CN103365439A - 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统 - Google Patents

可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103365439A
CN103365439A CN2012101089935A CN201210108993A CN103365439A CN 103365439 A CN103365439 A CN 103365439A CN 2012101089935 A CN2012101089935 A CN 2012101089935A CN 201210108993 A CN201210108993 A CN 201210108993A CN 103365439 A CN103365439 A CN 103365439A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
pressure
optical
signal
nib
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012101089935A
Other languages
English (en)
Inventor
王国兴
秦北辰
苏炳贤
武文钦
高亿生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wistron Corp
Original Assignee
Wistron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wistron Corp filed Critical Wistron Corp
Priority to CN201710068075.7A priority Critical patent/CN107066151A/zh
Publication of CN103365439A publication Critical patent/CN103365439A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03542—Light pens for emitting or receiving light
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves

Abstract

本发明揭露一种可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统。该可侦测笔触压力的触控笔包括：一杆体，一笔头以及一压感模块，用以感测该笔头所承受的一压力量值。该压感模块包括一发光元件，一压感元件，连接于该笔头，以及一控制器，电连接于该发光元件与该压感元件。该压感元件用来感测该笔头相对该杆体的一移动量，并产生一相对应的电信号。该控制器接收该电信号以驱动该发光元件发出一相应的光信号。该光信号的一闪烁频率对应于该电信号的一量值，且该光信号传输至一光侦测器，以使该光侦测器可将该光信号的该闪烁频率转换为该笔头所承受的该压力量值。

Description

可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统
技术领域
本发明提供一种触控笔及其光机系统(optical system)，尤指一种可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统。
背景技术
在现今各式消费性电子产品市场中，各种便携式电子产品皆已广泛使用触控装置作为其数据沟通的界面工具。由于目前电子产品的设计皆以轻、薄、短、小为方向，因此在产品上无足够空间容纳如键盘、鼠标等传统输入装置，尤其在讲求人性化设计的平板电脑需求的带动下，搭配触控装置的电脑系统已广泛地出现于市面上。
举例来说，便携式电脑一方面强调体积轻薄，一方面又要有大面积的屏幕以显示数字数据，所以常以触控式屏幕来当作使用者与便携式电脑间的人机接口。触控式屏幕一方面能显示图形及文字数据，一方面也形成一触控面板(touch panel)，当使用者接触施压于此触控面板时，触控面板能感应施压的位置(甚或搭配触控笔以感应施压压力的大小)，根据施压的位置不同来代表不同的控制指令，藉此控制电脑。
传统的触控笔包括电容式触控笔与电磁式触控笔。电磁式触控笔需另搭配一天线元件以接收电磁感应信号，其使用上较为不便且制造成本亦相当昂贵。举例来说，电磁式触控笔是于笔杆内装设一电磁线圈，当使用者施压于笔头，使得笔头相对笔杆移动时，笔头会驱动该电磁感应线圈产生磁通量变化，故电磁式触控笔可依据该磁通量的变化量，来计算出施压于笔头的压力量值。除此之外，电磁式触控笔另可通过经压缩以到不同的电容值来取得笔头的压力量值。电容式触控笔虽具有不需额外搭配一接收器的优点，然而电容式触控笔仅能绘示触控轨迹，无法表现出笔触的压力变化。且电容式触控笔的笔头直径需设计至5～6mm的尺寸，易造成操作上的不便。
另一方面，传统的触控笔另包括光学式触控笔，但光学式触控笔并无法表现出笔触压力的变化量值。进一步改善光学式触控笔，可通过遮蔽光通量的变化的方式来表现出笔触的压力变化，然而此技术的缺点是感应量值易受干扰。虽可整合电磁式、电容式及光学式而设计出具有侦测笔触能力的触控笔，但其机构与电路的设计复杂繁琐，且价格高昂，不具市场竞争力。故如何设计出不需搭配特殊接收器即可侦测笔触变化，且具有低成本优势的触控笔，便为现今电脑产业设计所需努力的课题。
发明内容
本发明提供一种可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统，以解决上述的问题。
本发明揭露一种可侦测笔触压力的触控笔。该触控笔包括一杆体，一笔头，以可活动方式设置于该杆体的一端，以及一压感模块，设置于该杆体与该笔头之间，用以感测该笔头所承受的一压力量值。该压感模块包括一发光元件，一压感元件，连接于该笔头，以及一控制器，电连接于该发光元件与该压感元件。该压感元件是用来感测该笔头相对该杆体的一移动量，并产生一相对应的电信号。该控制器是接收该电信号以驱动该发光元件发出一相应的光信号。该光信号的一闪烁频率是对应于该电信号的一量值，且该光信号是传输至一光侦测器，以使该光侦测器可将该光信号的该闪烁频率转换为该笔头所承受的该压力量值。
本发明另揭露该发光元件是为一红外光发光二极管。
本发明另揭露该压感元件是为一光侦测套件，且该光侦测套件包括一光发射器、一光接收器与一可伸缩隔光体。该光发射器与该光接收器是分别设置于该可伸缩隔光体的两端。该光接收器接收该光发射器的一光强信号的参数，并将该光强信号转换为相应该移动量的该电信号。
本发明另揭露该压感模块的该压感元件为一音波侦测套件，且该音波侦测套件包括一音波发射器、一音波接收器、一压缩元件与一可伸缩隔音体。该音波发射器与该音波接收器分别设置于该可伸缩隔音体的两端，该压缩元件设置于该可伸缩隔音体内部。该音波接收器接收该音波发射器的一音强信号的参数，并将该音强信号转换为相应该移动量的该电信号。
本发明另揭露该压感模块的该压感元件为一介质压力侦测套件，且该介质压力侦测套件包括一压力计与一可伸缩密封体。该压力计设置于该可伸缩密封体的旁侧，该压力计读取该可伸缩密封体内部的介质的压力变化量，并将该压力变化量转换为相应该移动量的该电信号。
本发明另揭露该介质为气体或液体。
本发明另揭露该压感元件为一压电元件、一电感应元件或一磁感应元件。
本发明另揭露该光信号的该闪烁频率正比于该笔头所承受的该压力量值。
本发明另揭露一种应用可侦测笔触压力的触控笔的光机系统。该光机系统包括一显示面板，至少一光侦测器，设置于该显示面板的一端角，以及一触控笔，用来于该显示面板绘制一线条。该光侦测器可通过侦测该触控笔的参数，以驱动该显示面板显示相对应该线条的轨迹及笔触的压力量值。该触控笔包括一杆体，一笔头，以可活动方式设置于该杆体的一端，以及一压感模块，设置于该杆体与该笔头之间，用以感测该笔头所承受的一压力量值。该压感模块包括一发光元件，一压感元件，连接于该笔头，以及一控制器，电连接于该发光元件与该压感元件。该压感元件用来感测该笔头相对该杆体的一移动量，并产生一相对应的电信号。该控制器接收该电信号以驱动该发光元件发出一相应的光信号。该光信号的一闪烁频率对应于该电信号的一量值，且该光信号传输至该光侦测器，以使该光侦测器可将该光信号的该闪烁频率转换为该笔头所承受的该压力量值。
本发明另揭露该光侦测器另用来判读该光信号的该闪烁频率所嵌入的一编码信息或一线性信息。
本发明另揭露该光侦测器的一影像撷取频率切分为多个区块，该光侦测器于各频率区块依序读取到该光信号的该闪烁频率，并将该光信号的该闪烁频率转换为该笔头所承受的该压力量值。
本发明的光机系统可有效地同步侦测使用者操作触控笔的线条轨迹及施压力道，以驱动显示面板呈现相对应粗细度的线条。本发明通过光信号的闪烁频率来传递施压笔头的压力量值的数据，除了可用以呈现绘制线条的轨迹与粗细度外，另可于光信号闪烁频率内嵌预设的编码信息或线性信息，以通过施压特定次数及频率来达到触发快速键的功能。本发明具有结构简单及成本低廉的优点，具有发光元件的触控笔可搭配各种类的光学触控模块来表现出绘制线条的笔触变化，故可大幅提高本产品的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例的光机系统的示意图。
图2为本发明实施例的触控笔的示意图。
图3为本发明的第一实施例的具有光侦测套件的触控笔的示意图。
图4为本发明的第二实施例的具有音波侦测套件的触控笔的示意图。
图5为本发明的第三实施例的具有介质压力侦测套件的触控笔的示意图。
附图标号：
10    光机系统        12    显示面板
14    光侦测器            16    触控笔
18    杆体                20    笔头
22    压感模块            24    发光元件
26    压感元件            28    控制器
30    光侦测套件          301   光发射器
302   光接收器            303   可伸缩隔光体
32    音波侦测套件        321   音波发射器
322   音波接收器          323   压缩元件
324   可伸缩隔音体        34    介质压力侦测套件
341   压力计              342   可伸缩密封体
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明实施例的一光机系统10的示意图。光机系统10包括一显示面板12、至少一光侦测器14与一触控笔16。光侦测器14设置于显示面板12的一端角，用以侦测触控笔16于显示面板12的表面移动时的轨迹及笔触的压力量值。显示面板12经由操作系统驱动而显示相对应信息。当触控笔16于显示面板12的表面绘制一线条时，显示面板12不具有触控面板的功能，光机系统10利用光侦测器14来感应触控笔16的动作轨迹，因此本发明的光机系统10可有效感应使用者操作触控笔16所绘制线条时的轨迹及笔触的压力量值，以于显示面板12上表现出笔迹的线条粗细度，其操作机制将于下段叙明。
值得一提的是，本发明的光机系统10另可为搭配多个光侦测器14的应用态样，或另搭配反射边条及多个设置在显示面板12的各端角的光侦测器14的应用态样。举例来说，光机系统10可包括两个光侦测器14，分别设置于显示面板12同一侧边的二端角；或另可包括两个光侦测器14及一个反射边条，两个光侦测器14分别设置在显示面板12同一侧边的二端角，反射边条则设置于对应光侦测器14的另一侧边；或另可包括三个光侦测器14，分别设置于显示面板12同一侧边的二端角及中段位置；或另可包括四个光侦测器14，分别设置于显示面板12的四端角；或另可包括六个光侦测器14，分别设置于显示面板12的二相对侧边的二端角及中段位置。其应用态样可不限于上述实施例所述，端视设计需求而定。
请参阅图2，图2为本发明实施例的触控笔16的示意图。触控笔16包括一杆体18、一笔头20与一压感模块22。杆体18为提供使用者握持的一构件。笔头20是以可相对活动方式设置于杆体18的一端，当使用者操作触控笔16绘制线条时，笔头20可依据使用者施加的力道而相对杆体18滑移，例如施压力道较小时，笔头20位于大部分突出杆体18的一位置；当施压力道较大时，笔头20则会较深陷入杆体18内部。换句话说，笔头20相对杆体的一位移量正比于使用者施压的力道，意即正比于笔头20所承受的一压力量值。因此压感模块22即为设置在杆体18与笔头20之间，压感模块22可用来感测笔头20相对杆体的位移量，并通过其他电子元件将位移量转换成笔头20所承受的压力量值。
如图2所示，压感模块22包括一发光元件24、一压感元件26以及一控制器28。发光元件24较佳地为一发光二极管，其具有节省电力及易于散热的优点。压感元件26连接于笔头20，并可随着笔头20相对杆体18移动。压感元件26用以感测笔头20相对杆体18的移动量，其实施方式可为由压电材料所组成的元件，其可随着笔头20的移动被挤压而产生一相对应的电信号。压感元件26另可为一气压计或一液压计，其是利用笔头20相对杆体18移动时所造成的介质压力变化而产生相对应的电信号。压感元件26还可能为一电感应元件或一磁感应元件，其是通过笔头20相对杆体18移动所产生的压力来生成电通量变化或磁通量变化，以产生相对应的电信号。压感元件26的实施态样可不限于上述实施例所述，端视实际需求而定。
此外，控制器28电连接于发光元件24与压感元件26。当压感元件26感测到笔头20相对杆体18移动所产生的压力变化时，其输出的相对应电信号将传输到控制器28。于本发明的实施例中，电信号的一量值，例如电压值，正比于笔头20相对杆体18的移动量，因此控制器28依据电信号的量值来驱动发光元件24发出一相应的光信号，其中光信号的一闪烁频率对应于电信号的量值，以使光侦测器14接收到光信号后，可将光信号的闪烁频率相应地转换为笔头20所承受的压力量值，进而将笔头所绘制的轨迹的线条粗细度呈现在显示面板12。
换句话说，笔头20相对杆体18的移动量、及光信号的闪烁频率皆正比于笔头20所承受的压力量值。当使用者用力施压笔头20来绘制线条时，发光元件24的闪烁频率较快；反之当使用者轻轻地操作触控笔16绘制线条，则发光元件24所发出的光信号即可相对应降低其闪烁频率。因此本发明的光机系统10可有效利用光侦测器14来侦测使用者操作触控笔16时的施压力道，以同步于显示面板2上显示出触控笔16所绘制线条的轨迹及粗细特征。
于此进一步说明本发明的压感模块22的变化态样。压感模块22的压感元件26可为一光侦测套件30、一音波侦测套件32以及一介质压力侦测套件34，其应用方式的选择端视设计需求而定，故不再详述。
请参阅图3，图3为本发明的一第一实施例的具有光侦测套件30的触控笔16的示意图。光侦测套件30(压感元件26)可包括一光发射器301、一光接收器302与一可伸缩隔光体303。光发射器301与光接收器302分别设置于可伸缩隔光体303的两端。当笔头20承受压力而相对杆体18移动时，光侦测套件30被触发而驱动光发射器301输出一光强信号。可伸缩隔光体303的一纵向尺寸可随着笔头20相对杆体18移动而改变其长度，因此光接收器302可依据其接收到光强信号与光发射器301输出光强信号的一时间差以感测笔头20相对杆体18的移动量，接着光侦测套件30便可产生相应移动量的电信号，以供控制器28读取电信号的量值来驱动发光元件24发出具有相应闪烁频率的光信号。其中可伸缩隔光体303可用以隔绝外部环境光线透入而产生干扰。
请参阅图4，图4为本发明的一第二实施例的具有音波侦测套件32的触控笔16的示意图。音波侦测套件32(压感元件26)可包括一音波发射器321、一音波接收器322、一压缩元件323与一可伸缩隔音体324。音波发射器321与音波接收器322分别设置于可伸缩隔音体324的两端，且压缩元件323设置于可伸缩隔音体324内部。可伸缩隔音体324随着笔头20相对杆体18移动而改变其长度，并可同时施压于压缩元件323。当笔头20相对杆体18移动时，压缩元件323被可伸缩隔音体324自上下两方向挤压而产生宽度变形，进而填塞在可伸缩隔音体324内部的一音强信号传递路径。其中可伸缩隔音体324可用以隔绝外部环境声音噪声透入而发生干扰。
举例来说，当笔头20相对杆体18的移动量较大，压缩元件323会被大幅挤压呈扁平状，而阻隔可伸缩隔音体324内部的音强信号传递路径，音波接收器322接收到微弱的音强信号。另一方面，当笔头20相对杆体18的移动量较小，压缩元件323可回复至瘦长造型，可伸缩隔音体324内部的音强信号传递路径变畅通，音波接收器322可接收到明显的音强信号。因此音波接收器322所接收来自音波发射器321的音强信号的参数会根据压缩元件323的变形量而产生相应变化，音波侦测套件32接着将音强信号转换为相应移动量的电信号。控制器28可读取电信号来驱动发光元件24发出相应闪烁频率的光信号，以使光侦测器14可通过特定演算法将光信号的闪烁频率转换为笔头20所承受的压力量值。
请参阅图5，图5为本发明的一第三实施例的具有介质压力侦测套件34的触控笔16的示意图。介质压力侦测套件34(压感元件26)可包括一压力计341与一可伸缩密封体342，且压力计341设置于可伸缩密封体342的旁侧。可伸缩密封体342内部的介质可为气体或液体。当笔头20相对杆体18移动，可伸缩密封体342改变其体积，压力计341可用以感测可伸缩密封体342内部的介质的压力变化量。介质压力侦测套件34是通过可伸缩密封体342的体积变化影响相对应的介质压力变化，并转换为相应移动量的的电信号，以供控制器28读取电信号的量值而发出具有相应闪烁频率的光信号。
综合来说，本发明的第一实施例、第二实施例及第三实施例的压感元件26分别利用光感测、音波感测、气压感测与液压感测技术，将其量测参数转换为相应笔头20对杆体18的移动量的电信号，并另通过控制器28读取电信号，以驱动发光元件24发出相对应闪烁频率的光信号，即时应用光侦测器14读取光信号，达到本发明侦测笔头20承受的压力量值的目的。
一般来说，发光元件24所发出的光信号可以为一可见光信号或一不可见光信号。可见光信号的优点是使用者可于操作触控笔16时，以肉眼直接观察到发光元件24输出的光信号的闪烁频率，藉此判断其操作笔头20的力道，可立即选择性加重或减轻其施压力道来调整欲绘制的线条的粗细程度。另一方面，不可见光信号的优点是使用者于操作触控笔16时不会看到发光元件24所输出的光信号，藉此避免使用者在操作触控笔16时因闪烁光信号而造成干扰及困惑。除此之外，不可见光信号另具有可防止外部环境的光噪声的干扰。由于光机系统10的使用环境下可能会有其他照明光源，当发光元件24及光侦测器14利用不可见光信号作为信息传递的介质，将可有效避免此些外部光源干扰到光侦测器14所读取来自发光元件24的光信号。于本发明的实施例中，发光元件24可较佳地为一红外光发光二极管。
详细来说，光侦测器14的一影像撷取频率(frames per second，FPS)有其固定数值，其依据光侦测器14的产品规格可能有20FPS、30FPS或60FPS等。然而发光元件24的闪烁频率将远大于光侦测器14的影像撷取频率，因此本发明实施例的光机系统10将光侦测器14的影像撷取频率均等地切分为多个区块(多个时间区块)，并依据各个区块所读取到发光元件24的闪烁画面的数量来判断笔头20所承受的压力量值。
举例来说，光侦测器14的影像撷取频率可为60FPS，并将其切分为三组各20FPS的区块。当使用者由轻而重渐次施压触控笔16以绘制线条于显示面板12的表面时，发光元件24的闪烁频率亦由慢而快逐渐加速，因此光侦测器14的影像撷取程序在第一组区块所侦测到的闪烁画面最少，第二组区块侦测到的闪烁画面则会略大于第一组区块所侦测的数量，而第三组区块所侦测到的闪烁画面可大于第一组区块及第二组区块，故光侦测器14便可依据各20FPS的区块所取得的闪烁画面数量产生一个压力曲线函数，并通过演算法将压力曲线函数转换成笔头20所承受的压力量值，进而驱动显示面板14呈现具有相对应特征、由细逐渐变粗的线条。
除此之外，本发明的光机系统10另可通过触控笔16的发光元件的光信号闪烁频率来组合成快速键的触发信号。使用者首先可在光机系统10内部的存储模块储存各个不同闪烁频率所代表的相对应快速键的信息。当使用触控笔16时，可通过按压笔头20的快慢来触发相对应的快速键功能。举例来说，闪烁频率为三快三慢可代表叫出光机系统10所安装操作系统的一浏览器程序；闪烁频率为二快一慢可代表叫出另一影片播放器程序等等。于本发明实施例中，发光元件24的各组光信号闪烁频率所嵌入的一编码信息或一线性信息所代表的快速键功能，可利用软体由使用者自行预先设定，且由于光信号的使用频宽理论上可无限延长(一般常用的无线电波有其频宽限制)，故其可视使用需求而容纳大幅的数据量。光信号的闪烁频率所嵌入的编码信息或线性信息是依据设计需求而定，相关应用态样于此不再详述。
综上所述，由于显示面板及光侦测器一般已用来感测触控笔绘制线条的轨迹，故本发明的光机系统不需于接收端额外增加电子元件，并可进一步利用光侦测器同步感测触控笔所绘制的线条的轨迹及笔触轻重，以具有感测触控笔所绘制线条的粗细度的功能。本发明是于触控笔内安装可感测笔头压力的压感元件，并依据压感元件被致动而产生的电信号，来驱动发光元件输出具有特定闪烁频率的光信号，以使本发明的光侦测器除了用以感测触控笔的行进轨迹外，另可接收来自触控笔的主动参数(具有特定闪烁频率的光信号)，以根据闪烁频率的数值转换出笔头所承受的压力量值，并驱动显示面板呈现相对应的笔触变化(线条的粗细度)。
相较于现有技术，本发明的光机系统可有效地同步侦测使用者操作触控笔的线条轨迹及施压力道，以驱动显示面板呈现相对应粗细度的线条。本发明通过光信号的闪烁频率来传递施压笔头的压力量值的数据，除了可用以呈现绘制线条的轨迹与粗细度外，另可于光信号闪烁频率内嵌预设的编码信息或线性信息，以通过施压特定次数及频率来达到触发快速键的功能。本发明具有结构简单及成本低廉的优点，具有发光元件的触控笔可搭配各种类的光学触控模块来表现出绘制线条的笔触变化，故可大幅提高本产品的市场竞争力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种可侦测笔触压力的触控笔，其特征在于，所述可侦测笔触压力的触控笔包括：
一杆体；
一笔头，以可活动方式设置于所述杆体的一端；以及
一压感模块，设置于所述杆体与所述笔头之间，用以感测所述笔头所承受的一压力量值，所述压感模块包括：
一发光元件；
一压感元件，连接于所述笔头，所述压感元件用来感测所述笔头相对所述杆体的一移动量，并产生一相对应的电信号；以及
一控制器，电连接于所述发光元件与所述压感元件，所述控制器接收所述电信号以驱动所述发光元件发出一相应的光信号；
其中所述光信号的一闪烁频率对应于所述电信号的一量值；以及
其中所述光信号传输至设置于一显示面板上的一光侦测器，以使所述光侦测器可将所述光信号的所述闪烁频率转换为所述笔头所承受的所述压力量值。
2.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述发光元件为一红外光发光二极管。
3.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述压感元件为一光侦测套件，所述光侦测套件包括一光发射器、一光接收器与一可伸缩隔光体，所述光发射器与所述光接收器分别设置于所述可伸缩隔光体的两端，所述光接收器接收所述光发射器的一光强信号的参数，并将所述光强信号转换为相应所述移动量的所述电信号。
4.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述压感元件为一音波侦测套件，所述音波侦测套件包括一音波发射器、一音波接收器、一压缩元件与一可伸缩隔音体，所述音波发射器与所述音波接收器分别设置于所述可伸缩隔音体的两端，所述压缩元件设置于所述可伸缩隔音体内部，所述音波接收器接收所述音波发射器的一音强信号的参数，并将所述音强信号转换为相应所述移动量的所述电信号。
5.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述压感元件为一介质压力侦测套件，所述介质压力侦测套件包括一压力计与一可伸缩密封体，所述压力计设置于所述可伸缩密封体的一侧，所述压力计读取所述可伸缩密封体内部的介质的压力变化量，并将所述压力变化量转换为相应所述移动量的所述电信号。
6.如权利要求5所述的触控笔，其特征在于，所述介质为气体或液体。
7.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述压感元件为一压电元件、一电感应元件或一磁感应元件。
8.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述光信号的所述闪烁频率正比于所述笔头所承受的所述压力量值。
9.一种应用可侦测笔触压力的触控笔的光机系统，其特征在于，所述应用可侦测笔触压力的触控笔的光机系统包括：
一显示面板；
至少一光侦测器，设置于所述显示面板的一端角；以及
一触控笔，用来于所述显示面板绘制一线条，所述光侦测器可通过侦测所述触控笔的参数，以驱动所述显示面板显示相对应所述线条的轨迹及笔触的压力量值，所述触控笔包括：
一杆体；
一笔头，以可活动方式设置于所述杆体的一端；以及
一压感模块，设置于所述杆体与所述笔头之间，用以感测所述笔头所承受的一压力量值，所述压感模块包括：
一发光元件；
一压感元件，连接于所述笔头，所述压感元件用来感测所述笔头相对所述杆体的一移动量，并产生一相对应电信号；以及
一控制器，电连接于所述发光元件与所述压感元件，所述控制器接收所述电信号以驱动所述发光元件发出一相应的光信号；
其中所述光信号的一闪烁频率对应于所述电信号的一量值；以及
其中所述光侦测器用来接收所述光信号，以使所述光侦测器可将所述光信号的所述闪烁频率转换为所述笔头所承受的所述压力量值。
10.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述发光元件为一红外光发光二极管。
11.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述压感元件为一光侦测套件，所述光侦测套件包括一光发射器、一光接收器与一可伸缩隔光体，所述光发射器与所述光接收器分别设置于所述可伸缩隔光体的两端，所述光接收器接收所述光发射器的一光强信号的参数，并将所述光强信号转换为相应所述移动量的所述电信号。
12.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述压感模块的所述压感元件为一音波侦测套件，所述音波侦测套件包括一音波发射器、一音波接收器、一压缩元件与一可伸缩隔音体，所述音波发射器与所述音波接收器分别设置于所述可伸缩隔音体的两端，所述压缩元件设置于所述可伸缩隔音体内部，所述音波接收器接收所述音波发射器的一音强信号的参数，并将所述音强信号转换为相应所述移动量的所述电信号。
13.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述压感模块的所述压感元件为一介质压力侦测套件，所述介质压力侦测套件包括一压力计与一可伸缩密封体，所述压力计设置于所述可伸缩密封体的一侧，所述压力计读取所述可伸缩密封体内部的介质的压力变化量，并将所述压力变化量转换为相应所述移动量的所述电信号。
14.如权利要求13所述的光机系统，其特征在于，所述介质为气体或液体。
15.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述压感元件为一压电元件、一电感应元件或一磁感应元件。
16.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述光侦测器另用来判读所述光信号的所述闪烁频率所嵌入的一编码信息或一线性信息。
17.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述光侦测器的一影像撷取频率切分为多个区块，所述光侦测器于各频率区块依序读取所述光信号的所述闪烁频率，并将所述光信号的所述闪烁频率转换为所述笔头所承受的所述压力量值。
18.如权利要求9所述的光机系统，其特征在于，所述光信号的所述闪烁频率正比于所述笔头所承受的所述压力量值。
CN2012101089935A 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统 Pending CN103365439A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710068075.7A CN107066151A (zh) 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101110760 2012-03-28
TW101110760A TWI457794B (zh) 2012-03-28 2012-03-28 可偵測筆觸壓力之觸控筆及其光機系統

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710068075.7A Division CN107066151A (zh) 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103365439A true CN103365439A (zh) 2013-10-23

Family

ID=49234276

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710068075.7A Pending CN107066151A (zh) 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统
CN2012101089935A Pending CN103365439A (zh) 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710068075.7A Pending CN107066151A (zh) 2012-03-28 2012-04-13 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9430058B2 (zh)
CN (2) CN107066151A (zh)
TW (1) TWI457794B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103713748A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 清华大学 一种用于光学式交互桌面的压力敏感型交互笔
CN105760006A (zh) * 2015-11-17 2016-07-13 业成光电（深圳）有限公司 触控显示装置
CN106033262A (zh) * 2015-03-16 2016-10-19 太瀚科技股份有限公司 电容式指标装置
CN106575167A (zh) * 2013-09-12 2017-04-19 微软技术许可有限责任公司 数字化仪的压敏触控笔
CN106598291A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN106775009A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法与系统
CN106896967A (zh) * 2017-03-28 2017-06-27 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN107479770A (zh) * 2017-09-27 2017-12-15 广州视源电子科技股份有限公司 触摸输入装置、红外触摸屏和触摸屏交互系统
CN107678600A (zh) * 2017-10-25 2018-02-09 京东方科技集团股份有限公司 数位板、信号发射装置、数位板装置及其控制方法
CN107727283A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种机器人皮肤触感系统及实现方法
CN111399671A (zh) * 2018-12-27 2020-07-10 原相科技股份有限公司 具有倾斜补偿功能的笔型鼠标
CN111562851A (zh) * 2020-07-16 2020-08-21 深圳市千分一智能技术有限公司 具有对射管的主动电容笔
CN111580693A (zh) * 2013-11-08 2020-08-25 禾瑞亚科技股份有限公司 力传感器
CN112987950A (zh) * 2021-03-12 2021-06-18 维沃移动通信有限公司 触控笔、控制方法、控制装置和电子设备

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI515613B (zh) 2013-10-23 2016-01-01 緯創資通股份有限公司 電腦系統及其相關觸控方法
TWI559178B (zh) * 2014-05-13 2016-11-21 禾瑞亞科技股份有限公司 觸控處理裝置及其偵測方法，與觸控系統
EP3396619A4 (en) * 2015-12-25 2019-05-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. MAKE UP PART GENERATION, MAKE UP PART USE, MAKE UP PART GENERATION, MAKE UP PART USE, MAKE UP PART GENERATION AND MAKE UP PART USE
US10365763B2 (en) * 2016-04-13 2019-07-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Selective attenuation of sound for display devices
CN106066737B (zh) * 2016-07-18 2023-12-29 北京集创北方科技股份有限公司 一种压力触控单元、压力大小检测方法及触控基板
WO2018081939A1 (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种确定触控笔目标工作频率的方法以及触控屏、触控笔
US10444866B2 (en) * 2016-11-14 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensor for a stylus
US11054935B2 (en) 2018-11-19 2021-07-06 Beechrock Limited Stylus with contact sensor
US10824249B2 (en) 2019-04-05 2020-11-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus for zero force activation
TWI731650B (zh) * 2020-04-15 2021-06-21 宏碁股份有限公司 觸控筆、觸控電子裝置與觸控系統
CN113885720B (zh) * 2021-10-13 2024-01-30 Tcl华星光电技术有限公司 触控发生器、光触控系统以及触控方法
TWI801051B (zh) * 2021-12-22 2023-05-01 宏碁股份有限公司 觸控裝置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3150685B2 (ja) * 1990-08-06 2001-03-26 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ
US5138118A (en) * 1991-05-06 1992-08-11 International Business Machines Corporation Pulsed pen for use with a digitizer tablet
US5502568A (en) * 1993-03-23 1996-03-26 Wacom Co., Ltd. Optical position detecting unit, optical coordinate input unit and optical position detecting method employing a pattern having a sequence of 1's and 0's
US5571997A (en) * 1993-08-02 1996-11-05 Kurta Corporation Pressure sensitive pointing device for transmitting signals to a tablet
JPH08227336A (ja) 1995-02-20 1996-09-03 Wacom Co Ltd 感圧機構及びスタイラスペン
JPH0981297A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Fujitsu General Ltd 入力ペン装置
JP3837800B2 (ja) 1996-10-31 2006-10-25 株式会社ワコム 位置指示器
JP3876942B2 (ja) * 1997-06-13 2007-02-07 株式会社ワコム 光デジタイザ
US6556149B1 (en) * 1999-03-01 2003-04-29 Canpolar East Inc. Switches and joysticks using a non-electrical deformable pressure sensor
CN1437095A (zh) * 2002-02-07 2003-08-20 天瀚科技股份有限公司 具有追踪轨迹与感测压力的数字笔
JP4143462B2 (ja) * 2003-04-09 2008-09-03 シャープ株式会社 ペン入力表示装置
US7528825B2 (en) * 2003-12-08 2009-05-05 Fujitsu Component Limited Input pen and input device
CN101009158B (zh) * 2006-01-26 2011-05-18 汉王科技股份有限公司 一种改变电容的装置
US8536471B2 (en) * 2008-08-25 2013-09-17 N-Trig Ltd. Pressure sensitive stylus for a digitizer
US20100053120A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-04 Chang An-Yu Touchscreen stylus
CN101727218A (zh) * 2010-01-27 2010-06-09 北京爱易玛克科技有限公司 具有压力值检测功能的电子手写笔
CN102375624A (zh) * 2010-08-27 2012-03-14 刘中华 平板结构的超声波手写板
CN102135822B (zh) * 2011-03-15 2012-11-28 南京方瑞科技有限公司 光电检测多方向触发电子笔

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106575167B (zh) * 2013-09-12 2019-08-06 微软技术许可有限责任公司 数字化仪的压敏触控笔
CN106575167A (zh) * 2013-09-12 2017-04-19 微软技术许可有限责任公司 数字化仪的压敏触控笔
CN111580693A (zh) * 2013-11-08 2020-08-25 禾瑞亚科技股份有限公司 力传感器
CN111580693B (zh) * 2013-11-08 2023-06-20 禾瑞亚科技股份有限公司 力传感器
CN103713748A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 清华大学 一种用于光学式交互桌面的压力敏感型交互笔
CN106033262A (zh) * 2015-03-16 2016-10-19 太瀚科技股份有限公司 电容式指标装置
CN106033262B (zh) * 2015-03-16 2018-11-09 翰硕电子股份有限公司 电容式指标装置
CN105760006A (zh) * 2015-11-17 2016-07-13 业成光电（深圳）有限公司 触控显示装置
CN105760006B (zh) * 2015-11-17 2018-12-11 业成光电（深圳）有限公司 触控显示装置
CN106775009A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法与系统
CN106598291A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN106598291B (zh) * 2016-11-29 2019-09-03 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
WO2018099184A1 (zh) * 2016-11-29 2018-06-07 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法与系统
CN106896967A (zh) * 2017-03-28 2017-06-27 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN107727283A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种机器人皮肤触感系统及实现方法
WO2019061864A1 (zh) * 2017-09-27 2019-04-04 广州视源电子科技股份有限公司 触摸输入装置、红外触摸屏和触摸屏交互系统
CN107479770B (zh) * 2017-09-27 2020-01-10 广州视源电子科技股份有限公司 触摸输入装置、红外触摸屏和触摸屏交互系统
CN107479770A (zh) * 2017-09-27 2017-12-15 广州视源电子科技股份有限公司 触摸输入装置、红外触摸屏和触摸屏交互系统
CN107678600A (zh) * 2017-10-25 2018-02-09 京东方科技集团股份有限公司 数位板、信号发射装置、数位板装置及其控制方法
US10884531B2 (en) 2017-10-25 2021-01-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Digitizer, signal transmission device, digitizer device and control methods thereof
CN111399671A (zh) * 2018-12-27 2020-07-10 原相科技股份有限公司 具有倾斜补偿功能的笔型鼠标
CN111399671B (zh) * 2018-12-27 2023-05-16 原相科技股份有限公司 具有倾斜补偿功能的笔型鼠标
CN111562851A (zh) * 2020-07-16 2020-08-21 深圳市千分一智能技术有限公司 具有对射管的主动电容笔
CN112987950A (zh) * 2021-03-12 2021-06-18 维沃移动通信有限公司 触控笔、控制方法、控制装置和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW201339905A (zh) 2013-10-01
US9665189B2 (en) 2017-05-30
US20130257812A1 (en) 2013-10-03
TWI457794B (zh) 2014-10-21
CN107066151A (zh) 2017-08-18
US20160299586A1 (en) 2016-10-13
US9430058B2 (en) 2016-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103365439A (zh) 可侦测笔触压力的触控笔及其光机系统
CN103365438A (zh) 可检测笔触压力的触控笔
KR101489813B1 (ko) 능동형 스타일러스 팬을 포함한 터치패널 및 그 제어방법
WO2011062837A3 (en) Translating user interaction with a touch screen into input commands
CN101963871A (zh) 基于识别红外点光源的光学触控系统及其实现方法
CN102622182A (zh) 具备近接感测投影点坐标指示的离屏触控交互系统
CN101551728A (zh) 电阻式触控式面板的多点触控方法
CN103955304A (zh) 一种电子笔触控系统
KR20140038745A (ko) 광 터치 패널과 터치 펜을 포함하는 터치 시스템 및 터치 시스템에서 간섭 광신호 제어 방법
CN101615087A (zh) 电子笔架构及其数据输入方法
CN203276248U (zh) 能感应触摸位置与压力的触摸屏
KR20120037773A (ko) 터치 패널을 이용한 터치 감지 장치 및 그 터치 패널
CN102156557A (zh) 手写笔、移动终端及利用手写笔在移动终端上操作的方法
US10664065B2 (en) Touch sensing apparatus
CN203858612U (zh) 一种透明压电片及触控面板
KR200477008Y1 (ko) 마우스 겸용 스마트폰
CN104834409A (zh) 光学影像式触控系统与触控影像处理方法
CN201903856U (zh) 一种触控手写笔
CN206441136U (zh) 一种触控显示基板、触控显示面板及触控显示装置
CN202133979U (zh) 一种基于纳米触摸膜的简单改装式触摸屏
CN201017287Y (zh) 手写电脑笔
CN202049451U (zh) 新型光学触控笔及光学触控系统
CN2898932Y (zh) 无线压力感应笔
CN203812200U (zh) 一种智能家电笔式控制终端
CN202267935U (zh) 一种压敏式触摸屏

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20131023

RJ01 Rejection of invention patent application after publication