CN203502948U - 触摸输入系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的触摸输入系统包括一触摸面板、一导电线圈、及一电磁笔。所述触摸面板具有一感应区域以及一边缘区域。所述导电线圈设置于所述触摸面板上，所述导电线圈具有由一导体线所绕成的多匝线路，所述多匝线路位于所述边缘区域且环绕于所述感应区域。所述电磁笔用于传送一电磁信号至所述导电线圈，以进行触控压力的感测，其中所述电磁笔包括一笔尖，所述笔尖用于接触所述感应区域以进行位置感测，且所述笔尖为导体。本实用新型通过一具有导体笔尖的电磁笔于一绕有导电线圈的触摸面板进行触摸输入，可达到触控的高精准度以及可随下笔力道大小而呈现对应的线条粗细的效果。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种触摸输入系统，特别涉及一种可同时侦测触摸位置及压力的触摸输入系统。
【背景技术】
触控技术依感应原理可分为电阻式(Resistive)、电容式(Capacitive)、音波式(Surface Acoustic Wave)及光学式(Optics)等，随着使用的便利性及多点触控的需求，使用手指输入的电容式触控技术已成为目前电子产品的触控解决方案的主流。
电容式触摸面板是利用在基板的表面镀上一层透明的金属电极图案，此基板的材质不限定是硬性或软质的。当手指接近或触碰此触摸面板时，手指因为属导体且带有静电，因此手指会与金属电极图案会形成一耦合电容，此时触摸面板在触碰点上的电极的静电电容量就会发生变化，进而使得所述电极的电压或电流发生改善。再经由比较相邻电极的电压差异，触控点的位置就可被计算出来。
然而，使用手指输入虽然方便，但如要在触摸屏幕上描绘出不同粗细的线条，或是针对精细位置之间的触摸辨识，透过手指显然难以达到上述要求。因此，为了增加触控的精准度，而有采用 触控笔的方案被提出。然而，现有的常见的电容式触控笔其原理大多是在金属笔管前缘设置一导电塑料或导电橡胶材质的笔尖，其虽然可比使用手指输入达到较精准的触控，但电容式触控笔却无法根据下笔力道的大小而于屏幕上呈现对应的线条粗细，仍有使用上的缺憾。
【发明内容】
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种触摸输入系统，其可透过一具有导体笔尖的电磁笔于一绕有导电线圈的触摸面板进行触摸输入，则可达到触控的高精准度以及可随下笔力道大小而呈现对应的线条粗细。
为达成上述目的，本实用新型提供的触摸输入系统包括一触摸面板、一导电线圈、及一电磁笔。所述触摸面板具有一感应区域以及一边缘区域。所述导电线圈设置于所述触摸面板上，所述导电线圈具有由一导体线所绕成的多匝线路，所述多匝线路位于所述边缘区域且环绕于所述感应区域。所述电磁笔用于传送一电磁信号至所述导电线圈，以进行触控压力的感测，其中所述电磁笔，此电磁笔包括一笔尖，所述笔尖用于接触所述感应区域以进行位置感测，且所述笔尖为导体。同时，所述电磁笔具有多个按键及笔尖的压力感应结构，因此可随着使用者对电磁笔书写力道而改变内部电路的振荡频率。在其它实施例中，所述导电线圈可设置于所述触摸面板的所述感应区域下方。
在一优选实施例中，所述触摸面板包括一电容式触摸面板。此外，所述导体线是由透明导电材质制成，或者是由铜、银、金、 或铝制成。
在一优选实施例中，所述多匝线路介于3匝至10匝之间。在此实施例中，所述多匝线路之间的间距相等。在其它实施例中，所述多匝线路之间的间距沿着远离所述感应区域方向逐渐变大，或者逐渐缩小。
在一优选实施例中，所述触摸输入系统进一步包括一微控制器。所述微控制器电性连接于所述导电线圈，所述微控制器控制所述导电线圈传送一电磁能量至所述电磁笔，且所述微控制器切换所述导电线圈以接收所述电磁笔发射的所述电磁信号，其中所述电磁笔为一无电池电磁笔。
相较于现有技术，本实用新型采用具有导体笔尖的电磁笔来与电容式触摸面板接触，以达到触控的高精准度。另外，透过绕在触摸面板上的导电线圈来接收所搭配的所述电磁笔的电磁信号，经由计算所述电磁信号的频率，便可视为笔尖的压感阶度，精确地达到侦测下笔力道大小的目的。
为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，下文将举出实施例来加以说明，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1绘示本实用新型的第一优选实施例的触摸输入系统的示意方块图；
图2A绘示本实用新型的一实施例的导电线圈示意图；
图2B绘示本实用新型的一实施例的导电线圈示意图；
图2C绘示本实用新型的一实施例的导电线圈示意图；
图3绘示本实用新型的第一优选实施例的另一实施态样的示意方块图；
图4绘示本实用新型的第一优选实施例的再另一实施态样的示意方块图；
图5绘示本实用新型的第一优选实施例的再另一实施态样的示意方块图；
图6绘示本实用新型的第二优选实施例的触摸输入系统的示意方块图；及
图7绘示本实用新型的第二优选实施例的另一实施态样的示意方块图。
【具体实施方式】
本实用新型的数个优选实施例借助所附图式与下面的说明作详细描述，在不同的图式中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
请参照图1，图1绘示本实用新型的第一优选实施例的触摸输入系统的示意方块图，为了清楚说明，本实施例的触摸输入系统100是以虚线表示。所述触摸输入系统100包括一触摸面板120、一导电线圈140、一电磁笔160。所述触摸面板120具有一感应区域122以及一边缘区域124。在此优选实施例中，所述触摸面板120为一电容式触摸面板，且所述感应区域122上镀有透明的金属电极图案（图未示），其材质优选为氧化铟锡(ITO)、 氧化铟锌(IZO)、或纳米碳管(Carbon Nanotube)。
如图1所示，所述导电线圈140设置于所述触摸面板120上，所述导电线圈140具有由一导体线142所绕成的多匝线路，所述多匝线路位于所述边缘区域124且环绕于所述感应区域122。优选地，所述导体线142是由透明导电材质制成。在此实施例中，所述透明导电材质包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、或纳米碳管(Carbon Nanotube)。值得一提的是，所述导体线142可于上述电容式触摸面板的制作流程中与金属电极图案一同形成，无须额外制作流程以减少成本。据此，所述导体线142与金属电极图案的材质相同，且位于同样基板上。考虑到导电线圈140的内阻，本实用新型的导体线142亦可由不同于金属电极图案的材质所构成。举例而言，所述导体线142是以铜、银、金、铝等金属制成。
以下将详细说明所述导电线圈140的具体结构，请参照图2A至图2C，图2A至图2C分别绘示本实用新型的一实施例的导电线圈140示意图。所述导电线圈140的所述多匝线路优选介于3匝至10匝之间。在这些实施例中，所述导体线142是环绕4匝，然而本实用新型并不限导体线142的匝数。
如图2A所示，在所述第一实施例中，所述导体线142的多匝线路之间的间距相等，即间距d1=间距d2=间距d3。如图2B所示，在所述第二实施例中，所述导体线142的所述多匝线路之间的间距沿着远离所述感应区域122（如图1所示）方向逐渐变大，即间距d1<间距d2<间距d3。如图2C所示，在所述第三实 施例中，所述导体线142的所述多匝线路之间的间距沿着远离所述感应区域122（如图1所示）方向逐渐变小，即间距d1>间距d2>间距d3。上述所述多匝线路的间距可根据感应区域122的大小、形状等而做适当的安排，用以使得导体线142所产生的电磁能量可均匀分布在所述感应区域122。
在其它实施例中，所述导电线圈140还可设置于所述触摸面板120的所述感应区域122下方，即所述导体线142可镀于金属电极图案所在基板上的另一侧，或是额外提供一玻璃基板(图未示)，所述玻璃基板设置于所述基板下方，而所述导体线142镀于所述玻璃基板上。
请再参照图1，所述电磁笔160包括一笔尖162，所述笔尖162用于接触所述感应区域122以进行位置感测，且所述笔尖162为导体，所述导体优选可为金属、导电塑料、或导电橡胶等材质。所述电磁笔160的笔尖162可用来与上述电容式触摸面板接触，以达到触控的高精准度。进一步来说，所述电磁笔160的导体笔尖162与所述感应区域122上的所述透明导电材质形成耦合电容，使得感应区域122四周电流产生变化，再借着外部的位置信号产生单元210计算出所述接触点的水平坐标与垂直坐标(X,Y)，再传送至外部主机(host)200（例如计算机）。另一方面，所述电磁笔160可传送一电磁信号（图未示）至所述导电线圈140，以进行触控压力的感测。
具体而言，所述电磁笔160可为一具电池的电磁笔(或称有源电磁笔)或为一无电池电磁笔（或称无源电磁笔）。在此实施例 以无电池电磁笔做说明。如图1所示，本实施例提供一微控制器180电性连接于所述导电线圈140，所述微控制器控制所述导电线圈140传送一电磁能量（图未示）至所述电磁笔160，当所述电磁笔160内的线圈（图未示）接收所述电磁能量后，则可发出对应的所述电磁信号。接着，所述微控制器180切换所述导电线圈180以接收所述电磁笔160发射的所述电磁信号。而微控制器180则根据所述电磁信号计算出电磁笔160于所述触摸面板120的压力，进而可产生一压感信号P至所述主机200。其中所述压感信号P代表笔尖所受的压力阶度值。此外，所述电磁笔160上可设有额外的多个按键或开关(图未示)可供使用者切换，所述电磁笔160可根据所述开关的不同状态而发出对应的所述电磁信号，进而所述微控制器180可计算相应的一开关信号S，其中开关信号S代表电磁笔160上的开关状态值。所述开关信号S可为触摸输入增加额外的功能，例如擦拭器等。
值得一提的是，所述位置信号产生单元210与所述微控制器180与主机200之间的数据接口可为USB、I2C、UART、SPI、Bluetooth、RF等，然而本实用新型并不限于此。
请参照图3，图3绘示本实用新型的第一优选实施例的另一实施态样的示意方块图，与上述不同的是，所述位置信号产生单元210计算出的水平坐标与垂直坐标(X,Y)是传送至所述微控制器180，然后再透过所述微控制器180将水平坐标与垂直坐标(X,Y)与计算出的压感信号P及开关信号S传送至所述主机200。类似地，所述微控制器180与主机200之间的数据接口可为USB、 I2C、UART、SPI、Bluetooth、RF等，然而本实用新型并不限于此。
请参照图4，图4绘示本实用新型的第一优选实施例的再另一实施态样的示意方块图，与上述不同的是，所述微控制器180计算出的压感信号P及开关信号S是传送至所述位置信号产生单元210，然后再透过所述位置信号产生单元210将水平坐标与垂直坐标(X,Y)与计算出的压感信号P及开关信号S传送至所述主机200。类似地，所述位置信号产生单元210与主机200之间的数据接口可为USB、I2C、UART、SPI、Bluetooth、RF等，然而本实用新型并不限于此。
请参照图5，图5绘示本实用新型的第一优选实施例的再另一实施态样的示意方块图，与上述不同的是，本实施例的微控制器180电性连接于所述触摸面板120，所述微控制器180具有计算所述接触点的水平坐标与垂直坐标(X,Y)的功能，且也同时具有计算压感信号P及开关信号S的功能，而可将水平坐标与垂直坐标(X,Y)与计算出的压感信号P及开关信号S由微控制器180传送至所述主机200。类似地，所述微控制器180与主机200之间的数据接口可为USB、I2C、UART、SPI、Bluetooth、RF等，然而本实用新型并不限于此。
请参照图6，图6绘示本实用新型的第二优选实施例的触摸输入系统的示意方块图，其中第二优选实施例的触摸输入系统是以标号300表示。所述触摸输入系统300包括一触摸面板120、一导电线圈140、一电磁笔160、及一微控制器180。第二优选 实施例的触摸输入系统300与第二优选实施例的触摸输入系统100的不同的处仅在于第二优选实施例的触摸输入系统300包括上述的微控制器180，所述多个组件的说明已详述于上，在此不予以赘述。
请参照图7，图7绘示本实用新型的第二优选实施例的另一实施态样的示意方块图，与上述不同的是，所述位置信号产生单元210与所述微控制器180是电性连接于一主处理器230，所述主处理器230可包括模拟/数字转换电路、放大器电路、滤波电路、计频电路等，可对水平坐标与垂直坐标(X,Y)及压感信号P及开关信号S做更进一步的运算，例如进行水平坐标与垂直坐标(X,Y)的鬼点判断、对压感信号P的阶数分级、及产生防止手掌误触(Palm Rejection)等功能，计算完后在传送至所述主机200。类似地，所述主处理器230与主机200之间的数据接口可为USB、I2C、UART、SPI、Bluetooth、RF等，然而本实用新型并不限于此。
综上所述，本实用新型采用具有导体笔尖162的电磁笔160来与电容式触摸面板接触，以达到触控的高精准度。另外，透过绕有导电线圈140的触摸面板120搭配所述电磁笔160可产生所述压感信号，简单地达到侦测下笔力道大小的目的。
虽然本实用新型已用优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种触摸输入系统，其特征在于，包括：
一触摸面板，具有一感应区域以及一边缘区域；
一导电线圈，设置于所述触摸面板上，所述导电线圈具有由一导体线所绕成的多匝线路，所述多匝线路位于所述边缘区域且环绕于所述感应区域；及
一电磁笔，用于传送一电磁信号至所述导电线圈，以进行触控压力的感测，其中所述电磁笔包括一笔尖，所述笔尖用于接触所述感应区域以进行位置感测，且所述笔尖为导体。
2.根据权利要求1所述的触摸输入系统，其特征在于，所述触摸面板包括一电容式触摸面板。
3.根据权利要求2所述的触摸输入系统，其特征在于，所述导体线是由透明导电材质制成。
4.根据权利要求1所述的触摸输入系统，其特征在于，所述导体线是由铜、银、金、或铝制成。
5.根据权利要求1所述的触摸输入系统，其特征在于，所述多匝线路介于3匝至10匝之间。
6.根据权利要求5所述的触摸输入系统，其特征在于，所述多匝线路之间的间距相等。
7.根据权利要求5所述的触摸输入系统，其特征在于，所述多匝线路之间的间距沿着远离所述感应区域方向逐渐变大。
8.根据权利要求5所述的触摸输入系统，其特征在于，所述多匝线路之间的间距沿着远离所述感应区域方向逐渐变小。
9.根据权利要求1所述的触摸输入系统，其特征在于，进一步包括：
一微控制器，电性连接于所述导电线圈，所述微控制器控制所述导电线圈传送一电磁能量至所述电磁笔，且所述微控制器切换所述导电线圈以接收所述电磁笔发射的所述电磁信号，其中所述电磁笔为一无电池电磁笔。
10.一种触摸输入系统，其特征在于，包括：
一触摸面板，具有一感应区域以及一边缘区域；
一导电线圈，设置于所述触摸面板的所述感应区域下方，所述导电线圈具有由一导体线所绕成的多匝线路；及
一电磁笔，用于传送一电磁信号至所述导电线圈，以进行触控压力的感测，其中所述电磁笔包括一笔尖，所述笔尖用于接触所述感应区域以进行位置感测，且所述笔尖为导体。
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