觸控輸入設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種觸控輸入設備，包含本體及感測模塊。本體具有外表面，其中外表面包覆形成容置空間。感測模塊設置于容置空間并包含感測單元及信號運算單元。感測單元產(chǎn)生感測信號。信號運算單元根據(jù)感測信號產(chǎn)生表面結(jié)果信號以調(diào)整外表面的表面特性。
【專利說明】觸控輸入設備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種觸控輸入設備；具體而言，本發(fā)明是關(guān)于一種能夠改善書寫效率并提高握持舒適感的觸控輸入設備。

【背景技術(shù)】
[0002]在已知觸控輸入設備中，大多使用手指進行觸控。舉例而言，觸控輸入設備包含工業(yè)計算機、平板計算機、手持式通信裝置、自動柜員機、筆記本電腦、電子書或其他電子裝置。由于觸控為直覺性操控方式，廣泛受到大眾使用。然而，隨著觸控面積縮小，控制觸控的程度也隨之提高。在實際情況中，手指無法進行非常精確的觸控，使得觸控輸入設備難以精準地感測。
[0003]值得注意的是，研發(fā)人員嘗試通過觸控筆取代手指作觸控感測，可提高觸控精準度。舉例而言，部分手持式通信裝置及平板計算機逐漸使用觸控筆取代手指觸控。在實際情況中，觸控筆是通過觸控筆頭觸碰觸控面以感測觸控。具體而論，一支觸控筆可搭配不同的筆頭，其中各種筆頭包含不同的形狀，進而適用于特定功能。然而，用戶欲切換不同特定功能時，需手動更換筆頭。值得注意的是，使用者得使用額外的時間更換筆頭，且需要額外的空間存放閑置筆頭。換句話說，更換筆頭造成使用上的不便，容易降低操作效率。
[0004]此外，一般而言，觸控筆的筆身并非依照使用者的握持習慣量身訂做。換言之，筆身的形狀為固定，無法按照每個使用者的握持習慣改變。在實際應用中，使用者握持觸控筆時，需調(diào)整握持方式以適應筆身。具體而論，已知觸控筆無法智能性地提供較佳的握持舒適度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種能夠改善輸入效率并提高握持舒適度的觸控輸入設備。
[0006]于另一方面，本發(fā)明提供一種能夠智能地變化筆頭的觸控輸入設備，以改善輸入效率。
[0007]于一方面，本發(fā)明提供一種偵測握持程度的觸控輸入設備，調(diào)整握持面的表面結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的一方面在于提供一種觸控輸入設備，包含本體及感測模塊。在一實施例中，本體具有外表面，其中外表面包覆形成容置空間。此外，感測模塊設置于容置空間并包含感測單元及信號運算單元，其中感測單元產(chǎn)生感測信號。在實際應用中，信號運算單元根據(jù)感測信號產(chǎn)生表面結(jié)果信號以調(diào)整外表面的表面特性。
[0009]相較于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的觸控輸入設備是使用感測單元產(chǎn)生感測信號，進而調(diào)整外表面的表面特性。在實際情況中，外表面包含筆頭表面及握持表面，表面特性包含形狀輪廓、表面硬度及摩擦系數(shù)。在一實施例中，觸控輸入設備可根據(jù)顯示觸控面的表面結(jié)構(gòu)變化筆頭表面，并根據(jù)握持表面的碰觸程度調(diào)整握持面，進而提高觸控輸入效率并增加握持舒適度。
[0010]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進一步的了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的觸控輸入設備的實施例示意圖。
[0012]圖2為觸控輸入設備感測顯示觸控面的實施例示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的觸控輸入設備的另一實施例示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的觸控端面的實施例示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明的觸控端面的另一實施例示意圖。
[0016]圖6為本發(fā)明的觸控輸入設備的另一實施例示意圖。
[0017]圖7為本發(fā)明的手指碰觸握持區(qū)域的實施例示意圖。
[0018]主要組件符號說明:
[0019]I觸控輸入設備
[0020]10 本體
[0021]20感測模塊
[0022]30譯碼模塊
[0023]40顯示整合模塊
[0024]100、100A 外表面
[0025]110、IlOA 觸控端面
[0026]111 第一方向
[0027]120握持面
[0028]121握持區(qū)域
[0029]150容置空間
[0030]210感測單元
[0031]230信號放大單元
[0032]240信號運算單元
[0033]400.400A顯示觸控面
[0034]401觸控凸塊
[0035]500A?500H觸控端面
[0036]600A ?600D 外層
[0037]700特定角度

【具體實施方式】
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例，提供一種觸控輸入設備；具體而論，本發(fā)明的觸控輸入設備包含觸控筆，可依照顯示觸控面的表面結(jié)構(gòu)調(diào)整筆頭的表面特性。
[0039]請參照圖1，圖1為本發(fā)明的觸控輸入設備實施例示意圖。如圖1所示，觸控輸入設備I包含本體10、感測模塊20及譯碼模塊30，其中譯碼模塊30耦接感測模塊20。在此實施例中，本體10具有外表面100，其中外表面100包覆形成容置空間150并包含觸控端面110及握持面120，且握持面120連接觸控端面110。在實際情況中，觸控端面110為觸控輸入設備I的觸控端，且握持面120為使用者握持觸控輸入設備I的表面區(qū)域。此外，感測模塊20設置于容置空間150并包含感測單元210、信號放大單元230及信號運算單元240。
[0040]具體而論，感測單元210是產(chǎn)生感測信號以調(diào)整外表面100的表面特性。需說明的是，感測單元210可通過偵測表面結(jié)構(gòu)、相對角度或碰觸程度以產(chǎn)生感測信號，但不以此例為限。此外，感測信號包含表面感測信號、角度感測信號及碰觸感測信號。在一實施例中，感測單元210偵測顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生感測信號，且信號運算單元230可根據(jù)感測信號進行運算。需說明的是，顯示觸控面400為顯示整合模塊40的觸控面及顯示面，且觸控輸入設備I通過觸控端面110觸控顯示整合模塊40的顯示觸控面400以進行觸控。舉例而論，顯示整合模塊40可以為平板計算機、筆記本電腦、電子書或互動廣告牌，并無特定的限制。
[0041]此外，信號放大單元230耦接于表面感測單元210與信號運算單元240之間，其中信號放大單元230放大表面感測信號并傳送表面感測信號至信號運算單元240。在實際應用中，信號放大單元220為放大器，能夠放大表面感測信號的振幅以提升信號強度。
[0042]值得注意的是，信號運算單元240根據(jù)表面感測信號產(chǎn)生表面結(jié)果信號以調(diào)整外表面100的表面特性，其中表面特性包含形狀輪廓、表面硬度或其他表面特性。舉例而論，信號運算單元240具有查找表(Lookup Table, LUT)，各表面感測信號是對應表面結(jié)果信號，使得信號運算單元240能夠根據(jù)表面感測信號的大小決定表面結(jié)果信號。需說明的是，在其他實施例中，信號運算單元可通過其他邏輯運算處理以決定表面結(jié)果信號，并不以此例為限。
[0043]需說明的是，信號運算單元240是運算處理表面感測信號以產(chǎn)生表面結(jié)果信號并傳送表面結(jié)果信號至譯碼模塊30，且譯碼模塊30接收表面結(jié)果信號。此外，表面結(jié)果信號包含變形信號、表面硬度信號或其他結(jié)果信號。值得注意的是，譯碼模塊30根據(jù)表面結(jié)果信號產(chǎn)生表面調(diào)整信號以調(diào)整外表面的表面特性。
[0044]請參照圖2,圖2為觸控輸入設備感測顯示觸控面的實施例示意圖。如圖2(a)所示，顯示觸控面400A包含復數(shù)個觸控凸塊401。在實際情況中，觸控凸塊401的形狀為半圓弧，但不以此為限。值得注意的是，如圖2 (b)所示，當觸控輸入設備I接近顯示觸控面400A，感測單元210偵測顯示觸控面400A的表面結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生變形信號，且信號運算單元240根據(jù)變形信號(表面結(jié)果信號)調(diào)整觸控端面110的形狀輪廓。
[0045]如圖2所示,觸控端面110接觸或靠近顯示觸控面400,其中感測單元210稱接于觸控端面I1以偵測顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)，且信號運算單元240根據(jù)表面結(jié)果信號調(diào)整觸控端面110的表面特性。在此實施例中，感測信號包含表面感測信號，且感測單元210偵測顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生表面感測信號。在實際情況中，感測單元210可以為影像傳感器，可偵測顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生表面感測信號，其中表面感測信號可以為立體影像信號，但不以此為限。此外，感測單元210傳送表面感測信號至信號運算單元240，且信號運算單元240根據(jù)表面感測信號產(chǎn)生變形信號。
[0046]需說明的是，信號運算單元240是根據(jù)表面感測信號計算立體影像于三軸向的坐標數(shù)值，進而產(chǎn)生變形信號。換言之，該變形信號較佳為三維坐標值，且三維坐標值分別為顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)座落在X軸、Y軸及Z軸上的坐標數(shù)值。
[0047]此外，譯碼模塊30是根據(jù)三軸向參數(shù)(變形信號)計算相符的立體坐標數(shù)值以產(chǎn)生表面調(diào)整信號，進而調(diào)整觸控端面I1為觸控端面110A。舉例而論，觸控端面110包含主動變形組件及被動變形組件，其中被動變形組件的材質(zhì)可以為可橈性電極材料、具彎曲性電極材料、韌性電極材料或其他變形的電極材料。在實際情況中，主動變形組件連接于被動變形組件，且主動變形組件接收表面調(diào)整信號以帶動被動變形組件變化形狀。此外，在此實施例中，觸控端面IlOA為內(nèi)凹頂面，可以于觸控凸塊401上滑動，進而提高觸控輸入效率。換言之，變形后的觸控端面400A的形狀輪廓是相符于顯示觸控面400A的表面結(jié)構(gòu)。進一步而論，由于觸控端面的形狀能夠相符于顯示觸控面400A，使得使用者能夠更直覺地使用觸控輸入設備I觸控于顯示觸控面400A。值得注意的是，使用者無須另行更換筆頭，能夠節(jié)省更換筆頭的時間，進而提高觸控輸入效率。在其他實施例中，感測單元210為壓強制反饋傳感器，能夠?qū)嶓w接觸顯示觸控面400以偵測表面結(jié)構(gòu)，進而調(diào)整觸控端面110的形狀輪廓。
[0048]此外，觸控端面110能夠依照顯示觸控面400的表面結(jié)構(gòu)變形為其他相符形狀，并不以此例為限。具體而論，形狀輪廓包含平面、曲面或錐面，且觸控端面110可以為圓錐面、內(nèi)凹頂面、角面或其他形狀的表面。
[0049]請參照圖3，圖3為本發(fā)明的觸控輸入設備的另一實施例示意圖。在此實施例中，感測信號包含角度感測信號，且感測單元210偵測本體10與顯示觸控面400的相對角度以產(chǎn)生角度感測信號。在實際情況中，感測單元210可以為三軸加速度傳感器(three-axisaccelerometer),能夠感測本體10相對顯示觸控面400的位置及角度。在此實施例中，感測單元210具有參考指向，能夠根據(jù)參考指向決定感測角度的方向，且感測單元210是根據(jù)參考指向以判斷本體10與顯示觸控面400的相對角度。需說明的是，觸控輸入設備I于不同的角度可執(zhí)行默認功能，其中默認功能包含收/發(fā)信件、顯示選單、省電模式、書寫模式。
[0050]如圖3所示，感測單元210的參考指向為第一方向111，且感測單元是沿著第一方向111決定特定角度的大小。值得注意的是，使用者可依照使用習慣修改參考指向的信息，并不以此為限。舉例而論，本體10與顯示觸控面400夾有特定角度700。在此實施例中，感測單元210偵測本體10與顯示觸控面400的特定角度700以產(chǎn)生角度感測信號，其中特定角度為90度，但不以此為限。需說明的是，當特定角度為90度時，其對應的默認功能為書寫模式。在實際情況中，信號運算單元240根據(jù)表面結(jié)果信號調(diào)整觸控端面110的形狀輪廓為錐面，使得觸控端面110利于書寫于顯示觸控面400。換言之，若觸控端面110之前為別的形狀(角面或其他形狀)，則會依照表面結(jié)果信號變形為錐面。
[0051 ] 請參照圖4及圖5 ;圖4為本發(fā)明的觸控端面的實施例示意圖，圖5為本發(fā)明的觸控端面的另一實施例示意圖。如圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)及圖4(D)所示，觸控端面的形狀包含平面、曲面或錐面，其中觸控端面500A的形狀為平面；觸控端面500B的形狀為曲面；觸控端面500C的形狀為錐面；且觸控端面500D的形狀是包含內(nèi)凹的曲面。此外，觸控端面500A?500D的材質(zhì)包含電極材料；當觸控端面靠近顯示觸控面400時，觸控端面可電性耦合于顯示觸控面400。換言之，由于觸控端面500A?500D的全部表面均為電極，而非某些角度才能觸控，故能夠達到全觸控面感測的功效。此外，由于觸控端面500A?500D為電極，能夠電性耦合于顯示觸控面400以提供較佳的感測效能，有效解決感測不佳的問題。在實際應用中，觸控端面可依照表面結(jié)果信號以調(diào)整為不同形狀輪廓，但不以此例為限。
[0052]請參照圖5，圖5為本發(fā)明的觸控端的另一實施例示意圖。如圖5(A)、圖5(B)、圖5 (C)及圖5 (D)所示，觸控端面500E、觸控端500F、觸控端500G及觸控端500H的形狀分別為平面、曲面、錐面及內(nèi)凹曲面。值得注意的是，觸控端面500E?500H分別具有外層600A?600D，其中外層600A?600D為非導電外層或?qū)щ娡鈱?。在實際情況中，外層600A?600D可以為軟薄層，其材質(zhì)包含塑料或軟性導體，避免顯示觸控面400被刮傷。
[0053]此外，在一實施例中，感測信號包含碰觸感測信號，且感測單元210偵測外表面100的碰觸程度以產(chǎn)生碰觸感測信號，且信號運算單元240根據(jù)碰觸感測信號產(chǎn)生碰觸結(jié)果信號以調(diào)整外表面100的表面特性，其中表面特性包含摩擦系數(shù)或其他表面特性。
[0054]需說明的是，感測單元210系偵測握持面120的碰觸程度以產(chǎn)生碰觸感測信號，進而調(diào)整握持面120的表面特性。在實際情況中，握持面120可產(chǎn)生形狀、摩擦系數(shù)的變化。進一步而論，握持面120包含粗糙面、平滑面或曲面，但不以此為限。接下來，本發(fā)明通過圖6及圖7的實施例說明其技術(shù)特征及實際功效。
[0055]請參照圖6，圖6為本發(fā)明的觸控輸入設備的另一實施例示意圖。值得注意的是，握持面120包含復數(shù)個握持區(qū)域121。在實際情況中，感測單元210能夠偵測各握持區(qū)域121的碰觸程度以產(chǎn)生碰觸感測信號，其中碰觸感測信號包含感壓信號、摩擦信號或其他感測信號。舉例而論，感測單元210可以為壓力傳感器、摩擦力傳感器或其他接觸性傳感器。此外，握持面120的材料較佳為可橈性材料、具彎曲性材料、韌性材料或其他變形材料，可造成形變，但不以此為限。
[0056]請參照圖7,圖7為本發(fā)明的手指碰觸握持區(qū)域的實施例示意圖。如圖7 (a)所示，當使用者的手指碰觸握持面120的握持區(qū)域121時，感測單元210偵測各握持區(qū)域121的受壓程度以產(chǎn)生感壓信號，且信號運算單元240根據(jù)感壓信號調(diào)整各該些握持區(qū)域121的形狀輪廓。如圖7(b)所示，手指按壓部分握持區(qū)域121，則感測單元210偵測該些握持區(qū)域121的受壓程度以產(chǎn)生感壓信號至信號運算單元240。此外，信號運算單元240是根據(jù)感壓信號計算受壓的該些握持區(qū)域121于三軸向的坐標數(shù)值，進而產(chǎn)生變形信號。換言之，該變形信號較佳為三維坐標直，且三維坐標值分別為握持面120中受壓的該些握持區(qū)域121坐落在X軸、Y軸及Z軸上的坐標數(shù)值。
[0057]此外，譯碼模塊30是根據(jù)三軸向參數(shù)(變形信號)計算相符的立體坐標數(shù)值以產(chǎn)生表面調(diào)整信號，進而調(diào)整受壓的該些握持區(qū)域121的形狀輪廓。如圖7(b)所示，手指施壓于部分握持區(qū)域121，且該些握持區(qū)域能夠依照表面調(diào)整信號產(chǎn)生形變，以符合人體工學。需說明的是，握持面120包含主動變形組件及被動變形組件，其中被動變形組件的材質(zhì)可以為可橈性材料、具彎曲性材料、韌性材料或其他變形的電極材料。在實際情況中，主動變形組件連接于被動變形組件，且主動變形組件接收表面調(diào)整信號以帶動被動變形組件變化形狀。在實際情況中，該些部分握持區(qū)域121依照表面調(diào)整信號產(chǎn)生形變，能符合人體工學，進而提高握持舒適度。
[0058]在其他實施例中，表面結(jié)果信號更包含摩擦信號，且表面特性包含摩擦系數(shù)。當使用者的手指碰觸握持面120時，感測單元210偵測各握持區(qū)域121的碰觸程度以產(chǎn)生感測信號，且信號運算單元240產(chǎn)生摩擦信號以調(diào)整各握持區(qū)域121的摩擦系數(shù)。在實際情況中，觸控輸入設備I可通過形成復數(shù)個微顆粒(micro particle)于握持面120上,進而提高該些握持區(qū)域121的摩擦系數(shù)，使得使用者更容易握持觸控輸入設備1A。換句話說，握持面120通過提高握持區(qū)域的摩擦系數(shù)以避免使用者握持觸控輸入設備I時產(chǎn)生手滑，進而更容易操控觸控輸入設備I。
[0059]相較于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的觸控輸入設備是使用感測單元產(chǎn)生感測信號，進而調(diào)整外表面的表面特性。在實際情況中，外表面包含筆頭表面及握持表面，表面特性包含形狀輪廓、表面硬度及摩擦系數(shù)。在一實施例中，觸控輸入設備可根據(jù)顯示觸控面的表面結(jié)構(gòu)變化筆頭表面，并根據(jù)握持表面的碰觸程度調(diào)整握持面，進而提高觸控輸入效率并增加握持舒適度。
[0060]通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸控輸入設備，其特征在于，包含: 一本體，具有一外表面，其中該外表面包覆形成一容置空間；以及 一感測模塊，設置于該容置空間并包含: 一感測單元，產(chǎn)生一感測信號；以及 一信號運算單元，根據(jù)該感測信號產(chǎn)生一表面結(jié)果信號以調(diào)整該外表面的一表面特性。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控輸入設備，其特征在于，該感測信號包含一表面感測信號，且該感測單元偵測一顯示觸控面的一表面結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生該表面感測信號。
3.如權(quán)利要求1所述的觸控輸入設備，其特征在于，該感測信號包含一角度感測信號，且該感測單元偵測該本體與一顯示觸控面的相對角度以產(chǎn)生該角度感測信號。
4.如權(quán)利要求1所述的觸控輸入設備，其特征在于，該感測信號包含一碰觸感測信號，且該感測單元偵測該外表面的一碰觸程度以產(chǎn)生該碰觸感測信號，且該信號運算單元根據(jù)該碰觸感測信號產(chǎn)生一碰觸結(jié)果信號以調(diào)整該外表面的該表面特性。
5.如權(quán)利要求4所述的觸控輸入設備，其特征在于，該外表面包含: 一觸控端面，接觸或靠近該顯示觸控面，其中該感測單元耦接于該觸控端面以偵測該顯示觸控面的該表面結(jié)構(gòu)，且該信號運算單元根據(jù)該表面結(jié)果信號調(diào)整該觸控端面的該表面特性。
6.如權(quán)利要求5所述的觸控輸入設備，其特征在于，該表面結(jié)果信號包含一變形信號，該表面特性包含一形狀輪廓；該信號運算單元根據(jù)該表面結(jié)果信號調(diào)整該觸控端面的該形狀輪廓。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控輸入設備，其特征在于，該形狀輪廓包含一平面、一曲面或一錐面。
8.如權(quán)利要求6所述的觸控輸入設備，其特征在于，變形后的該觸控端面的該形狀輪廓是相符于該顯示觸控面的該表面結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求5所述的觸控輸入設備，其特征在于，該外表面更包含: 一握持面，連接該觸控端面，其中該感測單元耦接該握持面并偵測該握持面的該碰觸程度以產(chǎn)生該感測信號以調(diào)整該握持面的該表面特性。
10.如權(quán)利要求9所述的觸控輸入設備，其特征在于，該握持面包含復數(shù)個握持區(qū)域，且該表面結(jié)果信號包含一摩擦信號，該表面特性包含一摩擦系數(shù)；該感測單元偵測各握持區(qū)域的該碰觸程度以產(chǎn)生該感測信號，且該信號運算單元產(chǎn)生該摩擦信號以調(diào)整各該些握持區(qū)域的該摩擦系數(shù)。
11.如權(quán)利要求9所述的觸控輸入設備，其特征在于，該握持面包含一粗糙面、一平滑面或一曲面。
12.如權(quán)利要求1所述的觸控輸入設備，其特征在于，進一步包含: 一信號放大單元，耦接于該感測單元與該信號運算單元之間，其中該信號放大單元放大該感測信號并傳送該感測信號至該信號運算單元。
13.如權(quán)利要求1所述的觸控輸入設備，其特征在于，進一步包含: 一譯碼模塊，耦接該感測模塊并接收該表面結(jié)果信號，其中該譯碼模塊根據(jù)該表面結(jié)果信號產(chǎn)生一表面調(diào)整信號以調(diào)整該外表面的該表面特性。
【文檔編號】G06F3/0354GK104345919SQ201310478220
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】林佳秀, 林德昌, 呂雅玲, 陳義明, 鄭為元 申請人:瑞鼎科技股份有限公司