專利名稱：電子裝置的輸入模塊及其輸入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入模塊，特別涉及一種兼具有壓力與坐標(biāo)檢測(cè)功能的 輸入模塊。
背景技術(shù)：
首先請(qǐng)參閱圖l,現(xiàn)有觸控板C設(shè)置于電子裝置的殼體H內(nèi)，使用者可 通過手指在觸控板C上滑動(dòng)，由此控制光標(biāo)或執(zhí)行手寫輸入等功能。另一方 面，當(dāng)使用者欲輸入指令或執(zhí)行點(diǎn)擊(click)功能時(shí)，則可在觸控板C上施加 外力，此時(shí)觸控板C會(huì)受力下降(如圖1中虛線C，所示)，由此壓迫一彈性體 D觸動(dòng)電路板S中央的開關(guān)組件S1。
當(dāng)使用者以相同力量在觸控板C上的不同位置進(jìn)行點(diǎn)擊動(dòng)作時(shí)(如圖1中 的箭頭A、 B所示)，開關(guān)組件Sl所接受到的力量往往并不一致，這是由于 開關(guān)組件Sl與觸控板C上方的施力點(diǎn)存在有水平方向的偏移距離所致。以 圖l的輸入模塊為例，當(dāng)使用者在觸控板C邊緣處執(zhí)行點(diǎn)擊動(dòng)作時(shí)，往往需 要比在觸控板C中央位置施以更大的壓力才能觸動(dòng)開關(guān)組件Sl。有鑒于此， 如何設(shè)計(jì)一種靈敏度與精確度更佳的輸入模塊始成為重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有問題點(diǎn)，本發(fā)明的一 實(shí)施例提供一種嶄新的電子裝置的輸 入模塊，包括觸壓板、處理單元以及一組傳感器。前述觸壓板可定義一直角 坐標(biāo)(X，Y)，該組傳感器至少包括第一傳感器、第二傳感器以及第三傳感器， 設(shè)置于觸壓板下方并且連接至處理單元，用以檢測(cè)施加于觸壓板上的外力。 其中，第一、第二、第三傳感器所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置分別為(O，O)、 (L,O)、 (O,W)。
在一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝?、第二、第三傳感器的受力分別為fl、 f2、 fi時(shí)， 處理單元傳遞坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py)至電子裝置內(nèi)部的處理器，以表示該外力作用 于觸壓板上的接觸位置坐標(biāo)，其中Px=L*f2/(fl+f2+f3), Py= W*f3/(fl+f2+f3)。
在一實(shí)施例中，當(dāng)該組傳感器的受力總和大于一閥值時(shí)，處理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至前述處理器。
在一實(shí)施例中，當(dāng)前述該觸壓板受外力按壓時(shí)，該組傳感器將該外力轉(zhuǎn)
換成電壓值vl、 v2、 v3，其中Px=L*v2/(vl+v2+v3), Py= W*v3/(vl+v2+v3), 此外處理單元亦同時(shí)將這些電壓值vl、 v2、 v3傳送至該處理器。
如前所述，當(dāng)使用者在觸控板上執(zhí)行手寫或繪圖功能時(shí)，處理器不僅可 根據(jù)前述傳感器的受力大小而計(jì)算出接觸位置P的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py)，同時(shí)更 可#4居處理單元所傳遞而來的電壓值vl、 v2、 v3大小變化而實(shí)時(shí)地反應(yīng)出觸 控板所承受的力道，由此可改變屏幕輸出線條的粗細(xì)或顏色，以模擬出以傳 統(tǒng)毛筆所產(chǎn)生的書法筆觸。
在一實(shí)施例中，該組傳感器為電阻式壓力傳感器。
本發(fā)明一實(shí)施例還提供一種電子裝置的輸入^t莫塊，包括觸壓板、處理單 元以及一組傳感器。前述傳感器設(shè)置在觸壓板下方并且連接至處理單元，用 以檢測(cè)施加于觸壓板上的外力，其中當(dāng)前述傳感器的受力總和大于一閥值時(shí)， 處理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至電子裝置內(nèi)部的處理器。
在一實(shí)施例中，該組傳感器至少包括第一傳感器、第二傳感器以及第三 傳感器，且該第一、第二、第三傳感器的位置不共線。
本發(fā)明一實(shí)施例還提供一種電子裝置的輸入方法，包括提供觸壓板， 并在觸壓板上定義直角坐標(biāo)(X,Y);提供一組傳感器，且該組傳感器至少包括 第一傳感器、第二傳感器以及第三傳感器，設(shè)置于觸壓板下方并且連接至電 子裝置內(nèi)部的處理單元，用以檢測(cè)施加在觸壓板上的外力，其中前述第一、 第二、第三傳感器所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置分別為(O,O)、 (L，O)、 (O，W);當(dāng)?shù)谝弧⒌?二、第三傳感器的受力分別為fl、 f2、 f3時(shí)，處理單元傳遞坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py) 至電子裝置內(nèi)部的處理器，以表示外力作用于觸壓板上的接觸位置坐標(biāo)，其 中Px=L*f2/(fl+f2+f3), Py= W*f3/(fl+f2+f3)。
本發(fā)明一實(shí)施例還提供一種電子裝置的輸入方法，包括提供觸壓板以 及一組傳感器，其中該組傳感器設(shè)置于觸壓板下方并且連接至電子裝置內(nèi)部 的處理單元，用以檢測(cè)施加在觸壓板上的外力；當(dāng)該組傳感器的受力總和大 于 一 閥值時(shí)，處理單元傳遞輸入信號(hào)至電子裝置內(nèi)部的處理器。
由于本發(fā)明通過多點(diǎn)檢測(cè)的方式獲知使用者在觸壓板上的接觸位置坐 標(biāo)，其中通過設(shè)置至少三個(gè)傳感器即可達(dá)成位置^f企測(cè)的效果，另一方面，由 于本發(fā)明通過一組傳感器實(shí)時(shí)地檢測(cè)出觸控板的受力大小變化，進(jìn)而可獲知觸控板所承受的筆觸力道，由此可對(duì)應(yīng)地改變屏幕輸出線條的粗細(xì)或顏色， 故額外具有檢測(cè)書法筆觸的手寫輸入功能。
為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí) 施例并配合附圖做詳細(xì)說明。


圖l表示一現(xiàn)有電子裝置的輸入模塊示意圖2、 3表示本發(fā)明一實(shí)施例的輸入模塊示意圖；以及
圖4表示本發(fā)明一實(shí)施例的輸入模塊上視圖。
主要組件符號(hào)說明
第一傳感器10
第二傳感器20
第三傳感器30
觸控板/觸壓板C、 C，
彈性體D
外力F
殼體H
接觸位置P
電路板S
開關(guān)組件Sl
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)一并參閱圖2、 3，本發(fā)明一實(shí)施例的輸入模塊設(shè)置于電子裝置內(nèi)(例如 筆記型計(jì)算機(jī)或PDA)，其主要包括矩形的觸壓板C、第一傳感器10、第二 傳感器20以及第三傳感器30。如圖2、 3所示，前述傳感器10、 20、 30例 如為電阻式壓力傳感器或壓電薄膜(piezoelectric membrane),設(shè)置于觸壓板C 下方并且連接至電子裝置內(nèi)的處理單元(未圖標(biāo))，使用者可通過手指在觸壓板 C上滑動(dòng)，由此控制光標(biāo)或執(zhí)行手寫輸入等功能。
另一方面，當(dāng)使用者欲輸入指令或執(zhí)行點(diǎn)擊功能時(shí)，則可在觸壓板C上 的任一接觸位置P施加外力F(如圖3所示)，當(dāng)傳感器10、 20、 30所壽企測(cè)到的受力總和大于一閥值時(shí)，前述處理單元會(huì)產(chǎn)生輸入信號(hào)至電子裝置內(nèi)部的 處理器。應(yīng)了解的是，前述輸入模塊必須設(shè)置至少兩個(gè)以上的傳感器，由此
方可根據(jù)該些傳感器的受力總和是否大于該閥值來判斷是否發(fā)出輸入信號(hào)； 由于本發(fā)明是通過多點(diǎn)檢測(cè)的方式，因此相較于傳統(tǒng)的觸壓板而言可提升其 靈敏度與精確度，同時(shí)不會(huì)因?yàn)槭┝ξ恢玫牟煌绊懫錂z測(cè)效果。
接著請(qǐng)參閱圖4,前述輸入模塊除了可檢測(cè)出使用者的點(diǎn)擊動(dòng)作外，更 能實(shí)時(shí)地檢測(cè)出接觸位置P的坐標(biāo)信息。如圖4所示，在觸壓板C上可定義 直角坐標(biāo)(X，Y)，其中第一、第二、第三傳感器10、 20、 30所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位 置分別為P1(0,0)、 P2(L,0)、 P3(0，W)。
舉例而言，當(dāng)使用者將手指置放在觸壓板C上的接觸位置P時(shí)，假設(shè)第
一、 第二、第三傳感器IO、 20、 30的受力分別為fl、 f2、 f3，此時(shí)第一、第
二、 第三傳感器IO、 20、 30可將其受力fl、 G、 f3分別轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值
vl、 v2、 v3，并可通過處理單元傳遞該4妄觸位置P的坐標(biāo)H據(jù)(Px，Py)至前述
處理器，其中接觸位置P的X坐標(biāo)值Px=L*v2/(vl+v2+v3)=L*f2/(fl+G+f3)，
且才妻觸位置P的Y坐標(biāo)值Py=W*v3/(vl+v2+v3)=W*B/(fl+f2+f3)。亦即，當(dāng)
觸壓板C受外力按壓時(shí)，可通過前述第一、第二、第三傳感器10、 20、 30
以及處理單元將施加于觸壓板C上的外力轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py)，同
時(shí)可將該坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py)傳送至電子裝置內(nèi)部的處理器以達(dá)到坐標(biāo)檢測(cè)的功 臺(tái)匕
根據(jù)X、 Y軸向上任一點(diǎn)的合力矩為0，因此前述接觸位置P的坐標(biāo)數(shù) 據(jù)(Px,Py)可分別由下列方程式所得出 (fl+fi)Px=G(L-Px) (fl+￡2)Py=f3(W-Py)
如前所述，當(dāng)觸壓板C受到外力F按壓時(shí)，第一、第二、第三傳感器IO、 20、 30可將其受力fl、 f2、 fi分別轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值vl、 v2、 v3,其中處 理單元不僅可根據(jù)電壓值vl、 v2、 v3而將計(jì)算出的接觸位置P的坐標(biāo)數(shù)據(jù) (Px，Py)傳遞至處理器，還可同時(shí)將前述電壓值vl、 v2、 v3數(shù)據(jù)直接傳送至該 處理器，由此可在使用者執(zhí)行手寫或繪圖功能時(shí)，同步地檢測(cè)出使用者的筆 觸力道。
舉例而言，當(dāng)使用者在前述觸控板C上執(zhí)行手寫或繪圖功能時(shí)，處理器 可根據(jù)前述傳感器10、 20、 30的受力大小而計(jì)算出接觸位置P的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px，Py)，同時(shí)還可根據(jù)處理單元所傳遞而來的電壓值vl、 v2、 v3大小變化而 實(shí)時(shí)地反應(yīng)出觸控板C所承受的力道，由此可改變屏幕輸出線條的粗細(xì)或顏 色，以模擬出以傳統(tǒng)毛筆所產(chǎn)生的書法筆觸。
由于本發(fā)明是通過多點(diǎn)檢測(cè)的方式獲知使用者在觸壓板C上的接觸位置 P坐標(biāo)，其中通過設(shè)置至少三個(gè)傳感器即可達(dá)成位置檢測(cè)的效果，不僅機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且不會(huì)因?yàn)槭┝ξ恢玫牟煌绊懫錂z測(cè)效果。
綜上所述，本發(fā)明提供一種電子裝置的輸入模塊以及輸入方法，其中該 輸入模塊包含觸壓板以及一組傳感器，當(dāng)該組傳感器的受力總和大于一閥值 時(shí)，該處理單元可實(shí)時(shí)地產(chǎn)生輸入信號(hào)至處理器，由此檢測(cè)使用者在觸壓板 上的點(diǎn)擊或輸入動(dòng)作。此外，本發(fā)明的輸入模塊同時(shí)可檢測(cè)出使用者在觸壓 板上的接觸位置坐標(biāo)，其中通過三個(gè)以上的傳感器以不共線(non-collinear)或 直角配置的方式排列，可分別根據(jù)該些傳感器的受力與位置參數(shù)計(jì)算出該接 觸位置坐標(biāo)。由于本發(fā)明是通過多點(diǎn)檢測(cè)的方式，因此相較于傳統(tǒng)的觸壓板 而言可大幅提升其檢測(cè)的靈敏度與精確度。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實(shí)施例描述如上，然其并非用以限定本發(fā)明。 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng) 該可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以后附的權(quán)利要求所界定 的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置的輸入模塊，包括觸壓板，該觸壓板上定義一直角坐標(biāo)(X，Y)；處理單元；以及一組傳感器，至少包括第一傳感器、第二傳感器以及第三傳感器，設(shè)置在該觸壓板下方并且連接至該處理單元，用以將施加在該觸壓板上的外力轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px，Py)，并將該坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px，Py)傳送至該電子裝置內(nèi)部的處理器。
2. 如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中該第一、第二、第三傳感器所對(duì) 應(yīng)的坐標(biāo)位置分別為(O,O)、 (L,O)、 (O,W)，當(dāng)該第一、第二、第三傳感器的受 力分別為fl、 f2、 fi時(shí)，Px=L*f2/(fl+f2+f3)， Py= W*f3/(fl+f2+f3)。
3. 如權(quán)利要求2所述的輸入模塊，其中當(dāng)該觸壓板受該外力按壓時(shí)，該 組傳感器將該外力轉(zhuǎn)換成電壓值vl、 v2、 v3，其中Px=L*v2/(vl+v2+v3)， Py= W*v3/(vl+v2+v3)。
4. 如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中當(dāng)該觸壓板受該外力按壓時(shí)，該 組傳感器分別將該外力轉(zhuǎn)換成電壓值vl、 v2、 v3,并通過該處理單元將這些 電壓值vl、 v2、 v3傳送至該處理器。
5. 如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中當(dāng)該組傳感器的受力總和大于一 閥值時(shí)，該處理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至該電子裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中該觸壓板大致呈矩形。
7. 如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中該組傳感器是電阻式壓力傳感器。
8. —種輸入模塊，包括 觸壓板；處理單元；以及一組傳感器，設(shè)置在該觸壓板下方并且連接至該處理單元，用以檢測(cè)施 加在該觸壓板上的外力，其中當(dāng)該組傳感器的受力總和大于一閥值時(shí)，該處 理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至該電子裝置內(nèi)部的處理器。
9. 如權(quán)利要求8所述的輸入模塊，其中該組傳感器至少包括第一傳感器、 第二傳感器以及第三傳感器，且該第一、第二、第三傳感器的位置不共線。
10. 如權(quán)利要求8所述的輸入模塊，其中該觸壓板大致呈矩形。
11. 如權(quán)利要求8所述的輸入模塊，其中該組傳感器是電阻式壓力傳感器。
12. 如權(quán)利要求8所述的輸入模塊，其中該組傳感器的位置是直角配置。
13. —種電子裝置的輸入方法，包括 提供觸壓板，并于該觸壓板上定義一直角坐標(biāo)(X,Y); 提供一組傳感器，其中該組傳感器至少包括第一傳感器、第二傳感器以及第三傳感器，設(shè)置在該觸壓板下方并且連接至該電子裝置內(nèi)部的處理單元， 用以將施加在該觸壓板上的外力轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py),其中該第 一、第二、第三傳感器所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置分別為(O,O)、 (L,O)、 (O，W);以及當(dāng)該第一、第二、第三傳感器的受力分別為fl、 f2、 fi時(shí)，該處理單元 傳遞坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Px,Py)至該電子裝置內(nèi)部的處理器，其中Px=L*G/(fl+f2+f3), Py= W*B/(fl+f2+f3)。
14. 如權(quán)利要求13所述的輸入方法，其中當(dāng)該觸壓板受該外力按壓時(shí)， 該組傳感器將該外力轉(zhuǎn)換成電壓值vl、 v2、 v3，其中Px=L*v2/(vl+v2+v3)， Py= W*v3/(vl+v2+v3)。
15. 如權(quán)利要求13所述的輸入方法，其中該組傳感器分別將該外力轉(zhuǎn)換 成電壓^直vl、 v2、 v3,并通過該處理單元將這些電壓4直vl、 v2、 v3傳送至 該處理器。
16. 如權(quán)利要求13所述的輸入方法，其中當(dāng)該組傳感器的受力總和大于 一閥值時(shí)，該處理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至該電子裝置內(nèi)部的處理器。
17. 如權(quán)利要求13所述的輸入方法，其中該組傳感器是電阻式壓力傳感器。
18. —種電子裝置的輸入方法，包括提供觸壓板以及一組傳感器，其中該組傳感器設(shè)置在該觸壓板下方并且 連接至該電子裝置內(nèi)部的處理單元，用以檢測(cè)施加在該觸壓板上的外力；和當(dāng)該組傳感器的受力總和大于一閥值時(shí)，該處理單元傳遞輸入信號(hào)至該 電子裝置內(nèi)部的處理器。
19. 如權(quán)利要求18所述的輸入方法，其中該組傳感器包括第一傳感器、 第二傳感器以及第三傳感器，且該第一、第二、第三傳感器的位置不共線。
20. 如權(quán)利要求18所述的輸入方法，其中該觸壓板大致呈矩形。
21. 如權(quán)利要求18所述的輸入方法，其中該組傳感器是電阻式壓力傳感器。
22.如權(quán)利要求18所述的輸入方法，其中該組傳感器的位置是直角配置。
全文摘要
一種電子裝置的輸入模塊，包括觸壓板、處理單元以及一組傳感器。前述傳感器設(shè)置在觸壓板下方并且連接至處理單元，用以檢測(cè)施加在觸壓板上的外力。其中，使用者可通過手指在觸壓板上滑動(dòng)，由此控制光標(biāo)或執(zhí)行手寫輸入等功能，且當(dāng)前述傳感器的受力總和大于一閥值時(shí)，處理單元產(chǎn)生輸入信號(hào)至電子裝置內(nèi)部的處理器。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101593054SQ20081010876
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者周瑞崇, 林志隆, 許建士 申請(qǐng)人:達(dá)方電子股份有限公司