CN104536596B - 主动式电容笔、触控装置和自动辨别电容触控面板的方法 - Google Patents

主动式电容笔、触控装置和自动辨别电容触控面板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了主动式电容笔、触控装置和自动辨别电容触控面板的方法。本发明的主动式电容笔(11)用于在电容触控面板(10)上进行操作，所述电容触控面板(10)发送表示其类型的标识信号，主动式电容笔包括：通信单元(300,301)，其与所述电容触控面板(10)进行通信；存储单元(311)，其存储有不同类型的电容触控面板(10)的标识信息和相应的通信协议信息；控制单元(309)，其控制所述通信单元(300,301)接收从所述电容触控面板(10)发送的标识信号，通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元(311)中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板(10)的类型，控制所述通信单元(300,301)将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板(10)。

Description

主动式电容笔、触控装置和自动辨别电容触控面板的方法
技术领域
本发明涉及主动式电容笔、触控装置和自动辨别电容触控面板的方法，尤其涉及一种能够在不同电容触控面板上工作的通用主动式电容笔和自动辨别电容触控面板的方法。
背景技术
电容触控面板由于其易操作性与多指触控功能广受欢迎，已成为现阶段触控设备的首选。但除手指操控灵活的优点外，对笔的支持一直不理想。原因是被电容触控面板检测的导体需要与屏幕有较大的接触面积，才能明显地改变电容触控面板上传感器的电容值，检测电路才能相对准确地计算出导体的位置。这就意味着电容笔的笔尖除导电特性外，还必须很粗，这就造成笔的书写流畅性差、精确点击难、更无压感特性等，也就无法达到笔写画的效果。
市场上有多家公司在设计生产电容触控装置，如ATMEL、ELAN、SYNAPTICS等，每家在实现电容笔定位和信息交互上的方法都不同，因此针对某一家公司设计的电容笔不能在其它家公司的电容触控装置上使用。然而，产业链的上游使用电容触控装置和电容笔的公司为了避免采购和后期维护方面的麻烦，迫切需要一种能在大部分电容触控装置上通用的电容笔，本发明专利就是为了解决此问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明针对不同触控厂商提出了一种通用的主动电容笔解决方案，以保证用户可以在各种电容触控面板上使用主动电容笔而不用担心兼容性的问题，从而提高了用户体验。
本发明的一方面提供了一种主动电容笔，用于在电容触控面板上进行操作，所述电容触控面板发送表示其类型的标识信号，其特征在于，包括：通信单元，其与所述电容触控面板进行通信；存储单元，其存储有不同类型的电容触控面板的标识信息和相应的通信协议信息；控制单元，其控制所述通信单元接收从所述电容触控面板发送的标识信号，通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板的类型，控制所述通信单元将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板。
本发明的另一方面提供了一种触控装置，包括电容触控面板和能够在其上进行操作的主动式电容笔，其中，所述电容触控面板发送表示其类型的标识信号，所述主动式电容笔包括：通信单元，其与所述电容触控面板进行通信；存储单元，其存储有不同类型的电容触控面板的标识信息和相应的通信协议信息；控制单元，其控制所述通信单元接收从所述电容触控面板发送的标识信号，通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板的类型，控制所述通信单元将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板。
本发明的再一方面提供了一种由主动式电容笔执行的自动辨别电容触控面板的方法，其中，所述电容触控面板发送表示其类型的标识信号，并且所述主动式电容笔包括：通信单元，其与所述电容触控面板进行通信；存储单元，其存储有不同类型的电容触控面板的标识信息和相应的通信协议信息；控制单元，其控制所述通信单元接收从所述电容触控面板发送的标识信号，通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板的类型，控制所述通信单元将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板，该方法包括以下步骤：所述控制单元控制所述通信单元接收从所述电容触控面板发送的标识信号，所述控制单元通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板的类型，所述控制单元控制所述通信单元将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解。附图不必是按比例绘制的，仅仅是为了给出示意性结构。
图1是主动电容笔与电容触控装置的工作原理的示意图。
图2是主动式电容笔的一般电路图。
图3是根据本发明第一实施方式的主动式电容笔的电路结构图。
图4是不同电容触控面板发送的脉冲信号宽度的示意图。
图5是不同电容触控面板发送的脉冲信号频率的示意图。
图6是不同电容触控面板发送的ID号的示意图。
图7是根据本发明第二实施方式的自动辨别电容触控面板的方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的主动电容笔和触控装置进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本发明的主动电容笔的最佳实施方式，本发明并不仅限于下述结构。
首先简单介绍主动电容笔的基本工作原理。
图1示出了主动式电容笔与触控装置的工作原理的示意图。
如图1所示，触控装置100包括：电容触控面板10，其上配置有相互正交的用于收发信号的平行电容极板；发送电容极板，其设置在所述面板上，用于向外发送探测波；笔11，其通过笔尖接收面板发送的同步及命令信息，再通过笔尖向所述面板发送信号波；接收电容极板，其设置在所述面板上，用于接收所述发送电容极板的探测波和所述笔的信号波；模拟信号处理单元13，其根据控制处理单元14选择的电容极板来发送相应波形，或者预处理来自接收电容极板的信号；控制处理单元14，其将预处理后的接收信号通过AD转换为数字信号，并通过处理得到触摸位置，在笔为主动电容笔的情况下得到笔的位置以及笔回传的信息。
由于所有电容触控面板在定位过程中都会在电容极板上发送测量波形，所以可利用这个发送波形作为命令与主动电容笔进行通信，达到同步或者命令传输的目的。
同时，电容触控面板也都具有接受反馈波形的能力，所以也可以用主动电容笔来发送波形来让电容触控面板定位或者接收数据。
一般的主动式电容笔的电路如图2所示，由控制器21、升压电路22、压感测量电路23、按键测量电路24、接收电路25、检波电路26、笔头27和笔尖28组成。
笔头27、接收电路25、检波电路26接收电容触控面板10的发送电极发送的命令。控制器21解析接收到的命令后通过升压电路22和笔尖28发送信号给电容触控面板的接收电极，从而进行坐标定位和信息交互。
(第一实施方式)
下面参照图3来说明根据本发明第一实施方式的通用主动式电容笔的电路图。
如图3所示，本发明的通用主动式电容笔包括：笔头300和笔尖301，其用于与电容触控面板10进行交互；存储单元311，其存储有不同类型的电容触控面板10的标识信息和相应的通信协议信息；控制器309，其控制笔头30和笔尖301接收从电容触控面板10发送的标识信号，通过将接收到的标识信号与存储在存储单元311中的标识信息进行比较，辨别电容触控面板10的类型，控制笔头300和笔尖301将相对应的通信协议信息发送给电容触控面板10；放大器302；脉冲生成电路304；检波电路306；升压电路310；测压力按键电路308。
当通用主动式电容笔放在电容触控面板(图中未示出)上方时，图3中的笔头300会通过电容耦合方式来接收电容触控面板发送的信号。该信号通过放大器302放大后形成信号波形303。波形303通过脉冲生成电路304形成波形305，波形303和305的波形频率与电容触控面板发送的信号频率一致。波形305被分成两路，一路直接连接到控制器309，另一路通过检波电路306生成波形307，波形307是波形305的包络。控制器309通过升压电路310、笔尖301将与电容触控面板交互的通信协议信号发送给电容触控面板，从而实现定位和数据传输。
不同的触控装置有不同的定位方法及数据传输方式，本发明的通用电容笔能知道与它配合工作的是哪种电容触控面板，然后按它所需要的协议发送波形，这样就可以实现通用电容笔在不同电容触控面板上工作。
下面具体说明本发明的自动辨别电容触控面板的方法。
根据本发明，自动辨别电容触控面板主要基于三种类型的标识信号：脉冲宽度、频率和ID号。下面逐一进行说明。
1：脉冲宽度
图3中的波形307是电容触控面板发送波形的包络，可以让不同厂家的电容触控面板发送不同长度的脉冲，笔的控制器309测量出图3中的波形307的脉冲宽度，从而知道与它配合的电容触控面板的类型，然后切换到对应的发送协议。
图4是不同电容触控面板发送的脉冲信号宽度的示意图。
如图4所示，A电容触控面板发送的波形检波后脉宽为T1，B电容触控面板发送波形检波后的脉宽为T2，则可以辨别出不同的电容触控面板。
2：频率
由于图3中的波形305的频率与电容触控面板发送的信号频率一致，可以让不同厂家的电容触控面板发送不同频率的波形，笔的控制器309测量出图3中波形305的频率，从而知道与它配合的电容触控面板的类型，然后切换到对应的发送协议。
图5是不同电容触控面板发送的脉冲信号频率的示意图。
如图5所示，A、B电容触控面板分别发送不同频率的波形，则图3中的波形305与之频率相同，控制器309测量出图3中波形305的频率，就可以辨别出不同的电容触控面板。
3：ID号
电容触控面板发送的波形和笔的检波波形如图6所示，检波波形中宽的脉冲代表1，窄的脉冲代表0，则图5中A电容触控面板发送的ID为1001，B电容触控面板发送的ID为1100。不同的电容触控面板发送的长短波形的顺序不一样，就可以代表不同的ID号，主动式电容笔的控制器309检测到电容触控面板发送的ID号，就知道与它配合的电容触控面板的类型，然后切换到对应的发送协议。
上面举例ID号为4位，实际实现时可以任意位。
(第二实施方式)
下面参照图7来说明根据本发明第二实施方式的自动辨别电容触控面板的方法的流程图。
如图7所示，该方法接收电容触控面板发送的标识信号，由此来辨别电容触控面板。在步骤S710，控制器309判断是否检测到A电容触控面板。如果检测到了A电容触控面板(步骤S710，是)，也就是说，接收到的标识信号与存储在存储器311中的A电容触控面板的标识信息一致，则流程进行到步骤S720，控制器309控制笔尖11向A电容触控面板发送相应的通信协议信息。然后，流程结束。
如果没有检测到A电容触控面板(步骤S710，否)，也就是说，接收到的标识信号与存储在存储器311中的A电容触控面板的标识信息不一致，则流程进行到步骤S730，控制器309判断是否检测到B电容触控面板。
如果检测到了B电容触控面板(步骤S730，是)，也就是说，接收到的标识信号与存储在存储器311中的B电容触控面板的标识信息一致，则流程进行到步骤S740，控制器309控制笔尖301向B电容触控面板发送相应的通信协议信息。然后，流程结束。
如果没有检测到B电容触控面板(步骤S730，否)，也就是说，接收到的标识信号与存储在存储器311中的B电容触控面板的标识信息不一致，则流程进行到步骤S750，控制器309判断是否检测到C电容触控面板。
如果检测到了C电容触控面板(步骤S750，是)，也就是说，接收到的标识信号与存储在存储器311中的C电容触控面板的标识信息一致，则流程进行到步骤S760，控制器309控制笔尖31向C电容触控面板发送相应的通信协议信息。然后，流程结束。
以此类推，如果没有检测到任何匹配的电容触控面板，则流程返回步骤S710继续检测，以排除由于各种因素导致的误检。
以上参照第一实施方式和第二实施方式对本发明进行了详细说明，需要指出的是，这些实施方式仅仅是为了帮助理解本发明而给出的，不应视为对本发明的保护范围的限制，本领域技术人员能够想到多种修改和变型。
例如，本发明的第一实施方式仅仅给出了对脉冲宽度、脉冲频率和ID号的单独检测，本领域技术人员应该理解，可以利用三者的任意组合来进行检测。
再者，本发明的第一实施方式是以笔头300接收、笔尖301发送为例来进行说明的。本领域技术人员应该理解，可以是多种组合，例如，笔头300接收并发送；笔尖301接收并发送；笔尖301接收、笔头300发送。
以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种主动式电容笔(11)，用于在电容触控面板(10)上进行操作，所述电容触控面板(10)发送表示其类型的标识信号，其特征在于，包括：
通信单元(300,301)，其与所述电容触控面板(10)进行通信；
存储单元(311)，其存储有不同类型的电容触控面板(10)的标识信息和相应的通信协议信息；
控制单元(309)，其
控制所述通信单元(300,301)接收从所述电容触控面板(10)发送的标识信号，
通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元(311)中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板(10)的类型，
控制所述通信单元(300,301)将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板(10)，
其中，从所述电容触控面板(10)发送的所述标识信号是脉冲宽度、频率、ID号中任意一项或者其任意组合。
2.根据权利要求1所述的主动式电容笔，其中，所述通信单元(300,301)包括笔尖(301)和笔头(300)。
3.根据权利要求2所述的主动式电容笔，其中，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的一个从所述电容触控面板(10)接收所述标识信号，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的另一个向所述电容触控面板(10)发送所述通信协议信息。
4.根据权利要求2所述的主动式电容笔，其中，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的任意一个从所述电容触控面板(10)接收所述标识信号，并向所述电容触控面板(10)发送所述通信协议信息。
5.一种触控装置(100)，包括电容触控面板(10)和能够在其上进行操作的主动式电容笔(11)，其中，所述电容触控面板(10)发送表示其类型的标识信号，从所述电容触控面板(10)发送的所述标识信号是脉冲宽度、频率、ID号中任意一项或者其任意组合，
所述主动式电容笔(11)包括：
通信单元(300,301)，其与所述电容触控面板(10)进行通信；
存储单元(311)，其存储有不同类型的电容触控面板(10)的标识信息和相应的通信协议信息；
控制单元(309)，其
控制所述通信单元(300,301)接收从所述电容触控面板(10)发送的标识信号，
通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元(311)中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板(10)的类型，
控制所述通信单元(300,301)将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板(10)。
6.一种由主动式电容笔(11)执行的自动辨别电容触控面板(10)的方法，其中，所述电容触控面板(10)发送表示其类型的标识信号，并且
所述主动式电容笔(11)包括：
通信单元(300,301)，其与所述电容触控面板(10)进行通信；
存储单元(311)，其存储有不同类型的电容触控面板(10)的标识信息和相应的通信协议信息；
控制单元(309)，其
控制所述通信单元(300,301)接收从所述电容触控面板(10)发送的标识信号，
通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元(311)中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板(10)的类型，
控制所述通信单元(300,301)将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板(10)，
该方法包括以下步骤：
所述控制单元(309)控制所述通信单元(300,301)接收从所述电容触控面板(10)发送的标识信号，
所述控制单元(309)通过将接收到的所述标识信号与存储在所述存储单元(311)中的所述标识信息进行比较，辨别所述电容触控面板(10)的类型，
所述控制单元(309)控制所述通信单元(300,301)将相对应的通信协议信息发送给所述电容触控面板(10)，
其中，从所述电容触控面板(10)发送的所述标识信号是脉冲宽度、频率、ID号中任意一项或者其任意组合。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述通信单元(300,301)包括笔尖(301)和笔头(300)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的一个从所述电容触控面板(10)接收所述标识信号，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的另一个向所述电容触控面板(10)发送所述通信协议信息。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述笔尖(301)和所述笔头(300)中的任意一个从所述电容触控面板(10)接收所述标识信号，并向所述电容触控面板(10)发送所述通信协议信息。
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