一種具有觸感振動(dòng)功能的觸控筆的制作方法
【專利說明】一種具有觸感振動(dòng)功能的觸控筆
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請(qǐng)涉及觸控輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及一種具有觸感振動(dòng)功能的觸控筆。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]在最近的短短幾年中，觸控已經(jīng)發(fā)展成為電子設(shè)備的主流操作方式，特別是在手機(jī)、平板電腦、電紙書、GPS導(dǎo)航儀、智能手表等產(chǎn)品當(dāng)中，觸控輸入基本完全取代了傳統(tǒng)的鍵盤輸入。
[0005]觸感振動(dòng)是觸控輸入技術(shù)中一項(xiàng)實(shí)用性和體驗(yàn)性倶佳的用戶反饋功能。當(dāng)用戶的手指接觸到電子設(shè)備的觸控面板后，電子設(shè)備會(huì)立刻發(fā)生輕微振動(dòng)，而被手指所感知。這一功能可以使用戶在不能目視顯示屏的情況下通過感受振動(dòng)確認(rèn)自己的觸控輸入操作已經(jīng)被設(shè)備所接收。而且，即便用戶可以觀看顯示屏，觸感振動(dòng)也能夠通過視覺和觸覺的雙重反饋來提升用戶操控中的感受程度，更加增強(qiáng)用戶對(duì)自己的操作已經(jīng)完成的確定性。進(jìn)一步的，可以針對(duì)用戶的不同操作，選擇不同類型的觸感振動(dòng)模式，例如單次振動(dòng)、多次振動(dòng)、短振動(dòng)、長(zhǎng)振動(dòng)等。
[0006]觸感振動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)方式是在電子設(shè)備的機(jī)體內(nèi)安裝包括轉(zhuǎn)軸電機(jī)的振動(dòng)器件，當(dāng)觸控面板受到觸摸后，產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，電子設(shè)備的處理器根據(jù)感應(yīng)信號(hào)判斷觸摸位置從而實(shí)現(xiàn)觸控輸入功能；與此同時(shí)，處理器在收到感應(yīng)信號(hào)后控制振動(dòng)器件按照預(yù)定的振動(dòng)模式發(fā)生振動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)體產(chǎn)生觸感振動(dòng)。
[0007]觸控筆是與觸控面板相配合的輸入工具。用戶握持觸控筆并以筆尖與觸控面板相接觸，執(zhí)行相應(yīng)的觸控輸入操作。從輸入的精確程度來說，使用觸控筆要遠(yuǎn)高于使用手指，而且很多觸控功能使用觸控筆來執(zhí)行更符合人們的習(xí)慣，例如手寫輸入、繪圖等。因此，目前相當(dāng)多的電子設(shè)備仍然具有配套的觸控筆。
[0008]早期的電阻型觸控面板可以使用觸控筆直接在其上面進(jìn)行輸入。但隨著性能更好的電容型觸控面板的普及，絕緣的觸控筆無法通過直接接觸電容型觸控面板的表面實(shí)現(xiàn)觸控輸入。為了克服這一障礙，現(xiàn)在的觸控筆一般采用電磁感應(yīng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中基于電磁感應(yīng)技術(shù)的觸控筆的結(jié)構(gòu)分解示意圖，包括筆頭101、外殼102、筆尖桿103、線圈104、壓力傳感器105、集成電路板106和操作開關(guān)板107。為了使該觸控筆能夠工作，在相應(yīng)的電子設(shè)備中要配置電磁式感應(yīng)面板，一般將該電磁式感應(yīng)面板安裝在液晶屏幕的后方。電磁式感應(yīng)面板在其有效范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在觸控筆進(jìn)入該有效范圍并移動(dòng)過程中，通過共振從所述磁場(chǎng)中吸收能量并且積蓄在集成電路板106的蓄能元件當(dāng)中；然后集成電路板106的發(fā)射元件將積蓄的能量通過線圈104轉(zhuǎn)化為電磁信號(hào)并對(duì)外發(fā)射，電磁式感應(yīng)面板接收觸控筆所發(fā)射的電磁信號(hào)從而感應(yīng)觸控筆所在的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸入。
[0010]通過這一原理可見，觸控筆并不需要與電子設(shè)備的屏幕產(chǎn)生接觸。只要觸控筆處于電子設(shè)備中電磁式感應(yīng)面板的有效范圍內(nèi)，就能夠?qū)崿F(xiàn)位置感應(yīng)。因此，很多電子設(shè)備具有利用觸控筆進(jìn)行非接觸式的觸控輸入的功能，即觸控筆的筆尖桿103并不與電子設(shè)備的屏幕產(chǎn)生接觸，而是在距屏幕一定距離的位置處凌空劃動(dòng)，以這種方式進(jìn)行觸控操作。
[0011]而且，為了符合人們的使用習(xí)慣，并且能夠產(chǎn)生與實(shí)際紙面書寫相類似的效果，觸控筆也可以在使筆尖桿103與電子設(shè)備屏幕產(chǎn)生接觸的狀態(tài)下進(jìn)行工作。在這種情況下，觸控筆內(nèi)的壓力傳感器105感應(yīng)筆尖桿103所受到的壓力，隨著人們下筆力度的變化，屏幕反作用于觸控筆筆尖桿103的力的大小也發(fā)生變化，壓力傳感器105所感應(yīng)到的壓力大小也隨之變化。集成電路板106的發(fā)射元件根據(jù)壓力傳感器105所感應(yīng)到的壓力大小，控制線圈104所發(fā)射的電磁信號(hào)的強(qiáng)度。這樣，根據(jù)電磁式感應(yīng)面板所接收到的該電磁信號(hào)的強(qiáng)度，電子設(shè)備可以獲得觸控筆下筆力度的變化，進(jìn)而給出相應(yīng)的響應(yīng)，即實(shí)現(xiàn)所謂的“壓感”功能。例如在利用觸控筆進(jìn)行書寫或繪畫時(shí)，當(dāng)下筆力度大時(shí)，屏幕所顯示的線條變粗，反之，當(dāng)下筆力度小時(shí)，線條相應(yīng)變細(xì)，達(dá)到類似真實(shí)書寫或繪畫的效果。
[0012]操作開關(guān)板107安裝于觸控筆外殼102的側(cè)面，上面設(shè)置各種按鍵，可以實(shí)現(xiàn)開啟、關(guān)閉觸控筆等操作功能。
[0013]回到上面所介紹的觸感振動(dòng)功能，在使用觸控筆進(jìn)行輸入時(shí)，當(dāng)然也希望握持觸控筆的手部同樣感受到電子設(shè)備觸感振動(dòng)形式的反饋。
[0014]然而，現(xiàn)有技術(shù)中卻難以在使用觸控筆的情況下實(shí)現(xiàn)觸感振動(dòng)，并且不影響觸控筆其它功能的正常應(yīng)用。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，觸感振動(dòng)功能都是由所述振動(dòng)器件帶動(dòng)電子設(shè)備機(jī)體發(fā)生振動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在使用觸控筆時(shí)，如上文所述，在一種情況下，在采用非接觸式的觸控輸入的應(yīng)用中，由于觸控筆與電子設(shè)備沒有接觸，電子設(shè)備機(jī)體的振動(dòng)不可能傳導(dǎo)給觸控筆并被用戶所感知，使得機(jī)體自身的觸感振動(dòng)變得沒有意義。另一種情況下，如果以使觸控筆與電子設(shè)備屏幕發(fā)生接觸的方式進(jìn)行輸入，雖然電子設(shè)備機(jī)體的觸感振動(dòng)能夠在接觸過程中由筆尖桿傳導(dǎo)至觸控筆，但是，這一振動(dòng)必然會(huì)影響壓力傳感器對(duì)筆尖桿所受壓力的感應(yīng)，使感應(yīng)到壓力大小呈現(xiàn)異常抖動(dòng)，進(jìn)而影響電子設(shè)備對(duì)觸控筆下筆力度的正常檢測(cè)和響應(yīng)，對(duì)“壓感”功能帶來負(fù)面影響。
[0015]基于以上原因，在使用觸控筆進(jìn)行輸入的情形下，無論是非接觸式的使用還是接觸式的使用，現(xiàn)有的電子設(shè)備都只能自動(dòng)關(guān)閉其觸感振動(dòng)功能，這也使用戶在使用觸控筆的同時(shí)失去了觸感振動(dòng)方面的良好體驗(yàn)。
[0016]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述狀況及缺陷，本發(fā)明提供了一種具有觸感振動(dòng)功能的觸控筆。
[0018]本發(fā)明的第一方面改進(jìn)在于，在觸控筆的外表面安裝壓電振動(dòng)器件，在進(jìn)行觸控輸入時(shí)，根據(jù)電子設(shè)備的指令使觸控筆自身發(fā)生振動(dòng)反饋，因而無論是與屏幕非接觸式的使用還是接觸式的使用，都可以使用戶獲得觸感振動(dòng)的體驗(yàn)。
[0019]本發(fā)明第二方面的改進(jìn)在于，所述壓電振動(dòng)器件與觸控筆的外殼、筆尖桿及壓力傳感器在空間上相隔離，且振動(dòng)方向與筆尖桿的受力方向相垂直，因此，在接觸式使用過程中，觸控筆自身的觸感振動(dòng)不會(huì)對(duì)筆尖桿所受壓力的檢測(cè)帶來影響，使觸控筆的“壓感”功能不受觸感振動(dòng)的干擾。
[0020]本發(fā)明第三方面的改進(jìn)在于，在觸控筆的外表面還具有壓電傳感器件，能夠感應(yīng)用戶手指握持觸控筆所施加的力度，并使電子設(shè)備基于該力度大小給出相應(yīng)的響應(yīng)，例如調(diào)節(jié)顯示線條粗細(xì)等，從而在非接觸式使用過程中借助對(duì)握力的感測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)與上述“壓感”功能相類似的功能，而且還能夠基于該握持力度大小調(diào)節(jié)觸感振動(dòng)的強(qiáng)弱。與第二方面相結(jié)合，這一功能也不受觸控筆自身觸感振動(dòng)功能的干擾。
[0021]本發(fā)明所述的具有觸感振動(dòng)功能的觸控筆，包括筆頭(201)、外殼(202)、筆尖桿(203 )、線圈(204 )、壓力傳感器(205 )、集成電路板(206 )和操作開關(guān)板(207 )，其特征在于，所述外殼(202)的側(cè)表面具有開口部(208)，壓電振動(dòng)器件(209)安裝在該開口部(208)內(nèi)；所述壓電振動(dòng)器件(209 )包括壓電材料元件(209c )，所述壓電材料元件(209c )被施以驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，使所述壓電振動(dòng)器件(209)沿垂直于所述外殼(202)的側(cè)表面的振動(dòng)方向產(chǎn)生振動(dòng)，且所述振動(dòng)方向垂直于被所述壓力傳感器(205)所檢測(cè)的筆尖桿(203)所受壓力的方向；所述壓電振動(dòng)器件(209)與所述外殼(202)在空間上不相接觸，二者之間具有縫隙；所述集成電路板(206)上包括無線接收元件(206a)、振動(dòng)控制元件(206b)和驅(qū)動(dòng)電路(206c)，其中無線接收元件(206a)用于接收電子設(shè)備收到觸控筆的觸控輸入后提供的反饋信號(hào)，所述振動(dòng)控制元件(206b)響應(yīng)所述反饋信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電路(206c)向所述壓電振動(dòng)器件(209 )施加所述驅(qū)動(dòng)電壓。
[0022]優(yōu)選的是，所述壓電振動(dòng)器件(209)具有中間鏤空的框體結(jié)構(gòu)；且壓電傳感器件(210)嵌入于所述框體結(jié)構(gòu)的鏤空位置處，所述壓電傳感器件(210)與所述框體結(jié)構(gòu)在空間上不相接觸，二者之間具有縫隙；所述壓電傳感器件(210)感應(yīng)用戶握持觸控筆的握力大小，形成相應(yīng)的電信號(hào)并傳輸至所述集成電路板(206);所述集成電路板(206)的發(fā)射元件根據(jù)所述電信號(hào)的大小，調(diào)節(jié)所發(fā)射的電磁信號(hào)的強(qiáng)度?；蛘?，所述發(fā)射元件根據(jù)壓力傳感器(205)輸出的電信號(hào)與壓電傳感器件(210)輸出的電信號(hào)二者的加權(quán)平均值，