TWI656458B - Wireless charging active stylus - Google Patents

Abstract

本發明係一種無線充電的主動式觸控筆，包含有一處理單元，係通過一切換單元連接至一訊號收發單元，以及一電池單元，係通過一充電迴路單元及該切換單元連接至該訊號收發單元。當該處理單元產生一第一控制訊號至該切換單元時，該切換單元控制該訊號收發單元與該處理單元電連接，使該處理單元能通過該訊號收發單元發送一觸控訊號。當該處理單元產生一第二控制訊號至該切換單元時，該切換單元控制該訊號收發單元予該充電迴路單元電連接，使該訊號收發單元能接收一無線電訊號並由該充電迴路單元轉換成電能對該電池單元充電，以延長持續使用時間。

Description

無線充電的主動式觸控筆

本發明係一種主動式觸控筆，尤指一種無線充電的主動式觸控筆。

現有的電子裝置大都具有觸控模組，如此一來，使用者便可直觀地進行操作，相當方便。

一般而言，觸控模組具有電阻式、電容式及電磁式三種形式，其中又以電容式最方便使用者操作，最受大眾歡迎。電容式觸控模組是通過人體皮膚的導電特性，當使用者的人體直接接觸到電容式觸控模組時，能夠改變電容式觸控模組的電容值，藉由電容值的改變來確認使用者觸碰的位置，而使用者通常使用手指作為操作媒介，利用手指進行觸控操作。且觸控模組通常與顯示模組整合，讓使用者能直接在顯示畫面上進行操作，但使用者的手指往往在操作的過程中會阻礙到顯示畫面的內容，造成使用者無法觀看到顯示模組的顯示畫面，進而影響操作。因此，另一種替代方式即是使用一觸控筆來代替手指進行觸控操作。

現有的觸控筆主要分為主動式與被動式兩種，其中被動式觸控筆主要藉由導電特性，做為人體的延伸，進行觸控操作。而主動式觸控筆則是透過發射無線觸控訊號讓觸控模組接收，進而提供觸控模組判斷主動式觸控筆的位置。因此，主動式觸控筆必須設置有一電池單元，用於提供電能，讓內部的處理單元能夠產生該觸控訊號，並透過天線無線發送該觸控訊號供該觸控模組接收。

由於主動式觸控筆必須透過電池單元供電才能維持正常運作，當電池單元沒電時，就必須進行充電或是直接更換電池單元，若使用者在正在進行觸控操作時沒電，使用者就必須停下來去充電或是更換電池，對於使用者而言，使用上相當不方便。

有鑑於現有的主動式觸控筆在使用時沒電必須停止操作，無法繼續使用的缺點，本發明提出一無線充電的主動式觸控筆，當使用者進行觸控操作時能同時充電，延長主動式觸控筆的持續使用時間，避免進行觸控操作時沒電的情況發生。

該無線充電的主動式觸控筆包含有： 一筆身，其中一端為一筆頭端，且具有一容置空間； 一訊號收發單元，設置於該筆身筆頭端內的容置空間中； 一切換單元，具有一共同端、一第一連接端、一第二連接端及一控制端，該共同端電連接至該訊號收發單元； 一處理單元，具有一訊號收發端及一控制訊號輸出端，該訊號收發端電連接至該切換單元的第一連接端，且該控制訊號輸出端電連接至該切換單元的控制端； 一電池單元，電連接至該處理單元以提供電力； 一充電迴路單元，電連接至該切換單元的第二連接端及該電池單元； 其中，當該處理單元產生一第一控制訊號由該控制訊號輸出端輸出至該切換單元的控制端，係控制該切換單元的共同端連接至該第一連接端； 其中，當該處理單元產生一第二控制訊號由該控制訊號輸出端輸出至該切換單元的控制端，係控制該切換單元的共同端連接至該第二連接端，令該充電迴路單元對該電池單元加以充電。

由於當該處理單元產生一第二控制訊號時，該切換單元的共同端會連接至該第二連接端，使該充電迴路單元能通過該切換單元連接至該訊號收發單元，且該訊號收發單元能接收來自一觸控模組發送的掃描訊號作為電能來源，並且該充電迴路單元能將該觸控模組發送的掃描訊號轉換成電能對該電池單元充電，藉此避免該電池單元因持續使用而沒電的狀況。如此一來，當使用者使用該無線充電的主動式觸控筆時，該無線充電的主動式觸控筆能接收來自該觸控模組的發送掃描訊號作為電能來源對該電池單元進行充電，進而延長該無線充電的主動式觸控筆的持續使用時間，避免在使用的過程中突然沒電而無法使用的情況。

以下配合圖式及本發明較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本發明係一種無線充電的主動式觸控筆，該無線充電的主動式觸控筆係供配合一具有觸控模組21的電子裝置20使用，該無線充電的主動式觸控筆係包含有一筆身11、一訊號收發單元12、一切換單元13、一處理單元14、一充電迴路單元15及一電池單元16。

該筆身11其中一端係一筆頭端111，且該筆身11具有一容置空間112。該訊號收發單元12係設置於對應筆頭端111內部的容置空間112中。該切換單元13具有一第一連接端131、一第二連接端132、一共同端133及一控制端134。該共同端133係電連接至該訊號收發單元12。在本較佳實施例中，該訊號收發單元12係一感應線圈。

該處理單元14具有一訊號收發端141及一控制訊號輸出端142。該訊號收發端141電連接至該切換單元13的第一連接端131，且該控制訊號輸出端142電連接至該切換單元13的控制端134。

該電池單元16係通過該充電迴路單元15電連接至該切換單元13的第二連接端132。該處理單元14係產生一第一控制訊號由該控制訊號輸出端142輸出至該切換單元13的控制端134，以控制該切換單元13的共同端133連接至該第一連接端131。該處理單元14係產生一第二控制訊號由該控制訊號輸出端142輸出至該切換單元13的控制端134，以控制該切換單元13的共同端133連接至該第二連接端132。

由於當該處理單元14產生該第二控制訊號時，該切換單元13的共同端133會連接至該第二連接端132，使該充電迴路單元15能通過該切換單元13連接至該訊號收發單元12，且該訊號收發單元12能接收來自該電子裝置20的觸控模組21發送的掃描訊號作為電能來源，並且該充電迴路單元15能將該觸控模組21發送的掃描訊號轉換成電能對該電池單元16充電，藉此避免該電池單元16因持續使用而沒電的狀況。如此一來，當使用者使用該無線充電的主動式觸控筆時，該無線充電的主動式觸控筆能接收來自該觸控模組21的發送掃描訊號作為電能來源對該電池單元16進行充電，進而延長該無線充電的主動式觸控筆的持續使用時間，避免在使用的過程中突然沒電而無法使用的情況。

一般而言，請參閱圖3所示，該電子裝置20的觸控模組21是一電容式觸控模組21a，而電容式觸控模組21a的作用原理為，該電容式觸控模組21a設置有複數條平行間隔第一方向電極X ₁~X _m以及複數條平行間隔第二方向電極Y ₁~Y _n，且該第一方向電極X ₁~X _m與該第二方向電極Y ₁~Y _n彼此交錯。當該電容式觸控模組21a正常時，該電容式觸控模組21a是透過一控制單元(圖未示)產生驅動訊號，該控制單元分別連接該些該第一方向電極X ₁~X _m與該些該第二方向電極Y ₁~Y _n，且該控制單元依序輸出該驅動訊號至該些第一方向電極X ₁~X _m，並掃描該些該第二方向電極Y ₁~Y _n，從該些第二方向電極Y ₁~Y _n分別接收一電容感應量，並根據接收到的電容感應量判斷出使用者目前觸碰的位置。

舉例來說，由於使用者的人體觸碰到該電容式觸控模組21a時，人體的導電性會改變從該些第二方向電極Y ₁~Y _n接收到的電容感應量。也就是說，當使用者的手指觸碰到該電容式觸控模組21a的第一位置P1時，該控制單元輸出控制訊號至該第一方向電極X ₃後，從該第二方向電極Y ₃接收到的電容感應量會被改變，如此一來，該控制單元便可判斷出使用者手指的觸碰位置為該第一位置P1，並可執行對應的觸控功能。

該控制單元輸出至該些第一方向電極X ₁~X _m的控制訊號除了可供該第二方向電極Y ₁~Y _n接收電容感應量以判斷出使用者手指的觸碰位置外，該控制訊號亦會產生電磁波，形成無線電訊號。而本發明即是利用該控制訊號產生的電磁波，藉由本發明無線充電的主動式觸控筆的訊號收發單元12接收該控制訊號產生的電磁波，通過電磁感應產生電力，並藉由該充電迴路單元15將接收到的電力轉換成能對該電池單元16充電的電能，藉此讓使用者在使用該無線充電的主動式觸控筆時，能接收到該控制訊號產生的電磁波，由該充電迴路單元15轉換成能對該電池單元16充電的電能，對該電池單元16充電，進而延長該無線充電的主動式觸控筆的持續使用時間。

在本較佳實施例中，該無線充電的主動式觸控筆的處理單元14係採分時多工的方式輪流產生該第一控制訊號及該第二控制訊號。如此一來，該無線充電的主動式觸控筆便可在不影響使用者使用的狀態下，輪流控制該切換單元13的共同端133分別連接該第一連接端131或該第二連接端132。

而當該處理單元14產生該第一控制訊號時，該切換單元13的共同端133連接該第一連接端131，且該主無線充電的主動式觸控筆的處理單元14係進一步產生一觸控訊號由該訊號收發端141輸出至該切換單元13的第一連接端131，並通過該切換單元13由該訊號收發單元12發送該觸控訊號，讓該觸控模組21接收，執行對應的觸控功能。

當該處理單元14產生該第二控制訊號時，該切換單元13的共同端133連接該第二連接端132，且該充電迴路單元15通過該切換單元13連接該訊號收發單元12，並由該訊號收發單元12接收該電子裝置20的觸控模組21發送的無線電訊號作為電能來源，且由該充電迴路單元15轉換該無線電訊號成一充電能量對該電池單元16充電。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

11‧‧‧筆身

111‧‧‧筆頭端

112‧‧‧容置空間

12‧‧‧訊號收發單元

13‧‧‧切換單元

131‧‧‧第一連接端

132‧‧‧第二連接端

133‧‧‧共同端

134‧‧‧控制端

14‧‧‧處理單元

141‧‧‧訊號收發端

142‧‧‧控制訊號輸出端

15‧‧‧充電迴路單元

16‧‧‧電池單元

20‧‧‧電子裝置

21‧‧‧觸控模組

21a‧‧‧電容式觸控模組

X₁~X_m‧‧‧第一方向電極

Y₁~Y_n‧‧‧第二方向電極

圖1係本發明無線充電的主動式觸控筆的使用狀態示意圖。 圖2係本發明無線充電的主動式觸控筆的方塊示意圖。 圖3係一般電容式觸控模組的示意圖。

Claims (5)

1. 一種無線充電的主動式觸控筆，包含有： 一筆身，其中一端為一筆頭端，且具有一容置空間； 一訊號收發單元，設置於該筆身筆頭端內的容置空間中； 一切換單元，具有一共同端、一第一連接端、一第二連接端及一控制端，該共同端電連接至該訊號收發單元； 一處理單元，具有一訊號收發端及一控制訊號輸出端，該訊號收發端電連接至該切換單元的第一連接端，且該控制訊號輸出端電連接至該切換單元的控制端； 一電池單元，電連接至該處理單元以提供電力； 一充電迴路單元，電連接至該切換單元的第二連接端及該電池單元； 其中，當該處理單元產生一第一控制訊號由該控制訊號輸出端輸出至該切換單元的控制端，係控制該切換單元的共同端連接至該第一連接端； 其中，當該處理單元產生一第二控制訊號由該控制訊號輸出端輸出至該切換單元的控制端，係控制該切換單元的共同端連接至該第二連接端，令該充電迴路單元對該電池單元加以充電。
2. 如請求項1所述之無線充電的主動式觸控筆，其中該處理單元係採分時多工的方式輪流產生該第一控制訊號及該第二控制訊號。
3. 如請求項1所述之無線充電的主動式觸控筆，其中當該處理單元產生該第一控制訊號時，該處理單元進一步產生一觸控訊號由該訊號收發端輸出至該切換單元的第一連接端，並通過該切換單元由該訊號收發單元發送該觸控訊號。
4. 如請求項2所述之無線充電的主動式觸控筆，其中當該處理單元產生該第一控制訊號時，該處理單元進一步產生一觸控訊號由該訊號收發端輸出至該切換單元的第一連接端，並通過該切換單元由該訊號收發單元發送該觸控訊號。
5. 如請求項1至4中任一項所述之無線充電的主動式觸控筆，其中當該處理單元產生該第二控制訊號時，該充電迴路單元通過該切換單元連接至該訊號收發單元，以通過該訊號收發單元接收一電子裝置發送的一無線電訊號，並將該無線電訊號轉換成一充電能量對該電池單元充電。