TW449709B - A method for distinguishing a contact input - Google Patents

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經濟.邺中央標準局貝工消費合作社印製 ^49709 Λ 7 、 _____η 7___________________ 五、發明説明（1 ) 發明背景 1. 發明領域 本發明大致有關輸入器件，尤其有關一種用於區別輸 入器件上由點接觸產生之壓力與面接觸產生之壓力的方法 〇 2. 先前技術 現今市場t可見到多種使用觸板作為輸入裝置的計算 器件"觸板可獨立使用或與另一輸入裝置（諸如鍵盤）銜接 使用’以供資料輸入。尤其是，個人數位助手（pers〇nal Digital Assistants，PDAs)使用透明電阻數位化面板或觸板 ’覆蓋在液晶顯示板（LCDs)上用以偵測筆觸或手觸，並 用以解析一組筆觸位置的座標。解析出的座標資訊隨後可 用來追蹤數位化面板表面上的筆觸位置。進一步的筆觸座 標用途’包括互動式螢幕輪入之實施與PDAs中之手跡辨 識功能。 電阻數位化面板通常利用一對設有電阻層的透明 基材，輪流由一初級電壓激勵，以於筆觸時產生一系列次 級電壓。每一次級電壓經過抽樣與量化，以提供對應的數 位電壓電平給一控制處理器。處理器接著建立這些數位電 壓電平與筆觸位置的Χ-Υ座標間的相關性。 目前，筆内若不使用主動電子工程設計，大部份電阻 數位化面板不能區別筆觸（輸入）與筆擦（刪除）動作。然而 ，與一主動式筆共用的高級數位化面板t除了可以偵測筆 觸與筆擦動作外，還可偵測靠近板表面的筆尖。然而，此 本纸張尺度適用中國國冬標率（CNS > Λ4現格（2H)x 297公髮) ^nf ^^^1 m^i ^^^1 、-° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 4 ·» 449709 Λ7

___\M 五、發明説明（2 ) 種主動式筆必須包含精細的内部電子工程設計，需要電源 電纜或電池，以供應電源。此條件顯然限制其移動性與操 作簡易性。 本發明之設計，係為解決或至少改進於使用筆與電阻 數位化面板合作時，需要電源供應才能提供消除能力的問 題。此種對策提供一種簡單的方法，以經濟有效的方式使 觸板可以執行敲觸與消除功能而筆内不需任何電子工程設 計。 發明概述 本發明提供一種簡單的方法，用以實現—種經濟有效 的輸入器件，可區別由點接觸造成的壓力與面接觸造成的 壓力。此輸入器件有一施力表面與一對電阻層a電阻層係 以習知方式配置’允許電阻層於施加壓力時達到電接觸。 因此，電阻層經由電接觸時形成的接觸電阻而導通，藉此 形成一具有電阻層與接觸電阻之分流内電阻的Η字形電阻 器網路。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 ---------裝-- (請先閱讀背.面之注意事項再填寫本頁) 本方法開始時，先收集有關每一電阻層分流内電阻的 電阻資訊。隨後決定另一組有關接觸電阻的資訊β利用有 關分流内電阻的資訊，檢索一組預定的閾資訊，接著並與 接觸電阻資訊比較，以區別壓力類型。 圖式之簡單說明 第1圖為一先前技術之電阻數位化面板之局部分解圖 〇 第2圖為第1圖所示電阻數位化面板中相互連接之電阻 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 497 0 9 λ7 in —— 1 — · " —....… 五、發明説明（3 ) 層與接觸電阻之電氣模型。 第3圖顯示一輸入器件使用本發明較佳具體例，致能 第1圖所示電阻數位化面板，以區別由點接觸造成的壓力 與面接觸造成的壓力。 第4圖為第3圖所示輸入器件使用的本發明較佳具體例 之流程圖。 第5圖為第3圖所示輸入器件中連接一體的電阻層、接 觸電阻及一電源電阻器之電氣模型。 第6圖為第3圓所示輪入器件使用的電阻數位化面板之 等串聯閾電阻線圖。 較佳具體例之詳細說明 以下各段說明本發明一較佳具體例中，用以致能第1 圖所示先前技術之電阻數位化面板（10)區別筆觸動作與筆 擦動作之方法。電阻數位化面板（10)較佳為透明板，係置 於一 PDA之顯示器（圖中未示）的上方，提供一輸入裝置。 第1圖中亦顯示代表顯示器檢視方向的氣頭^ 電阻數位化面板（10)由一頂基材（11)製成，疊置於失 在基材間的電阻層（14)上。頂基材（11)有一面向檢視方向 的平坦輸入面（19)，及一面向顯示器的相反表面。顯示器 上設有X軸電阻層（13)。底基材（12)的表面之一面向此X軸 電阻層（13)，並用Y轴電阻層（14)覆蓋。然而，基材係以 習知方式置放，使二電阻層通常並無電接觸。此外，為了 讓電阻數位化面板（10)保持透明並因此允許光線透射進、 出下方的顯示器，基材與電阻層必須也是透明的。 1^1 1 i^n — -- 士^^^1 ^^^1 n^— i^il ^^^1 TJ 0¾. 、v*e (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國-家標準（〇^)六4規格（210><297公釐) ~ ~~ 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 4 497 Q 9 Λ7 _______ m 五、發明説明（4 ) 基材都是電性絕緣的，相反地，電阻層都是導電的。 因此，為了可與其他電性元件連接，每一電阻層上設有一 對電極。X軸電阻層（13)的一端，設置第一電極（15)，而χ 抽方向之另端則設置第二電極（16)。同樣地，丫軸電阻層 (14) 的一端，設置第三電極〇7)，而γ軸方向之另端則設 置第四電極（18)。 當電阻數位化面板（〗〇)之平坦輸入面（19)上的觸點位 置施加一壓力時，電阻層間建立一電接觸。因此羞座1時 ，於過渡期間形成一接觸電阻（20)，如第2圊中以虛線所 示。如第2圖中另以虛線所示，電阻層係用二對串聯電阻 器模式化，而該等電阻器則是以電阻層的分流内電阻形成 的。每對串聯電阻器係_接在每一電阻層每對電極之間， 然後於過渡期間由接觸電阻（20)互連。由於此種設置方式 ，因此形成一個Η字形電阻器網路。例如’ χ軸電阻層（13) 與對應的一對電極，係以第一串聯電阻器（2丨）經由第一共 通節點（23)接至第二_聯電阻器（22)而模式化。第一電極 (15) 於是形成與第一串聯電阻器（21)連接的開放節點’第 二電極（16)則形成與第二串聯電阻器（22)連接的另一開放 節點。同樣地’ Υ軸電阻層（14)與對應的一對電極，係以 第三串聯電阻器（24)經由第二共通節點（26)接至第四串聯 電阻器（25)而模式化。第三電極（丨7)於是形成與第三串聯 電阻器（24)連接的開放節點，第四電極（18)則形成與第四 串聯電阻器（25)連接的另一開放節點。因此，接觸電阻（2〇) 在共通節點與各對串聯電阻器連接，而共通節點的位置通 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· •1Τ

• · 1 1= - I 本紙张尺度適用中國國家接率（匚奶）/\4規格（210父297公茇） 經濟部中央標準局肩工消費合作社印製 4 497 0 9 A7 _ \Γ! 一 —· —- * — -- —. — . _ ,. — 五、發明説明（5 ) 常沿施壓方向與觸點位置成直線。 由於電阻層有非線性的電阻特性，每一電阻層的串聯 電阻其作用方式與電位計的分流電阻不同。如一般所知， 電位計内的接带依照接帚在電阻元件上的位置，在電位計 内線性为Xml電阻元件的電阻。然而，對電阻層而言，串聯 電阻器（21)、（22)、（24)及（25)的電阻值，係由數種因素決 定的’包括觸點位置到對應之電阻層正交邊緣的X及γ距 離。 因此’為了決定在觸點位置產生壓力的筆觸位置，要 在電.里.數位化面板（1 〇)操作前，先檢驗關於串聯電阻器（2 J) 、（22)、（24)及（25)依據觸點位置的電阻值資訊。例如， 在一電阻層的電極上引進一DC電壓，並讀取離開對應之 共通節點的電壓’由於DC電壓經簡單的電壓分流，可透 過另一電阻層的任一開放節點’預定該電阻層的電阻值’ 並將此資訊儲存在記憶體内。隨後對另一電阻層重覆此處 理’以取得對應的電阻值’並繼續所有可能的觸點位置。 然後，由一控制處理器（圖中未示）在操作期間檢索此資訊 ，以與後續測得的電壓比較，提供有關筆觸位置經解析的 X-Y座標資訊。 然而’若要區別筆觸與筆擦動作，必須考慮電阻層在 每一類動作期間的狀態。首先，以一恆定施壓而言，由於 點接觸而在電阻層間形成的接觸電阻，通常比面接觸形成 的接觸電阻較高0此外，代表電阻層與接觸電阻間因點接 觸所產生之電性連接的共通節點，通常沿施壓方向與接觸 本紙張適财_家榡準（CNS )Λ4規格（21QX297公潑） ^^1 fltfti ^^^^1 n^l ^^^^1 f ^^^^1 m ^ i nf -吞 〆 ί锖先閱讀背面之、江^^項再填^Γ本筲) 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 449709 Λ7 _____ :_ in 五、發明说明（6 ) .一 點成直線。另一方面，因面接觸形成的共通節點’通常沿 施壓方向與接觸區域的中心點成直線。因為筆觸通常屬於 點接觸，而筆擦動作直覺上包括使用柔和與寬廣的擦栻表 面，而此代表面接觸，因此，可以提供一種區別點接觸與 面接觸的器件，用以區別筆觸與筆擦。茲根據此一 了解提 供第3圖中的輸入器件，並利用第4圖所示較佳具體例說明 之。 於一包括筆觸與筆擦動作的落筆動作的定位操作中’ 會撥動一系列開關，如第4圖中的演算法所述^當演算法 首先以初始態（41)開始時，第3圊所示電路中所有開關都 復置到匕們的正常導通狀況。第3圖中顯示的為分別連接 第一電極（15)與電壓（VDD)(30)及第二電極（丨6)與參考電壓 (REF)(39)的第一對開關（31)與（32)，隨後於演算法進入X 層準備態（42)時閉合。結果，施加壓差（Vdd-Ref)跨越X 軸電阻層（13) ’形成X方向的電壓場。接著，演算法執行 短暫延遲，讓電壓場穩定後再進行下一狀態。 第3圖所示的第四電極（18)，也與一 X層類比/數位轉 換器（ADC X)連接。因此》當電壓場穩定時，演算法進入 X層漬取態（43)，此時，於落筆期間’會在第四電極（1 g) 形成一次級電壓。此次級電壓隨後由ADC X轉換成對應的 數位電壓電平，接著並由控制處理器讀取。 第一對開關（31)與（32)於演算法進入Y層準備態（44)前 被復置。於進入Y層準備態（44)時，第3圖所示的第二對開 關（33)與（34)閉合，因此分別連接第四電極（18)與電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公楚} (請先閲讀背面之注意事項再壤寫本！) 裝. 訂 -9- 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 ^ 4 4 9 7 u 9 Λ7 -----------1Π 五、發明説明（7 ) ~一… 一' (VDD)(30)及第二電極（17)與參考電壓师ρ)(39)。再度執 行一次延遲，以於演算法進入下一狀態前，在¥軸電阻層 (14)内固定一 Y軸電壓場a 第3圖所不的第一電極（15)係與一 γ軸類比/數位轉換 器（ADC Y)連接。當演算法進行到γ層讀取態（45)時，在 第一電極（15)讀到在同一落筆動作期間於共通節點產生的 另一次級電壓。此次級電壓由ADC γ轉換成對應的數位電 壓，並由控制處理器讀取。 於X層讀取態（43)及Υ層讀取態（45)期間讀取的數位電 壓電平’隨後由控制處理器處理，並與一組儲存在記憶體 内的預定值比較，以解析現行落筆位置的Χ_γ座標及共通 節點位置。此一處理發生在演算法的χ_γ轉換態（46)。 決定現行落筆位置的Χ-Υ座標後，演算法現在進入下 一狀態，在其中進行準備’以區別點接觸落筆與面接觸落 筆。在一串聯電阻準備態（47)中，第3圖中一系列開關（32) 、（35)、（36)及（37)閉合’以有效地使第一電極（15)短路至 第二電極（16)，第三電極（17)短路至第四電極（18)。藉由 閉合這些開關，現在可用第5圖所示的電阻器串聯電路（5〇)_ 塑造出器件。電阻器串聯電路（50)包含一 γ層電阻器（51) 及一 X層電阻器（52)。Υ層電阻器（51)係由並聯連結的串聯 電阻器（24)及（25)形成（如第2圖所示）並與接觸電阻（2〇)串 接，X層電阻器（52)係由並聯連結的串聯電阻器（21)及（22) 形成（亦如第2圖所示）。電阻器串聯電路（50)亦經由一電源 電阻器（38)連接VDD(30)，並經由短路的第一與第二電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公f ) (請先閲讀背面之>i·意事項再填寫本頁) 裝- 訂 -10- 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 449709 Λ7 H7 五、發明説明（8 ) (15)、（16)連接REF(39)。第4圖的演算法隨後等待跨越電 阻器串聯電路（50)施加壓差（VDD-REF)穩定，再進入下一 狀態。 —旦壓差（VDD-REF)穩定時，即開始第4圖所示的串 聯電阻讀取態（48)。在此狀態中，與短路的第三、第四電 極（Π)、（18)連接的ADC X讀取其中產生的再一次級電壓 並將之轉換成對應的數位電壓電平。在進一步的串聯/電 阻轉換態（49)中，此數位電壓電平被轉換成有關γ層電阻 器（51)、接觸電阻（20)與X層電阻器（52)的串聯電阻資訊。 此串聯電阻隨後利用共通節點的已知位置，與從記憶體檢 索的預定閾電阻值比較，此預定閾電阻值是於操作前儲存 入s己憶體的。預定閾電阻值代表經由點接觸施壓時的串聯 電阻；照此，測得的較低串聯電阻將指示面接觸的存在。 此預定閾電阻值是在操作前以校準方式準備的。根據第1 圖所示電阻數位化面板（10)上所有可能的共通節點位置而 繪出的此值之圖，顯示於第6圖β 則列各段中說明的本發明較佳具體例並非作限制性的 解釋。例如，在第4圖的串聯電阻準備態（47)中，第3圖中 的一系列開關（32) ' (35)、（36)及（37)並不需要同時閉合才 能讓此具體例有效區別點接觸與面接觸。開關（32)與（37) 在此狀態中可保持斷開，結果，第6圖的串聯電阻圖會因 此變得更複雜。在另—實例中，儲存在記憶遨内的預定閾 值不須限制為串聯電阻值。只要器件可使用預定閾值判定 接觸電阻，即可區別點接·觸與面接觸而不脫離本發明的範 本紙張尺纽财關( CNS ) -n I- - m —l· 1^1 I ϋ I n n n n T (請先閱讀背面之法意事項再填寫本頁) -11 - 4^9709 Λ7 ΙΓ 五、發明説明（9 ) 圍與精神。 ίο...電阻數位化面板 11.. .頂基材 12.. .底基材 13.. .X軸電阻層 14.. .Y轴電阻層 15-18…電極 19.. .輸入面 20…接觸電阻 21-22...串聯電阻 23.. .共通節點 24-25…串聯電阻 26.. .共通節點 30.. .電壓 31-37…開關 元件標號對照 38.. .電源電阻器 39.. .參考電壓 41.. .初始態 42.. .X層準備態 43 ...X層讀取態 44.. .Y層準備態 45 ...Y層讀取態 46.. .X-Y轉換態 47.. .串聯電阻準備態 4 8...串聯電阻讀取態 49.. .串聯/電阻轉換態 50.. .電阻器串聯電路 51.. .Y層電阻器 52.. .X層電阻器 n - HI ---1- . - - · m 1 (請先閎讀背.面之意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裂 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公麓） -12-

Claims (1)

1. 贫^委员明示，本<:-''-'-正^是否變更原實質内，' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 “ 97 0 9 键 C8 ____ D8 力、申請專利範圍 I —種用以區別輸入器具上實質上為一點接觸所產生壓力 與一面接觸所產生壓力之方法，該輸入器件具有一對可與 其間之一接觸電阻形成一電接觸之電阻層，可響應於一壓 力’進而形成一 Η字形電阻器網路，其中該電接觸形成 一分流電阻器，且該分流内電阻層提供一對串聯電阻器， 以形成該Η字形電阻器網路，該方法包含： 收集一與每一電阻層之至少一個串聯電阻器之電阻有 ‘關的第一组資訊’以決定該電接觸之位置； 決定一與該電接觸之接觸電阻有關的資訊； 由一組與使用該第一組資訊之該電接觸之接觸電阻有 關之預設特定位置臨界資訊獲得一預設臨界資訊；及 比較與該接觸電阻有關之資訊與該預設臨界資訊，以 實質區別該壓力。 2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中收集該第一組 資訊包括施加一跨每一電阻層之該串聯電阻器之第一電 壓。 3·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中收集該第一組 資訊更包括收集一組有關跨每一電阻層之至少一個串聯電 阻器之壓差的資訊。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中決定與該接觸 電阻有關之該資訊，包括施加一跨每一電阻層之至少一個 串聯電阻器 '該電接觸、及一預選電阻之電阻器之第二電 屋，該等串聯電阻器、電接觸及預選電阻之電阻器皆係串 聯設置》 本紙張尺度適用t國國家樣準規烙（2】〇 X 297公廑） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁Ϊ 裝-----I--訂·！----線 -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 497 0 9 蓥 C8 D8 六、申請專利範圍 5.如申請專利範圍第4項所述之方法，其中決定與該接觸 電阻有關之該資訊’更包括測量跨該等串聯電阻器與該電 接觸之壓差。 6·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中決定舆該接觸 電阻有關之該資訊，更包括將測得之該電壓轉換為該等串 聯電阻器與該電接觸之串聯電阻。 7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中決定與該接觸 電阻有關之該資訊，更包括並聯連接每一電阻層之該等串 聯電阻器。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中獲得該預設臨 界資訊包括由每一電阻層之至少一個串聯電阻器的一組預 定臨界串聯電阻與響應於一點接觸所產生之壓力之該電接 觸獲得該預設臨界資訊。 9‘一種用以區別數化器上實質上為一點接觸所產生壓力及 一面接觸所產生壓力之方法，該數化器包括兩電阻層，該 等電阻層通常為分離狀態，但當遭遇由該點接觸或該面接 觸所產生之壓力時，該等電阻層將彼此互相接觸，以改變 兩電阻層間之一接觸電阻，該方法包含： 形成一跨包括該接觸電阻之兩電阻層之電壓分流網 路； 測量該電壓分流網路之一電壓： 決定該數化器上之該接觸位置；及 比較所測量之電壓與一以相似方法在實質上接觸位置 所量得之對應預設臨界電壓，以決定該接觸為一點接觸或 本紙張尺度1國家標準（CNS)A4規格Gl〇 X 297公发） -14- I I I I I 11 1 i * · 11 11 I —11· I------I <請先閱讀嘴面之江意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 9 7 Ο 9 as BS C3 ___D8 六、申請專利範圍 為一面接觸。 10·如申請專利範圍第9項所述之方法，其中形成一電壓 分流網路包含： 並聯連接每一電阻層之該等串聯電阻器，以形成兩組 並聯連接之串聯電阻器，該兩組串聯電阻器係藉該接觸電 阻而連接； 將一預選外部電阻器連接至該兩組串聯電阻器其中之 一 ’使得該外部電阻器、該接觸電組與該兩組串聯電阻器 形成一串聯組態；且 其中測量電壓分流網路中之電壓包含施加一跨該_聨 组態之電壓，且測量該在外部電阻器與該兩組串聯電阻器 其中一組間之内部連接之電壓》 11· 一種用以區別數化器上實質上為一點接觸所產生壓力 與一面接觸所產生壓力之方法，該數化器包括兩電阻層， 該等電阻層通常為分離狀態，但當遭遇由點接觸或面接觸 所產生之壓力時，該等電阻層將彼此互相接觸，以改變兩 電阻層間之一接觸電阻，該方法包含： 形成一跨包括該接觸電阻之兩電阻層之電壓分流網 路； 在該電壓分流網路測量一電壓，該電壓係相依於該數 化器上之接觸位置與接觸電阻，而無需決定該接觸電阻之 值； 決定該數化器上之該接觸位置；及 比較所量得之電壓與一以相似方法在實質上接觸之位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規恪（210x 297公釐） -------I--I ί ^ -- - - ----訂-------- * 線. (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- Α8 Β8 CS D8 申請專利範圍 置所量得之對應預設臨界電壓，以決定該接觸為一點接觸 或為一面接觸=> (請先閱讀-If面之1Ϊ意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 本紙張又度適用卡围國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）