TW201339905A - 可偵測筆觸壓力之觸控筆及其光機系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露一種可偵測筆觸壓力之觸控筆,其包含有一桿體,一筆頭以及一壓感模組,用以感測該筆頭所承受之一壓力量值。該壓感模組包含有一發光元件,一壓感元件,連接於該筆頭,以及一控制器,電連接於該發光元件與該壓感元件。該壓感元件係用來感測該筆頭相對該桿體之一移動量,並產生一相對應的電訊號。該控制器係接收該電訊號以驅動該發光元件發出一相應的光訊號。該光訊號之一閃爍頻率係對應於該電訊號之一量值,且該光訊號係傳輸至一光偵測器,以使該光偵測器可將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。

Description

可偵測筆觸壓力之觸控筆及其光機系統
本發明係提供一種觸控筆及其光機系統,尤指一種可偵測筆觸壓力之觸控筆及其光機系統。
在現今各式消費性電子產品市場中,各種可攜式電子產品皆已廣泛使用觸控裝置作為其資料溝通的界面工具。由於目前電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向,因此在產品上無足夠空間容納如鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置,尤其在講求人性化設計的平板電腦需求的帶動下,搭配觸控裝置的電腦系統已廣泛地出現於市面上。
舉例來說,可攜式電腦一方面強調體積輕薄,一方面又要有大面積的螢幕以顯示數位資料,所以常以觸控式螢幕來當作使用者與可攜式電腦間的人機介面。觸控式螢幕一方面能顯示圖形及文字資料,一方面也形成一觸控面板(touch panel),當使用者接觸施壓於此觸控面板時,觸控面板能感應施壓的位置(甚或搭配觸控筆以感應施壓壓力的大小),根據施壓的位置不同來代表不同的控制指令,藉此控制電腦。
傳統的觸控筆包含有電容式觸控筆與電磁式觸控筆。電磁式觸控筆需另搭配一天線元件以接收電磁感應訊號,其使用上較為不便且製造成本亦相當昂貴。舉例來說,電磁式觸控筆係於筆桿內裝設一電磁線圈,當使用者施壓於筆頭,使得筆頭相對筆桿移動時,筆頭會驅動該電磁感應線圈產生磁通量變化,故電磁式觸控筆可依據該磁通量的變化量,來計算出施壓於筆頭的壓力量值。除此之外,電磁式觸控筆另可透過經壓縮以到不同的電容值來取得筆頭的壓力量值。電容式觸控筆雖具有不需額外搭配一接收器的優點,然而電容式觸控筆僅能繪示觸控軌跡,無法表現出筆觸的壓力變化。且電容式觸控筆的筆頭直徑需設計至5~6mm的尺寸,易造成操作上的不便。
另一方面,傳統的觸控筆另包含有光學式觸控筆,但光學式觸控筆並無法表現出筆觸壓力的變化量值。進一步改善光學式觸控筆,可透過遮蔽光通量之變化的方式來表現出筆觸的壓力變化,然而此技術的缺點是感應量值易受干擾。雖可整合電磁式、電容式及光學式而設計出具有偵測筆觸能力的觸控筆,但其機構與電路的設計複雜繁瑣,且價格高昂,不具市場競爭力。故如何設計出不需搭配特殊接收器即可偵測筆觸變化,且具有低成本優勢的觸控筆,便為現今電腦產業設計所需努力之課題。
本發明係提供一種可偵測筆觸壓力之觸控筆及其光機系統,以解決上述之問題。
本發明之申請專利範圍係揭露一種可偵測筆觸壓力之觸控筆。該觸控筆包含有一桿體,一筆頭,以可活動方式設置於該桿體之一端,以及一壓感模組,設置於該桿體與該筆頭之間,用以感測該筆頭所承受之一壓力量值。該壓感模組包含有一發光元件,一壓感元件,連接於該筆頭,以及一控制器,電連接於該發光元件與該壓感元件。該壓感元件係用來感測該筆頭相對該桿體之一移動量,並產生一相對應的電訊號。該控制器係接收該電訊號以驅動該發光元件發出一相應的光訊號。該光訊號之一閃爍頻率係對應於該電訊號之一量值,且該光訊號係傳輸至一光偵測器,以使該光偵測器可將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
本發明之申請專利範圍另揭露該發光元件係為一紅外光發光二極體。
本發明之申請專利範圍另揭露該壓感元件係為一光偵測套件,且該光偵測套件包含有一光發射器、一光接收器與一可伸縮隔光體。該光發射器與該光接收器係分別設置於該可伸縮隔光體之兩端。該光接收器接收該光發射器之一光強訊號之參數,並將該光強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
本發明之申請專利範圍另揭露該壓感模組之該壓感元件係為一音波偵測套件,且該音波偵測套件包含有一音波發射器、一音波接收器、一壓縮元件與一可伸縮隔音體。該音波發射器與該音波接收器係分別設置於該可伸縮隔音體之兩端,該壓縮元件係設置於該可伸縮隔音體內部。該音波接收器接收該音波發射器之一音強訊號之參數,並將該音強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
本發明之申請專利範圍另揭露該壓感模組之該壓感元件係為一介質壓力偵測套件,且該介質壓力偵測套件包含有一壓力計與一可伸縮密封體。該壓力計係設置於該可伸縮密封體之旁側,該壓力計讀取該可伸縮密封體內部之介質的壓力變化量,並將該壓力變化量轉換為相應該移動量之該電訊號。
本發明之申請專利範圍另揭露該介質係為氣體或液體。
本發明之申請專利範圍另揭露該壓感元件係為一壓電元件、一電感應元件或一磁感應元件。
本發明之申請專利範圍另揭露該光訊號之該閃爍頻率係正比於該筆頭所承受之該壓力量值。
本發明之申請專利範圍另揭露一種應用可偵測筆觸壓力之觸控筆的光機系統。該光機系統包含有一顯示面板,至少一光偵測器,設置於該顯示面板之一端角,以及一觸控筆,用來於該顯示面板繪製一線條。該光偵測器可藉由偵測該觸控筆之參數,以驅動該顯示面板顯示相對應該線條之軌跡及筆觸的壓力量值。該觸控筆包含有一桿體,一筆頭,以可活動方式設置於該桿體之一端,以及一壓感模組,設置於該桿體與該筆頭之間,用以感測該筆頭所承受之一壓力量值。該壓感模組包含有一發光元件,一壓感元件,連接於該筆頭,以及一控制器,電連接於該發光元件與該壓感元件。該壓感元件係用來感測該筆頭相對該桿體之一移動量,並產生一相對應的電訊號。該控制器係接收該電訊號以驅動該發光元件發出一相應的光訊號。該光訊號之一閃爍頻率係對應於該電訊號之一量值,且該光訊號係傳輸至該光偵測器,以使該光偵測器可將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
本發明之申請專利範圍另揭露該光偵測器另用來判讀該光訊號之該閃爍頻率所嵌入之一編碼資訊或一線性資訊。
本發明之申請專利範圍另揭露該光偵測器之一影像擷取頻率係切分為複數個區塊,該光偵測器於各頻率區塊依序讀取到該光訊號之該閃爍頻率,並將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
本發明之光機系統可有效地同步偵測使用者操作觸控筆的線條軌跡及施壓力道,以驅動顯示面板呈現相對應粗細度的線條。本發明透過光訊號的閃爍頻率來傳遞施壓筆頭之壓力量值的數據,除了可用以呈現繪製線條之軌跡與粗細度外,另可於光訊號閃爍頻率內嵌預設的編碼資訊或線性資訊,以藉由施壓特定次數及頻率來達到觸發快速鍵之功能。本發明具有結構簡單及成本低廉之優點,具有發光元件之觸控筆可搭配各種類的光學觸控模組來表現出繪製線條的筆觸變化,故可大幅提高本產品的市場競爭力。
請參閱第1圖,第1圖為本發明實施例之一光機系統10之示意圖。光機系統10包含有一顯示面板12、至少一光偵測器14與一觸控筆16。光偵測器14係設置於顯示面板12之一端角,用以偵測觸控筆16於顯示面板12之表面移動時的軌跡及筆觸的壓力量值。顯示面板12係經由作業系統驅動而顯示相對應資訊。當觸控筆16於顯示面板12之表面繪製一線條時,顯示面板12不具有觸控面板之功能,光機系統10係利用光偵測器14來感應觸控筆16之動作軌跡,因此本發明之光機系統10可有效感應使用者操作觸控筆16所繪製線條時的軌跡及筆觸的壓力量值,以於顯示面板12上表現出筆跡的線條粗細度,其操作機制將於下段敘明。
值得一提的是,本發明之光機系統10另可為搭配複數個光偵測器14的應用態樣,或另搭配反射邊條及多個設置在顯示面板12之各端角之光偵測器14的應用態樣。舉例來說,光機系統10可包含有兩個光偵測器14,分別設置於顯示面板12同一側邊之二端角;或另可包含有兩個光偵測器14及一個反射邊條,兩個光偵測器14分別設置在顯示面板12同一側邊的二端角,反射邊條則設置於對應光偵測器14之另一側邊;或另可包含有三個光偵測器14,分別設置於顯示面板12同一側邊的二端角及中段位置;或另可包含有四個光偵測器14,分別設置於顯示面板12之四端角;或另可包含有六個光偵測器14,分別設置於顯示面板12之二相對側邊的二端角及中段位置。其應用態樣可不限於上述實施例所述,端視設計需求而定。
請參閱第2圖,第2圖為本發明實施例之觸控筆16之示意圖。觸控筆16包含有一桿體18、一筆頭20與一壓感模組22。桿體18係為提供使用者握持之一構件。筆頭20係以可相對活動方式設置於桿體18之一端,當使用者操作觸控筆16繪製線條時,筆頭20可依據使用者施加的力道而相對桿體18滑移,例如施壓力道較小時,筆頭20係位於大部分突出桿體18之一位置;當施壓力道較大時,筆頭20則會較深陷入桿體18內部。換句話說,筆頭20相對桿體之一位移量係正比於使用者施壓的力道,意即正比於筆頭20所承受之一壓力量值。因此壓感模組22即為設置在桿體18與筆頭20之間,壓感模組22可用來感測筆頭20相對桿體之位移量,並透過其他電子元件將位移量轉換成筆頭20所承受的壓力量值。
如第2圖所示,壓感模組22包含有一發光元件24、一壓感元件26以及一控制器28。發光元件24係較佳地為一發光二極體,其具有節省電力及易於散熱的優點。壓感元件26係連接於筆頭20,並可隨著筆頭20相對桿體18移動。壓感元件26用以感測筆頭20相對桿體18之移動量,其實施方式可為由壓電材料所組成之元件,其可隨著筆頭20的移動被擠壓而產生一相對應的電訊號。壓感元件26另可為一氣壓計或一液壓計,其係利用筆頭20相對桿體18移動時所造成的介質壓力變化而產生相對應的電訊號。壓感元件26還可能為一電感應元件或一磁感應元件,其係藉由筆頭20相對桿體18移動所產生之壓力來生成電通量變化或磁通量變化,以產生相對應的電訊號。壓感元件26之實施態樣可不限於上述實施例所述,端視實際需求而定。
此外,控制器28係電連接於發光元件24與壓感元件26。當壓感元件26感測到筆頭20相對桿體18移動所產生的壓力變化時,其輸出之相對應電訊號將傳輸到控制器28。於本發明之實施例中,電訊號之一量值,例如電壓值,係正比於筆頭20相對桿體18之移動量,因此控制器28係依據電訊號之量值來驅動發光元件24發出一相應的光訊號,其中光訊號的一閃爍頻率係對應於電訊號之量值,以使光偵測器14接收到光訊號後,可將光訊號之閃爍頻率相應地轉換為筆頭20所承受的壓力量值,進而將筆頭所繪製之軌跡的線條粗細度呈現在顯示面板12。
換句話說,筆頭20相對桿體18之移動量、及光訊號之閃爍頻率係皆正比於筆頭20所承受之壓力量值。當使用者用力施壓筆頭20來繪製線條時,發光元件24之閃爍頻率較快;反之當使用者輕輕地操作觸控筆16繪製線條,則發光元件24所發出之光訊號即可相對應降低其閃爍頻率。因此本發明之光機系統10可有效利用光偵測器14來偵測使用者操作觸控筆16時的施壓力道,以同步於顯示面板2上顯示出觸控筆16所繪製線條的軌跡及粗細特徵。
於此進一步說明本發明之壓感模組22的變化態樣。壓感模組22之壓感元件26係可為一光偵測套件30、一音波偵測套件32以及一介質壓力偵測套件34,其應用方式的選擇端視設計需求而定,故不再詳述。
請參閱第3圖,第3圖為本發明之一第一實施例之具有光偵測套件30之觸控筆16的示意圖。光偵測套件30(壓感元件26)可包含有一光發射器301、一光接收器302與一可伸縮隔光體303。光發射器301與光接收器302係分別設置於可伸縮隔光體303之兩端。當筆頭20承受壓力而相對桿體18移動時,光偵測套件30被觸發而驅動光發射器301輸出一光強訊號。可伸縮隔光體303之一縱向尺寸係可隨著筆頭20相對桿體18移動而改變其長度,因此光接收器302可依據其接收到光強訊號與光發射器301輸出光強訊號之一時間差以感測筆頭20相對桿體18之移動量,接著光偵測套件30便可產生相應移動量的電訊號,以供控制器28讀取電訊號之量值來驅動發光元件24發出具有相應閃爍頻率的光訊號。其中可伸縮隔光體303可用以隔絕外部環境光線透入而產生干擾。
請參閱第4圖,第4圖為本發明之一第二實施例之具有音波偵測套件32之觸控筆16的示意圖。音波偵測套件32(壓感元件26)可包含有一音波發射器321、一音波接收器322、一壓縮元件323與一可伸縮隔音體324。音波發射器321與音波接收器322係分別設置於可伸縮隔音體324之兩端,且壓縮元件323係設置於可伸縮隔音體324內部。可伸縮隔音體324係隨著筆頭20相對桿體18移動而改變其長度,並可同時施壓於壓縮元件323。當筆頭20相對桿體18移動時,壓縮元件323係被可伸縮隔音體324自上下兩方向擠壓而產生寬度變形,進而填塞在可伸縮隔音體324內部的一音強訊號傳遞路徑。其中可伸縮隔音體324可用以隔絕外部環境聲音雜訊透入而發生干擾。
舉例來說,當筆頭20相對桿體18之移動量較大,壓縮元件323會被大幅擠壓呈扁平狀,而阻隔可伸縮隔音體324內部之音強訊號傳遞路徑,音波接收器322係接收到微弱的音強訊號。另一方面,當筆頭20相對桿體18之移動量較小,壓縮元件323可回復至瘦長造型,可伸縮隔音體324內部之音強訊號傳遞路徑變暢通,音波接收器322可接收到明顯的音強訊號。因此音波接收器322所接收來自音波發射器321之音強訊號的參數會根據壓縮元件323的變形量而產生相應變化,音波偵測套件32接著將音強訊號轉換為相應移動量的電訊號。控制器28可讀取電訊號來驅動發光元件24發出相應閃爍頻率的光訊號,以使光偵測器14可透過特定演算法將光訊號的閃爍頻率轉換為筆頭20所承受之壓力量值。
請參閱第5圖,第5圖為本發明之一第三實施例之具有介質壓力偵測套件34之觸控筆16的示意圖。介質壓力偵測套件34(壓感元件26)可包含有一壓力計341與一可伸縮密封體342,且壓力計341係設置於可伸縮密封體342之旁側。可伸縮密封體342內部的介質可為氣體或液體。當筆頭20相對桿體18移動,可伸縮密封體342係改變其體積,壓力計341可用以感測可伸縮密封體342內部之介質的壓力變化量。介質壓力偵測套件34係藉由可伸縮密封體342之體積變化影響相對應的介質壓力變化,並轉換為相應移動量的的電訊號,以供控制器28讀取電訊號之量值而發出具有相應閃爍頻率的光訊號。
綜合來說,本發明之第一實施例、第二實施例及第三實施例的壓感元件26係分別利用光感測、音波感測、氣壓感測與液壓感測技術,將其量測參數轉換為相應筆頭20對桿體18之移動量的電訊號,並另透過控制器28讀取電訊號,以驅動發光元件24發出相對應閃爍頻率的光訊號,即時應用光偵測器14讀取光訊號,達到本發明偵測筆頭20承受之壓力量值的目的。
一般來說,發光元件24所發出之光訊號可以為一可見光訊號或一不可見光訊號。可見光訊號之優點係使用者可於操作觸控筆16時,以肉眼直接觀察到發光元件24輸出之光訊號的閃爍頻率,藉此判斷其操作筆頭20的力道,可立即選擇性加重或減輕其施壓力道來調整欲繪製之線條的粗細程度。另一方面,不可見光訊號的優點係使用者於操作觸控筆16時不會看到發光元件24所輸出的光訊號,藉此避免使用者在操作觸控筆16時因閃爍光訊號而造成干擾及困惑。除此之外,不可見光訊號另具有可防止外部環境之光雜訊的干擾。由於光機系統10的使用環境下可能會有其他照明光源,當發光元件24及光偵測器14利用不可見光訊號作為資訊傳遞之介質,將可有效避免此些外部光源干擾到光偵測器14所讀取來自發光元件24的光訊號。於本發明之實施例中,發光元件24係可較佳地為一紅外光發光二極體。
詳細來說,光偵測器14之一影像擷取頻率(frames per second,FPS)係有其固定數值,其依據光偵測器14的產品規格可能有20FPS、30FPS或60FPS等。然而發光元件24之閃爍頻率將遠大於光偵測器14的影像擷取頻率,因此本發明實施例之光機系統10係將光偵測器14的影像擷取頻率均等地切分為複數個區塊(複數個時間區塊),並依據各個區塊所讀取到發光元件24之閃爍畫面的數量來判斷筆頭20所承受的壓力量值。
舉例來說,光偵測器14之影像擷取頻率可為60FPS,並將其切分為三組各20FPS的區塊。當使用者由輕而重漸次施壓觸控筆16以繪製線條於顯示面板12之表面時,發光元件24的閃爍頻率亦由慢而快逐漸加速,因此光偵測器14之影像擷取程序在第一組區塊所偵測到的閃爍畫面最少,第二組區塊偵測到的閃爍畫面則會略大於第一組區塊所偵測之數量,而第三組區塊所偵測到之閃爍畫面係可大於第一組區塊及第二組區塊,故光偵測器14便可依據各20FPS之區塊所取得的閃爍畫面數量產生一個壓力曲線函數,並透過演算法將壓力曲線函數轉換成筆頭20所承受的壓力量值,進而驅動顯示面板14呈現具有相對應特徵、由細逐漸變粗的線條。
除此之外,本發明之光機系統10另可透過觸控筆16之發光元件的光訊號閃爍頻率來組合成快速鍵的觸發訊號。使用者首先可在光機系統10內部之記憶模組儲存各個不同閃爍頻率所代表之相對應快速鍵的資訊。當使用觸控筆16時,可透過按壓筆頭20之快慢來觸發相對應的快速鍵功能。舉例來說,閃爍頻率為三快三慢可代表叫出光機系統10所安裝作業系統之一瀏覽器程式;閃爍頻率為二快一慢可代表叫出另一影片播放器程式等等。於本發明實施例中,發光元件24之各組光訊號閃爍頻率所嵌入的一編碼資訊或一線性資訊所代表的快速鍵功能,係可利用軟體由使用者自行預先設定,且由於光訊號之使用頻寬理論上可無限延長(一般常用的無線電波有其頻寬限制),故其可視使用需求而容納大幅的資料量。光訊號之閃爍頻率所嵌入的編碼資訊或線性資訊係依據設計需求而定,相關應用態樣於此不再詳述。
綜上所述,由於顯示面板及光偵測器一般已用來感測觸控筆繪製線條之軌跡,故本發明之光機系統不需於接收端額外增加電子元件,並可進一步利用光偵測器同步感測觸控筆所繪製之線條的軌跡及筆觸輕重,以具有感測觸控筆所繪製線條之粗細度的功能。本發明係於觸控筆內安裝可感測筆頭壓力的壓感元件,並依據壓感元件被致動而產生的電訊號,來驅動發光元件輸出具有特定閃爍頻率的光訊號,以使本發明之光偵測器除了用以感測觸控筆的行進軌跡外,另可接收來自觸控筆的主動參數(具有特定閃爍頻率的光訊號),以根據閃爍頻率的數值轉換出筆頭所承受的壓力量值,並驅動顯示面板呈現相對應的筆觸變化(線條的粗細度)。
相較於先前技術,本發明之光機系統可有效地同步偵測使用者操作觸控筆的線條軌跡及施壓力道,以驅動顯示面板呈現相對應粗細度的線條。本發明透過光訊號的閃爍頻率來傳遞施壓筆頭之壓力量值的數據,除了可用以呈現繪製線條之軌跡與粗細度外,另可於光訊號閃爍頻率內嵌預設的編碼資訊或線性資訊,以藉由施壓特定次數及頻率來達到觸發快速鍵之功能。本發明具有結構簡單及成本低廉之優點,具有發光元件之觸控筆可搭配各種類的光學觸控模組來表現出繪製線條的筆觸變化,故可大幅提高本產品的市場競爭力。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10...光機系統
12...顯示面板
14...光偵測器
16...觸控筆
18...桿體
20...筆頭
22...壓感模組
24...發光元件
26...壓感元件
28...控制器
30...光偵測套件
301...光發射器
302...光接收器
303...可伸縮隔光體
32...音波偵測套件
321...音波發射器
322...音波接收器
323...壓縮元件
324...可伸縮隔音體
34...介質壓力偵測套件
341...壓力計
342...可伸縮密封體
第1圖為本發明實施例之光機系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例之觸控筆之示意圖。
第3圖為本發明之第一實施例之具有光偵測套件之觸控筆的示意圖。
第4圖為本發明之第二實施例之具有音波偵測套件之觸控筆的示意圖。
第5圖為本發明之第三實施例之具有介質壓力偵測套件之觸控筆的示意圖。
16...觸控筆
18...桿體
20...筆頭
22...壓感模組
24...發光元件
26...壓感元件
28...控制器

Claims (18)

  1. 一種可偵測筆觸壓力之觸控筆,其包含有:一桿體;一筆頭,以可活動方式設置於該桿體之一端;以及一壓感模組,設置於該桿體與該筆頭之間,用以感測該筆頭所承受之一壓力量值,該壓感模組包含有:一發光元件;一壓感元件,連接於該筆頭,該壓感元件係用來感測該筆頭相對該桿體之一移動量,並產生一相對應的電訊號;以及一控制器,電連接於該發光元件與該壓感元件,該控制器係接收該電訊號以驅動該發光元件發出一相應的光訊號;其中該光訊號之一閃爍頻率係對應於該電訊號之一量值;以及其中該光訊號係傳輸至設置於一顯示面板上之一光偵測器,以使該光偵測器可將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
  2. 如請求項1所述之觸控筆,其中該發光元件係為一紅外光發光二極體。
  3. 如請求項1所述之觸控筆,其中該壓感元件係為一光偵測套件,該光偵測套件包含有一光發射器、一光接收器與一可伸縮隔光體,該光發射器與該光接收器係分別設置於該可伸縮隔光體之兩端,該光接收器接收該光發射器之一光強訊號之參數,並將該光強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
  4. 如請求項1所述之觸控筆,其中該壓感元件係為一音波偵測套件,該音波偵測套件包含有一音波發射器、一音波接收器、一壓縮元件與一可伸縮隔音體,該音波發射器與該音波接收器係分別設置於該可伸縮隔音體之兩端,該壓縮元件係設置於該可伸縮隔音體內部,該音波接收器接收該音波發射器之一音強訊號之參數,並將該音強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
  5. 如請求項1所述之觸控筆,其中該壓感元件係為一介質壓力偵測套件,該介質壓力偵測套件包含有一壓力計與一可伸縮密封體,該壓力計係設置於該可伸縮密封體之一側,該壓力計讀取該可伸縮密封體內部之介質的壓力變化量,並將該壓力變化量轉換為相應該移動量之該電訊號。
  6. 如請求項5所述之觸控筆,其中該介質係為氣體或液體。
  7. 如請求項1所述之觸控筆,其中該壓感元件係為一壓電元件、一電感應元件或一磁感應元件。
  8. 如請求項1所述之觸控筆,其中該光訊號之該閃爍頻率係正比於該筆頭所承受之該壓力量值。
  9. 一種應用可偵測筆觸壓力之觸控筆的光機系統,其包含有:一顯示面板;至少一光偵測器,設置於該顯示面板之一端角;以及一觸控筆,用來於該顯示面板繪製一線條,該光偵測器可藉由偵測該觸控筆之參數,以驅動該顯示面板顯示相對應該線條之軌跡及筆觸的壓力量值,該觸控筆包含有:一桿體;一筆頭,以可活動方式設置於該桿體之一端;以及一壓感模組,設置於該桿體與該筆頭之間,用以感測該筆頭所承受之一壓力量值,該壓感模組包含有:一發光元件;一壓感元件,連接於該筆頭,該壓感元件係用來感測該筆頭相對該桿體之一移動量,並產生一相對應電訊號;以及一控制器,電連接於該發光元件與該壓感元件,該控制器係接收該電訊號以驅動該發光元件發出一相應的光訊號;其中該光訊號之一閃爍頻率係對應於該電訊號之一量值;以及其中該光偵測器係用來接收該光訊號,以使該光偵測器可將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
  10. 如請求項9所述之光機系統,其中該發光元件係為一紅外光發光二極體。
  11. 如請求項9所述之光機系統,其中該壓感元件係為一光偵測套件,該光偵測套件包含有一光發射器、一光接收器與一可伸縮隔光體,該光發射器與該光接收器係分別設置於該可伸縮隔光體之兩端,該光接收器接收該光發射器之一光強訊號之參數,並將該光強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
  12. 如請求項9所述之光機系統,其中該壓感模組之該壓感元件係為一音波偵測套件,該音波偵測套件包含有一音波發射器、一音波接收器、一壓縮元件與一可伸縮隔音體,該音波發射器與該音波接收器係分別設置於該可伸縮隔音體之兩端,該壓縮元件係設置於該可伸縮隔音體內部,該音波接收器接收該音波發射器之一音強訊號之參數,並將該音強訊號轉換為相應該移動量之該電訊號。
  13. 如請求項9所述之光機系統,其中該壓感模組之該壓感元件係為一介質壓力偵測套件,該介質壓力偵測套件包含有一壓力計與一可伸縮密封體,該壓力計係設置於該可伸縮密封體之一側,該壓力計讀取該可伸縮密封體內部之介質的壓力變化量,並將該壓力變化量轉換為相應該移動量之該電訊號。
  14. 如請求項13所述之光機系統,其中該介質係為氣體或液體。
  15. 如請求項9所述之光機系統,其中該壓感元件係為一壓電元件、一電感應元件或一磁感應元件。
  16. 如請求項9所述之光機系統,其中該光偵測器另用來判讀該光訊號之該閃爍頻率所嵌入之一編碼資訊或一線性資訊。
  17. 如請求項9所述之光機系統,其中該光偵測器之一影像擷取頻率係切分為複數個區塊,該光偵測器於各頻率區塊依序讀取該光訊號之該閃爍頻率,並將該光訊號之該閃爍頻率轉換為該筆頭所承受之該壓力量值。
  18. 如請求項9所述之光機系統,其中該光訊號之該閃爍頻率係正比於該筆頭所承受之該壓力量值。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104571725A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 纬创资通股份有限公司 电脑系统及其相关触控方法
TWI552029B (zh) * 2014-05-13 2016-10-01 禾瑞亞科技股份有限公司 發信器及其控制方法
TWI801051B (zh) * 2021-12-22 2023-05-01 宏碁股份有限公司 觸控裝置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9513721B2 (en) * 2013-09-12 2016-12-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive stylus for a digitizer
TWI638290B (zh) * 2013-11-08 2018-10-11 禾瑞亞科技股份有限公司 發信器及其控制方法
CN103713748A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 清华大学 一种用于光学式交互桌面的压力敏感型交互笔
CN106033262B (zh) * 2015-03-16 2018-11-09 翰硕电子股份有限公司 电容式指标装置
CN105760006B (zh) * 2015-11-17 2018-12-11 业成光电(深圳)有限公司 触控显示装置
WO2017110041A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 メイクパーツ作成装置、メイクパーツ利用装置、メイクパーツ作成方法、メイクパーツ利用方法、メイクパーツ作成プログラム、およびメイクパーツ利用プログラム
US10365763B2 (en) * 2016-04-13 2019-07-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Selective attenuation of sound for display devices
CN106066737B (zh) * 2016-07-18 2023-12-29 北京集创北方科技股份有限公司 一种压力触控单元、压力大小检测方法及触控基板
EP3336665B1 (en) * 2016-11-02 2019-12-04 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Method for determining a target working frequency of a stylus, and a touchscreen and a stylus thereof
US10444866B2 (en) * 2016-11-14 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensor for a stylus
CN106598291B (zh) * 2016-11-29 2019-09-03 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN106775009A (zh) * 2016-11-29 2017-05-31 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法与系统
CN106896967A (zh) * 2017-03-28 2017-06-27 广州视源电子科技股份有限公司 一种智能书写方法、红外触摸屏与智能书写系统
CN107727283A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种机器人皮肤触感系统及实现方法
CN107479770B (zh) * 2017-09-27 2020-01-10 广州视源电子科技股份有限公司 触摸输入装置、红外触摸屏和触摸屏交互系统
CN107678600A (zh) * 2017-10-25 2018-02-09 京东方科技集团股份有限公司 数位板、信号发射装置、数位板装置及其控制方法
US11054935B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-06 Beechrock Limited Stylus with contact sensor
US10649551B1 (en) * 2018-12-27 2020-05-12 Pixart Imaging Inc. Pen mouse with an inclining compensation function
US10824249B2 (en) 2019-04-05 2020-11-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus for zero force activation
TWI731650B (zh) * 2020-04-15 2021-06-21 宏碁股份有限公司 觸控筆、觸控電子裝置與觸控系統
CN111562851B (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 深圳市千分一智能技术有限公司 具有对射管的主动电容笔
CN112987950A (zh) * 2021-03-12 2021-06-18 维沃移动通信有限公司 触控笔、控制方法、控制装置和电子设备
CN113885720B (zh) * 2021-10-13 2024-01-30 Tcl华星光电技术有限公司 触控发生器、光触控系统以及触控方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3150685B2 (ja) * 1990-08-06 2001-03-26 株式会社ワコム 可変容量コンデンサ
US5138118A (en) * 1991-05-06 1992-08-11 International Business Machines Corporation Pulsed pen for use with a digitizer tablet
US5502568A (en) * 1993-03-23 1996-03-26 Wacom Co., Ltd. Optical position detecting unit, optical coordinate input unit and optical position detecting method employing a pattern having a sequence of 1's and 0's
US5571997A (en) * 1993-08-02 1996-11-05 Kurta Corporation Pressure sensitive pointing device for transmitting signals to a tablet
JPH08227336A (ja) 1995-02-20 1996-09-03 Wacom Co Ltd 感圧機構及びスタイラスペン
JPH0981297A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Fujitsu General Ltd 入力ペン装置
JP3837800B2 (ja) 1996-10-31 2006-10-25 株式会社ワコム 位置指示器
JP3876942B2 (ja) * 1997-06-13 2007-02-07 株式会社ワコム 光デジタイザ
US6556149B1 (en) * 1999-03-01 2003-04-29 Canpolar East Inc. Switches and joysticks using a non-electrical deformable pressure sensor
CN1437095A (zh) * 2002-02-07 2003-08-20 天瀚科技股份有限公司 具有追踪轨迹与感测压力的数字笔
JP4143462B2 (ja) * 2003-04-09 2008-09-03 シャープ株式会社 ペン入力表示装置
US7528825B2 (en) * 2003-12-08 2009-05-05 Fujitsu Component Limited Input pen and input device
CN101009158B (zh) * 2006-01-26 2011-05-18 汉王科技股份有限公司 一种改变电容的装置
US8536471B2 (en) * 2008-08-25 2013-09-17 N-Trig Ltd. Pressure sensitive stylus for a digitizer
US20100053120A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-04 Chang An-Yu Touchscreen stylus
CN101727218A (zh) * 2010-01-27 2010-06-09 北京爱易玛克科技有限公司 具有压力值检测功能的电子手写笔
CN102375624A (zh) * 2010-08-27 2012-03-14 刘中华 平板结构的超声波手写板
CN102135822B (zh) * 2011-03-15 2012-11-28 南京方瑞科技有限公司 光电检测多方向触发电子笔

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104571725A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 纬创资通股份有限公司 电脑系统及其相关触控方法
US9134853B2 (en) 2013-10-23 2015-09-15 Wistron Corporation Computer system and related touch method
CN104571725B (zh) * 2013-10-23 2017-05-10 纬创资通股份有限公司 电脑系统及其相关触控方法
TWI552029B (zh) * 2014-05-13 2016-10-01 禾瑞亞科技股份有限公司 發信器及其控制方法
TWI579736B (zh) * 2014-05-13 2017-04-21 禾瑞亞科技股份有限公司 發信器、觸控處理裝置及其控制方法與觸控系統
TWI801051B (zh) * 2021-12-22 2023-05-01 宏碁股份有限公司 觸控裝置

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