TW201426446A - 具有多種操作模式的定位感測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有多種操作模式的定位感測裝置，包含：複數個感測器，形成一感測區域，用於偵測至少一觸碰物的特性資料；一控制電路，用於處理該些感測器偵測到的該特性資料，以產生該觸碰物相對於該感測區域之一位置資料，並將該位置資料與對應的指令，以適當的訊號格式，傳輸至一主機；其中單一個觸碰物對應第一種訊號格式，複數個觸碰物對應第二種訊號格式。另有一操作模式，不論觸碰物的個數為何，控制電路永遠以第二種訊號格式，傳輸至該主機；且另包含至少一開關，連接至該控制電路，以切換不同的操作模式。

Description

具有多種操作模式的定位感測裝置

本發明係關於一種定位感測裝置，尤指一具有多種操作模式的定位感測裝置，而且不同操作模式的切換很容易，可作為觸控繪圖板、觸控面板等各式應用。

請參考第1圖，第1圖係繪示一與電腦連結之傳統的觸控繪圖板100之簡化示意圖。觸控繪圖板100通常配備一專用的繪圖筆105，作為繪圖使用；也可以同時使用兩支手指，執行放大、縮小、旋轉等指令。觸控繪圖板100係經由一連接線101，連接至一主機102。主機102通常是桌上型電腦、筆記型電腦、伺服器等電腦設備。連接線101以萬用串列匯流排線(USB cable)最普遍，其中包含電源線與訊號線，可由主機102提供電源至觸控繪圖板100。觸控繪圖板100包含一感測區域108與數個快捷鍵107。專用的繪圖筆105包含電感與電容的震盪迴路，且其前端有一壓力感測器，可偵測繪圖筆105與感測區域108的接觸壓力。感測區域108的下方，佈滿由金屬線路構成的許多線圈，發射電磁訊號給專用的繪圖筆105，以啟動繪圖筆105內部的電感與電容震盪迴路；並接收該震盪迴路傳送回來的訊號，以確定繪圖筆105在感測區域108上面的位置。 然後再將該位置資料以預設的演算與轉換公式，傳送給主機102，並且標示在顯示器103的相對應位置上。顯示器103藉由一連接線104與主機102連接；連接線104以視頻圖像陣列排線(VGA cable)最常用。繪圖筆105接近感測區域108時，一般約5毫米(mm)以內，其位置就可以被偵測到。常見的使用方法是手握繪圖筆105，懸空於感測區域108的上方約5mm以內，繪圖筆105的位置因此標示在顯示器103的相對應位置上，例如A點。使用者移動繪圖筆105直到滿意的位置，例如B點，再下壓繪圖筆105與感測區域108接觸。觸控繪圖板100因此傳送啟動訊號給主機102；繪圖筆105觸壓在感測區域108上的移動軌跡，就記錄在顯示器103的相對應位置上，直到繪圖筆105離開感測區域108，例如B點至C點。

感測區域108的下方，另有一種感測裝置，以偵測手指的位置，單支或多支手指皆可。感測技術以電容式感測器最常見，作法是在印刷電路板上，製作兩個金屬圖案層，中間以一層很薄的介電層隔離。該兩個金屬圖案層分別有多個相同的圖案，規則排列。上下兩層的圖案錯開，其中一層執行橫向偵測，另一層執行縱向偵測。因此當手指109或其他適用的觸碰物接近或接觸到圖案時，產生電容值變化，感測器因此得知觸碰物的位置。觸控繪圖板100再將該位置資料，以預設的演算與轉換公式，傳送給主機102，執行相對應的放大、縮小、旋轉等手勢指令。

觸控繪圖板100以電磁和電容式感測技術，分別偵測繪圖筆105與手指109的位置。若是同時偵測到繪圖筆105與手指109時，則以繪圖筆105為優先。電磁和電容式感測技術之間的切換，需要足 夠的切換時間，因此切換過程並不夠流暢。

電磁感測技術的優點是定位精確，而且手腕可以直接貼靠在感測區域上操作。電磁感測技術的缺點是需要配備專用的繪圖筆，而且成本很高。因為成本高，一般用途的觸控繪圖板以小尺寸(對角線7吋以下)最普遍，操作上需要很小心謹慎。此外確定下筆繪圖以前，繪圖筆必須於懸空於感測區域上方，距離約5mm以內，以移動位置，不容易控制，必須經由一段時間的訓練才能熟練。

有鑑於此，本發明的目的之一在於提供一定位感測裝置，作為一種觸控繪圖板；使用單一感測技術，不需要專用的繪圖筆，就可以執行精細繪圖，也可以作為觸控手勢操作。另外繪圖不必懸空操作，成本低，工作區域大，使用容易。

本發明係揭露一種定位感測裝置，尤其是一種觸碰定位感測裝置，包含：複數個感測器，形成一感測區域，用於偵測至少一觸碰物的特性資料；一控制電路，用於處理該些感測器偵測到的該特性資料，以產生該觸碰物相對於該感測區域之一位置資料，並將該位置資料與對應的指令，以適當的訊號格式，傳輸至一主機。其中該訊號格式由觸碰物的數量決定，單一個觸碰物對應第一種訊號格式，作為繪圖應用；複數個觸碰物則對應第二種訊號格式，作為觸控手勢應用。

感測器選用目前工業界常用的光學影像式感測器、電容式感測器、電阻式感測器等，可以偵測複數個觸碰物的觸控感測技術，因此成本比電磁式感測技術低很多。

觸碰物可為手指，因此可以使用單一支手指觸碰感測區域繪圖；第一種訊號格式以滑鼠的訊號格式最適用。手指在感測區域內移動，控制電路將其位置資料傳輸至主機，然後主機將位置資料標是在顯示器的相對應位置上。移動至滿意的位置，靜止不動約1秒鐘，控制電路因此傳送啟動的指令給主機，也就是按下滑鼠左鍵的指令，開始繪圖，直到手指離開感測區域。

當感測器偵測到兩支手指時，控制器傳送第二種訊號格式至主機，也就是觸控(touch)的訊號格式。主機根據兩支手指的相對位置，執行放大、縮小、旋轉、捲動等預設的指令。

本發明的目的之二在於提供一定位感測裝置，具備多個操作模式，可藉由開關切換，以因應不同的應用需求。操作模式之一是精細繪圖與觸控，操作模式之二是快速繪圖與觸控，操作模式之三是網頁遊戲與觸控；其中精細繪圖與觸控，如以上發明目的之一所述。

針對快速繪圖與觸控的應用，控制電路永遠傳送第二種訊號格式至主機，也就是觸控(touch)的訊號格式。繪圖時使用一支手指，當手指觸碰到感測區域時，就直接繪圖，非常快速。但是因為缺少下筆繪圖前的位置確認程序，精細度較差。

針對網頁遊戲與觸控的應用，控制電路如同精細繪圖與觸控操作模式一樣，單一個觸碰物對應第一種訊號格式，作為網頁遊戲應用；複數個觸碰物則對應第二種指令型態，也就是觸控(touch)的訊 號格式，作為觸控手勢應用。滑鼠作為電腦的輸入裝置，已經有一段很長的時間，目前網頁上的遊戲，絕大部份是根據滑鼠的操作設計的。因此第一種訊號格式是滑鼠的訊號格式，而且是啟動指令，也就按下滑鼠左鍵；這是與精細繪圖模式不一樣之處。

綜上所述，本發明的定位感測裝置作為觸控繪圖板的應用，解決了傳統觸控繪圖板需要專用繪圖筆，而且成本高的主要缺點。除了精細觸控繪圖，本發明的定位感測裝置，具備多個操作模式，以開關切換，還可以作為快速繪圖、網頁遊戲操作等其他應用，故本發明實具有可專利性。

在本說明書以及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件，而所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件，本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則，在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含有」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含有但不限定於」，此外，「耦接」一詞在此係包含有任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表第一裝置可以直接電氣連接於第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。

請同時參考第2圖與第3圖；第2圖係為本發明之一實施例的 一種定位感測裝置200之簡化示意圖，第3圖係定位感測原理的示意圖。本發明之定位感測裝置200包含：一基板212，一感測區域208、一框架210、一支柱213與一切換開關211。基板212通常為一長方形平板，可為不透光的金屬板、塑膠板，也可以是透明的壓克力板或高強度的玻璃板。基板212的上方放置感測器，形成一感測區域208，通常是一個長方形的區域，對角線的長度約22吋。框架210係設置於感測區域208的外圍，通常為長方形外框，係由塑膠、金屬組成的剛性結構。框架210可以另包含一支柱213，用來調整定位感測裝置200的傾斜度；並且支柱213可以包含一橡膠腳墊與桌面接觸，以增加固定性。切換開關211用來切換不同的操作模式。

定位感測裝置200經由連接線201與主機202連接；主機202通常是桌上型電腦、筆記型電腦、伺服器等電腦設備。連接線201以萬用串列匯流排線(USB cable)最普遍，其中包含電源線與訊號線；可由主機202提供5V電源至定位感測裝置200。顯示器203通常是桌上型的液晶顯示器，經由訊號連接線204與主機202連接；連接線204以視頻圖像陣列排線(VGA cable)最常用。

第3圖所繪示的係為定位感測裝置200的定位感測原理示意圖，係一種光學影像式感測技術。包含兩個感測器226，分別設置於基板212的左上角和右上角；3根長條形的光源228分別設置於基板212的左側、右側、底邊；一控制電路230，與感測器226電性連接。感測器226主要由一感測晶片與一鏡頭組成；感測晶片係以半導體技術製作，將許多個微小的光感測元件，以線性或面積型 排列方式，製作於矽晶片上。一鏡頭放置於感測晶片的前方，其視角為90度或更大，其功能是將視角範圍內的物件，縮小並成像於感測晶片上。長條形的光源228主要是由壓克力導光板與紅外線發光二極體(LED)組成；兩顆紅外線發光二極體(LED)固定於壓克力導光板的兩端發光，紅外線經由導光板向基板212的內側發射，如箭頭方向所示。波長850奈米或940奈米的紅外線最常用，人類的眼睛看不見，但是感測器226偵測得到。因此兩個感測器226的視角範圍，與3根光源228照射的範圍，共同構成一感測區域208。如第3圖所示，感測區域208是一長方形，其長度是兩個感測器226前端的距離，其高度約是側邊光源228的長度。

控制電路230與感測器226電性連接，提供電源與驅動訊號給感測器226和光源228。左上角的感測器226偵測到右側邊與底邊光源228的紅外線；右上角的感測器226偵測到左側邊與底邊光源228的紅外線；紅外線使得兩個感測器的輸出維持高值。當手指、畫筆等觸碰物220接觸到感測區域時，遮斷部份紅外線光源，兩個感測器226分別偵測到部份光感測元件的輸出降為低值。控制電路230分別處理兩個感測器226傳送過來的資料，計算輸出降為低值之光感測元件的起始點與結束點，且依據此特性資料找出觸碰物220的中心線，並判斷該中心線與兩個感測器連線的夾角。θ1是左上角的感測器226偵測到的夾角，θ2是右上角的感測器226偵測到的夾角。θ1與θ2兩個角度相交會點，就是觸碰物220的中心點位置。該中心點經由適當的數學公式，得以轉換成以左上角感測器226的前端為原點，以兩個感測器226前端的連線為橫軸，縱軸與 橫軸相交成直角的線性值(x,y)。控制電路230並將觸碰物220的中心點位置，轉換成適當的格式，經由連接線201，傳輸至主機202。

觸碰物220可為手指、塑膠、木材等各式可遮光的物質。請參考第2圖，以觸控物是手指的繪圖應用為例說明。單一支手指在感測區域208上移動，控制電路230將其中心點的位置資料，以及對應的指令，以滑鼠的訊號格式，傳輸至主機202，並標示在顯示器203的相對應位置上，也就是游標。滑鼠訊號格式的指令型態有三種：無動作、左鍵按下、右鍵按下。當傳送的指令是”無動作”，主機202僅將該中心點的位置資料，標示在顯示器203的相對應位置上。使用者移動手指至滿意的位置，則必須以一種可靠的方式，向主機202溝通，啟動繪圖。最常見的溝通方式是點擊一次或兩次；手指離開感測區域，然後再快速觸碰感測區域代表點擊一次。控制電路230接收到這種變化，傳送給主機202的指令，則由”無動作”，轉變成”左鍵按下”，以啟動繪圖。點擊一次或兩次的最大缺點是，點擊的位置與原先的滿意位置，很難完全對準，不適合精細繪圖。

為了解決上述點擊方式的缺失，使用者移動手指至滿意的位置後，靜止不動一段明顯時間。控制電路230接收到手指中心點的位置資料，於預設的時間內未作變動，傳送給主機202的指令，則由”無動作”，轉變成適用的啟動指令，開始繪圖。啟動指令的型態之一是”左鍵按下”，且持續傳送，直到手指離開感測區域；控制電路230則改為傳送”無動作”的指令給主機202。因為手指靜止不動，可以確保啟動繪圖的位置，與原先的滿意位置，完全相同，符合精細繪圖的需求。手指靜止不動的時間，約為0.5秒至1.5秒；靜止時 間太短，則在慢速移動時就啟動繪圖；靜止時間太長，使用上不方便。

啟動指令的型態之二是先傳送”左鍵按下”，再立即傳送一個”無動作”的指令，接著持續傳送”左鍵按下”，直到手指離開感測區域；控制電路230則改為傳送”無動作”的指令給主機202。一般的繪圖軟體與其他應用軟體的功能按鍵，通常是以滑鼠點擊一次來啟動。點擊一次的動作係包含”左鍵按下”，與後續的”無動作”兩個指令。因此以這種型態的啟動指令(左鍵按下-無動作-左鍵按下)，適合繪圖操作，也適合功能按鍵的選取。

請參考第2圖，進一步詳細說明如下。顯示器203上有一個三角形，目標是繪製一個圓弧，由三角形的一個端點B，連接至C點。程序上首先是以手指觸碰感測區域208上的任一位置a，其對應至顯示器203上的A點。接著移動手指直到b點，使得顯示器203標示位置於B點，並靜止不動約1秒鐘以啟動繪圖。然後以圓弧路徑，快慢皆可的速度移動手指至c點；B點至C點的圓弧於是完成，最後手指再離開感測區域208。

觸控手勢的應用必須使用兩支手指，因為滑鼠訊號的格式只能傳送一組位置資料，不適合觸控手勢應用。觸控手勢應用需要第二種訊號格式，也就是觸控的訊號格式。當感測器226偵測到兩支手指時，控制電路230自動以觸控訊號的格式，傳送兩組位置資料與對應的指令至主機202。觸控訊號的指令型態主要是”向下觸控”(touch down)、”向上”(touch up)、”無觸控”(no touch)。主機202根據傳送過來的兩組位置資料的相對關係，且其指令型態都是”向下觸 控”，判讀觸控手勢代表的指令為放大、縮小、旋轉、捲動或是其他操作。當手指離開感測區域208時，控制電路230傳送一個”向上”的指令給主機202，接著持續傳送”無觸控”的指令；顯示器203上的位置則標示在手指離開感測區域208前的最後一個位置。

綜合上述，針對精細繪圖與觸控的應用，單支手指作繪圖應用，使用滑鼠訊號格式，手指移動至滿意的位置，靜止約1秒才啟動繪圖。兩支手指操作則自動轉換為觸控格式的訊號，最為觸控手勢的判讀。但是靜止約1秒才啟動繪圖，操作上不夠快速即時；因此需要另外建立一個操作模式，應用於快速繪圖與觸控。其作法是單支手指操作時與兩支手指操作時相同，都是傳送觸控的訊號格式。當感測器226偵測到單支手指時，控制電路230以觸控訊號的格式，傳送一組位置資料與”向下觸控”指令至主機202，立即啟動繪圖，非常適合不需要精確對位的繪圖操作。精細繪圖與快速繪圖兩種操作模式的選擇，係由切換開關211操作。切換開關211的一端連接至地線或5V以下的直流訊號，另外一端連接至控制電路230的某一個訊號輸入端。可預設精細繪圖為標準的操作模式，當控制電路230接收到經由切換開關211傳送過來的訊號，就轉換至快速繪圖的操作模式。

請同時參考第3圖與第4圖；第4圖係繪示本發明的定位感測裝置200之另一實施例，一個外掛式觸控面板。本發明之定位感測裝置200包含：一基板252、一感測區域208、一框架250、一支柱253、一切換開關211、一指示燈265。基板252通常為一長方形的透明玻璃；基板212的上方放置感測器，形成一感測區域208，其 對角線的長度約22吋。框架250係設置於感測區域208的外圍，通常為長方形外框，係由塑膠、金屬組成的剛性結構。框架250可以另包含一支柱253，用來支撐定位感測裝置200的重量。切換開關211用來切換不同的操作模式。

定位感測裝置200經由連接線201與主機202連接；主機202通常是桌上型電腦、筆記型電腦、伺服器等電腦設備。連接線201以萬用串列匯流排線(USB cable)最普遍，其中包含電源線與訊號線；可由主機202提供5V電源至定位感測裝置200。顯示器203通常是桌上型的液晶顯示器，經由訊號連接線204與主機202連接；連接線204以視頻圖像陣列排線(VGA cable)最常用。本發明的定位感測裝置200，經由支柱253外掛於顯示器203的前方，作為一外掛式觸控面板。

作為觸控面板，單支手指或兩支手指操作時，都是傳送觸控格式的訊號。當感測器226偵測到單支手指時，控制電路230以觸控訊號的格式，傳送一組位置資料與”向下觸控”指令至主機202，立即啟動繪圖，相當於第一實施例的快速繪圖操作。當感測器226偵測到兩支手指時，控制電路230以觸控訊號的格式，傳送兩組位置資料與”向下觸控”指令型態至主機202，執行觸控手勢判讀。因為感測區域208位於顯示器203的正前方，相當於以顯示器203的顯示區域為畫布，圖形對位很容易執行。但是作為精細繪圖的應用，精確度仍然不足。

精確度不足有兩個來源，其一是使用者觸碰位置的偏差。無適當的輔助工具，直接以手指觸碰，中心點位置偏差幾毫米(mm)很正 常。尤其是骨骼與肌肉尚在發育中的小孩，以及反應與行動較遲緩的年長者，觸碰偏差更大。一般成年人手指的寬度約12mm，較顯示器203上標示位置的游標大很多；手指擋住了游標，也是觸碰位置偏差另外一個重要原因。造成精確度不足的第二個來源是觸控面板的定位誤差；感測器偵測到手指的位置，再經由控制電路演算與轉換，傳輸給主機。因此偵測到的位置與實際位置，必然存在誤差；定位誤差3mm以內是目前工業界能夠接受的水準。

因此針對精細繪圖的應用，需要另外的解決方案，作法同第一實施例的精細繪圖與觸控模式。單支手指作繪圖應用，使用滑鼠訊號格式，手指移動至滿意的位置，靜止與約1秒才啟動繪圖。兩支手指操作則自動轉換為觸控格式的訊號，作為觸控手勢的判讀。請參考第4圖，進一步說明如下。顯示器203上有一個三角形，目標是繪製一個圓弧，由三角形的一個端點B，連接至C點。程序上首先是以單支手指觸碰感測區域208上的任一位置A點，控制電路230以滑鼠的訊號格式，傳送該手指中心點的位置資料與”無動作”的指令至主機202，並以游標標示於A點。接著移動手指，直到標示位置的游標與B點疊合，並靜止不動約1秒鐘，控制電路230改成傳送”左鍵按下”的指令以啟動繪圖。然後以圓弧路徑，快慢皆可的速度移動手指至C點。B點至C點的圓弧於是完成，最後手指再離開感測區域208，控制電路230傳送”無動作”的指令。因為是確認游標在滿意的位置才啟動或停止繪圖，因此觸碰位置的偏差，與觸控定位的誤差，都不會影響到繪圖的精確度。

觸控手勢的應用必須使用兩支手指，因為滑鼠訊號的格式只能 傳送一組位置資料，不適合觸控手勢應用。觸控手勢應用需要第二種訊號格式，也就是觸控的訊號格式。當感測器226偵測到兩支手指時，控制電路230自動以觸控訊號的格式，傳送兩組位置資料與對應的指令型態至主機202。觸控訊號的格式主要是”向下觸控”(touch down)、”向上”(touch up)、”無觸控”(no touch)。主機202根據傳送過來的兩組位置資料的相對關係，且其指令型態都是”向下觸控”，判讀觸控手勢代表的為放大、縮小、旋轉、捲動或是其他操作。當手指離開感測區域208時，控制電路230傳送一個”向上”的指令給主機202，接著持續傳送”無觸控”的指令；顯示器203上的游標則停留在手指離開感測區域208前的最後一個位置。

預設的觸控模式，與精細繪圖兩種操作模式的選擇，係由切換開關211操作。切換開關211的一端連接至地線或5V以下的直流訊號，另外一端連接至控制電路230的某一個訊號輸入端。當控制電路230接收到經由切換開關211傳送過來的訊號，就轉換至精細繪圖的操作模式。

預設的觸控模式，也就是單支手指或兩支手指操作時，都是傳送觸控格式的訊號，在操作網頁時，另有一個問題需要解決。請參考第5圖，係繪示一個網頁遊戲的視窗畫面，包含一個網頁遊戲的工作區域271，一個物件272，與一個視窗右側的捲軸鍵275。滑鼠的發展應用，比較觸控技術廣泛很多，因此目前絕大多數的網頁操作，都是依據滑鼠而設計的。例如移動滑鼠，使得游標移至物件272的位置，然後按下滑鼠的左鍵，就可以由上往下移動物件272。若是要捲動視窗，則將滑鼠的游標移至捲軸鍵275處，接著按下滑鼠 的左鍵，就可以上下移動以捲動視窗。

但是以預設的觸控模式操作，當主機202接收到上下移動的一組或兩組位置資料時，主機202依據作業系統的規範，判讀為上下捲動視窗。因此以單支手指觸碰物件272，然後由上往下移動，主機202判讀為由上往下捲動視窗，而不是移動物件272。所以需要再建立一個新的操作模式，簡稱為滑鼠模式，最為網頁遊戲的操作等應用。其作法是單支手指操作時，如同按下滑鼠左鍵的操作；兩支手指操作則自動轉換為觸控格式的訊號，作為觸控手勢的判讀。因此當單支手指觸碰到感測區域208時，控制電路230立即以滑鼠的訊號格式，送出一組位置資料與”左鍵按下”的指令給主機202，相當於啟動指令。因此使用滑鼠模式，觸碰物件272，然後由上往下移動，得以順利移動物件272；因為是滑鼠的訊號格式，主機202不會判讀成捲動視窗。另外，當單支手指觸碰到感測區域208，且在同一位置靜止約2秒鐘，控制電路改成送出”右鍵按下”的指令給主機202。

預設的觸控模式，與滑鼠模式的選擇，也可以由切換開關211操作。切換開關211的一端連接至地線或5V以下的直流訊號，另外一端連接至控制電路230的其中一個訊號輸入端。當控制電路230接收到經由切換開關211傳送過來的訊號，就轉換至滑鼠模式。

綜合上述，本發明的定位感測裝置200之另一實施例，一個外掛式觸控面板，可以有三個操作模式：觸控模式、精細繪圖模式、滑鼠模式。操作模式的選擇，由切換開關211執行，且可由指示燈265以不同的顯示方式，對應目前正在執行的模式。

關於光學影像式感測器的技術，美國專利4,144,449已經揭露相關的作法，其係使用兩個線型影像感測器，放置於螢幕的左上角與右上角，以偵測手指觸碰到螢幕的位置。因為感測器與光源的厚度較厚，且必須架構在顯示器的上方，因此不適合攜帶型之小尺寸顯示器的應用。但是光學影像式技術很適合桌上型顯示器等大尺寸的應用，原因是大尺寸顯示器比較不在意感測器與光源的厚度，且光學影像式技術應用於大尺寸顯示器時，可因製造成本較低而具有競爭優勢。

此外，在其他實施例中，本發明之定位感測裝置300也可以使用電容式感測器、電阻式感測器或紅外線式感測器來實現。電容式感測器通常是由兩個金屬圖案層貼合構成，中間以一層很薄的介電層隔離。該兩個金屬圖案層分別有多個相同的圖案，規則排列。上下兩層的圖案錯開，其中一層執行橫向偵測，另一層執行縱向偵測。因此當手指或其他導電的觸碰物接近或接觸到圖案時，產生電容值變化，感測器因此得知觸碰的位置。電容式感測器的優點是反應靈敏；缺點是成本高且不可使用電性絕緣的觸碰物操作。

電阻式感測器係以兩片具有電阻層的塑膠薄膜貼合在一起，中間以電性絕緣的小顆粒隔離；按壓後該兩片塑膠薄膜的電阻層接觸，產生一電阻輸出。按壓在不同的位置，產生不同的電阻輸出，因此可由電阻的輸出值，得知按壓的位置。電阻式感測器的優點是接觸按壓後才會有訊號輸出，因此適用於各種氣候與環境，且是由塑膠薄膜構成，可以貼合在平面或彎曲的基板上；缺點是多次按壓後容易損壞。

紅外線式感測器係使用多個紅外線發光二極體，連結成一長條直線，佈滿感測區域的底邊和一側邊，其中側邊代表縱向，底邊代表橫向。感測區域的上緣和另一側邊，則是佈滿與發光二極體相同間距與數量的紅外線接收器。發光二極體與接收器一對一配對，由第一組依序開啟，且每次只開啟一組，紅外線的強度愈高，接收器的輸出就愈高。感測區域內的手指或其他觸碰物遮斷紅外線，因此由紅外線接收器的訊號高低，得以判讀觸碰物之橫向與縱向的位置。紅外線式感測器的優點是感測器位於感測區域的周圍，不與觸碰物接觸。缺點是成本高，且不適用於戶外等紅外線較高的環境。

上述的實施例僅作為本發明的舉例說明，而不是本發明的限制條件。綜上所述，本發明的定位感測裝置作為觸控繪圖板的應用，解決了傳統觸控繪圖板需要專用繪圖筆，且成本高的主要缺點。除了精細觸控繪圖，本發明的定位感測裝置，具備多個操作模式，以開關切換，還可以作為快速繪圖、滑鼠模式操作等其他應用，故本發明實具有可專利性。

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。

100‧‧‧觸控繪圖板

101‧‧‧連接線

102‧‧‧主機

103‧‧‧顯示器

104‧‧‧連接線

105‧‧‧繪圖筆

106‧‧‧按鍵

107‧‧‧快捷鍵

108‧‧‧感測區域

109‧‧‧手指

200‧‧‧定位感測裝置

201‧‧‧連接線

203‧‧‧顯示器

204‧‧‧連接線

208‧‧‧感測區域

209‧‧‧手指

210‧‧‧框架

211‧‧‧切換開關

212‧‧‧基板

213‧‧‧支柱

220‧‧‧觸碰物

226‧‧‧感測器

228‧‧‧光源

230‧‧‧控制電路

250‧‧‧框架

252‧‧‧透明玻璃

263‧‧‧觸控按鍵

264‧‧‧觸控按鍵

265‧‧‧指示燈

271‧‧‧網頁遊戲的工作區域

272‧‧‧物件

275‧‧‧捲軸鍵

第1圖所繪示的係為一傳統的觸控繪圖板之簡化示意圖。

第2圖所繪示的係為本發明之一實施例的示意圖。

第3圖所繪示的係為本發明之一實施例的定位感測原理示意圖。

第4圖所繪示的係為本發明之另一實施例之簡化示意圖。

第5圖所繪示的係為本發明之另一實施例之滑鼠模式操作示意圖。。

200‧‧‧定位感測裝置

201‧‧‧連接線

202‧‧‧主機

203‧‧‧顯示器

204‧‧‧連接線

208‧‧‧感測區域

209‧‧‧手指

210‧‧‧框架

211‧‧‧切換開關

212‧‧‧基板

213‧‧‧支柱

Claims (22)

1. 一種定位感測裝置，包含：複數個感測器，形成一感測區域，用於偵測至少一觸碰物的特性資料；一控制電路，與該些感測器電性連接，用於處理該些感測器偵測到的該特性資料，以產生該觸碰物相對於該感測區域之位置資料，並將該位置資料與對應的指令，以適當的訊號格式，傳輸至一主機；其中單一個觸碰物對應第一種訊號格式，且該觸碰物於明顯的時間內靜止不動，則產生啟動指令；複數個觸碰物對應第二種訊號格式。
2. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該些感測器包含光學影像式感測器、電容式感測器、電阻式感測器或紅外線式感測器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該主機將該位置資料，標示在與該主機連結的顯示器之相對應位置上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該第一種訊號格式係滑鼠訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該明顯的時間大約介於0.5秒和1.5秒之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該啟動指令相當於按下滑鼠左鍵。
7. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該啟動指令係依序傳送按下滑鼠左鍵、無動作、按下滑鼠左鍵三個指令。
8. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該啟動指令開始執行後，繼續執行，直到該觸碰物離開該感測區域。
9. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，其中該第二種訊號格式係觸控訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之定位感測裝置，其中該第二種訊號格式係作為手勢操作的判讀。
11. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，另包含一基板，設置於該感測區域的下方。
12. 如申請專利範圍第11項所述之定位感測裝置，其中該觸碰物與該基板接觸。
13. 如申請專利範圍第1項所述之定位感測裝置，另包含一操作模式，不論該觸碰物的個數為何，該控制電路永遠以第二種訊號格式，傳輸該位置資料與對應的指令至該主機。
14. 如申請專利範圍第13項所述之定位感測裝置，另包含至少一開關，連接至該控制電路，以切換不同的操作模式。
15. 一種定位感測裝置，包含： 複數個感測器，形成一感測區域，用於偵測至少一觸碰物的特性資料；一控制電路，與該些感測器電性連接，用於處理該些感測器偵測到的該特性資料，以產生該觸碰物相對於該感測區域之位置資料，並將該位置資料與對應的指令，以適當的訊號格式，傳輸至一主機；其中單一個觸碰物對應第一種訊號格式，且為啟動指令；複數個觸碰物則對應第二種訊號格式。
16. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，其中該第一種訊號格式係滑鼠訊號。
17. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，其中該啟動指令相當於按下滑鼠的左鍵。
18. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，其中該啟動指令係依序傳送按下滑鼠左鍵、無動作、按下滑鼠左鍵三個指令。
19. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，其中該第二種訊號格式係觸控訊號。
20. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，另包含一操作模式，不論該觸碰物的個數為何，該控制電路永遠以第二種訊號格式，傳輸該位置資料與對應的指令至該主機。
21. 如申請專利範圍第20項所述之定位感測裝置，另包含至少 一開關，連接至該控制電路，以切換不同的操作模式。
22. 如申請專利範圍第15項所述之定位感測裝置，其中該裝置為一觸控面板。