TWI812531B - 觸控筆與其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種觸控筆，包含筆尖部、夾持部以及夾持力調整部。位於觸控筆的殼體內的夾持部夾持筆尖部，以使筆尖部適於在觸控面板上滾動。夾持力調整部耦接於夾持部。夾持力調整部可以動態調整夾持部對筆尖部的夾持力，以改變夾持部與筆尖部之間的摩擦力。
Description
本發明是有關於一種觸控設備，且特別是有關於一種可調整摩擦力的觸控筆與觸控筆的操作方法。
觸控筆在觸控面板上的移動可以達成紙筆書寫功能。然而，觸控筆在觸控面板上的書寫手感相較於在實體紙上的書寫手感上仍有相當差異。如何改善觸控筆在觸控面板上的書寫手感，是本技術領域的諸多課題之一。
本發明提供一種觸控筆與其操作方法，以改變觸控筆在觸控面板上的書寫手感。
在本發明的一實施例中，上述的觸控筆包含筆尖部、夾持部，以及夾持力調整部。夾持部位於觸控筆的殼體內，夾持部夾持筆尖部，以及筆尖部適於在觸控面板上滾動。夾持力調整部耦接於夾持部，夾持力調整部動態調整夾持部對筆尖部的夾持力，以改變
夾持部與筆尖部之間的摩擦力。
在本發明的一實施例中，上述的操作方法包含：由觸控筆的夾持部夾持觸控筆的筆尖部，其中筆尖部適於在觸控面板上滾動，以及夾持部位於觸控筆的殼體內；以及由觸控筆的夾持力調整部動態調整夾持部對筆尖部的夾持力，以改變夾持部與筆尖部之間的摩擦力。
基於上述，本發明諸實施例所述觸控筆可以基於實際應用動態調整夾持部對筆尖部的夾持力。當夾持力改變時，夾持部與筆尖部之間的摩擦力亦被動態改變，使得使用者得以感受到書寫的不同回饋力道。因此，所述觸控筆可以改變觸控筆在觸控面板上書寫的筆感。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:觸控面板
80:電子設備
100:觸控筆
110:夾持部
111、112、113、114:滾珠夾具
111a、112a、113a、114a:支點端
111b、112b、113b、114b:活動端
120:筆尖部
130:夾持力調整部
131、132、133:電磁鐵
134:鐵磁性物質部
135、136:馬達機構
140:殼體
150:處理電路
160:通訊裝置
170:傳送器
180:接收器
D1:移動方向
HF1:夾持力
MF3、MF4:磁力
WF81、WF82、WF83:力變化頻率曲線
S210、S220、S710、S720、S910、S920、S930、S940:步驟
Z81、Z82、Z83:材質模擬區
圖1是根據本發明一實施例的一種觸控筆的縱剖面示意圖。
圖2是根據本發明一實施例的一種觸控筆操作方法的流程示意圖。
圖3是根據本發明一實施例所繪示，夾持部與夾持力調整部
的範例示意圖。
圖4是根據本發明另一實施例所繪示，夾持部與夾持力調整部的範例示意圖。
圖5是根據本發明又一實施例所繪示，夾持部與夾持力調整部的範例示意圖。
圖6是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆的電路方塊(circuit block)示意圖。
圖7是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆的書寫感調整方法的流程示意圖。
圖8是根據本發明一實施例所繪示，將觸控筆切換於不同書寫感模式下的操作情境示意圖。
圖9是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆的教育應用的流程示意圖。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件(element)的名稱，或區別不同實施例或範圍，
而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是根據本發明一實施例的一種觸控筆100的縱剖面示意圖。圖1繪示了觸控筆100的一端(筆尖)在觸控面板10上移動的操作情境。觸控筆100在觸控面板10上移動的方向被假設為圖1所示移動方向D1。圖1所示觸控筆100包含夾持部110、筆尖部120以及夾持力調整部130(未繪示於圖1，容後詳述)。夾持部110位於觸控筆100的殼體140內。
圖2是根據本發明一實施例的一種觸控筆操作方法的流程示意圖。請參照圖1與圖2。夾持部110可以夾持筆尖部120(步驟S210)。在觸控筆100沿移動方向D1移動於觸控面板10上的過程中，筆尖部120可以在觸控面板10上滾動，如圖1所示情境。在一些實施例中，筆尖部120可以包含筆尖滾珠，而夾持部110夾持筆尖滾珠以使筆尖滾珠在觸控面板10上滾動。在其他實施例中，筆尖部120可以包含筆尖滾輪或是其他幾何體。
夾持力調整部130耦接於夾持部110。在步驟S220中，夾持力調整部130可以動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1，以改變夾持部110與筆尖部120之間的摩擦力。當夾持力HF1改變時，夾持部110與筆尖部120之間的摩擦力亦被動態改變，使得使用者得以感受到書寫的不同回饋力道。因此，觸控筆
100可以改變觸控筆100在觸控面板10上書寫的筆感。
圖3是根據本發明一實施例所繪示，夾持部110與夾持力調整部130的範例示意圖。在圖3所示實施例中，夾持部110包含滾珠夾具111與滾珠夾具112，而觸控筆100還包含處理電路150。滾珠夾具111具有支點端111a以及活動端111b。滾珠夾具112具有支點端112a以及活動端112b。筆尖部120位於活動端111b與活動端112b之間。處理電路150耦接至夾持力調整部130。基於處理電路150的驅動與控制，夾持力調整部130可以驅動滾珠夾具111與滾珠夾具112以對筆尖部120施加夾持力HF1。
在圖3所示實施例中，夾持力調整部130包含電磁鐵131以及電磁鐵132。電磁鐵131以及電磁鐵132設置於夾持部110的兩側，其中滾珠夾具111與滾珠夾具112位於電磁鐵131與電磁鐵132之間，使得筆尖部120位於電磁鐵131與電磁鐵132之間。藉由調整電磁鐵131與/或電磁鐵132的激磁電流，處理電路150可以控制/調整電磁鐵131與電磁鐵132之間的磁力MF3。因此，電磁鐵131與電磁鐵132可以相互吸引，致使夾持部110的滾珠夾具111與112對筆尖部120施加夾持力HF1。基於處理電路150對磁力MF3的調整，夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1可以被動態調整，以改變夾持部110(滾珠夾具111與112)與筆尖部120之間的摩擦力。
圖4是根據本發明另一實施例所繪示，夾持部110與夾持力調整部130的範例示意圖。圖4所示夾持部110、滾珠夾具
111、滾珠夾具112以及處理電路150可以參照圖3所示夾持部110、滾珠夾具111、滾珠夾具112以及處理電路150的相關說明並且加以類推，故不再贅述。在圖4所示實施例中，夾持力調整部130包含電磁鐵133以及鐵磁性物質部134。基於實際設計，鐵磁性物質部134可以包含磁鐵、鐵片、鎳片或是其他鐵磁性材質。電磁鐵133以及鐵磁性物質部134設置於夾持部110的兩側，其中滾珠夾具111與滾珠夾具112位於電磁鐵133與鐵磁性物質部134之間，使得筆尖部120位於電磁鐵133與鐵磁性物質部134之間。藉由調整電磁鐵133的激磁電流，處理電路150可以控制/調整電磁鐵133與鐵磁性物質部134之間的磁力MF4。因此，電磁鐵133與鐵磁性物質部134可以相互吸引，致使夾持部110的滾珠夾具111與112對筆尖部120施加夾持力HF1。基於處理電路150對磁力MF4的調整，夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1可以被動態調整，以改變夾持部110(滾珠夾具111與112)與筆尖部120之間的摩擦力。
圖5是根據本發明又一實施例所繪示，夾持部110與夾持力調整部130的範例示意圖。圖5所示夾持部110以及處理電路150可以參照圖3所示夾持部110以及處理電路150的相關說明並且加以類推，故不再贅述。在圖5所示實施例中，夾持部110包含滾珠夾具113與滾珠夾具114，而觸控筆100還包含處理電路150。滾珠夾具113具有支點端113a以及活動端113b。滾珠夾具114具有支點端114a以及活動端114b。筆尖部120位於活動端
113b與活動端114b之間。處理電路150耦接至夾持力調整部130。基於處理電路150的驅動與控制，夾持力調整部130可以驅動滾珠夾具113與114以對筆尖部120施加夾持力HF1。
在圖5所示實施例中，夾持力調整部130包含馬達機構135以及馬達機構136。馬達機構135以及馬達機構136設置於夾持部110的兩側，其中滾珠夾具113與滾珠夾具114位於馬達機構135以及馬達機構136之間。馬達機構135與136可以驅動滾珠夾具113與114以對筆尖部120施加夾持力HF1。例如，藉由處理電路150調整馬達機構135以及136的驅動電流，馬達機構135以及136可以分別推/拉滾珠夾具113以及114，致使夾持部110的滾珠夾具113以及114對筆尖部120施加夾持力HF1。因此，基於處理電路150對馬達機構135與136的控制，夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1可以被動態調整，以改變夾持部110(滾珠夾具113與114)與筆尖部120之間的摩擦力。
圖6是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆100的電路方塊(circuit block)示意圖。圖6的觸控筆100包含夾持力調整部130、處理電路150、通訊裝置160、傳送器170以及接收器180。夾持力調整部130、通訊裝置160、傳送器170以及接收器180耦接至處理電路150。在觸控面板10定位觸控筆100的操作過程中，處理電路150可以通過傳送器170發送電訊號給觸控面板10，以及處理電路150可以通過接收器180接收來自於觸控面板10的電訊號。觸控面板10可以偵測觸控筆100在觸控面板10上的座標、
移動方向等資訊。
夾持力調整部130與處理電路150可以參照圖1至圖5所示夾持力調整部130與處理電路150的相關說明並且加以類推，故在此不再贅述。處理電路150可以通過通訊裝置160而與配置了觸控面板10的電子設備建立無線通訊通道，例如藍芽、WiFi等通訊通道。因此，配置了觸控面板10的電子設備可以通過無線通訊通道與通訊裝置160傳送阻力調整指令給處理電路150，而處理電路150可以依據阻力調整指令去控制夾持力調整部130，以動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1，進而改變夾持部110與筆尖部120之間的摩擦力。
圖7是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆的書寫感調整方法的流程示意圖。圖7所示流程可以做為圖2所示步驟S220的諸多實施例之一。請參照圖6與圖7。在步驟S710中，處理電路150可以讀取對應於使用者選定材質的模式參數。所述模式參數可以是，配置了觸控面板10的電子設備所發出所述阻力調整指令所指定的模式參數。觸控筆100可以操作於模式參數所對應的書寫感模式，以模擬觸控筆100在不同材質表面上的滑動。舉例來說，在使用者選定對應於畫布材質的書寫感模式1的情況下，當觸控筆100在觸控面板10上滑動時，使用者可以感覺像是觸控筆100在畫布材質上書寫。在使用者選定對應於石板材質的書寫感模式2的情況下，當觸控筆100在觸控面板10上滑動時，使用者可以感覺像是觸控筆100在石板材質上書寫。在使用者選定對
應於木板材質的書寫感模式3的情況下，當觸控筆100在觸控面板10上滑動時，使用者可以感覺像是觸控筆100在木板材質上書寫。
在步驟S720中，處理電路150可以根據選定的書寫感模式去控制夾持力調整部130動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。處理電路150可以調整夾持力HF1的力變化頻率，以模擬觸控筆100在不同材質表面上的滑動。根據步驟S710的模式參數，處理電路150在步驟S720中可以控制夾持力調整部130去動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1的力變化頻率，以模擬觸控筆100在選定材質表面上的滑動。
圖8是根據本發明一實施例所繪示，將觸控筆100切換於不同書寫感模式下的操作情境示意圖。圖8左部繪示了，觸控筆100在觸控面板10上滑動的操作情境示意圖。配置了觸控面板10的電子設備80可以偵測觸控筆100在觸控面板10上的位置、移動方向等資訊。圖8右部繪示了，觸控筆100在不同書寫感模式中的不同力變化頻率曲線示意圖，其中橫軸表示時間，而縱軸表示夾持力HF1。圖8所示觸控筆100與觸控面板10可以參照圖1至圖7的相關說明，故不再贅述。
在圖8所示實施例中，觸控筆100可以呈現/模擬在不同材質表面的書寫感。觸控面板10可以顯示一個或多個材質模擬區，例如材質模擬區Z81、Z82以及Z83。作為範例，在此假設材質模擬區Z81用以模擬畫布材質的書寫感，材質模擬區Z82用以模擬
石板材質的書寫感，以及材質模擬區Z83用以模擬木板材質的書寫感。使用者可以將觸控筆100移至材質模擬區Z81、Z82以及Z83的任何一個區域中。
舉例來說，當觸控筆100移至材質模擬區Z81時，電子設備80可以基於觸控筆100的位置而決定觸控筆100操作於對應畫布材質的書寫感模式1，然後即時地發出阻力調整指令給觸控筆100，以使處理電路150選用力變化頻率曲線WF81去控制/改變夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。當觸控筆100移至材質模擬區Z82時，電子設備80可以基於觸控筆100的位置而決定觸控筆100操作於對應石板材質的書寫感模式2，然後即時地發出阻力調整指令給觸控筆100，以使處理電路150選用力變化頻率曲線WF82去控制/改變夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。當觸控筆100移至材質模擬區Z83時，電子設備80可以基於觸控筆100的位置而決定觸控筆100操作於對應木板材質的書寫感模式3，然後即時地發出阻力調整指令給觸控筆100，以使處理電路150選用力變化頻率曲線WF83去控制/改變夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。因此，處理電路150可以根據選定的書寫感模式去控制夾持力調整部130動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1的力變化頻率，以模擬觸控筆100在不同材質表面上的書寫感。
圖9是根據本發明一實施例所繪示，觸控筆100的教育應用的流程示意圖。在此實施例中，觸控筆100可以被應用在寫
字教學。配置了觸控面板10的電子設備可以運行寫字教學軟體，以控制觸控筆100的夾持力HF1去提醒使用者筆畫的順序或方向錯誤。請參照圖6與圖9。使用者可以依據寫字教學軟體的提示而握持觸控筆100在觸控面板10上練習寫字。當觸控筆100在觸控面板10上滑動時，寫字教學軟體可以通過觸控面板10去偵測觸控筆100在觸控面板10上的位置以及移動方向(步驟S910)。在步驟S920中，寫字教學軟體可以判斷觸控筆100的位置以及/或是移動方向是否正確。觸控面板10可以基於觸控筆100的移動方向發出阻力調整指令給觸控筆100的處理電路150，而處理電路150可以基於所述阻力調整指令調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。
當觸控筆100的移動軌跡(位置以及/或是移動方向)為正確時(步驟S920的判斷結果為「是」)，寫字教學軟體可以進行步驟S930，以發出阻力調整指令去通知觸控筆100的處理電路150。基於步驟S930所發出的調整指令，處理電路150可以將夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1維持於(恢復至)預設夾持力。所述預設夾持力可以讓使用者覺得觸控筆100容易在觸控面板10上移動。所述預設夾持力可以依照實際應用來決定。
當觸控筆100的移動軌跡(位置以及/或是移動方向)為不正確時(步驟S920的判斷結果為「否」)，寫字教學軟體可以進行步驟S940，以發出阻力調整指令去通知觸控筆100的處理電路150。基於步驟S940所發出的阻力調整指令，處理電路150可以
將夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1提升至(維持於)比所述預設夾持力大的夾持力(稱為經增加夾持力)。所述經增加夾持力可以讓使用者覺得觸控筆100不容易在觸控面板10上移動，因此使用者可以直覺地知道當下的書寫有誤。所述經增加夾持力可以依照實際應用來決定。
綜上所述，本發明諸實施例所述觸控筆100可以基於實際應用動態調整夾持部110對筆尖部120的夾持力HF1。當夾持力HF1改變時，亦即當夾持部110與筆尖部120之間的摩擦力改變時，使用者得以感受到書寫的不同回饋力道。因此，觸控筆100可以改變觸控筆100在觸控面板10上的書寫感。
10:觸控面板
100:觸控筆
110:夾持部
120:筆尖部
140:殼體
D1:移動方向
HF1:夾持力
Claims (11)
- 一種觸控筆，包括：一筆尖部；一夾持部，位於該觸控筆的一殼體內，其中該夾持部夾持該筆尖部，以及該筆尖部適於在一觸控面板上滾動；以及一夾持力調整部，耦接於該夾持部，其中該夾持力調整部動態調整該夾持部對該筆尖部的一夾持力，以改變該夾持部與該筆尖部之間的一摩擦力，其中該筆尖部包括一筆尖滾珠，以及該夾持部夾持該筆尖滾珠以使該筆尖滾珠在該觸控面板上滾動。
- 如請求項1所述的觸控筆，其中該夾持力調整部所調整的該夾持力具有一力變化頻率，以及該觸控筆更包括：一處理電路，耦接至該夾持力調整部，其中該處理電路控制該夾持力調整部，以及該處理電路調整該夾持力的該力變化頻率以模擬該觸控筆在不同材質表面上的滑動。
- 如請求項1所述的觸控筆，其中當該觸控筆在該觸控面板上滑動時，該觸控面板偵測該觸控筆的一移動方向，該觸控面板基於該移動方向發出一阻力調整指令給該觸控筆的一處理電路，以及該處理電路基於該阻力調整指令調整該夾持力。
- 如請求項1所述的觸控筆，其中該夾持力調整部包括一電磁鐵以及一鐵磁性物質部，該電磁鐵以及該鐵磁性物質部設置於該夾持部的兩側，該筆尖部位於該電磁鐵與該鐵磁性物質部 之間，以及該電磁鐵與該鐵磁性物質部相互吸引致使該夾持部對該筆尖部施加該夾持力。
- 如請求項4所述的觸控筆，其中該鐵磁性物質部包括一磁鐵、一鐵片或一鎳片。
- 如請求項1所述的觸控筆，其中該夾持力調整部包括一第一電磁鐵以及一第二電磁鐵，該第一電磁鐵以及該第二電磁鐵設置於該夾持部的兩側，該筆尖部位於該第一電磁鐵與該第二電磁鐵之間，以及該第一電磁鐵與該第二電磁鐵相互吸引致使該夾持部對該筆尖部施加該夾持力。
- 如請求項1所述的觸控筆，其中該夾持部包括：一第一滾珠夾具，具有一第一支點端以及一第一活動端；以及一第二滾珠夾具，具有一第二支點端以及一第二活動端，其中該筆尖部位於該第一活動端與該第二活動端之間，以及該夾持力調整部驅動該第一滾珠夾具與該第二滾珠夾具以對該筆尖部施加該夾持力。
- 如請求項7所述的觸控筆，其中該夾持力調整部包括：一馬達機構，用以驅動該第一滾珠夾具與該第二滾珠夾具以對該筆尖部施加該夾持力。
- 一種觸控筆的操作方法，包括：由該觸控筆的一夾持部夾持該觸控筆的一筆尖部，其中該筆 尖部適於在一觸控面板上滾動，以及該夾持部位於該觸控筆的一殼體內；由該觸控筆的一夾持力調整部動態調整該夾持部對該筆尖部的一夾持力，以改變該夾持部與該筆尖部之間的一摩擦力，其中該筆尖部包括一筆尖滾珠；以及由該夾持部夾持該筆尖滾珠，以使該筆尖滾珠在該觸控面板上滾動。
- 如請求項9所述的操作方法，其中該夾持力調整部所調整的該夾持力具有一力變化頻率，以及該操作方法更包括：調整該夾持力的該力變化頻率，以模擬該觸控筆在不同材質表面上的滑動。
- 如請求項9所述的操作方法，其中當該觸控筆在該觸控面板上滑動時，該觸控面板偵測該觸控筆的一移動方向，該觸控面板基於該移動方向發出一阻力調整指令給該觸控筆的一處理電路，以及該操作方法更包括：基於該阻力調整指令調整該夾持力。
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2022
- 2022-11-02 TW TW111141735A patent/TWI812531B/zh active
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