CN103713796B - 电磁输入装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁输入装置，包括凸伸部、压感模块、导电模块以及控制单元。压感模块包括电路板与电容器，电路板的一表面印有碳膜电阻，电容器设置于电路板上，电容器与碳膜电阻形成RC电路，RC电路具有时间常数。导电模块连接凸伸部，导电模块的至少一部分用于与碳膜电阻接触，碳膜电阻的电阻值随着导电模块与碳膜电阻的接触面积变化而变化，使得时间常数对应变化。控制单元电性连接RC电路，以检测时间常数，当凸伸部接受外力，凸伸部带动导电模块运动，并改变导电模块与碳膜电阻的接触面积，使得时间常数随之改变，控制单元根据时间常数控制电磁输入装置的输入线宽。本发明的电磁输入装置可以改善压感测量组件制作复杂且感应灵敏度较低的问题。

Description

电磁输入装置

技术领域

本发明关于一种输入装置，特别关于一种电磁输入装置。

背景技术

随着科技的进步，电磁感应的绘图技术不断的精进，使用者可以通过电磁绘图板与电磁笔的搭配，获得过去拿着传统纸笔手绘时的体验，然而，使用者对于绘画质量的要求，使得电子绘图不仅仅是一种笔尖轨迹的输入，还进一步包括笔触的轻重、角度等细微的讯息。

现有技术中，获取笔触的轻重信息的电磁输入装置通常是电磁绘图板，压感的测量例如可采用可变电感式、可变电容式或压感组件式等，可变电感式及可变电容式的制作成本高昂，而压感组件式的感应灵敏度则较低。

发明内容

本发明的目的为提供一种电磁输入装置，以改善现有技术中压感测量组件制作复杂且感应灵敏度较低的问题。

本发明可采用以下技术方案来实现。

本发明提供的电磁输入装置包括凸伸部、压感模块、导电模块以及控制单元。压感模块包括电路板与电容器，电路板的一表面印有碳膜电阻，电容器设置于电路板上，电容器与碳膜电阻形成RC电路，RC电路具有时间常数。导电模块连接凸伸部，导电模块的至少一部分用于与碳膜电阻接触，碳膜电阻的电阻值随着导电模块与碳膜电阻的接触面积变化而变化，使得时间常数对应变化。控制单元电性连接RC电路，以检测时间常数，其中，当凸伸部接受外力，凸伸部带动导电模块运动，并改变导电模块与碳膜电阻的接触面积，使得时间常数随之改变，控制单元根据时间常数控制电磁输入装置的输入线宽。

在一实施例中，导电模块包括导电件、连接件与转轴，导电件用于与碳膜电阻接触，连接件连接凸伸部及导电件，转轴设置于连接件，用于带动连接件转动。

在一实施例中，电磁输入装置还包括支架，与转轴连接，并固定于电路板。

在一实施例中，导电模块还包括固定件，导电件通过固定件连接连接件。

在一实施例中，固定件为螺丝。

在一实施例中，导电件为具有线性斜面的导电橡胶。

在一实施例中，电磁输入装置还包括擦除模块，耦接控制单元。

综合上述，依据本发明的一种电磁输入装置，通过凸伸部、导电模块与压感模块的配合，可将凸伸部所接受的外力变化转换为导电模块与碳膜电阻的接触面积变化，进而改变碳膜电阻的电阻值，使得RC电路的时间常数随之改变。本发明通过检测时间常数的变化从而获知外力的变化，进一步控制电磁输入装置的输入线宽。相较于现有技术，不仅具有较低的制作成本，而且通过碳膜电阻与RC电路的配合使用可获得平滑呈线性的压力变化曲线，从而获得高感应灵敏度，充分的让使用者有效的进行精细的电子绘图工作。

附图说明

图1A为本发明第一优选实施例的一种电磁输入装置的部分剖面示意图；

图1B为图1A的部分放大示意图；

图1C为图1A的部分构造的立体示意图；

图2为本发明第二优选实施例的一种电磁输入装置的示意图；

图3A为本发明第三优选实施例的一种电磁输入装置的部分剖面示意图；

图3B为图3A的部分放大示意图；

图3C为图1A的部分构造的立体示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种电磁输入装置，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。须先述明的是，图示仅为举例以利说明而已，各图所示的尺寸与比例，并非与实际应用的尺寸、比例相同。

请参照图1A与图1B与1C所示，其中图1A为本发明第一优选实施例的一种电磁输入装置的部分剖面示意图，图1B为图1A的部分放大示意图，图1C为图1A的部分构造的立体示意图。

电磁输入装置1包括一凸伸部11、一压感模块12、一导电模块13以及一控制单元15。

凸伸部11例如是一棒状体，用以作为电磁输入装置1的输入端。以电磁输入装置1是一电磁笔为例，凸伸部11即电磁笔的书写头。

压感模块12包括一电路板121以及一电容器(图未绘示)。电路板121的一表面印有一碳膜电阻122，电容器设置于电路板121上，且电容器与碳膜电阻122形成一RC电路。RC电路具有一时间常数。

电路板121可例如是一软性印刷电路板(flexible printed circuit,FPC)或一印刷电路板(printed circuit board,PCB)等。碳膜电阻122例如是直接的印刷于电路板121并与电路板121耦接。此外，电路板121可耦接电容器，例如是电容器直接的制作于电路板121上，而与碳膜电阻122形成RC电路，例如RC并联电路，或是RC串联电路。

导电模块13与凸伸部11连接，导电模块13的至少一部分用于与碳膜电阻122接触。进一步来说，导电模块13包括一导电件131、一连接件132以及一转轴133。导电件131用于与碳膜电阻122接触，于本实施例中，导电件131可例如是一导电橡胶，以下说明皆以导电件131为导电橡胶进行说明。连接件132连接凸伸部11与导电件131，连接件132与导电件131例如是通过黏附、卡合或螺锁等方式连接。转轴133设置于连接件132，用于带动连接件132转动。在此，转轴133的固定端可与一笔身17连接，活动端可与连接件132连接，使得当凸伸部11受力时，连接件132可以转轴133为中心转动。然而，本发明对此不作任何限制。在其它实施例中，转轴133的固定端可与电路板121连接。或者，转轴133可设置为凸柱的形式，连接件132上设置对应的通孔，套设于转轴133上，使得连接件132可围绕转轴133转动。

碳膜电阻122具有一电阻值，与印刷出来的长宽高呈现比例关系，通过导电件131与碳膜电阻122接触，进一步来说是导电件131与碳膜电阻122耦接，碳膜电阻122的电阻值会依据碳膜电阻122与导电件131的接触面积改变而改变，使得RC电路的时间常数对应变化。

控制单元15电性连接RC电路。控制单元15可例如是一运算芯片，用以侦测RC电路的时间常数。

当凸伸部11接受一外力，特别是当所述外力具有由凸伸部11的尖端朝向导电模块13方向的分力，凸伸部11会向导电模块13的方向位移，由于导电模块13具有导电件131，凸伸部11可通过导电模块13的连接件132间接对导电件131施加压力，带动导电件131朝碳膜电阻122位移。又因导电件131为导电橡胶，是具有延展性的材质，当导电件131朝碳膜电阻122位移，便造成导电件131与碳膜电阻122的接触面积产生改变，进而改变碳膜电阻132的电阻值，使得RC电路的时间常数对应改变，于是，控制单元15依据RC电路的时间常数便可逆推获得凸伸部11所接受的外力的大小，进一步控制电磁输入装置1的输入线宽。

举例来说，当凸伸部11接受到的外力较大，导电件131与碳膜电阻122的接触面积则较大，控制单元15侦测得到的RC电路的时间常数较大，进而控制电磁输入装置1输出较宽的输入线宽；反之，当凸伸部11接受到的外力较小，导电件131与碳膜电阻122的接触面积则较小，控制单元15侦测得到的RC电路的时间常数较小，进而控制电磁输入装置1输出较细的输入线宽。借以，可使电磁输入装置1达到感应输入的压力并改变据以改变输入线宽的功效。

值得一提的是，通过侦测RC电路的时间常数，可较侦测碳膜电阻122的电阻值更精确的得知凸伸部11所接受的外力的大小。具体来说，电容器的电容值在制作时为已知，故碳膜电阻122的电阻值与电容器的电容值(可视为常数)的乘积即时间常数是与碳膜电阻122的电阻值成正比，且由于时间常数的精准度较高，控制单元15可通过计算或查表的方式，更精确的控制电磁输入装置1的输入线宽。

较佳的是，导电件131可例如是一具有线性斜面的导电橡胶，由于其线性斜面的特性，使得碳膜电阻122的电阻值变化量可与凸伸部11所接受的外力的大小呈更佳的线性关系，而更容易的获得凸伸部11所接受的外力的大小，控制电磁输入装置1的输入线宽。

除此之外，控制单元15可以将运算所得的包括输出线宽的讯号传递给对应的电子装置(图未绘示)，例如是个人电脑、笔记本电脑或平板电脑等。

另外，电磁输入装置1包括一电感线圈16耦接控制单元15。电感线圈16用以与对应的电磁板(图未绘示)产生感应，并将感应获得的讯号传递至控制单元15，控制单元15再将讯号传递至对应的电子装置(图未绘示)，例如是个人电脑、笔记本电脑或平板电脑等，以获得凸伸部11与电磁板(图未绘示)表面的相对位置，进而获得凸伸部11于电磁板上移动的轨迹。

在本实施例中，电磁输入装置1还可包括一擦除模块18耦接控制单元15。擦除模块18用以将已写入的轨迹擦除，换而言之，擦除模块18即是电磁橡皮擦，其讯号通过控制单元15传递至对应的电子装置(图未绘示)，例如是个人电脑、笔记本电脑或平板电脑等。

请参照图2所示，其为本发明第二优选实施例的一种电磁输入装置的示意图。电磁输入装置1a与电磁输入装置1大致相同，以下仅针对不同的部分进行说明，相同的部分则不加以赘述。

电磁输入装置1a还包括一支架19与转轴133连接。在本实施例中，支架19固定于电路板121，以支撑导电模块13使转轴133可顺利转动。当然在不同的实施例中，支架19还可以是与笔身17连接。无论支架19是与电路板121、笔身17或其它组件连接，只要是能达到支撑导电模块13使转轴133可顺利转动的目的，皆应属本发明的范围，故本发明于此不予以限定。

请参照图3A、图3B与图3C所示，其中图3A为本发明第三优选实施例的一种电磁输入装置的部分剖面示意图，图3B为图3A的部分放大示意图，图3C为图1A的部分构造的立体示意图。电磁输入装置1b与电磁输入装置1大致相同，以下仅针对不同的部分进行说明，相同的部分则不加以赘述。

在本实施例中，导电模块13a还包括一固定件134。导电件131是通过固定件134与连接件132连接。固定件134可例如是一螺丝。通过调整固定件134锁附的松紧程度，可对应调整导电件131与碳膜电阻122的初始的接触面积。换而言之，固定件134除具有固定导电件131于连接件132的功用外，还兼具调整碳膜电阻122在凸伸部11未受外力下的初始电阻值的功用。

综合上述，依据本发明优选实施例的一种电磁输入装置，通过凸伸部、导电模块与压感模块的配合，可将凸伸部所接受的外力变化转换为导电模块与碳膜电阻的接触面积变化，进而改变碳膜电阻的电阻值，使得RC电路的时间常数随之改变。本发明通过检测时间常数的变化从而获知外力的变化，进一步控制电磁输入装置的输入线宽。相较于现有技术，不仅具有较低的制作成本，而且通过碳膜电阻与RC电路的配合使用可获得平滑呈线性的压力变化曲线，从而提高感应灵敏度，充分的让使用者有效的进行精细的电子绘图工作。

以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种电磁输入装置，其特征是，包括：

凸伸部；

压感模块，包括电路板与电容器，所述电路板的一表面印有碳膜电阻，所述电容器设置于所述电路板上，所述电容器与所述碳膜电阻形成RC电路，所述RC电路具有时间常数；

导电模块，连接所述凸伸部，所述导电模块的至少一部分用于与所述碳膜电阻接触，所述碳膜电阻的电阻值随着所述导电模块与所述碳膜电阻的接触面积变化而变化，使得所述时间常数对应变化；以及

控制单元，电性连接所述RC电路，以检测所述时间常数，

其中，当所述凸伸部接受外力，所述凸伸部带动所述导电模块运动，并改变所述导电模块与所述碳膜电阻的接触面积，使得所述时间常数随之改变，所述控制单元根据所述时间常数控制所述电磁输入装置的输入线宽。

2.如权利要求1所述的电磁输入装置，其特征是，所述导电模块包括导电件、连接件以及转轴，所述导电件用于与所述碳膜电阻接触，所述连接件连接所述凸伸部及所述导电件，所述转轴设置于所述连接件，用于带动所述连接件转动。

3.如权利要求2所述的电磁输入装置，其特征是，还包括支架，与所述转轴连接，并固定于所述电路板。

4.如权利要求2所述的电磁输入装置，其特征是，所述导电模块还包括固定件，所述导电件通过所述固定件连接所述连接件。

5.如权利要求4所述的电磁输入装置，其特征是，所述固定件为螺丝。

6.如权利要求2所述的电磁输入装置，其特征是，所述导电件为具有线性斜面的导电橡胶。

7.如权利要求1所述的电磁输入装置，其特征是，还包括擦除模块，耦接所述控制单元。