CN202600616U - 感压指标控制装置 - Google Patents

Abstract

一种感压指标控制装置，包括本体部以及弹性接触部。弹性接触部从本体部的一端延伸而出，且弹性接触部包括容置槽以及配置于容置槽内的距离感测单元。当弹性接触部受力时产生形变，距离感测单元感测弹性接触部的形变，并据以输出压力感测信号。感压指标控制装置能通过感测弹性接触部的形变来得知本身的受力程度，而输出代表笔压强度的压力感测信号。

Description

感压指标控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种指标控制装置，特别涉及一种感压指标控制装置。

背景技术

一般常见的计算机装置例如笔记型计算机、台式计算机或是个人数字助理装置等，常采用鼠标或是触控面板作为控制指标(cursor，也称为游标)的控制装置。其中触控面板常搭配触控笔来控制指标，也可供使用者以手写方式输入文字数据或是图形数据。由于使用者能以一般书写笔的方式来使用，因此触控面板以及触控笔在操作上的舒适度及灵活性均优于传统鼠标。

也有业者开发出不需配合触控面板便能使用的触控笔，这种触控笔可发光并使用桌面或是其他物体的表面作为反射面，再接收反射光进行定位。但是欲接收的反射光容易受到环境光(ambient light，又称为周围光)的干扰；不同反射面所具有的不同反光系数也会大幅影响到触控笔的效能。

此外，传统的触控笔无法辨识出使用者所施加的笔触压力。虽然能让使用者进行手写输入，但是并无法达到如毛笔或画笔的触感。于绘图应用中，也无法让使用者通过改变笔触压力而达到改变线条粗细的效果。

实用新型内容

为了解决上述传统触控笔具有易受环境干扰而失准且无法辨识笔压的问题，提出一种感压指标控制装置。感压指标控制装置包括一本体部以及一弹性接触部。弹性接触部从本体部的一端延伸而出，且弹性接触部包括一容置槽以及配置于容置槽内的一距离感测单元。当弹性接触部受力时产生形变，距离感测单元感测弹性接触部的形变，并据以输出一压力感测信号。

为达上述目的，本实用新型提供一种感压指标控制装置，包括：

一本体部；以及

一弹性接触部，从该本体部的一端延伸而出，该弹性接触部包括一容置槽以及配置于该容置槽内的一距离感测单元，当该弹性接触部受力时产生形变，该距离感测单元感测该弹性接触部的形变，并据以输出一压力感测信号。

上述的感压指标控制装置，其中该本体部具有接触于该弹性接触部的一接触面，该容置槽具有与该接触面相对的一第一面，该容置槽并具有环绕该第一面且介于该接触面和该第一面之间的一弹性壁，该接触面、该第一面以及该弹性壁形成该容置槽中的一容置空间；当该弹性接触部受力时，该第一面或该弹性壁产生形变，而该距离感测单元配置于该接触面且朝向该第一面，以感测该距离感测单元到该第一面之间的一感测距离，并依据该感测距离输出该压力感测信号，其中该感测距离因该第一面或该弹性壁的形变而产生变化。

上述的感压指标控制装置，其中该压力感测信号为一电压信号，且该电压信号的强度与该感测距离的长度成反比。

上述的感压指标控制装置，其中该距离感测单元为一红外线收发器、一霍尔感测器、一激光收发器或是一超音波收发器。

上述的感压指标控制装置，其中该距离感测单元为一红外线收发器，且该红外线收发器包括：

一红外线发射器，用以朝向该第一面发出一红外线；以及

一影像接收器，与该红外线发射器成对，用以接收被该第一面反射的该红外线。

上述的感压指标控制装置，其中另包括：

一微控制单元，电性连接于该距离感测单元，接收该压力感测信号，并将该压力感测信号转换成一输出信号；以及

一传输单元，电性连接于该微控制单元，以无线或有线的方式将该输出信号传出。

上述的感压指标控制装置，其中该微控制单元包括：

一模拟数字转换器，用以接收该压力感测信号，并将该压力感测信号转换成该输出信号。

上述的感压指标控制装置，其中该微控制单元通过一内部整合电路总线将该输出信号传送给该传输单元。

上述的感压指标控制装置，其中另包括：

一电池，电性连接于该微控制单元，用以提供电力给该微控制单元；以及

一充电线路，电性连接于该电池，用以将该电池充电。

上述的感压指标控制装置，其中该本体部为一中空笔杆，且该微控制单元、该传输单元、该电池以及该充电线路配置于该中空笔杆之中。

综上所述，感压指标控制装置能进行指标控制，并检测弹性接触部的形变而据以输出代表笔压强度的压力感测信号。且距离感测单元以及作为反射面的第一面都被配置于容置槽内，因此感测笔压的效能不会被外界的环境光或湿度等因素所影响。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为一实施范例的感压指标控制装置的示意图；

图2A为一实施范例的触控面板的示意图；

图2B为一实施范例的触控面板的示意图；

图3A为一实施范例的弹性接触部的示意图；

图3B为一实施范例的弹性接触部的受力示意图；

图4为一实施范例的距离感测单元的示意图；

图5为一实施范例的距离-电压关系示意图；

图6为一实施范例的感压指标控制装置的方框图。

其中，附图标记

10  感压指标控制装置

20  本体部

21  接触面

22  挡板

24  微控制单元

242 模拟数字转换器

244 内部整合电路总线

25  传输单元

26  电池

27  充电线路

30  弹性接触部

32  容置槽

322 第一面

324 弹性壁

34  距离感测单元

342 红外线发射器

344 影像接收器

40  触控面板

50  距离-电压关系曲线

60  计算机装置

62  驱动程序

64  操作系统

66  应用程序

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。

本实用新型提供一种感压指标控制装置，能配合一触控面板对一计算机装置的一指标(cursor，也称为游标)进行指标控制。请参照图1，其是为一实施范例的感压指标控制装置的示意图。

感压指标控制装置包括一本体部20以及一弹性接触部30，其中弹性接触部30从本体部20的一端延伸而出。使用者可令感压指标控制装置的弹性接触部30抵靠于触控面板40的表面并在表面移动，以进行指标控制。

举例而言，触控面板40可以是电容式触控面板，而感压指标控制装置可以是电容式触控面板的触控笔。本体部20可以是一中空笔杆，弹性接触部30则可以以黏着、嵌合或卡扣等方式与本体部20结合；但本体部20与弹性接触部30也可以是一体成形。弹性接触部30的材质可以是导电橡胶或导电泡棉，以使电容式触控面板利用会导电的弹性接触部30产生微小的电流并据以进行定位。

弹性接触部30包括一容置槽32以及一距离感测单元34，其中距离感测单元34配置于容置槽32内。使用者将弹性接触部30抵靠于触控面板40的表面时，弹性接触部30会受力并产生形变。而当弹性接触部30中的容置槽32因受力产生形变时，距离感测单元34感测弹性接触部30的形变，并据以输出一压力感测信号。

触控面板40可以是笔记型计算机(notebook computer)、平板计算机(tabletcomputer)、手机或相机等计算机装置60的触控屏幕，如图2A所示。触控面板40也可以是手写板或是绘图板等与计算机装置60外接的输入周边装置，如图2B所示。触控面板40能够感测感压指标控制装置的座标，并以无线或有线的方式传送给计算机装置60。

接着请参照图3A、图3B以及图4，其分别为一实施范例的弹性接触部的示意图、弹性接触部的受力示意图，以及距离感测单元的示意图。

容置槽32可以是立方体形或圆柱形，但并不限于此。本体部20可具有接触于弹性接触部30的一接触面21。容置槽32的可具有与接触面21相对的一第一面322，容置槽32并可具有环绕第一面322且介于接触面21与第一面322之间的一弹性壁324。接触面21、第一面322以及弹性壁324形成容置槽32中的一容置空间。距离感测单元34配置于接触面21且朝向第一面322，以感测距离感测单元34到第一面322之间的一感测距离。

根据一实施范例，本体部20可包括一挡板22，配置于本体部20与弹性接触部30之间。弹性接触部30在与接触面21接触的平面形成容置槽32的一开口，开口可被挡板22覆盖。而距离感测单元34可以配置在挡板22的接触面21上，且朝向第一面322。

距离感测单元34可以是一红外线收发器、一霍尔感测器(hall sensor)、一激光收发器或是一超音波收发器。

当距离感测单元34是红外线收发器时，红外线收发器(距离感测单元34)可包括一红外线发射器342以及一影像接收器344。红外线发射器342与影像接收器344成对。红外线发射器342与影像接收器344可以都配置于接触面21上，且容置于容置槽32的容置空间之中。红外线发射器342例如可以是一发光二极管(light emitting diode，LED)。红外线发射器342可朝向第一面322发出一红外线，而红外线会被第一面322所反射。影像接收器344则可接收被第一面322反射的红外线，再据以计算得到距离感测单元34到第一面322之间的感测距离。

类似地，也可将激光发射器、超音波发射器或是霍尔感测器设置于接触面21上，并将激光接收器、超音波接收器或是磁铁设置于第一面322；也可将激光发射器、超音波发射器或是霍尔感测器设置于上第一面322，并将激光接收器、超音波接收器或是磁铁设置于接触面21；以计算得到距离感测单元34到第一面322之间的感测距离。

根据一实施范例，压力感测信号可以是一电压信号。而影像接收器344计算得到感测距离后，依据感测距离输出电压信号Vout作为压力感测信号。且输出的电压信号Vout会随着感测距离的不同而改变。如照图5所示的距离-电压关系曲线50，在特定区间之内电压信号的强度可以与感测距离的长度成反比。

当弹性接触部30抵靠于触控面板40而受力时，弹性接触部30会在本体部20的挡板22与触控面板40之间被挤压，如图3B所示。第一面322或弹性壁324可能受到来自上方以及下方的外力挤压而产生形变。依据使用者握持本体部20的方式以及使用者的书写习惯，弹性接触部30也可能受到具有水平分量的外力并产生形变，进而使得第一面322或弹性壁324也产生形变。由于第一面322或弹性壁324的形变会使得距离感测单元34到第一面322之间的距离改变，因此距离感测单元34能够通过感测距离的改变而查知形变以及形变的大小，并依据感测距离输出压力感测信号。

例如当弹性接触部30未受力时(如图3A)，距离感测单元34感测到的感测距离D1为容置槽32的原始深度。但是当弹性接触部30因压力向内部挤压而使得弹性壁324变形时(如图3B)，容置槽32的深度变浅。因此弹性接触部30受力时的感测距离D2小于未受力时的感测距离D1。弹性接触部30受到的外力越大，产生的形变越大，检测距离也越短，而输出的电压信号的电压值越大。

由于距离感测单元34的所有元件(例如红外线发射器342、影像接收器344)与作为反射面的第一面322都被包装于容置空间之中，因此检测形变程度时不会受到环境光(ambient light)或是具有不同反光系数的反光面所干扰。

除了本体部20以及弹性接触部30之外，感压指标控制装置可具有一微控制单元(micro control unit，MCU)、一传输单元、一电池或是一充电线路。且当本体部20是中空笔杆时，MCU、传输单元、电池或是充电线路都可被配置于中空笔杆之中。请参照图6，其为一实施范例的感压指标控制装置的方框图。

MCU 24可电性连接于距离感测单元34。MCU 24可接收压力感测信号，并将压力感测信号转换成一输出信号。其中输出信号可代表弹性接触部30形变的程度，间接代表使用者施力于感压指标控制装置10的程度。且MCU 24可包括一模拟数字转换器(A/D converter)242，并利用模拟数字转换器242接收压力感测信号，再将压力感测信号转换成输出信号。

传输单元25可电性连接于MCU 24，更详细地说，MCU 24可通过一内部整合电路总线(Inter-Integrated Circuit bus，I2C bus)244将输出信号传送给传输单元25。传输单元25收到输出信号后，可将其包装成封包(package)，再以无线或有线的方式将输出信号传出去给计算机装置60。

计算机装置60可包括一驱动程序62、一操作系统64以及至少一应用程序66。驱动程序62可以是针对感压指标控制装置10，以接收输出信号。但驱动程序62也可以同时针对感压指标控制装置10以及触控面板40。换句话说，传输单元25可以直接将输出信号传给计算机装置60；也可以先将输出信号传给触控面板40，再由触控面板40输出信号传给计算机装置60。触控面板40能感测感压指标控制装置10的座标，并统合座标的数据以及从传输单元25接收的输出信号，再将座标的数据以及输出信号传送给计算机装置60。

而计算机装置60的操作系统64通过驱动程序62接收到座标的数据或输出信号之后，可以据以控制指标的移动或点击等操作。操作系统64也可将座标的数据或输出信号传给应用程序66，以依据应用程序66对于各种指标操作的定义作出反应。举例而言，应用程序66可以是一绘图软件，并依据输出信号得知笔压大小，而产生类似画笔或毛笔的书写效果。

感压指标控制装置10的电池26可连接于MCU 24，以提供电力给MCU24。充电线路27则可电性连接于电池26，以将电池26充电。充电线路27可以以有线或无线的方式获得电力，并提供给电池26。

根据一实施范例，触控面板40可以是电阻式触控面板，而感压指标控制装置10可以是电阻式触控面板的触控笔。感压指标控制装置10可另包括一笔尖部，且弹性接触部30配置于本体部20与笔尖部之间。笔尖部的硬度较高，并可在接触电阻式触控面板时将电阻式触控面板表层的两导电层压在一起，以使电阻式触控面板利用据以进行定位。当使用者将感压指标控制装置10抵压于触控面板40的表面时，弹性接触部30会在本体部20以及笔尖部之间产生形变；因此距离感测单元34能感测弹性接触部30的形变，并据以输出压力感测信号。

综上所述，感压指标控制装置能配合触控板进行指标控制。感压指标控制装置并能通过感测弹性接触部的形变来得知本身的受力程度，而输出代表笔压强度的压力感测信号，再输出给计算机装置。如此一来，使用者能够书写出具有粗细差异的线条，应用程序也可依据笔压强弱来模拟毛笔祸或是彩笔等不同笔触。且由于距离感测单元以及作为反射面的第一面都被配置于不受环境光或外界湿度影响的容置槽内，因此感测的效能十分稳定，而不会被外界影响。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种感压指标控制装置，其特征在于，包括：

一本体部；以及

一弹性接触部，从该本体部的一端延伸而出，该弹性接触部包括一容置槽以及配置于该容置槽内的一距离感测单元，当该弹性接触部受力时产生形变，该距离感测单元感测该弹性接触部的形变，并据以输出一压力感测信号。

2.根据权利要求1所述的感压指标控制装置，其特征在于，该本体部具有接触于该弹性接触部的一接触面，该容置槽具有与该接触面相对的一第一面，该容置槽并具有环绕该第一面且介于该接触面和该第一面之间的一弹性壁，该接触面、该第一面以及该弹性壁形成该容置槽中的一容置空间；当该弹性接触部受力时，该第一面或该弹性壁产生形变，而该距离感测单元配置于该接触面且朝向该第一面，以感测该距离感测单元到该第一面之间的一感测距离，并依据该感测距离输出该压力感测信号，其中该感测距离因该第一面或该弹性壁的形变而产生变化。

3.根据权利要求2所述的感压指标控制装置，其特征在于，该压力感测信号为一电压信号，且该电压信号的强度与该感测距离的长度成反比。

4.根据权利要求2所述的感压指标控制装置，其特征在于，该距离感测单元为一红外线收发器、一霍尔感测器、一激光收发器或是一超音波收发器。

5.根据权利要求2所述的感压指标控制装置，其特征在于，该距离感测单元为一红外线收发器，且该红外线收发器包括：

一红外线发射器，用以朝向该第一面发出一红外线；以及

一影像接收器，与该红外线发射器成对，用以接收被该第一面反射的该红外线。

6.根据权利要求1所述的感压指标控制装置，其特征在于，另包括：

一微控制单元，电性连接于该距离感测单元，接收该压力感测信号，并将该压力感测信号转换成一输出信号；以及

一传输单元，电性连接于该微控制单元，以无线或有线的方式将该输出信号传出。

7.根据权利要求6所述的感压指标控制装置，其特征在于，该微控制单元包括：

一模拟数字转换器，用以接收该压力感测信号，并将该压力感测信号转换成该输出信号。

8.根据权利要求6所述的感压指标控制装置，其特征在于，该微控制单元通过一内部整合电路总线将该输出信号传送给该传输单元。

9.根据权利要求6所述的感压指标控制装置，其特征在于，另包括：

一电池，电性连接于该微控制单元，用以提供电力给该微控制单元；以及

一充电线路，电性连接于该电池，用以将该电池充电。

10.根据权利要求9所述的感压指标控制装置，其特征在于，该本体部为一中空笔杆，且该微控制单元、该传输单元、该电池以及该充电线路配置于该中空笔杆之中。

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