CN104345919A - 触控输入设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控输入设备，包含本体及感测模块。本体具有外表面，其中外表面包覆形成容置空间。感测模块设置于容置空间并包含感测单元及信号运算单元。感测单元产生感测信号。信号运算单元根据感测信号产生表面结果信号以调整外表面的表面特性。

Description

触控输入设备

技术领域

本发明是关于一种触控输入设备；具体而言，本发明是关于一种能够改善书写效率并提高握持舒适感的触控输入设备。

背景技术

在已知触控输入设备中，大多使用手指进行触控。举例而言，触控输入设备包含工业计算机、平板计算机、手持式通信装置、自动柜员机、笔记本电脑、电子书或其他电子装置。由于触控为直觉性操控方式，广泛受到大众使用。然而，随着触控面积缩小，控制触控的程度也随之提高。在实际情况中，手指无法进行非常精确的触控，使得触控输入设备难以精准地感测。

值得注意的是，研发人员尝试通过触控笔取代手指作触控感测，可提高触控精准度。举例而言，部分手持式通信装置及平板计算机逐渐使用触控笔取代手指触控。在实际情况中，触控笔是通过触控笔头触碰触控面以感测触控。具体而论，一支触控笔可搭配不同的笔头，其中各种笔头包含不同的形状，进而适用于特定功能。然而，用户欲切换不同特定功能时，需手动更换笔头。值得注意的是，使用者得使用额外的时间更换笔头，且需要额外的空间存放闲置笔头。换句话说，更换笔头造成使用上的不便，容易降低操作效率。

此外，一般而言，触控笔的笔身并非依照使用者的握持习惯量身订做。换言之，笔身的形状为固定，无法按照每个使用者的握持习惯改变。在实际应用中，使用者握持触控笔时，需调整握持方式以适应笔身。具体而论，已知触控笔无法智能性地提供较佳的握持舒适度。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明提出一种能够改善输入效率并提高握持舒适度的触控输入设备。

于另一方面，本发明提供一种能够智能地变化笔头的触控输入设备，以改善输入效率。

于一方面，本发明提供一种侦测握持程度的触控输入设备，调整握持面的表面结构。

本发明的一方面在于提供一种触控输入设备，包含本体及感测模块。在一实施例中，本体具有外表面，其中外表面包覆形成容置空间。此外，感测模块设置于容置空间并包含感测单元及信号运算单元，其中感测单元产生感测信号。在实际应用中，信号运算单元根据感测信号产生表面结果信号以调整外表面的表面特性。

相较于现有技术，根据本发明的触控输入设备是使用感测单元产生感测信号，进而调整外表面的表面特性。在实际情况中，外表面包含笔头表面及握持表面，表面特性包含形状轮廓、表面硬度及摩擦系数。在一实施例中，触控输入设备可根据显示触控面的表面结构变化笔头表面，并根据握持表面的碰触程度调整握持面，进而提高触控输入效率并增加握持舒适度。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明的触控输入设备的实施例示意图。

图2为触控输入设备感测显示触控面的实施例示意图。

图3为本发明的触控输入设备的另一实施例示意图。

图4为本发明的触控端面的实施例示意图。

图5为本发明的触控端面的另一实施例示意图。

图6为本发明的触控输入设备的另一实施例示意图。

图7为本发明的手指碰触握持区域的实施例示意图。

主要组件符号说明：

1 触控输入设备

10 本体

20 感测模块

30 译码模块

40 显示整合模块

100、100A 外表面

110、110A 触控端面

111 第一方向

120 握持面

121 握持区域

150 容置空间

210 感测单元

230 信号放大单元

240 信号运算单元

400、400A 显示触控面

401 触控凸块

500A～500H 触控端面

600A～600D 外层

700特定角度

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例，提供一种触控输入设备；具体而论，本发明的触控输入设备包含触控笔，可依照显示触控面的表面结构调整笔头的表面特性。

请参照图1，图1为本发明的触控输入设备实施例示意图。如图1所示，触控输入设备1包含本体10、感测模块20及译码模块30，其中译码模块30耦接感测模块20。在此实施例中，本体10具有外表面100，其中外表面100包覆形成容置空间150并包含触控端面110及握持面120，且握持面120连接触控端面110。在实际情况中，触控端面110为触控输入设备1的触控端，且握持面120为使用者握持触控输入设备1的表面区域。此外，感测模块20设置于容置空间150并包含感测单元210、信号放大单元230及信号运算单元240。

具体而论，感测单元210是产生感测信号以调整外表面100的表面特性。需说明的是，感测单元210可通过侦测表面结构、相对角度或碰触程度以产生感测信号，但不以此例为限。此外，感测信号包含表面感测信号、角度感测信号及碰触感测信号。在一实施例中，感测单元210侦测显示触控面400的表面结构以产生感测信号，且信号运算单元230可根据感测信号进行运算。需说明的是，显示触控面400为显示整合模块40的触控面及显示面，且触控输入设备1通过触控端面110触控显示整合模块40的显示触控面400以进行触控。举例而论，显示整合模块40可以为平板计算机、笔记本电脑、电子书或互动广告牌，并无特定的限制。

此外，信号放大单元230耦接于表面感测单元210与信号运算单元240之间，其中信号放大单元230放大表面感测信号并传送表面感测信号至信号运算单元240。在实际应用中，信号放大单元220为放大器，能够放大表面感测信号的振幅以提升信号强度。

值得注意的是，信号运算单元240根据表面感测信号产生表面结果信号以调整外表面100的表面特性，其中表面特性包含形状轮廓、表面硬度或其他表面特性。举例而论，信号运算单元240具有查找表(Lookup Table,LUT)，各表面感测信号是对应表面结果信号，使得信号运算单元240能够根据表面感测信号的大小决定表面结果信号。需说明的是，在其他实施例中，信号运算单元可通过其他逻辑运算处理以决定表面结果信号，并不以此例为限。

需说明的是，信号运算单元240是运算处理表面感测信号以产生表面结果信号并传送表面结果信号至译码模块30，且译码模块30接收表面结果信号。此外，表面结果信号包含变形信号、表面硬度信号或其他结果信号。值得注意的是，译码模块30根据表面结果信号产生表面调整信号以调整外表面的表面特性。

请参照图2，图2为触控输入设备感测显示触控面的实施例示意图。如图2(a)所示，显示触控面400A包含复数个触控凸块401。在实际情况中，触控凸块401的形状为半圆弧，但不以此为限。值得注意的是，如图2(b)所示，当触控输入设备1接近显示触控面400A，感测单元210侦测显示触控面400A的表面结构以产生变形信号，且信号运算单元240根据变形信号(表面结果信号)调整触控端面110的形状轮廓。

如图2所示，触控端面110接触或靠近显示触控面400，其中感测单元210耦接于触控端面110以侦测显示触控面400的表面结构，且信号运算单元240根据表面结果信号调整触控端面110的表面特性。在此实施例中，感测信号包含表面感测信号，且感测单元210侦测显示触控面400的表面结构以产生表面感测信号。在实际情况中，感测单元210可以为影像传感器，可侦测显示触控面400的表面结构以产生表面感测信号，其中表面感测信号可以为立体影像信号，但不以此为限。此外，感测单元210传送表面感测信号至信号运算单元240，且信号运算单元240根据表面感测信号产生变形信号。

需说明的是，信号运算单元240是根据表面感测信号计算立体影像于三轴向的坐标数值，进而产生变形信号。换言之，该变形信号较佳为三维坐标值，且三维坐标值分别为显示触控面400的表面结构座落在X轴、Y轴及Z轴上的坐标数值。

此外，译码模块30是根据三轴向参数(变形信号)计算相符的立体坐标数值以产生表面调整信号，进而调整触控端面110为触控端面110A。举例而论，触控端面110包含主动变形组件及被动变形组件，其中被动变形组件的材质可以为可桡性电极材料、具弯曲性电极材料、韧性电极材料或其他变形的电极材料。在实际情况中，主动变形组件连接于被动变形组件，且主动变形组件接收表面调整信号以带动被动变形组件变化形状。此外，在此实施例中，触控端面110A为内凹顶面，可以于触控凸块401上滑动，进而提高触控输入效率。换言之，变形后的触控端面400A的形状轮廓是相符于显示触控面400A的表面结构。进一步而论，由于触控端面的形状能够相符于显示触控面400A，使得使用者能够更直觉地使用触控输入设备1触控于显示触控面400A。值得注意的是，使用者无须另行更换笔头，能够节省更换笔头的时间，进而提高触控输入效率。在其他实施例中，感测单元210为压强制反馈传感器，能够实体接触显示触控面400以侦测表面结构，进而调整触控端面110的形状轮廓。

此外，触控端面110能够依照显示触控面400的表面结构变形为其他相符形状，并不以此例为限。具体而论，形状轮廓包含平面、曲面或锥面，且触控端面110可以为圆锥面、内凹顶面、角面或其他形状的表面。

请参照图3，图3为本发明的触控输入设备的另一实施例示意图。在此实施例中，感测信号包含角度感测信号，且感测单元210侦测本体10与显示触控面400的相对角度以产生角度感测信号。在实际情况中，感测单元210可以为三轴加速度传感器(three-axis accelerometer)，能够感测本体10相对显示触控面400的位置及角度。在此实施例中，感测单元210具有参考指向，能够根据参考指向决定感测角度的方向，且感测单元210是根据参考指向以判断本体10与显示触控面400的相对角度。需说明的是，触控输入设备1于不同的角度可执行默认功能，其中默认功能包含收/发信件、显示选单、省电模式、书写模式。

如图3所示，感测单元210的参考指向为第一方向111，且感测单元是沿着第一方向111决定特定角度的大小。值得注意的是，使用者可依照使用习惯修改参考指向的信息，并不以此为限。举例而论，本体10与显示触控面400夹有特定角度700。在此实施例中，感测单元210侦测本体10与显示触控面400的特定角度700以产生角度感测信号，其中特定角度为90度，但不以此为限。需说明的是，当特定角度为90度时，其对应的默认功能为书写模式。在实际情况中，信号运算单元240根据表面结果信号调整触控端面110的形状轮廓为锥面，使得触控端面110利于书写于显示触控面400。换言之，若触控端面110之前为别的形状(角面或其他形状)，则会依照表面结果信号变形为锥面。

请参照图4及图5；图4为本发明的触控端面的实施例示意图，图5为本发明的触控端面的另一实施例示意图。如图4(A)、图4(B)、图4(C)及图4(D)所示，触控端面的形状包含平面、曲面或锥面，其中触控端面500A的形状为平面；触控端面500B的形状为曲面；触控端面500C的形状为锥面；且触控端面500D的形状是包含内凹的曲面。此外，触控端面500A～500D的材质包含电极材料；当触控端面靠近显示触控面400时，触控端面可电性耦合于显示触控面400。换言之，由于触控端面500A～500D的全部表面均为电极，而非某些角度才能触控，故能够达到全触控面感测的功效。此外，由于触控端面500A～500D为电极，能够电性耦合于显示触控面400以提供较佳的感测效能，有效解决感测不佳的问题。在实际应用中，触控端面可依照表面结果信号以调整为不同形状轮廓，但不以此例为限。

请参照图5，图5为本发明的触控端的另一实施例示意图。如图5(A)、图5(B)、图5(C)及图5(D)所示，触控端面500E、触控端500F、触控端500G及触控端500H的形状分别为平面、曲面、锥面及内凹曲面。值得注意的是，触控端面500E～500H分别具有外层600A～600D，其中外层600A～600D为非导电外层或导电外层。在实际情况中，外层600A～600D可以为软薄层，其材质包含塑料或软性导体，避免显示触控面400被刮伤。

此外，在一实施例中，感测信号包含碰触感测信号，且感测单元210侦测外表面100的碰触程度以产生碰触感测信号，且信号运算单元240根据碰触感测信号产生碰触结果信号以调整外表面100的表面特性，其中表面特性包含摩擦系数或其他表面特性。

需说明的是，感测单元210系侦测握持面120的碰触程度以产生碰触感测信号，进而调整握持面120的表面特性。在实际情况中，握持面120可产生形状、摩擦系数的变化。进一步而论，握持面120包含粗糙面、平滑面或曲面，但不以此为限。接下来，本发明通过图6及图7的实施例说明其技术特征及实际功效。

请参照图6，图6为本发明的触控输入设备的另一实施例示意图。值得注意的是，握持面120包含复数个握持区域121。在实际情况中，感测单元210能够侦测各握持区域121的碰触程度以产生碰触感测信号，其中碰触感测信号包含感压信号、摩擦信号或其他感测信号。举例而论，感测单元210可以为压力传感器、摩擦力传感器或其他接触性传感器。此外，握持面120的材料较佳为可桡性材料、具弯曲性材料、韧性材料或其他变形材料，可造成形变，但不以此为限。

请参照图7，图7为本发明的手指碰触握持区域的实施例示意图。如图7(a)所示，当使用者的手指碰触握持面120的握持区域121时，感测单元210侦测各握持区域121的受压程度以产生感压信号，且信号运算单元240根据感压信号调整各该些握持区域121的形状轮廓。如图7(b)所示，手指按压部分握持区域121，则感测单元210侦测该些握持区域121的受压程度以产生感压信号至信号运算单元240。此外，信号运算单元240是根据感压信号计算受压的该些握持区域121于三轴向的坐标数值，进而产生变形信号。换言之，该变形信号较佳为三维坐标直，且三维坐标值分别为握持面120中受压的该些握持区域121坐落在X轴、Y轴及Z轴上的坐标数值。

此外，译码模块30是根据三轴向参数(变形信号)计算相符的立体坐标数值以产生表面调整信号，进而调整受压的该些握持区域121的形状轮廓。如图7(b)所示，手指施压于部分握持区域121，且该些握持区域能够依照表面调整信号产生形变，以符合人体工学。需说明的是，握持面120包含主动变形组件及被动变形组件，其中被动变形组件的材质可以为可桡性材料、具弯曲性材料、韧性材料或其他变形的电极材料。在实际情况中，主动变形组件连接于被动变形组件，且主动变形组件接收表面调整信号以带动被动变形组件变化形状。在实际情况中，该些部分握持区域121依照表面调整信号产生形变，能符合人体工学，进而提高握持舒适度。

在其他实施例中，表面结果信号更包含摩擦信号，且表面特性包含摩擦系数。当使用者的手指碰触握持面120时，感测单元210侦测各握持区域121的碰触程度以产生感测信号，且信号运算单元240产生摩擦信号以调整各握持区域121的摩擦系数。在实际情况中，触控输入设备1可通过形成复数个微颗粒(micro particle)于握持面120上，进而提高该些握持区域121的摩擦系数，使得使用者更容易握持触控输入设备1A。换句话说，握持面120通过提高握持区域的摩擦系数以避免使用者握持触控输入设备1时产生手滑，进而更容易操控触控输入设备1。

相较于现有技术，根据本发明的触控输入设备是使用感测单元产生感测信号，进而调整外表面的表面特性。在实际情况中，外表面包含笔头表面及握持表面，表面特性包含形状轮廓、表面硬度及摩擦系数。在一实施例中，触控输入设备可根据显示触控面的表面结构变化笔头表面，并根据握持表面的碰触程度调整握持面，进而提高触控输入效率并增加握持舒适度。

通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (13)

1.一种触控输入设备，其特征在于，包含：

一本体，具有一外表面，其中该外表面包覆形成一容置空间；以及

一感测模块，设置于该容置空间并包含：

一感测单元，产生一感测信号；以及

一信号运算单元，根据该感测信号产生一表面结果信号以调整该外表面的一表面特性。

2.如权利要求1所述的触控输入设备，其特征在于，该感测信号包含一表面感测信号，且该感测单元侦测一显示触控面的一表面结构以产生该表面感测信号。

3.如权利要求1所述的触控输入设备，其特征在于，该感测信号包含一角度感测信号，且该感测单元侦测该本体与一显示触控面的相对角度以产生该角度感测信号。

4.如权利要求1所述的触控输入设备，其特征在于，该感测信号包含一碰触感测信号，且该感测单元侦测该外表面的一碰触程度以产生该碰触感测信号，且该信号运算单元根据该碰触感测信号产生一碰触结果信号以调整该外表面的该表面特性。

5.如权利要求4所述的触控输入设备，其特征在于，该外表面包含：

一触控端面，接触或靠近该显示触控面，其中该感测单元耦接于该触控端面以侦测该显示触控面的该表面结构，且该信号运算单元根据该表面结果信号调整该触控端面的该表面特性。

6.如权利要求5所述的触控输入设备，其特征在于，该表面结果信号包含一变形信号，该表面特性包含一形状轮廓；该信号运算单元根据该表面结果信号调整该触控端面的该形状轮廓。

7.如权利要求6所述的触控输入设备，其特征在于，该形状轮廓包含一平面、一曲面或一锥面。

8.如权利要求6所述的触控输入设备，其特征在于，变形后的该触控端面的该形状轮廓是相符于该显示触控面的该表面结构。

9.如权利要求5所述的触控输入设备，其特征在于，该外表面更包含：

一握持面，连接该触控端面，其中该感测单元耦接该握持面并侦测该握持面的该碰触程度以产生该感测信号以调整该握持面的该表面特性。

10.如权利要求9所述的触控输入设备，其特征在于，该握持面包含复数个握持区域，且该表面结果信号包含一摩擦信号，该表面特性包含一摩擦系数；该感测单元侦测各握持区域的该碰触程度以产生该感测信号，且该信号运算单元产生该摩擦信号以调整各该些握持区域的该摩擦系数。

11.如权利要求9所述的触控输入设备，其特征在于，该握持面包含一粗糙面、一平滑面或一曲面。

12.如权利要求1所述的触控输入设备，其特征在于，进一步包含：

一信号放大单元，耦接于该感测单元与该信号运算单元之间，其中该信号放大单元放大该感测信号并传送该感测信号至该信号运算单元。

13.如权利要求1所述的触控输入设备，其特征在于，进一步包含：

一译码模块，耦接该感测模块并接收该表面结果信号，其中该译码模块根据该表面结果信号产生一表面调整信号以调整该外表面的该表面特性。