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申请/专利权人：焕德科技股份有限公司

摘要：本发明公开一种具有一电容式滑动传感器及紧握传感器的触控笔，用于电子装置且特别是具有触控屏幕者。触控笔与电子装置经由有线或无线方式进行信号通信，并且滑动传感器允许用户产生一滑动数据值及一接触无接触资料。这些可用来作为比例化的控制值或作为按钮按压控制值，来控制在电子装置上执行的应用程序的特征。电容式传感器形成于围绕于触控笔桶状部的内部的一单一挠性印刷电路板上。

主权项：一种触控笔，其特征在于，包含:一桶状部；一接近传感器，设定为根据接近传感器上的触摸的存在或不存在，来输出一接近度接近数据；一滑动传感器，设定为根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据；以及一处理电路，具有一通信子电路。

全文数据：具有电容式滑动及紧握传感器的触控笔技术领域[0001]本发明关于一种触控笔，更特别的是本发明关于一种具有电容式滑动及紧握传感器的触控笔，用于具有一触控屏幕的电子装置。背景技术[0002]触控屏幕装置已经广泛用于平板计算机与智能型手机上。这些装置允许用户经由一触控传感器来操纵电话的用户接口，其中触控传感器迭置于其显示器上，以允许用户以一对象触碰屏幕来输入位置或移动到装置。这些触碰可被装置的操作系统用来诠释用来控制装置功能的手势及选项。触控传感器取代了鼠标、轨迹球及其他指针设备来控制用户接口上的位置感测。[0003]这些触控屏幕装置可以采用数种方式来运作。一些需要一个专用的触控笔，其必须要随时跟装置一起使用。这样显不了不便，此是因为触控笔有可能会损坏或遗失，造成装置部分没有作用，直到买到新的触控笔。因此，触控屏幕装置的制造商已经将重点移到触控传感器的使用上，其可以经由电容式感测的方式感测人类手指。两种主要的电容式传感器正在使用中：互容及自容。互容相对于自容的优点在于其允许多点同时触碰的追踪。这样使得多触控手势可被操作系统诠释，因而制造商选择在大部分的现代装置内使用互容传感器。取代鼠标的触控传感器因此超过了鼠标这种仅具产生单一输入位置的能力。[0004]然而，使用单一手指亦对末端使用者产生其不便，例如不精确的触控认知准确度，以及皮肤的油垢跟其他污垢会遗留在屏幕上。因此，许多用户选择使用可由触控屏幕来侦测的触控笔来控制他们的手机，除非多重触碰手势为必要，否则手指的操作仅作为备用选项。[0005]触控笔可进一步与一电子装置进行信号通信来传送额外的数据到电子装置，例如施加压力到触控笔的笔尖。触控笔可加入按钮，类似于鼠标按钮，来允许用户额外的控制及允许触控笔电源开启关闭。藉由加入触控笔的功能及控制特征，大幅度强化了电子装置的能力以求简易操作。[0006]因此，触控笔传感器的改良是有所需要的。发明内容[0007]本发明所描述的实施例公开一种用于电子装置，如触控屏幕装置的触控笔。触控笔的实施例具有一电容式滑动传感器，沿着触控笔的桶状部有时称为本体或壳体设置。一控制电路，及一通信子电路，使得触控笔可以在其被使用时与一电子装置信号通信。在不同的实施例中，通信可为有线或无线或两者皆有。一些实施例的滑动传感器定位于触控笔的桶状部的握持区（griparea。一些实施例会将滑动传感器定位于触控笔的桶状部的一侧上的按钮或一机械按钮的下方。一些实施例更包含一第二电容传感器，其侦测一电容目标对于握持区的接近程度proximity。一些实施例更包含一三轴加速计，其能够判断触控笔的一方位。一些实施例可进一步包含其他传感器，如一压力感测笔尖。附图说明[0008]图1显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一实施例的平面图.[0009]图2显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的面图；[0010]图3显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的上视图，显示挠性印刷电路板的一第一导体层的布局；[0011]图4显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的左侧面图；[0012]图5显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的上视图；[0013]图6显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的右侧视图；[0014]图7显不具有接近及滑动传感器的触控笔的一些内部要件的透视图；[0015]图8显不其上形成一滑动传感器的一晓性印刷电路板的一第一侧的一平面图；[0016]图9显不其上形成多滑动传感器的一烧性印刷电路板的一第二侧的—平面图；[0017]图10显示一接近传感器电极；[0018]图11显示一接近传感器接地电极；[0019]图12显示用于滑动传感器的一对电极的一分解图；[0020]图13显示一滑动传感器接地电极；[0021]图14显示一接近传感器电极；[0022]图15显示一接近传感器接地电极；[0023]图16显示一挠性印刷电路板的一边缘上的视图；以及[0024]图17显示具有接近及滑动传感器的触控笔的一些要件的一剖面图。[0025]附图标记说明：1-触控笔；10-桶状部;20-笔尖;3〇—外观按键;40-充电接口；45-电池;99-内部要件；110-电路板；112-通信子电路；113-开关；114-加速计；116-控制器；120-底座；120A-上底座；l2〇B-下底座；121A-转轴部件；130-接近传感器或传感器组；130A，130B-接近传感器；140-滑动传感器；18〇-挠性印刷电路板；180R1，180R2-区域；130AE，130BE，140E1，140E2-电极；130AG，130BG，140G-接地电极；181-第一侧；182-第二侧；181L，182L-导体层；181C，182C-非导体层。具体实施方式[0026]下述实施例的详细说明参照了形成说明书的一部分的图标，且其中图标显示为用来说明本发明可以实现的各种示范性的实施例。实施例充分详细地进行了描述，以使得熟悉本技艺的人士能够实现本发明，且要了解的是有其他的实施例可以使用，且在不离开本发明的精神和范围的情形下可实现多种逻辑性的变化。[0027]请参见图1，其为触控笔的一实施例。从外部来看，触控笔1具有一桶状部10、一笔尖20,及一外观按键30。在一些实施例中，笔尖20可为一主动式电子触控笔笔尖，包含多个电极（显示于此者）。在一些实施例中（未显示），笔尖可为一碟形笔尖或网布笔尖或硅胶笔尖。触控笔1可进一步具有一充电接口40，其在一些实施例中（显示于此者位于触控笔的后端。其他实施例未显示可经由触控笔的笔尖来充电。在又其他的实施例中（未显示），可经由触控笔的桶状部来充电，例如经由感应式充电。显示于轮廓上者为一电池45及内部要件99的一种可能的一般性位置，其将在底下详述。[0028]请参见图2-7及图17,从内部来看，触控笔1包含一电路板110、一底座120,在一些实施例中其可由多个零件所组成，如上底座120A及下底座120B、一个或多个接近传感器oneormoreproximitysensors130,及一滑动传感器（slidesensor140。接近及滑动传感器可连接到或形成于一挠性印刷电路板180。触控笔1可选择性地包含一压力传感器未显示），其可操作式地耦接到笔尖20、一电池以电源驱动电路、一充电器一般为电路板110上的电路的一部分）以对电池重新充电，以及电气接触点（一般为充电接口40的一部分）以供应电源到充电器。[0029]在一些实施例中，电路板110包含一通信子电路112,例如，对于蓝芽或WIFI没有限制的一射频通信芯片。在一些实施例中，触控笔可经由一有线连接如USB缆线或专用缆线来通信。[0030]接近传感器或传感器组130及滑动传感器140侦测一目标的接近程度，例如但是不限制为，触控笔的使用者的手指靠近一给定的传感器。滑动传感器140使用一对接近传感器组，每个接近传感器具有一渐变的宽度，以感测一目标沿着滑动传感器140的长度的相对位置，及输出代表该位置的单一数据。在一些实施例中，滑动传感器140所输出的单一数据亦代表没有触碰且因而没有位置。接近传感器或传感器组130为单一接近传感器组，其会根据目标的接近度及电容量来改变输出数据。他们可输出一布尔数据，代表一目标的存在或不存在，或是可输出一数据，代表接近的程度。名词”触碰”用来代表在接近处侦测到一目标以产生一接近数据。传感器”上”的触碰并非必要性地代表与传感器的物理接触，而是代表目标的存在足够接近传感器以引起传感器侦测接近程度。如此一般而言会造成产生代表接近程度的数据，其由传感器子系统输出。[0031]当多个接近传感器130,如图3的接近传感器130A及接近传感器130B，被使用时，在一些实施例中，他们彼此互相独立，且为了每个接近传感器产生一数据。在一些实施例中，他们可为单一体的，且会为了是否至少一接近传感器感测到接近程度而产生单一数据。在一些实施例中，他们可为单一体，且若是所有的接近传感器感测到接近程度的话，会产生单一数据。[0032]在以电池为电源的触控笔1中，接近传感器或传感器组130可被用来节省电源，其系为在当接近传感器或传感器组130未侦测到接近程度时，意即触控笔并未由使用者握持时，经由将触控笔1维持在低电源或待机模式来节省电源。在一些实施例中，会使用多个接近传感器，而在一些实施例中，只有在当所有的接近传感器未侦测到接近程度时，才可以进入低电源模式。然而在其他的实施例中，当一个或多个接近传感器未侦测到接近程度时，可以进入低电源模式。[0033]暂时参见图16,一个两层的挠性印刷电路板180具有一第一侧181及一第二侧182，第一侧1S1具有一导体层1S1L及一非导体罩1S1C，且第二侧182具有一导体层182L及一非导体罩18沈。在一些实施例中，挠性印刷电路板18〇为一双层电路板，具有一第一侧及一第二侧182,每一侧包含一导体层181L，182L形成于一挠性基板185上，基板可为，例如但不限于聚酰亚胺挠性基板185。每个导体层可形成或被蚀刻为不同的图案。每个导体层可进一步为一非导体罩层181C，182C所覆盖，非导体罩层181C，182C可保护导体层且避免导体层被触控笔内部的其他导体要件给短路。[0034]现在请参见图8至图16,其显示一挠性印刷电路板180,其具有多个传感器配置在其上。[0035]在一些实施例中，滑动传感器140及接近传感器或传感器组130形成于单一挠性印刷电路板18〇上。在一些实施例中（未显示），滑动传感器及接近传感器或传感器组可形成于各别的挠性印刷电路板上。[0036]在一些实施例中，滑动传感器140及接近传感器或传感器组130形成于挠性印刷电路板18〇的不同侧上，且彼此位于不同区域内。例如，滑动传感器140形成于区域180R1的导体层1S1L上，然而接近传感器或传感器组130形成于区域180R2的导体层182L上。滑动传感器140包含两电极140E1，140E2及一接地电极140G来帮助电极140E1，140E2隔绝于外部干扰。接近传感器130A包含一电极130AE及一接地电极130AG。接近传感器130B包含一电极130BE及一接地电极130BG。所有的接地电极可以系在一起接到一共同接地端未显示）。每个电极140E1，140E2,130AE，130BE系各别以挠性印刷电路板180上的迹线（未显示耦合到电路板110上的一控制器116,该控制器管理电容性感测电极。共同系在一起的接地电极130AG，130BG，140G亦整体地经由迹线电耦合到控制器116,抑或仅电耦合到整体电路接地端。[0037]在一些实施例中（未显示），接地平面可形成于挠性印刷电路板的相对层上，以进一步将电极隔绝于由触控笔所产生的电气噪音。[0038]经由在相同的挠性印刷电路板180形成这些区域却在形成于挠性印刷电路板180的不同区域180R1，180R2内，成本得以降低且组装得以简化。[0039]现参照图4至图7,在一些实施例中，将接近传感器或传感器组130及滑动传感器140相对于触控笔桶状部10的内部空间定位，系由底座120周围的挠性印刷电路板180的新式三维包装材料来完成。挠性印刷电路板180系以机械式及电子式的方式连接到电路板110，而迹线的接触垫未显示通向接近传感器或传感器组130的电极，且滑动传感器140焊接于或电耦合到电路板110上的合适的接触垫未显示）。底座120可由两部分来组成，上底座l2〇A及下底座l2〇B。上底座l2〇A及下底座120B将电路板110及挠性印刷电路板180的组装组合夹在其中。[0040]区域1S0R2围绕于下底座120B周围，使得层182L定位于接近下底座120B，且层181L定位于接近触控笔1的桶状部10。[0041]区域180R1围绕于上底座l2〇A周围，使得层181L定位于接近上底座120A，且层182L定位于接近触控笔1的桶状部10。[0042]可选择的是，施加到挠性印刷电路板180的传感器区域的至少边缘上的黏着物，会将包覆的部份固持到底座120,以方便组装及确保滑动传感器^。及接近传感器或传感器组130的位置可以维持着。[0043]在组装时，桶状部10包围底座120、电路板110、滑动传感器140,及接近传感器或传感器组130。一外观按键30定位为突出于桶状部1〇的一凹槽^且倚靠着滑动传感器M0。在一些实施例中，上底座120A包含一转轴部件hingedsegment121A，当外观按键30被按下时，其会倚靠着转轴部件121A压迫挠性印刷电路板18〇的滑动传感器M0的部分，且内向的压力会施加到电路板110上的一开关113见图3。转轴部件121A可选择性地略高于底座120A，以方便其运动。相似的结构在本技艺中为熟知的且为可替换的。在一些实施例中，开关113为一双态圆顶开关。挠性印刷电路板180及其导体层181L，182L系由非导体罩层181C，182C所保护以避免损坏。在一些实施例中，桶状部10由一非导电材料所制成，使得接近传感器或传感器组130及滑动传感器140无法隔离外部的电容性影响。在一些实施例中，桶状部10系为非单晶的，且可选择性地在远离接近传感器或传感器组130及滑动传感器140的区域内具有导电材料。[0044]在一些实施例中，多个外观按键30及相关的机械及电子要件可用来提供额外的按钮特征。[0045]在一些实施例中，触控笔1的电路板110可包含额外的传感器，例如但不限于，三轴加速计114。[0046]在使用时，具有滑动传感器140的触控笔1可用于许多方面。当在经由通信子电路112与一平板式计算机通信时，触控笔传送数据到平板计算机，其包含笔尖压力、笔尖接触、按钮按压、接近传感器等级，及滑动传感器等级。在一些实施例中，来自可选择的加速计114的可选择的加速计数据也传送到平板计算机。加速计114较佳者设定为在每一轴产生所侦测到的压力的三连体triplet，作为在范围[-1.1]之间的浮动标点数字floating-pointnumbers的三方向数值。平板计算机的中间件，无论是在操作系统中，或在一辅助者应用层helperapplicationlayer中，或者在一应用等级的应用接口（API中，可使用这些数据来提供多种与触控笔相关的新功能。[0047]在一些实施例中，控制器116设定为无论何时滑动传感器140侦测到足够的电容性负载时，产生一数值滑动位置。在一些实施例中，控制器lie产生一范围值给滑动传感器，该范围数值在包括〇到255的范围内，通常标注为[0,255]。在一些实施例中，控制器116设定为产生一各别的数值给一个或多个接近传感器丨3〇中的每个接近传感器所侦测到的电容等级。在一些实施例中，控制器产生一范围值给每个接近传感器，该范围值位于[0,255]的范围内。[0048]仍然有许多的具有滑动传感器及接近传感器的触控笔的使用情况。当与一电子装置通信时，即使那个装置并未具有一触控屏幕，滑动传感器可用来作卷动控制（scrollcontrol，且滑动传感器及接近传感器或传感器组及实体按钮可全部作为输入来使用。当电子装置具有一触控屏幕时，滑动传感器可加入控制的第三维度到屏幕的X_Y控制维度中。[0049]以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种触控笔，其特征在于，包含：一桶状部；一接近传感器，设定为根据接近传感器上的触摸的存在或不存在，来输出一接近度接近数据；一滑动传感器，设定为根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据；以及一处理电路，具有一通信子电路。2.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，当该滑动传感器根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据时，该通信子电路传送该梯度数据。3.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，当该接近传感器根据该接近传感器的触摸的位置，输出一接近数据时，该通信子电路传送该接近数据。4.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，更包含一触觉开关总成，该触觉开关总成包含：一外观按键；其中该外观按键系由一非导电材料所制成；其中该外观按键沿着该桶状部的一侧设置且通过该桶状部的一侧；其中该滑动传感器在该桶状部的内部纵向设置且位于该触觉开关总成下方。5.如权利要求4所述的触控笔，其特征在于，更包含一底座，该底座包含一转轴部件，该触觉开关总成更包含一开关，该开关设置在该电路板上，其中施加到该外观按键的压力经由该滑动传感器传送到该底座的该转轴部件，并且施加到该底座的该转轴部件的压力传送到该开关。6.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，更包含：一挠性印刷电路板，该挠性印刷电路板具有一第一表面及一第二表面；该滑动传感器形成于该挠性印刷电路板的一第一区域内；该接近传感器形成于该挠性印刷电路板的一第二区域内；其中该接近传感器及该滑动传感器位于该挠性印刷电路板的不同表面上。7.如权利要求6所述的触控笔，其特征在于，更包含一底座，其中该挠性印刷电路板安装到该电路板，该电路板设置于该底座内，且该挠性印刷电路板的该第一区域围绕于该底座的一第一区的周围，且该挠性印刷电路板的该第二区域围绕于该底座的一第二区的周围。8.—种触控笔，其特征在于，包含：一桶状部；多个接近传感器，设定为根据多个接近传感器上的触摸的存在或不存在，来输出多个接近数据；一滑动传感器，设定为根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据；以及一处理电路，具有一通信子电路。9.如权利要求8所述的触控笔，其特征在于，当该滑动传感器根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据时，该通信子电路传送该梯度数据。10.如权利要求8所述的触控笔，其特征在于，当该多个接近传感器根据该接近传感器的零个或多个触摸，输出多个接近数据时，该通信子电路传送该接近数据。11.如权利要求8所述的触控笔，其特征在于，更包含一触觉开关总成，该触觉开关总成包含：一外观按键；其中该外观按键由一非导电材料所制成；其中该外观按键沿着该桶状部的一侧设置且通过该桶状部的一侧；其中该滑动传感器在该桶状部的内部纵向设置且位于该触觉开关下方。12.如权利要求11所述的触控笔，其特征在于，更包含一底座，该底座包含一转轴部件，该触觉开关总成更包含一开关，该开关设置在该电路板上，其中施加到该外观按键的压力经由该滑动传感器传送到该底座的该转轴部件，并且施加到该底座的该转轴部件的压力传送到该开关。13.如权利要求8所述的触控笔，其特征在于，更包含：一挠性印刷电路板，该挠性印刷电路板具有一第一表面及一第二表面；该滑动传感器形成于该烧性印刷电路板的一第一区域内；该多个接近传感器形成于该挠性印刷电路板的一第二区域内；其中该多个接近传感器及该滑动传感器位于该挠性印刷电路板的不同表面上。14.如权利要求13所述的触控笔，其特征在于，更包含一底座，其中该挠性印刷电路板安装到该电路板，该电路板设置于该底座内，且该挠性印刷电路板的该第一区域围绕于该底座的一第一区的周围，且该挠性印刷电路板的该第二区域围绕于该底座的一第二区的周围。15.—种触控笔，其特征在于，包含：一桶状部；一底座，该底座具有一第一区及一第二区；一接近传感器，设定为根据接近传感器上的触摸的存在或不存在，来输出一接近数据；一滑动传感器，设定为根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据；一处理电路，具有一通信子电路；以及一挠性印刷电路板，该挠性印刷电路板安装到该处理电路；其中该滑动传感器形成于该挠性印刷电路板的一第一区域内的一第一侧上，该接近传感器形成于该挠性印刷电路板的一第二区域内的一第二侧上；其中该挠性印刷电路板的该第一区域围绕于该底座的该第一区的周围，且该挠性印刷电路板的该第二区域围绕于该底座的该第二区的周围。16.如权利要求15所述的触控笔，其特征在于，当该滑动传感器根据该滑动传感器上的触摸的位置，输出一梯度数据时，该通信子电路传送该梯度数据。17.如权利要求15所述的触控笔，其特征在于，当该多个接近传感器根据该接近传感器的零个或多个触摸，输出多个接近数据时，该通信子电路传送该接近数据。18.如权利要求15所述的触控笔，其特征在于，更包含一触觉开关总成，该触觉开关总成包含：一外观按键；其中该外观按键由一非导电材料所制成；其中该外观按键沿着该桶状部的一侧设置且通过该桶状部的一侧；其中该滑动传離在该職部的内部纵向濯施作顧a糾y19如权利要求IS所述的触控笔，其特征在于，更包含一底座，该底座包自一转轴邰件该触觉开关总成更包含一开关，该开关设置在该电路板上，其中施加到该外观按键的压力经由该滑动传感器传送到该底座的该转轴部件，并且施加到该底座的该转轴部件的压力传送到该开关。

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