TW201415301A - 觸控筆、感應裝置及辨識與電容式觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控筆，其包括一筆頭以及一筆桿，此筆頭連接於筆桿的一端且筆頭的介電常數介於3至1000之間，此觸控筆用以作為一電容式觸控面板的輸入元件。當電容式觸控面板接收到輸入元件於感應區上的觸碰時將產生感測訊號，此感測訊號若大於標準值時，控制單元判定這個觸碰是由觸控筆所造成，而感測訊號若低於標準值時，控制單元判定這個觸碰是由手指所造成。

Description

觸控筆、感應裝置及辨識與電容式觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法

本發明係有關於觸控筆、感應裝置及辨識與觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法，特別是應用於電容式觸控面板的觸控筆、具有此觸控筆的感應裝置及辨識與觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法。

這些年來，由於觸控面板對於顯示裝置的應用越來越廣泛，故到處皆可見消費性電子產品有其普遍的應用。而觸控面板也因其使用的需求不同，而有不同的觸控方式。相較於其他種類的觸控面板，由於電容式觸控面板具有透光度較佳、硬度較高、反應時間較快、觸控靈敏度較高之特性，使其在觸控技術的應用較受歡迎。

一般對電容式觸控面板輸入資訊的觸控型式有兩種，亦即主動式及被動式。其中，電容式觸控面板的被動式輸入元件包含手指及被動式觸控筆。然而，電容式觸控面板在判別這個輸入資訊的觸控物的種類上卻存在著困難。更詳細地說，當使用者手持被動式觸控筆以觸碰電容式觸控面板時，由於被動式觸控筆會經由人體傳導而使部分電荷散逸，造成電容式觸控面板的輸出感應電壓下降。當使用者的手指以較小面積輕壓觸控面板時，電容式觸控面板的輸出感應電壓變化可能會小到跟觸控筆按壓時所產生的感應電壓一樣，此時偵測系統會將此手指頭的觸控誤認為觸控筆 的觸控而無法正確辨識。

另一方面，為了使觸控反應時間縮短、省電、降低雜訊、及觸控效率提升，亦可使用主動式的觸控筆。然而，由於主動式觸控筆其內含有電池及相關複雜電路，再加上觸控筆筆身與筆頭皆為金屬製成，因此主動式觸控筆的成本較被動式觸控筆的成本高，而不符合經濟效益。

根據本發明之一實施例之一種觸控筆，其包括有一筆頭及一筆桿，此筆頭連接於筆桿的一端且筆頭的介電常數介於3至1000之間，此觸控筆用以作為一電容式觸控面板的輸入元件。

根據本發明之一實施例的感應裝置，其包括有一觸控筆、一電容式觸控面板以及一控制單元。此觸控筆的筆頭之介電常數介於3至1000之間。此電容式觸控面板具有一感應區且此電容式觸控面板用以接受觸控筆或是一導電體於感應區上的觸碰以產生感測訊號。此控制單元電性連接於電容式觸控面板。當感測訊號大於標準值時，控制單元判定感測訊號是由觸控筆觸碰感應區所造成，而當感測訊號低於標準值時，控制單元判定感測訊號是由導電體觸碰感應區所造成。

根據本發明之一實施例的辨識與電容式觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法，此方法是用以判定與電容式觸控面板接觸之一輸入元件為一導電元件或是一觸控筆，而觸控筆的筆頭之介電常數介於3至1000之間。此方法之步驟包括有將一控制訊號傳送 至電容式觸控面板的一感應區，並且量測電容式觸控面板對應於控制訊號而輸出的感測訊號，以及將感測訊號與一標準值比較，當感測訊號大於標準值時，將判定感測訊號是由觸控筆觸碰感應區所造成，當感測訊號低於標準值時，將判定感測訊號是由導電體觸碰感應區所造成。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

請參照『第1圖』，係為根據本發明一實施例之一種觸控筆10，包括有一筆頭110及一筆桿120，此筆頭110連接於筆桿120的一端且筆頭110的介電常數介於3至1000之間，在部分的實施例中，筆頭110的介電常數介於100至300之間，其中筆頭110的材質可為二氧化鈦或是鈦酸鋇，而筆桿120所使用的材質可為塑膠。

請參照『第2圖』其繪示本發明之一實施例的觸控感應裝置20，其中『第1圖』的觸控筆10可作為觸控感應裝置20之輸入媒介。觸控感應裝置20包括一電容式觸控面板200、一控制單元230以及『第1圖』的觸控筆10。在本實施例中，電容式觸控面板200是利用透明電極層與人體之間的靜電結合產生之電容變化，從觸控位置經觸控物所引發之電流變化及電流變化處距電容式觸控面板200的四個角落的距離比例的分佈來檢測位置座標。 更詳細地說，電容式觸控面板200的觸控感應原理是以電壓作用在電容式觸控面板200的一感應區220的四個角落並形成一固定且均勻之電場。電容式觸控面板200被觸碰時，被觸碰的位置可使電場引發電流。藉由控制單元230測定電流距四個角落的距離比例的不同，即可計算出觸碰的位置座標。電容式觸控面板200於運作時是透過外加之一控制訊號210至電容式觸控面板200的感應區220。之後，當感應區220接收觸控筆10的觸控，電容式觸控面板200相應於控制訊號210而產生一感測訊號240。由於觸控筆10的筆頭110的介電常數介於3至1000之間，因此這個高介電常數的特性將使得互電容增加，會造成感測訊號值240變大。基於此觸控筆10會造成的感測訊號值240變大的特性，本實施例更可以利用觸控筆10來增進電容式觸控面板200辨識觸控物種類的成功率。其詳細說明如下所述。

請參照『第3圖』，在本實施例中，在外加一控制訊號210至感應區220的情況下，若使用者將其手指300觸控感應區220時，由於手指300為導體，因此手指300會吸取部分電流造成電壓的下降，進而控制單元230會偵測到感測訊號值250變小。以上實施例便可以依據感測訊號值240、250的變化，亦即依據感測訊號值240、250與一標準值之間的差異來判斷與感應區220接觸的接觸物的種類是手指300或是觸控筆10。以下將介紹控制單元230辨識接觸物的種類的流程。

請參照『第4圖』所示本發明之一實施例的辨識觸控物的步 驟流程圖。首先，如步驟S400所示，偵測電容式觸控面板200的感應區220所輸出之感測訊號值240、250。如步驟S410所示，接著判斷此感測訊號值240、250是否大於一標準值。若此感測訊號值240大於一標準值則如步驟S420所示，控制單元230判定感測訊號240是由觸控筆10觸碰感應區220所造成。若此訊號值低於此標準值則如步驟S430所示，控制單元230則判定感測訊號250是由手指300觸碰感應區220所造成。

請接著參照『第5圖』所示本發明之一實施例的辨識觸控物種類的詳細方法流程圖。首先，如步驟S510所示，控制單元230讀取感測訊號240、250。如步驟S520所示，接著判斷此感測訊號值240、250是否大於一標準值，其中此標準值為感應區220未被觸碰時，電容式觸控面板200輸出之感測訊號值。若此訊號值大於此標準值則如步驟S530所示，控制單元230判定感測訊號240是由觸控筆10觸碰感應區220所造成。接著如步驟S540所示，將感測訊號240的準位與標準值取差值後，若此差值大於觸控筆10可分辨的臨界準位，則如步驟S550所示，控制單元230將輸出觸控筆10所觸碰的位置的座標。另一方面，若此感測訊號值240、250低於一標準值則如步驟S560所示，控制單元230則判定感測訊號250是由手指300觸碰感應區220所造成。接著如步驟S570所示，將感測訊號250的準位與標準值取差值後，若大於手指300可分辨的臨界準位，則如步驟S580所示，控制單元230輸出手指300所觸碰的位置的座標。

綜上所述，由於觸控筆的筆頭為介電常數介於3至1000之間的材質所構成，因此相較於習知的主動式觸控筆或是金屬製的被動式觸控筆而言，上述實施例的觸控筆的製造成本較為低廉。

另外，藉由上述實施例的觸控筆，由於其筆頭的介電常數介於3至1000之間，因此當此觸控筆接觸電容式觸控面板時，此觸控筆會造成電容式觸控面板所輸出的感測訊號明顯高於手指觸碰電容式觸控面板時電容式觸控面板所產生的感測訊號。是以，相較於習知技術而言，當資訊輸入觸控物觸碰電容式觸控面板時，上述實施例的感應裝置以及方法可以提高辨識出此資訊輸入觸控物為手指或是觸控筆的成功率。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧觸控筆

110‧‧‧筆頭

120‧‧‧筆桿

20‧‧‧觸控感應裝置

200‧‧‧電容式觸控面板

210‧‧‧控制訊號

220‧‧‧感應區

230‧‧‧控制單元

240、250‧‧‧感測訊號

300‧‧‧手指

第1圖係為本發明所揭露之觸控筆圖。

第2圖係為繪示本發明之一實施例的觸控感應裝置。

第3圖係為繪示本發明之另一實施例的觸控感應裝置。

第4圖係為本發明之一實施例的辨識觸控物的步驟流程圖。

第5圖係為本發明之一實施例的辨識觸控物種類的詳細方法流程圖。

10‧‧‧觸控筆

20‧‧‧觸控感應裝置

200‧‧‧電容式觸控面板

210‧‧‧控制訊號

220‧‧‧感應區

230‧‧‧控制單元

240‧‧‧感測訊號

Claims (10)

1. 一種觸控筆，包括一筆頭以及一筆桿，該筆頭連接於該筆桿的一端，該筆頭的介電常數介於3至1000之間，該觸控筆用以作為一電容式觸控面板的輸入元件。
2. 如請求項1所述的觸控筆，其中該筆頭的介電常數介於100至300之間。
3. 如請求項1所述的觸控筆，其中該筆桿的材質為塑膠。
4. 如請求項1所述的觸控筆，其中該筆頭的材質為二氧化鈦或是鈦酸鋇。
5. 一種感應裝置，其包括：一觸控筆，該觸控筆的一筆頭的介電常數介於3與1000之間；一電容式觸控面板，具有一感應區，該電容式觸控面板用以接受該觸控筆或是一導電體於該感應區上的觸碰以產生一感測訊號；以及一控制單元，電性連接於該電容式觸控面板，當該感測訊號大於一標準值時，該控制單元判定該感測訊號是由該觸控筆觸碰該感應區所造成，當該感測訊號低於該標準值時，該控制單元判定該感測訊號是由該導電體觸碰該感應區所造成。
6. 如請求項5所述的感應裝置，其中該電容式觸控面板用以接收一控制訊號，該控制訊號係被傳遞至該感應區，該電容式觸控面板用以依據該感應區被觸碰的狀態而輸出對應於該控制訊 號的該感測訊號，並且該標準值為該感應區未被觸碰時，該電容式觸控面板輸出之該感測訊號值。
7. 如請求項5所述的感應裝置，其中該導電體為手指。
8. 如請求項5所述的感應裝置，其中該筆頭的介電常數介於100至300之間。
9. 一種辨識與一電容式觸控面板接觸之輸入元件的種類的方法，用以判定與該電容式觸控面板接觸之輸入元件為一導電體或是一觸控筆，其中該觸控筆的一筆頭的介電常數介於3至1000之間，該方法之步驟包括：將一控制訊號傳送至該電容式觸控面板的一感應區，並且量測該電容式觸控面板輸出的對應於該控制訊號的一感測訊號；以及將該感測訊號與一標準值比較，當該感測訊號大於該標準值時，將判定該感測訊號是由該觸控筆觸碰該感應區所造成，當該感測訊號低於該標準值時，將判定該感測訊號是由該導電體觸碰該感應區所造成。
10. 如請求項9所述的方法，其中該標準值為該感應區未被觸碰時，該電容式觸控面板輸出之該感測訊號值。