壓電材質(zhì)所組成且電連接于電路板410，如此一來，除了可用來提供彈力至質(zhì)量塊418以增加第一壓電條416以及第二壓電條420的擺動次數(shù)之外，彈性條422可在接收到質(zhì)量塊418所施予的壓應力后產(chǎn)生電能。
如此一來，利用能量轉換裝置408的動能轉換成電能的設計以及簡單的擺動式充電操作，電磁式觸控筆400即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發(fā)電的效果，藉以解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。
值得一提的是，使能量轉換裝置突出于中空筆身之外的設計可不限于上述實施例，其亦可改采用將能量轉換裝置固定于中空筆身內(nèi)且利用筆蓋可相對中空筆身滑動以露出或收納能量轉換裝置的設計，其相關滑動設計常見于先前技術中，故于此不再贅述。此夕卜，第一壓電條416、第二壓電條420以及彈性條422的配置個數(shù)可不限于上述實施例，其可根據(jù)電磁式觸控筆400的實際應用而有所增減。
在本發(fā)明中，能量轉換裝置的能量轉換方式可不限于上述實施例所提及的將動能轉換為電能的設計，其亦可改采用能量轉換裝置為溫差式發(fā)電芯片以將熱能轉換為電能的設計，請參閱圖9以及圖10，圖9為根據(jù)本發(fā)明一第五實施例所提出的一電腦設備500的立體圖，圖10為圖9的電腦設備500的內(nèi)部示意圖。由圖9以及圖10可知，電腦設備500包含一電腦模塊502以及一電磁式觸控筆504。電腦模塊502可為一般常見的桌上型電腦或可攜式電腦(如筆記本電腦、平板電腦等)，其中圖9以平板電腦為例繪示之，電腦模塊502包含一外殼506、一主機裝置508、至少一散熱片510 (在圖10中顯不一個)，以及一導熱條512。外殼506具有一容置槽514以供電磁式觸控筆504可拆卸地容置于其內(nèi)。主機裝置508可包含一般常見安裝于電腦內(nèi)的元件，如主機板、中央處理器等，其相關描述常見于先前技術中，于此不再贅述。散熱片510設置于主機裝置508上以供散熱之用，而導熱條512則是設置于散熱片510上，用以傳遞散熱片510從主機裝置508所吸收的熱能。
以下針對電磁式觸控筆504的能量轉換設計進行詳細的描述，請參閱圖10以及圖11，圖11為圖10的電磁式觸控筆504沿剖面線D-D’的剖面圖。電磁式觸控筆504包含一中空筆身516、一觸控筆頭裝置518、一溫差發(fā)電芯片520、一電路板522,以及一儲電裝置524。中空筆身516包含一散熱殼體526、一吸熱殼體528，以及一隔熱環(huán)530。吸熱殼體528于電磁式觸控筆504設置于容置槽514內(nèi)時接觸導熱條512，用以接收散熱片510經(jīng)由導熱條512所傳來的熱能，其中吸熱殼體528可由高吸熱性材質(zhì)(如金屬、石墨等)所組成,而散熱殼體526可由高散熱性材質(zhì)(如金屬等)所組成。隔熱環(huán)530套接于吸熱殼體528以及散熱殼體526上，用來阻隔吸熱殼體528與散熱殼體526接觸，從而使吸熱殼體528與散熱殼體526之間具有一溫度差。
觸控筆頭裝置518設置于吸熱殼體528的一端。溫差發(fā)電芯片520設置于吸熱殼體528與散熱殼體526之間，用來吸收因吸熱殼體528與散熱殼體526的溫度差所產(chǎn)生的熱能以轉換成電能，其中溫差發(fā)電芯片520使用席貝克效應(Seebeck effect)以完成上述熱能與電能之間的轉換，其相關說明常見于先前技術中，故于此不再贅述。電路板522設置于中空筆身516內(nèi)(在圖11中以設置于吸熱殼體528內(nèi)的方式繪示，但不受此限)且電連接于溫差發(fā)電芯片520，電路板522用來整流溫差發(fā)電芯片520所轉換的電能，而儲電裝置524亦同樣地設置于中空筆身516內(nèi)(在圖11中以設置于吸熱殼體528內(nèi)的方式繪示，但不受此限)且電連接于觸控筆頭裝置518以及電路板522，儲電裝置524用來儲存從電路板522所傳來的電能以及提供電能至觸控筆頭裝置518以產(chǎn)生電磁信號，其中儲電裝置524可為一電容。
通過上述配置，當使用者想要對電磁式觸控筆504進行充電時，使用者僅需將電磁式觸控筆504插入容置槽514內(nèi)，此時，由上述可知，吸熱殼體528即可與導熱條512接觸，進而吸收散熱片510經(jīng)由導熱條512所傳來的熱能以產(chǎn)生殼體溫度持續(xù)上升的效果，再加上隔熱環(huán)530阻隔吸熱殼體528與散熱殼體526的熱傳導的設計，因此吸熱殼體528與散熱殼體526之間就可具有明顯的溫度差異，藉此，溫差發(fā)電芯片520即可根據(jù)吸熱殼體528以及散熱殼體526的溫度差而產(chǎn)生電能。
如此一來，利用溫差發(fā)電芯片的熱能轉換成電能的設計以及簡單的溫差式充電操作，本發(fā)明所提供的電磁式觸控筆即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發(fā)電的效果，藉以解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。此外，通過電磁式觸控筆設置于電腦模塊上以經(jīng)由導熱條吸收電腦模塊內(nèi)的散熱片所傳來的熱能而轉換成電能的設計，本發(fā)明所提供的電腦設備亦可具有廢熱能源再回收利用的功能。
需注意的是，電磁式觸控筆504的充電操作亦可不限于上述實施例，本發(fā)明也可改使用其他同樣具有使吸熱殼體528的殼體溫度上升的方式，例如以手握持住吸熱殼體528等，來完成電磁式觸控筆504的充電操作。
相較于先前技術，本發(fā)明利用可將動能或熱能轉換成電能的能量轉換裝置設置于電磁式觸控筆內(nèi)的方式，以達到電磁式觸控筆可自主發(fā)電而不需安裝電池的目的。如此一來，即可解決先前技術中所提及的電磁式觸控筆的體積與重量會受到電池大小的限制以及需要常常進行電池更換的操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種電磁式觸控筆，其特征在于，其包含: 一中空筆身； 一觸控筆頭裝置，其設置于所述中空筆身的一端； 一能量轉換裝置，其設置于所述中空筆身內(nèi)，用來吸收動能或熱能以轉換成電能； 一電路板，其設置于所述中空筆身內(nèi)且電連接于所述能量轉換裝置，用來整流所述能量轉換裝置所轉換的電能；以及 一儲電裝置，其設置于所述中空筆身內(nèi)且電連接于所述觸控筆頭裝置以及所述電路板，用來儲存從所述電路板所傳來的電能以及提供電能至所述觸控筆頭裝置以產(chǎn)生電磁信號。
2.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置包含: 一線圈，其電連接于所述電路板；以及 一磁鐵，其可活動地穿設于所述線圈中，用來相對于所述線圈來回移動以使所述線圈產(chǎn)生電能。
3.如權利要求2所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置另包含一第一壓電片以及一第二壓電片，其分別設置于所述中空筆身對應所述線圈的兩端的位置上且電連接于電路板，用來接受所述磁鐵的撞擊以產(chǎn)生電能。
4.如權利要求2所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置另包含至少一緩沖件，其設置于所述磁鐵的至少一端上。
5.如權利要求4 所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述緩沖件為一橡膠緩沖墊或一彈簧。
6.如權利要求2所述的電磁式觸控筆，其特征在于，其另包含: 一筆蓋，其設置所述中空筆身相對所述觸控筆頭裝置的另一端上，用來與所述中空筆身共同容置所述能量轉換裝置、所述電路板，以及所述儲電裝置。
7.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置包含: 一發(fā)電馬達，其電連接于所述電路板且具有一轉軸； 一質(zhì)量塊，其設置于所述轉軸上；以及 一摩擦蓋，其套設于所述質(zhì)量塊上且可旋轉地設置于所述中空筆身相對所述觸控筆頭裝置的另一端上，用來驅(qū)動所述質(zhì)量塊以帶動所述轉軸旋轉，以使所述發(fā)電馬達產(chǎn)生電能。
8.如權利要求7所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述摩擦蓋由高摩擦系數(shù)材質(zhì)所組成。
9.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置包含: 一發(fā)電馬達，其電連接于所述電路板且具有一轉軸；以及 一偏心塊，其設置于所述轉軸上，所述發(fā)電馬達選擇性地利用所述偏心塊驅(qū)動所述轉軸旋轉的方式或利用隨著所述中空筆身的滾動以經(jīng)由所述轉軸相對于所述偏心塊旋轉的方式產(chǎn)生電能。
10.如權利要求9所述的電磁式觸控筆，其特征在于，其另包含: 一筆蓋，其設置所述中空筆身相對所述觸控筆頭裝置的另一端上，用來與所述中空筆身共同容置所述能量轉換裝置、所述電路板，以及所述儲電裝置。
11.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置包含:一支撐座，其設置于所述中空筆身內(nèi)； 至少一第一壓電條，其設置于所述支撐座上且電連接于所述電路板；以及至少一質(zhì)量塊，其設置于所述第一壓電條片的一頂端，用來驅(qū)動所述第一壓電條相對所述支撐座擺動以產(chǎn)生電能。
12.如權利要求11所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置另包含: 至少一彈性條，其設置于所述支撐座上且位于所述第一壓電條片的至少一側，用來提供彈力至所述質(zhì)量塊，以增加所述第一壓電條的擺動次數(shù)。
13.如權利要求12所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述彈性條以相對所述第一壓電條向外彎折的方式設置于所述支撐座上。
14.如權利要求12所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述彈性條由彈性壓電材質(zhì)所組成且電連接于所述電路板。
15.如權利要求11所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置另包含: 至少一第二壓電條，其設置于所述支撐座上、電連接于所述電路板且位于所述第一壓電條的至少一側，用來接受所述質(zhì)量塊的撞擊，以與所述第一壓電條片共同相對所述支撐座擺動以產(chǎn)生電能。
16.如權利要求11所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述中空筆身上形成有一滑動槽，所述能量轉換裝置另包含一推鈕，所述推鈕連接于所述支撐座且可活動地設置于所述滑動槽上，用來沿著所述滑動槽推動所述支撐座，以使所述第一壓電條以及所述質(zhì)量塊突出于所述中空筆身之外或容置于所述中空筆身內(nèi)。
17.如權利要求11所述的電磁式觸控筆，其特征在于，其另包含: 一筆蓋，其設置所述中空筆身相對所述觸控筆頭裝置的另一端上，用來與所述中空筆身共同容置所述能量轉換裝置、所述電路板，以及所述儲電裝置。
18.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述能量轉換裝置包含一溫差發(fā)電芯片，所述中空筆身包含一吸熱殼體、一散熱殼體，以及一隔熱環(huán)，所述觸控筆頭裝置設置于所述吸熱殼體的一第一端上，所述隔熱環(huán)套接于所述吸熱殼體的第二端以及所述散熱殼體之間，用來防止所述吸熱殼體與所述散熱殼體接觸，所述溫差發(fā)電芯片電連接于所述電路板且連接于所述吸熱殼體以及所述散熱殼體之間，用來吸收因所述吸熱殼體與所述散熱殼體的溫度差所產(chǎn)生的熱能以轉換成電能。
19.如權利要求1所述的電磁式觸控筆，其特征在于，所述儲電裝置為一電容。
20.—種電腦設備,其特征在于,包含: 一電腦模塊，其包含: 一外殼，其具有一容置槽； 一主機裝置，其設置于所述外殼內(nèi)； 至少一散熱片，其設置于所述主機裝置上；以及 一導熱條，其設置于所述散熱片上；以及 一電磁式觸控筆，可拆卸地設置于所述容置槽內(nèi)，所述電磁式觸控筆包含: 一中空筆身，包含: 一散熱殼體； 一吸熱殼體，其在所述電磁式觸控筆設置于所述容置槽內(nèi)時接觸所述導熱條，用來接收所述散熱片經(jīng)由所述導熱條所傳來的熱能；以及 一隔熱環(huán)，其套接于所述吸熱殼體以及所述散熱殼體上，用來阻隔所述吸熱殼體與所述散熱殼體接觸； 一觸控筆頭裝置，其設置于所述吸熱殼體的一端； 一溫差發(fā)電芯片，其設置于所述吸熱殼體與所述散熱殼體之間，用來吸收因所述吸熱殼體與所述散熱殼體的溫度差所產(chǎn)生的熱能以轉換成電能； 一電路板，其設置于所述中空筆身內(nèi)且電連接于所述溫差發(fā)電芯片，用來整流所述溫差發(fā)電芯片所轉換的電能；以及 一儲電裝置，其設 置于所述中空筆身內(nèi)且電連接于所述觸控筆頭裝置以及所述電路板，用來儲存從所述電路板所傳來的電能以及提供電能至所述觸控筆頭裝置以產(chǎn)生電磁信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁式觸控筆及其電腦設備，所述電磁式觸控筆包含一中空筆身、一觸控筆頭裝置、一能量轉換裝置、一電路板及一儲電裝置。該觸控筆頭裝置設置于該中空筆身的一端。該能量轉換裝置設置于該中空筆身內(nèi)，用來吸收動能或熱能以轉換成電能。該電路板設置于該中空筆身內(nèi)且電連接于該能量轉換裝置，用來整流該能量轉換裝置所轉換的電能。該儲電裝置設置在該中空筆身內(nèi)且電連接于該觸控筆頭裝置以及該電路板，用來儲存從該電路板所傳來的電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產(chǎn)生電磁信號。本發(fā)明實施例可以達到縮減電磁式觸控筆的體積與重量的目的以及提升電磁式觸控筆在操作使用上的便利性。
文檔編號G06F1/16GK103150041SQ20111045117
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月6日
發(fā)明者卓竹順, 秦北辰, 武文欽, 蘇炳賢, 洪明華, 傅傳誠 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司