[0001] 本实用新型涉及一种电数字数据处理装置，特别是涉及一种具有滚珠的电容笔。

[0002] 由于方便使用与多功能的操作，触控装置已经愈来愈普及。这类装置允许用户以手或对象触碰其屏幕，以执行多样化的操作。而触控装置侦测用户的接触位置，以及动作，并据此执行对应的功能。

[0003] 然而，以手或对象操作触控装置，仍有局限或者不方便的地方。例如，以手写方式输入文字，对于某些人而言，可能不是很方便。此外，触控的压力，无法被感测。此外，当浏览网页或照片时，可能需要移动画面、缩放比例，或执行更多功能。

[0004] 因此，本实用新型提出一种具滚珠的电容笔，可解决上述问题。发明内容

[0005] 本实用新型提出一种具滚珠的电容笔，其解决的技术问题是根据滚珠的操作，信号发射单元发射高压信号至触控装置，可让使用者手持于触控装置的屏幕上执行触控输入，并具有更多功能。

[0006] 本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

[0007] 本实用新型提出一种具滚珠的电容笔，应用于触控装置，包含滚珠、滚珠电路、信号发射单元、控制电路，以及电池。该滚珠电路包含一对感测单元设置靠近于该滚珠的上下两侧，用于侦测该滚珠在上下方向的移动。根据该滚珠的侦测移动，该信号发射单元发射高压信号至该触控装置。该控制电路电性连接该滚珠电路与该信号发射单元。该电池与该控制电路电性连接并供应该控制电路所需的电力。

[0008] 本实用新型解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

[0009] 较佳的，上述的电容笔，其中该信号发射单元包含笔芯、金属环、感压组件，弹簧、连接线，以及笔芯座。该感压组件通过软性印刷电路板与该控制电路电性连接，该笔芯的一端可套设笔头套，另一端穿入中空的该笔芯座，并可推动该笔芯座接触该感压组件。该金属环通过该连接线电性连接至该控制电路。该弹簧的一端环绕该笔芯座的一部分，该弹簧的另一端连接该控制电路。

[0010] 较佳的，上述的电容笔，其中每一个该感测单元包含一个轮轴与一个霍尔感应组件，该霍尔感应组件与该控制电路之间串联设置开关与电容，该轮轴与该滚珠接触，该霍尔感应组件设置于邻近该轮轴，该滚珠的转动会带动该轮轴转动，以及该霍尔感应组件会产生感应电压信号经由该开关储存至该电容，使得该控制电路的电容值改变，借此决定发射信号。

[0011] 较佳的，上述的电容笔，其中该开关是数字开关。

[0012] 较佳的，上述的电容笔，其中该轮轴是环形磁铁。

[0013] 较佳的，上述的电容笔，其中该滚珠电路还包含按键开关设置于该滚珠下方，该按键开关与该控制电路之间串联设置开关，当使用者按压该滚珠，则该按键开关会被开启，同时触发该开关连接到开启(on)的位置，使得该控制电路发射对应的一高压信号。

[0014] 较佳的，上述的电容笔，其中使用者按压该滚珠，使得该触控装置响应一事件，该事件包含快捷菜单供使用者选择。

[0015] 较佳的，上述的电容笔，其中该滚珠电路还包含另一对感测单元设置靠近于该滚珠的左右两侧，用于侦测该滚珠在左右方向的移动。

[0016] 本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种具滚珠的电容笔可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

[0017] 根据滚珠的操作，信号发射单元发射高压信号至触控装置。触控装置可据以判断滚珠被往“上”的方向滚动，而移动显示画面往“下”一定距离。对于滚珠被往下滚动的情形，也是根据相同原理。

[0018] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

[0019] 图1为本实用新型一实施例的电容笔的方框图；

[0020] 图2为本实用新型一实施例电容笔的外观立体示意图；

[0021] 图3为本实用新型一实施例电容笔的内部结构示意图；

[0022] 图4为图1实施例中控制电路、滚珠电路、滚珠的工作原理示意图；

[0023] 图5为图4中霍尔感应组件输出的一种感应电压信号波段图。

[0024] 【主要组件符号说明】

[0025] 10：   电容笔            11：   电池

[0026] 12：   控制电路          13：   滚珠电路

[0027] 14：   讯号发射/接收单元 15：   滚珠

[0028] 16：   外壳              130A： 轮轴

[0029] 130B： 轮轴              132A： 感应组件

[0030] 132B： 感应组件          134：  按键开关

[0031] 140：  笔芯              142：  金属环

[0032] 144：  感压组件          146：  弹簧

[0033] 148：  笔芯座            147：  连接线

[0034] SW1：  开关              SW2：  开关

[0035] SW3：  开关              C1：   电容

[0036] C2：   电容

[0037] 本实用新型的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本实用新型还可以广泛地在其他的实施例施行，且本实用新型的范围并不受实施例的限定，其以本技术方案为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本实用新型，附图内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求附图的简洁。

[0038] 图1显示本实用新型一实施例的电容笔10的方框图。在本实施例，电容笔应用于触控装置(图中未显示)，例如手机或平板计算机等移动式触控装置。

[0039] 请参阅图1所示，电容笔10包含电池11、控制电路12、滚珠电路13、信号发射单元14，以及滚珠15。电池11为电容笔10的电路供电，例如控制电路12以及滚珠电路13所需的电力。触控装置，具有触控屏幕，或者内嵌式的感应组件，可感测用户的触碰位置。在一实施例，触控屏幕为电容式触控屏幕，但不限定于此。滚珠15用于电容笔10的辅助输入，它的结构可类似轨迹球(track ball)或触动球(jog ball)。

[0040] 图2为立体图，显示根据本实用新型一实施例的电容笔10的外观。电容笔10具有外壳16，滚珠15的一部分外露于外壳16。图3为立体图，显示根据本实用新型一实施例的电容笔10的内部结构。信号发射单元14可包含，但不限于，笔芯140、金属环142、感压组件144，弹簧146、连接线147，以及笔芯座148等组件。感压组件144可焊在软性印刷电路板(图中未标示)上，软性印刷电路板则与控制电路12电性连接。笔芯140的一端可套设笔头套(图中未显示)，另一端穿入中空的笔芯座148，并可推动笔芯座148以接触感压组件(force sensor)144。弹簧146的一端环绕笔芯座148的一部分，弹簧146的另一端连接控制电路12。弹簧146可提供弹力使笔芯座148回到原先位置。金属环142通过连接线147电性连接至控制电路12，可用于感应触控装置的感应电极以计算电容笔的位置。感压组件144电性连接控制电路12，当笔芯140通过笔芯座148施加压力于感压组件144以改变电压或电流，可得知电容笔10与触控装置的屏幕的接触压力。根据所侦测的接触压力，控制电路12可通过连接线147使金属环142发射高压信号至触控装置，使触控装置执行对应该高压信号的程序，使完成例如笔画粗细等功能。或者，弹簧146可与控制电路12电性连接，而控制电路12可通过弹簧146及/或笔芯140发射高压信号，使触控装置接收并执行相关功能。

[0041] 图4为示意图，显示在图1实施例中控制电路12、滚珠电路13、滚珠15的工作原理示意图。滚珠电路13包含一对轮轴130A与130B分别设置靠近于滚珠15的上下两侧(以电容笔直立作为参考方向)并与滚珠15接触。在本实施例中轮轴130A与轮轴130B是磁铁，形状为中空圆柱形，但不限定于此。霍尔感应组件132A设置于邻近轮轴130A处，但不与轮轴130A接触；霍尔感应组件132B设置于邻近轮轴130B处，但不与轮轴130B接触。

[0042] 请参阅图4所示，霍尔感应组件132A与对应的轮轴130A构成一个感测单元，用于侦测滚珠15是否具有往“上”方向的滚动；霍尔感应组件132B与轮轴130B构成另一个感测单元，用于侦测滚珠15是否具有往“下”方向的滚动。霍尔感应组件132A与控制电路12之间串联有开关SW1与电容C1；霍尔感应组件132B与控制电路12之间串联设置开关SW3与电容C2。此外，如图4所示，滚珠15的正下方(电容笔躺平作为参考方向)还设置有按键开关134，按键开关134与控制电路12之间串联设置开关SW2。在一实施例中，开关SW1、开关SW2、开关SW3可为单信道的数字开关(digital switch)，但不限定于此。另外，在另一实施例中，按键开关
20、开关SW2被省略。

[0043] 当使用者滚动滚珠15，例如使滚珠15往“上”滚动，轮轴130A同时跟着滚动，经由轮轴130A的磁场感应，霍尔感应组件132A会产生感应电压信号。图5显示一种感应电压信号的信号波段图。请参阅图5所示，霍尔感应组件132A输出的电压讯号的电压准位，介于“U”至“-U”，高电压准位“U”与低电压准位“-U”构成脉波(1clock)，当滚珠15滚动一圈，霍尔感应组件132A可输出固定脉波数量的电压信号，借由输出电压信号的脉波数量，可换算滚珠15向上滚动的距离。对于滚珠15向下滚动的情形，也以相同原理操作，不再赘述。而开关SW1与SW3的开启(on)或关闭(off)，可根据电压上限值而定。以开关SW1为例，当霍尔感应组件132A所发出的电压信号，其电压高于电压上限值，则开关SW1连接到开启(on)的位置，否则连接到关闭(off)的位置。例如，若霍尔感应组件132A输出的电压信号的电压高准位为
3.3V，则电压上限值可定为2.5V。当开关SW1连接到开启(on)的位置时，电容C1加入控制电路12，使控制电路12发出高压信号。例如，触控装置可据以判断滚珠15被往“上”的方向滚动，而移动显示画面往“下”一定距离。对于滚珠15被往下滚动的情形，也是根据相同原理。
当滚珠15往下滚动，则开关SW3被连接到开启(on)的位置，电容C2加入控制电路12，使控制电路12发出高压信号，借此触控装置可判断滚珠15被往“下”的方向滚动，而移动显示画面往“上”一定距离。

[0044] 请参阅图4所示，当使用者按压滚珠15，则按键开关134会被开启，同时触发开关SW2连接到开启(on)的位置，如此触发控制电路发出高压信号，使触控装置可判断用户按压了滚珠15，而做出回应。在一实施例中，使用者按压滚珠15可相当于使用鼠标输入时，按压鼠标右键的功能。

[0045] 另外，在本实用新型另一实施例中，可再包含至少一对感测单元(图中未标示)，其中每一个感测单元包含一个轮轴与一个霍尔感应组件，而此对感测单元用于侦测滚珠在另一个方向，例如，左右方向的移动。此对感测单元的结构也可如图4的结构，在霍尔感应组件与控制电路12之间分别串联设置开关(图中未显示)与电容(图中未显示)；由于其操作原理与结构与图4相同，故不再赘述。

[0046] 请参阅图2所示，轮轴130A/轮轴130B与霍尔感应组件132A/霍尔感应组件132B可被包覆于外壳16内。滚珠15作为电容笔10的辅助输入工具，使用者可轻松地借由滚珠15的上下左右滚动以移动显示画面，例如，当触控装置的屏幕显示网页时，滚珠15的上下或左右移动，可相当于使用了网页的上下或左右滚动条(scroll bars)而移动画面。另外，用户可按压滚珠15使得系统响应事件，例如响应快捷菜单(context menu)供使用者选择。

[0047] 上述的实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在使熟悉此技艺的人士能了解本实用新型的内容并据以实施，当不能据以限定本实用新型的专利范围，即凡其他未脱离本实用新型所揭示精神所完成的各种等效改变或修饰都涵盖在本实用新型所揭露的范围内，均应包含在本技术方案范围内。