CN202887140U

CN202887140U - 复合型触控数字板

Info

Publication number: CN202887140U
Application number: CN 201220609456
Authority: CN
Inventors: 谢嘉暐; 叶嘉瑞
Original assignee: Waltop International Corp
Current assignee: Waltop International Corp
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-11-16

Abstract

本实用新型是有关于一种复合型触控数字板。复合型触控数字板具有相邻的电磁式输入区域以及多点触控输入区域，以同时进行电磁式输入及触控输入操作，电磁式输入区域的操作模式受多点触控输入区域所控制。借由本实用新型，其兼具电磁式输入的精准定位以及电容式触控输入的直接且多样化操作。

Description

复合型触控数字板

技术领域

本实用新型是有关于一种复合型触控数字板，特别是有关于一种整合电磁式及电容感应输入的复合型触控数字板。

背景技术

取决于接触物的种类，例如使用者的手指、数字笔（digital pen）或电磁笔（stylus）等，以及接触点位置的决定方式，例如接触物操作时靠近的位置或距离等，触控或输入技术区分为电阻式（resistive-type）、电容式（capacitive-type）、电磁式（electromagnetic-type）及红外线式（infrared-type）等触控技术。

电容式触控输入技术是使用位于感应表面下可储存电荷的感应层，而位于感应表面下感应层周边的感应电路施加电场于触控面板表面，并形成电容。电容式触控输入技术包含表面式与投射式触控输入技术。表面式电容触控输入技术使用被动式触控源，例如使用者的手指或可传导电荷的金属棒装置。被动式电容触控输入技术的运作原理为，当触控源接触感应表面时，触控源与位于感应层周边的感应器之间将产生电流。不同感应层周边的感应器产生的电流差异可用于计算触控点位于感应表面的位置。由于表面式触控面板必须以导体才能有效运作，当使用非导电装置例如使用者戴手套或非导体触控笔（stylus）时，被动式触控输入的运作效果并无法工作。投射式电容触控输入技术的运作原理则为，当使用者带有微量静电的手指接近触控面板的发射电极时，会使接收电极所侦测到电容值出现明显的改变，借由触控面板的IC处理信号之后，并根据振幅值使用内插运算后，可将前述所提的电容值的改变量，换算成手指的坐标数据。不过，此种投射式电容技术，也是具有当使用者戴上绝缘手套或使用非导体触控笔（stylus）时，会无法工作的缺点。

电磁式触控输入技术的运作原理主要是以具有多条沿轴向分布的感应天线回路或线圈的电路板，搭配可发出电磁信号的电磁笔以进行输入动作。因此电磁式输入装置的感应平面由天线回路或感应线圈构成。而天线回路或感应线圈布局在输入装置的工作表面下。电磁笔进行操作时，电磁笔的坐标位置借由电磁笔内振荡电路与天线或感应线圈之间传送的电磁波经信号处理与计算而获得。

不过目前电磁式输入技术与电容式触控输入技术分别都有各自的优缺点。举例来说，电磁式输入技术的优点可以做到精准的定位，但缺点则是必需要有特定的电磁笔才可以操作，如果使用者直接用手指或是其他的棒状物作点选，并不会有任何反应。电容式触控输入技术的优点是可以让使用者直接以手指进行输入操作并可进行多点触控输入。多点式触控可利用手势变化进行多样化的操作，并根据特有的对应动作，可产生多种应用。但是多点触控输入的精确度是取决于电容式触控面板的发射及接收电极的布局密度及触控IC内建的模拟数字转换器的有效阶度，因此无法做到精准的定位。因此，若能将两种输入技术整合，即可兼具两种输入方式的优点。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种复合型触控数字板，使数字板兼具电磁式输入的精准定位以及电容式触控输入的直接且多样化操作的优点。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型一种复合型触控数字板，包含外壳、控制单元、电磁感应单元及触控感应单元。外壳包含感应表面，感应表面包含相邻的电磁感应区与触控感应区。电磁感应单元包含位于电磁感应区下方并连接控制单元的电磁感应回路，以与电磁笔进行电磁输入操作。触控感应单元包含位于触控感应区下方并连接控制单元的多个感应电极，以进行触控输入操作。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其中该触控感应单元包含电容式触控感应单元。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其更包含两个位于该电磁感应区与该触控感应区之间的指示灯，分别用于指示该电磁感应区与该触控感应区的运作状态。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其中该触控感应单元包含多点触控感应单元。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其中该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项内建于该复合型触控数字板，包含该电磁笔轨迹线条的粗细、线条的颜色、线条的浓淡以及笔迹模式。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其中该笔迹模式包含铅笔、圆珠笔、蜡笔、钢笔及毛笔笔迹模式。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其中该预先内建指定该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项对应该触控感应单元的触控方式。

本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现的。本实用新型一种复合型触控数字板，包含外壳、控制单元、电磁感应单元及触控感应单元。外壳包含电磁感应表面与触控感应表面，电磁感应表面与触控感应表面系以隔框隔开。电磁感应单元包含位于电磁感应表面下方并连接控制单元的电磁感应回路，以与电磁笔进行电磁输入操作。触控感应单元包含位于触控感应表面下方并连接控制单元的多个感应电极，以进行触控输入操作。

较佳的，前述的复合型触控数字板，其更包含位于该隔框的指示灯。

借由上述技术方案，本实用新型复合型触控数字板至少具有下列优点及有益效果：本实用新型兼具电磁式输入的精准定位以及电容式触控输入的直接且多样化操作。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1显示本实用新型实施例的复合型触控数字板的功能方框图。

图2显示本实用新型的复合型触控数字板的实施例。

图3显示本实用新型的复合型触控数字板的另一实施例。

图4显示本实用新型的复合型触控数字板的感应电极数组的实施例。

图5A与图5B分别显示本实用新型的复合型触控数字板的沿X与Y轴方向排列的电磁感应回路的实施例。

【主要元件符号说明】

102：控制单元 104：电磁感应单元

106：触控感应单元 108：电磁笔

202：电磁感应区 204：触控感应区

302：电磁感应表面 304：触控感应表面

402：感应电极数组 404：感应电极

502：电磁感应回路 504：电磁感应回路

具体实施方式

本实用新型的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本实用新型还可以广泛地在其他的实施例施行，且本实用新型的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本实用新型，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

图1显示本实用新型实施例的复合型触控数字板的功能方框图。在本实用新型的实施例中，数字板包含控制单元102、电磁感应单元104、触控感应单元106，并以电磁笔108进行电磁输入操作。

在本实用新型的实施例中，控制单元102包含微控制器(Micro-controller Unit，MCU)，但不限于微控制器。电磁感应单元104包含由多个沿X与Y轴方向排列且彼此平行部分重叠的导体天线（antenna）或感应线圈（sensor coil）构成的电磁感应回路。每一个天线或线圈的一端连接至开关（switch），而天线或线圈的另一端则连接至接地点（COM）。控制单元102则通过选择电路（selecting circuit）控制开关。

电磁感应单元104的天线或感应线圈用于发射电磁信号至电磁笔108，并接收电磁笔108所发射的电磁信号以决定电磁笔108的坐标位置。控制单元102通过电磁感应单元104的选择电路选择电磁感应回路的天线或感应线圈，通过开启连接天线或感应线圈的开关，可对电磁感应回路的天线或感应线圈进行扫描以及电磁信号的传送与接收，以计算电磁笔108的坐标位置。电磁感应单元104更包含信号放大电路（signal amplifier）、频率侦测电路（Frequency counter）与模拟数字转换电路（analog to digitalconverter）以及滤波、整流等电路。电磁感应单元1 04并不限于前述者，凡其他未脱离本发明所揭示精神的各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内。

在本实用新型的实施例中，电磁笔108则包含电感电容振荡电路。电感电容振荡电路的电感包含有铁心（ferrite core）以及缠绕的金属线圈，金属线圈则连接至振荡电路。振荡电路频率的变化通常借由改变电容值或电感值达成，电磁笔108的振荡电路中电容或电感何者为可变或可调整可依据需求决定。

在本实用新型的实施例中，触控感应单元106为电容式触控感应单元。电容式触控感应单元包含多个感应电极（detection electrode）及连接感应电极至控制单元102的导体线路。感应电极排列组成感应侦测区域，当接触物例如使用者手指接近或接触感应电极时，使用者手指与感应电极之间即构成电容。使用者手指位于感应侦测区域上的位置即接近或接触的感应电极的位置，而感应电极的电容值则因使用者手指与感应电极之间的电容而改变。控制单元102侦测感应电极的电容值变化，并由控制单元102计算使用者手指位于感应侦测区域上的位置。

图2显示本实用新型的复合型触控数字板的实施例。在此实施例中，复合型触控数字板具有外壳，外壳包含单一表面或全平面的感应表面，并区分为电磁感应区202与触控感应区204。复合型触控数字板更包含两个指示灯206与208，位于电磁感应区202与触控感应区204之间，分别用于指示电磁感应区202与触控感应区204的运作状态。指示灯206与208包含不同颜色的发光二极管(LED)指示灯，但不限于此。电磁感应区202表面下方具有由多个沿X与Y轴方向排列且彼此平行部分重叠的导体天线或感应线圈构成的电磁感应回路，而触控感应区204表面下方则具有多个感应电极。

图3显示本实用新型的复合型触控数字板的另一实施例。在此实施例中，复合型触控数字板具有外壳，外壳包含两个感应表面，即电磁感应表面302与触控感应表面304，其中以隔框隔开。复合型触控数字板更包含指示灯306，位于电磁感应表面302与触控感应表面304之间的隔框上，用于指示电磁感应表面302与触控感应表面304的运作状态。指示灯306包含发光二极管(LED)指示灯，但不限于此。电磁感应表面302下方具有由多个沿X与Y轴方向排列且彼此平行部分重叠的导体天线或感应线圈构成的电磁感应回路，而触控感应表面304下方则具有多个感应电极。

图4显示本实用新型的复合型触控数字板的感应电极数组的实施例。电容感应电极数组402包含多个感应电极404，图4同时显示连接感应电极404至控制单元的导体线路。图4中相邻两行感应电极404交错分布且分别由沿X/Y轴方向导线串联。图4感应电极数组402下方及右侧则仅显示部分导线走线。上述感应电极及导体线路分布仅为范例，其他未脱离本发明所揭示精神的各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内。

图5A与图5B分别显示本实用新型的复合型触控数字板的沿X与Y轴方向排列的电磁感应回路的实施例。图5A所示为由多个沿X轴方向排列且彼此平行部分重叠的导体天线或感应线圈组成的电磁感应回路502。在本实用新型的实施例中，每一个沿X轴方向排列的导体天线或感应线圈中的相对且平行的线段并非位于同一平面上，而是分别位于电路板的两面上，通过穿透电路板的贯孔相连。图5A中电磁感应回路502右侧为连接导体天线或感应线圈至开关的导线。图5B所示为由多个沿Y轴方向排列且彼此平行部分重叠的导体天线或感应线圈组成的电磁感应回路504。每一个沿Y轴方向排列的导体天线或感应线圈中的相对且平行的线段并非位于同一平面上，而是分别位于电路板的两面上，通过穿透电路板的贯孔相连。图5B中电磁感应回路504右侧为连接导体天线或感应线圈至开关的导线。

在本实用新型的实施例中，图1所示的触控感应单元106包含多点触控感应单元，具有多点触控功能。控制单元102通过适当的固件或软件驱动程序驱动触控感应单元106执行多点触控功能。当本实用新型的复合型触控数字板连接至主机，例如一个人电脑或笔记型电脑，触控感应单元106可用于控制游标、点选操作由主机执行应用程序的使用者介面。当主机执行本实用新型的复合型触控数字板的控制程序时，在使用电磁笔108与电磁感应单元104进行书写或绘图等输入操作时，触控感应单元106可用于同步执行点选电磁感应单元104与电磁笔108模式选择。在本实用新型的实施例中，电磁笔108与电磁感应单元104的操作模式选择内建于复合型触控数字板，利用触控感应单元106的多点触控功能以及预先内建的固件程序，可将触控感应单元106的触控方式指定为电磁笔108与电磁感应单元104的操作模式选择。电磁笔108与电磁感应单元104的操作模式选项包含电磁笔轨迹线条的粗细、线条的颜色、线条的浓淡以及笔迹模式等。笔迹模式包含铅笔、圆珠笔、蜡笔、钢笔及毛笔笔迹模式。触控感应单元106的触控方式包含单一触控动作或多重触控动作及其触控动作方向等，例如单指操作与多指操作及其操作方向。借由预先内建指定电磁笔108与电磁感应单元104的操作模式选项对应触控感应单元106的触控方式，可让使用者直接以触控感应单元106利用各种触控动作控制或选择电磁笔108与电磁感应单元104的操作模式。

以图2或图3所示的复合型触控数字板为例，当使用电磁笔在电磁感应区202或电磁感应表面302进行书写或绘图等输入操作时，使用者可利用触控感应区204或触控感应表面304，以预先内建对应于电磁笔与电磁感应单元操作模式选项的触控动作选择包含电磁笔轨迹线条粗细、线条颜色、线条浓淡以及笔迹模式等操作模式选项。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种复合型触控数字板，其特征在于其包含：

外壳，该外壳包含感应表面，该感应表面包含相邻的电磁感应区与触控感应区；

控制单元；

电磁感应单元，该电磁感应单元包含位于该电磁感应区下方并连接该控制单元的电磁感应回路；及

触控感应单元，该触控感应单元包含位于该触控感应区下方并连接该控制单元的多个感应电极。

2.如权利要求1所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该触控感应单元包含电容式触控感应单元。

3.如权利要求1所述的复合型触控数字板，其特征在于，其更包含两个位于该电磁感应区与该触控感应区之间的指示灯。

4.如权利要求1所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该触控感应单元包含多点触控感应单元。

5.如权利要求1所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项内建于该复合型触控数字板，包含该电磁笔轨迹线条的粗细、线条的颜色、线条的浓淡以及笔迹模式。

6.如权利要求5所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该笔迹模式包含铅笔、圆珠笔、蜡笔、钢笔及毛笔笔迹模式。

7.如权利要求5所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该预先内建指定该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项对应该触控感应单元的触控方式。

8.一种复合型触控数字板，其特征在于其包含：

外壳，该外壳包含电磁感应表面与触控感应表面，该电磁感应表面与该触控感应表面以隔框隔开；

控制单元；

电磁感应单元，该电磁感应单元包含位于该电磁感应表面下方并连接该控制单元的电磁感应回路；及

触控感应单元，该触控感应单元包含位于该触控感应表面下方并连接该控制单元的多个感应电极。

9.如权利要求8所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该触控感应单元包含电容式触控感应单元。

10.如权利要求8所述的复合型触控数字板，其特征在于，其更包含位于该隔框的指示灯。

11.如权利要求8所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该触控感应单元包含多点触控感应单元。

12.如权利要求8所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项内建于该复合型触控数字板，包含该电磁笔轨迹线条的粗细、线条的颜色、线条的浓淡以及笔迹模式。

13.如权利要求12所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该笔迹模式包含铅笔、圆珠笔、蜡笔、钢笔及毛笔笔迹模式。

14.如权利要求13所述的复合型触控数字板，其特征在于，其中该预先内建指定该电磁笔与该电磁感应单元的操作模式选项对应该触控感应单元的触控方式。