专利名称：整合电磁式及电阻式多点输入系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输入系统，特别是涉及一种整合电磁式及电阻式多点输入系统。
背景技术：
取决于接触物种类，例如使用者的手指、数字笔(digital pen)或电磁笔 (stylus)等，以及接触点位置的决定方式，例如接触物操作时靠近的位置或距离等，触 控或输入技术区分为电阻式(resistive-type)、电容式(capacitive-type)、电磁式 (electromagnetic-type)及红夕卜线式(infrared-type)等角虫控技术。电阻式为常见的触控技术，一般应用于触控荧幕。电阻式触控技术通常使用一具 有上方电极的上基板(通常为透明基板)与一具有下方电极的下基板(通常为透明基板)， 上下基板则互相贴合但保持一距离。当接触物接触施压上基板时，上方电极与下方电极接 触导通，以产生一对应于接触物位置的电压，并将侦测到的电压值与对应接触物座标的位 置输出。电磁式输入技术一般应用于座标输入装置例如数字板(Digitizer)。座标输入装 置通常包含沿X与Y轴排列的多个紧密排列的感应线圈或天线构成一感应平面以及一位置 指向装置例如内含有一共振电路(resonancecircuit)的电磁笔。输入位置的座标例如位 置指向装置的位置是藉由位置指向装置共振电路与感应线圈之间的电磁波传送与接收获 得。不过目前电磁式输入及电阻式多点触控输入，在个别的领域中都有其优缺点。举 例来说，电磁式输入的优点是可以做到精准的定位，可是如果用手或是其他的接触物直接 点选则不会有反应，必需要有特定的电磁笔才可以操作。电阻式多点触控输入的优点是可 以用手或是任何的接触物进行输入操作，且多点式触控可利用手势变化进行多样化的操 作，根据特有的对应动作，可产生多种应用。但是多点触控的精密度是取决于电阻式触控元 件的矩阵密度，因此无法做到精准的定位。由此可见，上述现有的电磁式输入及电阻式多点触控输入在结构与使用上，显然 仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费 尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有 适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新 型结构的整合电磁式及电阻式多点输入系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业 界极需改进的目标。鉴于上述先前技术的缺点，本发明提出一种整合电磁式及电阻式多点输入系统， 兼具电磁式输入及电阻式多点触控输入的优点，可同时做到输入精准的定位与多样化的操作。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的电磁式输入及电阻式多点触控输入存在的缺陷，而提供一种新型结构的整合电磁式及电阻式多点输入系统，所要解决的技术问题是使其整 合电磁式输入及电阻式多点触控输入方式，兼具二种输入方式的优点，使整合电磁式输入 及电阻式多点触控输入系统可以让使用者精准的定位，也可以判断多种的手势变化。当需 要准确定位时，使用电磁式输入笔，可写可画，书写流畅、定位精准。而当只是要点选或是作 一些多点触控及因手势变化而判定的特定操作时，可以直接用手操作，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种整合电磁式及电阻式多点输入系统，该系统包含一基板；一电子元件部分；以及一 电磁式输入及电阻式触控输入部分，位于该基板上，该电磁式输入及电阻式触控输入部分 包含多个感应线圈，该感应线圈连接至该电子元件部分；一触控点阵列及连接触控点的 导线布局，该触控点阵列包含多个导体触控点，该导线布局连接该些导体触控点至该电子 元件部分；及一导体阵列软板，该导体阵列软板包含多个导体垫与多个间隔物，该导体阵列 软板位于该触控点阵列上使该些导体垫对应于该些导体触控点并由该些间隔物隔开。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的基板包含一印刷电路板。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的电子元件部分包含一微控 制器与二个特殊应用集成电路元件。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的电磁式输入及电阻式触控 输入部分分别由该二个特殊应用集成电路元件控制，该微控制器控制该二个特殊应用集成 电路元件。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中每个导体触控点包含二个相距一 间隔的导体，每一个该导体连接至一导线以构成该导线布局。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的导体阵列软板包含一 PET (polyethylene terephthalate)薄月莫0前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的导体垫包含银胶。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的电子元件部分与该电磁式 输入及电阻式触控输入部分位于该基板同一侧。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的电子元件部分与该电磁式 输入及电阻式触控输入部分分别位于该基板两侧。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的电子元件部分位于另一基 板上并以一连接器与该基板电性连接。前述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其中所述的更包含一指向装置。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 整合电磁式及电阻式多点输入系统至少具有下列优点及有益效果本发明整合了电磁式输 入及电阻式多点触控输入方式，兼具二种输入方式的优点，使整合电磁式输入及电阻式多 点触控输入系统可以让使用者精准的定位，也可以判断多种的手势变化。当需要准确定位 时，使用电磁式输入笔，可写可画，书写流畅、定位精准。而当只是要点选或是作一些多点触 控及因手势变化而判定的特定操作时，而可以直接用手操作。综上所述，本发明是有关于一种整合电磁式及电阻式多点输入系统，该整合电磁 式及电阻式多点输入系统包含一基板、一电子元件部分与一电磁式输入及电阻式触控输入部分，其位于基板上。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、 进步、实用的新设计。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。
图1是显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的功能架构方 框图。图2是显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的示意图。图3A与图:3B是分别显示多个天线与触控点阵列及导体阵列软板的实施例的示意 图。图4A与图4B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的 示意图。图5A与图5B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的另一实施例 的示意图。图6A与图6B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的又一实施 例。10 输入模块11 信号处理与控制模块
12 电磁式输入部分14 电阻式多点触控输入部分
16 处理单元18 处理单元
20 控制单元22 主机
24 介面102电路基板
104电子元件部分106电磁式输入及电阻式触控输入部分
108微控制器110特殊应用集成电路元件
112特殊应用集成电路元件114导体触控点
116多个天线118导体垫
120导体阵列软板201指向装置
202基板203基板
204导体阵列软板205基板
206天线布局与触控点阵列207基板
208电子元件部分208，:电子元件部分
208”电子元件部分210 连接器
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的整合电磁式及电阻式多点输入系统其具体实施方 式、结构、特征及其功效，详细说明如后。本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了以下描述外，本发明还可以广泛地在其他实施例施行，并且本发明的保护范围并不受实施例的限定，其以权利要求的保护 范围为准。再者，为提供更清楚的描述及更容易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相 对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘示 出，以求图式的简洁。图1是显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的功能架构方 框图。在此实施例中，本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统包含一输入模块10、一信 号处理与控制模块11与一主机22。输入模块10包含一电磁式输入部分12与一电阻式多 点触控输入部分14。信号处理与控制模块11包含处理单元16及18、一控制单元20，信号 处理与控制模块11通过介面M将信号传输至主机22。电磁式输入部分12包含多个沿X 与Y方向排列彼此平行部分重叠由导体构成的天线(antenna)或感应线圈(sensor coil)。 每一天线或线圈一端连接至一开关(switch)及处理单元16内的选择电路(selecting circuit)，而另一端则连接至一接地点(COM)。电磁式输入部分12的天线或感应线圈是与 电磁指向装置(pointer)例如数字笔(digital pen)或电磁笔(stylus)之间产生电磁场交 互作用以决定指向装置的位置。控制单元20通过处理单元16的选择电路选择电磁式输入 部分12的天线或感应线圈，此时连接天线或感应线圈的开关则接通，控制单元20通过处理 单元16的传送电路(transmitting circuit)与接收电路(receiving circuit)经电磁式 输入部分12的天线或感应线圈交互传送与接收与电磁指向装置之间的电磁信号，如此在X 与Y方向天线或感应线圈重复进行，以感应电磁指向装置的位置。电阻式多点触控输入部 分14包含具有触控点阵列及连接触控点的导线布局的电路基板与具有对应触控点阵列的 导体阵列软板。触控点阵列包含多个的导体触控点，导体触控点包含二个相距一间隔的导 体，每一导体连接至一导线以构成导线布局，导线布局则连接至处理单元18。导体阵列软板 包含多个的导体垫以构成导体阵列与多个间隔物(spacers)，间隔物则位于导体垫之间。导 体阵列软板的每一导体垫对应于电路基板上的每一导体触控点。导体阵列软板对应覆盖于 电路基板上触控点阵列上时，间隔物的高度隔开触控点阵列与导体阵列，而当接触物例如 使用者的手指接触施压时，导体阵列软板的导体垫接触触控点阵列上导体触控点，使导体 触控点相距一间隔的二个导体藉由导体垫导通，因此接触物的位置可藉由导线将信号传送 至处理单元18，并由处理单元18处理信号并将信号传送至控制单元20。控制单元20执行 固件程序以通过处理单元16及18控制电磁式输入部分12与电阻式多点触控输入部分14 并进一步处理电磁式输入部分12与电阻式多点触控输入部分14经处理单元16及18处理 后来自电磁指向装置或接触物例如使用者的手指的输入信号，并藉由例如USB的介面M将 信号传输至主机22。图2是显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的示意图。在 此实施例中，本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统包含一电路基板102、一电子元件 部分104、一电磁式输入及电阻式触控输入部分106。电路基板102包含一印刷电路板 (printed circuit board)，但不限于印刷电路板。电子元件部分104包含一微控制器 (Micro-contro 11 erUnit,MCU) 108、特殊应用集成电路元件(ASICs) 110与112，但不限于微 控制器与特殊应用集成电路元件。电磁式输入及电阻式触控输入部分106包含多个沿X与 Y方向排列彼此平行部分重叠由导体构成的天线或感应线圈、一触控点阵列及连接触控点 的导线布局、一导体阵列软板。电子元件部分104为图1信号处理与控制模块11的一实施例，微控制器108为控制单元20的一实施例，特殊应用集成电路元件110与112分别为处 理单元16及18的实施例。图3A与图:3B是分别显示多个天线与触控点阵列及导体阵列软板的实施例的示意 图。如图3A所示，触控点阵列是由多个导体触控点114构成。图中导体触控点114包含二 相距一间隔的导体，每一导体连接至一导线以构成导线布局(未图示)。多个天线116是由 沿X与Y方向排列彼此平行部分重叠的导线构成，每一天线116—端连接至一开关(未图 示)，而另一端则连接至一接地点(未图示)。天线116的布局是分布于导体触控点114之 间，最后收线于任一侧并连接开关。连接导体触控点114的一部分导线分布于导体触控点 114之间，另一部分导线则分布于触控点阵列及多个天线所在基板的另一面，两部分导线各 分别连接导体触控点114的二个相距一间隔的导体。分布于触控点阵列及多个天线所在基 板的另一面的导线通过贯孔连接导体触控点114的导体。导体阵列软板120包含多个导体 垫118以构成导体阵列与多个间隔物(未图示)，间隔物则位于导体垫118之间。导体阵 列软板120的每一个导体垫118对应于触控点阵列上每一个导体触控点114。当导体阵列 软板120对应覆盖于触控点阵列上时，间隔物的高度隔开触控点阵列与导体阵列，而使用 者的手指接触施压时，导体阵列软板的导体垫118接触触控点阵列上导体触控点114，使导 体触控点114相距一间隔的二个导体藉由导体垫118导通，因此接触物的位置可藉由导线 将信号传送至处理单元。导体阵列软板120包含薄膜(membrane)，例如PET (polyethylene terephthalate)薄膜，但不限于PET薄膜。导体垫118包含银胶。银胶呈现矩阵型的布局， 并在银胶印刷面上铺设间隔物，间隔物的形状及铺设方式不拘，主要让导体阵列软板不会 与触控点阵列短路。图4A与图4B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的一实施例的 示意图。在此实施例中，本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统包含一指向装置201、一 基板202、一导体阵列软板204、一天线布局与触控点阵列206、一电子元件部分208。基板 202包含一印刷电路板，但不限于印刷电路板。导体阵列软板204包含多个导体垫以构成导 体阵列与多个间隔物。天线布局与触控点阵列206中天线布局包含多个沿X与Y方向排列 彼此平行部分重叠由导体构成的天线或感应线圈，触控点阵列包含多个导体触控点。导体 阵列软板204是与天线布局与触控点阵列206贴合，导体阵列软板的每一个导体垫对应于 触控点阵列上每一个导体触控点，天线布局与触控点阵列206的导体天线与一部分导线连 接至电子元件部分208，触控点阵列的另一部分导线也可分布于基板202的另一面，电子元 件部分208为电磁感应式与电阻式多点触控的控制电路包含微控制器与特殊应用集成电 路元件。图5A与图5B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的另一实施例 的示意图。在此实施例中，电子元件部分208’与导体阵列软板204及天线布局与触控点阵 列206是分别位于基板203的两侧。天线布局与触控点阵列206的导体天线与一部分导线 通过贯孔连接至基板203另一侧的电子元件部分208’，触控点阵列的另一部分导线分布于 基板202的另一面连接至电子元件部分208’并以贯孔连接至206的触控点阵列。图6A与 图6B是分别显示本发明整合电磁式及电阻式多点输入系统的又一实施例的示意图。在此 实施例中，导体阵列软板204及天线布局与触控点阵列206是位于基板205，电子元件部分 208”是位于基板207，基板205与207之间是以连接器210电性连接。图6A显示了电子元件部分208”与导体阵列软板204及天线布局与触控点阵列206分别位于基板207与205 同一侧。图6B则显示了电子元件部分208”位于基板207 —侧，但导体阵列软板204及天 线布局与触控点阵列206则位于基板205另一侧。连接器210包含一软性电路板用于连接 电子元件部分208”与天线布局与触控点阵列206。在图6A所示的实施例中，天线布局与触控点阵列206的导体天线与一部分导线通 过连接器210连接至基板207的电子元件部分208”，触控点阵列的另一部分导线分布于基 板205的另一面，通过连接器210连接206的触控点阵列至电子元件部分208”。在图6B 所示的实施例中，天线布局与触控点阵列206的导体天线与一部分导线通过贯孔与连接器 210连接至基板207另一侧的电子元件部分208”，触控点阵列的另一部分导线分布于基板 205的另一面并通过贯孔与连接器210连接至电子元件部分208”。以上天线布局与触控点 阵列的导体天线与导线布局仅为范例并非限制，其他符合本发明发明精神的实施方式涵盖 在本发明所揭露的范围内本发明的目的在于整合电磁式输入及电阻式多点触控输入方式，兼具二种输入方 式的优点，使整合电磁式输入及电阻式多点触控输入系统可以让使用者精准的定位，也可 以判断多种的手势变化。当需要准确定位时，使用电磁式输入笔，可写可画，书写流畅、定位 精准。而当只是要点选或是作一些多点触控及因手势变化而判定的特定操作时，可以直接 用手操作。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于该系统包含一基板；一电子元件部分；以及一电磁式输入及电阻式触控输入部分，位于该基板上，该电磁式输入及电阻式触控输 入部分包含多个感应线圈，该感应线圈连接至该电子元件部分；一触控点阵列及连接触控点的导线布局，该触控点阵列包含多个导体触控点，该导线 布局连接该些导体触控点至该电子元件部分；及一导体阵列软板，该导体阵列软板包含多个导体垫与多个间隔物，该导体阵列软板位 于该触控点阵列上使该些导体垫对应于该些导体触控点并由该些间隔物隔开。
2.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 基板包含一印刷电路板。
3.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 电子元件部分包含一微控制器与二个特殊应用集成电路元件。
4.根据权利要求3所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 电磁式输入及电阻式触控输入部分分别由该二个特殊应用集成电路元件控制，该微控制器 控制该二个特殊应用集成电路元件。
5.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中每个导 体触控点包含二个相距一间隔的导体，每一个该导体连接至一导线以构成该导线布局。
6.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 导体阵列软板包含一 PET薄膜。
7.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 导体垫包含银胶。
8.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 电子元件部分与该电磁式输入及电阻式触控输入部分位于该基板同一侧。
9.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述的 电子元件部分与该电磁式输入及电阻式触控输入部分分别位于该基板两侧。
10.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于其中所述 的电子元件部分位于另一基板上并以一连接器与该基板电性连接。
11.根据权利要求1所述的整合电磁式及电阻式多点输入系统，其特征在于更包含一 指向装置。
全文摘要
本发明是有关于一种整合电磁式及电阻式多点输入系统，该整合电磁式及电阻式多点输入系统包含一基板、一电子元件部分与一电磁式输入及电阻式触控输入部分，其位于基板上。本发明整合了电磁式输入及电阻式多点触控输入方式，兼具二种输入方式的优点，使整合电磁式输入及电阻式多点触控输入系统可以让使用者精准的定位，也可以判断多种的手势变化。当需要准确定位时，使用电磁式输入笔，可写可画，书写流畅、定位精准。而当只是要点选或是作一些多点触控及因手势变化而判定的特定操作时，而可以直接用手操作。
文档编号H03K19/177GK102136839SQ20101011163
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者谢政良 申请人:太瀚科技股份有限公司