TWM470283U - 觸控輸入裝置 - Google Patents

Description

觸控輸入裝置

本創作係關於一種觸控輸入裝置，尤指一種可同時偵測觸碰位置及壓力的觸控輸入裝置。

電容式觸控面板是利用在基板的表面鍍上一層透明的金屬電極圖案，此基板的材質不限定是硬性或軟質的。當手指接近或觸碰此觸控面板時，手指因為屬導體且帶有靜電，因此手指會與金屬電極圖案會形成一耦合電容，此時觸控面板在觸碰點上的電極的靜電電容量就會發生變化，進而使得該電極的電壓或電流發生改善。再經由比較相鄰電極的電壓差異，觸控點的位置就可被計算出來。

然而，使用手指輸入雖然方便，但如要在觸控螢幕上描繪出不同粗細的線條，或是針對精細位置之間的觸碰辨識，透過手指顯然難以達上述要求。因此，為了增加觸控的精準度，而有採用觸控筆的方案被提出。然而，現有的常見的電容式觸控筆其原理大多是在金屬筆管前緣設置一導電塑膠或導電橡膠材質的筆尖，其雖然可比使用手指輸入達到較精準的觸控，但電容式觸控筆卻無法根據下筆力道的大小而於螢幕上呈現對應的線條粗細，仍有使用上的缺憾。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種觸控輸入裝置，其可透過一具有導體筆尖的電磁筆於一電容式觸控面板進行觸控輸入，可達到觸控的高精準度以及可隨下筆力道大小而呈現對應的線條粗細。

為達成上述目的，本創作提供之觸控輸入裝置用於配合一電容式觸控面板進行輸入，該觸控輸入裝置包含一筆殼、一磁芯、一感應線圈及一筆尖。該磁芯設置在該筆殼內部。該感應線圈設置在該筆殼內部且套設於該磁芯周圍。該筆尖設置於該筆殼的一端部，該筆尖係為導體材質，該筆尖用於接觸該電容式觸控面板，以在該電容式觸控面板上產生電容變化。同時，該觸控輸入裝置具有在筆尖的壓力感應結構，其可隨著使用者對的書寫力道而改變內部電路的振盪頻率。

在一較佳實施例中，該感應線圈用於發出一電磁訊號。

在一較佳實施例中，該磁芯具有一軸向通孔，且該筆尖插設於該磁芯的該軸向通孔中。

在一較佳實施例中，該筆尖接觸該電容式觸控面板時，該磁芯與該感應線圈具有軸向相對移動。

在一較佳實施例中，該筆殼具有一握持部，該握持部電性連接於該筆尖。具體而言，該握持部上具有至少一金屬接觸點，且該至少一金屬接觸點係電性連接於該筆尖。

在一較佳實施例中，觸控輸入裝置進一步包含一開關，該開關設置於該筆殼上，用於改變該電磁訊號。此外，該開關為一擦除器。

相較於習知技術，本創作採用具有導體筆尖的電磁筆來與電 容式觸控面板接觸，以達到觸控的高精準度。另外，透過電容式觸控面板接收所搭配的該感應線圈發出的電磁訊號，可透過該電磁訊號的頻率偏移值計算出筆尖的壓感階度，藉此精確地達到偵測下筆力道大小的目的。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，下文將舉出實施例來加以說明，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

10‧‧‧觸控輸入裝置

20‧‧‧電容式觸控面板

110‧‧‧筆殼

112‧‧‧端部

116‧‧‧金屬接觸點

120‧‧‧磁芯

122‧‧‧軸向通孔

130‧‧‧感應線圈

140‧‧‧筆尖

145‧‧‧筆芯

160‧‧‧電路板

H‧‧‧握持部

SW1‧‧‧開關

SW2‧‧‧開關

AC‧‧‧交流源

EM‧‧‧電磁訊號

L1‧‧‧電感

C‧‧‧電容

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

第1圖繪示本創作之較佳實施例之觸控輸入裝置之結構示意圖。

第2圖繪示本創作之較佳實施例之觸控輸入裝置的壓感電路示意圖。

本創作之數個較佳實施例藉由所附圖式與下面之說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。

請參照第1圖，第1圖繪示本創作之較佳實施例之觸控輸入裝置之結構示意圖，本實施例之觸控輸入裝置10用於配合一電容式觸控面板20進行輸入。該觸控輸入裝置10包含一筆殼110、一磁芯120、一感應線圈130、一筆尖140及一電路板160。

如第1圖所示，該筆殼110用於收納上述元件，且該筆殼110具有直徑漸縮一端部112。該筆殼110較佳為一絕緣材質所製成，例如塑膠等。

該磁芯120為鐵磁性材質所製成，其包含鐵、鈷、鎳三種鐵磁性元素。該磁芯120可為一種磁粉芯，該磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介 質混合壓製而成的一種軟磁材料，可包括鐵粉芯、鐵矽鋁粉芯、高磁通量粉芯(High Flux)、鎳鋼鐵芯(Permalloy)、鐵氧體(ferrite)磁芯等。該磁芯120設置在該筆殼110內部，詳細而言，該磁芯120具有對應該筆殼110之端部112的漸縮外型，如第1圖所示。

該感應線圈130設置在該筆殼110內部且套設於該磁芯120周圍。具體來說，該感應線圈130電性連接於該電路板160。該感應線圈130可與該電路板160上的一電容(圖未示)產生一震盪頻率f，藉此發出一電磁信號(圖未示)。其中該震盪頻率f與該感應線圈130的電感值L與該電容值C的乘積呈反比，其細節將詳述於後。

請再參照第1圖，該筆尖140設置於該筆殼110的一端部112。具體來說，該筆尖140係為一筆芯145的一端。在此實施例中，該磁芯120具有一軸向通孔122，且該筆尖140插設於該磁芯120的該軸向通孔122中，即該筆芯145插設於該軸向通孔122中。然而，本創作並不限於此，例如該軸向通孔122並未貫通整個磁芯120，使得該筆芯145之另一端抵著該磁芯120。該筆尖140係為導體材質，該筆尖140用於接觸該電容式觸控面板20，以在該電容式觸控面板20上產生電容變化。在此實施例中，該筆尖140係與該筆芯145為不同材質，例如該筆芯145為塑膠等。然而，在其他實施例中，該筆尖140係與該筆芯145皆為相同的導電材質。

該導電材質較佳可為金屬、導電塑膠、或導電橡膠等材質。該筆尖140可用來與上述電容式觸控面板20接觸，以達到觸控的高精準度。進一步來說，該導電筆尖140與該電容式觸控面板20上的透明導電材質形成耦合電容，使得電容式觸控面板20四周電流產生變化，再藉著外部的位置 擷取單元(圖未示)計算出接觸點的水平座標與垂直座標(X,Y)，再傳送至外部主機(例如電腦)。

詳細而言，該筆尖140接觸該電容式觸控面板20時，該磁芯120與該感應線圈130具有軸向相對移動。也就是說，該磁芯120可隨筆尖140的移動而帶動磁芯120，而於該筆殼110內產生軸向移動。而筆尖140的移動又是隨著使用者的下筆力道大小而改變。因此，若下筆力道越大，筆尖140的移動也越大，進而使得該磁芯120與該感應線圈130的相對移動也越大。類似地，若下筆力道越小，筆尖140的移動也越小，進而使得該磁芯120與該感應線圈130的相對移動也越小。另一方面，該磁芯120與該感應線圈130產生軸向相對移動時，感應線圈130的電感值L也會隨之變化，進而使得震盪頻率f也隨之變化(呈反比)。據此，電容式觸控面板20可根據震盪頻率f變化的電磁訊號而計算出相應的壓感階度。

請再參照第1圖，在此實施例中，該筆殼110具有一握持部H，該握持部H電性連接於該筆尖140。具體而言，該握持部H上具有至少一金屬接觸點116，且該至少一金屬接觸點116係電性連接於該筆尖140。具體來說，該至少一金屬接觸點116係用以使該筆尖140與人體產生導通，以加強觸控時筆尖140與電容式觸控面板20產生的漏電流效應。然而，如第1圖所示，本創作並不限制金屬接觸點116的形狀，或者金屬接觸點116與筆尖140的電性連接方式。

請一併參照第1圖及第2圖，第2圖繪示本創作之較佳實施例之觸控輸入裝置的壓感電路示意圖。如第1圖所示，該觸控輸入裝置10進一步包含一開關SW1(或按鈕)，該開關SW1設置於該筆殼110上。該開關SW1 用於改變該電磁訊號。在此實施例中，該觸控輸入裝置10還可包含一設置在該筆殼110尾端的另一開關SW2，該開關SW2可做為一擦除器(eraser)。

具體而言，如第2圖所示，該感應線圈130可以一電感L1表示，該電感L1與一交流源AC並聯，且與一電容C並聯。其中交流源AC及該電容C係可設置於電路板160上。此外，該電感L1可透過開關SW1及SW2與第一電容C1及第二電容C2並聯。此外，該交流源AC係可由設置於筆殼100內的電池所提供。然而，本創作之觸控輸入裝置並不限制僅能設置電池而產生電磁訊號，亦可不需設置電池使用之。

當使用者按壓開關SW1/SW2，而改變開關SW1/SW2的導通或斷開狀態，進而改變與電感L1並聯的總電容值。舉例來說，當開關SW1及開關SW2同為斷開狀態時，與電感L1並聯的總電容值則為電容C。而當開關SW1為導通，而開關SW2為斷開狀態時，與電感L1並聯的總電容值則為電容C加上C1。而當開關SW1為斷開，而開關SW2為導通狀態時，與電感L1並聯的總電容值則為電容C加上C2。據此，透過開關SW1/SW2的切換則可改變感應線圈130發出的電磁訊號EM之震盪頻率f(與LC呈反比)。而電容式觸控面板20可根據電磁訊號EM的震盪頻率f變化的而產生出相應的額外功能，擦拭器等。

綜上所述，本創作採用具有導體筆尖140來與電容式觸控面板20接觸，以達到觸控的高精準度。另外，透過震盪頻率f的改變而可產生該壓感訊號，簡單地達到偵測下筆力道大小的目的。

雖然本創作以已較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和 範圍內，當可作各種之變更和潤飾。因此，本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧觸控輸入裝置

20‧‧‧電容式觸控面板

110‧‧‧筆殼

112‧‧‧端部

116‧‧‧金屬接觸點

120‧‧‧磁芯

122‧‧‧軸向通孔

130‧‧‧感應線圈

140‧‧‧筆尖

145‧‧‧筆芯

160‧‧‧電路板

H‧‧‧握持部

SW1‧‧‧開關

SW2‧‧‧開關

Claims (10)

1. 一種觸控輸入裝置，用於配合一電容式觸控面板進行輸入，包含：一筆殼；一磁芯，設置在該筆殼內部；一感應線圈，設置在該筆殼內部且套設於該磁芯周圍；及一筆尖，設置於該筆殼的一端部，該筆尖係為導體材質，該筆尖用於接觸該電容式觸控面板，以在該電容式觸控面板上產生電容變化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該感應線圈用於發出一電磁訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該磁芯具有一軸向通孔。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控輸入裝置，其中該筆尖插設於該磁芯的該軸向通孔中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該筆尖接觸該電容式觸控面板時，該磁芯與該感應線圈具有軸向相對移動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該筆殼具有一握持部，該握持部電性連接於該筆尖。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控輸入裝置，其中該握持部上具有至少一金屬接觸點。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控輸入裝置，其中該至少一金屬接觸點係電性連接於該筆尖。
9. 如申請專利範圍第2項所述之觸控輸入裝置，進一步包含一開關，該開關設置於該筆殼上，用於改變該電磁訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控輸入裝置，其中該開關為一擦除器。