(57)【要約】      （修正有）【課題】導体のペン先を備えた電磁気ペンを通して静電容量式タッチパネルに対してタッチ入力ができて、タッチの高精度に達することができ、ペンの押す力の大きさによって対応する線の太さを呈すことができるタッチ入力装置を提供する。【解決手段】タッチ入力装置１０とマッチして入力し、前記タッチ入力装置は、ペンケース１１０と、コア１２０と、誘導コイル１３０とペン先１４０とを含む。前記コアは前記ペンケースの内部に設けられる。前記誘導コイルは前記ペンケースの内部に設けられ、前記コアの周りに配置される。前記ペン先は前記ペンケースの一端部に設けられ、前記ペン先は導体材料であり、前記ペン先は前記静電容量式タッチパネルと接触して、前記静電容量式タッチパネルでコンデンサの変わりを産生する。【選択図】図１
0003189249.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式タッチパネルとマッチして入力するタッチ入力装置であって、
ペンケースと、
前記前記ペンケースの内部に設けられるコアと、
前記ペンケースの内部に設けられ、前記コアの周りに配置される誘導コイルと、
前記ペンケースの一端部に設けられ、導体材料であって、前記静電容量式タッチパネルに接触することに用いて、前記静電容量式タッチパネルにコンデンサ変化を起こすペン先とを含むことを特徴とするタッチ入力装置。
【請求項２】
前記誘導コイルは電磁気信号を発出することを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項３】
前記コアは軸方向のビアホールを備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項４】
前記ペン先は前記コアの前記軸方向のビアホールに插設されることを特徴とする請求項３に記載のタッチ入力装置。
【請求項５】
前記ペン先が前記静電容量式タッチパネルに接触する時、前記コアと前記誘導コイルは軸方向の相対移動があることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項６】
前記ペンケースはホルダーを備え、前記ホルダーは前記ペン先に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項７】
前記ホルダーには少なくとも一つの金属接触点を備えることを特徴とする請求項６に記載のタッチ入力装置。
【請求項８】
前記の少なくとも一つの金属接触点は前記ペン先電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載のタッチ入力装置。
【請求項９】
スイッチを更に含み、前記スイッチは前記ペンケースに設けられて、前記電磁気信号を変わることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項１０】
前記スイッチは消しゴムであることを特徴とする請求項９に記載のタッチ入力装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はタッチ入力装置に関し、特にタッチ位置及び圧力を同時に検出できるタッチ入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量式タッチパネルは基板の表面に一層の透明の金属電極パターンをめっきしたものであって、この基板の材料は硬性か軟質かに限らない。指がこのタッチパネルに近づくまたはタッチする時、指が導体であって静電気を持つため、指と金属電極パターンとは結合コンデンサを形成し、この時タッチパネルのタッチ点に電極の静電気コンデンサ量に変化が起きて、前記電極の電圧又は電流に改善が発生するようになる。また隣の電極の電圧の差異の比較によって、タッチ点の位置を計算することができる。
【０００３】
しかしながら、指を使用した入力は便利であるが、タッチモニターに太さが違い線,または精準位置の間のタッチ確認を描写しようとすると、指を通しては上記要求に達しにくい。従って、タッチの精準度を強めるために、タッチペンを採用する方案が提出された。しかしながら、従来の普通の静電容量式タッチペンの普通の原理は金属ペンチューブの前縁に導電性合成樹脂或いは導電性ゴム材料からなったペン先を設置することであって、指を使用した入力に比べては更に精準なタッチに達することができるが、静電容量式タッチペンはペンの押す力の大きさによってモニターに対応する線の太さを呈すことができなく、使用に短所がある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、導体のペン先を備えた電磁気ペンを通して静電容量式タッチパネルに対してタッチ入力ができて、タッチの高精度に達することができ、ペンの押す力の大きさによって対応する線の太さを呈すことができるタッチ入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本考案によれば、タッチ入力装置が提供される。前記タッチ入力装置は、静電容量式タッチパネルとマッチして入力し、前記タッチ入力装置はペンケースと、コアと、誘導コイルと、ペン先とを含む。前記コアは前記ペンケースの内部に設けられる。前記誘導コイルは前記ペンケースの内部に設けられ、前記コアの周りに配置される。前記ペン先は前記ペンケースの一端部に設けられ、前記ペン先は導体材料であり、前記ペン先は前記静電容量式タッチパネルをタッチするに用いられて、前記静電容量式タッチパネルに静電容量変化を起こす。同時に、前記タッチ入力装置はペン先に圧力誘導構造を備えて、使用者の書き強さによって内部回路の振動周波数を変わることができる。
【０００６】
好ましい実施例において、前記誘導コイルは電磁気信号の発出に用いられる。
【０００７】
好ましい実施例において、前記コアは軸方向のビアホールを備え、前記ペン先は前記コアの前記軸方向のビアホールに差し込まれる。
【０００８】
好ましい実施例において、前記ペン先が前記静電容量式タッチパネルにタッチする時、前記コアと前記誘導コイルは軸方向の相対移動がある。
【０００９】
好ましい実施例において、前記ペンケースはホルダーを備え、前記ホルダーは前記ペン先に電気的に接続される。具体的に、前記ホルダーには少なくとも一つの金属接触点を備え、前記の少なくとも一つの金属接触点は前記ペン先に電気的に接続される。
【００１０】
好ましい実施例において、タッチ入力装置はスイッチを更に含み、前記スイッチは前記ペンケースに設けられて、前記電磁気信号を変わる。其の他、前記スイッチは消しゴムである。
【００１１】
従来の技術に比べると、本考案は導体のペン先を備えた電磁気ペンを採用して静電容量式タッチパネルとタッチして、タッチの高精度に達する。また、透過静電容量式タッチパネルを通して配列された前記誘導コイルが発出する電磁気信号を收信し、前記電磁気信号の周波数オフセット値を通してペン先の圧力勾配を計算して、これによってペンの押す力の大きさを精確に検出する目的に達することができる。
【００１２】
本考案の上記と他の目的、特徴、長点と実施例を更に優しく分かるように、以下で実施例を挙げて説明し、図面に参照して次のように詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の好ましい実施例におけるタッチ入力装置の構造概略図である。
【図２】本考案の好ましい実施例におけるタッチ入力装置の圧力回路概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を通して本考案における幾つの好ましい実施例に対して詳しく説明し、違い図面で、同じ素子符号を利用して同じ又は類似な素子を示す。
【００１５】
図１を参照すると、図１は本考案の好ましい実施例におけるタッチ入力装置の構造概略図を示し、本実施例におけるタッチ入力装置10は静電容量式タッチパネル20とマッチして入力する。前記タッチ入力装置10は、ペンケース110と、コア120と、誘導コイル130と、ペン先140と、回路基板160とを含む。
【００１６】
図１に示したように、前記ペンケース110は上記素子を収納し、前記ペンケース110は次第に縮径する一端部112を備える。前記ペンケース110は、例えば合成樹脂等の絶縁材料から形成されることが好ましい。
【００１７】
前記コア120は強磁性体材料から作成され、それは鉄と、コバルトと、ニッケルとの三種類の強磁性体エレメントを含む。前記コア120は圧粉磁心であることができ、前記圧粉磁心は強磁性体沈泥と絶縁媒質を混合して加圧成形された軟磁性材料であり、圧粉磁心と、センダスト磁心と、高流量コア(High  Flux)と、パーマロイ（Permalloy）と、フェライト(ferrite)コア等を含むことができる。前記コア120は前記ペンケース110の内部に設けられ、詳しく言うと、図１に示したように、前記コア120は前記ペンケース110の端部112に対応する次第に縮む外形を備える。
【００１８】
前記誘導コイル130は前記ペンケース110の内部に設けられ、前記コア120の周りに配置される。具体的に言うと、前記誘導コイル130は前記回路基板160と電気的に接続される。前記誘導コイル130は前記回路基板160のコンデンサ(図に示せず)と振動周波数fを生成することができ、これによって電磁気信号(図に示せず)  を発出する。そのうち、前記振動周波数fは、前記誘導コイル130のインダクタンス値Lと前記コンデンサ値Cの積と反比例し、その細部を後で詳しく説明する。
【００１９】
また図１を参照すると、前記ペン先140は前記ペンケース110の一端部112に設けられる。具体的に言うと、前記ペン先140はペン芯145の一端である。この実施例において、前記コア120は軸方向のビアホール122を備え、前記ペン先140は前記コア120の前記軸方向のビアホール122に差し込まれ、即に前記ペン芯145は前記軸方向のビアホール122に差し込まれる。しかしながら、本考案はこれに限られなく、例えば、前記軸方向のビアホール122はコア120全体を貫通しないで、前記ペン芯145の他の一端が前記コア120を支えるようにする。前記ペン先140は導体材料であり、前記ペン先140は前記静電容量式タッチパネル20を接触して、前記静電容量式タッチパネル20にコンデンサの変化を起こす。この実施例において、前記ペン先140は前記ペン芯145とは違い材料であり、例えば前記ペン芯145は合成樹脂等である。しかしながら、他の実施例において、前記ペン先140は前記ペン芯145と同じ導電性材料である。
【００２０】
前記導電性材料は、金属とか、導電性合成樹脂とか、或いは導電性ゴム等の材料であることが好ましい。前記ペン先140は上記静電容量式タッチパネル20と接触して、タッチの高精度に達する。更に言うと、前記導電性ペン先140と前記静電容量式タッチパネル20の透明導電性材料は結合コンデンサを形成して、静電容量式タッチパネル20の周りの電流に変化が起きるようにし、また外部の位置捕捉単元（図に示せず）によって接触点の水平座標と垂直座標(X,  Y)を計算して、外部の主機（例えば、コンピュータ）に伝送する。
【００２１】
詳しく言うと、前記ペン先140が前記静電容量式タッチパネル20に接触する時、前記コア120と前記誘導コイル130は軸方向の相対移動がある。言い換えれば、前記コア120はペン先140の移動によってコア120を動かすことができて、前記ペンケース110の内で軸方向の移動を産生する。ペン先140の移動は、使用者のペンの押す力の大きさによって変える。従って、例えペンの押す力が大きいほど、ペン先140の移動も大きくなって、前記コア120と前記誘導コイル130の相対移動も大きくようになる。類似的に、例えペンの押す力が小さいほど、ペン先140の移動も小さくなって、前記コア120と前記誘導コイル130の相対移動も小さくようになる。他方で、前記コア120と前記誘導コイル130とが軸方向の相対移動が起きる時、誘導コイル130のインダクタンス値Lもそれによって変化して、振動周波数fもそれによって変化するようになる（反比例を呈す）。これによって、静電容量式タッチパネル20は振動周波数fの変化の電磁気信号に基づいて相応する圧力勾配を計算することができる。
【００２２】
また図１を参照すると、この実施例において、前記ペンケース110はホルダーHを備え、前記ホルダーHは前記ペン先140に電気的に接続される。具体的に言うと、前記ホルダーHには少なくとも一つの金属接触点116を備え、前記の少なくとも一つの金属接触点116は前記ペン先140に電気的に接続される。具体的に言うと、前記の少なくとも一つの金属接触点116は前記ペン先140と人体とがオンを産生するようにして、タッチ時のペン先140と静電容量式タッチパネル20とが生成する漏洩電流効果を強める。しかしながら、図１に示したように、本考案は金属接触点116の形とか、金属接触点116とペン先140との電気的接続方式に対しては制限しない。
【００２３】
図１及び図２を一緒に参照すると、図２は本考案の好ましい実施例におけるタッチ入力装置の圧力回路概略図を示す。図１に示したように、前記タッチ入力装置10はスイッチSW1（又はボタン）を更に含み、前記スイッチSW1は前記ペンケース110に設けられる。前記スイッチSW1は前記電磁気信号を変わることに用いられる。この実施例において、前記タッチ入力装置10は前記ペンケース110の後端に設けられたまた一つのスイッチSW2を更に含むことができ、前記スイッチSW2は消しゴム(eraser)とすることができる。
【００２４】
具体的に言うと、図２に示したように、前記誘導コイル130はインダクタンスL1で示すことができ、前記インダクタンスL1は交流電源ACと並列され、コンデンサCと並列される。そのうち、交流電源AC及び前記コンデンサCは回路基板160に設けられることができる。その他に、前記インダクタンスL1は、スイッチSW1及びSW2を通して第一コンデンサC1及び第二コンデンサC2と並列される。その他に、前記交流電源ACは、ペンケース100の内に設けられた電池によって提供される。しかしながら、本考案におけるタッチ入力装置は、電池を設置して電磁気信号を生成することだけに限れなく、電池の設置がなくて使用することもできる。
【００２５】
使用者がスイッチSW1/SW2をクリックする時、スイッチSW1/SW2のオン或いはオフの状態を変わって、インダクタンスL1と並列する全容量値を変わる。実例を挙げて言うと、スイッチSW1及びスイッチSW2が同じにオフ状態である時、インダクタンスL1と並列した總コンデンサ値はコンデンサCである。スイッチSW1がオンで、スイッチSW2がオフ状態である時には、インダクタンスL1と並列した總コンデンサ値はコンデンサCにC1を加えたものである。スイッチSW1がオフで、スイッチSW2がオン状態である時には、インダクタンスL1と並列した總コンデンサ値はコンデンサCにC2を加えたものである。これによって、スイッチSW1/SW2の切り替えを通して誘導コイル130が発出する電磁気信号EMの振動周波数f（與LC呈反比例）を変わることができる。静電容量式タッチパネル20は電磁気信号EMの振動周波数fの変化によって、消しゴム等の相応する別途の功能を生成することができる。
【００２６】
上で述べたように、本考案は導体を備えたペン先140を採用して静電容量式タッチパネル20と接触して、タッチの高精度に達する。その他に、振動周波数fの変わりを通して前記圧力信号を生成することができ、ペンの押す力の大きさを簡単に検出できる目的に達する。
【００２７】
上記のように、好ましい実施例を利用して本考案に対して説明したが、本考案はこれに限られなく、本考案が属する技術分野の通常の知識を持った技術者は本考案の構想と範囲を離脱しない範囲でさまざまな修正と潤色の可能性がある。従って、本考案の保護の範囲は以下の特許請求の範囲に確定された範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００２８】
10  タッチ入力装置
20  静電容量式タッチパネル
110  ペンケース
112  端部
116  金属接触点
120  コア
122  軸方向のビアホール
130  誘導コイル
140  ペン先
145  ペン芯
160  回路基板
H  ホルダー
SW1  スイッチ
SW2  スイッチ
AC  交流電源
EM  電磁気信号
L1  インダクタンス
C  コンデンサ
C1  第一コンデンサ
C2  第二コンデンサ
【図１】
0003189249.tif 000003
【図２】
0003189249.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月18日(2013.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式タッチパネルとマッチして入力するタッチ入力装置であって、
ペンケースと、
前記ペンケースの内部に設けられるコアと、
前記ペンケースの内部に設けられ、前記コアの周りに配置される誘導コイルと、
前記ペンケースの一端部に設けられ、導体材料であって、前記静電容量式タッチパネルに接触することに用いて、前記静電容量式タッチパネルにコンデンサ変化を起こすペン先とを含むことを特徴とするタッチ入力装置。
【請求項２】
前記誘導コイルは電磁気信号を発出することを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項３】
前記コアは軸方向のビアホールを備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項４】
前記ペン先は前記コアの前記軸方向のビアホールに挿設されることを特徴とする請求項３に記載のタッチ入力装置。
【請求項５】
前記ペン先が前記静電容量式タッチパネルに接触する時、前記コアと前記誘導コイルは軸方向の相対移動があることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項６】
前記ペンケースはホルダーを備え、前記ホルダーは前記ペン先に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項７】
前記ホルダーには少なくとも一つの金属接触点を備えることを特徴とする請求項６に記載のタッチ入力装置。
【請求項８】
前記の少なくとも一つの金属接触点は前記ペン先に電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載のタッチ入力装置。
【請求項９】
スイッチを更に含み、前記スイッチは前記ペンケースに設けられて、前記電磁気信号の発出を開閉することを特徴とする請求項２に記載のタッチ入力装置。
【請求項１０】
前記スイッチは消しゴムであることを特徴とする請求項９に記載のタッチ入力装置。