台湾专利TW201324252A 電磁式觸控筆及其電腦設備

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专利摘要:
一種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於該中空筆身之一端。該能量轉換裝置設置於該中空筆身內，用來吸收動能或熱能以轉換成電能。該電路板設置於該中空筆身內且電連接於該能量轉換裝置，用來整流該能量轉換裝置所轉換之電能。該儲電裝置設置於該中空筆身內且電連接於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之電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產生電磁訊號。
公开号:TW201324252A
申请号:TW100144801
申请日:2011-12-06
公开日:2013-06-16
发明作者:Chu-Shun Cho；Pei-Chen Chin；Wen-Chin Wu；Pin-Hsien Su；Ming-Hua Hung；Chuan-Cheng Fu
申请人:Wistron Corp；
IPC主号:G06F1-00

专利说明:
電磁式觸控筆及其電腦設備
本發明關於一種電磁式觸控筆，尤指一種具有將動能或熱能轉換成電能之能量轉換裝置之電磁式觸控筆。
電磁式觸控筆之工作原理係採用電磁感應方式，電磁式觸控筆為電磁訊號發射端，觸控面板內之電磁感應器為電磁訊號接收端，當電磁式觸控筆靠近觸控面板時，電磁感應器所感應到之磁通量就會發生變化，故觸控面板在經過運算後可定位出電磁式觸控筆之觸控位置，以利後續之觸控操作。上述用來使電磁式觸控筆產生電磁訊號之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，其主要優點在於電磁式觸控筆內不需安裝電池，其係利用電磁式觸控筆內之共振電路以接收數位板經由天線所發射之交流電磁場能量並儲存起來，接著回傳相對應之電磁訊號至數位板，藉以達到定位電磁式觸控筆之目的，但其缺點在於數位板與電磁式觸控筆之間的能量轉換效率係低於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以提供其發射電磁訊號所需之電能，藉此，電磁式觸控筆係可主動發射電磁訊號至數位板上之X/Y軸天線陣列以供定位之用。然而在此設計下，電磁式觸控筆之體積與重量就會受限於所安裝之電池的大小，除此之外，需要常常進行電池更換之操作也會為使用者帶來諸多的不便。
本發明之目的之一在於提供一種具有將動能或熱能轉換成電能之能量轉換裝置之電磁式觸控筆，藉以解決上述之問題。
根據一實施例，本發明之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於該中空筆身之一端。該能量轉換裝置設置於該中空筆身內，用來吸收動能或熱能以轉換成電能。該電路板設置於該中空筆身內且電連接於該能量轉換裝置，用來整流該能量轉換裝置所轉換之電能。該儲電裝置設置於該中空筆身內且電連接於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之電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產生電磁訊號。
根據另一實施例，本發明之電腦設備包含一電腦模組以及一電磁式觸控筆。該電腦模組包含一外殼、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。該主機裝置設置於該外殼內。該散熱片設置於該主機裝置上。該導熱條設置於該散熱片上。該電磁式觸控筆可拆卸地設置於該容置槽內，該電磁式觸控筆包含一中空筆身、一觸控筆頭裝置、一溫差發電晶片、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。該吸熱殼體於該電磁式觸控筆設置於該容置槽內時接觸該導熱條，用以接收該散熱片經由該導熱條所傳來之熱能。該隔熱環套接於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於該吸熱殼體之一端。該溫差發電晶片設置於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之溫度差所產生之熱能以轉換成電能。該電路板設置於該中空筆身內且電連接於該溫差發電晶片，用來整流該溫差發電晶片所轉換之電能。該儲電裝置設置於該中空筆身內且電連接於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之電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產生電磁訊號。
綜上所述，本發明係利用可將動能或熱能轉換成電能之能量轉換裝置設置於電磁式觸控筆內之方式，以達到電磁式觸控筆可自主發電而不需安裝電池之目的。如此一來，即可解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之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之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。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖，其為根據本發明一第一實施例所提出之一電磁式觸控筆100之立體圖，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之內部元件，中空筆身102於第1圖中係以虛線簡示之。觸控筆頭裝置104以及筆蓋106係分別設置於中空筆身102之兩端，藉以與中空筆身102共同容置電磁式觸控筆100之內部元件(如能量轉換裝置108、電路板110以及儲電裝置112等)。電路板110係設置於中空筆身102內且電連接於能量轉換裝置108，電路板110用來整流能量轉換裝置108所轉換之電能。儲電裝置112係設置於中空筆身102內且電連接於觸控筆頭裝置104以及電路板110，儲電裝置112用來儲存從電路板110所傳來之電能以及提供電能至觸控筆頭裝置104以產生電磁訊號，其中儲電裝置112係可為一電容。至於觸控筆頭裝置104之相關電磁訊號發射設計，其係常見於先前技術中，故於此不再贅述。
在此實施例中，能量轉換裝置108係用來接收動能以轉換成電能，以下係針對能量轉換裝置108之能量轉換設計進行詳細之描述，請參閱第1圖以及第2圖，第2圖為第1圖之電磁式觸控筆100沿剖面線A-A’之剖面圖。能量轉換裝置108係設置於中空筆身102內，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係電連接於電路板110，磁鐵116係可活動地穿設於線圈114內，用來相對於線圈114來回移動以使線圈114產生電能。第一壓電片118以及第二壓電片120分係別設置於中空筆身102對應線圈114之兩端之位置上，其中第一壓電片118以及第二壓電片120係可由常見之壓電材質(如鋯鈦酸鉛等)所組成，其係具有高壓電耦合和介電常數，當對其施加壓應力或形變應力時，其內部係會產生極化現象(polarization)，並接著在兩導電面間產生電場或電位移，從而在其表面產生感應電荷，藉以產生相對應之電能，換句話說，第一壓電片118以及第二壓電片120係可用來接受磁鐵116之撞擊(可視為壓應力)以產生電能。
另外，為了防止磁鐵116之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可另包含至少一緩衝件122，在此實施例中，能量轉換裝置108可包含二緩衝件122，其分別設置於磁鐵116之兩端上，其中緩衝件122係可為一橡膠緩衝墊，但不受此限，其亦可為其他具有緩衝功能之元件，如彈簧等。藉此，緩衝件122即可在磁鐵116撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120之過程中產生緩衝效果，以避免上述第一壓電片118以及第二壓電片120受損的情況發生。需注意的是，若是上述能量轉換裝置108係採用緩衝件122為一彈簧之設計，則緩衝件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之過程中，提供彈力至磁鐵116，以使磁鐵116可獲得額外之動能而更加快速地在線圈114中來回移動，從而提昇能量轉換裝置108之發電效率。
透過上述配置，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持續地上下搖動，以使磁鐵116可相對線圈114來回移動並與第一壓電片118以及第二壓電片120發生碰撞，在此過程中，由電磁感應發電原理可知，當磁鐵116相對線圈114來回移動時，磁鐵116就會使線圈114的磁通量發生變化，並在線圈114上產生感應電動勢以產生電能。此外，當磁鐵116撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120時，根據上述所提及之壓電材質之特性，第一壓電片118以及第二壓電片120就會在接收到磁鐵116所施予之壓應力後產生電能。
綜上所述，透過磁鐵116相對線圈114來回移動並撞擊第一壓電片118以及第二壓電片120之方式，線圈114與第一壓電片118以及第二壓電片120即可持續地產生電能而傳送至電路板110。接下來，只要再經過電路板110之整流處理，線圈114與第一壓電片118以及第二壓電片120所產生之電能即可傳送至儲電裝置112以儲存之，並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以產生電磁訊號。如此一來，利用能量轉換裝置108之動能轉換成電能之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，達到自主發電之效果，藉以解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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，請參閱第3圖，其為根據本發明一第二實施例所提出之一電磁式觸控筆200之立體圖，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之內部元件，中空筆身202於第3圖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之設計，其係與第一實施例中之中空筆身102、觸控筆頭裝置104、電路板110，以及儲電裝置112之設計相似，為求簡化說明，其相關描述於此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置206之能量轉換設計進行詳細之描述。
請參閱第3圖以及第4圖，第4圖為第3圖之電磁式觸控筆200沿剖面線B-B’之剖面圖。能量轉換裝置206係設置於中空筆身102內，能量轉換裝置206包含一發電馬達212、一質量塊214，以及一摩擦蓋216。發電馬達212係電連接於電路板208且具有一轉軸218，用來以轉動轉軸218之方式並利用內部電磁感應生電之設計而產生電能。質量塊214係設置於轉軸218上，而摩擦蓋216則是套設於質量塊214上且可旋轉地設置於中空筆身202相對觸控筆頭裝置204之另一端上，用來驅動質量塊214以帶動轉軸218旋轉，以使發電馬達212產生電能，其中摩擦蓋216係可由高摩擦係數材質(如橡膠等)所組成，但不受此限。
透過上述配置，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並使用摩擦蓋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動質量塊214以帶動轉軸218旋轉，從而使發電馬達212產生電能。需注意的是，由於質量塊214在旋轉過程中所產生的轉動慣性係可發揮增加轉軸218之旋轉圈數的功效，因此，上述質量塊214之配置係可進一步地提昇能量轉換裝置206之發電效率，但不受此限，意即質量塊214亦可為一可省略之元件，藉以簡化能量轉換裝置206之機構設計。接下來，只要再經過電路板208之整流處理，發電馬達212所產生之電能即可傳送至儲電裝置210以儲存之，並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以產生電磁訊號。
如此一來，利用能量轉換裝置206之動能轉換成電能之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，達到自主發電之效果，藉以解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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，請參閱第5圖，其為根據本發明一第三實施例所提出之一電磁式觸控筆300之立體圖，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之內部元件，中空筆身302於第5圖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之設計，其係與第一實施例中之中空筆身102、觸控筆頭裝置104、筆蓋106、電路板110，以及儲電裝置112之設計相似，為求簡化說明，其相關描述於此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置308之能量轉換設計進行詳細之描述。
請參閱第5圖以及第6圖，第6圖為第5圖之電磁式觸控筆300沿剖面線C-C’之剖面圖。能量轉換裝置308係設置於中空筆身302內，能量轉換裝置308包含一發電馬達314以及一偏心塊316。發電馬達314係電連接於電路板310且具有一轉軸318，用來以轉動轉軸318之方式並利用內部電磁感應生電設計而產生電能。偏心塊316係設置於轉軸318上，藉此，發電馬達314係可選擇性地利用偏心塊316驅動轉軸318旋轉之方式或利用隨著中空筆身302之滾動以經由轉軸318相對於偏心塊316旋轉之方式產生電能。
透過上述配置，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放置於一承載平/斜面(如桌面等)上，並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，由於偏心塊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，發電馬達314就會隨著中空筆身302之滾動以經由轉軸318相對於偏心塊316旋轉之方式產生電能。除此之外，使用者亦可拿起電磁式觸控筆300持續地往同一方向旋轉，此時，偏心塊316就會因離心力作用而同時驅動轉軸318旋轉，以使發電馬達314產生電能。
如此一來，利用能量轉換裝置308之動能轉換成電能之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，達到自主發電之效果，藉以解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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，請參閱第7圖，其為根據本發明一第四實施例所提出之一電磁式觸控筆400之立體圖，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之內部元件，中空筆身402於第5圖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之設計，其係與第一實施例中之中空筆身102、觸控筆頭裝置104、筆蓋106、電路板110，以及儲電裝置112之設計相似，為求簡化說明，其相關描述於此不再贅述，以下僅針對能量轉換裝置408之能量轉換設計進行詳細之描述。
請參閱第7圖以及第8圖，第8圖為第7圖之電磁式觸控筆400於能量轉換裝置408容置於中空筆身402內之立體圖。能量轉換裝置08係可突出於中空筆身402之外或容置於中空筆身402內，能量轉換裝置408包含一支撐座414、至少一第一壓電條416(於第7圖與第8圖中均顯示二個)、至少一質量塊418(於第7圖與第8圖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(於第7圖與第8圖中均顯示二個)、至少一彈性條422(於第7圖與第8圖中均顯示二個)，以及一推鈕424。
支撐座414係設置於中空筆身402內。第一壓電條416係設置於支撐座414上且電連接於電路板410，而質量塊418則是設置於第一壓電條416之一頂端，用來驅動第一壓電條416相對支撐座414擺動以產生電能。在此實施例中，彈性條422係以相對第一壓電條416向外彎折之方式設置於支撐座414上(如第7圖所示)且位於第一壓電條416之兩側，用來提供彈力至質量塊418，以增加第一壓電條416之擺動次數。第二壓電條420係設置於支撐座414上、電連接於電路板410且位於第一壓電條416與彈性條422之間，用來接受質量塊418之撞擊，以與第一壓電條416共同相對支撐座414擺動以產生電能。另外，由第7圖以及第8圖可知，在此實施例中，中空筆身402上形成有對應推鈕424之一滑動槽426，推鈕424係連接於支撐座414且可活動地設置於滑動槽426上，用來沿著滑動槽426推動支撐座414，以使第一壓電條416、質量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422突出於中空筆身402之外(如第7圖所示)或容置於中空筆身402內(如第8圖所示)。
透過上述配置，當使用者不須使用電磁式觸控筆400進行觸控操作時，使用者係可推動推鈕424沿著滑動槽426移動，以驅動支撐座414移動至如第8圖所示之位置，藉以使第一壓電條416、質量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422容置於中空筆身402內(如第8圖所示)，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，以驅動支撐座414從如第8圖所示之位置移動至如第7圖所示之位置，藉以使第一壓電條416、質量塊418、第二壓電條420，以及彈性條422突出於中空筆身402之外(如第7圖所示)，此時，彈性條422係可從如第8圖所示之容置於中空筆身402內之收合狀態，利用本身之彈性回復特性而轉換為如第7圖所示之相對第一壓電條416向外彎折之展開狀態。
接著，使用者係可左右搖動電磁式觸控筆400，以利用慣性原理使質量塊418驅動第一壓電條416隨之相對應地左右擺動，並接著在撞擊第二壓電條420後驅動第二壓電條420與第一壓電條416共同左右擺動，此時，由上述所提及之壓電材質之特性可知，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生電能。在質量塊418驅動第一壓電條416與第二壓電條420共同左右擺動之過程中，由上述可知，當質量塊418撞擊至彈性條422時，彈性條422係可用來提供彈力至質量塊418，以使質量塊418可獲得額外之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之擺動次數，從而提昇能量轉換裝置408之發電效率。
需注意的是，為了進一步地提昇能量轉換裝置408之發電效率，彈性條422係可由彈性壓電材質所組成且電連接於電路板410，如此一來，除了可用來提供彈力至質量塊418以增加第一壓電條416以及第二壓電條420之擺動次數之外，彈性條422係可在接收到質量塊418所施予之壓應力後產生電能。
如此一來，利用能量轉換裝置408之動能轉換成電能之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，達到自主發電之效果，藉以解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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於中空筆身之外的設計係可不限於上述實施例，其亦可改採用將能量轉換裝置固定於中空筆身內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之設計，其相關滑動設計係常見於先前技術中，故於此不再贅述。此外，第一壓電條416、第二壓電條420以及彈性條422之配置個數係可不限於上述實施例，其係可根據電磁式觸控筆400之實際應用而有所增減。
在本發明中，能量轉換裝置之能量轉換方式係可不限於上述實施例所提及之將動能轉換為電能之設計，其亦可改採用能量轉換裝置為溫差式發電晶片以將熱能轉換為電能之設計，請參閱第9圖以及第10圖，第9圖為根據本發明一第五實施例所提出之一電腦設備500之立體圖，第10圖為第9圖之電腦設備500之內部示意圖。由第9圖以及第10圖可知，電腦設備500包含一電腦模組502以及一電磁式觸控筆504。電腦模組502可為一般常見之桌上型電腦或可攜式電腦(如筆記型電腦、平板電腦等)，其中第9圖係以平板電腦為例繪示之，電腦模組502包含一外殼506、一主機裝置508、至少一散熱片510(於第10圖中顯示一個)，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可拆卸地容置於其內。主機裝置508係可包含一般常見安裝於電腦內之元件，如主機板、中央處理器等，其相關描述常見於先前技術中，於此不再贅述。散熱片510係設置於主機裝置508上以供散熱之用，而導熱條512則是設置於散熱片510上，用以傳遞散熱片510從主機裝置508所吸收之熱能。
以下係針對電磁式觸控筆504之能量轉換設計進行詳細之描述，請參閱第10圖以及第11圖，第11圖為第10圖之電磁式觸控筆504沿剖面線D-D’之剖面圖。電磁式觸控筆504包含一中空筆身516、一觸控筆頭裝置518、一溫差發電晶片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530。吸熱殼體528係於電磁式觸控筆504設置於容置槽514內時接觸導熱條512，用以接收散熱片510經由導熱條512所傳來之熱能，其中吸熱殼體528係可由高吸熱性材質(如金屬、石墨等)所組成，而散熱殼體526係可由高散熱性材質(如金屬等)所組成。隔熱環530係套接於吸熱殼體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係設置於吸熱殼體528之一端。溫差發電晶片520係設置於吸熱殼體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之溫度差所產生之熱能以轉換成電能，其中溫差發電晶片520係使用席貝克效應(Seebeck effect)以完成上述熱能與電能之間的轉換，其相關說明係常見於先前技術中，故於此不再贅述。電路板522係設置於中空筆身516內(於第11圖中以設置於吸熱殼體528內之方式繪示，但不受此限)且電連接於溫差發電晶片520，電路板522用來整流溫差發電晶片520所轉換之電能，而儲電裝置524亦同樣地設置於中空筆身516內(於第11圖中以設置於吸熱殼體528內之方式繪示，但不受此限)且電連接於觸控筆頭裝置518以及電路板522，儲電裝置524用來儲存從電路板522所傳來之電能以及提供電能至觸控筆頭裝置518以產生電磁訊號，其中儲電裝置524係可為一電容。
透過上述配置，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，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經由導熱條512所傳來之熱能以產生殼體溫度持續上升的效果，再加上隔熱環530阻隔吸熱殼體528與散熱殼體526之熱傳導的設計，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，溫差發電晶片520即可根據吸熱殼體528以及散熱殼體526之溫度差而產生電能。
如此一來，利用溫差發電晶片之熱能轉換成電能之設計以及簡單的溫差式充電操作，本發明所提供之電磁式觸控筆即可在不需安裝電池的情況下，達到自主發電之效果，藉以解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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，透過電磁式觸控筆設置於電腦模組上以經由導熱條吸收電腦模組內之散熱片所傳來之熱能而轉換成電能的設計，本發明所提供之電腦設備亦可具有廢熱能源再回收利用之功能。
需注意的是，電磁式觸控筆504之充電操作亦可不限於上述實施例，本發明也可改使用其他同樣具有使吸熱殼體528之殼體溫度上昇的方式，例如以手握持住吸熱殼體528等，來完成電磁式觸控筆504之充電操作。
相較於先前技術，本發明係利用可將動能或熱能轉換成電能之能量轉換裝置設置於電磁式觸控筆內之方式，以達到電磁式觸控筆可自主發電而不需安裝電池之目的。如此一來，即可解決先前技術中所提及之電磁式觸控筆之體積與重量會受到電池大小之限制以及需要常常進行電池更換之操作的問題，從而達到縮減電磁式觸控筆之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。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
114．．．線圈
116．．．磁鐵
118．．．第一壓電片
120．．．第二壓電片
122．．．緩衝件
212、314．．．發電馬達
214、418．．．質量塊
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．．．電腦模組
506．．．外殼
508．．．主機裝置
510．．．散熱片
512．．．導熱條
514．．．容置槽
520．．．溫差發電晶片
526．．．散熱殼體
528．．．吸熱殼體
530．．．隔熱環
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
第1圖為根據本發明第一實施例所提出之電磁式觸控筆之立體圖。
第2圖為第1圖之電磁式觸控筆沿剖面線A-A’之剖面圖。
第3圖為根據本發明第二實施例所提出之電磁式觸控筆之立體圖。
第4圖為第3圖之電磁式觸控筆沿剖面線B-B’之剖面圖。
第5圖為根據本發明第三實施例所提出之電磁式觸控筆之立體圖。
第6圖為第5圖之電磁式觸控筆沿剖面線C-C’之剖面圖。
第7圖為根據本發明第四實施例所提出之電磁式觸控筆之立體圖。
第8圖為第7圖之電磁式觸控筆於能量轉換裝置容置於中空筆身內之立體圖。
第9圖為根據本發明第五實施例所提出之電腦設備之立體圖。
第10圖為第9圖之電腦設備之內部示意圖。
第11圖為第10圖之電磁式觸控筆沿剖面線D-D’之剖面圖。
100．．．電磁式觸控筆
102．．．中空筆身
104．．．觸控筆頭裝置
106．．．筆蓋
108．．．能量轉換裝置
110．．．電路板
112．．．儲電裝置
114．．．線圈
116．．．磁鐵
118．．．第一壓電片
120．．．第二壓電片
122．．．緩衝件

权利要求:
Claims (20)
[1] 一種電磁式觸控筆，其包含：一中空筆身；一觸控筆頭裝置，其設置於該中空筆身之一端；一能量轉換裝置，其設置於該中空筆身內，用來吸收動能或熱能以轉換成電能；一電路板，其設置於該中空筆身內且電連接於該能量轉換裝置，用來整流該能量轉換裝置所轉換之電能；以及一儲電裝置，其設置於該中空筆身內且電連接於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之電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產生電磁訊號。
[2] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置包含：一線圈，其電連接於該電路板；以及一磁鐵，其可活動地穿設於該線圈中，用來相對於該線圈來回移動以使該線圈產生電能。
[3] 如請求項2所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置另包含一第一壓電片以及一第二壓電片，其分別設置於該中空筆身對應該線圈之兩端之位置上且電連接於電路板，用來接受該磁鐵之撞擊以產生電能。
[4] 如請求項2所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置另包含至少一緩衝件，其設置於該磁鐵之至少一端上。
[5] 如請求項4所述之電磁式觸控筆，其中該緩衝件係為一橡膠緩衝墊或一彈簧。
[6] 如請求項2所述之電磁式觸控筆，其另包含：一筆蓋，其設置該中空筆身相對該觸控筆頭裝置之另一端上，用來與該中空筆身共同容置該能量轉換裝置、該電路板，以及該儲電裝置。
[7] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置包含：一發電馬達，其電連接於該電路板且具有一轉軸；一質量塊，其設置於該轉軸上；以及一摩擦蓋，其套設於該質量塊上且可旋轉地設置於該中空筆身相對該觸控筆頭裝置之另一端上，用來驅動該質量塊以帶動該轉軸旋轉，以使該發電馬達產生電能。
[8] 如請求項7所述之電磁式觸控筆，其中該摩擦蓋係由高摩擦係數材質所組成。
[9] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置包含：一發電馬達，其電連接於該電路板且具有一轉軸；以及一偏心塊，其設置於該轉軸上，該發電馬達選擇性地利用該偏心塊驅動該轉軸旋轉之方式或利用隨著該中空筆身之滾動以經由該轉軸相對於該偏心塊旋轉之方式產生電能。
[10] 如請求項9所述之電磁式觸控筆，其另包含：一筆蓋，其設置該中空筆身相對該觸控筆頭裝置之另一端上，用來與該中空筆身共同容置該能量轉換裝置、該電路板，以及該儲電裝置。
[11] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置包含：一支撐座，其設置於該中空筆身內；至少一第一壓電條，其設置於該支撐座上且電連接於該電路板；以及至少一質量塊，其設置於該第一壓電條片之一頂端，用來驅動該第一壓電條相對該支撐座擺動以產生電能。
[12] 如請求項11所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置另包含：至少一彈性條，其設置於該支撐座上且位於該第一壓電條片之至少一側，用來提供彈力至該質量塊，以增加該第一壓電條之擺動次數。
[13] 如請求項12所述之電磁式觸控筆，其中該彈性條係以相對該第一壓電條向外彎折之方式設置於該支撐座上。
[14] 如請求項12所述之電磁式觸控筆，其中該彈性條係由彈性壓電材質所組成且電連接於該電路板。
[15] 如請求項11所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置另包含：至少一第二壓電條，其設置於該支撐座上、電連接於該電路板且位於該第一壓電條之至少一側，用來接受該質量塊之撞擊，以與該第一壓電條片共同相對該支撐座擺動以產生電能。
[16] 如請求項11所述之電磁式觸控筆，其中該中空筆身上形成有一滑動槽，該能量轉換裝置另包含一推鈕，該推鈕連接於該支撐座且可活動地設置於該滑動槽上，用來沿著該滑動槽推動該支撐座，以使該第一壓電條以及該質量塊突出於該中空筆身之外或容置於該中空筆身內。
[17] 如請求項11所述之電磁式觸控筆，其另包含：一筆蓋，其設置該中空筆身相對該觸控筆頭裝置之另一端上，用來與該中空筆身共同容置該能量轉換裝置、該電路板，以及該儲電裝置。
[18] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該能量轉換裝置包含一溫差發電晶片，該中空筆身包含一吸熱殼體、一散熱殼體，以及一隔熱環，該觸控筆頭裝置係設置於該吸熱殼體之一第一端上，該隔熱環套接於該吸熱殼體之第二端以及該散熱殼體之間，用來防止該吸熱殼體與該散熱殼體接觸，該溫差發電晶片電連接於該電路板且連接於該吸熱殼體以及該散熱殼體之間，用來吸收因該吸熱殼體與該散熱殼體之溫度差所產生之熱能以轉換成電能。
[19] 如請求項1所述之電磁式觸控筆，其中該儲電裝置係為一電容。
[20] 一種電腦設備，其包含：一電腦模組，其包含：一外殼，其具有一容置槽；一主機裝置，其設置於該外殼內；至少一散熱片，其設置於該主機裝置上；以及一導熱條，其設置於該散熱片上；以及一電磁式觸控筆，可拆卸地設置於該容置槽內，該電磁式觸控筆包含：一中空筆身，包含：一散熱殼體；一吸熱殼體，其於該電磁式觸控筆設置於該容置槽內時接觸該導熱條，用來接收該散熱片經由該導熱條所傳來之熱能；以及一隔熱環，其套接於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；一觸控筆頭裝置，其設置於該吸熱殼體之一端；一溫差發電晶片，其設置於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之溫度差所產生之熱能以轉換成電能；一電路板，其設置於該中空筆身內且電連接於該溫差發電晶片，用來整流該溫差發電晶片所轉換之電能；以及一儲電裝置，其設置於該中空筆身內且電連接於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之電能以及提供電能至該觸控筆頭裝置以產生電磁訊號。

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