輸入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種輸入系統(tǒng)，所述輸入系統(tǒng)包括：傳感器板，其包括彼此交叉的多個第一通道和多個第二通道，觸筆，其包括彼此分開的第一芯體和第二芯體、纏繞在所述第一芯體和所述第二芯體上的一次線圈和二次線圈、夾在所述第一芯體和所述第二芯體之間的彈性構(gòu)件、串聯(lián)連接到所述第二線圈的諧振電容器和開關(guān)、以及連接到所述一次線圈的導電筆尖；接地單元，其連接到所述觸筆；天線環(huán)，其形成在所述傳感器板的邊緣區(qū)域處；以及觸摸控制器，其連接到所述第一通道、所述第二通道和所述天線環(huán)。
【專利說明】輸入系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸入系統(tǒng)，更具體地，涉及可以實現(xiàn)沒有電池的觸筆，檢測手指的觸摸和觸筆的觸摸兩者并且增加對書寫壓力的靈敏度的輸入系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息時代到來，視覺地表示電信息信號的顯示器領(lǐng)域迅速發(fā)展，并且為了滿足這種趨勢，已經(jīng)開發(fā)了具有諸如厚度薄、重量輕和功耗低這樣的優(yōu)異性能的各種平板顯示裝置，并且迅速代替了傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)。
[0003]平板顯示裝置包括液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示板(PDP)、場發(fā)射顯示器(FED)、電致發(fā)光顯示器(ELD)等。這些顯示裝置大致都包括顯示畫面的平板顯示板，并且平板顯示板被構(gòu)造為使得在發(fā)光材料層或者光學各向異性材料層被夾在一對透明絕緣基板之間的條件下將所述基板接合。
[0004]在這種顯示裝置中，對于增加識別通過人手或者單獨輸入單元的觸摸區(qū)域并且發(fā)送對應的單獨信息的觸摸板的要求在增加。最近，這種觸摸板被安裝在顯示裝置的外表面。
[0005]觸摸板根據(jù)觸摸感測方法而被劃分為電阻型、電容型、紅外感測型等，并且考慮到制造方法容易和感測力，電容型備受關(guān)注。
[0006]最近，諸如智能電話或者智能書這樣的人機接口裝置(HID)作為移動裝置逐漸更多地使用觸筆作為輸入單元，其實現(xiàn)書寫和繪畫以及通過手指的觸摸輸入。與通過手指進行輸入相比，通過觸筆進行輸入執(zhí)行了更精確的輸入，并且支持諸如精確繪畫和字符書寫這樣的功能。
[0007]在下文，將參照附圖描述普通電容型觸摸屏。
[0008]圖1是例示普通電容型觸摸檢測電路的電路圖；而圖2是例示根據(jù)手指是否觸摸使用圖1的電路圖的電路而劃分的按照時間的電壓輸出的曲線圖。
[0009]如圖1所示例性地示出的，普通電容型觸摸檢測電路包括:彼此交叉的第一電極Tx和第二電極Rx，設置有接收第二電極Rx的輸出的負(_)輸入端子和接收基準電壓Vref的正(+ )輸入端子的放大器5，以及在放大器5的輸出端子和負(-)輸入端子之間形成的電容器Cs。
[0010]在此，通過設置在第一電極Tx的一端的焊盤施加輸入電壓Vin，并且通過放大器5輸出的輸出電壓Vout被設置在第二電極Rx的一端的焊盤所感測。
[0011]一般地，約2-3 μ s的方波的觸摸驅(qū)動信號被作為輸入電壓Vin施加到第一電極Tx0在此，感測與第一電極Tx和第二電極Rx之間的互電容Cm成比例的電壓值，作為輸出電壓Vout。
[0012]如圖2示例性地示出的，當施加方波作為輸入電壓Vin時，隨著時間流逝，輸出電壓Vout增加(如果電路不被手指觸摸)，而如果電路被手指觸摸，則手指接觸電極，互電容Cm減小因而輸出電壓Vout的增量減小。接著，在Tx通道和Rx通道的各個交叉處檢測到這種減小，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)提取手指所觸摸的電路區(qū)域的坐標。[0013]另外，當觸摸檢測電路被觸筆而不是被手指觸摸時，觸筆的筆尖與傳感器板表面的接觸面積相對小，電極之間的互電容變化量ACm小，因而當觸摸檢測電路被觸筆觸摸時互電容變化量ACm的感測可能困難。因而，坐標提取的準確性可能降低。
[0014]此外，如果觸筆的筆尖小于傳感器板上設置的用于感測的電極，則根據(jù)存在或者不存在電極，可能發(fā)生坐標變形，這直接影響靈敏度。
[0015]此外，在手指觸摸和觸筆觸摸的情況下，當使用相同的觸摸檢測電路時，接觸電極的手掌的觸摸和在利用觸筆輸入期間觸筆的觸摸可能彼此無法區(qū)分。也就是說，當檢測電路被觸筆觸摸時，圖1的檢測電路會難以進行手掌拒絕功能。
[0016]此外，提出了用與手指觸摸的驅(qū)動類型不同的驅(qū)動類型(例如電磁驅(qū)動類型)來檢測觸筆觸摸的方法。然而，在此情況下，除了電容型電極，還需要單獨設置可以通過電磁驅(qū)動來執(zhí)行檢測的板，因而部件數(shù)量增加并且處理量增加。
[0017]以上描述的普通電容型觸摸屏具有以下問題。
[0018]首先，由于觸筆的筆尖與傳感器板表面的接觸面積相對小，電極之間的互電容變化量ACm小，因而當觸摸檢測電路被觸筆觸摸時難以檢測互電容變化量ΛΟιι。因而，坐標提取的準確性可能降低。
[0019]第二，如果觸筆的筆尖小于傳感器板上設置的用于感測的電極，則根據(jù)存在或者不存在電極，可能發(fā)生坐標變形，這可能直接影響靈敏度。
[0020]第三，在手指觸摸和觸筆觸摸的情況下，當使用了相同的觸摸檢測電路時，接觸電極的手掌的觸摸和在利用觸筆輸入期間觸筆的觸摸可能彼此無法區(qū)分。也就是說，當觸摸屏被觸筆觸摸時，電容型觸摸屏可能難以進行手掌拒絕功能。
[0021]第四，提出了以與手指觸摸的驅(qū)動類型不同的驅(qū)動類型(例如電磁驅(qū)動類型)來檢測觸筆觸摸的方法。然而，在此情況下，除了電容型電極，還需要單獨設置可以通過電磁驅(qū)動來執(zhí)行檢測的板，因而部件的數(shù)量增加并且處理量增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]因此，本發(fā)明涉及基本避免了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點造成的一個或者更多個問題的輸入系統(tǒng)。
[0023]本發(fā)明的目的是提供可以實現(xiàn)沒有電池的觸筆，檢測手指觸摸和觸筆觸摸兩者并且增加對書寫壓力的靈敏度的輸入系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的及特征一部分將在以下的說明書中進行闡述，并且一部分對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將在研讀以下內(nèi)容后變得清楚，或者可以從本發(fā)明的實踐獲知。本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點可以通過在書面描述及其權(quán)利要求書及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
[0025]為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所具體實施和廣泛描述的，一種輸入系統(tǒng)包括:傳感器板，其包括彼此交叉的多個第一通道和多個第二通道；觸筆，所述觸筆包括彼此分開的第一芯體和第二芯體，纏繞在所述第一芯體和所述第二芯體上的一次線圈和二次線圈、夾在所述第一芯體和所述第二芯體之間的彈性構(gòu)件、串聯(lián)連接到所述第二線圈的諧振電容器和開關(guān)、以及連接到所述一次線圈的導電筆尖；接地單元，其連接到所述觸筆；天線環(huán)，其在所述傳感器板的外部區(qū)域處形成；以及觸摸控制器，其連接到所述第一通道、所述第二通道和所述天線環(huán)。
[0026]當所述觸筆按壓所述傳感器板的表面時，隨著將所述觸筆按壓到所述傳感器板的表面上而產(chǎn)生的壓力增大，所述彈性構(gòu)件的厚度可以減小，因而所述一次線圈和所述二次線圈之間的間隔可以減小。
[0027]第一芯體和第二芯體可以由鐵氧體形成。
[0028]所述第一芯體和所述第二芯體中的至少一個的與所述彈性構(gòu)件相對應的表面可以設置有凹部和凸部，因而所述彈性構(gòu)件可以插入到所述凹部中。此外，所述彈性構(gòu)件可以設置有與所述凸部相對應的開口。
[0029]所述彈性構(gòu)件的截面可以具有圓形或者多邊形形狀。
[0030]所述觸筆可以還包括導電主體，所述導電主體包括包括上面纏繞了所述一次線圈和所述二次線圈的所述第一芯體和所述第二芯體，所述第一芯體和所述第二芯體之間夾著所述彈性構(gòu)件地串聯(lián)連接，并且所述導電主體在所述第二芯體下方設置有使所述導電筆尖部分地突出的孔。
[0031]所述第一芯體可以在所述導電筆尖的對側(cè)固定到所述導電主體的內(nèi)部。
[0032]當所述觸筆按壓所述傳感器板的表面時，所述導電主體可以根據(jù)所述觸筆對所述傳感器板的表面的按壓，變得接近所述傳感器板的表面。
[0033]所述導電主體可以連接到所述接地單元。
[0034]所述開關(guān)可以由彈性材料形成，與所述導電筆尖電絕緣，并且按照施加到所述導電筆尖的壓力來工作。
[0035]所述開關(guān)可以連接到所述二次線圈，并且與所述第二芯體電絕緣。
[0036]所述一次線圈的一端可以連接到所述導電筆尖，并且所述一次線圈的另一端可以連接到所述導電主體。
[0037]當所述觸筆觸摸所述傳感器板的表面時，所述天線環(huán)可以接收從所述觸筆內(nèi)的所述二次線圈諧振的感應信號。
[0038]為此，所述天線環(huán)可以圍繞所述傳感器板的所述外部區(qū)域，并且所述天線環(huán)的兩個端部可以設置有焊盤并且通過所述焊盤連接到所述觸摸控制器。
[0039]所述接地單元可以是用戶或者連接在所述導電主體和所述傳感器板之間的導線。
[0040]此外，觸摸控制器可以包括:放大器，其連接到天線環(huán)并且放大在天線環(huán)的兩個端部接收到的電壓之間的差；模擬前端(AFE)，其連接到放大器并且去除噪聲；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其連接到AFE并且將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字信號處理器(DSP)，其連接到ADC并且通過收集數(shù)字信號來提取坐標；以及驅(qū)動信號發(fā)生器，其產(chǎn)生施加到傳感器板中的各個通道的信號。
[0041]當所述觸筆觸摸所述傳感器板的表面時，所述開關(guān)可以閉合并且所述二次線圈和所述諧振電容器可以形成閉合電路。
[0042]從所述驅(qū)動信號發(fā)生器向各個通道施加的信號可以是與所述閉合電路中的諧振頻率相同頻率的方波或者正弦波。
[0043]應該理解的是，對本發(fā)明的以上概述和以下詳述都是示例性和解釋性的，并旨在對所要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0044]附圖被包括在本申請中以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結(jié)合到本申請中且構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0045]圖1是例示普通電容型觸摸檢測電路的電路圖；
[0046]圖2是例示根據(jù)手指是否觸摸使用圖1的電路圖的電路而劃分的按照時間的電壓輸出的曲線圖；
[0047]圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的輸入系統(tǒng)的有效區(qū)域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0048]圖4是例示圖3的輸入系統(tǒng)中的觸筆和通道Tx之間的電容Csx和在通道Tx和通道Rx之間的電容Cm根據(jù)有無觸筆的變化的曲線圖；
[0049]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的電路圖；
[0050]圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸摸傳感器板的平面圖；
[0051]圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸筆的示意圖；
[0052]圖8是例示與圖7的觸筆相對應的部分的電路圖；
[0053]圖9是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆的詳細內(nèi)部構(gòu)造的圖；
[0054]圖10是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆和觸摸傳感器板之間的對應關(guān)系的圖；
[0055]圖11是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的幀驅(qū)動方法的圖；
[0056]圖12是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的與觸筆的書寫壓力相對應的第一內(nèi)部互感變化的曲線圖；
[0057]圖13是例示在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)中與書寫壓力的強度相對應的、二次線圈的時間對信號的變化的曲線圖；
[0058]圖14是例示在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)中與書寫壓力的強度相對應的、天線環(huán)的時間對信號的變化的曲線圖；以及
[0059]圖15A到圖MD是例示根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式的觸筆中的一次線圈和二次線圈以及它們之間的部件的圖。
【具體實施方式】
[0060]下面將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中例示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的示例。盡可能在整個附圖中用相同的附圖標記代表相同或類似元件。
[0061]在下文，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的輸入系統(tǒng)和使用該輸入系統(tǒng)的觸摸檢測方法。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)大致具有檢測手指觸摸的電容型的結(jié)構(gòu)，并且可以通過觸筆的內(nèi)部諧振電路與傳感器板的邊緣區(qū)域處的天線環(huán)的諧振檢測觸筆觸摸。也就是說，該輸入系統(tǒng)可以通過改變傳感器板的邊緣區(qū)域的構(gòu)造和觸筆的內(nèi)部電路在不使用單獨的板的情況下，檢測到在電容型檢測中受限制的觸筆觸摸，而不影響電極圖案的接觸面積或者形狀。
[0063]在下文，將描述有效區(qū)域內(nèi)的電容型電極的構(gòu)造和使用該構(gòu)造的觸筆觸摸。[0064]圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的輸入系統(tǒng)的有效區(qū)域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；而圖4是例示在圖3的輸入系統(tǒng)中觸筆和通道Tx之間的電容Csx和根據(jù)有無觸筆在通道Tx和通道Rx之間的電容Cm的變化的曲線圖。
[0065]如果通道Tx和通道Rx形成為條形形狀，則如圖3示例性地示出的，電極被彼此交叉排列。將參照圖4描述在觸筆在圖3的區(qū)域中移動時電容的變化。
[0066]在圖4的曲線圖中，基于用作原點的通道Tx和通道Rx的中心，一個軸被定義為X軸并且垂直于該X軸的軸被定義為Y軸，并且根據(jù)觸筆的位置檢測電容的變化。在附圖中，豎直軸被例示為X軸(通道Rx的方向)，并且水平軸被例示為Y軸。通過在將Y軸值設置為O的同時僅僅改變X軸值來進行測試。
[0067]在此，Λ Cm代表根據(jù)有無觸筆，通道Tx和通道Rx的互電容的差；并且Csx代表觸筆和通道Tx之間的電容分布。應理解的是在全部區(qū)域中，Csx的值大于ACm的值，并且隨著X軸的值逼近于0，Csx的變化大于ACm的變化。此外，應理解的是在O的區(qū)域中ACm的值小于在其它區(qū)域處的值。因此，為了檢測觸筆的觸摸，使用Csx而不是使用Λ Cm，在靈敏度和位置分辨率上是有利的。
[0068]因此，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)中，測量觸筆的位置，但是使用具有更高靈敏度的針對Csx的檢測方法。
[0069]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的電路圖；圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸摸傳感器板的平面圖；而圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸筆的示意圖。
[0070]如圖5和圖6示例性地示出的，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)總體上被劃分為傳感器板201 (參照圖6)和觸筆接地單元500，傳感器板201包括觸筆100、觸摸傳感器200、天線環(huán)410和觸摸控制器300。
[0071 ] 觸摸傳感器200包括彼此交叉的多個第一通道Tx和多個第二通道Rx，并且位于與傳感器板201的中央相對應的有效區(qū)域中。此外，兩個端部彼此略微分開的天線環(huán)410圍繞在傳感器板201的有效區(qū)域的外部。這種天線環(huán)410用作與觸筆100內(nèi)的線圈感應互感的三次線圈(L3)。
[0072]此外，如圖7示例性地示出的，觸筆100包括彼此分開的一次線圈(Ll)140和二次線圈(L2) 120、諧振電容器(C2) 110和串聯(lián)連接到二次線圈120的開關(guān)(SW) 130，和連接到一次線圈L1140的導電筆尖101。
[0073]在此，當觸筆100接觸傳感器板201時，天線環(huán)410用作三次線圈(L3)。
[0074]觸筆100連接到觸筆接地單元500，并且使觸筆100的內(nèi)部電路穩(wěn)定。
[0075]在傳感器板210的邊緣區(qū)域中形成的天線環(huán)410和在傳感器板210的有效區(qū)域中形成的第一通道Tx和第二通道Rx分別連接到觸摸控制器300，因而被來自觸摸控制器300的信號控制。
[0076]如圖6所示例性地示出的，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的傳感器板210在總體上被劃分為有效區(qū)域和邊緣區(qū)域。
[0077]多個第一通道Tx210和多個第二通道Rx220具有條形形狀，并且在有效區(qū)域中彼此交叉。盡管例示了條形形狀的第一通道Tx210和第二通道Rx220，但是第一通道Tx210和第二通道Rx220可以按照需要形成為電容型的其它形狀圖案。例如，第一通道Tx210和Rx220可以形成為菱形形狀或者其它對角形狀。在任何情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)要求按照關(guān)于中心豎直且水平對稱的形狀形成第一通道Tx210和第二通道Rx220，以增加觸筆觸摸的準確性。
[0078]此外，為了接收從觸筆100內(nèi)的諧振電路產(chǎn)生的電磁信號，在傳感器板201的邊緣區(qū)域中形成天線環(huán)410。天線環(huán)410被形成為具有比大致進行觸筆輸入并且進行坐標提取的有效區(qū)域更大的尺寸。這用于解決在使用觸筆100的觸摸檢測中由于通道的不對稱在傳感器板的邊緣區(qū)域的坐標提取的準確性降低的邊緣效應。
[0079]天線環(huán)410是執(zhí)行感應電感的三次線圈，并且不具有單獨的具有物理形狀的磁芯。在此，天線環(huán)410可以是通過空芯線圈操作的線圈。
[0080]第一通道Tx210和第二通道Rx220可以是用于在顯示裝置中執(zhí)行光透射的透明電極。在手指觸摸區(qū)間，第一通道Tx210用于施加驅(qū)動信號，第二通道Rx220用于接收檢測信號，并且第一通道Tx210和第二通道Rx220通過引導線225電連接到在傳感器板210的一個邊緣處設置的焊盤230。
[0081]此外，在天線環(huán)410的兩個端部形成與在傳感器板201的一個邊緣處設置的焊盤230平行設置的環(huán)路焊盤240，并且觸摸控制器300可以檢測兩個環(huán)路焊盤240之間的電壓差。
[0082]天線環(huán)410可以通過相同處理與引導線225 —起形成。否則，為了提高天線環(huán)410的電磁感應，可以在傳感器板100中進一步設置接觸天線環(huán)410的片形平板磁芯。
[0083]此外，當傳感器板201的表面被觸筆100接觸時，通過用作三次線圈(L3)的天線環(huán)410和二次線圈(L2)之間的互感(M23)或者用作三次線圈(L3)的天線環(huán)410和一次線圈(LI)之間的互感(M13)的感應，天線環(huán)410接收從觸筆100的二次線圈L2諧振的電感信號。
[0084]在此，天線環(huán)410被形成以圍繞傳感器板201的邊緣區(qū)域，并且在天線環(huán)410的兩個端部設置的環(huán)路焊盤240連接到觸摸控制器300。
[0085]此外，觸摸控制器300包括:放大器310，其連接到天線環(huán)410并且放大在天線環(huán)410的兩個端部接收到的電壓之間的差；模擬前端(AFE)320，其連接到放大器310并且去除噪聲；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 330，其連接到AFE320并且將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字信號處理器(DSP)340，其連接到ADC330并且通過收集數(shù)字信號來提取坐標；和驅(qū)動信號發(fā)生器305，其產(chǎn)生施加到傳感器板201中的各個通道的信號。
[0086]當觸筆100觸摸傳感器板201時，觸筆100的開關(guān)(SW) 130閉合，并且二次線圈(L2) 120和諧振電容器(C2) 110形成作為一種諧振電路的閉合電路。
[0087]作為驅(qū)動信號發(fā)生器305施加到各個通道的信號，可以施加與閉合電路內(nèi)的諧振頻率(f=l/[2Ji X (L2XC2)°_5)相同頻率的方波或者正弦波。施加到各個通道的信號是一種AC電壓，并且具有與施加到各個線圈的信號類似的波形或者隨著時間流逝而增加的信號形狀。
[0088]觸筆接地單元500可以是在接觸觸筆100的用戶或者觸筆100和傳感器板201連接的導線。在此，未描述的標記Ch代表接地單元電容器，該接地單元電容器當用戶接觸觸筆100時在用戶用作電介質(zhì)的情況下產(chǎn)生觸筆100和地端子之間的接地單元電容。
[0089]觸筆100內(nèi)的一次線圈(LI) 140和二次線圈(L2) 120分別纏繞穿過觸筆100的內(nèi)部中軸的第一芯體135a (參照圖7)和第二芯體135b (參照圖7)，并且通過耦合在兩個線圈140和120之間產(chǎn)生第一互感(M12)。在第一芯體135a和第二芯體135b之間夾著彈性構(gòu)件155 (參照圖7)?？梢酝ㄟ^根據(jù)書寫壓力調(diào)整彈性構(gòu)件155的厚度來調(diào)整第一互感(M12)的值，從而可以靈敏地感測這種書寫壓力。
[0090]二次線圈(L2) 120和諧振電容器(C2) 110具有適當值，以產(chǎn)生電磁諧振，該電磁諧振具有通過與包括傳感器板201的彼此交叉的第一通道TX和第二通道Rx的觸摸傳感器200的電容耦合形成的感測電容器(Csx)250輸入的信號的頻率。在此，諧振頻率具有f=l/[2 31 X (L2XC2)0.5]的要求。感測電容器(Csx) 250不是具有物理電路構(gòu)造的元件，并且是通過當觸筆100的導電筆尖接觸傳感器板201時觸筆100的導電筆尖與傳感器板201在接觸區(qū)域處的電容耦合產(chǎn)生的。
[0091]此外,在電磁諧振期間從觸筆100產(chǎn)生的磁場信號通過一次線圈(LI) 140或者二次線圈(L2)120和在傳感器板210上形成的天線環(huán)410之間的第二互感(M23或者M13)，在與天線線圈相對應的三次線圈(L3)上產(chǎn)生感應電動勢。在這種感應電動勢被可以放大施加到天線線圈410兩個端部的電壓差的放大器310放大之后，通過包括濾波器的AFE320以去除噪聲，接著被ADC330轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，DSP340通過適當算法根據(jù)數(shù)字信號提取坐標，接著將坐標數(shù)據(jù)發(fā)送到主機系統(tǒng)。
[0092]觸筆100內(nèi)的一次線圈(LI) 140的一端連接到導電筆尖101，并且一次線圈(L2)120的另一端連接到觸筆100的由導電材料形成的導電主體150 (參照圖7)并且被接地。當用戶形成接地單元500時，按照需要，一次線圈(L2)120的另一端連接到與用戶身體相對應的接地單元電容器(Ch )。
[0093]在此，未描述的附圖標記157表不將第一芯體135a固定到主體150內(nèi)部的芯體支撐件15。
[0094]圖8是例不與圖7的觸筆相對應的部分的電路圖；以及圖9是例不根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆的詳細內(nèi)部構(gòu)造的圖。
[0095]如圖8示例性地示出的，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆100具有以下內(nèi)部結(jié)構(gòu):其中一次線圈(LI) 140和二次線圈(L2) 120分別纏繞在彼此分開并且串聯(lián)布置的第一芯體135a和第二芯體135b上。彈性構(gòu)件155設置在第一芯體135a和第二芯體135b之間，并且隨著導電筆尖101按壓傳感器板面的壓力增大，彈性構(gòu)件155的厚度t減小。
[0096]在此，第一芯體135a和第二芯體135b由磁性材料形成，例如，鐵氧體。
[0097]一次線圈(LI) 140和二次線圈(1^2)120、諧振電容器(02)110和第一芯體135a和第二芯體135b被設置在觸筆100的導電主體150內(nèi)，并且可以在導電主體150上形成孔，導電筆尖101通過該孔部分地突出到外部。
[0098]導電筆尖101與導電主體150電絕緣，為此，可以在孔周圍進一步設置包圍導電筆尖101的絕緣部件(未示出)。
[0099]此外，導電主體150可以連接到上述觸筆接地單元500。
[0100]開關(guān)(SW) 130由彈性材料形成，并且為了維持開關(guān)(SW) 130和導電筆尖101之間的電絕緣，可以在開關(guān)(SW) 130和導電筆尖101之間設置第一絕緣體103。此外，為了維持開關(guān)(SW) 130和在不施加書寫壓力的情況下位于開關(guān)(SW) 130上的第二芯體135b之間的絕緣，可以在開關(guān)(SW) 130和第二芯體135b之間形成第二絕緣體107。[0101]當導電筆尖100按壓傳感器板201時，通過導電筆尖100施加的壓力確定觸筆100中的開關(guān)(SW) 130的打開和閉合。也就是說，導電筆尖100以指定壓力或者更大的壓力按壓傳感器板，開關(guān)(SW)130閉合，因而諧振電容器110和二次線圈120直接連接以形成閉合內(nèi)部諧振電路。
[0102]此外，開關(guān)(SW) 130的一端連接到二次線圈(L2) 120。
[0103]一次線圈(LI) 140的一端連接到導電筆尖101，并且一次線圈(LI) 140的另一端連接到導電主體150的接地端子125。
[0104]在下文，將描述觸筆100的操作。
[0105]—次線圈(LI) 140的一端通過導電筆尖101與傳感器板的觸摸傳感器200 (參照圖5)執(zhí)行電容耦合，因而形成感測電容器(Csx) 250。
[0106]因此，來自觸摸傳感器的各個通道的輸入信號通過感測電容器(Csx) 250驅(qū)動一次線圈(LI) 140，接著通過電磁耦合形成的第一互感M12驅(qū)動包括二次線圈(L2) 120和諧振電容器(C2) 110在內(nèi)的諧振電路。電路被構(gòu)造為使得從驅(qū)動信號發(fā)生器305輸入到觸摸傳感器200的各個通道Tx和Rx的信號與包括二次線圈(L2) 120和諧振電容器(C2) 110在內(nèi)的諧振電路的電磁諧振頻率相同。在此情況下，由于電磁諧振，信號強度根據(jù)時間而增力口。一次線圈(Ll)140的另一端通過與觸筆100的導電主體150接觸的人手和人體形成的接地電容器(Ch)接地。
[0107]當導電筆尖101以指定壓力按壓傳感器板201的表面時，開關(guān)(SW)130閉合，并且僅僅此時產(chǎn)生電磁諧振，因而允許感測通過觸筆100的輸入。也就是說，即使觸筆100接近傳感器板201，當觸筆100不以指定壓力按壓傳感器板201的表面時，觸筆100不操作，因而防止了觸筆100誤操作。在電磁諧振期間產(chǎn)生的磁場信號被發(fā)送到位于傳感器板201的邊緣區(qū)域中并且用作一種三次線圈(L3)的天線環(huán)410，并且觸摸控制器300感測天線環(huán)410的兩個端部處的電壓的差。
[0108]在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆100中，通過根據(jù)書寫壓力的變化改變夾在一次線圈(LI) 120和二次線圈(L2) 140之間的彈性構(gòu)件155的厚度t，改變第一芯體134a和第二芯體135b的表面上纏繞的一次線圈(LI) 120和二次線圈(L2) 140之間的在長度方向上的間隔，因而可以通過與一次線圈(LI) 120和二次線圈(L2) 140之間的間隔變化相對應的第一互感(M12)的值的變化，來檢測這種書寫壓力。
[0109]在此，隨著書寫壓力增大，彈性構(gòu)件155的厚度t減小，并且當不施加書寫壓力時彈性構(gòu)件155保持初始厚度。不施加書寫壓力的情況表示觸筆100不觸摸傳感器板表面的情況，并且在此情況下，不進行觸摸感測。
[0110]觸筆100內(nèi)的一次線圈(LI) 140纏繞在由支撐件157固定的第一芯體135a上因而被固定，并且當施加書寫壓力時，傳遞到導電筆尖101的書寫壓力將第二芯體135b的位置向上移動，并且二次線圈(L2)120和一次線圈(Ll)140之間的距離減小。在此情況下，通
過算式#12 = ksjarZ (k是耦合系數(shù))來計算一次線圈(LI) 140和二次線圈(L2) 120之
間的互感(M12)的值。在此，由于隨著距離減小,耦合系數(shù)k增大,所以隨著距離減小,互感M12的值增大。
[0111]圖10是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆和觸摸傳感器板之間的對應關(guān)系的圖。[0112]例如，當書寫壓力增加并且一次線圈(LI)和二次線圈(L2)之間的間隔減小時，與書寫壓力低時相比，第一互感(M12)的值相對增大，從觸筆100產(chǎn)生的信號值增大，并且這種第一互感(M12)的值增加在觸筆100和天線環(huán)410之間產(chǎn)生的第二互感(M23或者M13)的值。因此，如果書寫壓力高，則感測到的信號值增大。按此方式，根據(jù)觸摸控制器300最終檢測到的信號值，可以確定書寫壓力的強度，并且可以確定與各書寫壓力的強度相適應的繪畫中的字符風格或者字符濃度。
[0113]也就是說，由于使用了彈性構(gòu)件155，感應與書寫壓力的變化相對應的第一互感(M12)的變化，并且與第一互感(M12)成比例的、天線環(huán)410和觸筆100之間的第二互感(M23或者M13)也改變。也就是說，書寫壓力的變化可以造成天線環(huán)410實際感測到的值的變化，因而，可以基于感測到的值的變化來測量書寫壓力的變化程度。
[0114]彈性構(gòu)件155的初始厚度被設置為0.7?2.0mm。這種彈性構(gòu)件155可以根據(jù)壓力在約0.7mm的厚度范圍內(nèi)改變。
[0115]圖11是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的幀驅(qū)動方法的圖。
[0116]如圖11示例性地示出，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)按照時分驅(qū)動方式驅(qū)動一個幀，即，將一個幀劃分為用于檢測手指觸摸的區(qū)間和用于檢測觸筆觸摸的區(qū)間。用于檢測手指觸摸的區(qū)間和用于檢測觸筆觸摸的區(qū)間交替進行。
[0117]例如，如果一個幀對應于5?IOms的時間，則幀率對應于100?200Hz。在此情況下，當一個幀被劃分為用于檢測手指觸摸的區(qū)間和用于檢測觸筆觸摸的區(qū)間時，各個區(qū)間對應于2.5?5ms的時間。這應用于一個幀被劃分為用于檢測手指觸摸和用于檢測觸筆觸摸的兩個相等區(qū)間的情況，并且按照需要，在一個幀內(nèi)兩個區(qū)間中的一個的時間可以延長。
[0118]在檢測觸筆觸摸期間，假定第一通道Tx的數(shù)量是m個并且第二通道Rx的數(shù)量是η個，如圖6示例性地示出的，m個第一通道Tx (I)?Tx(m)和η個第二通道Rx (I)?Rx (η)被順序驅(qū)動和感測。
[0119]也就是說，在用于檢測觸筆觸摸的區(qū)間中，順序地驅(qū)動總共“m+n”個通道。因此，例如，假定m+n=50，驅(qū)動一個通道花費的時間是2.5?5ms除以50而獲得的50?100 μ S。
[0120]接著，在檢測手指觸摸期間，驅(qū)動信號順序地施加到第一通道Τχ，并且感測第二通道Rx處的檢測信號，因而通過檢測與觸摸相對應的變化而檢測觸摸位置。因此，在檢測手指觸摸期間，驅(qū)動信號僅僅施加到第一通道Τχ，在檢測手指觸摸期間每一個第一通道Tx的驅(qū)動信號施加時間(2.5?5ms/m)可以比在檢測觸筆觸摸期間每一個通道Tx或Rx的驅(qū)動信號施加時間(2.5?5ms/ (m+n))更長。
[0121]在此情況下，以后將描述驅(qū)動各通道的信號波形和感測波形通過時分驅(qū)動方式交替地驅(qū)動觸筆輸入和手指觸摸。
[0122]接著，將描述在檢測觸筆觸摸期間各個通道的驅(qū)動和感測方法。
[0123]將描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的兩個相鄰第一通道Tx(n)和Τχ(η+1)的驅(qū)動和感測處理。
[0124]盡管圖11例示了通道Tx (η)和Τχ(η+1)的驅(qū)動處理，但是可以通過順序地向通道Tx(I)?Tx(m)和Rx(I)?Rx(η)施加信號，并且根據(jù)各個通道基于在天線環(huán)410的兩個端部接收到的電壓之差執(zhí)行觸摸檢測,來實行這種處理。
[0125]為了執(zhí)行觸摸檢測，通過導電筆尖101 (參照圖7)和傳感器板201之間的耦合形成的感測電容器(Csx)電連接到一次線圈(LI)。之后，開關(guān)(SW)閉合以形成二次線圈(L2)和諧振電容器(C2)的諧振電路。因而，由于一次線圈(LI)和二次線圈(L2)之間的第一互感(M12)造成的諧振電路中的電磁諧振，二次線圈(L2)的電感值增大，并且天線環(huán)410接收第二互感(M13或者M23)而電磁諧振的感應電動勢。
[0126]也就是說，當?shù)谝换ジ蠱12的值增大時，信號從一次線圈(LI)更有效地發(fā)送到二次線圈(L2)并且二次線圈(L2)處的諧振信號增大。二次線圈(L2)的增大的諧振信號被成比例地發(fā)送到用作三次線圈(L3)的天線環(huán)410。因此，當書寫壓力增大時，三次線圈(天線環(huán))L3接收到的信號與書寫壓力的增大成比例地增大。
[0127]如圖11示例性地示出的，施加到多個第一通道Tx(I)?Tx(m)和多個第二通道Rx(I)?Rx(n)的信號可以是與諧振電路的諧振頻率相同頻率的方波或者正弦波。
[0128]當觸筆觸摸傳感器板表面時，觸筆可以被用戶接地。在此，盡管被接地，用戶可以直接接觸觸筆的導電主體或者將導電主體通過導線連接到傳感器板。
[0129]如果驅(qū)動通道Tx(n)，則來自觸摸控制器的指定頻率的方波或者正弦波的信號施加到通道Tx(η)達時間Tl。
[0130]當方波或者正弦波的信號施加到通道Τχ(η)達時間Tl時，觸筆的一次線圈(LI)形成在通道Τχ(η)和導電筆尖之間通過電容耦合產(chǎn)生的感測電容器(Csx)達該時間Tl。此夕卜，當觸筆觸摸傳感器板表面時，形成感測電容器(Csx)和導電筆尖之間的電連接，因而，從一次線圈產(chǎn)生與方波同步的小的波形。這通過一次線圈和二次線圈之間的耦合形成第一互感(Μ12)，由此驅(qū)動二次線圈。在此，二次線圈的波形隨著時間流逝而增大。其原因是通過與閉合的諧振電路串聯(lián)連接的諧振電容器(C2)發(fā)生電磁諧振，并且電磁諧振的諧振頻率和振幅根據(jù)時間而增大。
[0131]此外，當觸筆觸摸傳感器板時，一次線圈(LI)或者二次線圈(L2)通過第二互感(Μ13或者Μ23)與傳感器板中的天線環(huán)耦合，因而，天線環(huán)可以感測通過觸筆的諧振產(chǎn)生的電磁信號。
[0132]天線環(huán)通過檢測在天線環(huán)的兩個端部接收到的電壓之間的差，放大該電壓差，從放大的電壓差去除噪聲，將去除了噪聲的放大的電壓差從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且在存儲器中存儲該數(shù)字信號，來存儲關(guān)于在對應通道處天線環(huán)兩個端部之間的電壓差的信號強度數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0133]之后，在通道Tx (η+1)的情況下，驅(qū)動信號被施加到通道Tx (η+1)，感測電磁信號，并且按照與上述方法相同方式，與這種信號的強度成比例的數(shù)字數(shù)據(jù)被存儲在存儲器中。
[0134]當收集通過這種處理獲得的一個幀的各個通道的信號強度數(shù)字信號時，觸摸控制器的數(shù)字信號處理器提取觸筆所位于的位置的坐標。
[0135]觸筆的信號接收區(qū)間可以對應于時間Τ1+Τ2的區(qū)間或者時間Τ2的區(qū)間。如果信號接收區(qū)間是時間Τ1+Τ2的區(qū)間，則接收信號的時間可以延長，因而可以期待增加測量信號的準確性。然而，通道Tx或者通道Rx可以被驅(qū)動達時間Tl，并且由這些通道形成的寄生環(huán)路可以感應磁場信號，這種信號可以用作天線環(huán)的噪聲分量，并且天線環(huán)可以和從觸筆中的諧振電路產(chǎn)生的信號一起接收這種噪聲。
[0136]因此，如果由于寄生環(huán)路的磁場干擾導致觸摸檢測難以準確，則可以通過僅僅在時間Τ2的區(qū)間檢測來自觸筆的諧振信號執(zhí)行信號檢測。在此情況下，由于諧振信號被接收未達到時間Tl，所以信號接收時間和數(shù)據(jù)準確性可能降低，但是磁場信號造成的噪聲不影響天線環(huán)。
[0137]圖12是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、與觸筆的書寫壓力相對應的第一內(nèi)部互感變化的曲線圖。
[0138]如圖12示例性地示出，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆中，應理解的是，隨著書寫壓力增大，第一芯體和第二芯體之間的彈性構(gòu)件的厚度t (在圖12的曲線圖中表示為距離)減小并且第一互感(M12)逐漸增大。
[0139]當書寫壓力變化時，第二互感(M23或者M13)具有固定值，但是第一互感(M12)根據(jù)書寫壓力的變化而變化。因此，可以通過感測第一互感(M12)的變化檢測書寫壓力的變化。
[0140]圖13是例示在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)中，與書寫壓力的強度相應的、二次線圈的時間對信號的變化的曲線圖；而圖14是例示在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)中，與書寫壓力的強度相對應的、天線環(huán)的時間對信號的變化的曲線圖。
[0141]在曲線圖中，書寫壓力均勻地從I增加到5。
[0142]盡管波形根據(jù)時間變化，但是應理解的是書寫壓力越高，檢測到的二次線圈(L2)和三次線圈(天線環(huán)，L3)的信號值越大。
[0143]也就是說，通過實驗確認當一次線圈和二次線圈之間的間隔與書寫壓力的增大相對應地減小時，第一互感(M12)的值增大，并且各個線圈的檢測到的信號值與第一互感(M12)的值的增大成比例地增大。也就是說，當書寫壓力增大時，接收到的信號與書寫壓力的增大成比例地增大。
[0144]由于大致在連接到觸摸控制器的三次線圈(天線環(huán))處進行檢測，所以觸摸控制器可以通過三次線圈的兩個端部來檢測書寫壓力的增大。
[0145]圖15A到圖MD是例示根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式的觸筆中的一次線圈和二次線圈以及它們之間的部件的圖。
[0146]如圖15A到圖MD示例性地示出的，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的各觸筆被構(gòu)造為使得在第一芯體和第二芯體中至少一個的與彈性構(gòu)件相對應的表面上設置凹部和凸部，并且彈性構(gòu)件被插入在凹部中。
[0147]在此，盡管附圖中未示出，但是一次線圈和二次線圈在長軸方向上從上部到下部分別纏繞在第一芯體和第二芯體的表面上。
[0148]根據(jù)本發(fā)明的這些實施方式的觸筆被設計為使得隨著一次線圈和二次線圈之間的間隔t減小，觸摸控制器最終檢測到的信號增大，因而當書寫壓力最大時一次線圈和二次線圈之間的間隔變?yōu)镺。
[0149]在圖15A所不觸筆中，在第一芯體615的與彈性構(gòu)件655相對應的表面的邊緣處設置有凸部，并且在第一芯體615的表面的中央處相應地設置有與彈性構(gòu)件655相對應的凹部。接著，彈性構(gòu)件655插入到凹部中。彈性構(gòu)件655具有當書寫壓力實際施加到該彈性構(gòu)件655時改變的厚度，并且被設計為使得彈性構(gòu)件655在初始狀態(tài)下的厚度大于凹部和凸部之間的距離h。在此情況下，第二芯體616的與彈性構(gòu)件655相對應的表面是平坦的。
[0150]盡管附圖中未不出，但第一芯體615和第二芯體616可以被設計為使得第一芯體615和第二芯體616的與彈性構(gòu)件655相對應的表面的形狀彼此相反。
[0151]盡管圖15A例示了彈性構(gòu)件655具有圓形截面，但是彈性構(gòu)件655不限于此。彈性構(gòu)件655可以具有各種多邊形形狀的截面。
[0152]在圖15B所示觸筆中，在第一芯體715的與彈性構(gòu)件755相對應的表面的中央處設置有凸部，并且在第一芯體715的表面的邊緣處相應地設置有與彈性構(gòu)件755相對應的凹部。在此情況下，彈性構(gòu)件755的中心是開放的，并且第一芯體715的凸部可以插入到彈性構(gòu)件755的開放的中心。
[0153]在此情況下，第二芯體716的與彈性構(gòu)件755相對應的表面是平坦的。
[0154]盡管附圖中未示出，但第一芯體715和第二芯體716可以被設計為使得第一芯體715和第二芯體716的與彈性構(gòu)件755相對應的表面的形狀彼此相反。
[0155]按照相同方式，彈性構(gòu)件755具有當書寫壓力實際施加到其上時改變的厚度，并且被設計為使得彈性構(gòu)件755在初始狀態(tài)下的厚度大于凹部和凸部之間的距離h。在此情況下，第二芯體716的與彈性構(gòu)件755相對應的表面是平坦的。
[0156]圖15B例示彈性構(gòu)件755具有帶有開放中心的方形截面。
[0157]與圖15B相比，圖15C例示具有帶有開放中心的六邊形截面的彈性構(gòu)件855。
[0158]與圖15B相比，圖1?例示具有帶有開放中心的環(huán)形截面彈性構(gòu)件955。
[0159]如果第一芯體715在其中心處設置有凸部，則第一芯體715不限于圖15B到圖15D的形狀，并且可以具有帶有開放中心的各種多邊形截面。
[0160]使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的輸入系統(tǒng)檢測觸摸具有以下優(yōu)點。
[0161]與具有用于檢測手指觸摸和用于檢測觸筆觸摸的不同的板的輸入系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以降低制造成本并且簡化制造處理。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以形成薄的傳感器板。
[0162]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸筆包括一次線圈和二次線圈，上面纏繞了相應線圈的第一芯體和第二芯體彼此分開并且串聯(lián)連接，并且在第一芯體和第二芯體之間夾著彈性構(gòu)件，使得彈性構(gòu)件的厚度根據(jù)書寫壓力的變化而變化。因此，當書寫壓力變化時，一次線圈和二次線圈之間的間隔變化，一次線圈和二次線圈之間的互感根據(jù)書寫壓力的變化而改變，因而可以根據(jù)觸筆觸摸傳感器板時的書寫壓力改變字符的濃度。
[0163]此外，可以通過在觸筆內(nèi)的諧振電路和傳感器板的天線環(huán)之間傳輸磁場信號來檢測觸摸，并且不需要觸筆中的電池，因而與需要單獨電源的有源觸筆相比，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆的制造成本降低。此外，可以制造出輕便小巧的觸筆。
[0164]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以通過不同驅(qū)動方法分別感測觸筆觸摸和手指觸摸，在觸筆觸摸期間可以容易地實現(xiàn)手掌拒絕，因而可以提高觸摸靈敏度的準確性。
[0165]此外，由于檢測觸摸時使用在觸筆和一個電極之間產(chǎn)生的感測電容(Csx)而不是在電容型中使用的交叉電極之間的互感(ACm),所以在檢測觸筆觸摸時使用了相對更大的感測電容，因而期待靈敏度提高。
[0166]觸筆中的諧振電路的頻率信號被設置為與施加到傳感器板中的電極(通道)的驅(qū)動信號同步，可以容易地施加書寫壓力或者是否按下特定按鈕。
[0167]此外，由于在檢測觸筆觸摸時使用的天線環(huán)與形成交叉電極的有效區(qū)域分開并且位于比具有低靈敏度的邊緣區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域中，所以可以保持觸筆靈敏度統(tǒng)一而與區(qū)域無關(guān)。
[0168]從以上描述明顯可見，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的輸入系統(tǒng)和使用該輸入系統(tǒng)的觸摸檢測方法具有以下效果。
[0169]首先，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)基本上具有以電容型檢測手指觸摸的結(jié)構(gòu)，并且可以通過觸筆的諧振電路和在傳感器板的邊緣區(qū)域的天線環(huán)的諧振，檢測觸筆觸摸。也就是說，該輸入系統(tǒng)通過改變傳感器板的邊緣區(qū)域的構(gòu)造和觸筆的內(nèi)部電路在不使用單獨的板的情況下，可以檢測在電容型檢測中受限制的觸筆觸摸，而不影響電極圖案的接觸面積或者形狀。
[0170]第二，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)的觸筆包括一次線圈和二次線圈，上面纏繞了相應線圈的第一芯體和第二芯體彼此分開并且串聯(lián)連接，并且在第一芯體和第二芯體之間夾著彈性構(gòu)件，使得彈性構(gòu)件的厚度根據(jù)書寫壓力的變化而變化。因此，當書寫壓力變化時，一次線圈和二次線圈之間的間隔變化，一次線圈和二次線圈之間的互感根據(jù)書寫壓力的變化而改變，因而可以根據(jù)觸筆觸摸傳感器板時的書寫壓力調(diào)節(jié)字符的濃度。
[0171]第三，與具有用于檢測手指觸摸和用于檢測觸筆觸摸的不同的板的輸入系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以降低制造成本并且簡化制造處理。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以形成薄的傳感器板。
[0172]第四，可以通過觸筆內(nèi)的諧振電路和傳感器板的天線環(huán)之間的諧振來檢測觸摸，并且不需要觸筆中的電池，與需要單獨電源的有源觸筆相比，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸筆的制造成本降低。此外，可以制造出輕便小巧的觸筆。
[0173]第五，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輸入系統(tǒng)可以通過不同驅(qū)動方法分別感測觸筆觸摸和手指觸摸，在觸筆觸摸期間可以容易地實現(xiàn)手掌拒絕，因而可以提高觸摸靈敏度的準確性。
[0174]第六，由于檢測觸摸時使用在觸筆和一個電極之間形成的感測電容(Csx)而不是在電容型中使用的交叉電極之間的互感(ACm)，所以與傳統(tǒng)輸入系統(tǒng)相比，可以在檢測觸筆觸摸時使用相對更大的感測電容器。因此，期待靈敏度的提高。
[0175]第七，在檢測觸筆觸摸時使用的天線環(huán)與形成有交叉電極的有效區(qū)域分開并且位于比具有低靈敏度的邊緣區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域中，所以可以保持觸筆靈敏度統(tǒng)一而與區(qū)域無關(guān)。
[0176]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很明顯，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下對本發(fā)明做出各種修改和變型。因此，本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的落入所附權(quán)利要求書及其等同物范圍內(nèi)的這些修改和變化。
[0177]本申請要求于2012年11月13日提交的韓國專利申請10-2012-0127906的優(yōu)先權(quán)，通過引用結(jié)合于此，如同全面在此闡述一樣。
【權(quán)利要求】
1.一種輸入系統(tǒng)，所述輸入系統(tǒng)包括: 傳感器板，其包括彼此交叉的多個第一通道和多個第二通道； 觸筆，其包括彼此分開的第一芯體和第二芯體、纏繞在所述第一芯體和所述第二芯體上的一次線圈和二次線圈、夾在所述第一芯體和所述第二芯體之間的彈性構(gòu)件、串聯(lián)連接到所述第二線圈的諧振電容器和開關(guān)、以及連接到所述一次線圈的導電筆尖； 接地單元，其連接到所述觸筆； 天線環(huán)，其形成在所述傳感器板的邊緣區(qū)域；以及 觸摸控制器，其連接到所述第一通道、所述第二通道和所述天線環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng)，其中，當所述觸筆按壓所述傳感器板的表面時，隨著通過將所述觸筆按壓到所述傳感器板的表面上而產(chǎn)生的壓力增大，所述彈性構(gòu)件的厚度減小，因而所述一次線圈和所述二次線圈之間的間隔減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述第一芯體和所述第二芯體由鐵氧體形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述第一芯體和所述第二芯體中的至少一個的與所述彈性構(gòu)件相對應的表面設置有凹部和凸部，因而所述彈性構(gòu)件插入到所述凹部中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述彈性構(gòu)件設置有與所述凸部相對應的 開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述彈性構(gòu)件的截面具有圓形或者多邊形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述觸筆還包括導電主體，所述導電主體包括上面纏繞了所述一次線圈和所述二次線圈的所述第一芯體和所述第二芯體，所述第一芯體和所述第二芯體之間夾著所述彈性構(gòu)件地串聯(lián)連接，并且所述導電主體在所述第二芯體下方設置有使所述導電筆尖部分地突出的孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述第一芯體在所述導電筆尖的對側(cè)固定到所述導電主體的內(nèi)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入系統(tǒng)，其中，當所述觸筆按壓所述傳感器板的表面時，所述導電主體根據(jù)所述觸筆對所述傳感器板的表面的按壓變得接近所述傳感器板的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述導電主體連接到所述接地單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)由彈性材料形成，與所述導電筆尖電絕緣，并且按照施加到所述導電筆尖的壓力來工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)連接到所述二次線圈，并且與所述第二芯體電絕緣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述一次線圈的一端連接到所述導電筆尖，并且所述一次線圈的另一端連接到所述導電主體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輸入系統(tǒng)，其中，當所述觸筆觸摸所述傳感器板的表面時，所述天線環(huán)接收從所述觸筆內(nèi)的所述二次線圈諧振的感應信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所 述的輸入系統(tǒng)，其中，所述天線環(huán)圍繞所述傳感器板的所述邊緣區(qū)域，并且所述天線環(huán)的兩個端部設置有焊盤并且通過所述焊盤連接到所述觸摸控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述接地單元是用戶或者連接在所述導電主體和所述傳感器板之間的導線。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入系統(tǒng)，其中，所述觸摸控制器包括: 放大器，其連接到所述天線環(huán)并且放大在所述天線環(huán)的兩個端部接收到的電壓之間的差; 模擬前端AFE，其連接到所述放大器并且去除噪聲； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，其連接到所述模擬前端AFE并且將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 數(shù)字信號處理器DSP，其連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC并且通過收集數(shù)字信號來提取坐標；以及 驅(qū)動信號發(fā)生器，其產(chǎn)生施加到所述傳感器板中的各個通道的信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輸入系統(tǒng)，其中，當所述觸筆觸摸所述傳感器板的表面時，所述開關(guān)閉合并且所述二次線圈和所述諧振電容器形成閉合電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輸入系統(tǒng)，其中，從所述驅(qū)動信號發(fā)生器向各個通道施加的信號是與所述閉合電路中的諧振頻率相同頻率的方波或者正弦波。
【文檔編號】G06F3/044GK103809803SQ201310208629
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】丁一斗 申請人:樂金顯示有限公司