力量感測模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種力量感測模塊，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當上方施壓時，壓力會向下傳導至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器；信號處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。本發(fā)明力量感測模塊可以使用在電子筆或是其他小型體積的電子裝置。
【專利說明】
力量感測模塊
技術領域
[0001]本發(fā)明關于一種力量感測模塊，特別是一種經(jīng)由軟性電路板折迭以后，構成的力量感測模塊。
【背景技術】
[0002]如圖1顯示一種電子筆10，其包含有筆尖13以及光學傳感器14。光學傳感器14設置于筆尖13的后端用以偵測使用者對筆尖13施加的壓力大小。印刷電路板15設置于光學傳感器14的后端，用以處理光學傳感器14感測到的信號信息以及傳送對應的信號的顯示器(圖中未表示)顯示之。電池16設置于印刷電路板15后端，提供電子筆10所需要的電能。
[0003]前述電子筆10的缺點是結構復雜，其結構至少包含光學傳感器14，且光學傳感器14系處于經(jīng)常性開啟耗電的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術電子筆耗費電池能量的缺點，根據(jù)本發(fā)明的實施例，希望提供一種能源效率較高、且在小體積電子產(chǎn)品中可產(chǎn)生較大信號的力量感測模塊。
[0005]根據(jù)實施例，本發(fā)明提供的一種力量感測模塊，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當上方施壓時，壓力會向下傳導至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器;信號處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。
[0006]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧在第二壓力傳感器的上方;信號處理電路電性耦合到第三壓力傳感器。
[0007]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極并聯(lián)接線。
[0008]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極串聯(lián)接線。
[0009]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。
[0010]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進一步包含壓力開關和信號處理電路，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧;信號處理電路電性耦合到壓力開關；當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。
[0011]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力開關是半開關，需要一個外部的導電單元來驅(qū)動;導電單元為為金屬或?qū)щ娝芰稀?br>[0012]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，進一步包含力開關和信號處理電路，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧；當上方施壓時，壓力會向下傳導至壓力傳感器與壓力開關，且當壓力大于事先設定的閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通;信號處理電路電性耦合到壓力傳感器和壓力開關。
[0013]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力開關是半開關，需要一個外部的導電單元來驅(qū)動;導電單元為金屬或?qū)щ娝芰稀?br>[0014]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊中，壓力傳感器為壓容式壓力傳感器；壓力開關與壓容式壓力傳感器相互堆棧；固定電容器串接于壓容式壓力傳感器；當上方施壓時，壓力會向下傳導至壓力傳感器與壓力開關，且當壓力大于事先設定的閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通;信號處理電路電性耦合到壓容式壓力傳感器和壓力開關。
[0015]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述力量感測模塊應用于電子筆，進一步包含筆尖和壓力開關，筆尖底部具有筆尖基座;壓力開關安置于筆尖基座下方；當使用者對筆尖施壓時，筆尖基座會施壓于壓力傳感器，系統(tǒng)會產(chǎn)生一個對應的壓力信號。
[0016]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明力量感測模塊由軟性電路板折迭，使得一組或是多組的金屬墊面對面安置，構成一組或是多組壓力傳感器，其中多組壓力傳感器呈現(xiàn)上下堆棧狀；信號處理電路耦合到各個壓力傳感器;壓力開關與所述之壓力傳感器相互堆棧或是下方；信號處理電路電性耦合到壓力開關。當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。然后，用戶繼續(xù)施壓，系統(tǒng)會產(chǎn)生一個與壓力成正相關的對應的信號提供系統(tǒng)使用。本發(fā)明力量感測模塊可以使用在電子筆或是其他小型體積的電子裝置，以電子筆為例，待機時或使用者施壓未達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關呈無法導通的狀態(tài)，電子筆本身不需耗電，能源效率較高。
[0017]另外，本發(fā)明力量感測模塊應用在電子筆中，電子筆的設計系模擬真實的原子筆或是自來水筆的書寫運作，電子筆筆尖的基座直接接觸第一電容器Cl的上表面，電子筆在書寫時，筆尖上下移動的量也非常小，筆尖上下移動的距離，小到使用者幾乎感覺不出來。電子筆待機時，筆尖基座并不施壓于第一電容器Cl。換句話說，待機時，下方的電容器是沒有預先負載的(non-preloaded)，在筆尖基座與下方電容器之間是沒有刻意設置一個空間的，本發(fā)明這種設計可以模仿一般的自來水筆或是原子筆的運作，本發(fā)明電子筆在書寫時，不需要有多余的按壓行程(press journey)，控制系統(tǒng)便可以反映電子筆書寫的信號。換句話說，書寫時的所有的按壓行程，完整反映使用者的書寫運筆的輕重緩急，壓力信號完整輸出到控制系統(tǒng)，使用本發(fā)明電子筆的觸感，與使用傳統(tǒng)的筆有近乎完全一樣的筆觸感覺。
【附圖說明】
[0018]圖1是一種常見電子筆的結構示意圖。
[0019]圖2A-2E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例一。
[0020]圖3A-3E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例二。
[0021]圖4A-4E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例三。
[0022]圖5A-5C顯示本發(fā)明力量感測模塊第一實施例。
[0023]圖6A-6C顯示使用本發(fā)明力量感測模塊的電子筆。
[0024]圖7A-7C顯示本發(fā)明壓力傳感器模塊的堆棧模式。
[0025]圖8A-8C顯示本發(fā)明壓力傳感器的三種型態(tài)。
[0026]圖9A-9C顯示本發(fā)明力量感測模塊第二實施例
[0027]圖10A-10C分別顯示圖9A-9C的電子筆結構方塊圖。
[0028]圖11六-118分別顯示圖1(?-10(:的修飾方塊圖。
[0029]圖12A-12B分別顯示圖10B-10C的另一修飾方塊圖。
[0030]圖13A-13C分別顯示圖8A-8C力量感測模塊修飾版本。
[0031]圖14-16顯示本發(fā)明力量感測模塊第三實施例。
[0032]圖17A-17B顯示本發(fā)明壓力開關的修飾版本。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修改同樣落入本發(fā)明權利要求所限定的范圍。
[0034]本發(fā)明以下實施例提供的力量感測模塊，利用軟性電路板技藝，折迭以后，將一個以上的壓力傳感器堆棧在一起，構成一個具有較寬的信號輸出范圍的力量感測模塊，而可以提供電子產(chǎn)品具有較寬范圍的許可測量區(qū)間(measurabIe range)。
[0035]圖2A-2E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例一。
[0036]圖2A顯示一片軟性電路板410具有第一金屬墊431以及下層金屬墊432，兩個金屬墊互相為電性獨立。上層右邊端點金屬墊41A電性耦合到第一金屬墊431。一個下層右邊端點金屬墊41B設置于軟性電路板410下端。一個下層左邊端點金屬墊42電性耦合到第二金屬墊432;下層左邊端點金屬墊42與下層右邊端點金屬墊41B并排安置于下端。
[0037]圖2B顯示圖2A的側(cè)面圖，圖中顯示了主要組件，包含金屬墊431，432、上層右邊端點金屬墊41A、以及下層左邊端點金屬墊42，圖2B將金屬墊之間的電路省略了。軟性電路板410折迭以后可以形成第一電容器Cl(圖2D)。
[0038]圖2C，2D，2E分別顯示軟性電路板410各階段的折迭狀態(tài)。圖2C顯示電路板410第一彎折；圖2D顯示第一電容器Cl形成了。圖2E顯示金屬墊431，432形成第一電容器Cl，且彎折呈水平狀。圖2E顯示軟性電路板410折迭以后，上層右邊端點金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點金屬墊41B。下層左邊端點金屬墊42與下層右邊端點金屬墊41B，稍后可以分別連接到電源正負極，提供第一電容器Cl的電能。
[0039]圖2E顯示第一電容器Cl以水平狀態(tài)設置，第一電容器Cl后續(xù)可以作為第一壓力傳感器的兩個電極金屬墊。
[0040]圖3A-3E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例二。
[0041 ]圖3A顯示一片尚未折迭的軟性電路板420正面圖標。
[0042]圖3A顯示軟性電路板420具有四個金屬墊431-434。其中，上層較低的金屬墊431與下層較高金屬墊432為電性絕緣。上層較高金屬墊433設置于金屬墊431的上方，且連接于上層較低的金屬墊431。下層較低金屬墊434設置于下層較高金屬墊432下方，且連接于下層較高金屬墊432。上層右邊端點金屬墊41A設置于軟性電路板420上端右邊，且電性耦合到上層較高金屬墊433。下層右邊端點金屬墊41B設置于軟性電路板420下端右邊。下層左邊端點金屬墊42與下層右邊端點金屬墊41B并排安置于軟性電路板420下端。下層左邊端點金屬墊42電性耦合到下層較低的金屬墊434。軟性電路板420折迭以后，上層右邊端點金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點金屬墊41B。
[0043]圖3B顯示圖3A的側(cè)面圖，圖中顯示主要組件包含:金屬墊431-434，上層右邊端點金屬墊41A、以及下層左邊端點金屬墊42。其中，金屬墊之間的電路省略未表示。折迭以后，軟性電路板420可以形成第一電容器Cl以及第二電容器C2(圖3D-3E)。
[0044]圖3C-3E顯示軟性電路板420各個折迭狀態(tài)。圖3C顯示電路板420第一彎折；圖30顯示第一電容器Cl以及第二電容器C2的形成。軟性電路板420折迭使金屬墊431，432呈現(xiàn)面對面位置，以形成第一電容器Cl，也使得金屬墊433，434呈現(xiàn)面對面位置而形成第二電容器C2o
[0045]圖3E顯示第一電容器Cl以及第二電容器C2，折迭以后，呈現(xiàn)上下堆棧狀態(tài)。這兩個電容器C1、C2，稍后安置壓感材料于相對的兩片金屬墊中間，便可以構成兩個并聯(lián)的壓力傳感器。
[0046]圖4A-4E顯示本發(fā)明以軟性電路板作為基礎的電容器實施例三。
[0047]圖4A顯示第三軟性電路板430在折迭之前的正視圖。軟性電路板430具有六個金屬墊431-436安置于電路板上事先設定的位置，上層較低的金屬墊431的設置系與下層較高金屬墊432為電性絕緣。上層中間金屬墊433設置于上層較低的金屬墊431的上方，且電性耦合到上層較低的金屬墊431。下層中間金屬墊434設置于下層較高金屬墊432的下方，且電性耦合到下層較高金屬墊432。上層較高金屬墊435設置于上層中間金屬墊433上方，且電性耦合到上層中間金屬墊433。下層較低的金屬墊436設置于下層中間金屬墊434下方，且電性耦合到下層中間金屬墊434。上層右邊端點金屬墊41A設置于電路板上端右邊，且電性耦合到上層較高金屬墊435。下層右邊端點金屬墊41B設置于軟性電路板430下端右邊。下層左邊端點金屬墊42設置于軟性電路板430下端左邊，且與下層右邊端點金屬墊41B并排安置。下層左邊端點金屬墊42電性耦合到下層較低的金屬墊436;軟性電路板430折迭以后，上層右邊端點金屬墊41A電性耦合到下層右邊端點金屬墊41B(圖4D)。
[0048]圖4B顯示圖4A的側(cè)面圖。圖中顯示主要組件，包含六個金屬墊431-436、上層右邊端點金屬墊41A、下層右邊金屬墊41B以及下層左邊金屬墊42。軟性電路板430折迭以后，形成第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器(圖4D-4E)。
[0049]圖4C顯示軟性電路板430的第一折迭。圖4D顯示第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器C3的形成。圖4E顯示軟性電路板430折迭以后，使得三個電容器C1-C3呈現(xiàn)上下堆棧狀。其中，金屬墊431-432形成第一電容器Cl，金屬墊433-434形成第二電容器C2，金屬墊435-436形成第三電容器C3。
[0050]圖4E顯示第一電容器Cl、第二電容器C2以及第三電容器C3呈現(xiàn)上下堆棧的狀態(tài)；三個電容器C1-C2和C3呈現(xiàn)出并聯(lián)接線的三個壓力傳感器。
[0051 ]圖5A-5C顯示本發(fā)明力量感測模塊第一實施例。
[0052]圖5A顯不第一片壓容材料(piezo-capacitive material)45設置于第一電容器Cl兩片金屬墊之間，形成一個可變電容器。圖5B顯不二片壓容材料45，每一片壓容材料45分別設置于兩個電容器C1-C2的兩片金屬墊之間，形成兩個可變電容器。圖5C顯示三片壓容材料45，每一片壓容材料45分別設置于三個電容器C1-C3的兩片金屬墊之間，形成三個可變電容器。其中的壓容材料，系用以作為范例說明，其他如壓電材料化1620-616(:1:1'；[0]^七61^31)、壓阻材料(piezo-resistive material)均可以做出與本發(fā)明均等功能的壓力傳感器。
[0053]圖6A-6C顯示使用本發(fā)明力量感測模塊的電子筆。
[0054]圖6A顯示一個擋塊29固定于第一電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載電容器Cl。圖6B顯示一個擋塊29固定于第二電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載堆棧的兩個電容器C1-C2。圖6C顯示一個擋塊29固定于第三電子筆筒狀筆桿內(nèi)部，用以承載堆棧的三個電容器C1-C3。本發(fā)明電子筆的設計，系模擬真實的原子筆或是自來水筆的書寫運作，本發(fā)明的電子筆在書寫時，筆尖23上下移動的量也非常小，筆尖上下移動的距離，小到使用者幾乎感覺不出來。本發(fā)明是將筆尖的基座24直接接觸第一電容器Cl的上表面，且在電子筆待機時，筆尖基座24并不施壓于第一電容器Cl。
[0055]本發(fā)明電子筆于待機時，筆尖基座24接觸但不施壓于下方的電容器。換句話說，待機時，下方的電容器是沒有預先負載的(non-preloaded)，本發(fā)明在筆尖基座24與下方電容器之間是沒有刻意設置一個空間的，本發(fā)明這種設計可以模仿一般的自來水筆或是原子筆的運作，本發(fā)明電子筆在書寫時，不需要有多余的按壓行程(press journey)，控制系統(tǒng)便可以反映電子筆書寫的信號。換句話說，書寫時的所有的按壓行程，完整反映使用者的書寫運筆的輕重緩急，壓力信號完整輸出到控制系統(tǒng)，使用本發(fā)明電子筆的觸感，與使用傳統(tǒng)的筆有近乎完全一樣的筆觸感覺。
[0056]圖7A-7C顯示本發(fā)明壓力傳感器模塊的堆棧模式。
[0057]圖7A-7C分別顯示圖6A-6C電子筆的結構方塊圖。
[0058]圖7A顯示一個壓力傳感器設置于電子筆中的實施例。圖中顯示單一壓力傳感器I電性耦合到信號處理電路;信號處理電路處理壓力傳感器I所偵測到的壓力信號；信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0059]圖7B顯示兩個壓力傳感器被設置于電子筆中的實施例。圖中顯示壓力傳感器2堆棧于壓力傳感器I上方。壓力傳感器堆棧電性耦合到信號處理電路，信號處理電路處理壓力傳感器堆棧所偵測到的壓力信號;信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0060]圖7C顯示三個壓力傳感器設置于電子筆中的實施例。圖中顯示壓力傳感器3堆棧在壓力傳感器2上方、壓力傳感器2堆棧在壓力傳感器I上方。壓力傳感器電性耦合到信號處理電路，信號處理電路處理壓力傳感器堆棧所偵測到的壓力信號；信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0061 ]圖8A-8C顯示本發(fā)明壓力傳感器的三種型態(tài)。
[0062]圖8A顯示壓電式(piezo-electric)壓力傳感器應用于本發(fā)明。圖8A顯示壓電式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路，信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0063]圖8B顯示壓阻式(piezo-resistive)壓力傳感器應用于本發(fā)明。圖8B顯示壓阻式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路，信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0064]圖8C顯示壓容式(piezo-capacitive)壓力傳感器應用于本發(fā)明。圖8C顯示壓容式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路，信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0065]圖9A-9C顯示本發(fā)明力量感測模塊第二實施例。
[0066]比對于圖6A-6C的電子筆，圖9A-9C顯示一個電子筆的修飾版本，即是，增加壓力開關SW于筒狀筆桿中。圖中顯示，壓力開關安置于壓力傳感器的上方。
[0067]圖9A顯示壓力開關SW安置在壓力傳感器上方。圖中顯示薄膜開關作為本發(fā)明壓力開關SW的范例說明，并且以一個電容器Cl作為本實施例的壓力傳感器組件。
[0068]圖9B顯示壓力開關SW安置在壓力傳感器上方。并且以兩個電容器C1-C2上下堆棧，作為本實施例的壓力傳感器組件。
[0069]圖9C顯示壓力開關SW安置在壓力傳感器上方。并且以三個可變電容器C1-C3上下堆棧，作為本實施例的壓力傳感器組件。
[0070]圖10A-10C分別顯示圖9A-9C的電子筆結構方塊圖。
[0071]圖1OA顯示壓力開關SW堆棧在壓力傳感器I上方，壓力開關SW電性耦合到信號處理電路。壓力傳感器I電性耦合到信號處理電路，信號處理電路處理壓力開關以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號;信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0072]圖1OB顯示壓力開關SW堆棧在壓力傳感器1-2上方，壓力開關電性耦合到信號處理電路。壓力傳感器I與壓力傳感器2并聯(lián)接線，且電性耦合到信號處理電路，信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。壓力傳感器I與壓力傳感器2也可以采用串聯(lián)接線(圖11A);信號處理電路處理壓力開關以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號;信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0073]圖1OC顯示壓力開關SW堆棧在壓力傳感器1-3上方，壓力開關電性耦合到信號處理電路。并聯(lián)接線的壓力傳感器1-3電性耦合到信號處理電路，信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。壓力傳感器1-3亦可以采用串聯(lián)接線(圖11B);信號處理電路處理壓力開關以及壓力傳感器所產(chǎn)生的信號;信號處理電路電性耦合到控制系統(tǒng)。
[0074]圖11六-118分別顯示圖1(?-10(:的修飾方塊圖。
[0075]圖1IA顯示壓力傳感器1-2系采用串聯(lián)接線。
[0076]圖1IB顯示壓力傳感器1-3系采用串聯(lián)接線。
[0077]圖12A-12B分別顯示圖10B-10C的另一修飾方塊圖。
[0078]圖12A顯示壓力傳感器1-2分別接線至信號處理電路。即是，壓力傳感器I以及壓力傳感器2可以是獨立的力量感測組件。
[0079]圖12B顯示壓力傳感器1-3分別接線至信號處理電路。即是，壓力傳感器1、壓力傳感器2、以及壓力傳感器3可以是獨立的力量感測組件。
[0080]圖13A-13C分別顯示圖8A-8C力量感測模塊修飾版本。
[0081]與前面圖8A-8C比較，其中，增加壓力開關SW，設置于壓力傳感器上方；分別如圖13A-13C 所示。
[0082]圖13A顯示壓力開關SW設置于壓電式壓力傳感器上方，壓力開關SW電性耦合到信號處理電路，壓電式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路。
[0083]圖13B顯示壓力開關SW設置于壓阻式壓力傳感器上方，壓力開關SW電性耦合到信號處理電路;壓阻式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路。
[0084]圖13C顯示壓力開關SW設置于壓容式壓力傳感器上方，壓力開關SW電性耦合到a信號處理電路;壓容式壓力傳感器電性耦合到信號處理電路。
[0085]圖14-16顯示本發(fā)明力量感測模塊第三實施例。
[0086]圖14-16顯示圖13C的修飾版本。一個固定電容器串聯(lián)到壓力開關SW后面，且電性耦合到信號處理電路。壓容式壓力傳感器作為一個可變電容器，且電性耦合到信號處理電路。
[0087]圖15顯示圖14的均等電路。當用戶施加壓力到力量感測模塊到事先設定的閥值時，壓力開關SW被打開(turn on)。一個固定電容，例如:20pf，串聯(lián)于壓力開關SW。一個可變電容器，例如本發(fā)明的C1-C3壓容式壓力傳感器，假設可以輸出0-30pf作為范例說明。信號處理電路電性耦合到固定電容器以及可變電容器，控制系統(tǒng)電性耦合到信號處理電路。電路導通時，傳送到信號處理器的電容量系固定電容加上壓容式壓力傳感器的可變電容。
[0088]圖16顯示圖15實施例的電容對壓力關系圖。圖16顯示壓力開關SW打開(turn on)時，起始電容值是20pf作為默認值，接著，電容值正相關于可變電容器的電容值大小。可變電容器的電容值正相關于使用者對壓力傳感器施加壓力的大小，圖中顯示隨著壓力增加、電容值輸出也正相關增加，例如，最大輸出為50pf。
[0089]圖17A-17B顯示本發(fā)明壓力開關的修飾版本。
[0090]一個半開關(half switch)可以使用在本發(fā)明中，圖17A顯示一個半壓力開關HSW設置于筆尖基座24下方。當筆尖基座24采用金屬或是導電材料或是底層有導電材料時，可以安置一個半開關HSW于筆尖基座24下方。圖17B顯示半開關HSW包含有第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2交錯安置;待機時，第一金屬手指圖案Fl電性獨立于第二金屬手指圖案F2。第一金屬手指圖案Fl電性耦合至第一電極，第二金屬手指圖案F2電性耦合至第二電極。當使用者書寫時，底部導電的筆尖基座24被壓下，同時接觸第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2時；第一金屬手指圖案Fl以及第二金屬手指圖案F2呈現(xiàn)電性導通，此時，壓力開關SW可以被打開(turn on)。筆尖基座24底層的導電材料可以是金屬、導電橡膠或是導電塑料。
【主權項】
1.一種力量感測模塊，其特征是，包含第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和信號處理電路，第二壓力傳感器堆棧在第一壓力傳感器的上方；當上方施壓時，壓力會向下傳導至第一壓力傳感器與第二壓力傳感器;信號處理電路電性耦合到第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。2.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧在第二壓力傳感器的上方;信號處理電路電性耦合到第三壓力傳感器。3.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極并聯(lián)接線。4.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器的電極串聯(lián)接線。5.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。6.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含壓力開關和信號處理電路，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧;信號處理電路電性耦合到壓力開關；當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。7.如權利要求6所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關是半開關，需要一個外部的導電單元來驅(qū)動;導電單元為為金屬或?qū)щ娝芰稀?.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含力開關和信號處理電路，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧；當上方施壓時，壓力會向下傳導至壓力傳感器與壓力開關，且當壓力大于事先設定的閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通;信號處理電路電性耦合到壓力傳感器和壓力開關。9.如權利要求8所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關是半開關，需要一個外部的導電單元來驅(qū)動;導電單元為金屬或?qū)щ娝芰稀?0.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓容式壓力傳感器;壓力開關與壓容式壓力傳感器相互堆棧；固定電容器串接于壓容式壓力傳感器；當上方施壓時，壓力會向下傳導至壓力傳感器與壓力開關，且當壓力大于事先設定的閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通;信號處理電路電性耦合到壓容式壓力傳感器和壓力開關。11.如權利要求1所述的力量感測模塊，其特征是，其應用于電子筆，進一步包含筆尖和壓力開關，筆尖底部具有筆尖基座;壓力開關安置于筆尖基座下方；當使用者對筆尖施壓時，筆尖基座會施壓于壓力傳感器，系統(tǒng)會產(chǎn)生一個對應的壓力信號。12.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為一個以上，且呈現(xiàn)上下堆棧。13.如權利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第三壓力傳感器，第三壓力傳感器堆棧于第二壓力傳感器的上方。14.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器。15.如權利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器堆棧。16.如權利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，用戶未施力時，筆尖基座接觸于壓力傳感器，但不施壓于壓力傳感器。17.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，待機時，壓力傳感器并未有預負載。18.如權利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，待機時，壓力傳感器并未有預負載。19.如權利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，待機時，壓力傳感器并未有預負載。20.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或與壓容式壓力傳感器。21.如權利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。22.如權利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。23.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器由軟性電路板上的第一金屬墊以及第二金屬所構成;軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第一金屬墊以及第二金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第一壓力傳感器;第一金屬墊以及第二金屬墊其中一個金屬墊作為第一壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第一壓力傳感器的下電極。24.如權利要求23所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進一步包含第三金屬墊以及第四金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第三金屬墊以及第四金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第二壓力傳感器;第三金屬墊以及第四金屬墊其中一個金屬墊作為第二壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第二壓力傳感器的下電極;且第一壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。25.如權利要求24所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進一步包含第五金屬墊以及第六金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第五金屬墊以及第六金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第三壓力傳感器;第五金屬墊以及第六金屬墊其中一個金屬墊作為第三壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第三壓力傳感器的下電極;且第三壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。26.如權利要求23所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第一片壓感材料，第一片壓感材料設置于第一金屬墊與第二金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。27.如權利要求26所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第二片壓感材料，第二片壓感材料設置于第三金屬墊與第四金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。28.如權利要求27所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第三片壓感材料，第三片壓感材料設置于第五金屬墊與第六金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。29.如權利要求11所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含壓力開關，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧；當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。30.如權利要求12所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含壓力開關，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧；當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。31.如權利要求13所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含壓力開關，壓力開關與壓力傳感器相互堆棧；當使用者自上方施壓，達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài)。32.如權利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。33.如權利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。34.如權利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，筆尖接觸壓力傳感器堆棧，但不施加壓力于壓力傳感器堆棧。35.如權利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器，于待機時，并未有預負載。36.如權利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器與第二壓力傳感器，于待機時，并未有預負載。37.如權利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器與第三壓力傳感器，于待機時，并未有預負載。38.如權利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。39.如權利要求30所述的力量感測模塊，其特征是，第二壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。40.如權利要求31所述的力量感測模塊，其特征是，第三壓力傳感器為壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器或壓容式壓力傳感器。41.如權利要求29所述的力量感測模塊，其特征是，第一壓力傳感器由軟性電路板、軟性電路板上的第一金屬墊以及第二金屬所構成;軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第一金屬墊以及第二金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第一壓力傳感器;第一金屬墊以及第二金屬墊其中一個金屬墊作為第一壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第一壓力傳感器的下電極。42.如權利要求41所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進一步包含第三金屬墊以及第四金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第三金屬墊以及第四金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第二壓力傳感器;第三金屬墊以及第四金屬墊其中一個金屬墊作為第二壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第二壓力傳感器的下電極;且第一壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。43.如權利要求42所述的力量感測模塊，其特征是，軟性電路板進一步包含第五金屬墊以及第六金屬墊，軟性電路板呈現(xiàn)折迭狀態(tài)，使得第五金屬墊以及第六金屬墊呈現(xiàn)面對面位置，構成第三壓力傳感器;第五金屬墊以及第六金屬墊其中一個金屬墊作為第三壓力傳感器的上電極，另外一個金屬墊作為第三壓力傳感器的下電極;且第三壓力傳感器與第二壓力傳感器呈現(xiàn)并聯(lián)接線。44.如權利要求41所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第一片壓感材料，第一片壓感材料設置于第一金屬墊與第二金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。45.如權利要求42所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第二片壓感材料，第二片壓感材料設置于第三金屬墊與第四金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。46.如權利要求43所述的力量感測模塊，其特征是，進一步包含第三片壓感材料，第三片壓感材料設置于第五金屬墊與第六金屬墊之間；壓感材料為壓電材料、壓阻材料或壓容材料。47.如權利要求10所述的力量感測模塊，其特征是，其應用于電子筆，壓力開關采用壓力開關組件與固定電容之串行電路;壓力開關第一端電性耦合至壓容式壓力傳感器第一端;壓力開關第二端電性耦合至固定電容第一端;壓容式壓力傳感器第二端電性耦合至信號處理電路;固定電容第二端電性耦合至信號處理電路;當使用者對筆尖施壓，當壓力達到事先設定的壓力閥值時，壓力開關會呈現(xiàn)電性導通的狀態(tài);壓容式壓力傳感器會產(chǎn)生一個對應的壓力信號;此時，傳送到信號處理器的電容量系固定電容加上壓容式壓力傳感器的可變電容。48.如權利要求47所述的力量感測模塊，其特征是，壓力開關與壓容式壓力傳感器，上下堆棧的位置可以互換，整體功能仍然不變。
【文檔編號】G06F3/0354GK106066712SQ201610100761
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年2月24日 公開號201610100761.3, CN 106066712 A, CN 106066712A, CN 201610100761, CN-A-106066712, CN106066712 A, CN106066712A, CN201610100761, CN201610100761.3
【發(fā)明人】侯智升, 周嘉宏
【申請人】利永環(huán)球科技股份有限公司