TW202144970A - 電腦系統及其輸入裝置 - Google Patents

Abstract

一種輸入裝置，包括一外殼以及樞接前述外殼之一旋轉件。前述外殼具有一本體以及一環狀之第一電極，其中前述第一電極固定於前述本體上。前述旋轉件具有相互連接之一轉盤部以及一第二電極，且前述第一電極環繞前述第二電極。特別地是，前述第二電極具有一中空部，其中前述中空部可相對前述第一電極從一第一角度旋轉至一第二角度。

Description

電腦系統及其輸入裝置

本發明是有關於一種輸入裝置，特別是有關於一種搭配觸控螢幕使用的輸入裝置。

隨著觸控顯示技術的發展以及各種裝置(如360度翻轉筆電、觸控筆電或All in One電腦等)的陸續推出，多數設計從業人員已可透過主動式觸控筆(Active Stylus)在電腦的觸控螢幕上進行產品設計或動畫製作等相關工作。

然而，單純使用傳統的主動式觸控筆對於某些設計工作者而言已無法滿足其需求，為了能讓相關專業人士在操作觸控螢幕時能夠更有效率，如何針對觸控螢幕提供一種可方便設計從業人員使用與操作的輸入裝置已成為一種要之課題。

有鑑於前述習知問題點，本發明之一實施例提供一種輸入裝置，包括一外殼以及一旋轉件。前述外殼具有一本體以及一環狀之第一電極，其中前述第一電極固定於前述本體上。前述旋轉件樞接前述外殼，並且具有相互連接之一轉盤部以及一第二電極，其中前述轉盤部位於前述本體之一頂側，前述第一電極以及前述第二電極位於前述本體之一底側，且前述第一電極環繞前述第二電極。特別地是，前述第二電極具有一中空部，且前述轉盤部以及前述第二電極可相對於前述外殼旋轉，使前述中空部相對前述第一電極從一第一角度旋轉至一第二角度。

於一實施例中，前述第一電極具有一凸出部，凸出於前述本體之一側。

於一實施例中，前述轉盤部與前述本體之間相隔一距離，且當前述前述轉盤部受一外力按壓時，前述轉盤部以及前述第二電極相對於前述本體傾斜。

於一實施例中，前述旋轉件更具有一連桿以及一樞接部，前述連桿穿過前述本體並且連接前述轉盤部以及前述第二電極，前述樞接部設置於前述連桿上並且樞接前述外殼。

於一實施例中，前述輸入裝置更包括一緩衝元件，設置於前述旋轉件和前述本體之間。

於一實施例中，前述輸入裝置更包括一彈性元件，設置於前述本體以及前述第一電極之間。

本發明一實施例更提供一種電腦系統，包括前述輸入裝置以及一電腦裝置。前述電腦裝置具有相互電性連接之一觸控螢幕以及一處理單元，前述輸入裝置設置於前述觸控螢幕上，其中當前述中空部相對前述第一電極從前述第一角度旋轉至前述第二角度時，前述觸控螢幕感測前述第二電極，並傳送一感測訊號至前述處理單元。

於一實施例中，前述處理單元根據前述感測訊號傳送一顯示訊號至前述觸控螢幕，並在前述觸控螢幕上顯示一影像，其中前述影像鄰近前述輸入裝置。

本發明一實施例更提供一種電腦系統，包括前述輸入裝置以及一電腦裝置。前述電腦裝置具有相互電性連接之一觸控螢幕以及一處理單元，前述輸入裝置設置於前述觸控螢幕上，其中前述轉盤部與前述本體相隔一距離，且當前述轉盤部受一外力按壓時，前述轉盤部以及前述第二電極相對於前述觸控螢幕運動，且前述觸控螢幕感測前述第二電極，並傳送一感測訊號至前述處理單元。

於一實施例中，當前述轉盤部受前述外力按壓時，前述轉盤部以及前述第二電極相對於前述本體傾斜，且前述觸控螢幕感測前述第二電極，並傳送前述感測訊號至前述處理單元。

以下說明本發明實施例之電腦系統及其輸入裝置。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下各實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，實施方式中所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

首先請一併參閱第1~3圖，其中第1圖表示本發明一實施例之輸入裝置100的剖視圖，第2圖表示第1圖中之輸入裝置100的立體圖，第3圖表示第1、2圖中之旋轉件10的立體圖。

如第1~3圖所示，本實施例之輸入裝置100可搭配一電容式觸控螢幕200使用，其中當操作者將前述輸入裝置100放置於觸控螢幕200的表面時，相對應之功能選單(Menu)、選色器(Color picker)或標尺(Ruler widget)便會顯現在觸控螢幕200上，且鄰近於輸入裝置100的周圍，藉以方便操作者進行點擊操作或輸入指令。舉例而言，前述觸控螢幕200可設置於一筆記型電腦、平板電腦、行動電話或其他各式電子裝置上，並不以本發明各實施例中所揭露者為限。

請繼續參閱第1~3圖，本實施例之輸入裝置100主要包括一旋轉件10以及一圓筒狀外殼20，其中前述中空之外殼20具有一本體21以及一環狀之第一電極22，其中第一電極22固定於本體21的底側；此外，前述旋轉件10具有一轉盤部11、一樞接部12、一連桿13以及一圓形之第二電極14，其中連桿13穿過外殼20之本體21，用以連接前述轉盤部11以及第二電極14，前述樞接部12則是設置在連桿13上，用以樞接外殼20和旋轉件10。

需特別說明的是，前述轉盤部11係位於本體21之頂側，第一電極22以及第二電極14則是位於本體21之底側，且前述第一電極22環繞第二電極14。另一方面，從第1、2圖中也可以看出，前述環狀之第一電極形成有一凸出部221，其中前述凸出部221凸出於本體21之一側。

在本實施例中，於樞接部12和外殼20的本體21之間另設有一緩衝元件R，藉此可避免旋轉件10與外殼20的本體21之間直接接觸而摩損。於實際操作時，可以手施加一外力使前述轉盤部11相對於外殼20繞旋轉件10之一中心軸C旋轉(如第1圖中箭頭方向所示)，或者也可以施加一外力朝下方按壓轉盤部11，藉以使第二電極14相對於外殼20朝下方移動，用以控制觸控螢幕200上的游標或執行點擊之動作。

舉例而言，當旋轉件10的轉盤部11受到前述外力按壓或旋轉時，緩衝元件R可提供一彈性回復力，使旋轉件10回復到如第1~3圖所示之狀態。在本實施例中，前述樞接部12可為一球狀接頭(ball joint)，前述緩衝元件R則可含有泡棉或橡膠材質。

接著請參閱第4圖，其中第4圖表示當第1~3圖所示之輸入裝置100放置於一電腦裝置300(例如筆記型電腦)的觸控螢幕200上時，第一電極22與第二電極14的相對位置示意圖。

在本實施例中，設置於外殼20上之第一電極22係圍繞旋轉件10上之第二電極14，且前述第二電極14形成有一中空部141(例如第3、4圖中所示的三角形穿孔，但不以此為限)，如此一來第二電極14可具有一非均勻且非對稱之結構，以利於觸控螢幕200感測並判斷出該第二電極14在該第一電極22中的角度方位。

如第4圖所示，當欲使用如第1~3圖所示之輸入裝置100時，操作者可將其放置於一電腦裝置300的觸控螢幕200上，此時第一電極22的凸出部221以及第二電極14的中空部141係同樣朝向觸控螢幕200的左側，其中第一電極22會與觸控螢幕200接觸，但彼此之間不會產生相對運動。

應了解的是，當輸入裝置100被放置於觸控螢幕200上時，前述觸控螢幕200即可感測到第一電極22以及第二電極14的位置，此外也能根據前述凸出部221以及中空部141的角度方位而感測並判斷出第一電極22與第二電極14之間的相對角度關係；在第4圖中，第二電極14係相對第一電極22位於一第一角度。

再請參閱第5圖，其中第5圖表示當旋轉件10中之第二電極14從第4圖所示的一第一角度相對於第一電極22旋轉到一第二角度時的示意圖。

如第5圖所示，當使用者轉動輸入裝置100上的旋轉件10，並使旋轉件10底側的第二電極14由第4圖所示之狀態相對第一電極22沿順時針方向旋轉90度後，前述第二電極14便可由第一角度(第4圖)旋轉到第二角度(第5圖)，此時第二電極14的中空部141係朝向觸控螢幕200的上方，且觸控螢幕200可感測出第二電極14(旋轉件10)相對於第一電極22(外殼20)的角位移，從而可用以控制觸控螢幕200上的游標，或者用以執行功能選單(Menu)或選色器(Color picker)的選取指令。

接著請參閱第6圖，其中第6圖表示一影像M顯示於電腦裝置300之觸控螢幕200上的示意圖。如第6圖所示，當第1~3圖所示的輸入裝置100被放置於電腦裝置300的觸控螢幕200上時，觸控螢幕200即可感測出前述凸出部221以及中空部141的角度方位，然後可根據前述前述角度方位資訊產生一對應之影像M(例如功能選單或選色器)，其中該影像M係鄰近於輸入裝置100。

再請一併參閱第7、8圖，其中第7圖表示本發明另一實施例之輸入裝置100設置於觸控螢幕200上的剖視圖，第8圖表示第7圖中之旋轉件10受一外力按壓而相對於外殼20之本體21傾斜的剖視圖。

如第7、8圖所示，本實施例與第1圖之輸入裝置100的主要不同之處在於：第一電極22係嵌設於外殼20的本體21內而並未與觸控螢幕200接觸，且第一電極22可不需要形成如第1圖所示的凸出部221；此外，當旋轉件10的轉盤部11受到一外力按壓時(如第8圖中箭頭方向所示)，轉盤部11以及第二電極14會相對於外殼20的本體21以及觸控螢幕200傾斜。

需特別說明的是，由於本實施例中的轉盤部10與外殼20的本體21之間相隔一距離，且第二電極14和與觸控螢幕200之間形成有一間距，因此當旋轉件10的轉盤部11受到一外力按壓時，轉盤部11以及第二電極14皆會相對於外殼20的本體21以及觸控螢幕200傾斜。於此狀況下，因為第二電極14的左、右側端部和觸控螢幕200會產生大小不同的間距，所以觸控螢幕200能夠感測出第二電極14的傾斜方向與傾斜程度，從而可控制觸控螢幕200上之游標或執行點擊之指令。

接著請參閱第9圖，其中第9圖表示本發明另一實施例之輸入裝置100的剖視圖。如第9圖所示，本實施例與第1圖之輸入裝置100的主要不同之處在於：一彈性元件23設置在外殼20之本體21與第一電極22之間，且第一電極22可不需要形成如第1圖所示的凸出部221。

具體而言，當旋轉件10的轉盤部11受到一外力按壓時(如第9圖中箭頭方向所示)，彈性元件23受到壓縮，並使旋轉件10(包含第二電極14)以及外殼20的本體21皆會朝觸控螢幕200方向下沉。如此一來，觸控螢幕200便能藉由感測第二電極14在垂直方向上的位置變化，以得知使用者是否執行按壓點擊之動作；反之，當前述外力釋放後，彈性元件23可提供一彈性回復力使旋轉件10(包含第二電極14)以及外殼20的本體21一起相對於觸控螢幕200上升而回到原本的初始位置。

需特別說明的是，前述各實施例中之觸控螢幕200可直接透過感測輸入裝置100上的第一電極22以及第二電極14，以得知第一、第二電極22、14彼此間的位置及角度方位，因此能夠準確且快速地得知使用者的操作指令，且在輸入裝置100內部可不需設置電池或無線通訊模組，從而能夠大幅降低製作成本，同時也可以提升一般消費者或專業設計工作者在使用及操作上的便利性。

接著請一併參閱第10圖，其中第10圖表示本發明一實施例之電腦系統的示意圖。如第10圖所示，本實施例之電腦系統包括第4圖所示之電腦裝置300(例如筆記型電腦)以及前述任一實施例中所示之輸入裝置100，其中前述電腦裝置300包含有一觸控螢幕200以及一處理單元400。

從第10圖中可以看出，前述觸控螢幕200包括相互電性連接之一感測單元210(例如電容式觸控面板單元)以及一顯示單元220(例如液晶顯示單元)，前述處理單元400則包括相互電性連接之一中央處理器410、一訊號收發電路420、一訊號處理電路430以及一類比/數位轉換電路440。

應了解的是，一旦使用者將前述輸入裝置100放置於觸控螢幕200上，使用者便可藉由轉動輸入裝置100之旋轉件10，而使第二電極14之中空部141相對第一電極22從第一角度旋轉至第二角度(如第4、5圖所示)，此時觸控螢幕200內部的感測單元210即可感測出第二電極14的位置與角度，並傳送一感測訊號RX至處理單元400中的訊號收發電路420，接著感測訊號RX可經由處理單元400進行訊號處理後，再透過訊號收發電路420傳送一顯示訊號TX到感測單元210，從而藉由觸控螢幕200的顯示單元220呈現出對應之影像(例如第6圖中的影像M)。

於一實施例中，當前述輸入裝置100的轉盤部11受一外力按壓而使第二電極14相對於觸控螢幕200傾斜或下沉時(如第8、9圖所示)，前述觸控螢幕200亦可感測出前述第二電極14在垂直方向上的位置變化，並據以傳送一感測訊號RX到處理單元400中的訊號收發電路420，從而可控制觸控螢幕200上之游標或執行點擊之指令。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項工藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

10:旋轉件 11:轉盤部 12:樞接部 13:連桿 14:第二電極 141:中空部 20:外殼 21:本體 22:第一電極 221:凸出部 23:彈性元件 100:輸入裝置 200:觸控螢幕 210:感測單元 220:顯示單元 300:電腦裝置 400:處理單元 410:中央處理器 420:訊號收發電路 430:訊號處理電路 440:類比/數位轉換電路 C:中心軸 M:影像 R:緩衝元件 RX:感測訊號 TX:顯示訊號

第1圖表示本發明一實施例之輸入裝置100的剖視圖。 第2圖表示第1圖中之輸入裝置100的立體圖。 第3圖表示第1、2圖中之旋轉件10的立體圖。 第4圖表示當第1~3圖所示之輸入裝置100放置於一電腦裝置300的觸控螢幕200上時，第一電極22與第二電極14的相對位置示意圖。 第5圖表示當旋轉件10中之第二電極14從第4圖所示的第一角度相對於第一電極22旋轉到第二角度時的示意圖。 第6圖表示一影像M顯示於電腦裝置300之觸控螢幕200上的示意圖。 第7圖表示本發明另一實施例之輸入裝置100設置於觸控螢幕200上的剖視圖。 第8圖表示第7圖中之旋轉件10受一外力按壓而相對於外殼20之本體21傾斜的剖視圖。 第9圖表示本發明另一實施例之輸入裝置100的剖視圖。 第10圖表示本發明一實施例之電腦系統的示意圖。

10:旋轉件

11:轉盤部

12:樞接部

13:連桿

14:第二電極

20:外殼

21:本體

22:第一電極

221:凸出部

100:輸入裝置

200:觸控螢幕

C:中心軸

R:緩衝元件

Claims (10)

1. 一種輸入裝置，包括： 一外殼，具有一本體以及一環狀之第一電極，其中該第一電極固定於該本體上；以及 一旋轉件，樞接該外殼，並且具有相互連接之一轉盤部以及一第二電極，其中該轉盤部位於該本體之一頂側，該第一電極以及該第二電極位於該本體之一底側，且該第一電極環繞該第二電極； 其中，該第二電極具有一中空部，且該轉盤部以及該第二電極可相對於該外殼旋轉，並使該中空部相對該第一電極從一第一角度旋轉至一第二角度。
2. 如請求項1之輸入裝置，其中該第一電極具有一凸出部，凸出於該本體之一側。
3. 如請求項1之輸入裝置，其中該轉盤部與該本體之間相隔一距離，且當該該轉盤部受一外力按壓時，該轉盤部以及該第二電極相對於該本體傾斜。
4. 如請求項1之輸入裝置，其中該旋轉件更具有一連桿以及一樞接部，該連桿穿過該本體並且連接該轉盤部以及該第二電極，該樞接部設置於該連桿上並且樞接該外殼。
5. 如請求項1之輸入裝置，其中該輸入裝置更包括一緩衝元件，設置於該旋轉件和該本體之間。
6. 如請求項1之輸入裝置，其中該輸入裝置更包括一彈性元件，設置於該本體以及該第一電極之間。
7. 一種電腦系統，包括： 一電腦裝置，具有相互電性連接之一觸控螢幕以及一處理單元；以及 一如請求項1之輸入裝置，設置於該觸控螢幕上，其中當該中空部相對該第一電極從該第一角度旋轉至該第二角度時，該觸控螢幕感測該第二電極，並傳送一感測訊號至該處理單元。
8. 如請求項7之電腦系統，其中該處理單元根據該感測訊號傳送一顯示訊號至該觸控螢幕，並在該觸控螢幕上顯示一影像，其中該影像鄰近該輸入裝置。
9. 一種電腦系統，包括： 一電腦裝置，具有相互電性連接之一觸控螢幕以及一處理單元；以及 一如請求項1之輸入裝置，設置於該觸控螢幕上，其中該轉盤部與該本體相隔一距離，且當該轉盤部受一外力按壓時，該轉盤部以及該第二電極相對於該觸控螢幕運動，且該觸控螢幕感測該第二電極，並傳送一感測訊號至該處理單元。
10. 如請求項9之電腦系統，其中當該轉盤部受該外力按壓時，該轉盤部以及該第二電極相對於該本體傾斜，且該觸控螢幕感測該第二電極，並傳送該感測訊號至該處理單元。

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