力量感測模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種力量感測模塊，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號(hào)處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器；信號(hào)處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。本發(fā)明力量感測模塊可以使用在電子筆或是其他小型體積的電子裝置。
【專利說明】
力量感測模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種力量感測模塊，特別是一種經(jīng)由軟性電路板折迭以后，構(gòu)成的力量感測模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1顯示一種電子筆10，其包含有筆尖13以及光學(xué)傳感器14。光學(xué)傳感器14設(shè)置于筆尖13的后端用以偵測使用者對筆尖13施加的壓力大小。印刷電路板15設(shè)置于光學(xué)傳感器14的后端，用以處理光學(xué)傳感器14感測到的信號(hào)信息以及傳送對應(yīng)的信號(hào)的顯示器(圖中未表示)顯示之。電池16設(shè)置于印刷電路板15后端，提供電子筆10所需要的電能。
[0003]前述電子筆10的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)至少包含光學(xué)傳感器14，且光學(xué)傳感器14系處于經(jīng)常性開啟耗電的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)電子筆耗費(fèi)電池能量的缺點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，希望提供一種能源效率較高、且在小體積電子產(chǎn)品中可產(chǎn)生較大信號(hào)的力量感測模塊。
[0005]根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供的一種力量感測模塊，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號(hào)處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器;信號(hào)處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進(jìn)一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧在第二壓力傳感器的上方;信號(hào)處理電路電性耦合到第三壓力傳感器。
[0007]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極并聯(lián)接線。
[0008]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極串聯(lián)接線。
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。
[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進(jìn)一步包含壓力開關(guān)和信號(hào)處理電路，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧;信號(hào)處理電路電性耦合到壓力開關(guān)；當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。
[0011]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力開關(guān)是半開關(guān)，需要一個(gè)外部的導(dǎo)電單元來驅(qū)動(dòng);導(dǎo)電單元為為金屬或?qū)щ娝芰稀?br>[0012]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進(jìn)一步包含力開關(guān)和信號(hào)處理電路，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至壓力傳感器與壓力開關(guān)，且當(dāng)壓力大于事先設(shè)定的閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通;信號(hào)處理電路電性耦合到壓力傳感器和壓力開關(guān)。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力開關(guān)是半開關(guān)，需要一個(gè)外部的導(dǎo)電單元來驅(qū)動(dòng);導(dǎo)電單元為金屬或?qū)щ娝芰稀?br>[0014]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力傳感器為壓容式壓力傳感器；壓力開關(guān)與壓容式壓力傳感器相互堆棧；固定電容器串接于壓容式壓力傳感器；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至壓力傳感器與壓力開關(guān)，且當(dāng)壓力大于事先設(shè)定的閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通;信號(hào)處理電路電性耦合到壓容式壓力傳感器和壓力開關(guān)。
[0015]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述力量感測模塊應(yīng)用于電子筆，進(jìn)一步包含筆尖和壓力開關(guān)，筆尖底部具有筆尖基座;壓力開關(guān)安置于筆尖基座下方；當(dāng)使用者對筆尖施壓時(shí)，筆尖基座會(huì)施壓于壓力傳感器，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)的壓力信號(hào)。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明力量感測模塊由軟性電路板折迭，使得一組或是多組的金屬墊面對面安置，構(gòu)成一組或是多組壓力傳感器，其中多組壓力傳感器呈現(xiàn)上下堆棧狀；信號(hào)處理電路耦合到各個(gè)壓力傳感器;壓力開關(guān)與所述之壓力傳感器相互堆?；蚴窍路剑恍盘?hào)處理電路電性耦合到壓力開關(guān)。當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。然后，用戶繼續(xù)施壓，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正相關(guān)的對應(yīng)的信號(hào)提供系統(tǒng)使用。本發(fā)明力量感測模塊可以使用在電子筆或是其他小型體積的電子裝置，以電子筆為例，待機(jī)時(shí)或使用者施壓未達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)呈無法導(dǎo)通的狀態(tài)，電子筆本身不需耗電，能源效率較高。
[0017]另外，本發(fā)明力量感測模塊應(yīng)用在電子筆中，電子筆的設(shè)計(jì)系模擬真實(shí)的原子筆或是自來水筆的書寫運(yùn)作，電子筆筆尖的基座直接接觸第一電容器Cl的上表面，電子筆在書寫時(shí)，筆尖上下移動(dòng)的量也非常小，筆尖上下移動(dòng)的距離，小到使用者幾乎感覺不出來。電子筆待機(jī)時(shí)，筆尖基座并不施壓于第一電容器Cl。換句話說，待機(jī)時(shí)，下方的電容器是沒有預(yù)先負(fù)載的(non-preloaded)，在筆尖基座與下方電容器之間是沒有刻意設(shè)置一個(gè)空間的，本發(fā)明這種設(shè)計(jì)可以模仿一般的自來水筆或是原子筆的運(yùn)作，本發(fā)明電子筆在書寫時(shí)，不需要有多余的按壓行程(press journey)，控制系統(tǒng)便可以反映電子筆書寫的信號(hào)。換句話說，書寫時(shí)的所有的按壓行程，完整反映使用者的書寫運(yùn)筆的輕重緩急，壓力信號(hào)完整輸出到控制系統(tǒng)，使用本發(fā)明電子筆的觸感，與使用傳統(tǒng)的筆有近乎完全一樣的筆觸感覺。
【附圖說明】
[0018]圖1是一種常見電子筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2A-2E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例一。
[0020]圖3A-3E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例二。
[0021]圖4A-4E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例三。
[0022]圖5A-5C顯示本發(fā)明力量感測模塊第一實(shí)施例。
[0023]圖6A-6C顯示使用本發(fā)明力量感測模塊的電子筆。
[0024]圖7A-7C顯示本發(fā)明壓力傳感器模塊的堆棧模式。
[0025]圖8A-8C顯示本發(fā)明壓力傳感器的三種型態(tài)。
[0026]圖9A-9C顯示本發(fā)明力量感測模塊第二實(shí)施例
[0027]圖10A-10C分別顯示圖9A-9C的電子筆結(jié)構(gòu)方塊圖。
[0028]圖11六-118分別顯示圖1(?-10(:的修飾方塊圖。
[0029]圖12A-12B分別顯示圖10B-10C的另一修飾方塊圖。
[0030]圖13A-13C分別顯示圖8A-8C力量感測模塊修飾版本。
[0031]圖14-16顯示本發(fā)明力量感測模塊第三實(shí)施例。
[0032]圖17A-17B顯示本發(fā)明壓力開關(guān)的修飾版本。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
[0034]本發(fā)明以下實(shí)施例提供的力量感測模塊，利用軟性電路板技藝，折迭以后，將一個(gè)以上的壓力傳感器堆棧在一起，構(gòu)成一個(gè)具有較寬的信號(hào)輸出范圍的力量感測模塊，而可以提供電子產(chǎn)品具有較寬范圍的許可測量區(qū)間(measurabIe range)。
[0035]圖2A-2E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例一。
[0036]圖2A顯示一片軟性電路板410具有第一金屬墊431以及下層金屬墊432，兩個(gè)金屬墊互相為電性獨(dú)立。上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A電性耦合到第一金屬墊431。一個(gè)下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B設(shè)置于軟性電路板410下端。一個(gè)下層左邊端點(diǎn)金屬墊42電性耦合到第二金屬墊432;下層左邊端點(diǎn)金屬墊42與下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B并排安置于下端。
[0037]圖2B顯示圖2A的側(cè)面圖，圖中顯示了主要組件，包含金屬墊431，432、上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A、以及下層左邊端點(diǎn)金屬墊42，圖2B將金屬墊之間的電路省略了。軟性電路板410折迭以后可以形成第一電容器Cl(圖2D)。
[0038]圖2C，2D，2E分別顯示軟性電路板410各階段的折迭狀態(tài)。圖2C顯示電路板410第一彎折；圖2D顯示第一電容器Cl形成了。圖2E顯示金屬墊431，432形成第一電容器Cl，且彎折呈水平狀。圖2E顯示軟性電路板410折迭以后，上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B。下層左邊端點(diǎn)金屬墊42與下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B，稍后可以分別連接到電源正負(fù)極，提供第一電容器Cl的電能。
[0039]圖2E顯示第一電容器Cl以水平狀態(tài)設(shè)置，第一電容器Cl后續(xù)可以作為第一壓力傳感器的兩個(gè)電極金屬墊。
[0040]圖3A-3E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例二。
[0041 ]圖3A顯示一片尚未折迭的軟性電路板420正面圖標(biāo)。
[0042]圖3A顯示軟性電路板420具有四個(gè)金屬墊431-434。其中，上層較低的金屬墊431與下層較高金屬墊432為電性絕緣。上層較高金屬墊433設(shè)置于金屬墊431的上方，且連接于上層較低的金屬墊431。下層較低金屬墊434設(shè)置于下層較高金屬墊432下方，且連接于下層較高金屬墊432。上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A設(shè)置于軟性電路板420上端右邊，且電性耦合到上層較高金屬墊433。下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B設(shè)置于軟性電路板420下端右邊。下層左邊端點(diǎn)金屬墊42與下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B并排安置于軟性電路板420下端。下層左邊端點(diǎn)金屬墊42電性耦合到下層較低的金屬墊434。軟性電路板420折迭以后，上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B。
[0043]圖3B顯示圖3A的側(cè)面圖，圖中顯示主要組件包含:金屬墊431-434，上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A、以及下層左邊端點(diǎn)金屬墊42。其中，金屬墊之間的電路省略未表示。折迭以后，軟性電路板420可以形成第一電容器Cl以及第二電容器C2(圖3D-3E)。
[0044]圖3C-3E顯示軟性電路板420各個(gè)折迭狀態(tài)。圖3C顯示電路板420第一彎折；圖30顯示第一電容器Cl以及第二電容器C2的形成。軟性電路板420折迭使金屬墊431，432呈現(xiàn)面對面位置，以形成第一電容器Cl，也使得金屬墊433，434呈現(xiàn)面對面位置而形成第二電容器C2o
[0045]圖3E顯示第一電容器Cl以及第二電容器C2，折迭以后，呈現(xiàn)上下堆棧狀態(tài)。這兩個(gè)電容器C1、C2，稍后安置壓感材料于相對的兩片金屬墊中間，便可以構(gòu)成兩個(gè)并聯(lián)的壓力傳感器。
[0046]圖4A-4E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎(chǔ)的電容器實(shí)施例三。
[0047]圖4A顯示第三軟性電路板430在折迭之前的正視圖。軟性電路板430具有六個(gè)金屬墊431-436安置于電路板上事先設(shè)定的位置，上層較低的金屬墊431的設(shè)置系與下層較高金屬墊432為電性絕緣。上層中間金屬墊433設(shè)置于上層較低的金屬墊431的上方，且電性耦合到上層較低的金屬墊431。下層中間金屬墊434設(shè)置于下層較高金屬墊432的下方，且電性耦合到下層較高金屬墊432。上層較高金屬墊435設(shè)置于上層中間金屬墊433上方，且電性耦合到上層中間金屬墊433。下層較低的金屬墊436設(shè)置于下層中間金屬墊434下方，且電性耦合到下層中間金屬墊434。上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A設(shè)置于電路板上端右邊，且電性耦合到上層較高金屬墊435。下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B設(shè)置于軟性電路板430下端右邊。下層左邊端點(diǎn)金屬墊42設(shè)置于軟性電路板430下端左邊，且與下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B并排安置。下層左邊端點(diǎn)金屬墊42電性耦合到下層較低的金屬墊436;軟性電路板430折迭以后，上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點(diǎn)金屬墊41B(圖4D)。
[0048]圖4B顯示圖4A的側(cè)面圖。圖中顯示主要組件，包含六個(gè)金屬墊431-436、上層右邊端點(diǎn)金屬墊41A、下層右邊金屬墊41B以及下層左邊金屬墊42。軟性電路板430折迭以后，形成第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器(圖4D-4E)。
[0049]圖4C顯示軟性電路板430的第一折迭。圖4D顯示第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器C3的形成。圖4E顯示軟性電路板430折迭以后，使得三個(gè)電容器C1-C3呈現(xiàn)上下堆棧狀。其中，金屬墊431-432形成第一電容器Cl，金屬墊433-434形成第二電容器C2，金屬墊435-436形成第三電容器C3。
[0050]圖4E顯示第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器C3呈現(xiàn)上下堆棧的狀態(tài)；三個(gè)電容器C1-C2和C3呈現(xiàn)出并聯(lián)接線的三個(gè)壓力傳感器。
[0051 ]圖5A-5C顯示本發(fā)明力量感測模塊第一實(shí)施例。
[0052]圖5A顯不第一片壓容材料(piezo-capacitive material)45設(shè)置于第一電容器Cl兩片金屬墊之間，形成一個(gè)可變電容器。圖5B顯不二片壓容材料45，每一片壓容材料45分別設(shè)置于兩個(gè)電容器C1-C2的兩片金屬墊之間，形成兩個(gè)可變電容器。圖5C顯示三片壓容材料45，每一片壓容材料45分別設(shè)置于三個(gè)電容器C1-C3的兩片金屬墊之間，形成三個(gè)可變電容器。其中的壓容材料，系用以作為范例說明，其他如壓電材料化1620-616(:1:1'；[0]^七61^31)、壓阻材料(piezo-resistive material)均可以做出與本發(fā)明均等功能的壓力傳感器。
[0053]圖6A-6C顯示使用本發(fā)明力量感測模塊的電子筆。
[0054]圖6A顯示一個(gè)擋塊29固定于第一電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載電容器Cl。圖6B顯示一個(gè)擋塊29固定于第二電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載堆棧的兩個(gè)電容器C1-C2。圖6C顯示一個(gè)擋塊29固定于第三電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載堆棧的三個(gè)電容器C1-C3。本發(fā)明電子筆的設(shè)計(jì)，系模擬真實(shí)的原子筆或是自來水筆的書寫運(yùn)作，本發(fā)明的電子筆在書寫時(shí)，筆尖23上下移動(dòng)的量也非常小，筆尖上下移動(dòng)的距離，小到使用者幾乎感覺不出來。本發(fā)明是將筆尖的基座24直接接觸第一電容器Cl的上表面，且在電子筆待機(jī)時(shí)，筆尖基座24并不施壓于第一電容器Cl。
[0055]本發(fā)明電子筆于待機(jī)時(shí)，筆尖基座24接觸但不施壓于下方的電容器。換句話說，待機(jī)時(shí)，下方的電容器是沒有預(yù)先負(fù)載的(non-preloaded)，本發(fā)明在筆尖基座24與下方電容器之間是沒有刻意設(shè)置一個(gè)空間的，本發(fā)明這種設(shè)計(jì)可以模仿一般的自來水筆或是原子筆的運(yùn)作，本發(fā)明電子筆在書寫時(shí)，不需要有多余的按壓行程(press journey)，控制系統(tǒng)便可以反映電子筆書寫的信號(hào)。換句話說，書寫時(shí)的所有的按壓行程，完整反映使用者的書寫運(yùn)筆的輕重緩急，壓力信號(hào)完整輸出到控制系統(tǒng)，使用本發(fā)明電子筆的觸感，與使用傳統(tǒng)的筆有近乎完全一樣的筆觸感覺。
[0056]圖7A-7C顯示本發(fā)明壓力傳感器模塊的堆棧模式。
[0057]圖7A-7C分別顯示圖6A-6C電子筆的結(jié)構(gòu)方塊圖。
[0058]圖7A顯示一個(gè)壓力傳感器設(shè)置于電子筆中的實(shí)施例。圖中顯示單一壓力傳感器I電性耦合到信號(hào)處理電路;信號(hào)處理電路處理壓力傳感器I所偵測到的壓力信號(hào)；信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0059]圖7B顯示兩個(gè)壓力傳感器被設(shè)置于電子筆中的實(shí)施例。圖中顯示壓力傳感器2堆棧于壓力傳感器I上方。壓力傳感器堆棧電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路處理壓力傳感器堆棧所偵測到的壓力信號(hào);信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0060]圖7C顯示三個(gè)壓力傳感器設(shè)置于電子筆中的實(shí)施例。圖中顯示壓力傳感器3堆棧在壓力傳感器2上方、壓力傳感器2堆棧在壓力傳感器I上方。壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路處理壓力傳感器堆棧所偵測到的壓力信號(hào)；信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0061 ]圖8A-8C顯示本發(fā)明壓力傳感器的三種型態(tài)。
[0062]圖8A顯示壓電式(piezo-electric)壓力傳感器應(yīng)用于本發(fā)明。圖8A顯示壓電式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0063]圖8B顯示壓阻式(piezo-resistive)壓力傳感器應(yīng)用于本發(fā)明。圖8B顯示壓阻式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0064]圖8C顯示壓容式(piezo-capacitive)壓力傳感器應(yīng)用于本發(fā)明。圖8C顯示壓容式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0065]圖9A-9C顯示本發(fā)明力量感測模塊第二實(shí)施例。
[0066]比對于圖6A-6C的電子筆，圖9A-9C顯示一個(gè)電子筆的修飾版本，即是，增加壓力開關(guān)SW于筒狀筆桿中。圖中顯示，壓力開關(guān)安置于壓力傳感器的上方。
[0067]圖9A顯示壓力開關(guān)SW安置在壓力傳感器上方。圖中顯示薄膜開關(guān)作為本發(fā)明壓力開關(guān)SW的范例說明，并且以一個(gè)電容器Cl作為本實(shí)施例的壓力傳感器組件。
[0068]圖9B顯示壓力開關(guān)SW安置在壓力傳感器上方。并且以兩個(gè)電容器C1-C2上下堆棧，作為本實(shí)施例的壓力傳感器組件。
[0069]圖9C顯示壓力開關(guān)SW安置在壓力傳感器上方。并且以三個(gè)可變電容器C1-C3上下堆棧，作為本實(shí)施例的壓力傳感器組件。
[0070]圖10A-10C分別顯示圖9A-9C的電子筆結(jié)構(gòu)方塊圖。
[0071]圖1OA顯示壓力開關(guān)SW堆棧在壓力傳感器I上方，壓力開關(guān)SW電性耦合到信號(hào)處理電路。壓力傳感器I電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路處理壓力開關(guān)以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號(hào);信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0072]圖1OB顯示壓力開關(guān)SW堆棧在壓力傳感器1-2上方，壓力開關(guān)電性耦合到信號(hào)處理電路。壓力傳感器I與壓力傳感器2并聯(lián)接線，且電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。壓力傳感器I與壓力傳感器2也可以采用串聯(lián)接線(圖11A);信號(hào)處理電路處理壓力開關(guān)以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號(hào);信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0073]圖1OC顯示壓力開關(guān)SW堆棧在壓力傳感器1-3上方，壓力開關(guān)電性耦合到信號(hào)處理電路。并聯(lián)接線的壓力傳感器1-3電性耦合到信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。壓力傳感器1-3亦可以采用串聯(lián)接線(圖11B);信號(hào)處理電路處理壓力開關(guān)以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號(hào);信號(hào)處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0074]圖11六-118分別顯示圖1(?-10(:的修飾方塊圖。
[0075]圖1IA顯示壓力傳感器1-2系采用串聯(lián)接線。
[0076]圖1IB顯示壓力傳感器1-3系采用串聯(lián)接線。
[0077]圖12A-12B分別顯示圖10B-10C的另一修飾方塊圖。
[0078]圖12A顯示壓力傳感器1-2分別接線至信號(hào)處理電路。即是，壓力傳感器I以及壓力傳感器2可以是獨(dú)立的力量感測組件。
[0079]圖12B顯示壓力傳感器1-3分別接線至信號(hào)處理電路。即是，壓力傳感器1、壓力傳感器2、以及壓力傳感器3可以是獨(dú)立的力量感測組件。
[0080]圖13A-13C分別顯示圖8A-8C力量感測模塊修飾版本。
[0081]與前面圖8A-8C比較，其中，增加壓力開關(guān)SW，設(shè)置于壓力傳感器上方；分別如圖13A-13C 所示。
[0082]圖13A顯示壓力開關(guān)SW設(shè)置于壓電式壓力傳感器上方，壓力開關(guān)SW電性耦合到信號(hào)處理電路，壓電式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路。
[0083]圖13B顯示壓力開關(guān)SW設(shè)置于壓阻式壓力傳感器上方，壓力開關(guān)SW電性耦合到信號(hào)處理電路;壓阻式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路。
[0084]圖13C顯示壓力開關(guān)SW設(shè)置于壓容式壓力傳感器上方，壓力開關(guān)SW電性耦合到a信號(hào)處理電路;壓容式壓力傳感器電性耦合到信號(hào)處理電路。
[0085]圖14-16顯示本發(fā)明力量感測模塊第三實(shí)施例。
[0086]圖14-16顯示圖13C的修飾版本。一個(gè)固定電容器串聯(lián)到壓力開關(guān)SW后面，且電性耦合到信號(hào)處理電路。壓容式壓力傳感器作為一個(gè)可變電容器，且電性耦合到信號(hào)處理電路。
[0087]圖15顯示圖14的均等電路。當(dāng)用戶施加壓力到力量感測模塊到事先設(shè)定的閥值時(shí)，壓力開關(guān)SW被打開(turn on)。一個(gè)固定電容，例如:20pf，串聯(lián)于壓力開關(guān)SW。一個(gè)可變電容器，例如本發(fā)明的C1-C3壓容式壓力傳感器，假設(shè)可以輸出0-30pf作為范例說明。信號(hào)處理電路電性耦合到固定電容器以及可變電容器，控制系統(tǒng)電性耦合到信號(hào)處理電路。電路導(dǎo)通時(shí)，傳送到信號(hào)處理器的電容量系固定電容加上壓容式壓力傳感器的可變電容。
[0088]圖16顯示圖15實(shí)施例的電容對壓力關(guān)系圖。圖16顯示壓力開關(guān)SW打開(turn on)時(shí)，起始電容值是20pf作為默認(rèn)值，接著，電容值正相關(guān)于可變電容器的電容值大小?？勺冸娙萜鞯碾娙葜嫡嚓P(guān)于使用者對壓力傳感器施加壓力的大小，圖中顯示隨著壓力增加、電容值輸出也正相關(guān)增加，例如，最大輸出為50pf。
[0089]圖17A-17B顯示本發(fā)明壓力開關(guān)的修飾版本。
[0090]一個(gè)半開關(guān)(half switch)可以使用在本發(fā)明中，圖17A顯示一個(gè)半壓力開關(guān)HSW設(shè)置于筆尖基座24下方。當(dāng)筆尖基座24采用金屬或是導(dǎo)電材料或是底層有導(dǎo)電材料時(shí)，可以安置一個(gè)半開關(guān)HSW于筆尖基座24下方。圖17B顯示半開關(guān)HSW包含有第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2交錯(cuò)安置;待機(jī)時(shí)，第一金屬手指圖案Fl電性獨(dú)立于第二金屬手指圖案F2。第一金屬手指圖案Fl電性耦合至第一電極，第二金屬手指圖案F2電性耦合至第二電極。當(dāng)使用者書寫時(shí)，底部導(dǎo)電的筆尖基座24被壓下，同時(shí)接觸第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2時(shí)；第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2呈現(xiàn)電性導(dǎo)通，此時(shí)，壓力開關(guān)SW可以被打開(turn on)。筆尖基座24底層的導(dǎo)電材料可以是金屬、導(dǎo)電橡膠或是導(dǎo)電塑料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種力量感測模塊，其特征是，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號(hào)處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器;信號(hào)處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。2.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧在第二壓力傳感器的上方;信號(hào)處理電路電性耦合到第三壓力傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極并聯(lián)接線。4.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極串聯(lián)接線。5.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。6.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含壓力開關(guān)和信號(hào)處理電路，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧;信號(hào)處理電路電性耦合到壓力開關(guān)；當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。7.如權(quán)利要求6所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關(guān)是半開關(guān)，需要一個(gè)外部的導(dǎo)電單元來驅(qū)動(dòng);導(dǎo)電單元為為金屬或?qū)щ娝芰稀?.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含力開關(guān)和信號(hào)處理電路，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至壓力傳感器與壓力開關(guān)，且當(dāng)壓力大于事先設(shè)定的閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通;信號(hào)處理電路電性耦合到壓力傳感器和壓力開關(guān)。9.如權(quán)利要求8所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關(guān)是半開關(guān)，需要一個(gè)外部的導(dǎo)電單元來驅(qū)動(dòng);導(dǎo)電單元為金屬或?qū)щ娝芰稀?0.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓容式壓力傳感器;壓力開關(guān)與壓容式壓力傳感器相互堆棧；固定電容器串接于壓容式壓力傳感器；當(dāng)上方施壓時(shí)，壓力會(huì)向下傳導(dǎo)至壓力傳感器與壓力開關(guān)，且當(dāng)壓力大于事先設(shè)定的閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通;信號(hào)處理電路電性耦合到壓容式壓力傳感器和壓力開關(guān)。11.如權(quán)利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，其應(yīng)用于電子筆，進(jìn)一步包含筆尖和壓力開關(guān)，筆尖底部具有筆尖基座;壓力開關(guān)安置于筆尖基座下方；當(dāng)使用者對筆尖施壓時(shí)，筆尖基座會(huì)施壓于壓力傳感器，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)的壓力信號(hào)。12.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為一個(gè)以上，且呈現(xiàn)上下堆棧。13.如權(quán)利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧于第二壓力傳感器的上方。14.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時(shí)，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器。15.如權(quán)利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時(shí)，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器堆棧。16.如權(quán)利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時(shí)，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器。17.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，待機(jī)時(shí)，壓力傳感器并未有預(yù)負(fù)載。18.如權(quán)利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，待機(jī)時(shí)，壓力傳感器并未有預(yù)負(fù)載。19.如權(quán)利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，待機(jī)時(shí)，壓力傳感器并未有預(yù)負(fù)載。20.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或與壓容式壓力傳感器。21.如權(quán)利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。22.如權(quán)利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。23.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器由軟性電路板上的第一金屬墊以及第二金屬所構(gòu)成;軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第一金屬墊以及第二金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第一壓力傳感器;第一金屬墊以及第二金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第一壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第一壓力傳感器的下電極。24.如權(quán)利要求23所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進(jìn)一步包含第三金屬墊以及第四金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第三金屬墊以及第四金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第二壓力傳感器;第三金屬墊以及第四金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第二壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第二壓力傳感器的下電極;且第一壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。25.如權(quán)利要求24所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進(jìn)一步包含第五金屬墊以及第六金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第五金屬墊以及第六金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第三壓力傳感器;第五金屬墊以及第六金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第三壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第三壓力傳感器的下電極;且第三壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。26.如權(quán)利要求23所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第一片壓感材料，第一片壓感材料設(shè)置于第一金屬墊與第二金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。27.如權(quán)利要求26所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第二片壓感材料，第二片壓感材料設(shè)置于第三金屬墊與第四金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。28.如權(quán)利要求27所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第三片壓感材料，第三片壓感材料設(shè)置于第五金屬墊與第六金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。29.如權(quán)利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含壓力開關(guān)，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧；當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。30.如權(quán)利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含壓力開關(guān)，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧；當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。31.如權(quán)利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含壓力開關(guān)，壓力開關(guān)與壓力傳感器相互堆棧；當(dāng)使用者自上方施壓，達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài)。32.如權(quán)利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。33.如權(quán)利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。34.如權(quán)利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。35.如權(quán)利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器，于待機(jī)時(shí)，并未有預(yù)負(fù)載。36.如權(quán)利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器，于待機(jī)時(shí)，并未有預(yù)負(fù)載。37.如權(quán)利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器與第三壓力傳感器，于待機(jī)時(shí)，并未有預(yù)負(fù)載。38.如權(quán)利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。39.如權(quán)利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，第二壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。40.如權(quán)利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，第三壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。41.如權(quán)利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器由軟性電路板、軟性電路板上的第一金屬墊以及第二金屬所構(gòu)成;軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第一金屬墊以及第二金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第一壓力傳感器;第一金屬墊以及第二金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第一壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第一壓力傳感器的下電極。42.如權(quán)利要求41所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進(jìn)一步包含第三金屬墊以及第四金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第三金屬墊以及第四金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第二壓力傳感器;第三金屬墊以及第四金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第二壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第二壓力傳感器的下電極;且第一壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。43.如權(quán)利要求42所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進(jìn)一步包含第五金屬墊以及第六金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第五金屬墊以及第六金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構(gòu)成第三壓力傳感器;第五金屬墊以及第六金屬墊其中一個(gè)金屬墊作為第三壓力傳感器的上電極，另外一個(gè)金屬墊作為第三壓力傳感器的下電極;且第三壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。44.如權(quán)利要求41所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第一片壓感材料，第一片壓感材料設(shè)置于第一金屬墊與第二金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。45.如權(quán)利要求42所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第二片壓感材料，第二片壓感材料設(shè)置于第三金屬墊與第四金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。46.如權(quán)利要求43所述的力量感測模塊，其特征是，進(jìn)一步包含第三片壓感材料，第三片壓感材料設(shè)置于第五金屬墊與第六金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。47.如權(quán)利要求10所述的力量感測模塊，其特征是，其應(yīng)用于電子筆，壓力開關(guān)采用壓力開關(guān)組件與固定電容之串行電路;壓力開關(guān)第一端電性耦合至壓容式壓力傳感器第一端;壓力開關(guān)第二端電性耦合至固定電容第一端;壓容式壓力傳感器第二端電性耦合至信號(hào)處理電路;固定電容第二端電性耦合至信號(hào)處理電路;當(dāng)使用者對筆尖施壓，當(dāng)壓力達(dá)到事先設(shè)定的壓力閥值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)呈現(xiàn)電性導(dǎo)通的狀態(tài);壓容式壓力傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)的壓力信號(hào);此時(shí)，傳送到信號(hào)處理器的電容量系固定電容加上壓容式壓力傳感器的可變電容。48.如權(quán)利要求47所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關(guān)與壓容式壓力傳感器，上下堆棧的位置可以互換，整體功能仍然不變。
【文檔編號(hào)】G06F3/0354GK106066712SQ201610100761
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年2月24日 公開號(hào)201610100761.3, CN 106066712 A, CN 106066712A, CN 201610100761, CN-A-106066712, CN106066712 A, CN106066712A, CN201610100761, CN201610100761.3
【發(fā)明人】侯智升, 周嘉宏
【申請人】利永環(huán)球科技股份有限公司