
技术摘要:
本发明提供一种力传感器,包含:第一输入端,用于接收具有第一频率群组的信号;第二输入端,用于接收具有第二频率群组的信号;以及输出端,用于发出电信号,其中该电信号中第一频率群组的第一信号强度M1与该第二频率群组的第二信号强度M2的比例值相关于一受力。本发明 全部
背景技术:
触控面板或触控荧幕是现代重要的人机界面,除了用于侦测靠近或接触(合称为 近接)人体之外, 触控面板也用于侦测近接的笔状物或称触控笔的笔尖,以利使用者较精 确地控制笔尖触控的轨迹。 笔状物可以利用笔尖来主动发出电信号,在本文中称之为主动触控笔。当笔尖近 接触控面板时, 触控面板上的电极受到电信号的影响而有电磁响应,可以借由侦测上述电 信号相应的电磁响应,而 侦测到有笔状物近接该感测电极,并且得知笔尖和触控面板的相 对位置。 现有习知的主动触控笔包括有线主动触控笔与无线主动触控笔。有线主动触控笔 可直接由连接 到触控面板的连接线获得来自触控面板的电力,也可以由连接线将信号传 送到触控面板,例如传送 表示笔尖受到的压力的信号。有线主动触控笔最大的缺点在于连 接线的妨碍造成使用上的不方便。 然而,无线主动触控笔则必需解决有线主动触控笔与侦 测主动触控笔的控制器间的同步问题,在有 线主动触控笔与控制器间并不存在此问题。 此外,主动触控笔相对于被动触控笔的一个差异在于主动触控笔可以加入压力感 测,由主动触 控笔内的受压装置传达笔尖受力的程度,侦测主动触控笔的控制器或主机能 够获得主动触控笔的笔 尖受力的数据。然而,如何将笔尖受力的数据提供给侦测主动触控 笔的控制器则是本技术领域必需 要解决的另一个问题。例如可以是通过无线通讯的方式, 但是会增加无线通讯的成本以及功耗,侦 测主动触控笔的控制器或主机也必需具备该等 无线通讯的能力,增加系统复杂度。此外,可以是将 笔尖受力的数据以模拟信号大小来表 示,然而可能因为温度或湿度的改变、笔与触控面板的远近及 杂讯的干扰而误判。 据此,亟需一种能够主动将所受压力准确地发出电信号的主动触控笔。
技术实现要素:
本发明的目的在于,克服现有的主动触控笔存在的缺陷,而提供一种新型的主动 触控笔,所要 解决的技术问题是使其能够主动将所受压力准确地发出电信号,从而更加适 于实用。本发明提供的 力传感器能够主动将所受压力准确地发出电信号。 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现。依据本发明提供 的一种力传感 器,包含:第一输入端,用于接收具有第一频率群组的信号;第二输入端,用 于接收具有第二频率 群组的信号;以及输出端,用于发出电信号,其中该电信号中第一频 3 CN 111580693 A 说 明 书 2/44 页 率群组的第一信号强度M1与该 第二频率群组的第二信号强度M2的比例值相关于一受力。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,其中该比例值是下列其中之一:M1/M2、M2/M1、M1/(M1 M2)、M2/ (M1 M2)、 (M1-M2)/(M1 M2)、或(M2-M1)/(M1 M2)。 前述的力传感器,其中当该比例值等于或落入第一范围值时,该受力为零。 前述的力传感器,其中该力传感器包含第三开关,当该比例值等于或落入第二范 围值时,该第 三开关为闭路。 前述的力传感器,其中该力传感器包含第四开关,当该比例值等于或落入第三范 围值时,该第 四开关为闭路;当该比例值等于或落入第四范围值时,该第三开关与该第四 开关为闭路。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提供 的一种力传感 器,包含:第一电路板,包含第一金属板,用于接收第一频率群组的信号;第 二电路板,与该第一 电路板平行,包含互不接触的第二金属板与第三金属板,该第三金属 板用于接收第二频率群组的信 号,该第二金属板用于输出电信号,其中该第二金属板位于 该第一金属板与该第三金属板之间;以 及机构,用于令该第一电路板形变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,其中该第一金属板的部分位于该第一电路板形变的地方。 前述的力传感器,更包含支撑元件,用于支撑该第一电路板,其中该机构为斜面机 构。 前述的力传感器,其中该第一金属板、该第二金属板、该第三金属板相互平行。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第二金属 板与该第三金 属板形成第二电容,其中在该第一电路板未形变的情况下,该第一电容与该 第二电容的阻抗值相同。 前述的力传感器,其中该第一电路板与该第二电路板均为印刷电路板。 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现。依据本发明 提供的一种力 传感器,包含:第一电路板,包含第一金属板与互不接触的第三金属板,分别 用于接收第一频率群 组的信号与第二频率群组的信号;第二电路板,与该第一电路板平 行,包含用于输出电信号的第二 金属板;以及机构,用于令该第一电路板形变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,更包含支撑元件,用于支撑该第一电路板。 前述的力传感器,更包含支撑元件,用于支撑该第一电路板,其中该机构为斜面机 构。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板互相平行,该第二金属板与 该第三金属板 相互平行。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第二金属 4 CN 111580693 A 说 明 书 3/44 页 板与该第三金 属板形成第二电容,其中在该第一电路板未形变的情况下,该第一电容与该 第二电容的阻抗值相同。 前述的力传感器,其中该第一电路板与该第二电路板均为印刷电路板。 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现。依据本发明 提供的一种力 传感器,包含:第一电路板,包含互不接触的第一金属板与第三金属板,分别 用于接收第一频率群 组的信号与第二频率群组的信号;第二电路板,与该第一电路板平 行,包含用于输出一电信号的第 二金属板;第三电路板,与该第二电路板平行,包含第四金 属板与互不接触的第五金属板,分别用 于接收该第一频率群组的信号与该第二频率群组 的信号;以及机构,用于令该第一电路板向上方形 变,以及令该第三电路板向下方形变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,更包含第一支撑元件,用于支撑该第一电路板;以及第二支撑元 件,用于支 撑该第三电路板,其中该机构为斜面机构。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板互相平行,该第二金属板与 该第三金属板 相互平行,该第四金属板与该第二金属板互相平行,该第二金属板与该第五 金属板互相平行。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离,该第四金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与该第五 金属板的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板位于该第四金属板的上方,该第三金属板的 位置位于该第 五金属板的上方。 前述的力传感器,其中该第一金属板的面积等于该第四金属板的面积。 前述的力传感器,其中该第三金属板的面积等于该第五金属板的面积。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第二金属 板与该第三金 属板形成第二电容,该第四金属板与该第二金属板形成第三电容,该第二金 属板与第五金属板形成 第四电容。 前述的力传感器,其中在该第一电路板未形变的情况下,该第一电容与该第二电 容的阻抗值相 同。 前述的力传感器,其中在该第三电路板未形变的情况下,该第三电容与该第四电 容的阻抗值相 同。 前述的力传感器,其中该第一电容与该第三电容的阻抗值相同,该第二电容与该 第四电容的阻 抗值相同。 前述的力传感器,其中该第一电路板、该第二电路板、与该第三电路板均为印刷电 路板。 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现。依据本发明 提供的一种力 传感器,包含:第一电路板,包含第一金属板,用于接收第一频率群组的信 号;第二电路板,与该 第一电路板平行,包含互不接触且依序平行排列的第二金属板、第三 金属板、第四金属板、与第五 金属板,该第三金属板与该第四金属板用于接收第二频率群 组的信号,该第二金属板与该第五金属 板互相电性耦合,且用于输出电信号;第三电路板, 包含第六金属板,用于接收该第一频率群组的 信号,其中该第二电路板夹在该第一电路板 5 CN 111580693 A 说 明 书 4/44 页 与该第三电路板之间;以及机构,用于令该第一电路板 向上方形变,以及令该第三电路板 向下方形变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,更包含第一支撑元件,用于支撑该第一电路板;以及一第二支撑 元件,用于 支撑该第三电路板,其中该机构为一斜面机构。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板互相平行,该第二金属板与 该第三金属板 相互平行,该第四金属板与该第五金属板互相平行,该第五金属板与该第六 金属板相互平行。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离,该第四金属板与该第五金属板的距离等于该第五金属板与该第六 金属板的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板位于该第六金属板的上方。 前述的力传感器,其中该第一金属板的面积等于该第六金属板的面积。 前述的力传感器,其中该第二金属板的面积等于该第五金属板的面积。 前述的力传感器,其中该第三金属板的面积等于该第四金属板的面积。 前述的力感测器传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第 二金属板与该 第三金属板形成第二电容,该第四金属板与该第五金属板形成第三电容,该 第五金属板与该第六金 属板形成第四电容。 前述的力传感器,其中在该第一电路板未形变的情况下,该第一电容与该第二电 容的阻抗值相 同。 前述的力传感器,其中在该第三电路板未被弯折的情况下,该第三电容与该第四 电容的阻抗值 相同。 前述的力传感器,其中该第一电容与该第四电容的阻抗值相同,该第二电容与该 第三电容的阻 抗值相同。 前述的力传感器,其中该第一电路板、该第二电路板、与该第三电路板均为印刷电 路板。 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现。依据本发明 提供的一种力 传感器,包含互不接触且依序平行排列的第一金属板、第二金属板、与第三 金属板,其中该第一金 属板用于接收第一频率群组的信号,该第三金属板用于接收第二频 率群组的信号,该第二金属板用 于输出电信号,其中该第二金属板的一端可受力发生形 变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第二金属 板与该第三金 属板形成第二电容,其中在该第二金属板未形变的情况下,该第一电容与该 第二电容的阻抗值相同。 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现。依据本发明 提供的一种力 传感器,包含互不接触且依序平行排列的第一金属板、第二金属板、与第三 6 CN 111580693 A 说 明 书 5/44 页 金属板,其中该第一金 属板用于输出电信号,该第二金属板用于接收第一频率群组的信 号,该第三金属板用于接收第二频 率群组的信号,其中该第一金属板的一端可受力发生形 变。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板的距离等于该第二金属板与 该第三金属板 的距离。 前述的力传感器,其中该第一金属板与该第二金属板形成第一电容,该第二金属 板与该第三金 属板形成第二电容,其中在该第一金属板未形变的情况下,该第一电容与该 第二电容的阻抗值相同。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明 发送受力值的 发信器、发信方法、与触控系统的有益效果之一在于提供能够主动将所受压 力准确地发出电信号的 主动触控笔。 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段, 而可依照说明 书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂,以下特举 较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。 附图说明 图1为根据本发明一实施例的触控系统100的示意图。 图2为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图3为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图4A为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图4B为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图5为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图6为根据本发明一实施例的触控装置判断发信器或主动触控笔笔尖感测值方法 的流程示意 图。 图7A为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图7B为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图7C为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图7D为根据本发明一实施例的发信器110内部的示意图。 图8为根据本发明一实施例的触控装置判断发信器笔尖感测值方法的流程示意 图。 图9A为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图9B为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图9C为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图9D为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图9E为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图9F为根据本发明一实施例的发信器110的信号调变的时序示意图。 图10为根据本发明一实施例的噪声传播示意图。 图11为根据本发明另一实施例的第一电容221的结构示意图。 7 CN 111580693 A 说 明 书 6/44 页 图12为图11所示实施例的一种减省表示图。 图13为图12所示实施例的一种变形。 图14为图13所示实施例的一种变形。 图15为图14所示实施例的一种变形。 图16A为根据本发明一实施例的示意图。 图16B为图16A所示实施例的一种变形。 图17A与图17B为根据本发明的第一电容与第二电容的结构示意图。 图18为图11所示实施例的一种变形。 图19A为发信器110的力感应电容与其结构的中心剖面的分解示意图。 图19B为图19A所示的结构组合之后的剖面示意图。 图19C为图19A所示的结构组合之后的另一剖面示意图。 图19D为根据本发明一实施例的发信器110的力感应电容与其结构的中心剖面的 分解示意图。 图19E为根据本发明一实施例的发信器110的力感应电容与其结构的中心剖面的 分解示意图。 图20(a)、20(b)、20(c)和20(d)为图19A中可压缩导体1974与绝缘膜1973的接触面 的剖面 示意图。 图21为根据本发明一实施例的压力传感器的示意图。 图22为根据本发明一实施例的压力传感器的示意图。 图23A及图23B为根据本发明一实施例的简单开关的结构示意图。 图24A及图24B为根据本发明一实施例的简单开关的结构示意图。 图25为本发明提供一种推断笔尖位置的示意图。 图26为根据本发明一实施例的计算倾斜角的示意图。 图27为显示接口反应前述倾斜角与/或压力的笔触的实施例。 图28(a)和28(b)为在显示接口反应前述倾角与/或压力的笔触的另一实施例。 图29为根据本发明一实施例的侦测灯塔信号系统的方框示意图。 【主要元件符号说明】 100:触控系统 110:发信器 120:触控面板 121:第一电极 122:第二电极 130:触控处理装置 140:主机 211:第一信号源 212:第二信号源 221:第一元件 222:第二元件 230:笔尖段 8 CN 111580693 A 说 明 书 7/44 页 321:第一电容 322:第二电容 441:橡皮擦电容 442:笔杆电容 523:环状电容 550:环状电极 551:环状电极导线 610~660:步骤 714:单一信号源 760:控制单元 770:发信器无线通讯单元 771:发信器有线通讯单元 780:主机无线通讯单元 781:主机有线通讯单元 810~860:步骤 1110:第一金属板 1110A:第一金属板A 1110B:第一金属板B 1120:第二金属板 1120A:第二金属板A 1120B:第二金属板B 1130:第三金属板 1130A:第三金属板A 1130B:第三金属板B 1140:抬升元件或斜面装置 1150:支撑元件 1970:可动元件 1971:前端可动元件 1972:后端可动元件 1973:绝缘膜 1974:可压缩导体 1975:导体基底 1976:基座导线 1977:可动元件导线 1978:弹性元件 1979:可压缩绝缘材料 1980:壳体 1990:印刷电路板 2110:压力传感器 9 CN 111580693 A 说 明 书 8/44 页 2120:控制单元 2210:压力传感器 2220:控制单元 2610~2650:步骤 2900:侦测灯塔信号系统 2910:接收电极 2920:侦测模块 2921:模拟前端 2922:比较器 2930:解调变器 Sw1:开关 Sw2:开关 Sw3:开关 Sw4:开关 Sw5:开关 Sw6:开关 SWB:开关 SWE:开关