TWI361995B - Input device of capacitive touchpad - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種輸入裝置’且特別是有關於一種觸控 板之輸入裝置以及提供使用者握持而產生電容式觸控板電ς 感應之電容式觸控板之輸入裝置。 谷 【先前技術】 現有觸控板產品分為電容式、電阻式與電磁式等，其中， =容式觸控板係以人體之手觸表面而形成電容感應:請泉 閱圖11知以手指操作電容式觸控板及電容式板感應單 =組成如圖所示。在此實施射’舉例來說，未被碰觸操作時 之電容式觸控板具有基本電容值，當操作者以手指u接觸 ，式觸控板12時，就發生電容感應而產生了耦合電容，

電容值至少刺基本電容值_合電容之和，就能造成電 =感應而達作電容式·板之絲。當手指u在 各式觸控板12時，連接於電容式觸控板12的座 13或將訊號電容感應轉換為座標訊號後傳給運疋 二，並且再送到移動單元15與手勢單元16等。然而& = ς式觸控板輸人裝置需要以手指接觸表面，不僅限制了操作者 二=式’而且當操作者手指接觸面積較大時，在觸控板表^ =寸有限下，就會產生相對移動距離不足或感應器 ^者當操作者具有手汗問題時，也會造成接觸時之電容感應差 乃一万面 式轉磁;觸：=面上可見之觸控板輸入裝置，僅有電阻 電磁式觸控板可專用者。其中，多半製成筆型 產生感摩雷宏.而雷；^ 非 電容式觸控板以 生感應電合，而電磁式觸控板之輸入裝置必須搭載電池等電 1361995 源以操作電磁式觸控板獲得電磁感應，其皆無法作為改善電容 式觸控板輸入問題之有效方案β有鑑於此，再加上目前各式電 子裝置應用與製造整合需求曰增，能夠用以操作多種類型觸控 板並且可產生足夠的電容感應值供電容式觸控板作動的輪又 裝置實為所冀。 ， 【發明内容】

本發明提供一種電容式觸控板之輸入裝置與觸控板之輸 入襄置，其係至少具有包含導電材質之筆頭，以接觸電容式觸 控板表面而形成足夠之電容感應，因此可產生電容式觸控板操 作中所需耦合電容與感應電容值，進而能夠用於操作包含電容 式觸控板的多種類型觸控板裝置。 的技術特 本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露 徵中得到進一步的了解。 為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明一 ^例提出-種電容式觸控板之輸人1置，係可用於提供使用 持而產生電容式觸控板操作中所需耗合電容與感應電容 ,，此電容式觸控板之輸入裝置包含導電筆 :其中’導電筆頭以導電材質構成而用來接觸丄觸： 導，筆身一端連接或建置導電筆頭，連接部則位於該 電筆身之間，以提供使用者握持而與導電筆頭產生 罨谷式觸控板所需的電容感應。 實ηίίί述之—或部份或全部目的或是其他目的，本發明一 用來出一種觸控板之輸入裝置。此觸控板之輸入裝置可 可抽控板而至少具有筆身與可抽換筆頭，此 板，可括換筆筆身—端’若觸控板m式觸控 插換筆如導電材質構成，以因應使用者握持與接觸該 6 1361995 電容式觸控板而產生電容式觸控板之電容感應。 在本發明的較佳實施例中’上述之電容式觸控板之輸入裝 置導電筆頭、連接部以及筆身能夠部份或全部以同質或異質的 導電材質材質構成，或者在其他實施例中，筆身可以採用非導 電材質構成，連接部可以採用外覆導電賴的非導電材質構 成另外，為了提供汰換機制，導電筆頭與連接部係可分離， 並且可以建置成對的嵌接結構而對應接合，例如扣鎖部件、卡 榫部件或是分職置凹人部與突出部，然後以麵的螺紋旋入 接合。另外，導電筆頭可以是利用橡膠等聚醋化合物與金屬粉 ^雜或混合後所產生的軟性或彈性導f材㈣成，關應使用 施力大小或狀態來增減與電容式觸控板接觸的表面 應電容量。 、

承上所述，本發明之電容式觸控板之輸入裝置與觸控板之 ，入裝置因為採科電材質構成導電筆頭來操作觸控板 ，因此 =^改善現有電容式觸控板只能以手指接觸才能造成電容效 二生感應方法’並m夠改善手指較大面積接觸電容式觸控板 =成之移動轉相龍短問題，以及手汗翻所造成之電容 墩應差異，而且能夠用以操作多種類型的觸控板。 懂為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易 r虫文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 配人ΐ關本發日月之前述及其他技術内容、特點與功效，在以下 目。〇、考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈 ^ .以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、 β 等’僅疋參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語 疋用來說明，並非用來限制本發明。 7 1361995 請一倂參閱圖2A與圖2B ’其係分別為習知電容式觸控 板未操作前電容感應狀態之示意圖’以及本發明電容式觸控板 之輸入裝置及電容式觸控板電容感應狀態之示意圖。如圖所 示，電容式觸控板21未有任何導體接觸輸入表面時，具有一 個基本電容22(電容值例如為C)，當以手指23握持電容式觸 控板之輸入裝置24且以導電筆頭241接觸電容式觸控板21 時，就發生電容感應而產生了耦合電容251與252 (電容值例 如為AC)，因此可得感應電容26(電容值例如為〇+△〇。 請參閱圖3A與3B，本發明電容式觸控板輸入農置之結 構實施例如圖所示。電容式觸控板之輸入裝置24包含具有一 導電筆頭241、一連接部242以及一筆身243。如圖所示，導 電筆頭241由導電材質構成而連接或建置於筆身243 —端，用 以接觸該電容式觸控板之輸入表面’連接部242位於導電筆頭 241與筆身243之間以增加使用者接觸與握持面積，進而與導 電筆頭241產生電容式觸控板的電容感應。圖3八與3B所示 筆頭241係分別以突出或凹入方式與連接部242相對應結合。 進一步來看，圖3A顯示以導電筆頭241的突出部嵌合至連接 部242，圖3B則顯示以連接部的突出部嵌合至導電筆頭241 的凹入部。 、承上，導電筆頭241、連接部242以及筆身243的材質可 以有多種實施例。例如，導電筆頭241、連接部242以及筆身 =3可採用相同或同質之導電材質構成；導電筆頭241與連接 =242可以採用與筆身243異質之導電材質構成，例如導電筆 ^41與連接部242以一第一金屬導電材質構成，而筆身243 =木材等非導電材質構成；導電筆頭241與連接部242可以 木不同麵的導電材質構成，例如導電筆頭241以一第一金 8 1361995 屬導電材質構成，而連接部242以一第二金屬導電材質構成； f接部242也可以由外覆導電薄膜之非導電材質構成。在此-提’使用者麟電容式觸控板之輸人裝置24 _，可以握持於 導電^頭24卜因為只要手指接觸導電材質構成的導電筆頭 241，就旎達到電容感應效果。然而，為了握持舒適度及使用 者S償使用者握持於連接部242亦可，但限制於以導電材質 與利用外覆導電薄膜之非導電材質構成之連接部242此類可 導電的，接部242實施方式，以利電容感應效果產生。 再-人承上實施例，為了因應長期使用的 而提供導電筆頭汰換機制，導電筆頭241與連接部242 ^ 離並且利用成對之嵌接結構對應接合。如圖冗所示嵌接社 構一實施例中，導電筆頭241具有突出部244以嵌合至且有^ =二連接部242。其_，突出部244具有可伸縮= 處247，·如圖入 伸展與卡固於卡摔容置 = : = = 縮卡榫248的突出物，能=或 至八有卡榫谷置處250的連接部242。 在其他實_巾，以成對以部錢出部互減合 筆頭241與連接部242也可以是在對應的 螺紋旋入接合。此外，嵌合方式也可以是在導電筆 接部242具有成對的扣鎖部件或卡榫部件， ^ 狀態。如圖3Ε所示，嵌接結構包 2嵌接或㈣ 頭241與連接部242。其中，導電= 電筆 鎖部件26卜可與連接部242對應的扣鎖部；L 導電筆_。此向上延伸的扣鎖部件牛 片狀金_餐__與連接物== 1361995 入部與突出部的實施方法可如圖3A或3B所示均可，在此不 予贅述。 本發明之導電筆頭可以完全利用導電材質構成，然而，為 了增加與電容式觸控板接觸表面積以產生足夠的感應電容，導 電筆頭還可利用例如橡膠之聚g旨化合物與金屬粉摻雜(d〇pping) 或混合後之軟性或彈性導電材質作為筆頭構成物質，或者在另 一實施例中，作為外部以金屬材質包覆之導電筆頭内部填充物 質。因此，以本發明之輸入裝置操作電容式觸控板時，導電筆 頭可以因應操作者施力大小或狀態產生相對應程度的非永久 形變’進而增減與電容式觸控板接觸之表面積與感應電容量。 本發明之觸控板之輸入裝置，能夠用於多種類型的觸控 板。請參閱圖4 ’觸控板之輸入裝置41具有一筆身411以及 一可抽換筆頭421。可抽換筆頭421可連接於筆身411 一端， 或一體成型建置於筆身411 一端’並且為了因應觸控板之輸入 裝置41各部件汰換，筆身411與可抽換筆頭421可藉著成對 的嵌接結構(例如卡榫或滑軌後卡固等機構)對應接合。 承上’如果操作的觸控板標的是電容式觸控板，可抽換筆 頭421可以是由導電材質構成的導電筆頭，當使用者握持而手 指接觸可抽換筆頭421時，接觸電容式觸控板就可以產生電容 感應。在此一提，可抽換筆頭421可以藉由聚g旨化合物與金屬 粉摻雜或混合後形成的的軟性或彈性導電材質作為筆頭構成 物質，以因應使用者施力狀態而增減與電容式觸控板接觸之表 面積與感應電容量。在其他實施例中，基於降低製造成本、耐 磨損、質感或是觸控板輸入表面保護等考量，前述軟性或彈性 導電材質還可以作為外部有金屬材質包覆的可抽換筆頭421 内部填充物質。進一步來看，基於前述考量，筆身411與可抽 1361995 用持::利用f同、同質或異質的導電材質構成以增加使 者可抽換筆頭421採取導電材質而筆身411採用^緣^ f 使用者握持時必須接觸到可抽換筆頭421。 、·、’ 太路日t然i發明已以較佳實施例揭露如上，料並非用以限定 =發=’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 :可作些許之更動錢飾，因此本㈣之倾範圍當視後 =申請專利範圍所界定者為準。另外本發明的任—實施例或 申请專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特 點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用’， 並非用來限制本發明之權利範圍。 【圖式簡單說明】 圖1為習知以手指操作電容式觸控板及電容式觸控板感 應單元組成之示意圖。 圖2A為習知電容式觸控板未操作前電容感應狀態之示意 圖。 、 圖2B為本發明電容式觸控板輸入裝置及電容式觸控板電 ® 容感應狀態之示意圖。 圖3 A為本發明電谷式觸控板輸入裝置一實施例之立體結 構不意圖。 圖3B為本發明電容式觸控板輸入裝置一實施例之立體結 構示意圖。 圖3C為本發明電容式觸控板輸入裝置及嵌接結構一實施 例之剖面示意圖。 圖3D為本發明電容式觸控板輸入裝置及嵌接結構另一實 施例之剖面示意圖。 1361995 圖3E為本發明電容式觸控板輸入裝置及嵌接結構另一實 施例之剖面示意圖。 圖4為本發明觸控板之輸入裝置一實施例之立體結構示 意圖。 【主要元件符號說明】 11、 23 :手指 12、 21 :電容式觸控板 13 :座標處理單元 14 :運算處理單元 * 15 :移動單元 16 :手勢單元 22 :基本電容 24 :電容式觸控板之輸入裝置 241 :導電筆頭 242 :連接部 243、 411 :筆身 244、 249 :突出部 • 245、248 :可伸縮卡榫 246 :凹入部 247、250 :卡榫容置處 251、252 :耦合電容 26 :感應電容 261、262 :扣鎖部件 41 :觸控板之輸入裝置 421 :可抽換筆頭 12

Claims (1)

1. Γ1361995 100年10月7曰修正替換頁 十、申請專利範圍： 1 種電容式觸控板之輸入裝置，係用以提供使用者握持而 產生一電容式觸控板之電容感應，包含： 導電筆頭，係以一導電材質構成而用以接觸該電容式觸 控板； 一、筆身，該筆身一端連接或建置該導電筆頭 ;以及 一連接部，係位於該導電筆頭與該筆身之間，以提供使用 f握持1 與料電筆魅生該電料驗板之電容感應。 JL二利範圍第1項所述之電容式觸控板之輸入裝置， 二二Ϊ A筆頭、該連接部以及該筆身係以相同或同質之該導 笔材貝構成。 1、中如二t利範圍第1項所述之電容式觸控板之輸入裝置， ===部係採用該導刪構成，而該導電 i中圍第3項所述之電容式觸控板之輸入裝置， 頭之導電材質係-第-金屬導電材質，並且 聿身係知用非導電材質構成。 1、中圍第4項所述之電容式觸控板之輸入裝置， 6 :申係採用該第-金屬導電材胁 其中該導電筆‘採用電容式觸控板之輸入裝置， 部係採用-第二金屬導^材質構^導電材f構成，並且該連接 7、 如申請專利範圍第1項 其中該連接部係採用外 ^觸控板之輸入裝置’. 8、 如申請專利範電材質構成。 其中該導電筆頭盘兮連、二毛奋式觸控板之輪入裝置， 、…玄連接縣可分離，並且以成對之一嵌接結 13 1361995 100 年10月7曰修正替換頁· 構而對應接合，以提供汰換機制。 如申睛專利範圍第8項所述之電容式觸控板之輸入裝置’ ，中成對之該嵌接結構包含成對之一扣鎖部件，以維持該導電 筆頭與該連接部之嵌接或分離狀態。 如申請專利範圍第8項所述之電容式觸控板之輸入裝置， 其争成對之該嵌接結構包含成對之一卡榫部件，以雉持該導電 筆頭與該連接部之嵌接或分離狀態。 如中請專利範圍第以所述之f容式觸控板之輸入裝置， 八中該^電筆頭之一突出部係嵌合至該連接部之一凹入部。 中請專利範圍第1項所述之電容式觸控板之輸入裝置， ^ 。亥導電筆頭之一凹入部係嵌合至該連接部之一突出部。. 如:明專利範圍第U或U項所述之電容式觸控板之輸入 中該凹入部與該突出部具有相對應一螺紋以提供旋入 =中利範圍第1項所述之電容式觸控板之輸入裝置， 軟，㈣化合物與金屬粉摻雜或混合後之- 軟丨生次彈性導電材質作為筆頭構成物 =狀態增減與電減板接觸之表面積力大 如申凊專利範圍第14項所述之電容式^拓 置，其中該軟性或彈性導電材質可作 =㊉裝 該導電筆頭之内部填充物質。為外相金屬材質包覆之 16、-種觸控板之輸人裝置，係用以操作—觸，勺人. 一筆身，係用以提供使用者握持；以及二 * 一可抽換筆頭，係連接或建置於誃 控板係—電容式觸控板’該可抽換筆頭係二觸 因應使用者握持與接觸該電容式觸控板而產生:電= i 允 1995 板之電容感應。 17、如申請專利範圍第16項所述之觸控板之輸入裝置，其中 該可抽換筆頭以及該筆身係以相同、同質或異質之該導電材質 構成。 18、如申請專利範圍第16項所述之觸控板之輸入裝置，其中 該可柚換筆頭與該筆身係採用異質材質構成。

   ^、如申請專利範圍第16項所述之觸控板之輸入裝置，其中 該可柚換筆頭與該筆身係可分離，並且以成對之一嵌接結構而 對應接合’以提供汰換機制。 如申請專利範圍第16項所述之觸控板之輸入裝置，其中 抽換筆頭係以聚酯化合物與金屬粉摻雜或混合後之一軟 i彈性導電材質作為筆頭構成物質，以因應使用者施力狀態 ΓΪίΪ容式觸控板接觸之表面積與感應電容量。 申凊專利範圍第項所述之觸妒：柄夕心入梦詈，立中 該軟性或彈性導·f可作職板之輸人裝置，、中 換筆頭之内部質作為外部以金屬材質包覆之該可抽