TWM520677U

TWM520677U - 主動式觸控筆

Info

Publication number: TWM520677U
Application number: TW104213007U
Authority: TW
Inventors: 張郁旼; 鍾興龍
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-04-21

Description

主動式觸控筆

本新型創作是有關於一種觸控筆，且特別是有關於一種主動式觸控筆。

隨著行動電子裝置產業的發展，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更直覺化的操作，以觸控裝置做為裝置的輸入輸出介面已成為電子裝置的設計主流。此些具有觸控裝置的電子裝置例如有手機、平板電腦、電子繪圖板、筆記型電腦等等...。

一般來說，對於觸控裝置的觸控操作中，手指與觸控筆(Stylus)是最常被使用者用於進行觸控操作的工具。然而，由於觸控筆可產生較為精細且準確的筆觸，近年來有越來越多的使用者開始採用觸控筆來取代手寫輸入的功能。此外，由於主動式觸控筆可以提供主動載波，以進行更精確的觸控操作。因此，主動式觸控筆也逐漸普及。然而，由於每種具有觸控裝置的電子裝置，其觸控裝置用來偵測觸控操作的觸控掃描頻率各不相同。因此，每種具有不同觸控掃描頻率的電子裝置分別會需要跟所述觸控掃描頻率配對的主動式觸控筆，並且此些主動式觸控筆所提供的載波頻率也各不相同。

圖1是根據習知技術所繪示的利用主動式觸控筆進行觸控操作的示意圖。請參照圖1，假設電子裝置121具有觸控裝置131，觸控裝置131的觸控掃描頻率為“200”赫茲(HZ)，並且與電子裝置121配對的主動式觸控筆111亦發射為“200”赫茲的載波頻率；假設電子裝置122具有觸控裝置132，並且觸控裝置132的觸控掃描頻率為“400”赫茲，並且與電子裝置122配對的主動式觸控筆112亦發射為“400”赫茲的載波頻率。當使用者從使用電子裝置121改為使用電子裝置122時，使用者需要從使用主動式觸控筆111改為使用主動式觸控筆112，以對電子裝置122上的觸控裝置132來進行觸控操作。也就是說，若使用者擁有多個具有不同觸控掃描頻率的電子裝置，對應不同的電子裝置，使用者會需要使用多個不同的主動式觸控筆來執行於電子裝置上的觸控操作，進而造成使用者在操作上的不便，更增加了使用者添購多個主動式觸控筆的額外成本。

有鑑於此，本新型創作提供一種可支援每個具有觸控裝置的電子裝置的主動式觸控筆，進而讓使用者可利用單一的主動式觸控筆便可在不同觸控掃描頻率的觸控裝置上進行觸控操作，進而增進工作效率並且降低成本。

本新型創作提供一種適用於具有觸控裝置的電子裝置的主動式觸控筆。所述主動式觸控筆包括處理單元、感測單元、頻率偵測單元與頻率發送單元。感測單元耦接處理單元，並且用以取得對應主動式觸控筆的多個感測值。頻率偵測單元耦接處理單元，並且用以偵測所述觸控裝置的工作頻率。頻率發送單元耦接處理單元，並且用以發送主動載波。處理單元根據所述感測值來判斷主動式觸控筆目前的操作狀態是否從非觸控操作狀態進入至對應電子裝置的觸控操作狀態。若主動式觸控筆的操作狀態從非觸控操作狀態進入至對應電子裝置的觸控操作狀態，處理單元指示頻率偵測單元偵測電子裝置的觸控裝置目前的工作頻率，並且根據工作頻率來指示頻率發送單元發送對應工作頻率的主動載波。

基於上述，本新型創作所提供的主動式觸控筆，可判斷主動式觸控筆的操作狀態，以對應地偵測觸控裝置的工作頻率，並且根據所偵測的工作頻率來設定主動式觸控筆的主動載波的頻率為所述工作頻率，進而使主動式觸控筆可自主地調整自身的載波頻率已適用於每個具有不同工作頻率的觸控裝置，增進使用者的工作效率。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

111、112、200、411‧‧‧主動式觸控筆

121、122、421、422、423‧‧‧電子裝置

131、132、431、432、433‧‧‧觸控裝置

210‧‧‧處理單元

220‧‧‧感測單元

221‧‧‧震動感測器

222‧‧‧壓力感測器

223‧‧‧角度感測器

224‧‧‧加速度感測器

230‧‧‧頻率偵測單元

240‧‧‧頻率發送單元

S301、S303、S305、S307‧‧‧步驟

圖1是根據習知技術所繪示的利用主動式觸控筆進行觸控操作的示意圖。

圖2是根據本新型創作的一實施例所繪示的主動式觸控筆的示意方塊圖。

圖3是根據本新型創作的一實施例所繪示的主動式觸控筆設定主動載波的運作流程圖。

圖4是根據本新型創作的一實施例所繪示的使用單一主動式觸控筆於多個電子裝置的情境示意圖。

圖2是根據本新型創作的一實施例所繪示的主動式觸控筆的示意方塊圖。請參考圖2，在本實施例中，主動式觸控筆(Active Stylus)200包括處理單元210、感測單元220、頻率偵測單元230與頻率發送單元240。應注意的是，在本實施例中，主動式觸控筆200亦可具有其他適合的電路單元，例如通訊單元、儲存單元等等...，本新型創作不限於此。為了方便說明，於本實施例中，假設使用者利用主動式觸控筆200以在具有觸控裝置的電子裝置(未繪示)上進行觸控操作。

處理單元210為具備運算能力的硬體(例如晶片組、處理器等)，其用以控制主動式觸控筆200的整體運作。在本範例實施例中，處理單元210，例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微處理器(micro-processor)、或是其他可程式化之處理單元(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似裝置。

感測單元220耦接處理單元210，並且用以取得對應主動式觸控筆200的多個感測值，並且提供處理單元210所取得的此些感測值。藉此，處理單元210可根據所述感測值來判斷目前主動式觸控筆的操作狀態。在本實施例中，感測單元220包括震動感測器、壓力感測器、角度感測器與加速度感測器。但本新型創作不限於此。例如，在其他實施例中，感測單元220亦可具有溫度感測器來取得溫度感測值，或其他合適的感測器來取得其他對應主動式觸控筆200的感測值。在本實施例中，所述感測值包括震動值、壓力值、傾斜角度值與分別對應主動式觸控筆200的多個方向的多個加速度值。

在本實施例中，震動感測器221用以偵測主動式觸控筆200的震動。當主動式觸控筆200發生震動(例如，使用者持握主動式觸控筆200來進行觸控操作)時，震動感測器221會感測對應此主動式觸控筆200的震動的震動值。震動感測器221可被配置於主動式觸控筆200的合適的任意位置。

壓力感測器222被配置於主動式觸控筆200的筆尖處。由於主動式觸控筆200的筆尖與觸控裝置接觸會對主動式觸控筆200的筆尖產生壓力。因此，壓力感測器222可感測主動式觸控筆 200接觸至觸碰裝置時所產生的壓力值。

角度感測器223可被配置於主動式觸控筆200的合適的任意位置，並且用以偵測主動式觸控筆200的傾斜角度。詳細來說，角度感測器223會持續偵測主動式觸控筆200的軸線(如，筆尖至筆尾)與水平面之間的角度，並且將此角度作為主動式觸控筆200的傾斜角度值。角度感測器223例如是陀螺儀(Gyro Meter)等可感測傾斜角度的感測器。

加速度感測器224可被配置於主動式觸控筆200的合適的任意位置，並且用以偵測主動式觸控筆200的多個方向的加速度值變化。舉例來說，在本實施例中，加速度感測器224可感測於主動式觸控筆200的第一水平方向的第一水平加速度值，於主動式觸控筆200的第二水平方向的第二水平加速度值，以及於主動式觸控筆200的垂直方向的垂直加速度值。其中，第一水平方向垂直於第二水平方向。加速度感測器224例如是重力感測器(g-sensor)等可感測加速度值的感測器。

應注意的是，感測單元220所具有的感測器的種類並不侷限於上述，任何可用來偵測觸控筆是否被使用者握持使用的感測器均屬於本新型創作的範疇。

頻率偵測單元230耦接處理單元210，並且用以偵測電子裝置的觸控裝置的工作頻率。頻率偵測單元230例如是可偵測電器訊號的頻率的任何硬體電路元件。

在本實施例中，電子裝置的觸控裝置是透過特定的工作頻率(亦稱，觸控掃描頻率)來接收來自主動式觸控筆200的主動載波。當此特定的工作頻率與主動載波的頻率(或稱為載波頻率、傳輸頻率)一致時，電子裝置的觸控裝置可接收此主動載波。在本實施例中，此主動載波可以用來對主動式觸控筆200對應在觸控裝置上的特定位置進行定位。例如，當主動式觸控筆200觸碰觸控裝置上的一個特定位置時，此時此特定位置會因接收到來自主動式觸控筆200的主動載波，而例如產生電壓波形的變化。電子裝置可單獨根據此電壓波形的變化，對此特定位置進行定位，進而獲得主動式觸控筆200觸碰觸控裝置的位置。或者，電子裝置也可以利用此電壓波形的變化搭配觸控裝置本身的定位機制，來輔助觸控裝置對此特定位置進行定位。此外，在另一實施例中，電子裝置的觸控裝置亦可以觸控掃描頻率來對觸控裝置上的觸控面板進行掃描，並藉以取得觸碰資訊(例如，觸控感應值、訊號強度、接收時間等)。

在本實施例中，當主動式觸控筆200接觸到觸控裝置的觸控面板時，頻率偵測單元230可經由主動式觸控筆200(如，主動式觸控筆200的筆尖)與觸控面板之間的電性傳導，直接偵測到觸控面板上的觸控掃描頻率，但本新型創作不限於此。例如，在另一實施例中，頻率偵測單元230亦可不需藉由與觸控面板的接觸，便獲得觸控裝置的觸控掃描頻率。舉例來說，頻率偵測單元230可藉由無線掃描的方式來偵測電子裝置的觸控裝置的工作頻率。

頻率發送單元240耦接處理單元210，並且用以依照載波頻率來發送主動載波。頻率發送單元240例如是可發送具有可調整頻率的主動載波的任何硬體電路元件。其中，處理單元210會發送一載波資訊至頻率發送單元240，以指示頻率發送單元240根據此載波資訊來調整主動載波的載波頻率。簡單來說，處理單元210會先設定欲發送的主動載波的載波頻率，再經由頻率發送單元240發送此設定後的主動載波。以下將會配合圖2與圖3來詳細說明本新型創作的主動式觸控筆調整載波頻率的運作。

圖3是根據本新型創作的一實施例所繪示的主動式觸控筆設定主動載波的運作流程圖。請同時參照圖2與圖3，在步驟S301中，感測單元220取得對應主動式觸控筆200的多個感測值。關於感測單元220與此些感測值的細節，已詳述於上，不贅述於此。在步驟S303中，處理單元210所述感測值來判斷主動式觸控筆200目前的操作狀態是否從非觸控操作狀態進入至對應電子裝置的觸控操作狀態。

具體來說，處理單元210會根據此些感測值來判斷主動式觸控筆200目前正進行觸控操作(即，主動式觸控筆200的操作狀態為觸控操作狀態)或是沒有進行觸控操作(即，主動式觸控筆200的操作狀態為非觸控操作狀態)。詳細來說，處理單元210會持續地接收來自感測單元的多個感測值，並且根據判斷所接收的此些感測值是否大於對應的門檻值，以判斷主動式觸控筆200的操作狀態是否為觸控操作狀態或非觸控操作狀態。

舉例來說，處理單元210會判斷所接收的震動值是否大於震動門檻值，並且判斷所接收的壓力值是否大於壓力門檻值。若震動值小於震動門檻值或壓力值小於壓力門檻值，處理單元210會判定該主動式觸控筆200的操作狀態為非觸控操作狀態。也就是說，若主動式觸控筆200的震動或是筆尖所感測到的壓力沒有大到一個程度，處理單元210便判定主動式觸控筆目前沒有被用於觸控操作。

相對地，若震動值大於震動門檻值且壓力值大於壓力門檻值，處理單元210會接著判斷所接收的傾斜角度值是否大於角度門檻值，並且判斷所接收的此些加速度值的其中之一是否大於加速度門檻值。一般來說，使用者持握主動式觸控筆200來進行觸控操作時，主動式觸控筆200通常會呈現一個傾斜角度。因此，在震動值與壓力值皆大於對應的門檻值的情況下，若所接收的傾斜角度值大於角度門檻值，使用者很可能正利用主動式觸控筆200對電子裝置進行觸控操作。相似地，在震動值與壓力值皆大於對應的門檻值的情況下，若所接收的傾斜角度值大於角度門檻值並且對應主動式觸控筆200的加速度值大於加速度門檻值，使用者更可能正利用主動式觸控筆200進行觸控操作。

然而，在震動值與壓力值皆大於對應的門檻值的情況下，若所接收的傾斜角度值小於角度門檻值(例如，主動式觸控筆200平放於桌面上)或是對應主動式觸控筆200的加速度值皆小於加速度門檻值，則主動式觸控筆200很有可能只是被誤觸或是被震動。相應地，在此狀況下，處理單元210會判定主動式觸控筆200的操作狀態為非觸控操作狀態。

在本實施例中，當處理單元210判定目前主動式觸控筆200的操作狀態是觸控操作狀態時，處理單元210會接著判斷前一次對於主動式觸控筆200的操作狀態的判斷結果是否為非觸控操作狀態。若是，則表示主動式觸控筆200是從非觸控操作狀態進入至觸控操作狀態。也就是說，上述情境可表示使用者開始使用主動式觸控筆200於電子裝置上進行觸控操作，或是使用者中斷了觸控操作後，又接續進行觸控操作。例如，在使用者利用主動式觸控筆200進行書寫輸入的過程中，完成寫入一個文字後，使用者暫停書寫，又繼續書寫下一個文字)。

此時，從步驟S303接續步驟S305，處理單元210會指示頻率偵測單元230偵測電子裝置的觸控裝置目前的工作頻率。應注意的是，頻率偵測單元230會預設地偵測距離主動式觸控筆200的筆尖最接近的電子裝置的觸控裝置的工作頻率。換句話說，頻率偵測單元230會去偵測主動式觸控筆200欲進行觸控操作的觸控裝置的工作頻率。其中，有關工作頻率的說明，已詳述於上，不再贅述於此。

在步驟S307中，處理單元210根據所述工作頻率指示頻率發送單元發送對應所述工作頻率的主動載波。詳細來說，處理單元210會根據所偵測到的觸控單元的工作頻率(如，觸控掃描頻率)來設定主動載波的頻率(亦稱，載波頻率)，並且發送設定後的主動載波。應注意的是，在本實施例中，所述主動載波的頻率相等於所述工作頻率。其中，有關主動載波的說明，已詳述於上，不再贅述於此。

值得一提的是，若在步驟S303的判斷結果為否，則運作會回到步驟S301，並且運行後續步驟。也就是說，若是處理單元303判定主動式觸控筆200無間斷地持續進行觸控操作，或是主動式觸控筆200未進行觸控操作，感測單元220會持續取得對應主動式觸控筆200的多個感測值。然而，在步驟S307後，會接續至步驟S301，以持續地判斷主動式觸控筆200的操作狀態。

應注意的是，由於在本實施例中，處理單元210需要判斷前次對於主動式觸控筆200的操作狀態的判斷結果。因此，處理單元210會記錄前次主動式觸控筆200的操作狀態。也就是說，如上所述，若所記錄的主動式觸控筆200的前次操作狀態為非觸控操作狀態且本次所判定的操作狀態為觸控操作狀態，主動式觸控筆200會偵測觸控裝置的觸控掃描頻率，以調整主動式觸控筆的主動載波的頻率與觸控裝置的觸控掃描頻率一致。相對地，若所記錄的主動式觸控筆200的前次操作狀態為觸控操作狀態且本次所判定的操作狀態為觸控操作狀態，則主動式觸控筆200會維持當前的主動載波的頻率。

然而，本新型創作不限於此，例如，在另一實施例中，處理單元210不會記錄前次主動式觸控筆200的操作狀態，並且利用其他合適的方式來判斷操作狀態的轉換，以判斷是否要偵測觸控裝置的工作頻率。

圖4是根據本新型創作的一實施例所繪示的使用單一主動式觸控筆於多個電子裝置的情境示意圖。請參照圖4，舉例來說，假設使用者欲經由主動式觸控筆411分別在電子裝置421、422、423上進行觸控操作。其中，電子裝置421具有觸控裝置431；電子裝置422具有觸控裝置432；電子裝置423具有觸控裝置433。若使用者首先對電子裝置421進行觸控操作，則主動式觸控筆411會發送對應觸控裝置431的工作頻率的主動載波。接著，若使用者欲對電子裝置422進行觸控操作，則對應於電子裝置從電子裝置421改變為電子裝置422，主動式觸控筆411會調整主動載波的頻率，將主動載波的載波頻率從對應觸控裝置431的工作頻率調整為對應觸控裝置432的工作頻率。

詳細來說，當主動式觸控筆411從觸控裝置431離開且於觸控裝置432上進行觸控操作時，主動式觸控筆411會判定主動式觸控筆411的操作狀態從非觸控操作狀態進入至觸控操作狀態，進而主動式觸控筆411會偵測觸控裝置432的工作頻率，並且調整主動式觸控筆411的主動載波的頻率等同於該工作頻率。

相似地，若使用者欲對電子裝置423進行觸控操作，則對應於電子裝置從電子裝置422改變為電子裝置423，主動式觸控筆411會調整主動載波的頻率，將主動載波的載波頻率從對應觸控裝置432的工作頻率調整為對應觸控裝置433的工作頻率。

綜上所述，本新型創作所提供的主動式觸控筆，可判斷主動式觸控筆的操作狀態，以對應地偵測觸控裝置的工作頻率，並且根據所偵測的工作頻率來設定主動式觸控筆的主動載波的頻率為所述工作頻率，進而使主動式觸控筆可自主地調整自身的載波頻率已適用於每個具有不同工作頻率的觸控裝置，增進使用者的工作效率。此外，由於本新型創作所提供的主動式觸控筆可適用於具有不同工作頻率的觸控裝置，使用者不需另外針對具有不同工作頻率的觸控裝置來添購對應的主動式觸控筆，進而降低了使用者的工作成本。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

411‧‧‧主動式觸控筆

421、422、423‧‧‧電子裝置

431、432、433‧‧‧觸控裝置

Claims

一種主動式觸控筆，適用於具有一觸控裝置的一電子裝置，所述主動式觸控筆包括：一處理單元；一感測單元，耦接該處理單元，取得對應該主動式觸控筆的多個感測值；一頻率偵測單元，耦接該處理單元，偵測該觸控裝置的一工作頻率；以及一頻率發送單元，耦接該處理單元，發送一主動載波，其中該處理單元根據該些感測值來判斷該主動式觸控筆目前的一操作狀態是否從一非觸控操作狀態進入至對應該電子裝置的一觸控操作狀態，其中若該主動式觸控筆的該操作狀態從該非觸控操作狀態進入至對應該電子裝置的該觸控操作狀態，該處理單元指示該頻率偵測單元偵測該電子裝置的該觸控裝置目前的該工作頻率，其中該處理單元根據該工作頻率來指示該頻率發送單元發送對應該工作頻率的該主動載波。
如申請專利範圍第1項所述的主動式觸控筆，其中該感測單元包括：一震動感測器，感測該主動式觸控筆的一震動值；一壓力感測器，配置於該主動式觸控筆的一筆尖，感測該主動式觸控筆的該筆尖的一壓力值，其中該壓力值是經由該主動式觸控筆的該筆尖接觸至該電子裝置的該觸控裝置所產生的；一角度感測器，感測該主動式觸控筆的一傾斜角度值；以及一加速度感測器，感測對應該主動式觸控筆的多個方向的多個加速度值，其中該些感測值包括該震動值、該壓力值、該傾斜角度值與該些加速度值。
如申請專利範圍第2項所述的主動式觸控筆，其中該處理單元判斷該震動值是否大於一震動門檻值，並且判斷該壓力值是否大於一壓力門檻值，其中若該震動值小於該震動門檻值或該壓力值小於該壓力門檻值，該處理單元判定該主動式觸控筆的該操作狀態為該非觸控操作狀態。
如申請專利範圍第3項所述的主動式觸控筆，其中若該震動值大於該震動門檻值且該壓力值大於該壓力門檻值，該處理單元更判斷該傾斜角度值是否大於一角度門檻值，並且判斷該些加速度值的其中之一是否大於一加速度門檻值，其中若該傾斜角度值大於該角度門檻值且該些加速度值的其中之一大於該加速度門檻值，該處理單元判定該主動式觸控筆的該操作狀態為該觸控操作狀態，其中若該傾斜角度值小於該角度門檻值或該些加速度值皆小於該加速度門檻值，該處理單元判定該主動式觸控筆的該操作狀態為該非觸控操作狀態。
如申請專利範圍第3項所述的主動式觸控筆，其中若該處理單元判定該主動式觸控筆的該操作狀態為該觸控操作狀態，該處理單元更判斷前次所判定的該主動式觸控筆的該操作狀態是否為該非觸控操作狀態，其中若前次所判定的該主動式觸控筆的該操作狀態為該非觸控操作狀態，該處理單元判定該主動式觸控筆目前的操作狀態從該非觸控操作狀態進入至對應該電子裝置的該觸控操作狀態。
如申請專利範圍第5項所述的主動式觸控筆，其中若前次所判定的該主動式觸控筆的該操作狀態不為該非觸控操作狀態，該處理單元不指示該頻率偵測單元偵測該電子裝置的該觸控裝置目前的該工作頻率，並且維持該主動式觸控筆的該主動載波的頻率。
如申請專利範圍第1項所述的主動式觸控筆，其中對應該工作頻率的該主動載波的頻率等於該工作頻率。
如申請專利範圍第1項所述的主動式觸控筆，其中該工作頻率為該電子裝置的該觸控裝置的一觸控掃描頻率。