专利名称：显示操作轨迹的触控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控装置，特别涉及一种使用磁性物质显示操作轨迹的触控装置。
背景技术：
在资讯发达的现在社会，大量的信息知识得以通过数字信息的形式交流、整理及储存；而用来阅读、存取数字信息的电脑，也就成为现代资讯社会中最重要的工具之一。尤其是各种可携式电脑(如笔记型电脑及个人数字助理器等)，其体积小、重量轻又方便携带，让使用者能随时随地查阅、浏览及储存各种数字信息，是最佳的数字信息平台之一，也是资讯业者致力研发的重点。
可携式电脑一方面强调积体轻薄，一方面又要有人性化的输入界面，所以常以触控式面板来当作使用者与可携式电脑间的人机界面。而当使用者接触施压于此触控面板时，触控面板能感应施压的位置(甚或施压压力的大小)，根据施压的位置不同代表不同的控制指令，藉此控制电脑。更进一步地，由于现在手写辨识技术的进步，当使用者欲将信息输入可携式电脑时，使用者能直接在触控面板上施压书写这些信息，可携式电脑即根据触控面板感应到的使用者书写痕迹，就能辨识使用者要输入的信息，进而将信息输入储存至可携式电脑中。手写输入不仅能减少可携式电脑占用的空间，使可携式电脑不需采用体积较大的键盘；另一方面也能提供更友善的界面，让使用者能更方便地以直觉的方式通过触控面板控制可携式电脑。
然而当使用者进行手写输入时，由于现行可携式电脑的触控面板未能显示出现正操作写入的笔迹，故常需一边进行手写输入字元，一边抬头观看电脑显示屏幕以便得知现正写入字元是否正确，不仅影响使用者操作的方便性也连带影响输入字体的速度，且当输入笔划较多的字元时，也常会因为无法抓准输入笔划的相对位置而影响辨识率，故于要求人性化的人机界面的趋势下，于触控面板进行手写输入方面仍具有相当大的改善空间。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种触控装置，以解决上述的问题。
本发明揭露一种触控装置，其包括多个显示单元，以矩阵方式排列，且每一显示单元包括一容室，其内存有导磁性物质，一透明隔离膜，安装于该容室的上方，用来于被触动时将该容室内的导磁性物质吸附于该透明隔离膜的下表面，一第一隔离元件，安装于该容室的旁侧及下方，用来隔离两相邻容室及承载该容室内的导磁性物质，以及一第二隔离元件，用来将该显示单元的容室约略隔成上下两层隔室。该触控装置还包括至少一电磁产生装置，安装于该多个显示单元的下方，用来产生磁场以使吸附于各个透明隔离膜的下表面的导磁性物质脱离该透明隔离膜的下表面。
图1为本发明触控装置安装于笔记型电脑上的示意图。
图2为于触控装置上手写输入至笔记型电脑的示意图。
图3为笔记型电脑与触控装置的功能方块示意图。
图4为本发明触控装置的示意图。
图5为本发明第一实施例触控装置沿图4 5-5′的剖面图。
图6为图5第一实施例显示单元的放大图。
图7为图5第二实施例显示单元的放大图。
图8为图5第三实施例显示单元的放大图。
图9为图5第四实施例显示单元的放大图。
图10为本发明第五实施例触控装置沿图4 5-5′的剖面图。
具体实施例方式
请参阅图1，图1为本发明触控装置10安装于一笔记型电脑12上的示意图，触控装置10也可安装于个人数字助理或平板电脑等装置上，于此仅介绍发明的最佳实施例。使用者可利用触控装置10将信息以手写方式输入至笔记型电脑12，或以触控装置10取代滑鼠进行游标滑移的动作，触控装置10还包括一电磁产生装置开关13，其功能于稍后详细介绍。而图2为使用者于触控装置10上手写输入信息至笔记型电脑12的示意图，触控装置10可分成一第一输入区域18及一第二输入区域20，用来分别进行信息输入的工作。使用者通过一触控笔14于触控装置10上施压书写时，触控装置10得以感测触控笔14的施压处16，并通过施压处16随笔迹运行的位置变化，辨识使用者要输入笔记型电脑12的信息或指令。
请参考图3，图3为笔记型电脑12与触控装置10的功能方块示意图，触控装置10能感应触控笔14所施压的位置，并产生对应的位置讯号10s。笔记型电脑12中设有一处理单元2、一记忆体3以及一显示屏幕4，用来显示文字图形等信息。处理单元2处理笔记型电脑12的整体运作，其中包括用来计算处理信息的中央处理器、用来整合位置讯号10s的界面电路、用来以视讯讯号4s控制显示屏幕4显示内容的图形电路、以及用来做非挥发性信息储存的快闪记忆体(中央处理器、界面电路、图形电路及快闪记忆体均于图示中省略)。当处理单元2运作时，会根据记忆体3中所载入的程式来做对应的运算及信息处理，而记忆体3可以是一随机存取记忆体(Random Access Memory，RAM)。
记忆体3中载入的控制模组5及作业模组6来处理控制本发明触控输入的过程。作业模组6可以是笔记型电脑12的作业系统(Operation System，OS)或是手写辨识软体，而控制模组5则是用来处理触控输入，并将其转换为作业模组6可接受的控制讯号5s。触控装置10产生的位置讯号10s会经由处理单元2以适当的信息格式传输给控制模组5，而控制模组5则根据位置讯号10s可产生对应的控制讯号5s至作业模组6，而作业模组6接收控制讯号5s后，就能经由处理单元2控制笔记型电脑12做出对应的运作。举例来说当使用者欲进手写辨识动作时，于触控装置10手写输入一文字后，触控装置10便会输出与该文字相关的位置讯号10s至处理单元2，再经由处理单元2转换成适当的信息格式传输至控制模组5，而控制模组5则产生对应的控制讯号5s至作业模组6，此时作业模组6为一手写辨识软体，再经由手写辨识软体将控制讯号5s辨识成相关的文字讯号以输出至处理单元2，处理单元2再输出视讯讯号4s控制显示屏幕4显示辨识出的文字内容，而进行辨识动作与手写输入动作为同步进行。
请参阅图4，图4为本发明触控装置10的示意图，触控装置10可分成第一输入区域18及第二输入区域20，用来分别进行信息输入的工作，而第一输入区域18及第二输入区域20又可分成多个显示单元22区域，多个显示单元22是以矩阵格子状方式排列，而显示单元22的数目以设计者所需的显示解析度来决定多寡，若希望显示笔迹的解析度较高则可将触控装置10分割成较小且数目较多的显示单元22，反之若无须较高的解析度则可将触控装置10分割成较大的数目较少的显示单元22。请参阅图5，图5为本发明第一实施例触控装置10沿图4 5-5′的剖面图，显示单元22位于触控装置10的最上层，而于第一输入区域18及第二输入区域20的下方各设有一电磁产生装置24，两电磁产生装置24可通电而产生磁性，其可为电磁场线圈的装置。而于两电磁产生装置24与显示单元22之间设有一触控面板28，其可为电阻式触控面板或电容式触控面板等，用来于触控装置10被触动时输出相对应的位置讯号10s至笔记型电脑12的处理单元2，触控面板28下方设有一感测器26，其可为使用压电材料所制成的感测层，而于显示单元22与触控面板28之间设有一接触层29，其内具有多个凸缘状物体，可于使用者在显示单元22上进行手写输入时，将书写施加的压力传递至触控面板28与感测层26。
请参阅图6，图6为图5第一实施例显示单元22的放大图，显示单元22包括一容室30，其内存有导磁性物质32，其可为磁粉或其他具有磁性的可流动物质，一透明隔离膜34，安装于容室30的上方，透明隔离膜34为绝缘性材质，用来于触控装置10被触动时显示输入的轨迹，一第一隔离元件36，安装于容室30的旁侧及下方，用来隔离两相邻容室30及承载容室30内的导磁性物质32，第一隔离元件36为绝缘性材质，例如塑胶或橡胶等，以及一第二隔离元件38，用来将显示单元22的容室30约略隔成上下两隔室，第二隔离元件38也为绝缘性材料，例如塑胶或橡胶等，而图6中第二隔离元件38具有一倾斜的角度，可使导磁性物质32便于于电磁产生装置24启动时被磁力吸引回流至容室30的下层隔室，但又可于电磁产生装置24未启动时维持住导磁性物质32使其不至于滑落至容室30的下层隔室。请参阅图7，图7为图5第二实施例显示单元22的放大图，第二实施例显示单元22与第一实施例显示单元22不同之处为第二实施例显示单元22的第二隔离元件38为水平装设于容室30中，也用来将显示单元22的容室30约略隔成上下两隔室，而当电磁产生装置24被启动时若能产生足够的磁力吸引导磁性物质32回流至容室30的下层隔室，便可使用第二实施例显示单元22的第二隔离元件38的水平结构。
当触控面板28为电阻式触控面板时，则触控笔14则为一具有磁性的感应笔，而电阻式触控面板的触控装置10的作用原理如后所述，于初始使用者尚未于触控装置10上施压书写时，两电磁产生装置24是属于开启的状态，也就是会产生磁场，因此会将多个显示单元22的容室30所容纳的导磁性物质32吸引至第二隔离元件38下方的下层隔室内，而此时由触控装置10的透明隔离膜34上方便无法看到导磁性物质32造成的轨迹，因为导磁性物质32已被电磁铁线圈24所造成的磁场吸附至容室30的下层隔室内。而当使用者通过触控笔14于触控装置10上的第一输入区域18进行施压书写时，触控装置10的感测器26得以感测到触控笔14于施压处16施加一压力，而感测器26便会将其压力输入转换为一电器讯号，并将该电气讯号传递至电磁产生装置开关13，以将施压处16所属的第一输入区域18下方的电磁产生装置24关闭，此时导磁性物质32便会被触控笔14吸引而由下层隔室流通至上层隔室，然后因为被触控笔14的磁力所吸引，而将所写的字迹排列于第二隔离元件38之上，使用者便可透过容室30上方的透明隔离膜34看到所写的字迹以导磁性物质32排列方式呈现出来。
当使用者因输入字元完毕或中途放弃输入字元等因素，而将触控笔14离开触控装置一段时间之后(该段时间可由设计者自行决定，可取为200ms)，此时触控装置10的感测器26因感测到触控笔14不再于触控装置10上施加压力，因而感测器26便会输出一电器讯号至电磁产生装置开关13，以将施压处16所属的第一输入区域18下方的电磁产生装置24再度开启，而将排列于第二隔离元件38上的导磁性物质32再度吸引至第二隔离元件38下方的下层隔室内，而此时由触控装置10的透明隔离膜34上方便无法看到导磁性物质32造成的轨迹，也就是等同于清除先前所写的字迹，同时触控装置10的触控面板28也会依所书写的轨迹输出相对应的位置讯号10s至笔记型电脑12的处理单元2及系统的手写辨识软体进行字型的辨识。而当使用者欲进行下一字元的手写输入时，可再于第一输入区域18进行手写输入，或切换至第二输入区域20进行手写输入，设计第二输入区域20进行手写输入的好处为使用者可迅速接续下一字元手写输入的动作，而不必等待前述电磁产生装置24再度开启吸引导磁性物质32至下层隔室以清除先前字迹的动作。而下一字元输入的作动原理与上述说明的原理相同，于此便不再复述。
而显示单元22内部的结构也可有不同型态的变化，请参阅图8，图8为图5第三实施例显示单元22的放大图，显示单元22还包括一容室30，其内存有导磁性物质32，其可为磁粉或其他具有磁性的可流动物质，一透明隔离膜34，安装于容室30的上方，透明隔离膜34为绝缘性材质，用来于触控装置10被触动时显示输入的轨迹，一第三隔离元件40，安装于容室30的旁侧及下方，用来隔离两相邻容室30及承载容室30内的导磁性物质32，第三隔离元件40为绝缘性材质，例如塑胶或橡胶等，以及一第四隔离元件42，用来将显示单元22的容室30约略隔成上下两隔室，第四隔离元件42也为绝缘性材质，例如塑胶或橡胶等，图8中第四隔离元件42还具有一倾斜的角度，可使导磁性物质32便于于电磁产生装置24启动时被磁力吸引回流至容室30的下层隔室，但又可于电磁产生装置24未启动时维持住导磁性物质32使其不至于滑落至容室30的下层隔室。请参阅图9，图9为图5第四实施例显示单元22的放大图，第四实施例显示单元22与第三实施例显示单元22不同之处为第四实施例显示单元22的第四隔离元件42为水平装设于容室30中，也用来将显示单元22的容室30约略隔成上下两隔室，而当电磁产生装置24被启动时若能产生足够的磁力吸引导磁性物质32回流至容室30的下层隔室，便可使用第四实施例显示单元22的第四隔离元件42的水平结构。上述与第一、第二实施例不同之处为第三、第四实施例的第三隔离元件40及第四隔离元件42的结构与第一隔离元件36及第二隔离元件38不同，而其余的作用原理皆相同，于此便不再详述。
而触控装置10的触控面板10也可为电容式触控面板，则此时触控笔14即为一具有磁性的电容式感应笔，而其与触控面板10的感应方式则采用公知电荷转移驱动指标移动的方式，而触控装置10的显示原理仍与前述原理相同，不同之处为感测器26感测电容式感应笔是否接近触控装置10而进行手写输入的动作，是采取感测电荷是否受到电容式感应笔影响而发生转移的方式，而其余控制电磁产生装置24启动及关闭的时机则与前述相同，于此便不再详述。
于前述的实施例中，触控面板28及设置于电磁产生装置24与显示单元22之间，而触控面板28也可安装于多个显示单元22的上方，但须不影响显示单元22显示所书写的轨迹，例如触控面板28为一透明的导电玻璃(ITO glass)。
而前述所提到的电磁产生装置开关13为接受感测器26的讯号指示而进行开关电磁产生装置24的动作，而电磁产生装置开关24也可设计成手动方式开关，也就是说当要于触控装置10上进行手写输入时，便利用电磁产生装置开关13手动关闭书写区域下方的电磁产生装置24，而使导磁性物质32被触控笔14吸附至容室30的上层隔室，而当输入字元完毕或中途放弃输入字元时，便利用电磁产生装置开关13手动开启书写区域下方的电磁产生装置24，而将导磁性物质32再度吸引至容室30的下层隔室内，而完成清除先前字迹的动作。
请参阅图10，图10为发明第五实施例触控装置10沿图4 5-5′的剖面图，触控装置10也可仅包括一个电磁产生装置24安装于感测器26的下方，意即只有一手写输入区域提供使用者进行手写输入，而该手写输入区域可依序输入多个文字或符号，于图10中其余相同编号装置的功能则与图5所示装置相同，触控原理也与上述实施例相同，于此便不再详述。
而前述的触控装置10若不包括触控面板28时，则可为一单纯呈现手写轨迹的装置，故即可用来当作手写板或是儿童玩具等，或取代现今使用的黑板或白板，为一环保的手写显示装置。
相较于公知的触控装置，本发明的触控装置可在进行手写输入时显示出现正操作写入的笔迹，故无需一边进行手写输入字元，一边抬头观看电脑显示屏幕以便得知现正写入字元是否正确，如此一来既可增加使用者操作的方便性也可以增加输入字体的速度，且当输入笔划较多的字元时，也可掌握输入笔划的相对位置而提升辨识率，故于要求人性化的人机界面的趋势下，利用本发明的触控面板进行手写输入可充分改善以往手写触控板的不便性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种触控装置，其包括多个显示单元，以矩阵方式排列，每一显示单元包括一容室，其内存有导磁性物质；一透明隔离膜，安装于该容室的上方；一第一隔离元件，安装于该容室的旁侧及下方，用来隔离两相邻容室及承载该容室内的导磁性物质；以及一第二隔离元件，用来将该显示单元的容室约略隔成上下两层隔室；以及至少一电磁产生装置，安装于该多个显示单元的下方，用来产生磁场以使吸附于各个该第二隔离元件的上表面的导磁性物质脱离该第二隔离元件的上表面。
2.如权利要求1所述的触控装置，其中该第一隔离元件为绝缘材质。
3.如权利要求1所述的触控装置，其中该第二隔离元件为绝缘材质。
4.如权利要求1所述的触控装置，其还包括一触控面板，用来于被触动时输出相对应的触动讯号至一处理器。
5.如权利要求4所述的触控装置，其中该触控面板安装于该电磁产生装置与该多个显示单元之间。
6.如权利要求4所述的触控装置，其中该触控面板安装于该多个显示单元的上方。
7.如权利要求4所述的触控装置，其中该触控面板为一电容式触控面板。
8.如权利要求4所述的触控装置，其中该触控面板为一电阻式触控面板。
9.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，其还包括一感测器，用来侦测该触控面板是否被触动。
10.如权利要求1所述的触控装置，其中该电磁产生装置为一电磁场线圈。
11.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，其包括两电磁产生装置，安装于该多个显示单元的下方。
12.如权利要求1所述的触控装置，其中各个容室内的导磁性物质为具磁性粉状物质。
13.如权利要求1所述的触控装置，其中每一显示单元的透明隔离膜为绝缘材质。
14.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，其还包括一电磁产生装置开关，用来开关该电磁产生装置。
15.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，其还包括一接触层，安装于该显示单元与该触控面板之间，用来将该显示单元传来的压力传递至该触控面板与该感测层。
16.如权利要求1所述的触控装置，其中该接触层具有多个凸缘状物体。
全文摘要
一种触控装置，其包括多个显示单元，以矩阵方式排列，且每一显示单元包括一容室，其内存有导磁性物质，一透明隔离膜，安装于该容室的上方，用来于被触动时将该容室内的导磁性物质吸附于该透明隔离膜的下表面，一第一隔离元件，安装于该容室的旁侧及下方，用来隔离两相邻容室及承载该容室内的导磁性物质，以及一第二隔离元件，用来将该显示单元的容室约略隔成上下两层隔室。该触控装置还包括至少一电磁产生装置，安装于该多个显示单元的下方，用来产生磁场以使吸附于各个透明隔离膜的下表面的导磁性物质脱离该透明隔离膜的下表面。
文档编号G06F3/147GK1567361SQ03148468
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者邓拔龙, 王仁君 申请人:仁宝电脑工业股份有限公司