JP3191267U

JP3191267U - タッチ入力システム

Info

Publication number: JP3191267U
Application number: JP2013006927U
Authority: JP
Inventors: 中甫茆; 嘉瑞葉; 振鵬官
Original assignee: 太瀚科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2023-12-06

Abstract

【課題】タッチの高い精密度に達し、ペンの押す力の大きさによって対応する線の太さが現れるタッチ入力システムを提供する。
【解決手段】タッチ入力システム３００は、誘導区域１２２及び外輪区域１２４を備えるタッチパネル１２０と、タッチパネル１２０に設置され、導線１４２から巻き取られた複数個の回路を備える。複数個の回路は外輪区域１２４に位置されて誘導区域１２２に取り囲まれる導電コイル１４０と、電磁気信号を導電コイル１４０に伝送して、タッチ圧力のセンシングを実行する電磁気ペン１６０とを含み、その中、電磁気ペン１６０は誘導区域１２２を触れて位置センシングを行うペン先１６２を含み、且つペン先１６２は導体である。
【選択図】図７

Description

本考案はタッチ入力システムに関し、特にタッチ位置及び圧力が同時に検出されるタッチ入力システムに関する。

タッチ技術は誘導原理によって抵抗式(Resistive)と、静電容量式(Capacitive)と、弾性表面波式(Surface Acoustic Wave)と、光学式(Optics)等に分けられ、使用の便利性及び多点タッチの需要に従って、指を使用して入力する静電容量式タッチ技術が目前の電子製品のタッチ解决方法の主流になっている。

静電容量式タッチパネルは基板の表面に透明な金属電極パターンを一重メッキしたのであって、この基板の材料は硬性又は軟性に限らない。指がこのタッチパネルに近づく又はタッチする時、指が導体に属し静電気を持つため、指は金属電極パターンと一つの結合コンデンサを形成し、この時タッチパネルのタッチ点における電極の静電気コンデンサ量には変化が起こされて、前記電極の電圧又は電流に改善が起こすようになる。また、隣接する電極の電圧の差異を比較することを通して、タッチ点の位置を計算することができる。

しかしながら、指を使用する入力は便利であるが、タッチスクリーンに様々な太さのラインを描き出すとか、精細位置の間のタッチに対して識別しようとする時、指を通しては明らかに上記要求に達することは難しい。従って、タッチの精密度を高めるために、タッチペンを採用する方案が提出される。しかしながら、従来の普通の静電容量式タッチペンはその原理が大体に金属ペンチューブの前縁に導電合成樹脂又は導電ゴム材料のペン先が設けられて、指を使用しての入力よりは精密なタッチに達することができるが、静電容量式タッチペンはペンの押す力の大きさによってスクリーンに対応する線の太さを現れることができなくて、やはり使用に遺憾がある。

本考案の一つの目的は、導体のペン先を備えた電磁気ペンを通して導電コイルが巻き取られたタッチパネルに対してタッチ入力をして、タッチの高い精密度及びペン押す力大きさによって対応する線の太さが現れることができるタッチ入力システムを提供することを課題とする。

本考案のもう一つの目的は、導体を前記電磁気ペンのペン先に提供することを通して導電コイルを前記タッチパネルに設置して、タッチの精密度を大幅に高め且つペン押す力大きさを対応する線の太さに現れることができるタッチ入力方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本考案におけるタッチ入力システムは、タッチパネルと、導電コイルと、電磁気ペンとを含む。前記タッチパネルは誘導区域及び外輪区域を備える。前記導電コイルは前記タッチパネルに設けられ、前記導電コイルは導線によって巻き取られた複数個の回路を備え、前記複数個の回路は前記外輪区域に位置され且つ前記誘導区域を取り囲む。前記電磁気ペンは電磁気信号を前記導電コイルに伝送するに用いて、タッチ圧力のセンシングを実行するようにし、その中で前記電磁気ペンにおいて、この電磁気ペンはペン先を含み、前記ペン先は前記誘導区域を触れることに用いられて位置センシングを行い、且つ前記ペン先は導体である。同時に、前記電磁気ペンは複数の打鍵及びペン先の圧力誘導構造を備えて、使用者が電磁気ペンに対する書き強さによって内部回路の振動周波数を変わることができる。他の実施例において、前記導電コイルは前記タッチパネルの前記誘導区域の下側に設けられることができる。

好ましい実施例において、前記タッチパネルは静電容量式タッチパネルを含む。この他、前記導線は透明な導電材料によって製造され、又は銅、銀、金、アルミニウムによって製造される。

好ましい実施例において、前記複数個の回路は3回から10回の間に介される。この実施例において、前記複数個の回路の間の間距は同じである。他の実施例において、前記複数個の回路の間の間距は前記誘導区域から離れる方向によってだんだん大きくなるとか、又はだんだん小さくなる。

好ましい実施例において、前記タッチ入力システムはマイクロコントローラを更に含む。前記マイクロコントローラは前記導電コイルに電気的に接続され、前記マイクロコントローラは前記導電コイルが電磁気能量を前記電磁気ペンへ伝送するように制御し、且つ前記マイクロコントローラが前記導電コイルを切り替えて前記電磁気ペンが送信した前記電磁気信号を受信し、その中の前記電磁気ペンは無電池電磁気ペンである。

従来の技術に比べると、本考案は導体のペン先を備えた電磁気ペンを採用して静電容量式タッチパネルに触れて、タッチの高い精密度に達する。その他、導電コイルが巻き取られたタッチパネルを通して前記電磁気ペンとコンビネーションして前記圧力信号を生成して、電磁気ペン先の圧力階度値として電磁気信号の周波数を計算することによって、高い精密度にペン押す力大きさを検出する目的に達することができる。

考案における上記と他の目的、特徴、長点を明らかに分かるように、図面を参照して詳しく説明する。

本考案の第一好ましい実施例におけるタッチ入力システムの概略ブロック図である。本考案の実施例における導電コイルの概略図である。本考案の実施例における導電コイルの概略図である。本考案の実施例における導電コイルの概略図である。本考案の第一好ましい実施例の他の実施形態における概略ブロック図である。本考案の第一好ましい実施例のまた他の実施形態における概略ブロック図である。本考案の第一好ましい実施例のまた他の実施形態における概略ブロック図である。本考案の第二好ましい実施例におけるタッチ入力システムの概略ブロック図である。本考案の第二好ましい実施例の他の実施形態における概略ブロック図である。

本考案における幾つの好ましい実施例を図面を参照して詳しく説明し、違い図面で、同じ素子符号は同じ又は類似な素子を示す。

図１を参照すると、図１は本考案の第一好ましい実施例におけるタッチ入力システムの概略ブロック図を示し、明らかに説明するために、本実施例におけるタッチ入力システム100は点線で示す。前記タッチ入力システム100は、タッチパネル120と、導電コイル140と、電磁気ペン160とを含む。前記タッチパネル120は、誘導区域122及び外輪区域124を備える。この好ましい実施例において、前記タッチパネル120は静電容量式タッチパネルであり、且つ前記誘導区域122に透明な金属電極パターン（図に示せず）がメッキされ、その材料は酸化インジウムスズ(ITO) 、酸化インジウム亜鉛(IZO) 、又はカーボンナノチューブ(Carbon Nanotube)であることが好ましい。

図１に示したように、前記導電コイル140は前記タッチパネル120に設けられ、前記導電コイル140は導線142から巻き取られた複数個の回路を備え、前記複数個の回路は前記外輪区域124に位置され、且つ前記誘導区域122を取り囲む。前記導線142は透明な導電材料で製造されることが好ましい。この実施例において、前記透明な導電材料は酸化インジウムスズ(ITO) 、酸化インジウム亜鉛(IZO)、又はカーボンナノチューブ(Carbon Nanotube)を含む。説明するひつようがあるところは、前記導線142は上記静電容量式タッチパネルの製作プロセスで金属電極パターンと一緒に形成することができ、特別な製作プロセスを必要としなくてコストを減らす。これによって、前記導線142と金属電極パターンの材料は同じで、同じ基板に位置する。導電コイル140の内部抵抗を考えると、本考案の導線142は金属電極パターンと異なる材料によって構成されることもできる。例えて言えば、前記導線142は銅、銀、金、アルミニウム等の金属によって製造される。

以下、前記導電コイル140の具体的な構造を詳しく説明し、図２Aから図２Cを参照すると、図２Aから図２Cは別れて本考案の実施例における導電コイル140の概略図を示す。前記導電コイル140の前記複数個の回路は3回から10回の間に介することが好ましい。これらの実施例において、前記導線142は4回取り囲まれ、しかしながら本考案は導線142の回数を限らない。

図２Aに示したように、前記第一実施例において、前記導線142の複数個の回路の間の間距は同じであり、即に間距d1=間距d2=間距d3である。図２Bに示したように、前記第二実施例において、前記導線142の前記複数個の回路の間の間距は前記誘導区域122（図１に示したようである）から離れる方向によってだんだん大きくなり、即に間距d1<間距d2<間距d3である。図２Cに示したように、前記第三実施例において、前記導線142の前記複数個の回路の間の間距は前記誘導区域122（図１に示したようである）から離れる方向によってだんだん小さくなり、即に間距d1>間距d2>間距d3である。上記前記複数個の回路の間距は誘導区域122の大きさ、形状等によって適当に配置することができで、導線142が生成する電磁気能量を均等に前記誘導区域122に分布するようにする。

他の実施例において、前記導電コイル140は前記タッチパネル120の前記誘導区域122の下側に設けられることもでき、即に前記導線142は金属電極パターンが位置される基板の向こう側にメッキされることができ、又は、ガラス基板(図に示せず)を追加的に提供し、前記ガラス基板は前記基板の下側に設けられ、前記導線142は前記ガラス基板にメッキされる。

また図１を参照すると、前記電磁気ペン160はペン先162を含み、前記ペン先162は前記誘導区域122と触れて位置センシングを実行することに用い、且つ前記ペン先162は導体であり、前記導体は金属、導電合成樹脂、又は導電ゴム等の材料が好ましい。前記電磁気ペン160のペン先162は上記静電容量式タッチパネルと触れることに用いられて、タッチの高い精密度に達する。更に言うと、前記電磁気ペン160の導体のペン先162は前記誘導区域122の前記透明な導電材料と結合コンデンサを形成して、誘導区域122の周りの電流に変化を起こすようにし、外部の位置信号生成ユニット210を通して前記タッチ点の水平座標と垂直座標(X, Y)を計算し、また外部ホストコンピューター(host)200（例えば、コンピュータ）まで伝送する。一方では、前記電磁気ペン160は電磁気信号（図に示せず）を前記導電コイル140に伝送して、タッチ圧力のセンシングを実行することができる。

具体的に言うと、前記電磁気ペン160は、電池を備えた電磁気ペン(または有源電磁気ペンに呼ばれる)又は電池を備えない電磁気ペン（またはパッシブ電磁気ペンとも呼ばれる）であることができる。この実施例では電池を備えない電磁気ペンに対して説明する。図１に示したように、本実施例は前記導電コイル140に電気的に接続されたマイクロコントローラ180を提供し、前記マイクロコントローラは前記導電コイル140が電磁気能量（図に示せず）を前記電磁気ペン160に伝送するように制御し、前記電磁気ペン160の内のコイル（図に示せず）は前記電磁気能量を受信した後、対応する前記電磁気信号を送信することができる。続いて、前記マイクロコントローラ180は前記導電コイル180を切り替えて前記電磁気ペン160が送信する前記電磁気信号を受信する。マイクロコントローラ180は前記電磁気信号によって電磁気ペン160が前記タッチパネル120における圧力を計算し、更に圧力信号Pを前記ホストコンピューター200に生成する。その中の前記圧力信号Pはペン先が受ける圧力階度値を代表する。この他に、前記電磁気ペン160には追加的な複数個の打鍵或いはスイッチ(図に示せず)が設けられて使用者が切り替えるようにすることができ、前記電磁気ペン160は前記スイッチの様々な状態によって対応する前記電磁気信号を発出することができ、更に前記マイクロコントローラ180は対応するスイッチ信号Sを計算することあができ、その中で、スイッチ信号Sは電磁気ペン160のスイッチ状態値を代表する。前記スイッチ信号Sはタッチ入力のために追加的な機能を増えることができ、例えば消しゴム等がある。

説明する必要があるところは、前記位置信号生成ユニット210と前記マイクロコントローラ180とホストコンピューター200との間の資料インターフェースはUSB、I²C、UART、SPI、Bluetooth（登録商標）、RF等であることができるが、本考案では限らない。

図３を参照すると、図３は、本考案の第一好ましい実施例の他の実施形態における概略ブロック図を示し、上記と違いところは、前記位置信号生成ユニット210が計算した水平座標と垂直座標(X, Y)を前記マイクロコントローラ180に伝送して、また前記マイクロコントローラ180を通して水平座標と垂直座標(X, Y)と計算された圧力信号Pとスイッチ信号Sとを前記ホストコンピューター200に伝送する。類似に、前記マイクロコントローラ180とホストコンピューター200との間の資料インターフェースはUSB、I²C、UART、SPI、Bluetooth（登録商標）、RF等であることができるが、本考案では限らない。

図４を参照すると、図４は本考案の第一好ましい実施例のまた他の実施形態における概略ブロック図を示し、上記と違いところは、前記マイクロコントローラ180が計算した圧力信号P及びスイッチ信号Sを前記位置信号生成ユニットに伝送し、そして前記位置信号生成ユニット210を通して水平座標と垂直座標(X, Y)と計算された圧力信号P及びスイッチ信号Sを前記ホストコンピューター200に伝送する。類似に、前記位置信号生成ユニット210とホストコンピューター200との間の資料インターフェースはUSB、I²C、UART、SPI、Bluetooth（登録商標）、RF等であることができるが、本考案では限らない。

図５を参照すると、図５は、本考案の第一好ましい実施例のまた他の実施形態における概略ブロック図である。上記と違いところは、本実施例におけるマイクロコントローラ180は前記タッチパネル120に電気的に接続され、前記マイクロコントローラ180には前記タッチ点の水平座標と垂直座標(X, Y)を計算する機能を備え、且つ同時に圧力信号P及びスイッチ信号Sを計算する機能を備えて、水平座標と垂直座標(X, Y)と計算された圧力信号P及びスイッチ信号Sをマイクロコントローラ180から前記ホストコンピューター200に伝送することができる。類似に、前記マイクロコントローラ180とホストコンピューター200との間の資料インターフェースはUSB、I²C、UART、SPI、Bluetooth（登録商標）、RF等であることができるが、本考案では限らない。

図６を参照すると、図６は、本考案の第二好ましい実施例におけるタッチ入力システムの概略ブロック図を示し、その中の第二好ましい実施例におけるタッチ入力システムは符号300で示す。前記タッチ入力システム300はタッチパネル120と、導電コイル140と、電磁気ペン160と、マイクロコントローラ180とを含む。第二好ましい実施例におけるタッチ入力システム300が第二好ましい実施例におけるタッチ入力システム100と違いところは、ただ第二好ましい実施例におけるタッチ入力システム300が上記のマイクロコントローラ180を含むことであり、前記らの素子に対してはもう詳しく説明したため、ここでは説明しない。

図７を参照すると、図７は、本考案の第二好ましい実施例の他の実施形態における概略ブロック図を示し、上記と違いところは、前記位置信号生成ユニット210と前記マイクロコントローラ180はメインプロセッサー230に電気的に接続され、前記メインプロセッサー230はアナログーディジタル変換回路、増幅回路、フィルタ回路、周波数カウンタ回路等を含むことができ、水平座標と垂直座標(X, Y)及び圧力信号P及びスイッチ信号Sに対して更一方の運算を実行することができ、例えば、水平座標と垂直座標(X, Y)のゴーストポイントの判断、圧力信号Pに対する階数の組み分け、及び手掌誤タッチ(Palm Rejection)の防止を生成する等の機能を行い、計算した後前記ホストコンピューター200に伝送する。類似に、前記メインプロセッサー230とホストコンピューター200との間の資料インターフェースはUSB、I²C、UART、SPI、Bluetooth（登録商標）、RF等であることができるが、本考案では限らない。

上で述べたように、本考案は導体のペン先162を備えた電磁気ペン160を採用して静電容量式タッチパネルと触れて、タッチの高い精密度に達する。他に、導電コイル140が巻き取られたタッチパネル120を通して前記電磁気ペン160とコンビネーションして前記圧力信号を生成して、ペン押す力大きさを検出する目的に簡単に達することができる。

上記のように、好ましい実施例を利用して本考案に対して説明したが、本考案はこれに限られなく、本考案が属する技術分野の通常の知識を持った技術者は本考案の構想と範囲を離脱しない範囲でさまざまな修正と潤色の可能性がある。従って、本考案の保護の範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に確定された範囲を基準とする。

100 タッチ入力システム
120 タッチパネル
122 誘導区域
124 外輪区域
140 導電コイル
142 導線
160 電磁気ペン
162 ペン先
180 マイクロコントローラ
200 ホストコンピューター
210 位置信号生成ユニット
230 メインプロセッサー
300 タッチ入力システム
d1、d2、d3 間距

Claims

タッチ入力システムであって、
誘導区域及び外輪区域を備えるタッチパネルと、
前記タッチパネルに設置され、導線から巻き取られた複数個の回路を備え、前記複数個の回路は前記外輪区域に位置されて前記誘導区域に取り囲まれる導電コイルと、
電磁気信号を前記導電コイルに伝送して、タッチ圧力のセンシングを実行する電磁気ペンとを含み、
その中、前記電磁気ペンは前記誘導区域を触れて位置センシングを行う前記ペン先を含み、且つ前記ペン先は導体であることを特徴とする。
前記タッチパネルは、静電容量式タッチパネルを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力システム。
前記導線は、透明な導電材料によって製造されることを特徴とする請求項２に記載のタッチ入力システム。
前記導線は、銅、銀、金、又はアルミニウムによって製造されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力システム。
前記複数個の回路は3回から10回の間に介されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力システム。
前記複数個の回路の間の間距は同じであることを特徴とする請求項５に記載のタッチ入力システム。
前記複数個の回路の間の間距は前記誘導区域から離れる方向によってだんだん大きくなることを特徴とする請求項５に記載のタッチ入力システム。
前記複数個の回路の間の間距は前記誘導区域から離れる方向によってだんだん小さくなることを特徴とする請求項５に記載のタッチ入力システム。
マイクロコントローラをさらに含み、前記導電コイルに電気的に接続され、前記マイクロコントローラは前記導電コイルが電磁気能量を前記電磁気ペンへ伝送するように制御し、且つ前記マイクロコントローラが前記導電コイルを切り替えて前記電磁気ペンが送信した前記電磁気信号を受信し、その中の前記電磁気ペンは無電池電磁気ペンであることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力システム。
タッチ入力システムであって、
誘導区域及び外輪区域を備えるタッチパネルと、
前記タッチパネルの誘導区域の下側に設置され、導線から巻き取られた複数個の回路を備える導電コイルと、
電磁気信号を前記導電コイルに伝送して、タッチ圧力のセンシングを実行する電磁気ペンとを含み、
その中、前記電磁気ペンは、前記誘導区域を触れて位置センシングを行う前記ペン先を含み、且つ前記ペン先は導体であることを特徴とする。