TW201508619A - 系統與使用觸控筆與電子裝置互動之方法 - Google Patents

Abstract

一種系統，包括觸控筆、電子裝置、觸控控制器以及處理單元。觸控筆包括具有一細長部分、耦接於細長部分之一錐形部分、以及配置於細長部分上之一導體層之一筆身。電子裝置包括一觸控感測器，用以於觸控感測器感測到導體層時產生一感測信號。觸控控制器耦接至觸控感測器，用以接收感測信號，並且根據接收到的感測信號產生一第一信號。處理單元耦接至觸控控制器，用以接收第一信號，並根據第一信號驅動電子裝置之一功能。

Description

系統與使用觸控筆與電子裝置互動之方法

本發明系關於一種電子裝置、包含一部份筆身具有傳導力之一觸控筆之一種系統、以及使用一部份筆身具有傳導力之一觸控筆與一電子裝置互動之一種方法。

觸控技術現今已廣泛地被應用於多種電子產品中。一般而言，根據感應方式的不同，觸控技術可被分為五種類型，包含電阻式、電容式、表面聲波式、光學式以及電磁式。電阻式觸控面板利用下壓的形式使上方導電膜接觸下方導電膜，如此操作觸控面板。電容式觸控面板可僅透過使用者手指的觸碰即可產生手指與面板之間電容量的變化，如此操作觸控面板。換言之，電容式觸控面板之靈敏度高於電阻式觸控面板。

此外，相較於電阻式觸控面板，電容式觸控面板另具有額外的優勢，例如防塵、防火、抗磨損、高解析度、高透明度、低反射、高對比、更佳的耐久性、以及多點觸控及手勢(gesture)操作的能力。因此，電容式觸控面板已漸漸地被越來越多公司開發。

由於使用觸控面板已是現今電子產品之主流趨 勢，因此，如何加強一電子產品之觸控面板功能性為一個值得深入探討的議題。

根據本發明之一實施例，一種系統，包括觸控筆、電子裝置、觸控控制器以及處理單元。觸控筆包括具有一細長部分、耦接於細長部分之一錐形部分、以及配置於細長部分上之一導體層之一筆身。電子裝置包括一觸控感測器，用以於觸控感測器感測到導體層時產生一感測信號。觸控控制器耦接至觸控感測器，用以接收感測信號，並且根據接收到的感測信號產生一第一信號。處理單元耦接至觸控控制器，用以接收第一信號，並根據第一信號驅動電子裝置之一功能。

根據本發明之另一實施例，一種使用觸控筆與電子裝置互動之方法，此觸控筆包括具有一細長部分、耦接於細長部分之一錐形部分、以及配置於細長部分上之一導體層之一筆身，此方法包括：當電子裝置之一觸控感測器感測到導體層時，產生一感測信號；以及根據感測信號驅動電子裝置之一功能。

100、200‧‧‧電子裝置

110‧‧‧觸控感測器

120、520‧‧‧觸控控制器

130‧‧‧處理單元

140‧‧‧無線電模組

141‧‧‧基頻處理裝置

142‧‧‧無線收發機

300‧‧‧觸控筆

301‧‧‧錐形部分

302‧‧‧尾端部分

303‧‧‧細長部分

304‧‧‧導體部分

410‧‧‧觸碰視窗

420‧‧‧觸控筆

430‧‧‧夾角

521‧‧‧驅動電路

522‧‧‧感測電路

S602、S604‧‧‧步驟

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置方塊圖。

第2圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之電子裝置方塊圖。

第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控筆範例示 意圖。

第4A圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用觸控筆之筆身碰觸電子裝置之觸碰視窗用以於觸控面板上產生一滑動操作之範例示意圖。

第4B圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用觸控筆之筆身碰觸電子裝置之觸碰視窗用以於觸控面板上產生一掃動操作之範例示意圖。

第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控控制器之範例方塊圖。

第6圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用觸控筆與電子裝置互動之方法流程圖。

為使本發明之製造、操作方法、目標和優點能更明顯易懂，下文特舉幾個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：實施例：第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置方塊圖。電子裝置100可至少包括一觸控感測器110、一觸控控制器120與一處理單元130。根據本發明之一實施例，電子裝置100可為一可攜式手持電子裝置，例如一個人數位助理、一數位相機、一筆記型電腦、一平板電腦、一可攜式遊戲裝置、一可攜式多媒體播放器、或其他。值得注意的是，為簡化說明，第1圖係顯示一簡化過的方塊圖，其中僅與本發明相關之元件顯示於圖中。然而，本發明並不限於第1圖所示之內容。

觸控感測器110可包括由複數感測點所形成之一 感測矩陣(圖未示)，用以產生可代表感測結果之原始資料(raw data)。感測點定義出可感測觸碰事件之一觸碰視窗，例如第4圖所示之觸碰視窗410。觸控感測器110可更將原始資料輸出至觸控控制器120。舉例而言，觸控感測器110可產生並輸出一感測信號，其中感測信號可包含原始資料之相關資訊。觸控控制器120可為一觸控晶片，其可分析原始資料或感測信號，用以識別任何發生於觸控感測器110之觸碰事件，並且進一步決定由電子裝置100之使用者所輸入之手勢或指令。處理單元130可自觸控控制器120接收所決定之手勢或指令之相關資訊，並且驅動預先定義好以及/或指派給特定之手勢或指令之電子裝置100之預定功能。值得注意的是，於本發明之一些實施例中，也可由處理單元130決定由電子裝置100之使用者所輸入之手勢或指令，並且驅動預先定義好以及/或指派給特定之手勢或指令之電子裝置100之預定功能。

第2圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之電 子裝置方塊圖。電子裝置200可至少包括觸控感測器110、觸控控制器120、控制單元130與可提供無線通訊功能之無線電模組140。根據本發明之一實施例，電子裝置200可為一可攜式手持電子裝置，例如一個人數位助理、一數位相機、一筆記型電腦、一平板電腦、一可攜式遊戲裝置、一可攜式多媒體播放器、一手機、一衛星定位系統接收機或其他。

無線電模組140可至少包括一天線、一基頻處理裝 置141以及一無線收發機142。無線收發機142可透過天線接收 無線射頻信號、將接收到的信號轉換為由基頻處理裝置141處理之基頻信號、或自基頻處理裝置141接收基頻信號並且將接收到的信號轉換為即將被傳送之無線射頻信號。無線收發機142可包括複數硬體裝置，以執行射頻轉換。舉例而言，無線收發機142可包括一混頻器，用以將基頻信號乘上震盪於所對應之無線通訊系統所使用之操作頻率之一載波。

基頻處理裝置141可更將基頻信號轉換為複數數 位信號，並且處理數位信號，以及做反向的信號處理。基頻處理裝置141也可包含複數用以執行基頻信號處理之硬體裝置。 基頻信號處理可包括數位至類比轉換/類比至數位轉換、增益調整、調變/解調變、編碼/解碼等。值得注意的是，於本發明之其他實施例中，控制單元130亦可被整合於基頻處理裝置141中，因此本發明並不限於圖示之內容。

值得注意的是，為簡化說明，第2圖係顯示一簡化 過的方塊圖，其中僅與本發明相關之元件顯示於圖中。然而，本發明並不限於第2圖所示之內容。此外，第2圖中部份的元件與第1圖之元件相同，因此相關的描述可參考第1圖之說明，並於此不再贅述。

第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控 筆範例示意圖。根據本發明之一實施例，觸控筆300可屬於或不屬於本發明所提出之電子裝置(例如，第1圖及第2圖所示之電子裝置100與200)之一部分。當觸控筆300屬於電子裝置之一部分時，觸控筆300可為一可分拆卸式觸控筆，其可被插入電子裝置之插槽，並且當需要操作電子裝置之觸控面板時可被取 出。觸控筆300與本發明所提出之電子裝置結合起來可被視為一系統。值得注意的是，無論觸控筆300是否屬於電子裝置之一部分，於以下段落中，為方便說明，將以「觸控筆」一詞涵蓋「可分拆卸式觸控筆」。

根據本發明之一實施例，觸控筆300可至少包括具 有一細長部分303、耦接於細長部分303之一錐形部分301、以及一尾端部分302之一筆身。細長部分303上可被配置一導體層，以形成一導體部分，例如，具有預定形狀(例如，圖中填滿斜線之預定形狀)之導體部分304。根據本發明之一實施例，導體層可覆蓋細長部分303之表面，用以於細長部分303之一側形成所述之預定形狀。根據本發明之另一實施例，導體層可覆蓋細長部分303與錐形部分301之表面，用以於細長部分303之一側形成所述之預定形狀。預定形狀之長度可被設計為等於或大於觸控感測器110或觸碰視窗(例如，第4圖所示之觸碰視窗410)之一側之長度。值得注意的是，第3圖所示之觸控筆300的形狀以及導體部分304的形狀僅為用以闡述本發明之概念之一個範例，而本發明並不限於此。任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可根據以上所介紹之概念發展出其他形狀或種類之觸控筆，以及筆身具有其他形狀或種類之導體部分之觸控筆。

此外，值得注意的是，預定的形狀也可由導體部 分或導體層之面積、寬度、高度、平坦度、以及/或以上參數之任意組合所定義。此外，導體部分或導體層之面積、寬度、高度、平坦度、以及/或以上參數之任意組合也可作為偵測觸 控筆於觸控面板或觸控感測器之觸碰視窗上之觸碰事件之一或多個要素。因此，本發明並不限於其中之任一者。

根據本發明之一實施例，觸控筆之筆身之一表面 可被覆蓋或可包括具有預定形狀之導體層，用以於觸控筆之筆身產生具有預定形狀之導體部分。導體層內之導體材料可以是，例如但不限於，金屬、導電橡膠、或其他。值得注意的是，導體材料不限於分布於本身表面之最上層。例如，於本發明之一些實施例中，導體層之上亦可覆蓋一層不會大幅影響觸控筆之筆身之導電性之薄絕緣層。

第4A圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用 觸控筆之筆身碰觸電子裝置之觸碰視窗410用以於觸控面板上產生一滑動操作之範例示意圖。如第4A圖所示，觸控筆420之筆身可被擺放於觸控面板上，或接觸觸控面板。持觸控筆420之使用者可將觸控筆420自觸碰視窗410之一水平側移動至另一水平側。因此，觸控筆之筆身可連續接觸觸碰視窗410之表面。

第4B圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用 觸控筆之筆身碰觸電子裝置之觸碰視窗410用以於觸控面板上產生一掃動操作之範例示意圖。如第4B圖所示，觸控筆420之筆身可被擺放於觸控面板上，或接觸觸控面板。持觸控筆420之使用者可在觸碰視窗410擺動觸控筆420，以產生一掃動(sweep)操作。值得注意的是，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可理解仍有許多使用本發明提出之觸控筆於觸控面板上可執行的操作，而第4A圖與第4B圖僅顯 示出多種操作中的其中兩種範例，本發明並不限於以上所述之兩種範例。

根據本發明之一實施例，當觸控感測器110感測到 導體層時，觸控感測器110可產生一感測信號。舉例而言，觸控感測器110可感測導體部分或導體層之預定形狀。觸控控制器120可接收感測信號，並且根據感測信號產生第一信號。處理單元130可接收第一信號，並且根據第一信號驅動電子裝置之功能。

第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控 控制器之範例方塊圖。觸控控制器520可包括耦接至觸控感測器110之驅動電路521，用以驅動觸控感測器110，以及耦接至觸控感測器110與處理單元130之感測電路522，用以接收感測信號。

第6圖係顯示根據本發明之一實施例所述之使用 觸控筆與電子裝置互動之方法流程圖。首先，當觸控感測器感測到導體層時，產生一感測信號(步驟S602)。接著，根據感測信號驅動電子裝置之一功能(步驟S604)。

結合第1、2圖所示之元件，以下段落將進一步詳 細說明使用觸控筆與電子裝置互動之方法。

根據本發明之一實施例，觸控控制器120可自觸控 感測器110接收感測信號，並且根據感測信號偵測觸控筆於觸控感測器110上之一或多個觸碰事件。舉例而言，觸控控制器120可根據原始資料判斷觸控感測器110上被觸碰之區域之形狀是否吻合預定形狀，用以確認是否由觸控筆之筆身產生一或 多個觸碰事件。所述之觸控筆之導體部分之預定形狀可被預先定義，並且儲存於電子裝置100/200之記憶體(圖未示)中。

值得注意的是，如上述，預定形狀也可由導體部 分或導體層之面積、寬度、高度、平坦度、以及/或以上參數之任意組合所定義。此外，導體部分或導體層之面積、寬度、高度、平坦度、以及/或以上參數之任意組合也可作為偵測觸控筆於觸控面板上之觸碰事件之一或多個要素。因此，本發明並不限於其中之任一者。

當確認出一或多個觸碰事件係由觸控筆所產生 時，觸控控制器120可進一步決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之座標，並且產生包含座標相關資訊之第一信號。接收第一信號之處理器130可進一步根據於一段時間內接收到的第一信號決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之動作或速率，並且根據決定出的動作或速率驅動電子裝置100/200之功能。舉例而言，當確認觸碰事件係由觸控筆所產生時，觸控控制器120可於第一時間決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之第一座標、於晚於第一時間之第二時間決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之第二座標、並以此類推決定多個座標。

因此，接收到第一信號之處理單元130可根據於一 段時間內所鳩收到的第一信號中所包含的第一座標、第二座標…等決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之動作或速率。預定形狀之動作可以是，例如，移動的方向、距離以及/或方式。移動的方式可以是滑動、捲動、旋轉、掃動或其 他。

根據本發明之另一實施例，觸控控制器120也可根 據感測信號決定此預定形狀於觸控感測器上之座標、根據於一段時間內收集到的座標決定此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之動作或速率，並且產生包含此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之動作或速率之相關資訊之第一信號。接收第一信號之處理單元130可根據此預定形狀於觸控感測器110之觸碰視窗上之動作或速率之相關資訊驅動電子裝置之功能。

根據本發明之另一實施例，觸控控制器120可更決 定觸控筆於觸碰視窗上與觸控感測器110之一側所形成之一夾角之一角度，例如第4B圖上所示之夾角430，並且產生包含觸控筆之角度之相關資訊之第一信號。處理單元130可接收第一信號，並且根據觸控筆之角度之相關資訊驅動電子裝置之功能。

或者，根據本發明之另一實施例，觸控控制器120 可決定預定形狀於觸控感測器110上之觸碰視窗之座標，並且產生包含此座標資訊之第一信號。接收第一信號之處理單元130可更根據第一信號決定觸控筆與觸控感測器110之一側所形成之一夾角之一角度，並且根據觸控筆之角度之相關資訊驅動電子裝置之功能。

根據本發明之另一實施例，觸控控制器120亦可決 定由觸控筆所產生之手勢(gesture)，並且產生包含手勢相關資訊之第一信號。接收第一信號之處理單元130可根據手勢相關 資訊驅動電子裝置之功能。

或者，根據本發明之又另一實施例，觸控控制器 120可決定預定形狀於觸控感測器110上之觸碰視窗之座標，並且產生包含此座標資訊之第一信號。處理單元130可更根據於一段時間內接收到的第一信號內之座標資訊決定由觸控筆所產生之手勢，並且根據手勢相關資訊驅動電子裝置之功能。

根據本發明之一實施例，電子裝置可預先定義好 多個可執行的預定功能，並且如上述透過預定形狀所決定之觸控筆的各動作或速率可分別對應於一個預定的功能。因此，當觸控筆之動作以及/或速率被決定後，處理單元130可更根據決定之動作以及/或速率辨識一或多個功能，並且驅動電子裝置執行此功能。

根據本發明之另一實施例，電子裝置可預先定義 好多個可執行的預定功能，並且如上述透過預定形狀所決定之觸控筆的各手勢可分別對應於一個預定的功能。因此，當觸控筆所產生之手勢被決定後，處理單元130可更根據決定之手勢辨識一或多個功能，並且驅動電子裝置執行此功能。

根據本發明之又另一實施例，也可以為觸控筆靜 置於觸控面板上的狀態定義一些對應的功能。舉例而言，對於觸控筆以不同的角度靜置於觸控面板上的情況，可定義不同的功能。因此，當觸控筆的角度透過上述的預定形狀被決定後，處理單元130可辨識對應之功能，並且驅動電子裝置執行此功能。

舉例而言，當觸控控制器120或處理單元130決定 持觸控筆之使用者將觸控筆自觸控面板上方由上而下滑動(或者，連續使用觸控筆之筆身由上而下觸碰觸控面板)時，可辨識出使用者輸入的指令為複製螢幕畫面。因此，處理單元130可驅動執行複製螢幕畫面之功能。舉另一例，當觸控控制器120偵測到持觸控筆之使用者將觸控筆掃動於觸碰視窗上時，可辨識出使用者輸入的指令為開啟行事曆。因此，處理單元130可啟動行事曆之應用程式。

值得注意的是，除上述範例外，仍有許多其他的 觸控筆於觸控面板上可操作的動作、手勢與角度以及電子裝置之功能可有彈性地被定義且應用於本發明所提出之觸控筆、電子裝置以及系統中。因此，本發明並不限於以上所介紹之實施例內容。此外，值得注意的是，於傳統的設計中，由於使用者僅可使用觸控筆的筆尖或錐形部分觸碰或控制電子裝置之觸控面板，因此觸控面板僅能偵測觸控面板上的點或敲擊類的操作。然而，由於本發明所提出之觸控筆之筆身具有特定形狀之導體部分，不僅筆尖或錐形部分，觸控筆之筆身也可用於觸碰或控制觸控面板。此外，由於觸控筆之筆身可用於觸碰或控制觸控面板，因此相較於傳統設計，應用本發明提出之觸控筆、電子裝置以及系統時，可發展及偵測出更多的操作，例如在觸控面板上滑動、捲動、旋轉或掃動等、或僅是將觸控筆以特定的角度擺放於觸控面板上、或其他的操作，用於透過更多種不同的形式與電子裝置互動。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S602、S604‧‧‧步驟

Claims (16)

1. 一種系統，包括：一觸控筆，包括具有一細長部分、耦接於該細長部分之一錐形部分、以及配置於該細長部分上之一導體層之一筆身；一電子裝置，包括一觸控感測器，用以於該觸控感測器感測到該導體層時產生一感測信號；一觸控控制器，耦接至該觸控感測器，用以接收該感測信號，並且根據接收到的該感測信號產生一第一信號；以及一處理單元，耦接至該觸控控制器，用以接收該第一信號，並根據該第一信號驅動該電子裝置之一功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該導體層具有一預定形狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該導體層覆蓋該細長部分之一表面，以於該細長部分之一側形成一預定形狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該導體層覆蓋該細長部分與該錐形部分之一表面，以於該細長部分之一側形成一預定形狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該觸控控制器包括：一驅動電路，耦接至該觸控感測器，用以驅動該觸控感測 器；以及一感測電路，耦接至該觸控感測器與該處理單元，用以接收該感測信號。
6. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中該觸控控制器更根據該感測信號決定該預定形狀於該觸控感測器上之一第一座標，並且產生包含該第一座標之相關資訊之該第一信號。
7. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中該處理單元更根據於一段時間內接收到之該第一信號決定該預定形狀於該觸控感測器上之一動作或速率，並且根據所決定之該動作或速率驅動該電子裝置之該功能。
8. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該觸控感測器更根據該感測信號決定該觸控筆於該觸控感測器上與該觸控感測器之一側所形成之一夾角之一角度。
9. 一種使用一觸控筆與一電子裝置互動之方法，該觸控筆包括具有一細長部分、耦接於該細長部分之一錐形部分、以及配置於該細長部分上之一導體層之一筆身，該方法包括：當該電子裝置之一觸控感測器感測到該導體層時，產生一感測信號；以及根據該感測信號驅動該電子裝置之一功能。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該導體層具有一預定形狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該導體層覆蓋該細長部分之一表面，以於該細長部分之一側形成一預定形 狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
12. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該導體層覆蓋該細長部分與該錐形部分之一表面，以於該細長部分之一側形成一預定形狀，並且當感測到該導體層之該預定形狀時，該感測信號被產生。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括：根據該感測信號決定該預定形狀於該觸控感測器上之一第一座標；產生包含該第一座標之相關資訊之一第一信號；以及根據該第一信號驅動該電子裝置之該功能。
14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括：根據於一段時間內之該感測信號決定該預定形狀於該觸控感測器上之一動作或速率；以及根據該預定形狀於該觸控感測器上之該動作或速率驅動該電子裝置之該功能。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括：根據該感測信號決定該預定形狀於該觸控感測器上之一第一座標；根據於一段時間內之該第一座標決定該預定形狀於該觸控感測器上之一動作或速率；以及產生包含該預定形狀於該觸控感測器上之該動作或速率之相關資訊之一第一信號。其中根據該感測信號驅動該電子裝置之該功能之該步驟更 包括：接收該第一信號，以取得該預定形狀於該觸控感測器上之該動作或速率之相關資訊；以及根據該預定形狀於該觸控感測器上之該動作或速率之相關資訊驅動該電子裝置之該功能。
16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括：根據該感測信號決定該觸控筆於該觸控感測器上與該觸控感測器之一側所形成之一夾角之一角度；產生包含該角度之相關資訊之一第一信號；以及根據該第一信號驅動該電子裝置之該功能。