主动式触控笔及其操作方法_2

文档序号:9810063阅读:来源:国知局
料与形状,于所属技术领域具有通常知识者应可自行设计,在此不予以赘述。
[0041]在实际的操作中,当触压件10接收到外部压力时,触压件10会连动导磁件120,造成导磁件120于主动式触控笔I的壳体内部的位置改变。更详细来说,当使用者手持主动式触控笔I并欲对平板电脑的触控屏幕施加一个方向向下的外部压力时,在触压件10碰触到平板电脑的触控屏幕瞬间会接收到由平板电脑所产生的反作用力,使得触压件10会因上述的反作用力而向内移动(亦即减少其曝露于笔尖部11外的长度),进而连动导磁件120向内移动。此时,弹性元件122会因为触压件10与导磁件120的位移而产生反向回复力,以使触压件10离开平板电脑的触控屏幕时回复至触压件10与导磁件120的初始位置。
[0042]驱动模块14用以于接收到控制模块18所产生的驱动信号时,会产生一个磁场。值得注意的是,驱动信号为具有一种预设频率的脉冲宽度调变信号(pulse widthmodulat1n signal, PffM signal),使得驱动模块14会依据上述的预设频率的脉冲宽度调变信号产生一个已知磁场强度的磁场。感应模块16用以与驱动模块14互感,并依据导磁件120与感应模块16之间的距离变化所造成的磁场的变化(例如磁场大小的变化或磁场方向的变化)来产生一个对应的感应电压,据以使得控制模块18可以依据上述感应电压的电压电平计算出外部压力的实际大小。
[0043]举例来说,当触压件10未受到任何外部压力而使得导磁件120位于初始位置时,感应模块16感应到的感应电压为第一电压电平,当触压件10受到外部压力而使得导磁件120位移至对应的相对位置时,感应模块16感应到的感应电压为第二电压电平,而第一电压电平与第二电压电平之间的差值即可对应为外部压力的大小,换句话说,感应电压的电压电平与外部压力的实际大小具有线性关系。于实务上,控制模块18为一种整合有信号输入输出(I/O)功能、模拟数字转换(A/D)功能、记忆功能以及计算处理功能的微控制器(microcontroller unit, MCU)。
[0044]此外,本发明实施例的主动式触控笔I更包括有电源模块(未绘示于图式),此电源模块用以对主动式触控笔I提供一工作电源。于实务上,电源模块可以为一种一般电池(primary battery)或是二次电池(secondary battery,亦称可充电电池),本发明在此不加以限制。
[0045]为了更清楚地说明驱动模块14与感应模块16之间的作动关系,请一并参照图1与图3,图3为根据图1的驱动模块、感应模块以及控制模块的细部电路示意图。如图3所示,驱动模块14包括第一 LC并联电路(亦称LC谐振电路)140与滤波电路142,感应模块16包括第二 LC并联电路160与整流滤波电路162,控制模块18包括驱动信号产生单元180、模拟数字转换单元182以及中央处理单元(central processing unit, CPU) 184。其中,滤波电路142电性连接于控制模块18的驱动信号产生单元180与第一 LC并联电路140之间,整流滤波电路162电性连接于控制模块18的模拟数字转换单元182与第二 LC并联电路160之间,中央处理单元184电性连接于驱动信号产生单元180与模拟数字转换单元182之间。值得注意的是,第一 LC并联电路140的电感LI与第二 LC并联电路160的电感L2彼此相对应。
[0046]驱动信号产生单元180受控于中央处理单元184,并用以产生驱动信号。于实务上,驱动信号产生单元180为一种可产生具有预设频率的脉冲宽度调变信号的信号产生器。滤波电路142用以滤除驱动信号的直流成分,而只允许交流成分的驱动信号通过,以对第一 LC并联电路140提供交流成分的驱动信号。于实务上,滤波电路142为一种交连电容(coupling capacitance)C3ο值得注意的是,虽然本发明实施例中的驱动模块14设置有滤波电路142,但本发明在此不加以限制驱动模块14是否需要设置有滤波电路14,换句话说,驱动模块14亦可仅具有第一 LC并联电路140,且此第一 LC并联电路140直接电性连接驱动信号产生单元180。
[0047]第一 LC并联电路140用以将驱动信号的交流成分所对应的能量储存于磁场中。更详细来说,当第一 LC并联电路140接收到交流成分的驱动信号时,第一 LC并联电路140中的电感LI会因为交流成分的驱动信号的电流变化而产生第一磁场,并因为电磁感应(electromagnetic induct1n)产生第一电动势,同时将第一电动势以能量的形式储存在第一磁场中,据以抵抗电流的变化。此外,第一 LC并联电路140中的电容Cl会与电感LI产生谐振现象,使得能量会在电容Cl与电感LI之间来回振荡。
[0048]第二 LC并联电路160用以与第一 LC并联电路140互感,并依据导磁件120与第二 LC并联电路160之间相对位置的变化产生感应电流。更详细来说,第二 LC并联电路160中的电感L2通过与第一 LC并联电路140中的电感LI互感,据以产生第二电动势以及感应电流,且第二 LC并联电路160中的电容C2亦会与电感L2产生谐振现象,使得能量会在电容C2与电感L2之间来回振荡。此外,当触压件10受到外部压力而造成导磁件120 —并移动时,导磁件120会因为位置的变化,造成电感L2所感应到的第二电动势以及感应电流会随着导磁件120与电感L2之间相对位置的变化而改变。
[0049]整流滤波电路162主要包括二极管Dl与电容C4,其中二极管Dl的阳极电性连接第二 LC并联电路160,二极管Dl的阴极电性连接模拟数字转换单元182,电容C4的一端电性连接于二极管Dl的阴极与模拟数字转换单元182之间。二极管Dl用以对第二 LC并联电路160所输出的感应电流进行整流,电容C4用以对整流后的电压进进行滤波,并据以产生感应电压,亦即使得整流滤波电路162的输出端与模拟数字转换单元182之间的电位差为上述的感应电压。
[0050]模拟数字转换单元182用以将上述的感应电压的电压电平转换为一种数字信号,使得中央处理单元184可以依据上述的数字信号计算出施加于触压件10上的外部压力的大小。此外,第二 LC并联电路160中的电容C2可以被设计成一种薄膜电容(thin filmcapacitor),且当导磁件受到外部压力影响而接触到上述的薄膜电容时,控制模块18更可以依据薄膜电容上的电容变化量,判断外部压力的大小。
[0051]〔主动式触控笔的操作方法的实施例〕
[0052]请一并参照图1与图4,图4为根据本发明一实施例的主动式触控笔的操作方法的步骤流程图。如图4所示,此主动式触控笔的操作方法适用于图1的主动式触控笔1,故本实施例中不再赘述主动式触控笔I中的各元件与各功能模块的连接关系与作动方式。以下分别就主动式触控笔的操作方法的步骤流程作详细的说明。
[0053]在步骤S40中,主动式触控笔I中的控制模块18会对驱动模块14提供驱动信号,以使驱动模块14产生磁场。在步骤S42中,当触压件10受外部压力而移动时,连动模块12中的导磁件120会与触压件10同时连动。在步骤S44中,主动式触控笔I中的感应模块16会依据导磁件120与感应模块16之间的距离
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