TW201441890A - 觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控檢測方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控檢測方法。根據此種觸控輸入系統，觸筆的大小及製造成本減少同時能夠區分及檢測手指觸控及不帶電池的觸筆觸控。此種觸控輸入系統包含：一感測器面板，包含彼此相交叉的複數個第一通道以及複數個第二通道，一觸筆，包含一個或彼此串聯連接的複數個初級線圈，與初級線圈並聯相連接的一諧振電容器，以及與初級線圈相連接的一導電尖端，連接於觸筆的一接地，一天線環，形成於感測器面板的一邊緣的外部，以及一觸控控制器，連接至第一通道、第二通道、以及天線環。

Description

觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控檢測方法
本發明係關於一種觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控檢測方法。透過本發明的觸控輸入系統以及觸控檢測方法降低觸筆的大小和製造成本，同時區分與檢測手指觸控以及不帶電池的觸筆觸控。
近來，隨著資訊時代的到來，視覺表達電資訊訊號的顯示領域已經迅速發展。為了滿足這種趨勢，具有優良性能，即小型化、輕量化、以及低功耗的平板顯示裝置已經開發出來。
平板顯示裝置的實例可包含液晶顯示裝置、電漿顯示面板裝置、場發射顯示裝置(FED)、有機發光二極體顯示裝置等。
按照目前的趨勢，用於識別藉由一人手或一單獨輸入單元的一觸控部分且傳輸對應於觸控的單獨資訊的一觸控面板添加到一平板顯示裝置。通常，觸控面板添加到顯示裝置的一外表面。此外，根據一觸控檢測方式，觸控面板劃分為一電阻式觸控面板、一電容式面板、一紅外觸控面板等。近來，考慮到簡單製造方法、檢測能力等，電容式面板已引起人們的注意。
近來，按照目前的趨勢，一智慧型手機、一聰明驗證書(smart book)等作為最引人注目的移動裝置已使用可藉由一筆寫或畫一畫面的觸筆以及使用一手指的觸控輸入作為一人機介面裝置(Human Interface Device,HID)。觸筆輸入的優點在於相比較於使用一手指可能實現更詳細的輸入且支持更詳細的繪畫和寫入功能。
在下文中，將參照附圖描述一通常的電容式觸控螢幕。
第1圖為一通常的電容式觸控螢幕的一觸控檢測電路的電路圖。第2圖為使用第1圖的電路圖，根據手指觸控的存在基於時間的電壓輸出之圖式。
如第1圖所示，通常的電容式觸控螢幕的觸控檢測電路包含：相交叉的一第一通道Tx及一第二通道Rx；一放大器5，藉由一負(-)輸入端接收第二通道Rx的輸出且藉由一正(+)輸入端接收一參考電壓Vref；以及一電容器Cs，形成於放大器5的一輸出端與此負(-)輸入端之間。
這裡，第一通道Tx通過在第一通道Tx的一端形成的一焊墊接收一輸入電壓Vin，並且通過在第二通道Rx的一端形成的一焊墊感測通過放大器5輸出的一輸出電壓Vout。
通常，大約2至3μs的一方波的一觸控驅動訊號作為一輸入電壓提供到第一通道Tx。這種情況下，感測與第一及第二通道Tx及Rx之間的互電容變化△Cm成正比例的一電壓作為輸出電壓Vout。
如第2圖所示，當此方波作為輸入電壓提供時，輸出電壓Vout隨時間增加(當手指觸控不存在時)。在這一點上，當手指觸控存在時，手指與一電極相接觸，以使得互電容變化△Cm減小，並且因此，輸出電壓 Vout中的一增加量減少。此減少量從一Tx通道與一Rx通道之間的一交叉點獲得以計算資料，並且手指觸控部分的坐標可從這個資料中提取。
然而，當第1圖的觸控檢測電路用於觸筆觸控而不是手指 觸控時，由於觸筆的尖端與一感測器面板表面之間的接觸面積相對較小，電極之間的互電容變化△Cm比較小，並且因此，難以在觸筆觸控期間感測互電容變化中的一改變。因此，坐標提取的精確度降低。
當觸筆的尖端相比較於在用於感測的感測器面板上形成的 的一電極較小時，根據一電極的存在可出現坐標失真，由此直接影響了靈敏度。
另外，在使用相同的觸控檢測電路的手指觸控與觸筆觸控 的情況下，當觸控藉由觸筆輸入時，出現電極上的手掌觸控與觸筆觸控不能夠區分的問題。也就是說，對於第1圖的檢測電路在觸筆觸控期間難以提供一手掌誤觸的功能。
雖然已經引入使用與手指觸控不相同的方法，例如一電磁 驅動方法的觸筆觸控的驅動方法，但是在這種情況下，除了電容電極之外，更需要藉由電磁驅動用於檢測的一單獨的面板，從而增加元件及製造過程的數目。
因此，本發明在於提供一種觸控輸入系統以及使用該觸控 輸入系統的觸控檢測方法，藉以克服由於習知技術的限制及缺陷所產生的一個或多個問題。
本發明的一目的在於提供一種觸控輸入系統以及使用該觸 控輸入系統的觸控檢測方法，透過本發明的此種觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控檢測方法實現不帶電池的一觸筆，並且觸筆的尺寸及製造成本減少，同時可區分及檢測觸筆觸控及手指觸控。
本發明其他的優點、目的和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點、目的和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。
為了獲得本發明的這些目的和其他特徵，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種觸控輸入系統包含：一感測器面板，包含彼此相交叉的複數個第一通道以及複數個第二通道；一觸筆，包含一個或彼此串聯連接的複數個初級線圈，與初級線圈並聯相連接的一諧振電容器，以及與初級線圈相連接的一導電尖端；一接地，連接於觸筆；一天線環，形成於感測器面板的一邊緣的外部；以及一觸控控制器，連接至第一通道、第二通道、以及天線環。
初級線圈可圍繞串聯連接至導電尖端且設置於觸筆的一軸方向的一磁芯。
觸筆可包含：一觸筆筒體，具有一孔，導電尖端通過此孔部分地突出；以及一手柄，形成於觸筆筒體的一外圓周表面且由一高電阻導電材料形成。
與觸筆串聯設置的初級線圈的一端可連接至導電尖端，以及初級線圈的另一端連接至觸筆筒體或由高電阻導電材料形成的手柄。
當觸筆接觸感測器面板的一表面時，天線環從初級線圈接收一調諧電感訊號。
在本發明的另一方面中，此種使用觸控輸入系統的觸控檢測方法包含：一感測器面板，包含彼此相交叉的複數個第一通道以及複數個第二通道；一觸筆，包含一個或彼此串聯連接的複數個初級線圈，與初級線圈並聯相連接的一諧振電容器，以及與初級線圈相連接的一導電尖端；一接地，連接於觸筆；以及一天線環，形成於感測器面板的一邊緣的外部，此種使用觸控輸入系統的觸控檢測方法包含時間劃分用於執行每一圖框的手指觸控感測以及觸筆觸控感測。
觸筆觸控感測可包含將訊號順次提供給這些第一通道及第二通道且根據每一通道的天線通道的兩端之間的一電壓差檢測觸控。
觸控的此檢測可包含將導電尖端與感測器面板之間的一感測電容器電連接至至少一個初級線圈，形成初級線圈與諧振電容器的一諧振電路，以及接收由於初級線圈的電感在天線環中電磁諧振的感應電動勢。
觸筆可包含：一觸筆筒體，具有一孔，導電尖端通過此孔部分地突出；以及一手柄，形成於觸筆筒體的一外圓周表面且由一高電阻導電材料形成。
當觸筆接觸感測器面板的一表面時，天線環可從初級線圈接收一調諧電感訊號。
可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
1‧‧‧基板
5‧‧‧放大器
10‧‧‧Tx通道
20‧‧‧Rx通道
25‧‧‧絕緣體
100‧‧‧觸筆
101‧‧‧導電尖端
117‧‧‧導電手柄
125‧‧‧接地
130‧‧‧彈簧
135‧‧‧磁芯
150‧‧‧觸筆筒體
170‧‧‧導線
200‧‧‧觸控感測器
201‧‧‧感測器面板
210‧‧‧第一通道
220‧‧‧第二通道
225‧‧‧佈線
230‧‧‧焊墊
240‧‧‧環焊墊
250‧‧‧感測電容器
300‧‧‧觸控控制器
305‧‧‧驅動訊號產生器
310‧‧‧放大器
330‧‧‧轉換器
340‧‧‧訊號處理器
400‧‧‧天線
500‧‧‧觸筆接地
2000‧‧‧顯示裝置
X‧‧‧坐標軸
Y‧‧‧坐標軸
Tx(n)‧‧‧通道
Tx(n+1)‧‧‧通道
Tx(n-1)‧‧‧通道
Csx‧‧‧電容器
L1、120‧‧‧初級線圈
M12‧‧‧互感
A、B、C‧‧‧點
△Cm‧‧‧互電容變化
Cs‧‧‧電容器
Vout‧‧‧輸出電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Tx‧‧‧第一通道
Rx‧‧‧第二通道
Cm‧‧‧互電容變化
Vd‧‧‧驅動電壓
C1、110‧‧‧諧振電容器
Ch‧‧‧電容
L2、410‧‧‧天線環
AFE、320‧‧‧濾波器單元
L1A、120a‧‧‧初級線圈
L1B、120b‧‧‧初級線圈
Cb1、Cb2‧‧‧電容
Tx(1)至Tx(m)‧‧‧第一通道的通道
Rx(1)至Rx(n)‧‧‧第二通道的通道
T1、T2、T3、T4‧‧‧時間
Vref‧‧‧參考電壓
第1圖為一通常的電容式觸控螢幕的一觸控檢測電路的電路圖。
第2圖為使用第1圖的電路圖，根據手指觸控的存在基於時間的電壓輸出之圖式。
第3圖為根據本發明一觸控輸入系統的一主動區內部的一結構之平面圖。
第4圖為沿第3圖的X軸，根據第3圖的觸控輸入系統中觸筆的存在，一觸筆與一Tx通道之間的電容Csx以及Tx通道與Rx通道之間的互電容變化△Cm的曲線圖。
第5A圖至第5C圖為在一預觸控狀態、一手指觸控狀態、以及一觸筆觸控狀態下電荷量變化之示意圖。
第6圖為根據本發明的一觸控輸入系統的電路圖。
第7A圖為對應於第6圖的一觸筆的電路圖。
第7B圖為第7A圖的觸筆的結構的示意圖。
第8A圖為對應於第6圖的觸筆的另一電路圖。
第8B圖為第8A圖的觸筆的結構圖。
第9圖為第7A圖的觸筆的結構的另一圖式。
第10圖為表示第9圖中所示的一導電手柄的導電性能，根據導電手柄的材料特性之圖式。
第11圖為第8A圖的觸筆的結構的另一圖式。
第12A圖及第12B圖為表示根據本發明實施例的一輸入系統的接地方法之圖式。
第13圖為根據本發明的觸控輸入系統的感測器面板的平面圖。
第14圖為表示根據本發明的觸控輸入系統中的一圖框驅動方法之示意圖。
第15A圖及第15B圖為根據本發明的觸控輸入系統的觸控檢測方法中從一觸控感測器面板及一觸筆檢測到的波形之圖式。
第16A圖為用於根據本發明的觸控輸入系統用於測試訊號強度的一部分的示意圖。
第16B圖為根據在X軸方向的運動電容Csx中變化的仿真圖。
第17A圖為表示根據本發明的觸控輸入系統的一觸控面板與觸控面板中包含的一天線環的示意圖。
第17B圖為表示當觸筆沿著第17A圖的X軸移動時互感的示意圖。
第18A圖為表示根據本發明的觸控輸入系統的觸筆位於點A、B、以及C的狀態的示意圖。以及第18B圖表示在第15A圖的觸筆A、B、以及C位置檢測的訊號波形圖。
現在將參考本發明的較佳實施例，這些實施例的一些實例在附圖中表示出。
根據本發明的一觸控輸入系統可使用一電容方法藉由一觸控檢測的基本結構檢測手指觸控，以及藉由觸筆的內部諧振電路與感測器面板之邊緣外部形成的一天線環之間的諧振檢測觸筆觸控。也就是說，使用一電容方法檢測觸筆觸控具有一限制，並且因此，能夠透過改變感測器面板之邊緣外部 的結構與觸筆的一內部電路，而不需要與一接觸區域或電極圖案形狀無關的一單獨面板能夠檢測觸筆觸控。
在下文中，將描述在一主動區中形成的一電容式電極的結構以及使用此電容式電極的觸筆觸控的現象。
第3圖為根據本發明一觸控輸入系統的一主動區內部的一結構之平面圖。第4圖為沿第3圖的X軸，根據第3圖的觸控輸入系統中觸筆的存在，一觸筆與一Tx通道之間的電容Csx以及Tx通道與Rx通道之間的互電容變化△Cm的曲線圖。
如第3圖所示，當Tx通道與Rx通道分別類似一條狀時，這些電極設置為彼此相交叉。作為一隨機的實例，將參考第4圖描述根據第3圖的一區域中觸筆的移動的電容變化。
為了檢測第4圖的曲線圖的電容變化，如第4圖所示，Tx通道與Rx通道之間的一中心點確定為原點，基於原點，一軸線與和此軸線交叉的另一軸線定義為一X軸及一Y軸，並且然後，根據觸筆的一位置檢測電容變化。在第3圖中，垂直軸為X軸(一Rx方向)以及水平軸是Y軸。當Y軸的坐標值固定為0，並且僅改變X軸的坐標值時進行測試。
這裡，△Cm指的是根據觸筆的存在Tx通道與Rx通道之間的互電容的變化，並且Csx指的是觸筆與Tx通道之間的電容分佈。可以看出，在整個區域中，Csx大於△Cm，隨著X坐標接近於0，Csx中的變化增大。此外，可以看出，△Cm在原點0相比較於相鄰區域減少。因此，為了檢測觸筆觸控，有利的是，在靈敏度及位置分辨率方面Csx代替△Cm作為使用的資料。
因此，根據本發明的觸控輸入系統而是使用具有高靈敏度的Csx的檢測方法測量觸筆的位置。
第5A圖至第5C圖為在一預觸控狀態、一手指觸控狀態、以及一觸筆觸控狀態下電荷量的變化之示意圖。
第5A圖至第5C圖為一Tx通道10與一Rx通道20在一基板1上彼此相交叉形成為一條狀，並且一絕緣體25形成於Tx通道10與Rx通道20之間以及形成於Rx通道20上且包圍Rx通道20之情況下的橫截面。形成於Rx通道20上方及周圍的絕緣體25的一部分可如第5A圖及第5C圖形成，可省去，或者當基板1位於一顯示器上時可形成為一空氣間隙。
如第5A圖所示，當觸控不存在時，根據Tx通道的一驅動電壓Vd，電荷(Q=Cm×Vd)與Tx通道和Rx通道之間的互電容變化Cm成正比例。
如第5B圖所示，當手指觸控存在時，Rx通道中包含的一些電荷透過一手指而感應，由此減少Rx通道中感應的電荷量。可以看出，由於手指觸控，Tx通道與Rx通道之間的互電容變化從Cm減少為Cm'以獲得減少的電荷(Q'=Cm'x Vd)。可定義△Cm=Cm-Cm'且用作觸控靈敏度的一指示。
如第5C圖所示，當觸筆觸控存在時，如果前述電容式方法用於檢測觸筆觸控(在手指觸控狀態與觸筆觸控狀態兩者情況下，當驅動電壓Vd施加到Tx通道時，檢測到在Rx通道中感應的電荷量)時，由於觸筆尖端與一感測器面板之間的接觸面積相比較於手指觸控更小，因此觸筆觸控的觸控靈敏度互電容變化△Cm相比較於手指觸控可降低，從而降低了坐標提取的精確度。
也就是說，當在電容方式下使用一被動型筆作為不具有內部裝置的一導電性輸入裝置檢測觸控時，問題出現在，由於觸筆的尖端相比較於手指具有一較小接觸面積，因此出現觸控靈敏度及坐標提取的準確度減小的問題。
觸筆具有的問題在於，由於觸筆尖端比較小因此觸筆具有在坐標提取中精確度減少方面的問題，並且當使用相同的電容式方法檢測手指觸控及觸筆觸控時出現手掌誤觸的問題。此外，Tx通道與Rx通道電容耦合到顯示驅動訊號，並且顯示噪聲可影響觸控感測訊號。此外，被動型觸筆不能夠將一單獨的訊號發送到一感測器，並且因此，難以實現一寫壓力檢測功能或一專用按鈕的功能。
根據本發明的觸控輸入系統使用對於手指觸控的一電容式感測器面板，應用不帶電池的一主動型觸筆，並且包含與觸筆同步地驅動且形成於感測器面板之邊緣外側的一天線環。在下文中，將描述此輸入系統以及使用此輸入系統的一觸控檢測方法。
第6圖為根據本發明一觸控輸入系統的電路圖。第7A圖為對應於第6圖的一觸筆100的電路圖。第7B圖為第7A圖的觸筆100之結構的示意圖。
如第6圖所示，根據本發明的觸控輸入系統大致劃分為：觸筆100，具有一觸控感測器200及一天線400的一感測器面板，一觸控控制器300、以及一觸筆接地500。
觸控感測器200包含彼此相交叉且設置在與感測器面板的一中心區域相對應的一主動區中的複數個第一通道Tx以及複數個第二通道 Rx。此外，作為形成在感測器面板的主動區之邊緣外部的天線400，形狀類似環形的一天線環410形成為圍繞感測器面板的主動區的一邊緣，並且具有彼此稍微間隔開的兩個端部。
請參照第7A圖及第7B圖，觸筆100包含一個初級線圈L1 120、並聯連接到初級線圈L1 120的一諧振電容器C1 110、以及連接到初級線圈L1 120的一導電尖端101。
在觸筆100中彼此並聯連接的初級線圈L1 120與諧振電容器C1 110的一側連接到導電尖端101，而另一側連接到由用於形成觸筆100的非導電性材料形成的一觸筆筒體且接地。在一些實施例中，當一用戶作為觸筆地面500時，此另一側連接到對應於人體的一接地電容Ch。也就是說，觸筆100還連接到觸筆接地500以穩定觸筆100的內部電路。
當觸筆100與感測器面板相接觸時，從電路的觀點看天線環410功能上作為一天線環L2 410。換句話而言，作為形成於感測器面板之邊緣外側的天線環L2 410的天線環、第一通道Tx、以及第二通道Rx連接到觸控控制器300且透過觸控控制器300進行訊號控制。
結果，當觸筆100與感測器面板的一表面相接觸時，天線環410接收觸筆100中初級線圈L1 120的一電感訊號作為天線環L2 410與初級線圈L1 120之間的互感M12。這裡，天線環410形成為包圍感測器面板的邊緣，並且包含形成於連接到觸控控制器300之兩個端部的焊墊。
觸控控制器300連接到天線環410且包含：一放大器310，用於放大天線環410的兩個端部之間的一電壓差；一濾波器單元(類比前端(AFE))320，連接到放大器310以去除噪聲；一轉換器(類比至數位轉換 器(ADC))330，連接到濾波器單元AFE 320以將類比訊號轉換為數位訊號；一訊號處理器(數位訊號處理器(DSP))340，連接到轉換器ADC 330以收集數位訊號用於提取坐標；一驅動訊號產生器305，用於產生提供到感測器面板中的每一通道中的訊號。這裡，當觸筆100與接觸感測器200相接觸時，初級線圈L1 120與諧振電容器C1 110組成一閉合電路作為一種諧振電路。
從驅動訊號產生器305提供給每一通道的一訊號可在與閉合電路中的諧振頻率f=1/[2π*(L2*C2)^0.5]相同的頻率下提供一方波或正弦波。提供到每一通道的訊號是一種交流電(AC)電壓，並且每一線圈具有與所提供的訊號波形類似的訊號形狀，或具有波形隨時間增加的一訊號。
觸筆接地500可以是接觸觸筆100的一用戶或連接於觸筆100與感測器面板之間的一導線。未描述的參考字符「Ch」表示下面的狀態：用戶作為一介電質以使得當觸筆100與用戶接觸時，觸筆接地500的電容Ch在觸筆100與觸筆接地500之間產生。
觸筆100中包含的初級線圈L1 120與諧振電容器C1 110配置為具有適當的值，以便按照通過一感測電容器Csx 250輸入的一訊號的頻率電磁諧振，其中感測電容器Csx 250藉由與包含彼此交叉的第一及第二通道Tx/Rx的感測器面板的觸控感測器200電容耦合形成。這裡，諧振頻率滿足條件f=1/[2π*(L2*C2)^0.5])。此外，感測電容器Csx 250為當觸筆100的導電尖端101與感測器面板相接觸時，藉由在一接觸區域的電容耦合而形成的假想元件，而不是組成該電路的一物理裝置。
在觸筆100中的電磁諧振期間產生的一磁訊號透過在感測器面板中形成的初級線圈L1 120與天線環L2 410之間的互感M12，對應於天 線環在天線環L2 410中產生感應電動勢。此感應電動勢通過用於放大天線環410兩端之間電壓差的放大器310進行放大，通過包含用於去除噪聲的濾波器的濾波器單元AFE 320，並且通過轉換器ADC 330轉換成一數位訊號。然後，通過適當的算法，坐標通過訊號處理器(DSP)340從訊號中提取，然後，坐標資料發送到一主機系統。
根據本發明，由於觸筆100的初級線圈L1 120對應於天線線圈透過與天線環L2 410的互感M12在天線環L2 410中直接產生感應電動勢，因此初級線圈L1 120與天線環L2 410之間的一磁耦合係數可不減少且可不考慮。因此，觸筆100可薄型化且製造成本可降低。
現在將參照第7B圖描述觸筆100的結構。包含在觸筆100中的初級線圈L1 120圍繞在觸筆100的一軸方向上設置的一磁芯135。觸筆100的軸方向對應於觸筆100的一縱方向，並且對應於一XYZ坐標系的一Z軸。
觸筆100的觸筆筒體150可包含初級線圈L1 120、諧振電容器C1 110、以及磁芯135，並且具有一孔，導電尖端101通過此孔部分地突出。這裡，導電尖端101可與觸筆筒體150絕緣。為此，一絕緣緩衝區可進一步圍繞孔形成以圍繞導電尖端101。此外，觸筆筒體150可連接到觸筆接地500。因此，初級線圈L1 120的一端連接到導電尖端101，而另一端連接到觸筆筒體150的一接地125。
現在將描述按照上述配置的觸筆100的一作業。
初級線圈L1 120的一端通過導電尖端101電容耦合到感測器面板的觸控感測器200，以形成感測電容器Csx 250。因此，來自觸控感測器 200的每一通道的一輸入訊號通過感測電容器Csx 250驅動包含初級線圈L1 120及諧振電容器C1 110的一諧振電路。
此電路的配置方式為：從驅動訊號產生器305輸入到觸控感測器200的通道Tx及Rx的訊號具有與包含初級線圈L1 120及諧振電容器C1 110的諧振電路相同的電磁諧振頻率，從而由於電磁諧振隨著時間推進而增加訊號強度。在這種情況下，初級線圈L1 120的另一端通過包含人體及與觸筆100的觸筆筒體150相接觸的手的接地電容Ch而接地。
如上所述，當觸筆100接觸到感測器面板的表面時，能夠產生感測電容器Csx 250且可能通過觸筆筒體150接地。此外，提供給感測電容器Csx 250的一訊號通過觸筆100中包含的導電尖端101發送到初級線圈L1 120。初級線圈L1 120與諧振電容器C1 110在一閉合電路狀態中諧振，以使得此訊號的振幅隨時間增大。另外，諧振電路中的初級線圈L1 120的磁訊號透過互感M12在天線環410中感應。在天線環中的感測在每一通道執行。
第8A圖為對應於第6圖的觸筆100的另一個電路圖。第8B圖為第8A圖的觸筆100的結構圖。
請參照第8A圖及第8B圖，觸筆100包含：彼此串聯連接的複數個初級線圈L1A及L1B 120a及120b；一諧振電容器C2 110，並聯連接到彼此串聯的初級線圈L1A及L1B 120a及120b；以及連接到初級線圈L1B 120b的一導電尖端101。
觸筆100中彼此串聯連接的初級線圈L1A及L1B 120a及120b與並聯連接至初級線圈L1A及L1B 120a及120b的諧振電容器C2 110的一側連接到導電尖端101，並且另一側連接到用於形成觸筆100的非導電性 材料構成的觸筆筒體150且接地。在一些實施例中，當一用戶作為觸筆接地500時，此另一側連接到對應於人體的接地電容Ch。也就是說，觸筆100也連接到觸筆接地500以穩定觸筆100的一內部電路。
當觸筆100與感測器面板的一表面相接觸時，天線環410接收觸筆100中初級線圈L1A及L1B 120a及120b的電感訊號作為天線環L2 410與初級線圈L1A及L1B 120a及120b之間感應的互感M12。如參考第6圖所述，天線環410形成為圍繞感測器面板的邊緣，並且包含形成於連接到觸控控制器300之兩個端部的焊墊。
觸筆100中包含的初級線圈L1A及L1B 120a及120b與諧振電容器C1 110配置為具有適當的值，以便以通過感測器面板的感測電容器Csx 250輸入的一訊號的頻率電磁諧振。換句話而言，觸筆100的初級線圈L1A及L1B 120a及120b與諧振電容器C1 110配置為具有適當的值，以便與通過感測電容器Csx 250輸入的一訊號頻率諧振，其中感測電容器Csx 250藉由與包含彼此交叉的第一及第二通道Tx/Rx的感測器面板的觸控感測器200電容耦合形成。這裡，諧振頻率滿足條件f=1/[2π*(L2*C2)^0.5])。此外，感測電容器Csx 250為當觸筆100的導電尖端101與感測器面板相接觸時，藉由在一接觸區域的電容耦合而形成的假想元件，而不是組成該電路的一物理裝置。
在觸筆100中的電磁諧振期間產生的一磁訊號透過在感測器面板中形成的初級線圈L1A及L1B 120a及120b與天線環L2 410之間的互感M12，對應於天線環在天線環L2 410中產生感應電動勢。此感應電動勢通過用於放大天線環410的兩端之間的電壓差的放大器310進行放大，通過包 含用於去除噪聲的濾波器的濾波器單元AFE 320，並且通過轉換器ADC 330轉換成一數位訊號。然後，通過適當的算法，坐標通過訊號處理器(DSP)340從訊號中提取，然後，坐標資料發送到一主機系統。
如上所述，由於觸筆100的初級線圈L1A及L1B 120a及120b對應於天線線圈透過與天線環L2 410的互感M12在天線環L2 410中直接產生感應電動勢，因此初級線圈L1A及L1B 120a及120b與天線環L2 410之間的一磁耦合係數可不減少且可不考慮。因此，觸筆100可薄型化且製造成本可降低。
相比較第8B圖的觸筆100以及第7B圖的觸筆100，第8B圖的觸筆100與第7B圖的觸筆100的不同僅在於，第8B圖的初級線圈L1A及L1B 120a及120b圍繞磁芯135的不同區域，並且因此，這裡不再給出相同元件的詳細描述。在下文中，彈簧130可進一步提供於磁芯135與導電尖端101之間或複數個磁芯135之間。當導電尖端101壓在感測器面板的表面上時，彈簧130以預定的程度按壓。因此，僅當導電尖端101壓在感測器面板的表面上時發生電磁諧振，從而能夠允許觸筆100的輸入檢測及寫入壓力檢測。此外，即使觸筆100靠近感測器面板，也僅當觸筆100以一預定的程度按壓觸筆100的動作。因此，觸筆100可功能上作為防止誤動作的開關。在電磁諧振期間產生的磁訊號傳輸到在感測器面板的邊緣外部形成的天線環410且功能上作為一種天線環L2 410，並且因此，天線環410的兩端之間的電壓差透過觸控控制器300檢測到。
第8B圖的觸筆100的優點在於，由於初級線圈L1A及L1B 120a及120b不相互干擾，因此降低初級線圈L1A及L1B 120a及120b之間 寄生的電容性電容。在一些實施例中，當寄生的電容性電容可忽略時，只要靈敏度不由於寄生的電容性電容而減小就可選擇第8B圖的觸筆100。
第9圖為第7A圖的觸筆100的結構的另一圖式。第10圖為表示第9圖中所示的一導電手柄117的導電性能根據導電手柄117的材料特性之圖式。
現在將參考第9圖描述觸筆100的此種結構。觸筆100中包含的初級線圈L1 120圍繞在觸筆100的一軸方向上設置的磁芯135。這裡，初級線圈L1 120的一個端部連接到導電尖端101，而另一端部連接到觸筆筒體150的導電手柄117。
導電手柄117形成於用戶持有且用作接地的一手柄上。參照第4圖的描述，導電手柄117可由一高電阻導電材料(例如，導電塑料和導電石墨)形成。當導電手柄117由高電阻導電材料形成時，磁訊號的透射率相比較於金屬材料可顯著提高。因此，在這種情況下，磁訊號中的衰減可減小，以使得天線400也接收到磁訊號。在這種情況下，導電尖端101也可由高電阻導電材料形成以便容易發送一個磁場。
第9圖的觸筆100具有的一技術結構為：初級線圈L1 120的此另一端連接到由一高電阻導電材料形成的導電手柄117。此外，觸筆筒體150與觸筆接地500之間的一接觸結構以及第9圖的觸筆100的操作與第7B圖的觸筆100相同。因此，第9圖的觸筆100的結構及操作可參考關於第7B圖的詳明描述得到理解。
第11圖為第8A圖的觸筆100的結構的另一圖式。
現在將參考第11圖描述觸筆100的此種結構。在觸筆100 中包含的初級線圈L1A及L1B 120a及120b圍繞在觸筆100的一軸方向上設置的磁芯135。這裡，初級線圈L1 1120的一個端部連接到導電尖端101，而另一端部連接到觸筆筒體150的導電手柄117。
如上所述，導電手柄117形成於用戶持有且用作接地的一手柄上。參照第4圖的描述，導電手柄117可由一高電阻導電材料(例如，導電塑料和導電石墨)形成。當導電手柄117由高電阻導電材料形成時，磁訊號的透射率相比較於金屬材料可顯著提高。因此，在這種情況下，磁訊號中的衰減可減小，以使得天線400也接收到磁訊號。在這種情況下，導電尖端101也可由高電阻導電材料形成，以便容易地發送一個磁場。
第11圖的觸筆100具有的一技術結構為：初級線圈L1 120的此另一端連接到由一高電阻導電材料形成的導電手柄117。此外，觸筆筒體150與觸筆接地500之間的一接觸結構以及第9圖的觸筆100的操作與第8B圖的觸筆100相同。因此，第11圖的觸筆100的結構及操作可參考關於第8B圖的詳明描述得到理解。
第12A圖及第12B圖為表示根據本發明實施例的一輸入系統的接地方法之圖式。
第12A圖表示出如上所述藉由一人體與觸筆100的觸筆筒體150而接地。
如第12A圖所示，在藉由一人體(用戶)接地的情況下，包含感測器面板201的一顯示裝置2000與人體分別藉由電容Cb1及Cb2耦合到地面。當用戶使用另一只手把持顯示裝置2000時，電容Cb2通過另一只手及人體穩固耦合到地面，形成用於發送一交流訊號的一閉合電路。
這裡，顯示裝置2000係指一包含感測器面板201的一顯示面板。在顯示面板的實例可包含一液晶顯示面板、一有機發光顯示面板、一電漿顯示面板、一量子點顯示面板、一電泳顯示面板等。這裡，在一些實施例中，此面板可進一步包含一光源，並且在這種情況下，還可包含一單獨的殼體單元。
另外，感測器面板201可附加至顯示裝置2000，感測器面板201在一陣列過程中與顯示裝置的一面板表面形成在一起，或形成於此面板中。
或者，在一無線觸筆的情況下，無線觸筆通過第9A圖所示的結構藉由人體接地。
第12B圖表示一有線觸筆，此有線觸筆的接地通過一導線170直接連接到附裝有感測器面板201的顯示裝置2000的一觸控控制器。在這種情況下，觸筆100與感測器面板201通過導線170物理相連接。
第13圖為根據本發明的觸控輸入系統的感測器面板201的平面圖。
如第13圖所示，根據本發明的觸控輸入系統的感測器面板201大致分劃為一主動區以及一邊緣區。
複數個第一通道的Tx 210與複數個第二通道的Rx 220分別類似一條狀，並且在主動區中彼此相交叉。第13圖表示出條狀通道。在一些情況下，第一通道的Tx 210與第二通道的Rx 220的形狀可使用電容方式以各種形式的圖案改變。
舉例而言，第一通道Tx 210與第二通道Rx 220可具有一菱形形狀或其他多邊形狀。在所有情況下，在根據本發明的觸控輸入系統中，第 一通道Tx 210與第二通道Rx 220分別需要在從中心看的上、下、右、以及左方向的任何方向上具有對稱的形狀，用於觸筆觸控的準確度。
為了接收從觸筆100的諧振訊號產生的一諧振訊號，天線環路410在感測器面板201的邊緣區域的外部形成。天線環410形成為相比較於在其中實際執行觸筆輸入及坐標提取的主動區更寬，如果可能的話，為了防止邊緣效應。這裡，根據邊緣效應，當使用觸筆100檢測到觸控時，如果一通道具有一不對稱的形狀，則坐標提取的準確度在感測器面板201的邊緣減少。
天線環410為感應電感且不包含具有物理形狀的一單獨磁芯的一種第三級線圈。這裡，天線環410可以是使用天線環410與觸筆100之間的空氣芯作為介質實現的一線圈。
第一通道Tx 210與第二通道Rx 220可形成為用於在顯示裝置中傳送光線的透明電極。此外，手指觸控區域的第一通道Tx 210用以提供一驅動訊號且第二通道Rx 220用以接收一檢測訊號。第一通道Tx 210與第二通道Rx 220通過焊墊230與分別形成於感測器面板201之邊緣外部的佈線225彼此電連接。
此外，與焊墊230相平行形成在感測器面板201的一個邊緣外部的環焊墊240可形成在天線環410的兩端。環焊墊240之間的一電壓差能夠透過觸控控制器檢測。
天線環410可藉由相同的過程與佈線225同時形成。或者，為了提高天線環410的電磁感應，感測器面板可進一步包含與天線環410相接觸的一片狀的平面磁芯。
第14圖為表示根據本發明的觸控輸入系統中的一圖框驅動方法之示意圖。
如第14圖所示，根據本發明的觸控輸入系統將一圖框劃分為一觸筆觸控檢測圖框以及一手指觸控檢測圖框且分時驅動觸筆觸控檢測圖框及手指觸控檢測圖框。此外，觸筆觸控檢測圖框與手指觸控檢測圖框相交替驅動。
舉例而言，當一圖框對應於5到10毫秒時，圖框速率對應於100到200赫茲。在這種情況下，當一圖框劃分為觸筆觸控檢測圖框以及手指觸控檢測圖框時，觸筆觸控檢測圖框與手指觸控檢測圖框的每一個的分配週期對應於2.5毫秒到5毫秒。這種情況對應於一個圖框平均地劃分為觸筆觸控檢測圖框以及手指觸控檢測圖框的情況。在一些實施例中，可能調整觸筆觸控檢測圖框以及手指觸控檢測圖框，以使得在一個圖框中的其中一個相比較於另一個更長。
當檢測到觸筆觸控時，如果第一通道Tx的數目與第二通道Rx的數目分別是m及n，如第13圖所示，則順次驅動及感測第一通道Tx的m個通道Tx(1)至Tx(m)與第二通道Rx的n個通道Rx(1)到Rx(n)。
也就是說，在觸筆的觸控檢測圖框中順次驅動一總共「m+n」的通道。因此，例如，假設「m+n」=50，則驅動一個通道的時間為透過2.5毫秒至5毫秒除以50得到的50μs至100μs。
此外，當檢測到手指觸控時，檢測到基於觸控的變化，以便透過順次將驅動訊號提供到第一通道Tx且感測來自第二通道Rx的檢測訊號以檢測一觸控位置。由於僅在檢測到手指觸控期間驅動訊號提供到第一通道 Tx，因此在手指觸控檢測期間提供第一通道Tx的驅動訊號的時間(2.5毫秒至5毫秒/m)相比較於在觸筆觸控檢測期間將訊號提供給每一通道的時間(2.5毫秒到5毫秒/(m+n))可更長。
在這種情況下，每一通道的驅動訊號與感測訊號的波形按照觸筆輸入與手指觸控相交替分時驅動的方式形成，如以下所述。
在下文中，將描述用於檢測觸控的每一通道的驅動及感測方法。
第15A圖及第15B圖為根據本發明的觸控輸入系統的觸控檢測方法中從一觸控感測器面板及一觸筆檢測到的波形之圖式。
現在將結合第15A圖及第15B圖描述根據本發明的觸控輸入系統的兩個相鄰的第一通道Tx(n)及Tx(n+1)的驅動及感測過程。
儘管第15A圖及第15B圖表示通道Tx(n)及Tx(n+1)的驅動過程，但是此驅動過程可按照相同的方式透過順次將訊號按照通道Tx(1)至Tx(m)與Rx(1)至Rx(n)的順序提供到這些通道，並且根據每一通道的天線環410的兩個端部之間的一電壓差檢測觸控來進行。
透過將導電尖端101與感測器面板201之間的感測電容器Csx電連接至初級線圈L1 120；形成初級線圈L1 120與諧振電容器C2的諧振電路；以及接收由於初級線圈L1 120與天線環之間的互感M12在天線環410中電磁諧振的感應電動勢來執行觸控檢測。
同樣地，由於觸筆100的初級線圈L1 120對應於天線線圈透過與天線環L2 410的互感M12在天線環L2 410中直接產生感應電動勢，因此初級線圈L1 120與天線環L2 410之間的一磁耦合係數可不減少且可不考 慮。因此，觸筆100可薄型化且製造成本可降低。
提供到第一及第二通道Tx(1)至Tx(m)及Rx(1)至Rx(n)的訊號可在與諧振頻率相同的頻率下提供方波或正弦波。如第15A圖所示。
當一觸筆與感測器面板的一表面相接觸時，觸筆透過用戶接地。這裡，觸筆可透過一不導電的筒體與感測器面板之間的直接接觸，或通過一導線的不導電筒體與感測器面板之間的接觸而接地。
如第15A圖所示，當驅動通道Tx(n)時，一預定頻率的方波或正弦波在時間T1從觸控控制器提供到通道Tx(n)。此外，在時間T2不將一訊號提供給通道Tx(n)僅感測從此電路及天線環接收到的訊號。
也就是說，當一方波或一正弦波提供到通道Tx(n)時，藉由Tx通道與一導電尖端之間的電容耦合產生的感測電容器Csx形成於觸筆的初級線圈L1 120與Tx通道之間，並且當觸筆接觸感測器面板的表面時，感測電容器Csx電連接到導電尖端。這裡，初級線圈L1 120的訊號在時間T1之內具有隨時間增加的一波形。這是因為由於閉合電路的諧振電路中串聯連接至諧振電容器C1 110的初級線圈L1 120在一諧振頻率下的電磁諧振，因此訊號的振幅隨時間增加。
當觸筆觸控感測器面板時，初級線圈L1 120藉由互感M12耦合到感測器面板中包含的天線環。因此，天線環可以感測由觸筆的諧振產生的電磁訊號。
關於對應於相應通道的天線環兩端之間一電壓差的訊號強度數位資料的存儲為：檢測天線環的兩端之間接收的電壓差，放大此電壓差，從 放大的電壓差去除噪聲，將去除噪聲的放大的電壓差從一類比訊號轉換為一數位訊號，以及將數位訊號存儲於一記憶體中。
然後，如第15B圖所示，對於通道Tx(n+1)，在時間T3及時間T4提供一驅動訊號且執行檢測(觸控檢測)。然後，對應於此訊號的數位資料存儲於記憶體中。
當關於一個圖框的所有通道的訊號強度數位資料通過前述過程收集時，對應於一觸筆位置的坐標透過觸控控制器的一訊號處理器提取。
如圖中所示，僅在時間T1提供觸筆的訊號，並且因此，可提供一單獨的充足的感測週期。或者，訊號提供與感測可在時間T1+T2同時進行。這些方法都具有優點和缺點。當在時間T1+T2接收訊號時接收訊號的時間可增加，從而增加了測量訊號的精確度。然而，在時間T1驅動通道Tx或Rx且包含通道Tx或Rx的一寄生環路可引起磁訊號，而作為在天線環中的噪聲。此噪聲可與從觸筆的諧振電路產生的訊號一起由天線環接收。
因此，當由於透過天線環產生的磁干擾而難以精確地檢測觸控時，可僅在時間T2透過檢測觸筆的諧振訊號來檢測觸控。在這種情況下，由於諧振訊號不在時間T1接收，因此接收訊號的時間及資料的準確度可降低，但磁性噪聲不影響天線環。
是否能夠檢測觸筆觸控可藉由使用根據本發明的觸控輸入系統仿真進行檢查。
第16A圖為用於根據本發明的觸控輸入系統用於檢測訊號強度的一部分的示意圖。第16B圖為根據在X軸方向的運動電容Csx中變化的仿真圖。
第16A圖表示當觸筆100定位在Y軸上的點0且X軸的坐標改變時通道Tx(n)及Tx(n+1)與觸筆100的導電尖端之間的一感測電容器的電容Csx，其中電容Csx藉由第16B圖的仿真獲得。
從第16A圖及第16B圖可見，感測電容器的電容Csx在通道Tx的一中心最高且遠離中心而減少。
當觸筆100定位在通道Tx(n)與Tx(n+1)的中間時，Tx(n)的感測電容Csx與通道Tx(n+1)的感測電容Csx(n+1)相同。也就是說，滿足Csx(n)=Csx(n+1)。
從第16A圖及第16B圖可見，當觸筆100相比較於通道Tx(n)更靠近通道Tx(n+1)時，與通道Tx(n+1)結合在一起的感測電容Csx(n+1)相比較於與通道Tx(n)結合在一起的感測電容Csx更大。也就是說，Csx(n)<Csx(n+1)。因此，可產生且感測與耦合到每一通道Tx的感測電容成比例的一訊號，以獲得表示提取一觸筆位置所需的訊號強度的類比資料。
第17A圖為表示根據本發明的觸控輸入系統的一觸控面板與觸控面板中包含的一天線環的示意圖。第17B圖為表示當觸筆沿著第17A圖的X軸移動時互感的示意圖。
如第17A圖所示，當感測器面板201的一中心確定為一點0且一水平軸及一垂直軸分別確定為X軸及Y軸時，如果觸筆100沿X軸移動，觸筆的初級線圈L1 120與感測器面板201的天線環410產生一磁訊號，並且接收磁訊號進行仿真。此種情況下，從第17B圖可見，互感M12在天線環的一中心部分(即，一主動區)在0.5 A.U至1.5 A.U的一範圍內緩慢變化且在 圍繞天線環的一邊緣突然變化及減少，這稱作邊緣效應。此種情況下，設置第一及第二通道的主動區可設計成對應於一區域，此區域中第17B圖的互感M12從遠離點0而增加，以避免邊緣效應。
第18A圖為表示根據本發明的觸控輸入系統的觸筆位於點A、B、以及C的狀態的示意圖。第18B圖表示在第15A圖的觸筆A、B、以及C位置檢測的訊號波形圖。
如第18A圖所示，當觸筆沿X軸(第18A圖的垂直方向)定位在點A，B以及C時，驅動訊號提供到通道的Tx(n)。在這種情況下，從天線環實際感測到的訊號波形如第18B圖所示。
如第18A圖及第18B圖可見，當觸筆定位在作為提供驅動訊號的通道Tx(n)中心的A點時，感測的訊號的波形具有峰值強度，當觸筆定位在作為與一相鄰通道Tx(n-1)的一邊界區域的點B時，具有一中間值，並且當觸筆定位在作為相鄰通道Tx(n-1)的中心部分的點C時，具有最弱的強度。隨著觸筆定位在靠近提供驅動訊號的通道，感測到的訊號的波形增加，並且隨著觸筆從提供驅動訊號的通道遠離移動，所感測的訊號的波形下降。因此，可以期望波形在一實際的觸控點最強。
提供到每一通道的類比訊號藉由觸控控制器的一類比至數位轉換器ADC轉換成數位訊號，並且然後，此訊號的強度用以藉由訊號處理器使用一適當的算法來提取觸筆的坐標。
也就是說，可檢測具有最強波形的通道以檢測實際的觸筆觸控。
根據本發明的觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的觸控 檢測方法具有以下優點。
這就是說，此種觸控輸入系統相比較於包含用於手指觸控及觸筆觸控的單獨各通道的一系統可降低製造成本和簡化製造過程。此外，此種觸控輸入系統可實現一薄的感測器面板。
藉由觸筆的一內部諧振電路與感測器面板的天線環之間的諧振可能進行觸控檢測，並且因此，觸筆不需要一電池，從而相比較於需要一獨立電源的有源觸筆降低製造成本。此外，能夠實現一輕型化及小型化的觸筆。
能夠使用不同的驅動方法區分及感測觸筆觸控與手指觸控，並且因此，在觸筆觸控期間能夠容易實現手掌誤觸，從而提高觸控靈敏度的精確度。
觸筆與一個電極之間產生的檢測電容Csx，而不是彼此交叉的電極之間且在電容性方法中使用的互電容變化△Cm，用於觸控檢測，並且相對較大的感測電容用於觸筆的觸控檢測，因此，期望提高靈敏度。
觸筆的一內部諧振訊號的一頻率訊號確定為與提供到感測器面板中包含的電極(通道)的驅動訊號同步，能夠容易實現一寫壓力檢測功能或一專用按鈕功能。
此外，用於觸筆觸控檢測的一天線環與其中形成交叉電極且形成於具有低靈敏度的一邊緣區域外側的一主動區相隔開，並且因此，能夠維持觸筆的靈敏度而與區域無關。
根據本發明的觸控輸入系統以及使用該觸控輸入系統的方法具有如下的效果。
首先，根據本發明的觸控輸入系統能夠藉由使用一電容方法 的觸控檢測的一基本結構檢測手指觸控，以及藉由觸筆的一內部諧振電路與在感測器面板的邊緣外部形成的一天線環之間的諧振檢測觸筆觸控。也就是說，使用一電容法檢測觸筆觸控具有一限制，並且因此，透過改變感測器面板之邊緣外部的結構與觸筆的一內部電路不需要一單獨的面板不考慮電極圖案的一接觸面積或形狀，能夠檢測觸筆觸控。
其次，觸筆的內部諧振電路的諧振線圈簡化以根據諧振線圈減少一磁耦合係數，並且因此，能夠製造薄型化和小型化的觸筆，如果可能，從而降低製造成本。
第三，相比較於包含用於手指觸控及觸筆觸控的單獨各面板的一系統，觸控輸入系統可降低製造成本且簡化製造過程。此外，此觸控輸入系統可實現一薄的感測器面板。
第四，藉由觸筆的一內部諧振電路與感測器面板的一天線環之間的諧振可能實現觸控檢測，並且因此，不需要用於觸筆的電池，從而相比較於需要一獨立電源的一有源觸筆降低製造成本。此外，能夠實現一輕型化及小型化的觸筆。
第五，使用不同的驅動方法能夠區分且感測觸筆觸控與手指觸控，並且因此，在觸筆觸控期間能夠容易實現手掌誤觸，從而提高觸控靈敏度的精確度。
第六，觸筆與一個電極之間產生的檢測電容Csx，而不是彼此交叉的電極之間且在電容性方法中使用的互電容變化△Cm，用於觸控檢測，並且相對較大的感測電容用於觸筆的觸控檢測，並且因此，期望提高靈敏度。
第七，觸筆的一內部諧振訊號的一頻率訊號確定為與提供到感測器面板中包含的電極(通道)的驅動訊號同步，能夠容易實現一寫壓力檢測功能或一專用按鈕功能。
第八，用於觸筆觸控檢測的一天線環與其中形成交叉電極且形成於具有低靈敏度的一邊緣區域的外側的一主動區相隔開，並且因此，能夠維持觸筆的靈敏度而與區域無關。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。
100‧‧‧觸筆
C1、110‧‧‧諧振電容器
L1、120‧‧‧初級線圈
200‧‧‧觸控感測器
250‧‧‧感測電容器
Csx‧‧‧電容器
300‧‧‧觸控控制器
305‧‧‧驅動訊號產生器
310‧‧‧放大器
AFE、320‧‧‧濾波器單元
400‧‧‧天線
L2、410‧‧‧天線環
500‧‧‧觸筆接地
Ch‧‧‧電容
Tx‧‧‧第一通道
Rx‧‧‧第二通道
M12‧‧‧互感

Claims (10)

  1. 一種觸控輸入系統，包含：一感測器面板，包含彼此相交叉的複數個第一通道以及複數個第二通道；一觸筆，包含一個或彼此串聯連接的複數個初級線圈，與該初級線圈並聯相連接的一諧振電容器，以及與該初級線圈相連接的一導電尖端；一接地，連接於該觸筆；一天線環，形成於該感測器面板的一邊緣的外部；以及一觸控控制器，連接至該第一通道、該第二通道、以及該天線環。
  2. 如請求項1所述之觸控輸入系統，其中該初級線圈圍繞串聯連接至該導電尖端且設置於該觸筆的一軸方向的一磁芯。
  3. 如請求項2所述之觸控輸入系統，其中該觸筆包含：一觸筆筒體，具有一孔，該導電尖端通過該孔部分地突出；以及一手柄，形成於該觸筆筒體的一外圓周表面且由一高電阻導電材料形成。
  4. 如請求項3所述之觸控輸入系統，其中，與該觸筆串聯設置的該初級線圈的一端連接至該導電 尖端；以及該初級線圈的另一端連接至該觸筆筒體或由該高電阻導電材料形成的該手柄。
  5. 如請求項2所述之觸控輸入系統，其中當該觸筆接觸該感測器面板的一表面時，該天線環從該初級線圈接收一調諧電感訊號。
  6. 一種使用觸控輸入系統的觸控檢測方法，包含：一感測器面板，包含彼此相交叉的複數個第一通道以及複數個第二通道；一觸筆，包含一個或彼此串聯連接的複數個初級線圈，與該初級線圈並聯相連接的一諧振電容器，以及與該初級線圈相連接的一導電尖端；一接地，連接於該觸筆；以及一天線環，形成於該感測器面板的一邊緣的外部，此種使用觸控輸入系統的觸控檢測方法包含時間劃分用於執行每一圖框的手指觸控感測以及觸筆觸控感測。
  7. 如請求項6所述之使用觸控輸入系統的觸控檢測方法，其中該觸筆觸控感測包含將訊號順次提供給該等第一通道以及該等第二通道且根據每一通道的該天線通道的兩端之間的一電壓差檢測觸控。
  8. 如請求項7所述之使用觸控輸入系統的觸控檢測方法，其中該觸控的該檢測包含將該導電尖端與該感測器面板之間的一感測電容器電連接至至少一個初級線圈，形成該初級 線圈與該諧振電容器的一諧振電路，以及接收由於該初級線圈的電感在該天線環中電磁諧振產生的感應電動勢。
  9. 如請求項7所述之使用觸控輸入系統的觸控檢測方法，其中該觸筆包含：一觸筆筒體，具有一孔，該導電尖端通過該孔部分地突出；以及一手柄，形成於該觸筆筒體的一外圓周表面且由一高電阻導電材料形成。
  10. 如請求項9所述之使用觸控輸入系統的觸控檢測方法，其中當該觸筆接觸該感測器面板的一表面時，該天線環從該初級線圈接收一調諧電感訊號。
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