TWI599936B - 電容式書寫裝置 - Google Patents

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Description

電容式書寫裝置
本發明係有關於一種電容式書寫裝置，特別是一種包含電容筆的電容式書寫裝置。
為習知的互電容式感測器(mutual capacitive sensor)，包括絕緣表層、第一導電層、介電層、第二導電層、其中第一導電層與第二導電層分別具有多條第一導電條與第二導電條，這些導電條可以是由多個導電片與串聯導電片的連接線構成。
在進行互電容式偵測時，第一導電層與第二導電層之一被驅動，並且第一導電層與第二導電層之另一被偵測。例如，驅動信號逐一被提供給每一條第一導電條，並且相應於每一條被提供驅動信號的第一導電條，偵測所有的第二導電條的信號來代表被提供驅動信號的第一導電條與所有第二導電條間交會處的電容性耦合信號。藉此，可取得代表所有第一導電條與第二導電條間交會處的電容性耦合信號，成為一電容值影像。
據此，可以取得在未被觸碰時的電容值影像作為基準，藉由比對基準與後續偵測到的電容值影像間的差異，來判斷出是否被外部導電物件接近或覆蓋，並且更進一步地判斷出被接近或覆蓋的位置。
然而，基準與後續偵測到的電容值影像間的差異明不明顯與外部導電物件接近或覆蓋觸摸屏的面積相關，因此需要 足夠大的面積才能被辨識出來。這樣的限制使得被動式電容筆的筆頭必需很粗大，直徑約在4mm以上，造成書寫時不容易看見筆尖，不易精確地書寫在預期的位置上。
由此可見，上述現有技術顯然存在有不便與缺陷，而極待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的技術，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種電容式書寫裝置，包括一電容筆、一觸摸屏與一控制電路。電容筆包括一導電筆身與一導電筆頭，導電筆身與導電筆頭接觸性耦合，並且導電筆頭包括一接觸部與一非接觸部，其中接觸部較非接觸部軟，並且導電筆頭是由導電纖維膠合，部份或全部的導電纖維由非接觸部延伸至接觸部。觸摸屏具有多條被提供一驅動信號的被驅動導電條與多條提供電容性耦合變化量的被偵測導電條，在每次驅動信號被提供時，被同時提供驅動信號的一條或多條被驅動導電條與每一被偵測導電條的交會處產生電容性耦合。當電容筆被一外部導電物件在觸摸屏上握持時，控制電路依據所述的交會處產生的電容性耦合的變化量判斷出電容筆在觸摸屏上的位置。
藉由上述技術方案，本發明至少具有下列優點及有益效果： 1. 能偵測出比傳統電容筆的筆頭更小的小面積接近與接觸；2. 能偵測出小面積的外部導電物件的懸空接近；以及3. 接近傳統的書寫習慣，容易精確地書寫在預期的位置上。
本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。
請參照圖1A，本發明提出一種位置偵測裝置100，包括一觸摸屏120，與一驅動/偵測單元130。觸摸屏120具有一感測層。在本發明之一範例中，可包括一第一感測層120A與一第二感測層120B，第一感測層120A與第二感測層120B分別有複數個導電條140，其中第一感測層120A的複數個第一導電條140A與第二感測層120B的複數個第二導電條140B交疊。在本發明之另一範例中，複數個第一導電條140A與第二導電條140B可以配置在共平面的感測層中。驅動/偵測單元130依據複數個導電條140的信號產生一感測資訊。 例如在自電容式偵測時，是偵測被驅動的導電條140，並且在互電容式偵測時，是偵測的是沒有被驅動/偵測單元130直接驅動的部份導電條140。此外，觸摸屏120可以是配置在顯示器110上，觸摸屏120與顯示器110間可以是有配置一屏蔽層(shielding layer)(未顯於圖示)或沒有配置屏蔽層。在本發明的一較佳範例中，為了讓觸摸屏120的厚度更薄，觸摸屏120與顯示器110間沒有配置屏蔽層。
前述第一導電條與第二導電條可以是以行或列排列的多條行導電條與列導電條，亦可以是以第一維度與第二維度排列的多條第一維度導電條與第二維度導電條，或是沿第一軸與第二軸排列的多條第一軸導電條與第二軸導電條。此外，前述第一導電條與第二導電條彼此間可以是以正交交疊，亦可以是以非正交交疊。例如在一極座標系統中，所述第一導電條或第二導電條之一可以是放射狀排列，而所述第一導電條或第二導電條之另一可以是環狀排列。再者，所述第一導電條或第二導電條之一可以為驅動導電條，且所述第一導電條或第二導電條之另一可以為偵測導電條。所述的”第一維度”與”第二維度”、”第一軸”與”第二軸”、”驅動”與”偵測”、”被驅動”與”被偵測”導電條皆可用來表示前述的”第一”與”第二”導電條，包括但不限於構成正交網格(orthogonal grids)，亦可以是構成其他具有第一維度與第二維度交疊(intersecting)導電條的幾何架構(geometric configurations)。
本發明的位置偵測裝置100可以是應用於一計算機系統中，如圖1B所示的一範例，包括一控制器160與一主機170。控制器包含驅動/偵測單元130，以操作性地耦合觸摸屏120(未顯於圖示)。此外，控制器160可包括一處理器161，控制驅動/偵測單元130產生感測資訊，感測資訊可以是儲存在記憶體162中，以供處理器161存取。另外，主機170構 成計算系統的主體，主要包括一中央處理單元171，以及供中央處理單元171存取的儲存單元173，以及顯示運算結果的顯示器110。
在本發明之另一範例中，控制器160與主機170間包括一傳輸界面，控制單元透過傳輸界面傳送資料至主機，本技術領域的普通技術人員可推知傳輸界面包括但不限於UART、USB、I2C、Bluetooth、WiFi、IR等各種有線或無線的傳輸界面。在本發明之一範例中，傳輸的資料可以是位置(如座標)、辨識結果(如手勢代碼)、命令、感測資訊或其他控制器160可提供之資訊。
在本發明之一範例中，感測資訊可以是由處理器161控制所產生的初始感測資訊(initial sensing information)，交由主機170進行位置分析，例如位置分析、手勢判斷、命令辨識等等。在本發明之另一範例中，感測資訊可以是由處理器161先進行分析，再將判斷出來的位置、手勢、命令等等遞交給主機170。本發明包括但不限於前述之範例，本技術領域的普通技術人員可推知其他控制器160與主機170之間的互動。
在每一個導電條的交疊區，在上與在下的導電條構成兩極。每一個交疊區可視為一影像(image)中的一像素(pixel)，當有一個或多個外部導電物件接近或觸碰時，所述的影像可視為拍攝到觸碰的影像(如手指觸碰於感測裝置的態樣(pattern))。
在一被驅動導電條被提供一驅動信號時，被驅動導電條本身構成一自電容(self capacitance)，並且被驅動導電條上的每個交疊區構成一互電容(mutual capacitance)。前述的自電容式偵測是偵測所有導電條的自電容，特別適用於判斷單一外部導電物件的接近或接觸。
前述的互電容式偵測，是在一被驅動導電條被提供一驅 動信號時，由與被驅動導電條不同維度排列的所有被感測導電條偵測驅動導電條上所有交疊區的電容量或電容變化量，以視為影像中的一列像素。據此，匯集所有列的像素即構成所述影像。當有一個或多個外部導電物件接近或觸碰時，所述影像可視為拍攝到觸碰的影像，特別適用於判斷多個外部導電物件的接近或接觸。
這些導電條(第一導電條與第二導電條)可以是由透明或不透明的材質構成，例如可以是由透明的氧化銦錫(ITO)構成。在結構上可分成單層結構(SITO；Single ITO)與雙層結構(DITO；Double ITO)。本技術領域的普通人員可推知其他導電條的材質，在不再贅述。例如，奈米碳管。
在本發明的範例中，是以橫向作為第一方向，並以縱向作為第二方向，因此橫向的導電條為第一導電條，並且縱向的導電條為第二導電條。本技術領域的普通技術人員可推知上述說明為發明的範例之一，並非用來限制本發明。例如，可以是以縱向作為第一方向，並以橫向作為第二方向。此外，第一導電條與第二導電條的數目可以是相同，也可以是不同，例如，第一導電條具有N條，第二導電條具有M條。
在進行二維度互電容式偵測時，交流的驅動信號依序被提供給每一條第一導電條，並經由所述的第二導電條的信號取得相應於每一條被提供驅動信號的導電條的一維度感測資訊，集合相應於所有第一導電條的感測資訊則構成一二維度感測資訊。所述的一維度感測資訊可以是依據所述的第二導電條的信號產生，也可以是依據所述的第二導電條的信號與基準的差異量來產生。此外，感測資訊可以是依據信號的電流、電壓、電容性耦合量、電荷量或其他電子特性來產生，並且可以是以類比或數位的形式存在。
在實際上沒有外部導電物件接近或覆蓋觸摸屏時，或系 統沒有判斷出外部導電物件接近或覆蓋觸摸屏時，位置偵測裝置可以由所述的第二導電條的信號產生一基準，基準呈現的是觸摸屏上的雜散電容。感測資訊可以是依據第二導電條的信號產生，或是依據第二導電條的信號減去基準所產生。
在習知技術中，電容筆(capacitive pen)一般作為手的延伸，與觸摸屏接觸的面積需要與手指正常接觸觸摸屏的面績相近，才能得到充份的信號變化量以正確地判斷出接觸的位置。所述的面積大約要能覆蓋多個導電條的交會處。
請參照圖1C至1E，為依據本發明的第一實施例提出的小筆頭電容筆。電容筆P的筆頭與筆身接觸性耦合，因此握持筆身的手可透過筆頭與觸摸屏電容性耦合。此外，電容筆P的筆頭與觸摸屏的接觸直徑大約3mm以下，在本發明的一較佳範例中，電容筆P的筆頭與觸摸屏的接觸直徑大約2.2mm。在互電容式偵測時，當驅動信號(如脈衝寬度調變訊號(PWM；pulse-width modulation))被提供給一第一導電條(如第一導電條Tx1或Tx2)，透過與第一導電條交會的各第二導電條(如第二導電條Rx2)偵測第一導電條上各交會處的電容性耦合變化量。當電容筆P靠近或接觸一交會處(如第一導電條Tx2與第二導電條Rx2的交會處)時，偵測到的電容性耦合變化量V1可能大於一第一門檻限值T1，然而當電容筆P移至兩交會處(如第一導電條Tx1與第二導電條Rx2的交會處及第一導電條Tx2與第二導電條Rx2的交會處的交會處)中間時，兩個交會處的電容性耦合變化量V2與V3卻低於第一門檻限值T1，因而造成判斷不到筆的位置。
為此，請參考圖1F與1G，本發明提出當一交會處的電容性耦合變化量高於一第二門檻限值但未高於第一門檻限值時，可以透過相加相鄰交會處的電容性耦合變化量(如V23,V32)來判斷是否超過一門檻限值來判斷電容筆P落在兩交會 處間的位置。
在本發明的一範例中，前述的電容性耦合變化量的總和可以是總和在同一被驅動導電條(第一導電條)相鄰的一個或多個交會處的電容性耦合變化量。例如在一第一導電條被提供驅動信號時，由連續多條第二導電條偵測到的電容性耦合變化量的值構成一相應於這第一導電條的感測資訊，感測資訊的每一個大於第二門檻限值並且小於第一門檻限值的值可以是總和感測資訊中前一個值或總和後一個值後來判斷是否大於第一門檻限值。
在本發明的另一範例中，相應於多數導電條的感測資訊(一維度感測資訊)構成一影像(二維度感測資訊)。前述感測資訊的每一個大於第二門檻限值並且小於第一門檻限值的值是總和影像中相鄰的交會處的電容性耦合變化量。
另外請參照圖2A，為依據本實施例提出的一種偵測小筆頭電容筆的方法。如步驟210所示，取得一電容性耦合變化量影像。這電容性耦合變化量影像可以是先在觸摸屏未受任何外部導電物件接近或觸碰時取得影像，作為一基準影像，之後再一次或連續多次取得影像。每次取得的影像與基準影像的變化量為電容性耦合變化量影像。電容性耦合變化量影像的值相應於複數條被驅動導電條(第一導電條)，相應於每一條被驅動導電條的值是依據複數條被偵測導電條的信號產生。每一條被驅動導電條(如第一導電條)與被偵測導電條(如第二導電條)可以是分別對應一橫向座標與一縱向座標。當每次驅動信號被提供於一被驅動導電條時，被驅動導電條上的每一個交會處的座標為相疊的被驅動導電條與被偵測導電條交會的二維度座標，如(被驅動導電條的座標，被偵測導電條的座標)。
在本發明的一範例中，可以是一次驅動相鄰的兩條或多 條被驅動導電條。例如，當第一導電條有N條時，每次同時提供驅動信號於相鄰的兩條第一導電條，每次驅動的兩條第一導電條至少一條不相同，共驅動N-1次。相對於每次只驅動一條第一導電條，產生由N個一維度感測資訊組成的電容性耦合變化量影像(二維度感測資訊)，每次同時驅動相鄰的兩條第一導電條，會產生N-1個一維度感測資訊組成的電容性耦合變化量影像。在本範例中，每一個交會處的座標為兩被驅動導電條間中央的座標與一被偵測導電條的座標組成的二維度座標。
接下來，如步驟220所示，偵測值小於第一門檻限值並大於第二門檻限值的每一個交會處，作為被偵測交會處。之後，如步驟230所示，偵測每一個一第一區域，第一區域包括被偵測交會處與一相鄰交會處，被偵測交會處與相鄰交會處相應不同被驅動導電條，並且第一區域的值的總和(偵測交會處與相鄰交會處的總和)大於第一門檻限值。接下來，如步驟240所示，偵測每一個第二區域，第二區域包括被偵測交會處在內的四個交會處(偵測交會處與另外三個交會處)，第二區域內每一個交會處與第二區域內另外兩個交會處相鄰，並且相應於第二區域的值的總和(偵測交會處與另外三個交會處的值的總和)大於第一門檻限值。在本發明的一範例中，是在沒有偵測到任何第一區域時，偵測第二區域。在本發明的另一範例中，是無論有沒有偵測到任何第一區域，都偵測第二區域。如步驟250所示，在第一區域或第二區域相鄰或鄰近的交會處的值都小於一第三門檻限值時判斷第一區域或第二區域為一外部導電物件接近或接觸的區域。
請參照圖2B至2G，所示陣列表示5條第一導電條(被驅動導電條)與5條第二導電條(被偵測導電條)交會的多個交會處(交會處00、交會處01、...、交會處04、交會處10、交會處11、...交會處44)，其中交會處00,01,02,03,04為位於 第一導電條T0上的交會處，交會處10,11,12,13,14為位於第一導電條T1上的交會處，依此類推。
假設在步驟220偵測出交會區22為被偵測交會處，則在步驟230中，可能的第一區域將如圖2B與圖2C所示，分別為交會處12,22或交會處22,32。在判斷出交會處12,22的值的總和大於第一門檻限值時，則偵測出交會處12,22為第一區域。或者是，在判斷出交會處22,32的值的總和大於第一門檻限值時，則偵測出交會處22,32為第一區域。相反地，交會處12,22的值的總和或交會處22,32的值的總和都沒有超過第一門檻限值時，則沒有偵測出第一區域。
此外，在步驟240中，可能的第二區域將如圖2D至圖2G圖所示，分別為圖2D的交會處11,12,21,22、圖2E的交會處12,13,22,23、圖2F的交會處21,22,31,32與圖2G的交會處22,23,32,33。當圖2D至圖2G圖中任一圖的四個交會處的值的總和超過第一門檻限值時，則偵測出第二區域。反之，當圖2D至圖2G圖中沒有任何圖的四個交會處的值的總和超過第一門檻限值時，則沒有偵測出第二區域。
另外，在步驟250中，假設第一區域如圖2B所示。在本發明的一範例中，第一區域的相鄰交會處可以是交會處02,11,13,21,23,32。在本發明的另一範例中，第一區域的鄰近交會處可以是01,02,03,11,13,21,23,31,32,33。圖2C至圖2G的相鄰或鄰近交會處依此類推，在此不再贅述。
此外，在本發明的一最佳模式中，第二門檻限值與第三門檻限值分別為1/2與第一門檻限值的1/4，其中第一門檻限值>第二門檻限值>第三門檻限值。本領域具備基礎知識的技術人員可推知第一門檻限值、第二門檻限值與第三門檻限值，本發明並不限制第一門檻限值、第二門檻限值與第三門檻限值的大小。
在本發明的一較佳範例中，電容筆的筆頭為細筆頭，最大寬度約在2mm~3mm之間，小於兩平行導電條間或兩平行被驅動導電條間的最短距離。例如，小於一導電條的中央與相鄰的另一導電條的中央之間的距離或小於一第一導電條的中央與相鄰的另一第一導電條的中央之間的距離。
以下為依據圖2A提供的演算法。DD[i][j]表示在步驟220中正被偵測的交會處。
依據前述，本發明提出一種偵測小面積接觸或接近的裝置。依據步驟210所示，本發明包括由一電容式觸模屏取得一電容性耦合變化量影像的裝置。所述電容式觸摸屏具有多條被提供一驅動信號的被驅動導電條與多條提供電容性耦合變化量的被偵測導電條。在每次驅動信號被提供時，被同時 提供驅動信號的一條或多條被驅動導電條與每一被偵測導電條的一個或多個交會處產生電容性耦合，電容性耦合變化量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量。
依據步驟220所示，本發明包括由電容性耦合變化量影像偵測每一個被偵測交會處的裝置，其中被偵測交會處的值小於一第一門檻限值與大於一第二門檻限值。
依據步驟230所示，本發明包括偵測每一個第一區域的裝置，每一個第一區域包含所述被偵測交會處之一與相鄰於被偵測交會處的一相鄰交會處，並且第一區域的值的總合大於第一門檻限值。
依據步驟240所示，本發明包括偵測每一個第二區域的裝置，每一個第二區域包含所述被偵測交會處之一在內的四個相鄰的交會處，並且第二區域的值的總合大於第一門檻限值。如先前所述，可以是在沒有偵測到任何第一區域時才偵測第二區域，也可以是無論有沒有偵測到第一區域時都偵測第二區域。
依據步驟250所示，本發明包括當偵測到至少一第一區域或至少一第二區域時判斷出外部導電物件接近或接觸的第一區域或第二區域的裝置，其中與外部導電物件接近或接觸的第一區域或第二區域相鄰的所有交會處的值小於一第三門檻限值。
前述的觸摸屏可以是具有多條被提供一驅動信號的被驅動導電條與多條提供電容性耦合變化量的被偵測導電條，在每次驅動信號被提供時，被同時提供驅動信號的一條或多條被驅動導電條與每一被偵測導電條的一個或多個交會處產生電容性耦合。基於所述的電容性耦合，所述的被偵測導電條提供所述的交會處的電容性耦合變化量，電容性耦合變化 量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量。
如先前所述，在本發明的一範例中，第一門檻限值>第二門檻限值>第三門檻限值。例如，第二門檻限值為第一門檻限值的1/2，並且第三門檻限值為第一門檻限值的1/4。此外，在本發明的一最佳模式中，小面積接近或接觸的最大寬度小於或等於兩相鄰導電條的中央之間的距離。例如，所述的小面積接近或接觸的最大寬度小於或等於3mm，而兩導電條的中央之間的距離為6.5mm以下。所述的兩相鄰導電條可以是兩條平行排列且相鄰的被驅動導電條或被偵測導電條。
前述的小面積接近或接觸的最大寬度是指本發明的觸摸屏被用來偵測小面積接近或接觸的適用範圍的最大寬度，並非指本發明的觸摸屏偵測外部導電物件接近與接觸的最大寬度。外部導電物件接近與接觸大於前述的小面積接近或接觸的最大寬度時，可採用一般的偵測方式來達成，例如不經由判斷第一區域或第二區域來直接判斷。據此，本發明能偵測一般的外部導電物件接近與接觸，也可以偵測外部導電物件的小面積接近或接觸。例如，當外部導電物件為一筆，筆與觸摸屏接近或接觸耦合的面積小於或等於前述的小面積接近或接觸的最大寬度。又例如，外部導電物件接近(如懸空)於觸摸屏上方時，外部導電物件上與觸摸屏電容性耦合的面積相對小於外部導電物件接觸觸摸屏與觸摸屏電容性耦合的面積，外部導電物件能與觸摸屏電容性耦合的面積小於或等於前述的小面積接近或接觸的最大寬度可視為小面積的外部導電物件的接近。
據此，在本發明的一範例中，更包括：由電容性耦合變化量影像偵測每一個值大於一第一門檻限值的交會處，當偵測到至少一個值大於一第一門檻限值的交會處時，判斷出每 一個外部導電物件的小面積接近或接觸的單一交會處，其中每一個外部導電物件的小面積接近或接觸的單一交會處相鄰的所有交會處都小於第一門檻限值。
在本發明的一範例中，步驟250是在步驟230後被執行。此外，步驟250也可以是在步驟240後被執行。在本發明的另一範例中，步驟250是在步驟230與步驟240被執行完後才被執行。
請參照圖3A與圖3B，是依據本發明的第二實施例提出的一種電容筆30，包括一導電筆身31與一導電筆頭32。導電筆頭接觸性耦合於導電筆身，當導電筆身與握持的筆的手或人體接觸時，導電筆頭透過導電筆身接觸性耦合於手或人體，導電筆頭透過人體耦合於地。在本發明的一範例中，導電筆頭32是由導電纖維硬化而成，例如是膠合後以光學硬化或加熱硬化。此外導電筆頭32更包括一接觸部33，其中接觸部33硬化的程度與導電筆頭32中非接觸部的部份不同，接觸部33比導電筆頭32中非接觸部的部份軟，在觸摸屏34上書寫時，接觸部33會因為阻力或觸壓產生形變，成為形變的接觸部35，因而增加接觸面積。在本發明的一較佳範例中，接觸部33與觸摸屏34的接觸直徑約3mm~1mm間。在本發明的一範例中，導電筆頭是與導電筆身同方向延伸的集束(collecting)導電纖維，換言之，每一條導電纖維是由導電筆身向筆尖延伸，部份或全部的導電纖維由非接觸部延伸至接觸部。導電纖維的膠合可以是由導電膠來達成。本技術領域具有普通知識的技術人員可以推知導電纖維(如導電聚酯、導電聚胺等)與導電膠(如紫外線光固化導電膠)的材質，在此不再贅述。
此外導電筆頭中更可以是包括一導電支持部(未顯於圖示)，導電支持部可以是金屬或非金屬材質，例如可以是由銅 棒或是石墨棒構成。此外接觸部頂端更可以包括一凹陷部，提供接觸部33向內凹陷的空間，可較無凹陷部較大的空間。接觸部33為圓錐狀，並且錐頂可以是具有前述凹口。
在本發明的一範例中，接觸部33與觸摸屏34接觸的最大寬度小於接觸屏34平行排列的兩導電條的中心線間的距離。在本發明的一範例中，接觸部33最多接觸兩平行導電條。在本發明的另一範例中，接觸部33最多接觸兩相鄰交會處。
據此，本發明提出一種電容式書寫裝置，包括：一電容筆、一觸摸屏與一控制電路。電容筆包括一導電筆身與一導電筆頭，導電筆身與導電筆頭接觸性耦合，並且導電筆頭包括一接觸部與一非接觸部，其中接觸部較非接觸部軟，並且導電筆頭是由導電纖維膠合，部份或全部的導電纖維由非接觸部延伸至接觸部。此外，觸摸屏具有多條被提供一驅動信號的被驅動導電條與多條提供電容性耦合變化量的被偵測導電條，在每次驅動信號被提供時，被同時提供驅動信號的一條或多條被驅動導電條與每一被偵測導電條的交會處產生電容性耦合。另外，當電容筆被一外部導電物件(如前述的手或人體)在觸摸屏上握持時，控制電路依據所述的交會處產生的電容性耦合的變化量判斷出電容筆在觸摸屏上的位置。
依據前述的偵測小面積接觸或接近的裝置所述，偵測電路可包括：由一電容式觸模屏取得一電容性耦合變化量影像的裝置，其中電容性耦合變化量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量；由電容性耦合變化量影像偵測每一個值大於一第一門檻限值的交會處的裝置；以及當偵測到至少一個值大於一第一門檻限值的交會處時，判斷出每一個電容筆的接近或接觸的單一交會處的裝置，其中每一個電容筆的接近或接觸的單一交會處相鄰的所有交會處都小 於第一門檻限值。
偵測電路也可以包括：由一電容式觸模屏取得一電容性耦合變化量影像的裝置，其中電容性耦合變化量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量；由電容性耦合變化量影像偵測每一個被偵測交會處的裝置，其中被偵測交會處的值小於一第一門檻限值與大於一第二門檻限值；以及偵測每一個第一區域的裝置，每一個第一區域包含所述被偵測交會處之一與相鄰於被偵測交會處的一相鄰交會處，並且第一區域的值的總合大於第一門檻限值；當偵測到至少一第一區域時，判斷出觸控筆接近或接觸的第一區域的裝置，其中與電容筆接近或接觸的第一區域相鄰的所有交會處的值小於第三門檻限值。
再者，偵測電路更可以包括：當沒有偵測到任何第一區域時，偵測每一個第二區域的裝置，每一個第二區域包含所述被偵測交會處在內的四個相鄰的交會處，並且第二區域的值的總合大於第一門檻限值；以及當偵測到至少一第二區域時，判斷出觸控筆接近或接觸的第二區域的裝置，其中與電容筆接近或接觸的第二區域相鄰的所有交會處的值小於一第三門檻限值。
在本發明的一最佳模式中，第一門檻限值>第二門檻限值>第三門檻限值。例如：第二門檻限值為第一門檻限值的1/2，並且第三門檻限值為第一門檻限值的1/4。
此外，在本發明的一範例中，電容筆與觸摸屏接觸的最大寬度小於兩平行排列且相鄰的導電條的中央間的距離，兩平行排列且相鄰的導電條為所述的被驅動導電條或被偵測導電條。在本發明的另一範例中，每一個判斷出的電容筆接近或接觸的第一區域或第二區域分別為一筆接近或接觸的第一區域或第二區域，其中筆與觸摸屏接觸的最大寬度小於或等 於3mm。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。
100‧‧‧位置偵測裝置
110‧‧‧顯示器
120,34‧‧‧觸摸屏
120A‧‧‧第一感測層
120B‧‧‧第二感測層
130‧‧‧驅動/偵測單元
140‧‧‧導電條
140A,Tx1,Tx2‧‧‧第一導電條
140B,Rx2‧‧‧第二導電條
160‧‧‧控制器
161‧‧‧處理器
162‧‧‧記憶體
170‧‧‧主機
171‧‧‧中央處理單元
173‧‧‧儲存單元
P‧‧‧電容筆
V1,V2,V3,V23,V32‧‧‧電容性耦合變化量
PWM‧‧‧脈衝寬度調變訊號
T1‧‧‧第一門檻限值
T2‧‧‧第二門檻限值
30‧‧‧電容筆
31‧‧‧導電筆身
32‧‧‧導電筆頭
33‧‧‧接觸部
35‧‧‧形變的接觸部
圖1A與1B為互電容式感測器的示意圖；圖1C至1E為依據本發明的第一實施例提出的小筆頭電容筆接近或接觸觸摸屏的示意圖；圖1F至1G為依據本發明的第一實施例提出的判斷小筆頭電容筆接近或接觸的示意圖；圖2A為依據本發明的第一實施例提出的偵測小面積接近或接觸的流程示意圖；圖2B至2G為依據本發明的第一實施例說明第一區域與第二區域的示意圖；以及圖3A與圖3B，是依據本發明的第二實施例提出的一種電容筆的示意圖。
30‧‧‧電容筆
31‧‧‧導電筆身
32‧‧‧導電筆頭
33‧‧‧接觸部

Claims (8)

  1. 一種電容式書寫裝置，包括：一電容筆，包括一導電筆身與一導電筆頭，導電筆身與導電筆頭接觸性耦合，並且導電筆頭包括一接觸部與一非接觸部，其中接觸部較非接觸部軟，並且導電筆頭是由導電纖維膠合，部份或全部的導電纖維由非接觸部延伸至接觸部；一觸摸屏，具有多條被提供一驅動信號的被驅動導電條與多條提供電容性耦合變化量的被偵測導電條，在每次驅動信號被提供時，被同時提供驅動信號的一條或多條被驅動導電條與每一被偵測導電條的交會處產生電容性耦合；以及一控制電路，當電容筆被一外部導電物件在觸摸屏上握持時，控制電路依據所述的交會處產生的電容性耦合的變化量判斷出電容筆在觸摸屏上的位置。
  2. 根據申請專利範圍第1項之電容式書寫裝置，其中控制電路執行下列步驟：由一觸模屏取得一電容性耦合變化量影像，其中電容性耦合變化量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量；由電容性耦合變化量影像偵測包含至少一個值大於一第一門檻限值的交會處；以及當偵測到包含至少一個值大於第一門檻限值的交會處時，判斷出每一個電容筆的接近或接觸的單一交會處，其中每一個電容筆的接近或接觸的單一交會處相鄰的所有交會處都小於第一門檻限值。
  3. 根據申請專利範圍第1項之電容式書寫裝置，其中控制電路執行下列步驟： 由一觸模屏取得一電容性耦合變化量影像，其中電容性耦合變化量影像的每一個值分別為所述交會處之一的電容性耦合變化量；由電容性耦合變化量影像，取得包含值小於一第一門檻限值與大於一第二門檻限值的每一個被偵測交會處；以及偵測每一個第一區域，每一個第一區域包含所述被偵測交會處之一與相鄰於被偵測交會處的一個相鄰交會處，並且第一區域的值的總合大於第一門檻限值；當偵測到至少一第一區域時，判斷出觸控筆接近或接觸的第一區域，其中與電容筆接近或接觸的第一區域相鄰的所有交會處的值小於第三門檻限值。
  4. 根據申請專利範圍第3項之電容式書寫裝置，其中偵測電路更執行下列步驟：當沒有偵測到任何第一區域的值的總合大於第一門檻限值時，偵測每一個第二區域，每一個第二區域包含所述被偵測交會處在內的四個相鄰的交會處，並且第二區域的值的總合大於第一門檻限值；以及當偵測到至少一第二區域時，判斷出觸控筆接近或接觸的第二區域，其中與電容筆接近或接觸的第二區域相鄰的所有交會處的值小於一第三門檻限值。
  5. 根據申請專利範圍第3項之電容式書寫裝置，其中第一門檻限值>第二門檻限值>第三門檻限值。
  6. 根據申請專利範圍第3項之電容式書寫裝置，其中第二門檻限值為第一門檻限值的1/2，並且第三門檻限值為第一門檻限值的1/4。
  7. 根據申請專利範圍第3項之電容式書寫裝置，其中電容筆與觸摸 屏接觸的最大寬度小於兩平行排列且相鄰的導電條的中央間的距離，兩平行排列且相鄰的導電條為所述的被驅動導電條或被偵測導電條。
  8. 根據申請專利範圍第3項之電容式書寫裝置，其中每一個判斷出的電容筆接近或接觸的第一區域或第二區域分別為一筆接近或接觸的第一區域或第二區域，其中筆與觸摸屏接觸的最大寬度小於或等於3mm。
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