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信號(hào)筆的制作方法

文檔序號(hào):6567696閱讀:691來源:國知局
專利名稱:信號(hào)筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及與數(shù)字化表面關(guān)聯(lián)使用的數(shù)字筆。
背景技術(shù)
筆或探針形式的電子信號(hào)裝置已經(jīng)與數(shù)字化表面關(guān)聯(lián)使用了許多 年?;旧希结樑c數(shù)字化表面配合,從而在筆移動(dòng)經(jīng)過所述表面并 提供其數(shù)字記錄時(shí)確定筆的特定移動(dòng)圖案。這類裝置具有許多應(yīng)用, 但是具有與核對書寫和/或數(shù)字簽名關(guān)聯(lián)的特定應(yīng)用。
使用數(shù)字筆的技術(shù)眾所周知,作為正常書寫過程的一部分,需要 用戶將筆放在適當(dāng)表面上并且使尖部移動(dòng)以激活裝置。筆根據(jù)特定應(yīng) 用傳送或接收信號(hào),在各種情況下,確定筆在表面上的特定位置。當(dāng) 筆移動(dòng)經(jīng)過表面時(shí),記錄特定圖案,并且典型地,在裝置上可視地再 現(xiàn)。
盡管數(shù)字筆已經(jīng)使用了許多年,但是筆的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且筆部件 的組裝需要相當(dāng)高的精度和相當(dāng)長的時(shí)間。
本發(fā)明提供了簡化的電子筆,其可以成本有效地進(jìn)行制造。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的電子信號(hào)筆包括天線和可相對于套管移動(dòng)的筆尖,
所述套管固定到印刷電路板(PCB)上。筆尖可在斷開位置和接通位 置之間移動(dòng),其中彈簧將筆尖推向斷開位置。筆尖包括獨(dú)立于天線的 致動(dòng)器,其與PCB板電路的觸點(diǎn)配合并根據(jù)筆尖在接通或斷開位置的 位置改變電路狀態(tài)。筆尖包括止動(dòng)裝置,其限制尖部朝向套管移動(dòng)的 范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,PCB板包括固定到PCB板上的天線。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面,筆尖在斷開位置和接通位置之間移動(dòng) 時(shí)其相對于天線移動(dòng)。
在本發(fā)明的仍然進(jìn)一步的方面,筆尖在接通位置和斷開位置之間
的移動(dòng)小于lmm。
在本發(fā)明的仍然進(jìn)一步的方面,致動(dòng)器包括固定到筆尖端部上的 可壓縮材料。
在本發(fā)明的仍然進(jìn)一步的方面,可壓縮材料包括位于其自由端的 導(dǎo)電部分,其在筆尖處于接通位置時(shí)接合并完成PCB板的電氣狀態(tài)。
在本發(fā)明的不同方面,筆包括圍繞筆套管的外部保護(hù)套,并且筆 尖可相對于外部保護(hù)套移動(dòng)。
在本發(fā)明的仍然不同的方面,信號(hào)筆具有圍繞電路板并固定到電 路板上的組合式塑料模制套管。該塑料模制套管鍍有導(dǎo)電材料并且包 括使PCB板接地的接地裝置。
在本發(fā)明的仍然不同的方面,鄰近筆尖的套管包括延伸穿過該套 管的端口,并且筆尖包括連接到筆尖并延伸到套管中的延伸構(gòu)件。延 伸構(gòu)件包括可壓縮開關(guān)致動(dòng)器,其在筆尖處于接通位置時(shí)接合PCB 板。
根據(jù)本發(fā)明的電子筆包括筆本體、固定在本體中的電子電路,其 中所述電子電路包括接通/斷開致動(dòng)器的固定部件??梢苿?dòng)筆尖固定在 本體一端,并且彈簧偏壓到與筆本體相關(guān)的延伸位置。筆尖可移動(dòng)到 在本體中部分收縮的致動(dòng)位置。筆本體包括接通/斷開致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部
件。該運(yùn)動(dòng)部件包括導(dǎo)電構(gòu)件,其形成與固定部件的電氣連接,從而 在筆尖處于致動(dòng)位置時(shí)將致動(dòng)器接通。運(yùn)動(dòng)部件在筆尖從致動(dòng)位置移 動(dòng)到延伸位置時(shí)斷開與固定部件的所有電氣連接。電子電路包括天線, 其優(yōu)選地具有與電子電路的固定連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部件是在筆本體內(nèi)部固定 到筆尖上的可壓縮構(gòu)件。
在本發(fā)明的不同方面,筆尖與筆本體的結(jié)構(gòu)元件配合以提供限定 致動(dòng)位置的止動(dòng)表面。
在本發(fā)明的不同方面,筆包括與所述接通/斷開致動(dòng)器分開的止動(dòng) 表面,所述接通/斷開致動(dòng)器限定所述致動(dòng)位置。


附圖中顯示了優(yōu)選實(shí)施例,其中
圖l是電子筆的局部剖開的透視圖2是沿電子筆剖開的剖視圖3是顯示了可動(dòng)筆尖和筆本體的配合的局部剖視圖4是類似于圖2的剖視圖,但是筆尖處于致動(dòng)位置;
圖5是顯示了筆尖處于致動(dòng)位置的局部剖視圖6是顯示了電子筆的各種部件的分解圖7是筆尖和筆本體的局部透視圖;和
圖8是筆套管的局部透視圖。
具體實(shí)施例方式
電子筆2包括容納內(nèi)部套管6的外部筆本體4。內(nèi)部套管通過導(dǎo) 向裝置定位于外部筆本體內(nèi)并且容納PCB電路板8。可移動(dòng)尖部10 在外部筆本體4內(nèi)伸縮并且在圖l和3所示的延伸位置和圖4和5所 示的致動(dòng)位置或接通位置之間移動(dòng)。
可移動(dòng)尖部IO保護(hù)固定天線12。優(yōu)選地,天線是焊接到PCB電 路板8上的導(dǎo)線。這提供了天線12到PCB板的有效電氣連接。但是, 天線到PCB板的其它電氣連接也是可能的,優(yōu)選地,天線固定在電路 板上以提供有效的信號(hào)通路。在可移動(dòng)尖部10從延伸位置移動(dòng)到致動(dòng) 位置期間,不可能有天線相對于PCB板的移動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中,導(dǎo) 線天線是傳統(tǒng)的導(dǎo)線。例如,24awg導(dǎo)線性能良好。
可移動(dòng)尖部10優(yōu)選地是注射模制塑料構(gòu)件并且承載接通/斷開致 動(dòng)器16的可移動(dòng)部件20。 PCB板8包括由兩個(gè)隔開導(dǎo)體18界定的固 定部件,所述導(dǎo)體與可移動(dòng)部件20的導(dǎo)電表面22相配合。當(dāng)筆尖從 圖l所示的延伸位置移動(dòng)到圖4和5的致動(dòng)位置時(shí),作為可壓縮構(gòu)件的可移動(dòng)部件20與筆尖一起移動(dòng)并且由于可移動(dòng)部件壓縮的原因在 兩個(gè)隔開導(dǎo)體18上施加低壓力。構(gòu)件20的彈性壓縮提供導(dǎo)電表面22 與接通/斷開致動(dòng)器16的電導(dǎo)體18的有效連接。
利用本設(shè)計(jì),可移動(dòng)部件20承受壓縮并由此施加壓力,從而提供 致動(dòng)器16的固定部件的兩個(gè)電氣連接器18的有效連接。可壓縮構(gòu)件 20不顯著作用以停止可移動(dòng)尖部10的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)由于可移動(dòng)尖 部10和(在這種情況下)內(nèi)部套管6的端部之間的干涉接觸的原因而 停止。偏壓彈簧30產(chǎn)生的作用力遠(yuǎn)大于(至少大一個(gè)數(shù)量級(jí))由構(gòu)件 30產(chǎn)生的壓縮力。因此,構(gòu)件30的彈性壓縮力不顯著影響彈簧的偏 壓力。
如圖5所示,筆尖的延伸部52在底部抵靠(bottom against)套 管8的端部54。但是,偏壓彈簧30提供一些阻力,它是套管的延伸 部52與54的接合,其提供了主動(dòng)停止并且確定了筆尖的致動(dòng)位置。 當(dāng)筆尖上的壓力消除,即,筆尖不與表面形成書寫接觸時(shí),偏壓彈簧 30迫使可移動(dòng)筆尖10移動(dòng)到如圖1、 2和3所示的延伸位置。
如圖3的局部剖視圖所示,可移動(dòng)部件20的導(dǎo)電表面22目前與 接通/斷開致動(dòng)器16的固定部件的電導(dǎo)體18隔開。
內(nèi)部套管6包括第一套管66和第二套管68,并且這些套管包括 端口60,筆尖10的伸出臂62通過所述端口伸出。利用這種裝置,可 移動(dòng)部件20位于套管6內(nèi)部并且利用筆尖運(yùn)動(dòng)迅速致動(dòng)到致動(dòng)位置。 還可以認(rèn)識(shí)到,天線12為固定的并且包括與PCB板8的優(yōu)異電氣連 接。
如圖6所示,第一套管66包括導(dǎo)管70,其大小制成接收天線12。 天線固定到PCB板8上并因此與PCB板一起位于兩個(gè)套管之間。第 一套管66和第二套管68配合以將PCB板8主動(dòng)固定到套管內(nèi)的固定 位置上。每個(gè)套管66和68是塑料模制部件,其電鍍有導(dǎo)電金屬。PCB 延伸經(jīng)過兩個(gè)套管,使得拼合線高于或低于PCB板。鍍有金屬的套管 起到安全罩的作用,其電氣保護(hù)PCB板不受外來信號(hào)的影響。只有天 線超出套管的部分位于安全罩的外面,從而實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的性能。
如圖2和4所示,套管形成配合,其中套管的接地凸緣78和80 與PCB板8上的適當(dāng)電氣接觸部分9相接合。這給PCB板和裝配好 的套管提供了共同的電壓基準(zhǔn)。接地套74隨后應(yīng)用到套管的金屬鍍層 上(參見圖8)。
PCB板8和套管以簡單的方式裝配,并且可移動(dòng)尖部12也裝配 到套管上。需要可移動(dòng)壓縮部件20位于套管內(nèi)。因此,當(dāng)?shù)谝缓偷诙?套管66和68配合時(shí),可移動(dòng)尖部IO、彈簧30和可移動(dòng)部件20進(jìn)行 裝配。 一旦該裝置裝配完畢,它可以插入外部筆本體部分4的開口端 90內(nèi)。內(nèi)部套管6移動(dòng)到外部筆本體4的底端,直到它與例如凸緣32 的止動(dòng)或定位凸緣接合。由電導(dǎo)體100的橡膠部分提供的彈簧釋放裝 置(relief)封閉筆本體的端部并且將套管6鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 筆的總體裝配如下電導(dǎo)體100和天線12焊接到PCB板上。PCB 板隨后定位在套管66中,并且天線位于管70中(參見圖7)。天線 的棵露部分延伸超過套管。筆尖和致動(dòng)器裝配到套管66上。隨后裝配 另一個(gè)套管68以包圍PCB板。裝配單元插入筆本體中并與其鎖定。
金屬板套管和PCB板在筆致動(dòng)時(shí)接地,并且正弦信號(hào)在筆不致動(dòng) 時(shí)提供給套管。
由于天線有效地電氣連接到PCB板上,以及基本上獨(dú)立于止動(dòng)機(jī) 構(gòu)操作的接通/斷開致動(dòng)器16的動(dòng)作的原因,已經(jīng)證明這種特殊布置 是部分有效的??梢苿?dòng)部件的數(shù)目減少,并且實(shí)現(xiàn)了提供高質(zhì)量控制 的能力。接通/斷開致動(dòng)器和筆尖在可移動(dòng)筆尖無需大運(yùn)動(dòng)的情況下迅 速操作。這改進(jìn)了筆提供給用戶的感覺。
盡管此處已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例,但是本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求 的范圍的情況下可以進(jìn)行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種電子信號(hào)筆,包括天線,可相對于套管在斷開位置和接通位置之間移動(dòng)的筆尖,其中彈簧將所述筆尖偏壓到所述斷開位置,所述套管包括固定于其中的PCB板,所述筆尖包括致動(dòng)器,其與所述PCB板的電路的致動(dòng)點(diǎn)配合并且根據(jù)所述筆尖的接通/斷開位置改變所述電路的狀態(tài),所述致動(dòng)器在所述接通位置時(shí)使所述電路導(dǎo)電,在所述斷開位置時(shí)使所述電路打開;并且其中,所述筆尖包括確定所述筆尖的接通位置的單獨(dú)的止動(dòng)裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子信號(hào)筆,其中,所述PCB板具有固 定到所述PCB板上的所述天線。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子信號(hào)筆,其中,所述筆尖在所述斷開 位置和接通位置之間移動(dòng)時(shí)其相對于所述天線運(yùn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的電子信號(hào)筆,其中,所述筆尖在接通位置 和斷開位置之間的運(yùn)動(dòng)小于lmm。
5. 如權(quán)利要求l所述的電子信號(hào)筆,其中,所述致動(dòng)器是固定到 所述筆尖端部上的可壓縮構(gòu)件。
6. 如權(quán)利要求5所述的電子信號(hào)筆,其中,所述可壓縮構(gòu)件包括 位于其自由端處的導(dǎo)電部分,所述導(dǎo)電部分在所述筆尖處于所述接通 位置時(shí)實(shí)現(xiàn)與PCB板的所述致動(dòng)點(diǎn)的電氣連接。
7. 如權(quán)利要求l所述的電子信號(hào)筆,包括圍繞所述套管的外部保 護(hù)套,其中所述筆尖可相對于所述外部保護(hù)套移動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的電子信號(hào)筆,其中,所述套管是組合式塑料模制套管。
9. 如權(quán)利要求8所述的電子信號(hào)筆,其中,所述組合式塑料模制 套管鍍有導(dǎo)電材料,并且包括用于使所述PCB板接地的接地裝置。
10. 如權(quán)利要求9所述的電子信號(hào)筆,其中,鄰近所述筆尖的所 述套管包括延伸穿過所述套管的端口 ,并且所述筆尖包括連接到所述筆尖并延伸到所述套管中的延伸構(gòu)件,所述延伸構(gòu)件包括可壓縮開關(guān)致動(dòng)器,其在所述筆尖處于接通位置時(shí)接合所述PCB板的所述致動(dòng) 點(diǎn)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的電子信號(hào)筆,其中,所述可壓縮開關(guān)致 動(dòng)器包括位于其端部處的整體式導(dǎo)電構(gòu)件,其與所述致動(dòng)點(diǎn)的固定導(dǎo) 電點(diǎn)接合并實(shí)現(xiàn)所述電路的導(dǎo)電通路。
12. 如權(quán)利要求11所述的電子信號(hào)筆,其中,所述筆尖在裝配到 所述套管上時(shí)卡于其上。
13. 如權(quán)利要求12所述的電子信號(hào)筆,其中,所述可壓縮開關(guān)致 動(dòng)器在所述筆尖移動(dòng)于所述斷開位置和所述接通位置之間時(shí)彈性壓 縮。
14. 如權(quán)利要求13所述的電子信號(hào)筆,其中,所述模制套管包括 從所述套管的一端伸入所述筆尖中的天線套。
15. 如權(quán)利要求14所述的電子信號(hào)筆,其中,所述天線是焊接到 所述PCB板上的導(dǎo)線。
16. 如權(quán)利要求1所述的電子信號(hào)筆,其中,所述天線是焊接到 所述PCB板上的導(dǎo)線。
17. —種電子筆,包括筆本體,固定在所述筆本體中的電子電路, 并且所述電子電路包括接通/斷開致動(dòng)器的固定部件,固定到所述本體 一端的可動(dòng)筆尖,其相對于筆本體被彈簧偏壓到延伸位置并且可移動(dòng) 到部分收縮到所述筆本體內(nèi)的致動(dòng)位置,所述筆尖包括所述接通/斷開 致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部件,所述運(yùn)動(dòng)部件包括導(dǎo)電構(gòu)件,其形成與所述固定 部件的電氣連接從而在所述筆尖處于所述致動(dòng)位置時(shí)使所述致動(dòng)器接 通,所述運(yùn)動(dòng)部件在所述筆尖從所述致動(dòng)位置移動(dòng)到所述延伸位置時(shí) 斷開與所述固定部件的所有電氣連接,從而在所述筆尖處于所述延伸 位置時(shí)使所述致動(dòng)器斷開,并且其中,所述電子電路包括天線,其與 所述電子電路形成固定連接。
18. 如權(quán)利要求17所述的電子筆,其中,所述致動(dòng)器的所述運(yùn)動(dòng)部件是在所述筆尖內(nèi)部固定到所述筆本體上的可壓縮構(gòu)件。
19. 如權(quán)利要求18所述的電子筆,其中,所述筆尖與所述筆本體 的結(jié)構(gòu)元件配合以提供界定了所述致動(dòng)位置的止動(dòng)表面。
20. 如權(quán)利要求17所述的電子筆,其中,所述筆包括與所述接通 /斷開致動(dòng)器分開的止動(dòng)表面,所述止動(dòng)表面決定所述筆尖可以在所述 筆本體內(nèi)部伸縮的范圍。
21. —種電子筆,包括筆本體,固定在所述筆本體中的電子電路, 并且所述電子電路包括接通/斷開致動(dòng)器的固定部件,固定到所述本體 一端的可動(dòng)筆尖,其相對于筆本體被彈簧偏壓到延伸位置并且可移動(dòng) 到部分收縮到所述筆本體內(nèi)的致動(dòng)位置,所述筆尖包括所述接通/斷開 致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部件,所述運(yùn)動(dòng)部件包括導(dǎo)電構(gòu)件,其與所述固定部件 形成第一電氣狀態(tài),從而在所述筆尖處于所述致動(dòng)位置時(shí)使所述致動(dòng) 器接通,所述運(yùn)動(dòng)部件從所述第一狀態(tài)改變到第二電氣狀態(tài),從而在 所述筆尖從所述致動(dòng)位置移動(dòng)到所述延伸位置時(shí)使所述致動(dòng)器斷開, 并且其中所述電子電路包括天線,其與所述電子電路形成固定連接。
22. 如權(quán)利要求21所述的電子筆,其中,所述致動(dòng)器的所述運(yùn)動(dòng) 部件是位于所述筆尖的一部分上的固定到所述筆尖上的可壓縮構(gòu)件, 其延伸到容納所述電子電路的所述筆本體的內(nèi)部腔室中。
23. 如權(quán)利要求22所述的電子筆,其中,所述筆尖與所述筆本體 的結(jié)構(gòu)元件配合以提供界定了所述致動(dòng)位置的止動(dòng)表面,其限制所述 筆尖的向內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)。
24. 如權(quán)利要求21所述的電子筆,其中,所述筆包括與所述接通 /斷開致動(dòng)器分開的止動(dòng)表面。
25. 如權(quán)利要求22所述的電子筆,其中,所述彈簧在所述接通位 置的偏壓產(chǎn)生一作用力,其比由于所述可壓縮構(gòu)件在所述致動(dòng)器處于 所述接通位置時(shí)的壓縮而產(chǎn)生的作用力大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的信號(hào)筆,其包括通常獨(dú)立于偏壓和止動(dòng)裝置起作用的致動(dòng)器。優(yōu)選地,天線固定到PCB板上,所述PCB板固定在本體內(nèi)部。這提供了有效的信號(hào)通路。優(yōu)選地,PCB板固定在同樣容納接通/斷開致動(dòng)器的內(nèi)部套管內(nèi)??梢苿?dòng)筆尖的延伸部延伸到所述套管內(nèi)并控制接通/斷開致動(dòng)器。
文檔編號(hào)G06K11/06GK101208712SQ200680019774
公開日2008年6月25日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者J·D·拉利伯特, K·S·然, X·周 申請人:安智加拿大有限公司
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