JP6974175B2 - 無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置 - Google Patents

無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置 Download PDF

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Description

本発明は、タッチペンに関し、特に、本人の真実の筆跡を記録し書写し且つ無線周波数送受信機能を備える真実筆跡タッチペン及びタッチ装置に関する。
電子製品の進歩及び発展につれて、センサも、ますます、広く適用されている。現在のセンサは、容量式と電磁式との二種類があり、タッチ手書きペンを、タッチ手書き入力装置におけるタッチセンサのタッチ感知有効領域に接触させることにより、手書き入力機能が実現されることになる。
特許CN200810089922「静電容量方式ペン」には、一種の静電容量方式ペンが開示されており、導電板と、ジョイントと、導電ペン本体とを備え、ジョイントは、ペン本体と導電板との相対的な運動が可能となるように、導電板とペン本体との間に接続されている。ジョイントによって、操作が不便となり、そして、既存のタッチペンは、電気回路により簡単な手書き入力機能が実現され、書写圧力感知機能がなく、タッチペンに加えた圧力の大きさに応じて異なる圧力信号を出力することができず、機能が単一で、出力が簡単であり、或いは、筆圧検知機能を備えても、検知圧力のストロークが大きく、書写体験の感覚が良くなく、実現手段も複雑で、コストが高く、且つ、正確に書写者本人の筆跡特徴を反映することができないものである。
また、既存のタッチペンは、普通、単一の方式を採用しており、静電容量式とインダクタンス式のセンサを兼ねて備えることができず、静電容量式またはインダクタンス式のセンサのみを適用することができるものが多い。且つ、現在の各種類の電磁方式及び容量方式のタッチペンは、いずれも、一定の動作周波数のペン信号を採用して動作するものであり、外部に動作周波数と同じ又は類似な信号が発生すると、干渉を受けやすく、動作が不安定になる。
上記の欠陥を克服するために、本発明は、電磁方式、容量方式又は電磁容量デュアル方式を備える電磁ペンが、容量式センサ又は電磁式センサを適用することができ、或いは容量式センサと電磁式センサをともに兼ねて適用することができ、書写圧力感知の真実筆跡機能を備えるとともに、無線周波数信号を送受信することが可能な無線周波数送受信回路が設置されており、動作周波数は、外部から干渉が発生すると、周波数ホッピング操作を行ってとても強い干渉回避能力が達成されるようにすることができ、外部に動作周波数と同じ又は類似な信号が発生すると干渉を受けやすく動作が不安定になる問題が解決されるようになる、無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置を提供するものである。
本発明は、多種方式のタッチ制御機能を備え、電磁方式タッチペン、第１の容量方式タッチペン、第２の容量方式タッチペン、第３の容量方式タッチペン、第１の電磁容量デュアル方式タッチペン、第２の電磁容量デュアル方式タッチペン及び第３の電磁容量デュアル方式タッチペンを含む無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンを提供するものである。具体的に、以下の技術案のように構成している。
本発明は、無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペンであって、ペンケースと、ペンケース内のバッテリと、ペンケース内のペンシステム回路と、ペンケース内のペンタッチ感圧アセンブリとを備え、
ペンタッチ感圧アセンブリは、ペン先と、ペン先タッチスイッチと、ペン先圧力センサとを備え、
ペンシステム回路は、充電回路と、電源制御及び遅延遮断回路と、電源電圧変換回路と、機能ボタンと、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路と、ペン信号発生回路とを備え、
電源電圧変換回路は、電源制御及び遅延遮断回路に接続されて、システム電源を一定の動作電源電圧に変換し、
無線周波数変調及び無線周波数送受信回路は、ペン先圧力センサと機能ボタンに接続されて、それぞれ、ペン先圧力信号と機能ボタン信号を取得し、無線周波数変調してから無線周波数変調信号を出力し、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路は、無線周波数信号を受信して、ペン信号発生回路に周波数ホッピング信号を出力することが可能であり、
ペン信号発生回路は、電磁信号及び／又は電場信号を出力することが可能であり、ペン信号発生回路は、無線周波数変調及び送受信回路に接続されて、周波数ホッピング信号を取得して、周波数ホッピング操作を行う。
そして、ペンシステム回路の電源制御及び遅延遮断回路には、バッテリに接続される電源入力ポートと、電源電圧変換回路に接続される電源出力ポートと、ペン先タッチスイッチに接続されるペンタッチスイッチ信号制御ポートとが設けられており、
ペンタッチスイッチ信号制御ポートは、ペン先タッチスイッチに接続されて信号を取得するものであり、ペン先タッチスイッチのオン信号を取得すると、電源入力ポートと電源出力ポートとの間は、導通となり、ペンシステム回路は、動作状態となる。
ここで、「周波数ホッピング操作」とは、動作周波数が外部から干渉を受けた場合に、新たな動作周波数点に調節する操作として規定される。
本発明において好ましくは、ペン信号発生回路から出力される電磁信号及び／又は電場信号は、ペン先空中位置信号と、ペン先軌跡信号とを含む。
本発明において好ましくは、ペン先圧力センサは、感圧抵抗である、
本発明において好ましくは、ペン先圧力センサは、感圧キャパシタである。
本発明において好ましくは、ペンケースは、ペンケースの先端と、ペンケースの後端とを備え、
ペンケースの後端内には、バッテリとペンシステム回路とが設置されており、ペンケースの後端は、金属導電材料であり、
ペンケースの先端内には、ペンタッチ感圧アセンブリが設置されており、ペンケースの先端は、絶縁材料である。
本発明において好ましくは、ペン信号発生回路は、電磁信号出力電気コイルに接続されて、周期的に変化する電磁信号を出力するものであり、電磁信号出力電気コイルは、表面が絶縁の金属導線が巻かれた環状コイルである。
本発明において好ましくは、ペン信号発生回路は、電場信号放射アンテナに接続されて、電場信号を出力するものであり、電場信号放射アンテナは、一つの導電材質から作成された導電体である。
本発明において好ましくは、ペン信号発生回路は、電場信号放射アンテナに接続されて、電場信号を出力するものであり、導電材質から作成されたペン先は、電場信号放射アンテナを兼ねることが可能である。
本発明において好ましくは、ペン先がタッチすることによって、圧力が発生して、ペン先タッチスイッチ及びペン先圧力センサに伝達して作用する。
本発明において好ましくは、ペンシステム回路が動作状態となった場合に、長い間、接続されるペン先タッチスイッチの短絡導通信号を受け取っていないと、電源入力ポートと電源出力ポートとの間は、遮断となり、ペンシステム回路は、停止状態となる。
本発明において好ましくは、ペンシステム回路の電源制御及び遅延遮断回路には、充電回路に接続される電源充電制御ポートがさらに設けられており、電源充電制御ポートは、充電信号を取得すると、充電状態となり、電源入力ポートと電源出力ポートとの間は、遮断となり、ペンシステム回路は、停止状態にロックされるようになる。
本発明は、多種方式の無線周波数送受信機能付きタッチペンとタッチモジュールとを備え、電磁方式タッチ装置、第１の容量方式タッチ装置、第２の容量方式タッチ装置、第３の容量方式タッチ装置、第１の電磁容量デュアル方式タッチ装置、第２の電磁容量デュアル方式タッチ装置及び第３電磁容量デュアル方式タッチ装置を含む無線周波数送受信機能付きタッチ装置を提供するものである。具体的に、以下の技術案のように構成している。
本発明は、無線周波数送受信機能付きタッチ装置であって、上記のように提供された無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペンとタッチモジュールとを備え、タッチモジュールは、タッチセンサと、タッチプロセッサと、タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備え、タッチモジュールは、真実筆跡タッチペンから出力される無線周波数信号と、電磁信号及び／又は電場信号とを受信することが可能であることを特徴とする。
本発明において好ましくは、無線周波数送受信回路は、2.4GHZの 無線周波数送受信回路であり、ブルートゥース（登録商標）送受信回路及び／又はWIFI送受信回路を含む。
本発明において好ましくは、タッチモジュールは、電磁タッチモジュールであり、電磁タッチモジュールは、電磁タッチセンサと、電磁タッチプロセッサと、電磁タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備える。
本発明において好ましくは、タッチモジュールは、容量タッチモジュールであり、容量タッチモジュールは、容量タッチセンサと、容量タッチプロセッサと、容量タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備える。
本発明において好ましくは、タッチモジュールは、電磁容量デュアルモジュールであり、電磁容量デュアルモジュールは、電磁モジュールと容量モジュールとを備え、電磁モジュールは、電磁タッチセンサと、電磁タッチプロセッサと、無線周波数送受信回路とを備え、容量モジュールは、容量タッチセンサと、容量タッチプロセッサと、無線周波数送受信回路とを備える。
本発明において好ましくは、容量タッチセンサの容量タッチセンサアンテナユニットは、真実筆跡タッチペンから電場信号放射アンテナを介して発生した電場信号を受信し、そして、電場信号を電場感応信号に変換して、容量タッチプロセッサに入力し、無線周波数送受信回路は、真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、容量タッチプロセッサに送信し、容量タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される。
本発明において好ましくは、電磁タッチモジュールにおける電磁タッチセンサの電磁タッチセンサアンテナユニットは、電磁方式タッチペンから、電磁出力コイルを介して発生した周期的に変化する電磁信号を受信し、そして、周期的に変化する電磁信号を電磁感応信号に変換して、電磁タッチプロセッサに入力し、無線周波数送受信回路は、真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、電磁タッチプロセッサに送信し、電磁タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される。
本発明において好ましくは、電磁容量デュアルモジュールにおいて、電磁タッチモジュールの電磁タッチセンサアンテナユニットと容量タッチモジュールの容量タッチセンサアンテナユニットとは、それぞれ、周期的に変化する電磁信号及び電場信号を取得し、電磁タッチセンサアンテナユニットは、周期的に変化する電磁信号を電磁感応信号に変換してから、電磁タッチプロセッサに入力し、無線周波数送受信回路は、真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、電磁タッチプロセッサに送信し、電磁タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送され、容量タッチセンサアンテナユニットは、電場信号を電場感応信号に変換して容量タッチプロセッサに入力し、無線周波数送受信回路は、真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、容量タッチプロセッサに送信し、容量タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される。
本発明において好ましくは、電磁容量デュアルモジュールにおける電磁タッチモジュールは、容量タッチモジュールの後方に設置されており、電磁タッチプロセッサは、容量タッチプロセッサに容量タッチモジュールオフ信号を出すことにより、電磁タッチ方式が優先されることが維持される。
本発明において好ましくは、電磁容量デュアルモジュールにおける容量タッチモジュールは、電磁タッチモジュールの後方に設置されており、容量タッチプロセッサは、電磁タッチプロセッサに電磁タッチモジュールオフ信号を出すことにより、容量タッチ方式が優先されることが維持される。
本発明において好ましくは、周辺機器で識別可能な信号は、ペン先空中位置信号、ペン先軌跡信号、筆圧感知信号及び／又は機能ボタン信号を含む。
本発明において好ましくは、周辺機器は、容量タッチセンサ、電磁タッチセンサ、コンピュータ及び／又は携帯電話である。
従来技術と比べて、本発明に提供された真実筆跡タッチペン及びタッチ装置は、以下の有益な効果があり、即ち、
1）本発明に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置は、多種方式のタッチ制御機能を備え、電磁方式、容量方式及び電磁容量デュアル方式を含み、静電容量式とインダクタンス式のセンサを兼ねて備えることができる。
2）本発明に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置を用いて書写する際に、入力してタッチペンに加えた圧力の大きさに応じて、異なる圧力信号を出力することができ、書写の使用者本人を反映することができる真実筆跡を形成することができる。
3）本発明の無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置には、無線周波数信号を送受信することが可能な無線周波数送受信回路が設置されており、動作周波数は、外部から干渉が発生すると、周波数ホッピング操作を行ってとても強い干渉回避能力が達成されるようにすることができる。
4）本発明の無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンによれば、感度よくペン先の圧力及び機能ボタン信号を受信することができ、変調回路により、対応するタッチモジュールのために、正確でタイミングよく電磁信号及び／又は電場信号を変調して提供し、最終、感度よくタイミングよく正確な信号を出力し、リアルタイムに使用者の真実筆跡を反映することができる。
5）本発明の無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置を採用すれば、操作が便利で、筆圧検出機能を備え、書写の体験感覚がよく、実現方式が簡単で、コストが低く、且つ、正確に書写者の本人の筆跡特性を反映することができない。
本発明の実施例の無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンの回路図である。 本発明の実施例の電磁タッチ装置の構成模式図である。 本発明の実施例の電磁タッチ装置の回路図である。 本発明の実施例の第１の容量タッチ装置の構成模式図である。 本発明の実施例の第１の容量タッチ装置の回路図である。 本発明の実施例の第２の容量タッチ装置の構成模式図である。 本発明の実施例の第２の容量タッチ装置の回路図である。 本発明の実施例の第１の電磁容量タッチ装置の構成模式図である。 本発明の実施例の第１の電磁容量タッチ装置の回路図である。 本発明の実施例の第２の電磁容量タッチ装置の構成模式図である。 本発明の実施例の第２の電磁容量タッチ装置の回路図である。
本発明の実施例の目的、技術案及び利点がより一層明らかになるために、以下、本発明の実施例における図面に基づいて本発明の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述し、勿論、記述した実施例は、本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。普通、ここで、図面に記述し及び示した本発明の実施例の構成部品は、各種の異なる配置で配列及び設計することができる。したがって、以下、図面に提供された本発明の実施例に対する詳細な記述は、保護請求する本発明の範囲を制限することを意図するものではなく、本発明で選定した実施例を示すものに過ぎない。本発明における実施例に基づいて、当業者は、創造的な労働を経なく取得した全ての他の実施例は、全て、本発明の保護範囲内に属するものである。
実施例１
本実施例に提供された真実筆跡タッチペンは、ペンケースと、ペンケース内のバッテリと、ペンケース内のペンシステム回路100と、ペンケース内のペンタッチ感圧アセンブリ300とを備え、ペンケースは、ペンケースの先端と、ペンケースの後端とを備え、ペンケースの後端内には、バッテリ601とペンシステム回路100とが設置されており、ペンケースの後端は、金属導電材料であり、ペンケースの先端内には、ペンタッチ感圧アセンブリ300が設置されており、ペンケースの先端は、絶縁材料である。
図1は、本発明の実施例の無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンの回路図であり、ペンシステム回路100は、充電回路101と、電源制御及び遅延遮断回路102と、電源電圧変換回路103と、機能ボタン105と、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104と、ペン信号発生回路106とを備え、ペンタッチ感圧アセンブリ300は、ペン先303と、ペン先タッチスイッチ302とペン先圧力センサ301と備える。
ペン先圧力センサ301は、感圧抵抗又は感圧キャパシタであり、タッチペンを使用して書写する時に、ペンタッチ感圧アセンブリ300のペン先303がタッチすることによって、タッチ圧力が発生してペン先のトリガースイッチ302に伝達して作用し、ペン先のタッチ圧力によってペン先のトリガースイッチ302がトリガされて、ペン先のトリガースイッチがオンとされ、同時にペン先のタッチ圧力がペン先の圧力センサ301に伝達して作用することにより、ペン先の圧力センサ30の抵抗値又は容量値は、ペン先のタッチ圧力の大きさに応じて相応する変化を発生するようになる。
バッテリ601は、交換する使い捨てバッテリ及び／又は充電式バッテリであり、本実施例においてバッテリ601は、少なくとも充電式バッテリを含み、充電回路101は、接触式の有線充電回路であってもよいし、非接触式の無線充電回路であってもよい。
電源電圧変換回路103は、電源制御及び遅延遮断回路102に接続されて、システム電源を一定の動作電源電圧に変換するものである。
電源制御及び遅延遮断回路102には、バッテリに接続される電源入力ポートVINと、電源電圧変換回路103に接続される電源出力ポートVOUTと、ペン先のタッチスイッチ302に接続されるペンタッチスイッチ信号制御ポートPCとが設置されており、ペンタッチスイッチ信号制御ポートPCは、タッチスイッチ302に接続されてスイッチ信号を取得するものであり、タッチスイッチ302のオン信号を取得すると、電源入力ポートVINと電源出力ポートVOUTとの間が導通となり、ペンシステム回路100は、電力の供給を開始されて動作状態となり、動作状態となった場合に、長い間、接続されるタッチスイッチ302のオン信号を受け取っていないと、電源入力ポートVINと電源出力ポートVOUTとの間は、遮断となり、ペンシステム回路100は、停止状態となる。
電源制御及び遅延遮断回路102には、充電回路101に接続される電源充電制御ポートCCがさらに設けられており、電源充電制御ポートCCは、充電信号を取得すると、充電状態となり、この場合に、電源入力ポートVINと電源出力ポートVOUTとの間は、遮断となり、ペンシステム回路100は、停止状態にロックされて充電を行うようになる。
無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、ペン先圧力センサ301と機能ボタン105とに接続され、機能ボタン105は、一つ又は複数のボタンを設置してもよく、本実施例において、二つのボタンを設置しており、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、ペン先圧力センサ301から取得した感圧抵抗信号又は感圧キャパシタ信号、及び、機能ボタン105から取得した機能ボタン信号を無線周波数変調して、無線周波数信号を出力し、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、さらに、無線周波数信号を受信し、無線周波数信号には、干渉信号を含有する場合に、前記ペン信号発生回路106に周波数ホッピング信号を出力し、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、干渉信号を受信しなくなるまで、周波数ホッピング信号を連続的に発することができる。
ペン信号発生信号回路106は、位相ロックループ発振回路であり、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104に接続されて、周波数ホッピング信号を取得し、ペン信号発生信号回路106は、電磁信号、電場信号又は電磁電場信号を出力することができるものであり、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104からの周波数ホッピング信号を受信すると、ペン信号発生信号回路106は、周波数調節操作を行い、新たな動作周波数点に調節して動作し、電磁信号及び／又は電場信号を出力し、ペン信号発生信号回路106は、連続的に周波数調節操作を行うことができる。
具体的に、ペン信号発生信号回路106は、電磁信号出力電気コイル501に接続されて、周期的に変化する電磁信号を出力し、ペン信号発生信号回路106は、電場信号放射アンテナ401に接続されて、電場信号を出力する。
電磁信号出力コイル501は、表面が絶縁の金属導線により少なくとも１層で複数巻きの、緊密に巻き回された環状コイルであり、エナメル線の銅線又は銀線であってもよいし、綿巻線の銅線又は銀線であってもよい。コイルの中には、電磁信号出力コイル501の体積を減少するように、磁芯が設けられてもよく、電磁信号出力コイル501の信号出力強度及び出力効率を高めるため、環状の電磁信号出力コイル501がペンケースの先端内のペン先の周辺付近に設置されている。
電場信号放射アンテナ401は、一つの任意形状の導電体であり、環状の金属、導電ゴム又は一つの巻回した導線であってもよく、ペンケースの先端内のペン先303の周辺付近に設置されている。
導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねて使用されることができ、このようにして、電場信号放射アンテナとして専門的にひとつの導体を設置する必要がなくなり、素子の設置が減少され、体積が減少され、コストが節約されるようになる。
導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねて使用されるとともに、もう一つの導電体も電場信号放射アンテナとして設置して、ペン先303に接続するようにし、このような構成によって、電場信号の出力がより正確となり、タッチペンの感度が向上するようになる。
タッチペンは、使用状態場合のペン先空中位置信号及びペン先軌跡信号を、電場信号及び／又は電磁信号として、最終、周辺機器に出力し、筆圧感知信号及び機能ボタン信号を無線周波数信号として、最終、周辺機器に出力し、機能ボタン105は、周辺機器側によって任意の機能を定義することが可能であり、周辺機器がタブレットである場合に、マウスの左/右ボタンに定義してもよく、APPアプリケーションプログラムのスタートキー、グラフィッククリアキー、画像の拡大縮小短縮キーやスクリーンショット短縮キーなどを用いてもよい。
ペン信号発生回路106には、電磁出力コイル501しか設置されていない場合に、電磁信号しか出力しなくなり、この場合、真実筆跡タッチペンは、電磁方式タッチペン110となる。
ペン信号発生回路106には、電場信号放射アンテナ401しか設置されていない場合に、電場信号しか出力しなくなり、且つ、一つの任意形状の導電体により電場信号放射アンテナ401が構成され、この場合、真実筆跡タッチペンは、第１の容量方式タッチペン111となる。
ペン信号発生回路10には、電場信号放射アンテナ401しか設置されていない場合に、電場信号しか出力しなくなり、且つ、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねることになり、この場合、真実筆跡タッチペンは、第２の容量方式タッチペン112となる。
ペン信号発生回路106には、電場信号放射アンテナ401しか設置されていない場合に、電場信号しか出力しなくなり、且つ、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねることになり、同時に、電場信号放射アンテナとしてもう一つの導電体も設置されて、ペン先303に接続されるようになり、この場合、真実筆跡タッチペンは、第３の容量方式タッチペン113となる。
ペン信号発生回路106には、同時に、電磁出力コイル501と電場信号放射アンテナ401とを設置している場合に、電磁信号と電場信号とを出力し、一つの任意形状の導電体から電場信号放射アンテナ401を構成しており、この場合、真実筆跡タッチペンは、第１の電磁容量デュアル方式タッチペン114となる。
ペン信号発生回路106には、同時に、電磁出力コイル501と電場信号放射アンテナ401とを設置している場合に、電磁信号と電場信号とを出力し、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねることになり、この場合、真実筆跡タッチペンは、第２の電磁容量デュアル方式タッチペン115となる。
ペン信号発生回路106には、同時に、電磁出力コイル501と電場信号放射アンテナ401とを設置している場合に、電磁信号と電場信号とを出力し、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねることになり、同時に、電場信号放射アンテナとしてもう一つの導電体も設置されて、ペン先303に接続されるようになり、この場合、真実筆跡タッチペンは、第３の電磁容量デュアル方式タッチペン116となる。
実施例２
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡電磁タッチ装置は、実施例１の電磁方式タッチペン110と電磁タッチモジュールとを備え、電磁タッチモジュールは、電磁タッチセンサ501と、電磁タッチプロセッサ901と、電磁タッチプロセッサ901に接続される無線周波数送受信回路902とを備え、無線周波数送受信回路902は、2.4GHZ の無線周波数送受信回路であってもよいし、ブルートゥース送受信回路であってもよく、また、WIFI送受信回路であってもよい。
図2.1は、本実施例のタッチ装置の構成模式図である。真実筆跡タッチペンの外部は、ペンケースによって包まれており、ペンケースの後端701内には、バッテリ601とペンシステム回路100とが設置されており、ペンケースの後端外には、ペンシステム回路100に接続される機能ボタン105が設置されており、ペンケースの後端702内には、ペンタッチ感圧アセンブリ300が設置されており、ペン先303の周辺に電磁信号出力コイル501が設置されており、電磁タッチセンサ505内には、電磁タッチプロセッサ901を備えており、真実筆跡タッチペンから出力される電磁信号を受信することができる。
図2.2は、本実施例の電磁タッチ装置の回路図であり、実施例一の電磁方式タッチペン110の回路と電磁タッチモジュールの回路とを備え、電磁タッチモジュールにおける電磁タッチセンサ505の電磁タッチセンサアンテナユニット503は、電磁方式タッチペンから電磁出力コイル501を介して発生した周期的に変化する電磁信号を受信し、そして、周期的に変化する電磁信号を、電磁感応信号に変換して電磁タッチプロセッサ901に入力し、電磁タッチプロセッサ901によって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送され、周辺機器で識別可能な信号は、ペン先空中位置信号と、ペン先軌跡信号とを含む。
電磁タッチプロセッサ901に接続される無線周波数送受信回路902は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104を介して送信された無線周波数信号を受信して、電磁タッチプロセッサに送信し、電磁タッチプロセッサ901によって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送され、周辺機器で識別可能な信号は、筆圧感知信号と機能ボタン信号とを含む。
周辺機器は、本実施例のタッチ装置の電磁タッチセンサ505、コンピュータ及び／又は携帯電話であってもよい。
ここで、電磁タッチセンサ505は、一つ又は一つ以上の電磁タッチセンサアンテナユニット503を備える。
電磁タッチモジュール900における電磁タッチ感知アンテナユニット503は、タッチペンから送信された周期的に変化する電磁信号の受信には、強い干渉があるため動作が不安定となった場合に、電磁タッチモジュール900は、タッチモジュール内における無線周波数送受信回路902を介してタッチペンにおける無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104に新たな動作周波数点にホッピングする指令の無線周波数信号を発することになり、電磁方式タッチペン110の無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、この無線周波数信号を受信すると、ペン信号発生回路106に、周波数ホッピング信号を送信し、ペン信号発生回路106を、新たな動作周波数点にホッピングして動作させるように制御し、もし、電磁タッチモジュール900における電磁タッチ感知アンテナユニット503は、まだ干渉を受信したら、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104とペン信号発生回路106とは、また、上記の周波数ホッピング方式に従って、他の新たな動作周波数点にホッピングして、まだ干渉があるかどうかを試し、電磁タッチモジュール900と電磁方式タッチペン110とは、不断にこのように周波数ホッピングして、干渉を除去したかどうかを試し、干渉が除去された相応する周波数点にホッピングしてから、ずっとこの周波数点に維持して動作することになり、干渉回避機能が実現されるようになる。
実施例３
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第１の容量タッチ装置は、実施例一の第１の容量方式タッチペン111と、容量タッチモジューとを備え、容量タッチモジュールは、容量タッチセンサ405と、容量タッチプロセッサ801と、容量タッチプロセッサ801に接続される無線周波数送受信回路802とを備え、無線周波数送受信回路802は、2.4GHZ の無線周波数送受信回路であってもよいし、ブルートゥース送受信回路であってもよく、またWIFI送受信回路であってもよい。
図3.1は、本実施例の第１の容量タッチ装置の構成模式図であり、真実筆跡タッチペンの外部は、ペンケースによって包まれており、ペンケースの後端701内には、バッテリ601とペンシステム回路100とが設置されており、ペンケースの後端外には、ペンシステム回路100に接続される機能ボタン105が設置されており、ペンケースの後端702内には、ペンタッチ感圧アセンブリ300が設置されており、ペン先303の周辺に一つの任意形状の導電体から構成された電場信号放射アンテナ401が設置されており、容量タッチセンサ405内には、容量タッチプロセッサ801を備えており、真実筆跡タッチペンから出力される電場信号を受信することができる。
図3.2は、本実施例の第１の容量タッチ装置の回路図であり、実施例１の第１の容量方式タッチペン111の回路と、容量タッチモジュールの回路とを備え、容量タッチモジュールにおける容量タッチセンサ405の電場信号放射アンテナ401は、第１の容量方式タッチペン111から電場信号放射アンテナ401を介して発生した電場信号を受信し、そして、電場信号を、電場感応信号に変換して、容量タッチプロセッサ801に入力し、容量タッチプロセッサ801によって周辺機器で識別可能な信号が復調されて周辺機器に伝送され、周辺機器で識別可能な信号は、ペン先空中位置信号と、ペン先軌跡信号とを含む。
容量タッチプロセッサ801に接続される無線周波数送受信回路802は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104を介して送信した無線周波数信号を受信して、容量タッチプロセッサ801に送信し、容量タッチプロセッサ801によって周辺機器で識別可能な信号が復調されて周辺機器に伝送され、周辺機器で識別可能な信号は、筆圧感知信号と機能ボタン信号と含む。
周辺機器は、本実施例のタッチ装置の容量タッチセンサ405、コンピュータ及び／又は携帯電話であってもよい。
ここで、周辺機器で識別可能な信号は、ペン先空中位置信号と、書写軌跡信号と、筆圧感知信号及び／又は機能ボタン信号とを含む。
ここで、容量タッチセンサ405は、一つ又は一つ以上の容量タッチセンサアンテナユニット403を備える。
容量タッチモジュール800における容量タッチ感知アンテナユニット403は、タッチペンから送信された周期的に変化する電磁信号の受信には、強い干渉があるため動作が不安定となった場合に、容量タッチモジュール800は、タッチモジュール内における無線周波数送受信回路802を介してタッチペンにおける無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104に新たな動作周波数点にホッピングする指令の無線周波数信号を発することになり、容量方式タッチペン111の無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104は、この無線周波数信号を受信すると、ペン信号発生回路106に、周波数ホッピング信号を送信し、ペン信号発生回路106を、新たな動作周波数点にホッピングして動作させるように制御し、もし、容量タッチモジュール800における容量タッチ感知アンテナユニット403は、まだ干渉を受信したら、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路104とペン信号発生回路106とは、また、上記の周波数ホッピング方式に従って、他の新たな動作周波数点にホッピングして、まだ干渉があるかどうかを試し、容量タッチモジュール800と容量方式タッチペン111とは、不断にこのように周波数ホッピングして、干渉を除去したかどうかを試し、干渉が除去された相応する周波数点にホッピングしてから、ずっとこの周波数点に維持して動作することになり、干渉回避機能が実現されるようになる。
実施例４
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第２の容量タッチ装置は、実施例１の第２の容量方式タッチペン112と、容量タッチモジュールと備え、本実施例と実施例3との区別は、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねていることにあり、図4.1は、本発明の実施例の第２の容量タッチ装置の構成模式図であり、ペン先303の付近には、他の導電体が設置されていない。
図4.2は、本発明の実施例の第２の容量タッチ装置の回路図であり、ペン信号発生回路106は、直接、ペン先303に接続されて電場信号を出力する。
実施例５
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第３の容量タッチ装置は、実施例１の第３の容量方式タッチペン113と、容量タッチモジュールとを備え、本実施例と実施例3との区別は、導電材料から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナを兼ねており、同時に、電場信号放射アンテナ401としてもう一つの導電体も設置してペン先303に接続していることにあり、図3.1を参照して、導電体から構成された電場信号放射アンテナ401をペン先に導電接続すると、本実施例の回路図となる。
実施例６
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第１の電磁容量デュアルタッチ装置は、実施例１の第１の電磁容量デュアル方式タッチペン114と、電磁容量デュアルタッチモジュールとを備え、電磁容量デュアルモジュールは、電磁モジュールと、容量モジュールとを備え、電磁モジュールは、実施例2を参照して、容量モジュールは、実施例3を参照している。
図5.1は、本実施例の第１の電磁容量デュアルタッチ装置の構成模式図であり、実施例2の図2.2のうえに、ペン先303の付近に一つの任意形状の導電体から構成された電場信号放射アンテナ401を増加したものである。
図5.2は、本実施例の第１の電磁容量デュアルタッチ装置の回路図であり、実施例3の図3.2のうえに、電磁タッチモジュールを増加したものである。
第１の電磁容量デュアルタッチ装置において、電磁タッチモジュール900の電磁タッチセンサアンテナユニット503と、容量タッチモジュール800の容量タッチセンサアンテナユニット403とは、それぞれ、周期的に変化する電磁信号と電場信号とを取得する。
第１電磁容量デュアルタッチモジュールにおける電磁タッチモジュール900が、容量タッチモジュール800の後方に設置されている場合に、電磁タッチプロセッサ901は、容量タッチプロセッサ801に容量タッチモジュールオフ信号を出すことにより、電磁タッチ方式が優先されることが維持される。
第１の電磁容量デュアルタッチモジュールにおける容量タッチモジュール800が、電磁タッチモジュール900の後方に設置されている場合に、容量タッチプロセッサ801は、電磁タッチプロセッサ901に電磁タッチモジュールオフ信号を出すことにより、容量タッチ方式が優先されることが維持される。
実施例７
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第２の電磁容量デュアルタッチ装置は、実施例１の第２の電磁容量デュアル方式タッチペン115と容量タッチモジュールとを備え、本実施例と実施例6との区別は、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナ401を兼ねていることにあり、図6.1は、本発明の実施例の第２の電磁容量デュアルタッチ装置の構成模式図であり、ペン先303の付近に、他の導電体から構成された電場信号放射アンテナを設置していない。
図6.2は、本実施例の第２の電磁容量デュアルタッチ装置の回路図であり、ペン信号発生回路106は、直接、ペン先303に接続されて、電場信号を出力する。
実施例８
本実施例に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡第３の電磁容量デュアルタッチ装置は、実施例１の第３の電磁容量デュアル方式タッチペン116と、容量タッチモジュールとを備え、本実施例と実施例3との区別は、導電材質から作成されたペン先303は、電場信号放射アンテナを兼ねており、同時に、電場信号放射アンテナ401としてもう一つの導電体も設置してペン先303に接続していることにあり、図3.1を参照して、導電体から構成された電場信号放射アンテナ401をペン先に導電接続すると、本実施例の回路図となる。
本発明に提供された無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及び無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンを備えるタッチ装置によれば、タイミングよく正確に使用状態に応じてペン先の空中位置信号と、ペン先の軌跡信号と、ペン先の圧力信号と機能ボタン信号とを発生することができ、感度よくペン先の圧力及び機能ボタン信号を受信し、最終、リアルタイムに使用者を反映することができる真実筆跡を発生することができ、動作周波数内において干渉を受けた場合に、周波数ホッピング操作を行って干渉回避機能を実現することもできることにより、無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペン及び無線周波数送受信機能付き真実筆跡タッチペンを備えるタッチ装置は、強い干渉回避機能を有するようになり、反応がより敏感となり、筆跡がより真実となる。
上記したものは、本発明の最適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の旨及び原則内にされた修正、同等変更及び改良などは、いずれも、本発明の保護範囲内に含まれている。

Claims (23)

  1. 無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペンであって、
    ペンケースと、該ペンケース内のバッテリと、該ペンケース内のペンシステム回路と、該ペンケース内のペンタッチ感圧アセンブリとを備え、
    前記ペンタッチ感圧アセンブリは、ペン先と、ペン先タッチスイッチと、ペン先圧力センサとを備え、
    前記ペンシステム回路は、充電回路と、電源制御及び遅延遮断回路と、電源電圧変換回路と、機能ボタンと、無線周波数変調及び無線周波数送受信回路と、ペン信号発生回路とを備え、
    前記電源電圧変換回路は、前記電源制御及び遅延遮断回路に接続されて、システム電源を一定の動作電源電圧に変換し、
    前記無線周波数変調及び無線周波数送受信回路は、前記ペン先圧力センサと前記機能ボタンに接続されて、それぞれ、ペン先圧力信号と機能ボタン信号を取得し、無線周波数変調してから無線周波数変調信号を出力し、前記無線周波数変調及び無線周波数送受信回路は、無線周波数信号を受信して、前記ペン信号発生回路に周波数ホッピング信号を出力することが可能であり、
    前記ペン信号発生回路は、電磁信号及び／又は電場信号を出力することが可能であり、
    前記ペン信号発生回路は、前記無線周波数変調及び送受信回路に接続されて、周波数ホッピング信号を取得して、周波数ホッピング操作を行ない、
    前記ペンシステム回路の前記電源制御及び遅延遮断回路には、前記バッテリに接続される電源入力ポートと、前記電源電圧変換回路に接続される電源出力ポートと、前記ペン先タッチスイッチに接続されるペンタッチスイッチ信号制御ポートとが設けられており、
    前記ペンタッチスイッチ信号制御ポートは、前記ペン先タッチスイッチに接続されて信号を取得するものであり、前記ペン先タッチスイッチのオン信号を取得すると、前記電源入力ポートと前記電源出力ポートとの間は、導通となり、前記ペンシステム回路は、動作状態となる
    ことを特徴とする真実筆跡タッチペン。
  2. 前記ペン信号発生回路から出力される電磁信号及び／又は電場信号は、ペン先空中位置信号と、ペン先軌跡信号とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  3. 前記ペン先圧力センサは、感圧抵抗である、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  4. 前記ペン先圧力センサは、感圧キャパシタである、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  5. 前記ペンケースは、ペンケースの先端と、ペンケースの後端とを備え、
    前記ペンケースの後端内には、前記バッテリと前記ペンシステム回路とが設置されており、ペンケースの後端は、金属導電材料であり、
    前記ペンケースの先端内には、前記ペンタッチ感圧アセンブリが設置されており、ペンケースの先端は、絶縁材料である、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  6. 前記ペン信号発生回路は、電磁信号出力電気コイルに接続されて、周期的に変化する電磁信号を出力するものであり、前記電磁信号出力電気コイルは、表面が絶縁の金属導線が巻かれた環状コイルである、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  7. 前記ペン信号発生回路は、電場信号放射アンテナに接続されて、電場信号を出力するものであり、前記電場信号放射アンテナは、一つの導電材質から作成された導電体である、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  8. 前記ペン信号発生回路は、電場信号放射アンテナに接続されて、電場信号を出力するものであり、導電材質から作成されたペン先は、電場信号放射アンテナを兼ねることが可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  9. 前記ペン先がタッチすることによって、圧力が発生して、前記ペン先タッチスイッチ及び前記ペン先圧力センサに伝達して作用する、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  10. 前記ペンシステム回路が動作状態となった場合に、長い間、接続される前記ペン先タッチスイッチの短絡導通信号を受け取っていないと、前記電源入力ポートと前記電源出力ポートとの間は、遮断となり、前記ペンシステム回路は、停止状態となる、ことを特徴とする請求項１に記載の真実筆跡タッチペン。
  11. 前記ペンシステム回路の電源制御及び遅延遮断回路には、充電回路に接続される電源充電制御ポートがさらに設けられており、電源充電制御ポートは、充電信号を取得すると、充電状態となり、前記電源入力ポートと電源出力ポートとの間は、遮断となり、ペンシステム回路は、停止状態にロックされるようになる、ことを特徴とする請求項１０に記載の真実筆跡タッチペン。
  12. 無線周波数送受信伝送機能付きタッチ装置であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペンとタッチモジュールとを備え、前記タッチモジュールは、タッチセンサと、タッチプロセッサと、タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備え、タッチモジュールは、真実筆跡タッチペンから出力される無線周波数信号と、電磁信号及び／又は電場信号とを受信することが可能である、ことを特徴とするタッチ装置。
  13. 前記無線周波数送受信回路は、2.4GHZの 無線周波数送受信回路であり、ブルートゥース(登録商標)送受信回路及び／又はWIFI送受信回路を含む、ことを特徴とする請求項１２に記載のタッチ装置。
  14. 前記タッチモジュールは、電磁タッチモジュールであり、前記電磁タッチモジュールは、電磁タッチセンサと、電磁タッチプロセッサと、電磁タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備える、ことを特徴とする請求項１２に記載のタッチ装置。
  15. 前記タッチモジュールは、容量タッチモジュールであり、前記容量タッチモジュールは、容量タッチセンサと、容量タッチプロセッサと、容量タッチプロセッサに接続される無線周波数送受信回路とを備える、ことを特徴とする請求項１２に記載のタッチ装置。
  16. 前記タッチモジュールは、電磁容量デュアルモジュールであり、前記電磁容量デュアルモジュールは、電磁モジュールと容量モジュールとを備え、前記電磁モジュールは、電磁タッチセンサと、電磁タッチプロセッサと、無線周波数送受信回路とを備え、前記容量モジュールは、容量タッチセンサと、容量タッチプロセッサと、無線周波数送受信回路とを備える、ことを特徴とする請求項１２に記載のタッチ装置。
  17. 前記容量タッチセンサの容量タッチセンサアンテナユニットは、前記真実筆跡タッチペンから電場信号放射アンテナを介して発生した電場信号を受信し、そして、電場信号を電場感応信号に変換して、前記容量タッチプロセッサに入力し、前記無線周波数送受信回路は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、容量タッチプロセッサに送信し、容量タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される、ことを特徴とする請求項１５に記載のタッチ装置。
  18. 前記電磁タッチモジュールにおける電磁タッチセンサの電磁タッチセンサアンテナユニットは、電磁方式タッチペンから、電磁出力コイルを介して発生した周期的に変化する電磁信号を受信し、そして、周期的に変化する電磁信号を電磁感応信号に変換して、前記電磁タッチプロセッサに入力し、前記無線周波数送受信回路は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、電磁タッチプロセッサに送信し、電磁タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される、ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチ装置。
  19. 前記電磁容量デュアルモジュールにおいて、電磁タッチモジュールの電磁タッチセンサアンテナユニットと容量タッチモジュールの容量タッチセンサアンテナユニットとは、それぞれ、周期的に変化する電磁信号及び電場信号を取得し、電磁タッチセンサアンテナユニットは、周期的に変化する電磁信号を電磁感応信号に変換してから、前記電磁タッチプロセッサに入力し、前記無線周波数送受信回路は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、電磁タッチプロセッサに送信し、電磁タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送され、容量タッチセンサアンテナユニットは、電場信号を電場感応信号に変換して前記容量タッチプロセッサに入力し、前記無線周波数送受信回路は、前記真実筆跡タッチペンから無線周波数変調及び無線周波数送受信回路を介して送信された無線周波数信号を受信して、容量タッチプロセッサに送信し、容量タッチプロセッサによって、周辺機器で識別可能な信号が復調されて、周辺機器に伝送される、ことを特徴とする請求項１６に記載のタッチ装置。
  20. 前記電磁容量デュアルモジュールにおける電磁タッチモジュールは、容量タッチモジュールの後方に設置されており、電磁タッチプロセッサは、容量タッチプロセッサに容量タッチモジュールオフ信号を出すことにより、電磁タッチ方式が優先されることが維持される、ことを特徴とする請求項１９に記載のタッチ装置。
  21. 前記電磁容量デュアルモジュールにおける容量タッチモジュールは、電磁タッチモジュールの後方に設置されており、容量タッチプロセッサは、電磁タッチプロセッサに電磁タッチモジュールオフ信号を出すことにより、容量タッチ方式が優先されることが維持される、ことを特徴とする請求項１９に記載のタッチ装置。
  22. 前記周辺機器で識別可能な信号は、ペン先空中位置信号、ペン先軌跡信号、筆圧感知信号及び／又は機能ボタン信号を含む、ことを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のタッチ装置。
  23. 前記周辺機器は、容量タッチセンサ、電磁タッチセンサ、コンピュータ及び／又は携帯電話である、ことを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のタッチ装置。
JP2017555584A 2016-04-28 2016-11-28 無線周波数送受信伝送機能付き真実筆跡タッチペン及びタッチ装置 Active JP6974175B2 (ja)

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