觸摸輸入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的觸摸輸入系統(tǒng)包括一觸摸面板、一導(dǎo)電線圈、及一電磁筆。所述觸摸面板具有一感應(yīng)區(qū)域以及一邊緣區(qū)域。所述導(dǎo)電線圈設(shè)置于所述觸摸面板上，所述導(dǎo)電線圈具有由一導(dǎo)體線所繞成的多匝線路，所述多匝線路位于所述邊緣區(qū)域且環(huán)繞于所述感應(yīng)區(qū)域。所述電磁筆用于傳送一電磁信號至所述導(dǎo)電線圈，以進(jìn)行觸控壓力的感測，其中所述電磁筆包括一筆尖，所述筆尖用于接觸所述感應(yīng)區(qū)域以進(jìn)行位置感測，且所述筆尖為導(dǎo)體。本實(shí)用新型通過一具有導(dǎo)體筆尖的電磁筆于一繞有導(dǎo)電線圈的觸摸面板進(jìn)行觸摸輸入，可達(dá)到觸控的高精準(zhǔn)度以及可隨下筆力道大小而呈現(xiàn)對應(yīng)的線條粗細(xì)的效果。
【專利說明】觸摸輸入系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種觸摸輸入系統(tǒng)，特別涉及一種可同時偵測觸摸位置及壓力的觸摸輸入系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]觸控技術(shù)依感應(yīng)原理可分為電阻式(Resistive)、電容式(Capacitive)、音波式(Surface Acoustic Wave)及光學(xué)式(Optics)等，隨著使用的便利性及多點(diǎn)觸控的需求,使用手指輸入的電容式觸控技術(shù)已成為目前電子產(chǎn)品的觸控解決方案的主流。
[0003]電容式觸摸面板是利用在基板的表面鍍上一層透明的金屬電極圖案，此基板的材質(zhì)不限定是硬性或軟質(zhì)的。當(dāng)手指接近或觸碰此觸摸面板時，手指因為屬導(dǎo)體且?guī)в徐o電，因此手指會與金屬電極圖案會形成一耦合電容，此時觸摸面板在觸碰點(diǎn)上的電極的靜電電容量就會發(fā)生變化，進(jìn)而使得所述電極的電壓或電流發(fā)生改善。再經(jīng)由比較相鄰電極的電壓差異，觸控點(diǎn)的位置就可被計算出來。
[0004]然而，使用手指輸入雖然方便，但如要在觸摸屏幕上描繪出不同粗細(xì)的線條，或是針對精細(xì)位置之間的觸摸辨識，透過手指顯然難以達(dá)到上述要求。因此，為了增加觸控的精準(zhǔn)度，而有采用觸控筆的方案被提出。然而，現(xiàn)有的常見的電容式觸控筆其原理大多是在金屬筆管前緣設(shè)置一導(dǎo)電塑料或?qū)щ娤鹉z材質(zhì)的筆尖，其雖然可比使用手指輸入達(dá)到較精準(zhǔn)的觸控，但電容式觸控筆卻無法根據(jù)下筆力道的大小而于屏幕上呈現(xiàn)對應(yīng)的線條粗細(xì)，仍有使用上的缺憾。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種觸摸輸入系統(tǒng)，其可透過一具有導(dǎo)體筆尖的電磁筆于一繞有導(dǎo)電線圈的觸摸面板進(jìn)行觸摸輸入，則可達(dá)到觸控的高精準(zhǔn)度以及可隨下筆力道大小而呈現(xiàn)對應(yīng)的線條粗細(xì)。
[0006]為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供的觸摸輸入系統(tǒng)包括一觸摸面板、一導(dǎo)電線圈、及一電磁筆。所述觸摸面板具有一感應(yīng)區(qū)域以及一邊緣區(qū)域。所述導(dǎo)電線圈設(shè)置于所述觸摸面板上，所述導(dǎo)電線圈具有由一導(dǎo)體線所繞成的多匝線路，所述多匝線路位于所述邊緣區(qū)域且環(huán)繞于所述感應(yīng)區(qū)域。所述電磁筆用于傳送一電磁信號至所述導(dǎo)電線圈，以進(jìn)行觸控壓力的感測，其中所述電磁筆，此電磁筆包括一筆尖，所述筆尖用于接觸所述感應(yīng)區(qū)域以進(jìn)行位置感測，且所述筆尖為導(dǎo)體。同時，所述電磁筆具有多個按鍵及筆尖的壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)，因此可隨著使用者對電磁筆書寫力道而改變內(nèi)部電路的振蕩頻率。在其它實(shí)施例中，所述導(dǎo)電線圈可設(shè)置于所述觸摸面板的所述感應(yīng)區(qū)域下方。
[0007]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述觸摸面板包括一電容式觸摸面板。此外，所述導(dǎo)體線是由透明導(dǎo)電材質(zhì)制成，或者是由銅、銀、金、或鋁制成。
[0008]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述多匝線路介于3匝至10匝之間。在此實(shí)施例中，所述多匝線路之間的間距相等。在其它實(shí)施例中，所述多匝線路之間的間距沿著遠(yuǎn)離所述感應(yīng)區(qū)域方向逐漸變大，或者逐漸縮小。
[0009]在一優(yōu)選實(shí)施例中,所述觸摸輸入系統(tǒng)進(jìn)一步包括一微控制器。所述微控制器電性連接于所述導(dǎo)電線圈，所述微控制器控制所述導(dǎo)電線圈傳送一電磁能量至所述電磁筆，且所述微控制器切換所述導(dǎo)電線圈以接收所述電磁筆發(fā)射的所述電磁信號，其中所述電磁筆為一無電池電磁筆。
[0010]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用具有導(dǎo)體筆尖的電磁筆來與電容式觸摸面板接觸，以達(dá)到觸控的高精準(zhǔn)度。另外，透過繞在觸摸面板上的導(dǎo)電線圈來接收所搭配的所述電磁筆的電磁信號，經(jīng)由計算所述電磁信號的頻率，便可視為筆尖的壓感階度，精確地達(dá)到偵測下筆力道大小的目的。
[0011]為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，下文將舉出實(shí)施例來加以說明，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0012]圖1繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)的示意方塊圖；
[0013]圖2A繪示本實(shí)用新型的一實(shí)施例的導(dǎo)電線圈示意圖；
[0014]圖2B繪示本實(shí) 用新型的一實(shí)施例的導(dǎo)電線圈示意圖；
[0015]圖2C繪示本實(shí)用新型的一實(shí)施例的導(dǎo)電線圈示意圖；
[0016]圖3繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖；
[0017]圖4繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的再另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖；
[0018]圖5繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的再另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖；
[0019]圖6繪示本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)的示意方塊圖；及
[0020]圖7繪示本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]本實(shí)用新型的數(shù)個優(yōu)選實(shí)施例借助所附圖式與下面的說明作詳細(xì)描述，在不同的圖式中，相同的組件符號表示相同或相似的組件。
[0022]請參照圖1，圖1繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)的示意方塊圖，為了清楚說明，本實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)100是以虛線表示。所述觸摸輸入系統(tǒng)100包括一觸摸面板120、一導(dǎo)電線圈140、一電磁筆160。所述觸摸面板120具有一感應(yīng)區(qū)域122以及一邊緣區(qū)域124。在此優(yōu)選實(shí)施例中，所述觸摸面板120為一電容式觸摸面板，且所述感應(yīng)區(qū)域122上鍍有透明的金屬電極圖案(圖未示)，其材質(zhì)優(yōu)選為氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZO)、或納米碳管(Carbon Nanotube)。
[0023]如圖1所示，所述導(dǎo)電線圈140設(shè)置于所述觸摸面板120上，所述導(dǎo)電線圈140具有由一導(dǎo)體線142所繞成的多匝線路，所述多匝線路位于所述邊緣區(qū)域124且環(huán)繞于所述感應(yīng)區(qū)域122。優(yōu)選地，所述導(dǎo)體線142是由透明導(dǎo)電材質(zhì)制成。在此實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電材質(zhì)包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、或納米碳管(Carbon Nanotube)。值得一提的是，所述導(dǎo)體線142可于上述電容式觸摸面板的制作流程中與金屬電極圖案一同形成，無須額外制作流程以減少成本。據(jù)此，所述導(dǎo)體線142與金屬電極圖案的材質(zhì)相同，且位于同樣基板上。考慮到導(dǎo)電線圈140的內(nèi)阻，本實(shí)用新型的導(dǎo)體線142亦可由不同于金屬電極圖案的材質(zhì)所構(gòu)成。舉例而言，所述導(dǎo)體線142是以銅、銀、金、鋁等金屬制成。
[0024]以下將詳細(xì)說明所述導(dǎo)電線圈140的具體結(jié)構(gòu)，請參照圖2A至圖2C，圖2A至圖2C分別繪示本實(shí)用新型的一實(shí)施例的導(dǎo)電線圈140示意圖。所述導(dǎo)電線圈140的所述多匝線路優(yōu)選介于3匝至10匝之間。在這些實(shí)施例中，所述導(dǎo)體線142是環(huán)繞4匝，然而本實(shí)用新型并不限導(dǎo)體線142的匝數(shù)。
[0025]如圖2A所示，在所述第一實(shí)施例中，所述導(dǎo)體線142的多匝線路之間的間距相等，即間距dl=間距d2=間距d3。如圖2B所示，在所述第二實(shí)施例中，所述導(dǎo)體線142的所述多匝線路之間的間距沿著遠(yuǎn)離所述感應(yīng)區(qū)域122 (如圖1所示)方向逐漸變大，即間距dl〈間距d2〈間距d3。如圖2C所示，在所述第三實(shí)施例中，所述導(dǎo)體線142的所述多匝線路之間的間距沿著遠(yuǎn)離所述感應(yīng)區(qū)域122 (如圖1所示)方向逐漸變小，即間距dl>間距d2>間距d3。上述所述多匝線路的間距可根據(jù)感應(yīng)區(qū)域122的大小、形狀等而做適當(dāng)?shù)陌才?，用以使得?dǎo)體線142所產(chǎn)生的電磁能量可均勻分布在所述感應(yīng)區(qū)域122。
[0026]在其它實(shí)施例中，所述導(dǎo)電線圈140還可設(shè)置于所述觸摸面板120的所述感應(yīng)區(qū)域122下方，即所述導(dǎo)體線142可鍍于金屬電極圖案所在基板上的另一側(cè)，或是額外提供一玻璃基板(圖未示)，所述玻璃基板設(shè)置于所述基板下方，而所述導(dǎo)體線142鍍于所述玻璃基板上。
[0027]請再參照圖1，所述電磁筆160包括一筆尖162，所述筆尖162用于接觸所述感應(yīng)區(qū)域122以進(jìn)行位置感測，且所述筆尖162為導(dǎo)體，所述導(dǎo)體優(yōu)選可為金屬、導(dǎo)電塑料、或?qū)щ娤鹉z等材質(zhì)。所述電磁筆160的筆尖162可用來與上述電容式觸摸面板接觸，以達(dá)到觸控的高精準(zhǔn)度。進(jìn)一步來說，所述電磁筆160的導(dǎo)體筆尖162與所述感應(yīng)區(qū)域122上的所述透明導(dǎo)電材質(zhì)形成耦合電容，使得感應(yīng)區(qū)域122四周電流產(chǎn)生變化，再借著外部的位置信號產(chǎn)生單元210計算出所述接觸點(diǎn)的水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)，再傳送至外部主機(jī)(host) 200 (例如計算機(jī))。另一方面，所述電磁筆160可傳送一電磁信號(圖未示)至所述導(dǎo)電線圈140，以進(jìn)行觸控壓力的感測。
[0028]具體而言，所述電磁筆160可為一具電池的電磁筆(或稱有源電磁筆)或為一無電池電磁筆(或稱無源電磁筆)。在此實(shí)施例以無電池電磁筆做說明。如圖1所示，本實(shí)施例提供一微控制器180電性連接于所述導(dǎo)電線圈140，所述微控制器控制所述導(dǎo)電線圈140傳送一電磁能量(圖未示)至所述電磁筆160，當(dāng)所述電磁筆160內(nèi)的線圈(圖未示)接收所述電磁能量后，則可發(fā)出對應(yīng)的所述電磁信號。接著，所述微控制器180切換所述導(dǎo)電線圈180以接收所述電磁筆160發(fā)射的所述電磁信號。而微控制器180則根據(jù)所述電磁信號計算出電磁筆160于所述觸摸面板120的壓力，進(jìn)而可產(chǎn)生一壓感信號P至所述主機(jī)200。其中所述壓感信號P代表筆尖所受的壓力階度值。此外，所述電磁筆160上可設(shè)有額外的多個按鍵或開關(guān)(圖未示)可供使用者切換，所述電磁筆160可根據(jù)所述開關(guān)的不同狀態(tài)而發(fā)出對應(yīng)的所述電磁信號，進(jìn)而所述微控制器180可計算相應(yīng)的一開關(guān)信號S，其中開關(guān)信號S代表電磁筆160上的開關(guān)狀態(tài)值。所述開關(guān)信號S可為觸摸輸入增加額外的功能，例如擦拭器等。
[0029]值得一提的是，所述位置信號產(chǎn)生單元210與所述微控制器180與主機(jī)200之間的數(shù)據(jù)接口可為USB、I2C、UART、SP1、Bluetooth、RF等，然而本實(shí)用新型并不限于此。
[0030]請參照圖3，圖3繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖，與上述不同的是，所述位置信號產(chǎn)生單元210計算出的水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)是傳送至所述微控制器180，然后再透過所述微控制器180將水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)與計算出的壓感信號P及開關(guān)信號S傳送至所述主機(jī)200。類似地，所述微控制器180與主機(jī)200之間的數(shù)據(jù)接口可為USB、I2C、UART、SP1、Bluetooth、RF等，然而本實(shí)用新型并不限于此。
[0031]請參照圖4，圖4繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的再另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖，與上述不同的是，所述微控制器180計算出的壓感信號P及開關(guān)信號S是傳送至所述位置信號產(chǎn)生單元210，然后再透過所述位置信號產(chǎn)生單元210將水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X, Y)與計算出的壓感信號P及開關(guān)信號S傳送至所述主機(jī)200。類似地，所述位置信號產(chǎn)生單元210與主機(jī)200之間的數(shù)據(jù)接口可為USB、I2C、UART、SP1、Bluetooth、RF等，然而本實(shí)用新型并不限于此。
[0032]請參照圖5，圖5繪示本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的再另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖，與上述不同的是，本實(shí)施例的微控制器180電性連接于所述觸摸面板120，所述微控制器180具有計算所述接觸點(diǎn)的水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)的功能，且也同時具有計算壓感信號P及開關(guān)信號S的功能，而可將水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)與計算出的壓感信號P及開關(guān)信號S由微控制器180傳送至所述主機(jī)200。類似地，所述微控制器180與主機(jī)200之間的數(shù)據(jù)接口可為USB、I2C, UART, SP1、Bluetooth、RF等，然而本實(shí)用新型并不限于此。
[0033]請參照圖6，圖6繪示本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)的示意方塊圖，其中第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)是以標(biāo)號300表不。所述觸摸輸入系統(tǒng)300包括一觸摸面板120、一導(dǎo)電線圈140、一電磁筆160、及一微控制器180。第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)300與第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)100的不同的處僅在于第二優(yōu)選實(shí)施例的觸摸輸入系統(tǒng)300包括上述的微控制器180，所述多個組件的說明已詳述于上，在此不予以贅述。
[0034]請參照圖7，圖7繪示本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的另一實(shí)施態(tài)樣的示意方塊圖，與上述不同的是，所述位置信號產(chǎn)生單元210與所述微控制器180是電性連接于一主處理器230，所述主處理器230可包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、放大器電路、濾波電路、計頻電路等，可對水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)及壓感信號P及開關(guān)信號S做更進(jìn)一步的運(yùn)算，例如進(jìn)行水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)(X，Y)的鬼點(diǎn)判斷、對壓感信號P的階數(shù)分級、及產(chǎn)生防止手掌誤觸(Palm Rejection)等功能，計算完后在傳送至所述主機(jī)200。類似地，所述主處理器230與主機(jī)200之間的數(shù)據(jù)接口可為USB、I2C, UART, SP1、Bluetooth、RF等，然而本實(shí)用新型并不限于此。
[0035]綜上所述，本實(shí)用新型采用具有導(dǎo)體筆尖162的電磁筆160來與電容式觸摸面板接觸，以達(dá)到觸控的高精準(zhǔn)度。另外，透過繞有導(dǎo)電線圈140的觸摸面板120搭配所述電磁筆160可產(chǎn)生所述壓感信號，簡單地達(dá)到偵測下筆力道大小的目的。
[0036]雖然本實(shí)用新型已用優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一觸摸面板，具有一感應(yīng)區(qū)域以及一邊緣區(qū)域； 一導(dǎo)電線圈，設(shè)置于所述觸摸面板上，所述導(dǎo)電線圈具有由一導(dǎo)體線所繞成的多匝線路，所述多匝線路位于所述邊緣區(qū)域且環(huán)繞于所述感應(yīng)區(qū)域；及 一電磁筆，用于傳送一電磁信號至所述導(dǎo)電線圈，以進(jìn)行觸控壓力的感測，其中所述電磁筆包括一筆尖，所述筆尖用于接觸所述感應(yīng)區(qū)域以進(jìn)行位置感測，且所述筆尖為導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述觸摸面板包括一電容式觸摸面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)體線是由透明導(dǎo)電材質(zhì)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)體線是由銅、銀、金、或鋁制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述多匝線路介于3匝至10匝之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述多匝線路之間的間距相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述多匝線路之間的間距沿著遠(yuǎn)離所述感應(yīng)區(qū)域方向逐漸變大。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述多匝線路之間的間距沿著遠(yuǎn)離所述感應(yīng)區(qū)域方向逐漸變小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 一微控制器，電性連接于所述導(dǎo)電線圈，所述微控制器控制所述導(dǎo)電線圈傳送一電磁能量至所述電磁筆，且所述微控制器切換所述導(dǎo)電線圈以接收所述電磁筆發(fā)射的所述電磁信號，其中所述電磁筆為一無電池電磁筆。
10.一種觸摸輸入系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一觸摸面板，具有一感應(yīng)區(qū)域以及一邊緣區(qū)域； 一導(dǎo)電線圈，設(shè)置于所述觸摸面板的所述感應(yīng)區(qū)域下方，所述導(dǎo)電線圈具有由一導(dǎo)體線所繞成的多匝線路；及 一電磁筆，用于傳送一電磁信號至所述導(dǎo)電線圈，以進(jìn)行觸控壓力的感測，其中所述電磁筆包括一筆尖，所述筆尖用于接觸所述感應(yīng)區(qū)域以進(jìn)行位置感測，且所述筆尖為導(dǎo)體。
【文檔編號】G06F3/046GK203502948SQ201320563500
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】茆中甫, 葉嘉瑞, 官振鵬 申請人:太瀚科技股份有限公司