JP3164187U

JP3164187U - 感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ

Info

Publication number: JP3164187U
Application number: JP2010005979U
Authority: JP
Inventors: 文進李
Original assignee: 波樂達科技股▲分▼有限公司
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: TW201128509A

Abstract

【課題】材料コスト及び製造コストが大幅に低減できるとともに、装置の体積および厚さが減少でき、入力信号の誤認が発生せず、装置の安定性および信頼性が向上する感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャを提供する。【解決手段】回路基板１０と、該回路基板に設けられ互いに交錯する第１感応アレイ２１と、第２感応アレイ２２とを有し、前記第１感応アレイと前記第２感応アレイとは直列接続する複数の電極をそれぞれ有し、前記電極から複数の感応ブロックが形成され、前記感応ブロックの間には、互いに交錯する第１隙間と、第２隙間とが設けられるコンデンサ信号感応ユニット２０と、前記回路基板に設けられ、前記第１隙間に設けられる第１感応回線組３１と、前記第２隙間に設けられ前記第１感応回線組と交錯する第２感応回線組３２とを有する電磁信号感応ユニット３０とを含む。【選択図】図３

Description

本考案は、感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャに係り、より詳しくは、感圧型タブレットに適用され、コンデンサー信号と電磁信号とを整合可能な感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャに関する。

科学技術の進展に従って、国民の生活レベルが向上し、且つ電子機器の操作方法も便利で簡易になる。近年の電子機器の主要な変革は入力方式の進化である。すなわち、電子機器の入力方式は、キーボードやボタン式スイッチの押圧から、指でタッチし、又は電磁ペンで描くように進化した。これにより、入力速度および利便性が向上する。この新たな入力方式は、各種電子機器（例えば携帯電話機、ＰＤＡ、ＧＰＳ及びタブレットなど）に広汎に適用される。

よく見られるタッチ技術は、電気抵抗式、コンデンサー式、及び、電磁式などに分けられる。電気抵抗式のタッチ技術は、特許文献１の台湾特許Ｍ３７１２６４号、特許文献２の台湾特許Ｍ３６９５０４号、特許文献３の台湾特許Ｍ３５１４０７号、に示すように、タッチによる圧力を利用して上下電極を互いに導電して、コントローラにより電極の電圧変化を検知して接触点の位置を算出する。コンデンサー式のタッチ技術は、特許文献４の台湾特許Ｍ３４２５５８号、特許文献５の台湾特許Ｍ３５４８０７号、特許文献６の台湾特許Ｍ３６４９１２号、に示すように、人体の指が電極に近接するときに、電極の電気容量が微小変化し、この電気容量の微小変化を利用して接触点の位置を検出する。電磁式のタッチ技術は、特許文献７の台湾特許Ｉ３０４５５９号、特許文献８の台湾特許第５９５０４３号、に示すように、電磁ペンがアンテナ板に近接するときに磁界が変化し、この磁界の変化により電磁ペンのアンテナ板に所在する位置を算出する。

上記に加えて更に、二種類の操作方式を結合する入力装置が提案されている。例えば特許文献９の台湾特許Ｍ３６８１３３号は、電磁信号入力構造と、電磁信号入力構造に重ねられる電気抵抗式タッチ入力構造と、を含み、電磁ペンまたは人体の指により入力装置に入力することができる。近年、市販されている入力装置は、電磁式のタッチ技術と電気抵抗式のタッチ技術とを結合するものの他に、電磁式のタッチ技術とコンデンサー式のタッチ技術とを結合するものがある。電磁式のタッチ技術とコンデンサー式のタッチ技術とを結合する入力装置は、図１に示すように、上ケース１１と、上ケース１１と結合可能な下ケース１２と、を含み、上ケース１１と下ケース１２との間に電磁信号感応板１４が組み付けられ、上ケース１１の上にコンデンサ信号感応板１５が組み付けられ、コンデンサ信号感応板１５が保護板１３に保護される。コンデンサ信号感応板１５にコネクタ１５１が設けられ、電磁信号感応板１４にコネクタ１４１が設けられ、コンデンサ信号感応板１５に設けられるコネクタ１５１は上ケース１１を貫通して電磁信号感応板１４に設けられるコネクタ１４１と電気的に連接する。

しかし、電磁式のタッチ技術とコンデンサー式のタッチ技術とを結合する入力装置によれば、二種類の信号感応板を重ねて入力装置内に組付けることが必要であり、材料コスト及び製造コストが増加し、入力装置の体積および厚さも増加するため、このような入力装置は小型の電子機器に適用することができない。また、このような入力装置によれば、入力信号に減衰、又は干渉が発生し、入力信号の誤認がある。

台湾特許Ｍ３７１２６４号台湾特許Ｍ３６９５０４号台湾特許Ｍ３５１４０７号台湾特許Ｍ３４２５５８号台湾特許Ｍ３５４８０７号台湾特許Ｍ３６４９１２号台湾特許Ｉ３０４５５９号台湾特許第５９５０４３号台湾特許Ｍ３６８１３３号

本考案の目的は、材料コスト及び製造コストを大幅に低減させるとともに、装置の体積および厚さを減少でき、入力信号の誤認が発生せず、装置の安定性および信頼性が向上する感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャを提供することにある。

本考案の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャによれば、回路基板と、
前記回路基板に設けられ互いに交錯する、第１感応アレイと、第２感応アレイと、を有し、前記第１感応アレイと前記第２感応アレイとは直列接続する複数の電極をそれぞれ有し、前記電極から複数の感応ブロックが形成され、前記感応ブロックの間には、互いに交錯する、第１隙間と、第２隙間と、が設けられるコンデンサ信号感応ユニットと、前記回路基板に設けられ、前記第１隙間に設けられる第１感応回線組と、前記第２隙間に設けられ前記第１感応回線組と交錯する第２感応回線組と、を有する電磁信号感応ユニットと、を含むことを特徴とする。

前記感応ブロックは、前記第１感応アレイのうちの二つの前記電極と、前記第２感応アレイのうちの二つの前記電極と、を含み、前記第１感応アレイの二つの前記電極と前記第２感応アレイの二つの前記電極とは、それぞれ前記感応ブロックの対角位置に設けられ、互いに交錯することを特徴とする。

前記感応ブロックは、前記第１感応アレイのうちの二つの前記電極と、前記第２感応アレイのうちの二つの前記電極と、を含み、前記第１感応アレイの二つの前記電極と前記第２感応アレイの二つの前記電極とは、それぞれ前記感応ブロックの対応エッジに設けられ、互いに交錯することを特徴とする。

前記第１感応回線組と前記第２感応回線組とは、それぞれ複数の感応回線を含み、前記第１感応回線組と前記第２感応回線組とには、前記感応回線と連接するアース端が設けられることを特徴とする。

前記回路基板には、前記コンデンサ信号感応ユニットと電気的に連接するコンデンサー信号スキャン回路と、前記電磁信号感応ユニットと電気的に連接する電磁信号スキャン回路と、が設けられることを特徴とする。

本考案の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャによれば、材料コスト及び製造コストが大幅に減少できるとともに、装置の体積および厚さが減少でき、入力信号の誤認が発生せず、装置の安定性および信頼性が向上する効果を有する。

従来の感圧型タブレットと電磁式タブレットとの構造を示す分解斜視図である。本考案の構造を示す分解斜視図である。本考案のアーキテクチャを示す模式図である。図３の一部の拡大図である。本考案の別のアーキテクチャを示す模式図である。図５の一部の拡大図である。本考案の一実施例の模式図である。本考案の一実施例の模式図である。本考案の使用状態を示す模式図である。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２乃至図４に示す通り、本考案の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャは、下ケース１２と、下ケース１２と結合可能な上ケース１１と、上ケース１１と下ケース１２との間に設けられる回路基板１０と、上ケース１１の上に設けられる保護板１３と、を含む。回路基板１０には、コンデンサ信号感応ユニット２０と、電磁信号感応ユニット３０と、が設けられる。コンデンサ信号感応ユニット２０と電磁信号感応ユニット３０は、回路基板１０の同じ面に設けてもいいし、異なる面に設けてもよい。コンデンサ信号感応ユニット２０は、回路基板１０に設けられ互いに交錯する、第１感応アレイ２１（例えばＸ_０〜Ｘ_ｎ）と、第２感応アレイ２２（例えばＹ_０〜Ｙ_ｎ）と、を有し、図４に示すように、第１感応アレイ２１と第２感応アレイ２２とは直列接続する複数の電極２１１、２２１をそれぞれ有し、これらの電極２１１、２２１から複数の感応ブロック２３が形成される。

感応ブロック２３は、第１感応アレイ２１のうちの二つの電極２１１と、第２感応アレイ２２のうちの二つの電極２２１と、を含む。何れか一つの感応ブロック２３において、第１感応アレイ２１の二つの電極２１１と第２感応アレイ２２の二つの電極２２１とは、それぞれ感応ブロック２３の対角位置に設けられ、互いに交錯する。又は、図５及び図６に示すように、それぞれ感応ブロック２３の対応エッジに設けられ、互いに交錯する。電極２１１、２２１の設置する位置に拘わらず、これらの感応ブロック２３の間には、互いに交錯する、第１隙間Ｄ１と、第２隙間Ｄ２と、が設けられる。第１隙間Ｄ１と第２隙間Ｄ２との幅は感応ブロック２３における電極２１１、２２１の隙間Ｄ３よりも大きい。且つ第１隙間Ｄ１は第１感応アレイ２１の設置方向と平行し、第２隙間Ｄ２は第２感応アレイ２２の設置方向と平行する。

図５及び図６に示す通り、回路基板１０に設けられる電磁信号感応ユニット３０は、第１隙間Ｄ１に設けられる第１感応回線組３１と、第２隙間Ｄ２に設けられ第１感応回線組３１と交錯する第２感応回線組３２と、を有する。第１感応回線組３１と第２感応回線組３２とは、それぞれ複数の感応回線３１１（例えばＸ_０〜Ｘ_ｎ）、３２１（例えばＹ_０〜Ｙ_ｎ）を含み、第１感応回線組３１と第２感応回線組３２とには、感応回線３１１、３２１と連接するアース端３３が設けられる。これにより、第１感応回線組３１と第２感応回線組３２とは、電磁信号の感応ループをそれぞれ形成する。本実施例では、回路基板１０には、コンデンサ信号感応ユニット２０と電気的に連接するコンデンサー信号スキャン回路２４と、電磁信号感応ユニット３０と電気的に連接する電磁信号スキャン回路３４と、が設けられる。コンデンサー信号スキャン回路２４によりコンデンサ信号感応ユニット２０の信号がスキャンされ、電磁信号スキャン回路３４により電磁信号感応ユニット３０の信号がスキャンされる。

図７に示す通り、回路基板１０が処理ユニット４０と電気的に連接し、処理ユニット４０によりコンデンサー信号スキャン回路２４と電磁信号スキャン回路３４とから得られる信号が分析されて、コンピュータ装置５０に伝送されて操作指令に応じる動作が実行される。図８に示すように、処理ユニット４０は、コンデンサー信号スキャン回路２４及び電磁信号スキャン回路３４と電気的に連接する信号キャプチャ回路４１を含み、信号キャプチャ回路４１によりコンデンサー信号または電磁信号がキャプチャされる。且つ信号キャプチャ回路４１の後端には、信号処理回路４２と、数値変換器４３と、が設けられ、これにより、コンデンサー信号または電磁信号が数値データに変換され、座標演算ユニット４４により前記数値データを計算すると、コンデンサー信号または電磁信号の回路基板１０における位置座標を得ることができる。前記位置座標は伝送インターフェース回路４６を介してコンピュータ装置５０に伝送される。座標演算ユニット４４は、信号キャプチャ制御回路４５によりコンデンサー信号スキャン回路２４と電磁信号スキャン回路３４との信号スキャン機能を制御する。

図８及び図９に示す通り、本実施例では、回路基板１０と処理ユニット４０とは、コンデンサー信号または電磁信号を感応してキャプチャすることができる装置であり、コンピュータ装置５０と接続すると、コンピュータ装置５０のポインタ装置とすることができる。一方、回路基板１０と処理ユニット４０とはディスプレイ６０と接続することもでき、これにより、ディスプレイ６０をコンピュータ装置５０に接続すると、タッチパネル及びタブレットとして利用することができる。回路基板１０と処理ユニット４０とはノートブック型コンピュータに整合されてもよい。そうすると、回路基板１０をカバーする保護板１３にユーザの指をタッチするときには、コンデンサ信号感応ユニット２０の第１感応アレイ２１及び第２感応アレイ２２により回路基板１０における電気容量の変化が感応されて、処理ユニット４０により前記指の回路基板１０における位置座標が算出され、また、回路基板１０と処理ユニット４０とは、電磁ペンの回路基板１０における位置座標をキャプチャすることもできる。すなわち、電磁信号感応ユニット３０の第１感応回線組３１と第２感応回線組３２とにより電磁ペンの磁界信号が感応して、処理ユニット４０により前記電磁ペンの回路基板１０における位置座標が算出され、そして伝送インターフェース回路を介してノートブック型コンピュータと接続すると、ノートブック型コンピュータのポインタ装置とすることができる。

上記説明から明らかなように、本考案のコンデンサ信号感応ユニット２０は、回路基板１０に設けられ互いに交錯する、第１感応アレイ２１と、第２感応アレイ２２と、を有し、第１感応アレイ２１と第２感応アレイ２２とは直列接続する複数の電極２１１、２２１をそれぞれ有し、これらの電極２１１、２２１から複数の感応ブロック２３が形成され、これらの感応ブロック２３の間には、互いに交錯する、第１隙間Ｄ１と、第２隙間Ｄ２と、が設けられる。なお、回路基板１０に設けられる電磁信号感応ユニット３０は、第１隙間Ｄ１に設けられる第１感応回線組３１と、第２隙間Ｄ２に設けられ第１感応回線組３１と交錯する第２感応回線組３２と、を有する。回路基板１０にコンデンサ信号感応ユニット２０と電磁信号感応ユニット３０とを共に設けることにより、回路基板１０に入力する、コンデンサー信号および電磁信号は互いに干渉しないため、処理ユニット４０はコンデンサー信号と電磁信号とに正確に感応してキャプチャすることができる。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０：回路基板
１１：上ケース
１２：下ケース
１３：保護板
１４：電磁信号感応板
１５：コンデンサ信号感応板
２０：コンデンサ信号感応ユニット
２１：第１感応アレイ
２２：第２感応アレイ
２３：感応ブロック
２４：コンデンサー信号スキャン回路
３０：電磁信号感応ユニット
３１：第１感応回線組
３２：第２感応回線組
３３：アース端
３４：電磁信号スキャン回路
４０：処理ユニット
４１：信号キャプチャ回路
４２：信号処理回路
４３：数値変換器
４４：座標演算ユニット
４５：信号キャプチャ制御回路
４６：伝送インターフェース回路
５０：コンピュータ装置
６０：ディスプレイ
１４１，１５１：コネクタ
２１１，２２１：電極
３１１，３２１：感応回線
Ｄ１：第１隙間
Ｄ２：第２隙間
Ｄ３：隙間

本考案は、感圧型タブレットに適用することができる。

Claims

回路基板（１０）と、
前記回路基板（１０）に設けられ互いに交錯する第１感応アレイ（２１）と、第２感応アレイ（２２）と、を有し、前記第１感応アレイ（２１）と前記第２感応アレイ（２２）とは直列接続する複数の電極（２１１）、（２２１）をそれぞれ有し、前記電極（２１１）、（２２１）から複数の感応ブロック（２３）が形成され、前記感応ブロック（２３）の間には、互いに交錯する、第１隙間（Ｄ１）と、第２隙間（Ｄ２）と、が設けられるコンデンサ信号感応ユニット（２０）と、
前記回路基板（１０）に設けられ、前記第１隙間（Ｄ１）に設けられる第１感応回線組（３１）と、前記第２隙間（Ｄ２）に設けられ前記第１感応回線組（３１）と交錯する第２感応回線組（３２）と、を有する電磁信号感応ユニット（３０）と、
を含むことを特徴とする感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ。
前記感応ブロック（２３）は、前記第１感応アレイ（２１）のうちの二つの前記電極（２１１）と、前記第２感応アレイ（２２）のうちの二つの前記電極（２２１）と、を含み、前記第１感応アレイ（２１）の二つの前記電極（２１１）と前記第２感応アレイ（２２）の二つの前記電極（２２１）とは、それぞれ前記感応ブロック（２３）の対角位置に設けられ、互いに交錯することを特徴とする請求項１に記載の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ。
前記感応ブロック（２３）は、前記第１感応アレイ（２１）のうちの二つの前記電極（２１１）と、前記第２感応アレイ（２２）のうちの二つの前記電極（２２１）と、を含み、前記第１感応アレイ（２１）の二つの前記電極（２１１）と前記第２感応アレイ（２２）の二つの前記電極（２２１）とは、それぞれ前記感応ブロック（２３）の対応エッジに設けられ、互いに交錯することを特徴とする請求項１に記載の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ。
前記第１感応回線組（３１）と前記第２感応回線組（３２）とは、それぞれ複数の感応回線（３１１）、（３２１）を含み、前記第１感応回線組（３１）と前記第２感応回線組（３２）とには、前記感応回線（３１１）、（３２１）と連接するアース端（３３）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ。
前記回路基板（１０）には、前記コンデンサ信号感応ユニット（２０）と電気的に連接するコンデンサー信号スキャン回路（２４）と、前記電磁信号感応ユニット（３０）と電気的に連接する電磁信号スキャン回路（３４）と、が設けられることを特徴とする請求項１に記載の感圧型タブレット用信号感応アーキテクチャ。