CN104808814A - 不具有主动元件的手写笔及触控面板 - Google Patents

Abstract

一种不具有主动元件的手写笔及触控面板。该不具有主动元件的手写笔包含壳体及设于壳体内的共振电路，例如LC共振电路。共振电路可操作于多个功能模式所分别相应的多个共振频率之一。

Description

不具有主动元件的手写笔及触控面板

技术领域

本发明涉及一种手写笔，特别是涉及一种不具有主动元件的手写笔。

背景技术

手写笔（stylus）经常用以辅助触控屏幕的触控操作。手写笔主要有二大类—主动式手写笔与被动式手写笔。传统主动式手写笔必须使用电池及集成电路（IC），其中集成电路由电池来提供电源。主动式手写笔发送射频（RF）信号（或电磁辐射），被触控屏幕接收以决定特定模式及触碰位置。藉此，主动式手写笔通常较重且体积庞大。

另一方面，被动式手写笔撷取发送自触控屏幕的射频信号（或电磁辐射），以撷取所需电源。因此，传统被动式手写笔不需要使用电池。所撷取电源则用以提供集成电路（IC）所需电源，该集成电路则控制发送射频信号至触控屏幕。

不管是主动式手写笔或被动式手写笔，都需要使用主动电子元件，例如集成电路，用以处理并发送信号。然而，集成电路会消耗大量的电源，因而增加相应成本。

因此亟需提出一种新颖的手写笔及相关触控面板，以避免电源消耗并降低成本。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种不具有主动元件的手写笔，使得手写笔的架构得以简化，因而大量降低成本及电源消耗。

根据本发明实施例，不具有主动元件的手写笔包含壳体及设于壳体内的共振电路。共振电路可操作于多个功能模式所分别相应的多个共振频率之一。可与该手写笔共同运作的触控面板包含多个导电通道、传送（Tx）暨接收（Rx）单元、模拟前置（AFE）单元及调制器（modulator）。传送暨接收单元依序传送Tx信号至这些导电通道，并依序从这些导电通道接收Rx信号。模拟前置单元将所接收的Rx信号转换为数字信号。调制器撷取数字信号的振幅及相位。Tx信号以跳频方式传送多个功能模式所分别相应的多个共振频率至这些导电通道。

附图说明

图1A显示的电路设于本发明实施例的不具有主动元件的手写笔的内部。

图1B显示图1A的手写笔的示意图。

图2显示本发明实施例的手写笔与触控面板共同运作的示意图。

图3例示传送Tx信号的时序图。

附图符号说明

10   共振电路

100  手写笔

11   壳体

12   笔尖

13   按钮

14   按钮

200  触控面板

21   导电通道

22   传送暨接收单元

23   模拟前置单元

24   调制器

25   中央处理单元

L₁   基本电感

C₁   基本电容

C₂   可变（第二）电容

C₃   第三电容

C₄   第四电容

SW₃  第一开关

SW₄  第二开关

具体实施方式

图1A显示的电路10设于本发明实施例的不具有主动元件（例如集成电路）的手写笔100的内部，图1B显示手写笔100的示意图。在本实施例中，共振电路10（例如电感-电容（LC）共振电路）设于手写笔100的壳体11内。共振电路10具共振频率，其值在本实施例中为可变的。当处于共振频率时，共振电路10可吸收电磁辐射并产生该共振频率的信号，其可以电磁辐射方式发射。

本实施例的共振电路10包含并联的基本电感L₁与基本（或第一）电容C₁。基本电感L₁与基本电容C₁定义基本共振频率其是根据L₁与C₁的值而决定的。

共振电路10还可包含可变电容C₂，其并联于基本电感L₁及基本电容C₁。并联的L₁/C₁/C₂定义（第一）共振频率其是根据L₁与（C₁+C₂）的值而决定的。虽然图1A中的基本电容C₁与可变电容C₂是分别显示，然而于实务上，基本电容C₁与可变电容C₂也可使用单一电容来实施。

在本实施例中，可变电容C₂的值远小于基本电容C₁的值。因此，并联的L₁/C₁/C₂可用以检测笔尖压力，其中可变（第二）电容C₂的值会根据笔尖12（图1B）的压力而改变。藉由手写笔所发射信号的相位可决定出笔尖压力的量。

共振电路10还可包含具固定值的其他电容（例如图1A所示的C₃与C₄），用以提供其他功能模式。图1A例示了二功能模式，然而手写笔还可设有更多的功能模式。如图1A所例示，共振电路10包含（第三）电容C₃，其藉由（第一）开关SW₃而与L₁/C₁/C₂并联。按钮13（设于手写笔100上）相关于擦拭模式，当按钮13被压下而使得开关SW₃闭合，则并联的L₁/C₁/C₂/C₃定义（第二）共振频率其是根据L₁与（C₁+C₂+C₃）的值而决定的。

类似的情形，如图1A所例示，共振电路10包含（第四）电容C₄，其藉由（第二）开关SW₄而与L₁/C₁/C₂并联。按钮14（设于手写笔100上）相关于右键模式，当按钮14被压下而使得开关SW₄闭合，则并联的L₁/C₁/C₂/C₄定义（第三）共振频率其是根据L₁与（C₁+C₂+C₄）的值而决定的。

图2显示本发明实施例的手写笔100与触控面板200共同运作的示意图。其中，触控面板200包含多个导电通道（或回路）21，如图示的X1、X2、X3、X4等。于运作时，传送（Tx）暨接收（Rx）单元22传送Tx信号至导电通道21，接着从同一导电通道21接收Rx信号。Tx信号的传送与Rx信号的接收是根据导电通道21的顺序（或特定顺序）而依序执行的。模拟前置（AFE）单元23将所接收的Rx信号转换为数字信号，再藉由调制器24以撷取Rx数字信号的振幅及相位。所撷取的振幅可藉由中央处理单元（CPU）25的处理以决定手写笔100的触碰位置，而所撷取的相位可藉由中央处理单元（CPU）25的处理以决定手写笔100笔尖压力。

如前所述，本实施例的共振电路10具有多种可能的共振频率，例如f₁、f₂、f₃。因此，本实施例的触控面板200可先传送频率f₁的Tx信号至所有导电通道21，接着再传送频率f₂的Tx信号至所有导电通道21，最后再传送频率f₃的Tx信号至所有导电通道21。换句话说，本实施例的Tx信号是以跳频方式来传送的。图3例示以f₁至f₃的顺序（或其他特定顺序）来传送Txn（n=1至N）信号至导电通道X1～XN的时序图。

根据上述实施例，由于共振电路10仅吸收特定共振频率的电磁辐射（或Tx信号），因而得以藉此检测到相应的功能模式。对于每一检测到的功能模式，手写笔100的触碰位置则可根据所接收的Rx信号的撷取振幅来决定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种不具有主动元件的手写笔，该手写笔包含：

一壳体；及

一共振电路，设于该壳体内，该共振电路可操作于多个功能模式所分别相应的多个共振频率之一。

2.根据权利要求1所述不具有主动元件的手写笔，其中该多个功能模式包含笔压检测模式、擦拭模式及右键模式。

3.根据权利要求1所述不具有主动元件的手写笔，其中操作于相应功能模式的该共振电路自触控面板吸收一传送信号，再发射一接收信号至该触控面板，藉此该触控面板根据该Rx信号以检测该手写笔相应的功能模式。

4.根据权利要求1所述不具有主动元件的手写笔，其中该共振电路包含一电感-电容共振电路。

5.根据权利要求4所述不具有主动元件的手写笔，其中该电感-电容共振电路包含：

一基本电感；

一第一电容；及

一可变第二电容，其电容值根据一笔尖的压力而改变，该可变第二电容的电容值远小于该第一电容的电容值；

其中该基本电感、该第一电容及该可变第二电容为并联以形成第一共振频率，其是根据该基本电感的电感值与该第一电容、该可变第二电容的电容值总和所决定的。

6.根据权利要求5所述不具有主动元件的手写笔，其中该电感-电容共振电路产生并发射一信号，其相位可被检测以决定该笔尖的压力。

7.根据权利要求5所述不具有主动元件的手写笔，还包含：

一第三电容；及

一第一开关，串联于该第三电容；

其中该串联的第三电容及该第一开关并联于该基本电感、该第一电容及该可变第二电容，当该第一开关为闭合时，形成一第二共振频率，其是根据该基本电感的电感值与该第一电容、该可变第二电容、该第三电容的电容值总和所决定的。

8.根据权利要求7所述不具有主动元件的手写笔，还包含：

一第四电容；及

一第二开关，串联于该第四电容；

其中该串联的第四电容及该第二开关并联于该基本电感、该第一电容及该可变第二电容，当该第二开关为闭合时，形成一第三共振频率，其是根据该基本电感的电感值与该第一电容、该可变第二电容、该第四电容的电容值总和所决定的。

9.一种触控面板，可与不具有主动元件的手写笔共同运作，该触控面板包含：

多个导电通道；

一传送暨接收单元，用以依序传送传送信号至这些导电通道，并依序从这些导电通道接收接收信号；

一模拟前置单元，用以将所接收的该接收信号转换为数字信号；及

一调制器，用以撷取该数字信号的振幅及相位；

其中该传送信号以跳频方式传送多个功能模式所分别相应的多个共振频率至这些导电通道。

10.根据权利要求9所述的触控面板，还包含：

一中央处理单元，用以处理该数字信号的振幅以决定该手写笔的触碰位置，并处理该数字信号的振相位以决定该手写笔的笔尖压力。

11.根据权利要求9所述的触控面板，其中该多个功能模式包含笔压检测模式、擦拭模式及右键模式。