TW201416923A - 使用延遲器件的觸摸筆、觸摸輸入系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及觸摸輸入系統及其觸摸輸入方法。觸摸筆包括：主體；天線，配置為從移動終端接收無線信號；以及延遲器件，配置為從天線接收無線信號，並在經過預定時間之後，向天線輸出與所接收無線信號相對應的反射信號，其中天線向移動終端發送反射信號。

Description

使用顯示設備的觸摸筆、觸摸輸入系統及其方法
本揭露涉及一種觸摸筆、觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法。更具體地，本揭露涉及一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法。
目前，由於輸入的方便性和輕薄的形狀，廣泛使用配備有觸摸屏的移動終端。觸摸屏提供輸入和輸出功能。為此，觸摸屏包括顯示面板和觸摸面板。觸摸屏通過顯示設備提供輸出功能，並且通過觸摸面板提供輸入功能。
支援觸摸屏的移動終端不僅識別手部的觸摸，而且識別觸摸輸入設備(例如，觸控筆或觸摸筆)的觸摸，以便提供詳細輸入。觸摸筆分為需要電源的有源型和不需要電源的無源型。有源型觸摸筆包括如電池的電源。有源型觸摸筆利用電源操作由電感器(L)和電容器(C)構成的LC電路。移動終端通過嵌入在移動終端上的陣列型天線，接收在觸摸筆的LC諧振電路中產生的無線信號，並通過使用每個天線的接收強度來識別觸摸筆的位置。
無源型觸摸筆不包括附加的電源，並從移動終端接收電力以便通過使用電磁感應來進行操作。例如，使用電磁感應的無源型觸摸筆主要通過使用LC諧振電路來利用電磁諧振(Electro Magnetic Resonance，EMR)。利用LC諧振電路的EMR的無源型觸摸筆通過LC諧振電路從移動終端接收無線信號，並向移動終端發送與所接收的無線信號相對應的反射信號。此時，移動終端通過陣列型嵌入天線接收從觸摸筆的LC諧振電路發送的反射信號，並通過測量與每個天線相對應的接收強度來識別觸摸筆的位置。
同時，使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆通過與反射信號相對應的諧振頻率的變化來提供狀態資訊，例如筆壓力、按鈕輸入等。為此，相關領域中使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆包括電容器、電感器、可變電感器、可變電容器等，以便根據筆壓力或按鈕輸入來改變LC諧振電路的諧振頻率。
然而，上述相關領域中使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆僅通過諧振頻率的改變來提供狀態資訊，例如筆壓力、按鈕輸入等。因此，相關領域中使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆在可以向移動終端提供的狀態資訊的類型方面具有限制。此外，在相關領域中使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆中所用的電感器、電容器、可變電感器和可變電容器不僅由於設備的特性而具有較大誤差，而且對環境(例如溫度)的改變具有高靈敏度。因此，相關領域中使用LC諧振電路的EMR型的觸摸筆具有如下問題：需要補償由於環境的改變而引起的誤差的補償電路。
以上資訊作為背景資訊提供，僅幫助本揭露的理解。對 於上述任何內容是否可作為關於本揭露的現有技術沒有任何判定也沒有任何斷言。
本揭露的方面在於解決至少上述問題和/或缺點並提供至少下述優點。因此，本揭露的一個方面在於提供一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法。
本揭露的另一方面在於提供一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法，能夠通過頻率變化和時間延遲向移動終端提供觸摸筆的多個狀態資訊，例如，筆壓力、按鈕輸入、ID資訊、感測器資訊等。
本揭露的另一方面在於提供一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法，能夠分別提供用於識別位置資訊的頻率和用於識別狀態資訊的頻率。
本揭露的另一方面在於提供一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法，能夠支援多頻率。
本揭露的另一方面在於提供一種使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及一種觸摸輸入系統及其方法，能夠將觸摸屏劃分為多個區域，並用不同頻率同時識別多個劃分區域。
根據本揭露的一個方面，提供了一種觸摸筆。所述觸摸筆包括：主體；天線，嵌入在主體上，並配置為從移動終端接收無線信號；以及延遲器件，配置為從天線接收無線信號，並在經過預定時間之後，向天線輸出與所接收的無線信號相對應的反射 信號，其中天線向移動終端發送反射信號。
根據本揭露的另一方面，提供了一種觸摸輸入系統。所述系統包括：觸摸筆，包括天線和延遲器件並配置為通過天線接收無線信號，在經過預定時間之後產生與所接收無線信號相對應的反射信號，並通過天線發送所產生的反射信號；以及移動終端，配置為向觸摸筆發送無線信號，接收由延遲器件產生的反射信號，並識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊。
根據本揭露的另一方面，提供了一種輸入觸摸的方法。所述方法包括：由移動終端發送用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的無線信號；由觸摸筆通過天線接收從移動終端發送的無線信號；從天線接收無線信號；在經過預定時間後，由觸摸筆的延遲器件輸出與所接收無線信號相對應的反射信號；通過觸摸筆的天線向移動終端發送反射信號；通過移動終端接收反射信號；以及由移動終端通過分析反射信號來識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊。
根據本揭露的另一方面，提供了一種輸入觸摸筆的觸摸的方法。所述方法包括：通過天線接收無線信號；通過使用延遲器件將所接收的無線信號延遲預定時間；向天線輸出與無線信號相對應的反射信號；以及通過天線發送反射信號。
以下詳細描述結合所附圖式公開了本揭露的多個實施例，通過以下詳細描述，本領域技術人員將更清楚本揭露的其他方面、優點和突出特徵。
1‧‧‧參考信號
2‧‧‧狀態信號
3‧‧‧ID信號
10‧‧‧發送信號
15‧‧‧表面聲波
16‧‧‧反射波
17‧‧‧表面聲波
18‧‧‧接收信號
21‧‧‧LC諧振電路
22‧‧‧電容器
23‧‧‧按鈕
25‧‧‧可變電容器
41‧‧‧位置資訊提供器
42‧‧‧狀態資訊提供器
101、103、105、107、109‧‧‧操作
100‧‧‧移動終端
110‧‧‧控制器
120‧‧‧記憶體
130‧‧‧觸摸屏
131‧‧‧保護視窗
132‧‧‧第一觸摸面板/觸摸面板
133‧‧‧顯示面板
134‧‧‧第二觸摸面板
135‧‧‧天線
136‧‧‧支架
137a‧‧‧筆發送器
137b‧‧‧筆接收器
138a‧‧‧觸摸屏面板接收器(TSP接收器)
138b‧‧‧觸摸屏面板發送器(TSP發送器)
150‧‧‧無線通信單元
200‧‧‧觸摸筆
210‧‧‧主體
220‧‧‧阻抗器件(ZS)
221‧‧‧感測器(ZS1)
222‧‧‧感測器(ZS2)
230‧‧‧按鈕
240‧‧‧延遲器件(SAW器件)
241‧‧‧輸入數位間轉換器(輸入IDT)
242‧‧‧輸出數位間轉換器(輸出IDT)
243‧‧‧參考數位間轉換器(參考IDT)
244‧‧‧反射器
245‧‧‧第一感測器數位間轉換器(第一感測器IDT)
246‧‧‧第二感測器數位間轉換器(第二感測器IDT)
250‧‧‧壓力感測器(ZP)
260‧‧‧天線
270‧‧‧筆尖
300‧‧‧觸摸筆
320‧‧‧阻抗器件
330‧‧‧按鈕(SW)
340‧‧‧延遲器件
341‧‧‧第一輸入數位間轉換器(第一輸入IDT)
342‧‧‧第一輸出數位間轉換器(第一輸出IDT)
343‧‧‧第二輸入數位間轉換器(第二輸入IDT)
344‧‧‧第二輸出數位間轉換器(第二輸出IDT)
345‧‧‧第三輸出數位間轉換器(第三輸IDT)
346‧‧‧反射器
350‧‧‧壓力感測器
360‧‧‧天線
1010‧‧‧無線信號
1020‧‧‧反射波
1030‧‧‧反射信號
1040‧‧‧無線信號
1050‧‧‧反射波
1060‧‧‧反射信號
1410‧‧‧發送器
1420‧‧‧第一多工器
1430‧‧‧接收器
1440‧‧‧第二多工器
1510‧‧‧發送器
1520‧‧‧多工器
1530‧‧‧接收器
1540‧‧‧開關
1610‧‧‧雜訊曲線
1730‧‧‧按鈕(Z1)
1740‧‧‧延遲器件
1741‧‧‧第一IDT塊(=IDT塊P1，包含IDTPi1、IDTPo1)
1742‧‧‧第二IDT塊(=IDT塊P2，包含IDTPi2、IDTPo2)
1743‧‧‧第三IDT塊(=IDT塊D1，包含IDTDi1、IDTDo11、IDTDo12、反射器1)
1744‧‧‧第四IDT塊(=IDT塊D2，包含IDTPi2、IDTDo21、IDTDo22、反射器2)
1750‧‧‧壓力感測器(Z2)
1760‧‧‧天線
C0~C6‧‧‧感測電極/接收電極
R0~R6‧‧‧感測電極/發送電極
Rx0~Rx6‧‧‧接收線
fP‧‧‧第一頻率
fP1‧‧‧頻率/第一頻率
fP2‧‧‧頻率/第二頻率
fP3‧‧‧頻率
fD‧‧‧第二頻率
fD1、fD2、fD3‧‧‧頻率
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW4‧‧‧第四開關
T‧‧‧預設週期
Tx0~Tx6‧‧‧傳輸線
根據結合所附圖式的以下詳細描述，本揭露的特定示例實施例的上述和其他方面、特徵以及優點將更清楚。
圖1A繪示了根據本揭露實施例的觸摸輸入系統。
圖1B是繪示了根據本揭露實施例的觸摸輸入方法的流程圖。
圖2是示意性繪示了根據本揭露第一實施例的觸摸筆的配置的視圖。
圖3A和圖3B繪示了根據本揭露第一實施例的觸摸筆和相關領域中的觸摸筆的等效電路。
圖4、圖5、圖6、圖7A、圖7B和圖8繪示根據本揭露第一實施例的觸摸筆的延遲器件的多個配置。
圖9繪示了根據本揭露第二實施例的觸摸筆的等效電路。
圖10A和圖10B是繪示了根據本揭露第二實施例從觸摸筆接收的無線信號的圖。
圖11是繪示了根據本揭露實施例的移動終端的配置的框圖。
圖12A和圖12B是繪示了根據本揭露實施例的觸摸屏的配置的圖。
圖13是繪示了根據本揭露第一實施例用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
圖14是繪示了根據本揭露第二實施例用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
圖15是繪示了根據本揭露第三實施例用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
圖16是繪示了根據本揭露實施例通過利用多個頻率來改善觸摸靈敏度的方法的圖。
圖17是示意性繪示了根據本揭露實施例支援多個頻率的觸摸筆的視圖。
圖18是繪示了根據本揭露實施例通過使用多個頻率來感測觸摸筆的位置資訊的方法的圖。
貫穿所附圖式，應注意相似的元件符號用於表示相同或相似的元件、特徵和結構。
提供了參照所附圖式的以下描述來幫助全面理解申請專利範圍及其等同物定義的本揭露的多個實施例。以下描述包括多種特定細節來幫助理解，但是這些特定細節應該僅視為示例性的。因此，本領域技術人員會認識到可以在不背離本揭露的範圍和精神的前提下對本文所述多個實施例進行多種改變和修改。此外，為了清楚和簡要目的，可以省略對公知功能和結構的描述。
以下描述和申請專利範圍中使用的術語和詞語不限於字面含義，而是發明人僅用於達到對本揭露的清楚和一致理解。因此，本領域技術人員可以理解，本揭露的多個實施例的以下描述僅用於說明目的，而不是要限制申請專利範圍及其等同物限定的本揭露。
應該理解，除非文中明確指出，否則單數形式的「一」、「一種」和「該」更旨在包括複數形式。因此，例如，對於「一元件表面」的引述包括對於一個或多個這種表面的引述。
在進行詳細描述之前，「延遲器件」是指在接收到輸入信號並接著經過預定時間之後輸出輸出信號的元件。延遲器件包括 表面聲波(Surface Acoustic Wave，SAW)器件、SAW諧振器、體聲波(Bulk Acoustic Wave，BAW)、薄膜體聲波諧振器(Film Bulk Acoustic Resonator，FBAR)以及玻璃延遲線等。在以下描述中，為了說明的方便性，將以SAW器件繪示為示例。
圖1A繪示了根據本揭露實施例的觸摸輸入系統。
參考圖1A，本揭露的觸摸輸入系統包括觸摸筆200和移動終端100。
觸摸筆200是筆型輸入工具。儘管將觸摸筆描述為本揭露的實施例，但是本領域技術人員應理解，本揭露不限於筆型輸入筆200，而是可以應用多種形式(例如，橡皮擦型)。根據本揭露的觸摸筆200可以形成為使用延遲器件(例如，SAW器件)的無源型。無源型觸摸筆200通過天線從移動終端100接收射頻(Radio Frequency，RF)信號，並通過延遲器件在經過預定時間之後發送與所接收的無線信號相對應的反射信號。
此時，觸摸筆200通過天線向移動終端100發送與所接收無線信號具有相同頻率的反射信號，或通過天線向移動終端100發送改變了頻率、振幅和相位中至少一個的反射信號。
觸摸筆200向移動終端100提供狀態資訊，例如，對筆尖270按壓的壓力(例如筆壓力)、通過按鈕230的按鈕輸入以及如通過頻率、振幅及相位的改變等。
同時，觸摸筆200可以通過使用延遲器件的時間延遲，提供狀態資訊。更具體地，觸摸筆的延遲器件包括具有區別設置的延遲時間的多個數位間轉換器(Inter-Digital Transducer，IDT)，並提供與每個IDT相對應的狀態資訊。例如，觸摸筆200通過具 有第一延遲時間的第一IDT提供壓力資訊、通過具有第二延遲時間的第二IDT提供按鈕輸入資訊、以及通過具有第三延遲時間的第三IDT提供觸摸筆200的識別字(Identifier，ID)資訊。本揭露的觸摸筆200通過不僅使用頻率的改變而且使用時間延遲來提供狀態資訊，因此相較於相關領域中使用LC電路的電磁諧振型的觸摸筆而言，本揭露可以提供多個狀態資訊。
觸摸筆200可分別提供用於提供位置資訊的頻率和用於提供狀態資訊的頻率。此外，觸摸筆200可支援與用於提供位置資訊的頻率和用於提供狀態資訊的頻率相對應的多個頻率。將在下文詳細描述觸摸筆200。
移動終端100包括觸摸屏130。當第一觸摸面板識別通過用戶手指、觸控筆等進行的一般觸摸輸入或接近性觸摸輸入(proximity touch input)且第二觸摸面板識別通過觸摸筆200進行的一般觸摸輸入或接近性觸摸輸入時，通過結合第一觸摸面板和第二觸摸面板來形成移動終端100的觸摸屏130。備選地，第一觸摸面板和第二觸摸面板可以實現為集成型。第一觸摸面板可以由電容型、電阻型、超聲波型和紅外型等構成。第二觸摸面板可以由具有電磁諧振(Electro Magnetic Resonance，EMR)型的觸摸面板構成。
這裏，觸摸輸入是指被識別為觸摸屏130與輸入工具(例如，觸摸筆200、手指、觸控筆等)的接觸的輸入，接近性觸摸輸入是指被識別為輸入工具在預定距離(例如，1~2cm)內接近觸摸屏130的狀態的輸入，也就是說，懸停(hovering)狀態。由於對於本領域技術人員而言觸摸面板的上述多種類型是公知的，所以 將不再進行贅述。
移動終端100識別由觸摸筆200提供的觸摸筆200的位置資訊和多種狀態資訊，例如筆壓力、按鈕輸入、ID等。為此，移動終端100向觸摸筆200發送無線信號，從觸摸筆200接收與該無線信號相對應的反射信號。此時，移動終端100通過所接收的反射信號的頻率、振幅和相位中至少一個的改變來識別狀態資訊。此外，移動終端100通過順序接收的具有時間延遲的多個反射信號，識別由觸摸板200提供的狀態資訊。
移動終端100可以區別地設置具有用於識別位置資訊的頻率(下文中，稱為第一頻率fP)和用於識別狀態資訊的頻率(下文中，稱為第二頻率fD)的無線信號。例如，移動終端100發送第一頻率的無線信號以便識別觸摸筆200的位置資訊，並接著發送第二頻率的無線信號以便識別觸摸筆200的狀態資訊。
此外，當觸摸筆200支援多個頻率時，移動終端100測量與觸摸筆200所支援的多個頻率帶相對應的雜訊等級，並控制在多個頻率中使用具有最佳信號雜訊比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)的頻率。此外，當支援與用於識別位置資訊的第一頻率(fP)和用於識別狀態資訊的第二頻率(fD)相對應的多頻率時，移動終端100測量雜訊等級，並分別選擇具有最佳信號雜訊比的第一頻率(fP)和第二頻率(fD)。
此外，移動終端100將觸摸屏130劃分為多個區域，並通過具有不同頻率的無線信號同時掃描多個區域。可以通過使用多個頻率來同時掃描多個區域中的每個，來改善本揭露的掃描速度。當由於螢幕尺寸或解析度的增加而增加了水平和垂直軸的感 測線的數量時，通過同時用多個頻率掃描多個區域來識別觸摸筆200的方法是有用的。下文進一步描述上述移動終端100。
圖1B是繪示了根據本揭露實施例的觸摸輸入方法的流程圖。
參考圖1B，在操作101中，根據本揭露實施例的移動終端100向觸摸筆200發送用於識別觸摸筆200的無線信號。此時，移動終端100只有在請求觸摸識別的情況下才發送無線信號。例如，移動終端100只有在開啟觸摸屏130時才能夠發送無線信號。
在操作103中，觸摸筆200的天線接收移動終端100發送的無線信號。此後，觸摸筆200的延遲器件接收無線信號，並在操作105處，在經過預定時間之後向天線輸出與所接收無線信號相對應的反射信號。更具體地，延遲器件的輸入IDT將從天線輸入的電信號轉換為作為機械振盪信號的表面聲波，以便傳送給輸出IDT，輸出IDT將所轉換的表面聲波重轉換為電信號。
接著，輸出IDT產生與重轉換的電信號相對應的反射信號，並將所產生的反射信號(例如電信號)轉換為表面聲波，以便傳送給輸入IDT。IDT將傳送的表面聲波重轉換為電信號，以便向天線輸出。此時，表面聲波具有接近3*103m/s的速度，無線信號具有接近3*108m/s的傳輸速度。在本揭露中，由於將電信號轉換為慢大約100,000倍的表面聲波，所以產生了時間延遲。
接下來，在操作107，觸摸筆200的天線向移動終端100發送反射信號。在操作109，接收反射信號的移動終端100識別觸摸筆200的位置和狀態資訊。
圖2是示意性繪示了根據本揭露實施例的觸摸筆的配置 的視圖，圖3A和圖3B繪示了根據本揭露實施例的觸摸筆和相關領域中的觸摸筆的等效電路。
參考圖2、圖3A和圖3B，觸摸筆200包括主體210、阻抗器件220、按鈕230、延遲器件240、壓力感測器250、天線260和筆尖270。
主體210是觸摸筆200的外部殼體(external case)。主體210可以具有筆的形狀。天線260向移動終端100發送和接收無線信號。更具體地，天線260從移動終端100接收無線信號，以便向延遲器件240提供，並發送與從延遲器件240向移動終端100輸出的無線信號相對應的反射信號。
延遲器件240在將輸入信號延遲預定時間之後輸出所輸入的信號。延遲器件240可以由SAW、SAW諧振器、BAW、FBAR、玻璃延遲線等構成。將根據本揭露的延遲器件240連接到天線260，並通過天線260接收從移動終端100提供的無線信號。
在經過預定時間之後，接收從移動終端100提供的無線信號的延遲器件240向天線260輸出具有相同頻率的反射信號，或向天線260輸出改變了頻率、振幅和相位中的至少一個的反射信號。根據由壓力感測器250感測到的筆壓力或在輸入按鈕230時連接到延遲器件240的阻抗器件220，來改變反射信號的頻率、振幅和相位。
延遲時間能夠由延遲器件240進行控制。此外，當延遲器件240包括多個IDT時，根據每個IDT來設置延遲時間。下文將參考圖4到圖8描述延遲器件240的詳細結構。
阻抗器件220是識別按鈕230的輸入的設備。當按壓按 鈕230時，如圖3A所示，將阻抗器件220與延遲器件240和壓力感測器250相並聯。換言之，當按壓按鈕230時，觸摸筆200的阻抗變化。阻抗的變化改變了從觸摸筆200向移動終端100輸出的反射信號的頻率、振幅和相位中的至少一個。觸摸筆200通過改變反射信號的頻率、振幅和相位中的至少一個來向移動終端100提供按鈕230的輸入資訊。阻抗器件220包括電阻器、電感器和電容器中的至少一個。
按鈕230可以配置有開關，但是本揭露不限於此。按鈕230是通過觸摸筆200容易執行移動終端100的特定功能(例如，備忘錄、向後、向前、畫面擷取、模式改變等)的器件。當沒有按壓按鈕230時，移動終端100回應於觸摸輸入執行第一功能，並且當按壓按鈕230時，移動終端100回應於觸摸輸入執行第二功能。
例如，當在沒有按壓在網頁螢幕上的按鈕230的情況下識別到觸摸筆200從右到左的拖動時，移動終端100執行網頁的移動功能。另一方面，當在按壓網頁螢幕上的按鈕230的情況下識別到觸摸筆200從右到左的拖動時，移動終端100執行移動到先前網頁的後退功能。
壓力感測器250根據向觸摸筆200的筆尖270按壓的筆壓力(下文稱作筆壓力)來改變阻抗。為此，壓力感測器250包括可變電阻器、可變電感器、可變電容器等。壓力感測器250與延遲器件240和阻抗器件220相並聯。
筆尖270是與觸摸屏130相接觸的部件，可以具有尖狀(pointed)的形狀。筆尖270可以通過由用戶施加的力來移動， 以便按壓壓力感測器250，並當由用戶施加的力消失時移動到內定位置(default position)。
參考圖3A和圖3B，當將相關領域中利用通過使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆20與根據本揭露的觸摸筆200進行比較時，相關領域中利用通過使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆20包括LC諧振電路21、可變電容器25、電容器22和按鈕23。相關領域中具有這種配置的觸摸筆20通過LC諧振電路21從移動終端接收無線信號。接著，相關領域的觸摸筆20的LC諧振電路21向移動終端發送與所接收無線信號相對應的反射信號。在這種情況下，當按壓相關領域的觸摸筆20的筆尖來改變可變電容器25的值時，或當按壓按鈕23來將電容22並聯到LC諧振電路21時，改變諧振頻率。換言之，相關領域中利用通過使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆20通過LC諧振電路21從移動終端接收無線信號，發送與該無線信號相對應的反射信號，並通過反射信號的諧振頻率變化來向移動終端提供狀態資訊，例如筆壓力或按鈕輸入。
相反地，根據本揭露具有上述配置的觸摸筆200通過天線260從移動終端100接收無線信號。接著在經過預定時間(例如，若干微秒(μsec))之後，通過天線260將從天線260接收的無線信號反射到移動終端100。此時，當由壓力感測器250檢測到筆壓力或推動按鈕230時，改變了反射信號的頻率、振幅和相位中的至少一個。根據本揭露的觸摸筆200通過頻率、振幅和相位中至少一個的改變，向移動終端100提供狀態資訊。
同時，儘管在圖2、圖3A和圖3B中分別演示了延遲器件240和壓力感測器250，但是延遲器件240和壓力感測器250 可以配置為集成型。此外，儘管在圖2、圖3A和圖3B中，按鈕230與阻抗器件200串聯並與壓力感測器230並聯，但本揭露不限於此。例如，在本揭露的另一實施例中，按鈕230可以和阻抗器件220並聯，壓力感測器250可以和阻抗器件220串聯。此外，儘管繪示了觸摸筆200包括一個按鈕230，但是觸摸筆200可以包括多個按鈕。
圖4、圖5、圖6、圖7A、圖7B和圖8繪示了根據本揭露實施例的觸摸筆的延遲器件的多種配置。
參考圖4，根據本揭露的延遲器件240包括輸入數位間轉換器(輸入IDT)241和輸出數位間轉換器(輸出IDT)242。可以以給定距離相互間隔輸入IDT 241和輸出IDT 242。
通過在壓電材料的基板上形成圖案，來形成輸入IDT 241和輸出IDT 242。通常，如圖4所示，輸入IDT 241和輸出IDT 242具有指狀結構，根據指狀物的寬度和指狀物之間的距離來確定操作頻率。此外，輸入IDT 241和輸出IDT 242可以具有30MHz到3GHZ的操作頻率以及高Q因數。從移動終端100發送的無線信號以光速(接近3*108m/s)來傳播，表面聲波以3*103m/s來傳播。
延遲器件240令速度慢了大約100,000倍。因此，在移除由外部因素造成的反射波之後，本揭露的移動終端100從觸摸筆200接收反射信號。因此，在本揭露中，可以提升信號雜訊比並可以改善性能。
同時，儘管在圖4中未繪示，可以將輸入IDT連接到天線260。如有必要，則輸出IDT 242可以連接到壓力感測器250、按鈕230等。
輸入IDT 241將從外部施加的電信號轉換為表面聲波。輸出IDT 242將從輸入IDT 241傳送的表面聲波重轉換為電信號。此後，輸出IDT 242將電信號轉換為表面聲波，以便傳送到輸入IDT 241。此時，輸入IDT 241將表面聲波轉換為電信號，以便向天線260輸出。
參考圖5，根據本揭露的另一實施例的延遲器件240包括輸入IDT 241和輸出IDT 242，輸出IDT 242可以與壓力感測器250、阻抗器件220和按鈕230相連。
當移動終端100發送特定頻率的無線信號(下文中稱為發送信號10)時，觸摸筆200通過天線260接收發送信號10。此時，將發送信號10轉換為電信號，以便向輸入IDT 241輸入，輸入IDT 241將輸入的電信號轉換為表面聲波15，並將該表面聲波15發送給輸出IDT 242。輸出IDT 242將表面聲波15重轉換為電信號。此時，可以根據壓力感測器250的阻抗改變或由於按鈕230輸入而引起的輸出IDT 242的負載阻抗改變，來調製重轉換電信號的頻率、振幅和相位中的至少一個。
參考圖6，輸出IDT 242將電信號轉換為表面聲波17，並重發送到輸入IDT 241。此時，輸入IDT 241將重發送的表面聲波17轉換為電信號，並向天線260輸出。天線260向移動終端100發送該電信號。移動終端100接收與所發送無線信號相對應的反射信號(下文中稱為接收信號18)。參考圖6的信號波形圖，移動終端100向觸摸筆200發送該發送信號10，並在經過預定時間之後從觸摸筆200接收該反射信號18。
當將發送信號10的波形與接收信號18的波形進行比較 時，可獲知減小了接收信號18的振幅。移動終端100可以通過振幅的減少率來識別筆壓力和按鈕的輸入。接收信號18的振幅減少量的改變取決於通過壓力感測器250和阻抗器件220的輸出IDT242的負載阻抗改變。
由於在本揭露中發送了發送信號10並在經過預定時間之後接收到接收信號18，所以在發送了發送信號10之後由環境因素產生的反射波16不會混入接收信號18中。相反，當使用利用相關領域LC諧振電路的觸摸筆時，移動終端100在發送了發送信號之後的短時間(接近於幾乎零秒)內接收到接收信號，使得在接收信號中包括反射波。因此，在本揭露中，相較於相關領域中利用使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆，改善了信號雜訊比。
同時，圖6繪示了接收信號18的振幅改變的示例，但本揭露不限於此。也就是說，可以改變接收信號18的頻率和相位。
參考圖7A，根據本揭露另一實施例的延遲器件240包括連接到天線260的輸入IDT 241、輸出IDT 242、參考數位間轉換器(參考IDT)243以及用於提供ID資訊的反射器244，輸出IDT 242可以與壓力感測器250、阻抗器件220和按鈕230連接。參考IDT 243是用於補償根據外部環境(例如，溫度)的誤差的設備。也就是說，可以通過使用參考IDT 243的接收信號和輸出IDT 242的接收信號之間的差值以及參考IDT 243的接收信號和反射器244的接收信號之間的差值，來防止由外部因素(例如，溫度和壓力的改變)造成的誤差。換言之，由於參考IDT 243的接收信號、輸出IDT 242的接收信號以及反射器244的接收信號受溫度影響相同，所以當使用差值時，可以避免出現由於溫度而引起的誤差。
反射器244可以提供觸摸筆200的ID資訊。本揭露可以通過使用反射器244提供射頻ID(Radio Frequency ID，RFID)功能。反射器244被配置為多個，可以根據唯一ID來改變多個反射器的排列。更具體地，反射器之間的間隙可以不同或可以排列具有不同反射係數的反射器。
當觸摸筆200的ID由「1」和「0」構成時，可以根據觸摸筆200的ID來適當地排列具有與「1」相對應的反射係數的反射器和具有與「0」相對應的反射係數的反射器。例如，當觸摸筆200的ID是「1001」時，具有與「1」相對應的反射係數的反射器、具有與「0」相對應的反射係數的反射器、具有與「0」相對應的反射係數的反射器以及具有與「1」相對應的反射係數的反射器可以排列在一列。此時，移動終端100通過分析排列在一列中的反射器的反射信號來識別觸摸筆200的ID資訊。
參考圖7B，在發送了無線信號並經過了預定時間之後，移動終端100首先接收參考IDT 243的參考信號1，並接著接收輸出IDT 242的位置信號2，接收反射器244的ID信號3。位置信號2用於識別觸摸筆200的位置。此外，位置信號2的頻率、振幅和相位的改變用於識別筆壓力資訊或按鈕輸入資訊。此外，ID信號3根據反射器的數量具有4個波形。當延遲器件240包括多個IDT和反射器時，本揭露通過由多個IDT和反射器有區別地設置延遲時間來提供具有時間延遲的狀態資訊。也就是說，本揭露的觸摸筆200不僅通過改變頻率、振幅和相位中的至少一個，並且通過延遲時間來向移動終端100提供狀態資訊。例如，當本揭露的觸摸筆200具有如圖7A所示的配置時，移動終端100可以通 過順序接收的具有時間延遲的參考信號1、位置信號2和ID信號3來識別位置資訊和ID資訊，並通過位置信號2的頻率、振幅和相位中至少一個的改變，來識別筆壓力資訊和/或按鈕230的輸入資訊。如上所示，相較於相關領域中利用使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆，其中LC諧振電路僅通過使用頻率的改變來提供狀態資訊，本揭露可以提供多個狀態資訊。
同時，本揭露不限於如圖7B所示的信號接收順序。可以根據參考IDT 243、輸出IDT 242和反射器244的排列或時間延遲值，來改變參考信號1、狀態信號2和ID信號3的接收順序。
參考圖8，根據本揭露另一實施例的延遲器件240包括連接到天線260的輸入IDT 241、第一感測器數位間轉換器(第一感測器IDT)245、第二感測器數位間轉換器(第二感測器IDT)246以及參考IDT 243。圖8所示的觸摸筆200的延遲器件240包括多個感測器IDT。此時，第一感測器IDT 245和第二感測器IDT 246分別連接到多個感測器221、222，並向移動終端100提供由多個感測器221、222收集的感測器資訊。
例如，第一感測器IDT 245可以連接到壓力感測器，而第二感測器IDT 246可以連接到開關。如上所述，圖8中所示的本揭露的觸摸筆200可以不是如先前實施例使用一個輸出IDT，而是通過使用多個輸出IDT，向移動終端100分別提供狀態資訊，例如筆壓力、按鈕輸入等。此外，圖8的觸摸筆更可以包括如參考圖7A和圖7B所述的用於提供觸摸筆的ID資訊的反射器。同時，由於在圖4到圖7B中描述了圖8的其他配置，所以將不再進行贅述。
同時，為了說明的方便性，儘管在圖7A、圖7B和圖8中將多個IDT(參考IDT 243、輸出IDT 242、反射器244、第一感測器IDT 245、第二感測器IDT 246等)排列在多個列中，但本揭露不限於此。例如，IDT可以排列在一排中。也就是說，在SAW器件的製作中所用的多種方法可以用於IDT。
圖9繪示了根據本揭露第二實施例的觸摸筆的等效電路。
參考圖9，根據本揭露另一實施例的觸摸筆300包括天線360、延遲器件340、壓力感測器350、阻抗器件320和按鈕330。
具有根據本揭露第二實施例的這種配置的觸摸筆300將用於識別位置資訊的第一頻率fP和用於識別狀態資訊的第二頻率fD相分離。因此，可以提高觸摸筆300的位置檢測的準確性。更具體地，移動終端100在預定掃描時間內掃描若干次，以便降低對觸摸的誤識別。然而，當如根據本揭露第一實施例的觸摸筆200通過使用一個頻率來提供位置資訊和狀態資訊時，接收信號的時段變長。當接收信號的時段變長時，降低來在掃描時間期間的掃描次數，掃描次數的降低導致無法準確識別觸摸位置的問題。
同時，當增加掃描時間來保持相同的掃描次數時，可能減慢對觸摸的回應速度。為了解決該問題，延遲器件340包括提供位置資訊的位置資訊提供器41和提供狀態資訊的狀態資訊提供器42。位置資訊提供器41包括由第一頻率fP操作的第一輸入數位間轉換器(第一輸入IDT)341和第一輸出數位間轉換器(第一輸出IDT)342。
狀態資訊提供器42可以包括由第二頻率fD操作的第二輸入數位間轉換器(第二輸入IDT)343、第二輸出數位間轉換器(第 二輸出IDT)344、第三輸出數位間轉換器(第三輸出IDT)345和反射器346。根據本揭露第二實施例的觸摸筆300，除了支援用於識別位置資訊的第一頻率fP和用於提供狀態資訊的第二頻率fD之外，與根據第一實施例的觸摸筆200類似地進行操作。因此，將不再進行贅述。
圖10A和圖10B是繪示了根據本揭露第二實施例的識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
參考圖10A，移動終端100根據預設週期T以預設次數發送第一頻率fP的無線信號1010。此後，移動終端100接收由於環境因素導致的反射波1020和觸摸筆300的反射信號1030。具體地，在環境反射波1020消失之後接收反射信號1030。因此，本揭露可以通過改善信號雜訊比來阻止觸摸誤差。
當完成了第一頻率fP的發送時，如圖10B所示的移動終端100發送第二頻率fD的無線信號1040，並接收由於環境因素導致的反射波1050和第二頻率fD的無線信號1040的反射信號1060。例如，反射信號1060包括第二輸出IDT 344、第三輸出IDT 345和反射器346。因此，本揭露通過使用時間延遲來提供觸摸筆300的狀態資訊。換言之，相較於相關領域的啟用通過使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆，其中LC諧振電路通過使用頻率的改變來提供狀態資訊，本揭露提供更多狀態資訊。
如上所述，本揭露第二實施例可以通過使用用於提供位置資訊的第一頻率fP來提供位置資訊以及通過使用第二頻率fD來提供狀態資訊，與第一實施例相比更快地提供位置資訊，並避免識別誤差。
圖11是繪示了根據本揭露實施例的移動終端的配置的框圖。
參考圖11，根據本揭露實施例的移動終端100包括無線通信單元150、觸摸屏130、記憶體120和控制器110。
當移動終端支援移動通信功能時，無線通信單元150支援移動終端100的無線通信功能，並可以配置有移動通信模組。無線通信單元150包括RF發送器，上變頻(up-convert a frequency)並放大所發送無線信號的頻率；以及RF接收器，低雜訊放大所接收無線信號並對頻率進行下變頻(down-convert the frequency)。此外，當移動終端100支援無線局域網時，例如，Wi-Fi、藍牙、近場通信(Near Field Communication，NFC)等，無線通信單元150包括Wi-Fi通信模組、藍牙通信模組、NFC通信模組等。當移動終端100不支援無線通信功能時，可以省略無線通信單元150。
觸摸屏130支援輸出功能和輸入功能。觸摸屏130可以包括顯示面板和觸摸面板。具體地，根據本揭露的觸摸屏130可以識別用戶手指的一般觸摸和觸摸筆的觸摸。為此，通過將用於識別一般觸摸輸入的第一面板和用於識別觸摸筆200的觸摸輸入和/或狀態資訊輸入的第二面板相結合，來形成觸摸面板。或者，第一觸摸面板和第二觸摸面板可以形成為集成類型。例如，第一觸摸面板可以由電容型、電阻型、超聲波型、IR型等構成，第二觸摸面板可以由電磁感應型構成。下文將參考圖12來描述觸摸屏130的詳細描述。
記憶體120可以存儲移動終端100的作業系統、用於支援其他選項(例如，聲音播放功能、圖像或視頻播放功能、廣播 播放功能等)的應用程式、用戶資料以及在通信中發送和接收的資料。具體地，根據本揭露的記憶體120存儲觸摸識別程式，以便識別觸摸筆200的觸摸輸入。觸摸識別程式向觸摸筆200發送無線信號，並通過從觸摸筆200接收到的反射信號來識別觸摸筆200的觸摸輸入和/或狀態資訊輸入。
具體地，觸摸識別程式分析從觸摸筆200接收的反射信號中的至少一個，並識別觸摸筆200的觸摸座標、筆壓力資訊、按鈕輸入資訊和ID資訊中的至少一個。例如，當觸摸筆200的延遲器件包括一個輸出IDT和反射器並且壓力感測器和按鈕與該輸出IDT並聯時，觸摸識別程式通過輸出IDT的第一反射信號識別位置資訊，並通過第一反射信號的頻率、振幅和/或相位的改變來識別筆壓力資訊和按鈕輸入資訊，以及通過分析由反射器產生且與第一反射信號具有時間延遲接收的第二反射信號，來識別觸摸筆ID資訊。
控制器110控制移動終端100的總體操作和移動終端100的內部塊之間的信號流，並執行用於處理資料的資料處理功能。控制器110可以是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、應用處理器等。具體地，根據本揭露的控制器110控制識別用戶手指的一般觸摸輸入和觸摸筆200的觸摸輸入。此外，控制器110控制對從觸摸筆200或300提供的ID資訊、筆壓力資訊、按鈕輸入資訊、感測器資訊等的識別。
此外，控制器110可以通過使用第一頻率fP的無線信號來控制識別觸摸筆的位置資訊，並且通過使用第二頻率fD的無線信號來控制識別觸摸筆的狀態資訊。此外，控制器110控制通過 使用多個頻率來識別觸摸筆。
同時，儘管未在圖11中繪示，移動終端100更可以選擇性地包括具有附加功能的元件，例如，攝像機模組，用於拍攝視頻或靜止圖像；廣播接收模組，用於廣播接收；數位聲音播放模組；以及運動感測器模組，用於檢測移動終端100的運動等。根據數位設備的彙聚趨勢，上述元件是多種多樣的，而無法一一陳述，而根據本揭露的移動終端100更可以包括與上述元件等同的元件。
圖12A和圖12B是繪示了根據本揭露實施例的觸摸屏的配置的圖。
參考圖12A，觸摸屏130可以包括保護視窗131、第一觸摸面板132、顯示面板133和第二觸摸面板134。
保護視窗131保護第一觸摸面板132、第二觸摸面板134和顯示面板133不受損壞。為此，保護視窗131可以由鋼化玻璃構成。除了移動終端100的多個功能表之外，顯示面板133更顯示由用戶輸入的資訊或為用戶提供的資訊。為此，顯示面板133根據移動終端100的使用顯示多個螢幕，例如加鎖圖像、主功能表螢幕、主螢幕、應用螢幕等。這樣的顯示面板133可以由液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有機發光二極體(Organic Light Emitted Diode，OLED)等構成。
第一觸摸面板132是用於識別手指的觸摸輸入等(下文中稱為一般觸摸)的觸摸面板。第一觸摸面板132可以使用電容型、電阻型、超聲波型和IR型等。第二觸摸面板134是用於識別觸摸筆200的觸摸輸入和/或狀態資訊輸入的觸摸面板。第二觸摸 面板134可以使用電磁感應方法。第二觸摸面板134可以包括天線陣列(未繪示)，向觸摸筆200發送無線信號並從觸摸筆200接收反射信號。
接下來，參考圖12B，觸摸屏130包括保護視窗131、觸摸面板132、顯示面板133、針對觸摸筆的天線135以及用於安裝顯示面板133的支架136。具有這樣配置的觸摸屏130不具有用於識別觸摸筆的觸摸輸入的附加觸摸面板，但具有通常用於識別一般觸摸輸入的觸摸面板。此時，在觸摸屏130中，觸摸筆的天線260可以備選地或附加地安裝在觸摸面板132的外部。
這解決了以下問題：當驅動觸摸面板132來識別一般觸摸時，觸摸面板132的模式(pattern)不像天線一樣進行操作，或雖然觸摸面板132像天線一樣進行操作，但是由於將透明電極的高阻值用作觸摸面板132的模式而導致降低了接收靈敏度，使得觸摸面板不能識別觸摸筆的接近。換言之，移動終端100通過針對觸摸筆的天線135來檢測觸摸筆的接近，並通過像天線一樣驅動觸摸面板132的模式來識別觸摸筆的觸摸輸入。觸摸筆的天線135可以嵌入如圖12B所示不顯示螢幕的黑色標記(Black Mark，BM)區域。
圖13是繪示了根據本揭露第一實施例用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
參考圖13，觸摸面板132可以包括用於識別X軸(或水平軸)座標的多個感測電極(例如，R0、R1、R3、R4、R5和R6)和用於識別Y軸(或垂直軸)座標的多個感測電極(例如，C0、C1、C3、C4、C5和C6)。多個感測電極由透明電極構成。多個感 測電極連接到第一開關SW1或第二開關SW2。
第一開關SW1包括連接到觸摸屏面板(Touch Screen Panel，TSP)發送器138b的輸入端子，用於檢測一般觸摸輸入；以及分別連接到多個感測電極的多個輸出端子。類似地，第二開關SW2包括連接到TSP接收器138a的輸入端子，用於檢測一般觸摸輸入；以及分別連接到多個感測電極的多個輸出端子。第二開關SW2的輸入端子連接到第四開關SW4的一側。
可將第三開關SW3連接到用於識別觸摸筆的觸摸輸入的筆發送器137a和針對觸摸筆的天線135。將第三開關SW3切換到將針對觸摸筆的天線135和筆發送器137a相連，或通過第四開關SW4將針對觸摸筆的天線135和用於識別觸摸筆的觸摸輸入的筆接收器137b相連。將第四開關SW4切換到通過第三開關SW3將筆接收器137b和針對觸摸筆的天線135相連，或將筆接收器137b與第二開關SW2相連。
下文將更詳細地描述用於通過具有上述結構的觸摸屏130來感測觸摸筆的觸摸輸入的方法。
移動終端100的控制器110週期性地接通第三開關SW3，通過針對觸摸筆的天線135發送無線信號，並接著斷開第三開關SW3，通過控制第四開關SW4連接針對觸摸筆的天線135和筆接收器137b從而接收從觸摸筆200或300輸入的反射信號以便檢測觸摸筆的使用。
如果沒有檢測到觸摸筆的使用，則控制器110通過觸摸面板132識別一般觸摸輸入。具體地，控制器110通過使用TSP接收器138a和TSP發送器138b來識別一般觸摸輸入。同時，當 檢測到觸摸筆的使用時，控制器110通過使用觸摸面板132的感測電極來識別觸摸筆的觸摸輸入。
具體地，移動終端100的控制器110控制第四開關SW4將筆接收器137b和第二開關SW2的輸入端子相連，並通過第二開關SW2感測X軸電極和Y軸電極，通過感測結果來檢測觸摸筆的位置。此後，當沒有檢測到觸摸筆時，控制器110控制第四開關SW4通過第三開關SW3將筆接收器137b和針對觸摸筆的天線135相連。
同時，儘管上文中描述了當檢測到觸摸筆時通過感測觸摸面板132的電極來檢測觸摸筆的位置，但是本揭露不限於此。也就是說，在本揭露另一實施例中，可以通過針對觸摸筆的天線135來確定觸摸筆的使用和觸摸筆的狀態資訊(例如，筆壓力、ID資訊、按鈕輸入資訊等)，並且當檢測到狀態改變(例如，筆壓力的改變)時，可以通過觸摸筆的感測電極來識別觸摸筆的位置。
圖14是繪示了根據本揭露第二實施例用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
參考圖14，根據本揭露第二實施例的移動終端包括：發送器1410，用於發送第一頻率fP的無線信號和第二頻率fD的無線信號，第一頻率fP用於識別觸摸筆200的位置資訊，第二頻率fD用於識別觸摸筆200的狀態資訊；第一多工器1420，用於向第二觸摸面板134的傳輸線(例如，Tx0、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4、Tx5和Tx6)提供發送器1410的輸出信號；接收器1430，用於接收與第一頻率fP和第二頻率fD相對應的反射信號；以及第二多工器1440，用於向接收器1430輸出從第二觸摸面板134的多個接收線 (例如，Rx0、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5和Rx6)接收的信號。
具有上述配置的移動終端100通過發送器1410發送第一頻率fP的無線信號。此時，第一多工器1420順序地向第一傳輸線Tx0到第七傳輸線Tx6提供第一頻率fP的無線信號。第二多工器1440向接收器1430發送與從第一接收線Rx0到第七接收線Rx6輸入的第一頻率fP相對應的反射信號。
具體地，檢查是否通過第一傳輸線Tx0發送第一頻率fP的無線信號以及是否接收到與第一到第七接收線(即，Rx0到RX6)相對應的反射信號。在這種情況下，當第二到第四接收線(即，Rx1、Rx2、Rx3)接收到反射信號且在第三接收線Rx2處的信號幅度最大時，移動終端可以確定觸摸筆位於座標(1,3)處。針對第二到第七傳輸線(即，Tx1到Tx6)，順序執行該處理。
同時，在具有圖14的配置的情況下，移動終端可以識別單個觸摸和多個觸摸，並掃描49次(=發送電極的個數7*接收電極的個數7)以便識別多個觸摸。因此，本揭露可以識別單個觸摸和多個觸摸。為了通過多個測量改善觸摸識別的準確度，移動終端根據預設週期以預定次數發送無線信號。
如上所述，當使用第一頻率fP完成對觸摸筆的位置資訊的識別時，移動終端通過第一發送器1410發送第二頻率fD的無線信號。此時，第一多工器1420基於所識別的位置資訊，僅向位於觸摸筆周圍的接收線發送第二頻率fD的無線信號；並通過相鄰的傳輸線接收與第二頻率fD的無線信號相對應的反射信號。
例如，當觸摸筆位於座標(3,4)處時，發送器1410通過第二傳輸線Tx1到第四傳輸線Tx3發送第二頻率fD的無線信號， 並通過第三接收線Rx2到第五接收線Rx4接收與第二頻率fD的無線信號相對應的反射信號。
圖15是繪示了根據本揭露第三實施例用於感測觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的方法的圖。
參考圖15，移動終端包括發送器1510、多工器1520、接收器1530和開關1540。具有這樣配置的移動終端通過發送器1510發送第一頻率fP的無線信號。為此，開關1540使發送器1510與多工器1520相連接。
多工器1520向第一發送電極R0到第七發送電極R6提供第一頻率fP的無線信號，並通過第一接收電極C0到第七接收電極C6接收與第一頻率fP相對應的反射信號，以便發送給接收器1530。為此，開關1540切換到將多工器1520與接收器1530相連接。
在具有圖15的配置的情況下，移動終端可以識別單個觸摸，使用14次(=發送電極的個數7+接收電極的個數7)掃描來識別單個觸摸。為了通過多個測量改善觸摸識別的準確性，發送器1510根據預設週期以預定次數發送無線信號。
如上所述，當使用第一頻率fP完成對觸摸筆的位置資訊的識別時，移動終端通過第一發送器1510發送第二頻率fD。多工器1520基於所識別的位置資訊，通過使用觸摸筆周圍的發送電極發送第二頻率fD的無線信號，並通過相鄰接收電極接收與第二頻率fD的無線信號相對應的反射信號。
圖16是繪示了根據本揭露實施例通過使用多個頻率來改善觸摸靈敏度的方法的圖。
參考圖16，移動終端包括多個雜訊信號。例如，如圖16的雜訊曲線1610所示，雜訊信號存在非常寬的頻帶，且根據頻帶具有不同等級。這樣的雜訊信號根據移動終端而具有不同類型，並且可能引起觸摸筆識別的誤差。因此，用於識別觸摸筆的無線信號可以優選地使用具有較低雜訊等級的波帶的頻率。例如，如圖16所示，當觸摸筆支援用於檢測位置資訊的三個頻率fP1、fP2及fP3和用於檢測狀態資訊的三個頻率fD1、fD2及fD3時，優選性地使用具有最低雜訊(即，令人滿意SNR)等級的頻率fD1和fP2。
為此，移動終端針對觸摸筆支援的多個頻率測量雜訊等級，並在所支援的多個頻率中選擇具有最佳SNR的頻率以便向觸摸筆發送無線信號。此時，如圖16所示，當用於識別位置資訊的第一頻率fP和用於識別狀態資訊的第二頻率fD支援多個頻率時，移動終端100可以獨立地選擇用於識別位置資訊和狀態資訊的頻率。
圖17是示意性繪示了根據本揭露實施例支援多個頻率的觸摸筆的視圖。
參考圖17，支援多個頻率的觸摸筆包括天線1760、延遲器件1740、壓力感測器(Z2)1750和按鈕(Z1)1730。
天線1760向移動終端發送多個頻率的信號並從移動終端接收多個頻率的信號。例如，天線1760可以從移動終端接收用於識別位置資訊的兩個頻率fP1和fP2的無線信號和用於識別狀態資訊的兩個頻率fD1和fD2的無線信號。備選地，天線1760可以向移動終端發送與用於識別位置資訊的兩個頻率fP1和fP2的無線信號相對應的反射信號，以及與用於識別狀態資訊的兩個頻率fD1和fD2 的無線信號相對應的反射信號。
延遲器件1740可以包括多個IDT塊，用於支援多個頻率。例如，延遲器件1740可以包括用於提供位置資訊的第一IDT塊1741和第二IDT塊1742以及用於提供狀態資訊的第三IDT塊1743和第四IDT塊1744。
壓力感測器1750和按鈕1730連接至用於提供狀態資訊的第三IDT塊1743及第四IDT塊1744中的輸出IDT，據以提供筆壓力資訊及按鈕輸入資訊。
支援多個頻率的觸摸筆通過如圖16所述的相同方法，從移動終端接收所選頻率的無線信號，並通過用於提供位置資訊和狀態資訊的支援回應頻率的IDT塊向移動終端發送與無線信號相對應的反射信號。
圖18是繪示了根據本揭露實施例通過使用多個頻率來感測觸摸筆的位置資訊的方法的圖。
參考圖18，根據本揭露的第四實施例將觸摸屏劃分為多個區域，並同時用不同頻率來掃描每個劃分區域。這是為了解決當水平軸和垂直軸的線數隨著觸摸屏具有更大的尺寸或更高的解析度而增加時增加掃描時間的問題。也就是說，由於隨著水平軸和垂直軸的線數增加而增加了掃描的次數，因而增加了掃描時間。因此，降低了觸摸反應的速度。
例如，可以將觸摸屏130劃分為如圖18所示的第一區域31和第二區域32。此後，移動終端通過使用第一頻率fP1的無線信號掃描第一區域31，通過使用第二頻率fP2的無線信號掃描第二區域32。移動終端能夠通過使用根據如圖15所示的第三實施例的 感測方法，來掃描第一區域31和第二區域32。此外，移動終端能夠通過使用根據如圖14所示的第二實施例的感測方法，來掃描第一區域31和第二區域32。
根據本揭露的使用延遲器件的觸摸筆及其觸摸輸入方法以及觸摸輸入系統及其輸入方法，可以不僅通過頻率改變而且通過使用延遲器件的時間延遲，來提供狀態資訊，以便相較於相關領域中利用通過使用LC諧振電路的電磁諧振的觸摸筆，可以提供更多狀態資訊。如上所述，由於可以向移動終端提供更多的狀態資訊，可以增加觸摸筆的使用。此外，可以通過使用延遲器件而不是使用對環境因素(例如，溫度)敏感的LC諧振電路，降低由於環境因素的誤差。
此外，根據本揭露的觸摸筆通過使用延遲器件在經過預定時間之後向移動終端提供反射信號。因此，由於移動終端是在由周圍反射波引起的雜訊消失之後接收觸摸筆的反射信號，所以改善了SNR。也就是說，本揭露可以降低觸摸誤差。此外，根據本揭露，可以通過使用具有較小元件偏差(component deviation)的延遲器件同時不使用具有較大元件偏差的電容器和電感器，從而改善生產效率。
此外，可以通過分別提供用於識別位置資訊的頻率和用於識別狀態資訊的頻率，來增加觸摸識別的速度。此外，本揭露可以控制支援多個頻率並使用具有高信號雜訊比的頻率。因此，本揭露可以改善觸摸性能。此外，當由於觸摸螢幕的大尺寸和高解析度難以進行觸摸識別時，本揭露可以將觸摸屏劃分為多個區域，並可以通過具有不同頻率的無線信號同時針對劃分的區域來 執行觸摸識別，以便可以執行快速識別。
雖然參考各種實施例已經描述了本揭露，本領域技術人員應當理解，在不偏離由申請專利範圍及其等價物限定的本揭露的精神和範疇的前提下，可以對本揭露進行各種形式和細節上的改變。
200‧‧‧觸摸筆
210‧‧‧主體
220‧‧‧阻抗器件(ZS)
230‧‧‧按鈕
240‧‧‧延遲器件(SAW器件)
250‧‧‧壓力感測器(ZP)
260‧‧‧天線
270‧‧‧筆尖

Claims (15)

  1. 一種觸摸筆，包括：主體；天線，配置為從移動終端接收無線信號；以及延遲器件，配置為從所述天線接收所述無線信號，並在經過預定時間之後，向所述天線輸出與所接收無線信號相對應的反射信號，其中所述天線向所述移動終端發送所述反射信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸摸筆，其中所述延遲器件包括：輸入數位間轉換器，配置為從所述天線接收與所述無線信號相對應的電信號，並輸出從所接收電信號轉換的表面聲波；以及輸出數位間轉換器，配置為接收轉換的表面聲波，將所接收的表面聲波轉換為電信號，產生與轉換的電信號相對應的反射信號，並向所述輸入數位間轉換器重發送從所產生的反射信號重轉換的表面聲波，其中所述輸入數位間轉換器接收從所述輸出數位間轉換器重發送的表面聲波，並將所述表面聲波轉換為電信號以便向所述天線輸出。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的觸摸筆，其中所述反射信號是更包括無線信號的頻率、相位和振幅中的至少一個根據所述輸出數位間轉換器的負載阻抗的變化而改變所得的信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸摸筆，其中所述延遲器件更包括以下中的至少一個： 參考數位間轉換器，配置為產生參考信號；反射器，配置為提供所述觸摸筆的識別字資訊；以及至少一個感測器數位間轉換器，分別連接到至少一個感測器，用於提供通過所述至少一個感測器收集的感測器資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸摸筆，其中所述延遲器件包括：位置資訊提供器，配置為接收第一頻率的無線信號來識別所述觸摸筆的位置，並輸出與所述第一頻率的無線信號相對應的反射信號；以及狀態資訊提供器，配置為接收第二頻率的無線信號來識別所述觸摸筆的狀態資訊，並輸出與所述第二頻率的無線信號相對應的反射信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的觸摸筆，其中所述延遲器件包括：多個數位間轉換器塊，用於支援多頻率。
  7. 一種觸摸輸入系統，包括：觸摸筆，包括天線和延遲器件，並配置為通過所述天線接收無線信號，在經過預定時間之後產生與所接收無線信號相對應的反射信號，並通過所述天線發送所產生的反射信號；以及移動終端，配置為向所述觸摸筆發送所述無線信號，接收由所述延遲器件產生的所述反射信號，並識別所述觸摸筆的位置資訊和狀態資訊。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的觸摸輸入系統，其中所述移動終端配置為通過根據所述延遲器件的負載阻抗的變化而改變的 反射信號的頻率、振幅和相位中的至少一個，來識別所述觸摸筆的狀態資訊，所述觸摸筆的所述狀態資訊包括所述觸摸筆的筆壓力資訊、按鈕輸入資訊、識別字資訊、以及感測器資訊中的至少一個。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的觸摸輸入系統，其中所述觸摸筆配置為向所述移動終端發送與所述無線信號相對應的具有時間延遲的多個反射信號，以及所述移動終端配置為通過所發送的具有時間延遲的所述多個反射信號，來識別所述觸摸筆的所述狀態資訊。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的觸摸輸入系統，其中所述無線信號包括多個頻率，並且所述移動終端配置為在多個頻率中選擇具有最佳信號雜訊比的頻率，以便發送給所述觸摸筆。
  11. 一種輸入觸摸的方法，所述方法包括：由移動終端發送用於識別觸摸筆的位置資訊和狀態資訊的無線信號；由所述觸摸筆通過天線接收從所述移動終端發送的所述無線信號；從所述天線接收所述無線信號；在經過預定時間後，由所述觸摸筆的延遲器件向所述天線輸出與所接收無線信號相對應的反射信號；通過所述觸摸筆的所述天線向所述移動終端發送所述反射信號；由所述移動終端接收所述反射信號；以及由所述移動終端通過分析所述反射信號來識別所述觸摸筆的 所述位置資訊和所述狀態資訊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中發送所述無線信號包括：發送第一頻率的無線信號，用於識別所述觸摸筆的所述位置資訊；以及發送第二頻率的無線信號，用於識別所述觸摸筆的所述狀態資訊。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中識別所述觸摸筆的所述狀態資訊包括：通過所述反射信號的頻率、振幅和相位中的至少一個的改變進行識別；以及通過所接收且具有時間延遲的多個反射信號進行識別。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中發送所述無線信號包括：當所述觸摸筆支援多個頻率時，測量與每個頻率相對應的信號雜訊比；基於測量結果，選擇包括最佳信號雜訊比的頻率的無線信號；以及發送所選頻率的無線信號。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的方法，更包括：當所述觸摸筆支援多個頻率時，將所述移動終端的觸摸屏劃分為多個區域，並且分別向劃分的區域分配所述多個頻率之一；其中發送所述無線信號包括：發送所述觸摸筆支援的所有所述多個頻率；以及 其中接收所述反射信號包括：從所述觸摸屏的劃分且分配的區域接收與所述多個頻率相對應的每個反射信號。
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