專利名稱：光筆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種書寫器具。
一般的筆提供了書寫及攜帶的便利性，但所有筆的結構組成都極為類似，僅在于外觀的形狀、顏色、花紋力求變化，其基本的使用方式也無不相同。用筆書寫時必須在一個光亮的環(huán)境里進行，這樣使用者才能確認所寫字或所畫的圖案是完整且正確的；若是在照度不足的環(huán)境下，便無法保證所書繪出的內容是所要表達的。例如，夜間在室外時，光線必然無法與室內所提供的亮度相比擬，在昏暗的環(huán)境下所書寫出的字，事后再拿出來看，或許連自己都無法辨認，此種情形尤其常發(fā)生在需在夜間或較黑暗處工作的人身上，如警察、工地工程師、貨車司機等。以警察為例，警察每必須到轄區(qū)巡邏簽到或臨檢，而一個巡邏與臨檢點，不一定有足夠的書寫亮度，導致書寫不明而使日后的確認困難(如罰單)而引發(fā)怨、誤會；又如工程師夜間在工地監(jiān)工時，需依實際情況在設計圖上書寫問題或變更設計，卻因昏暗的光線使記錄的內容在日后無法辨認，造成公共危險；另外貨車司機在夜間送貨時，也需簽發(fā)正確的單據以完成點交的手續(xù)。若能使筆本身發(fā)出亮度，使書寫者能即時確認無誤，這對于必須在夜間或黑暗處工作的人，將是一大幫助。
本實用新型的目的在于提出一種由筆桿、筆芯和發(fā)亮室所組成的光筆，它不但美觀，而使用筆時，不受時間、地點及周圍環(huán)境亮度的限制，從而解決了現(xiàn)有技術所存在的問題。
本實用新型所采用的技術方案在于它主要由筆桿、筆芯和發(fā)光室所組成，其中該發(fā)光室內部設有一個或一個以上的發(fā)光二極管或燈泡，并由一個或一個以上的電池供電使其發(fā)亮，利用發(fā)光二極管或燈泡與電池的電路接通與否，可以控制其是否發(fā)亮；該筆桿是由透明或半透明材料所制成，中央處形成一中空部位，是筆芯的置放處，其層部形狀可滿足讓發(fā)光二極管或燈泡所發(fā)出的光，大部分能夠反射到筆桿的實心部位，并由筆桿傳輸?shù)焦P尖部位，而發(fā)射到所書寫的位置上。其中發(fā)光光源是使用發(fā)射角度較小的發(fā)光二極管或燈泡，而筆尖部位可加入特殊可散射光的物質，并搭配特殊圖案花色，造成筆桿發(fā)光的特殊色光效果。
本實用新型所說的發(fā)光二極管或燈泡，是指發(fā)射角度較小的發(fā)光二極管或燈泡，所說的中空部位尾部是形成一種使所說二極管或燈炮的光產生全反射的曲面形狀。
本實用新型的優(yōu)點在于第一，是利用發(fā)光二極管或燈泡所發(fā)射出的光，在光導管內傳輸時能被反射及低吸收損失的原理所設計，能使筆在夜間或黑暗處工作的人，在使用筆時不受時間、地點及周圍亮度所限制；第二，是在筆的尾端，加裝一發(fā)光裝置，在不改變筆原有結構的原則下，提供書寫時所需的亮度，并保持有筆攜帶與書寫的方便性；第三，是利用透明、半透明的材料及加入特殊可散射光的物質，配合特殊圖案，可造成筆桿發(fā)光的特殊色光效果，增進筆的美觀性。


圖1為光以不同角度入射在不同折射率的介質中，所產生折射現(xiàn)象的示意圖。
圖2為本實用新型的結構剖面圖。
圖3為本實用新型圖2的局部放大圖。
現(xiàn)在結合上述各附圖來進一步說明本實用新型的一個較佳具體實施例。本實用新型主要由筆桿(11)、筆芯(12)和發(fā)光室(13)所組成，如圖2所示。
一般透明塑膠對于波長為500-700nm的可見光，其傳波損失如在光電(“Optoelectronics”)一書所指出的約在330-1000db/KM，以損失在1000db/KM為例，也就是說每10公分的傳輸損失約在0.1db，而db(分貝)的定義如下db=10log(P2P1)]]>其中P2是指光傳輸一段距離后的光功率，P1是指起始點的光功率；將上述的0.1db套入該公式中0.1db=10log(P2P1)]]>即可得P2P1=.0.977=.98%]]>也就是說，光在透明塑膠內傳輸10公分的距離后，被透明塑膠吸收而導致的光強度降低2％至3％，大部分的光(約98％)可以從透明塑膠的一端傳到另一端，所以，綜上所述，一般筆的長度約在10公分左右，光在筆桿中的傳輸損失不大。
一般而言，當光從一介質進入另一介質，尤其是指從密介質到疏介質時，如
圖1(A)中所示，如光由折射率n1的介質P射入折射率n2的介質Q，當光的折射角θ1小于臨界角θC，則即會產生一折射角為θ2的折射光由介質Q折射出去；但當光的入射角θ1大于或等于臨界角θC時，如圖2的(B)和(C)所示，光入射至界面時，將會被全反射，因此，利用光在筆桿內可以被反射的原理，將光從一端傳至另一端，上述各角度與折射率間的關系，根據Snell’s law以數(shù)學式表示即為n1Sinθ1＝n2Sinθ2………………(1)以
圖1(B)入射角θ1等于臨界角θC所示，光的反射波恰好沿著介質P與介質Q間發(fā)射，該反射波與垂直座標的角度θ2為90°，將θ的值代入上述數(shù)學式(1)中即為n1SinθC＝n2Sin90 °則θC=Sin-1(n2n1)(2)]]>而一般透明塑膠的折射系數(shù)n1約為1.5，空氣的折射率n2等于1，再代入數(shù)學式(2)中即可將臨界角θC的角度算出 由此可知，當光以大于41.8°的入射角射入筆桿中，便可得到全反射的效果，使光從一端傳至另一端，不會有太大的損耗。
如圖2所示，筆(1)分為筆桿(11)、筆芯(12)及發(fā)光室(13)三部分，該發(fā)光室(13)內部設有一個或一個以上發(fā)光二極管式燈泡(131)，它固定于筆桿(11)的尾端，為一種發(fā)射角度較小的發(fā)光二極管或燈泡(131)，并由一個或一個以上的電池(132)供電使其發(fā)亮、發(fā)光二極管或燈泡(131)與電池(132)的電路接通與否，決定其發(fā)亮或不發(fā)亮；該筆桿(11)是由塑膠所制作，中央處形成一中空部位，是筆芯(12)的置放處，例如原子筆管、鋼珠筆管、鋼筆筆管或鋁筆芯，而該中空部位的末端是形成曲線狀，該曲線是依據前述臨界角θC所設，除可抵住筆芯(12)的末端以固定筆芯(12)，使書寫時不會有晃動情形，并可滿足讓發(fā)光二極管或燈泡(131)所發(fā)出的光，大部分能反射至筆端的要求，筆桿(11)可配合需要以透明及半透明的材料制作，及加入特殊可散射光的物質，并搭配圖案花樣，以達到特別的筆桿發(fā)光效果，增進筆的美觀。
在圖3中，由于光是從折射率較小的空氣(疏介質)進入筆桿(密介質)，因此，在光進入筆桿(11)前，并無光全反射的問題，因此發(fā)光二極管或燈泡(131)所發(fā)出的光即能全部進入筆桿(11)的末端處，當光進入筆桿(11)后，經由筆桿(11)的傳輸，當光碰到中空部位曲線狀的末端時，即產生光全反射的現(xiàn)象，將光全反射至筆桿(11)的實心部位，如圖3中箭頭所示的即為光的投射方向，則光即由塑膠筆桿(11)傳輸至筆尖部位，而散發(fā)至所書寫的位置上。
權利要求1.一種光筆，其特征在于它由透明或半透明材料制成的筆桿、筆芯和發(fā)光室三部分所組成，該發(fā)光室的內部設有一個或一個以上的由電池供電的發(fā)光二極管或燈泡，所說的筆桿中央處形成一放置筆芯的中空部位。
2.按照權利要求1所說的光筆，其特征在于所說的發(fā)光二極管或燈泡，是指發(fā)射角度較小的發(fā)光二極管或燈泡，所說的中空部位尾部是形成一種使所說二極管或燈炮的光產生全反射的曲面形狀。
專利摘要本實用新型涉及一種書寫器具，它主要由筆桿、筆芯和發(fā)光室三部分組成，它利用發(fā)光二極管或燈泡所發(fā)射出的光，在光導管內傳輸?shù)焦P尖部位而散發(fā)到書寫的位置，從而能使筆在夜間或黑暗處發(fā)亮，并使筆在使用時不受時間、地點及周圍亮度的限制，同時可在筆桿上形成特殊的色光效果，因此，本實用新型具有實用性。
文檔編號B43K29/00GK2236403SQ9522080
公開日1996年10月2日 申請日期1995年9月1日 優(yōu)先權日1995年9月1日
發(fā)明者黃國欣, 陳澤澎 申請人:黃國欣, 陳澤澎