CN110968208A - 触控笔、触控笔检测方法和触控系统 - Google Patents

触控笔、触控笔检测方法和触控系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了触控笔、触控笔检测方法和触控系统。该触控笔包括：触控笔包括：笔身、控制器、发射电极和接收电极；发射电极设置在笔身的笔尖位置处，接收电极设置在笔身与发射电极相隔第一距离的位置处，接收电极与控制器电连接，接收电极用于接收触控面板按照第一频率发送的第一信号，并将第一信号发送至控制器；控制器，设置在笔身内部，其用于从接收电极接收第一信号，并根据第一信号的信号量确定触控笔与触控面板之间的倾角，以及利用倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，该第二信号是经由发射电极发射至触控面板的。根据本申请实施例的技术方案，通过信号的信号量确定倾角，并利用编码格式实现触控笔与触控面板之间的信号交互，有效地改进了触控笔的报点性能。

Description

触控笔、触控笔检测方法和触控系统
技术领域
本申请涉及触控技术领域，尤其涉及触控笔、触控笔检测方法和触控系统。
背景技术
触控笔是用来输入指令到电脑屏幕、移动设备、绘图板等具有触摸屏的设备，用户可以通过触控笔点击触控屏幕来选取文件或绘画。目前触控笔主要包括被动式电容触控笔和主动式电容触控笔，其中主动式电容触控笔本身就是一个信号发射源，触摸屏的传感器可以接收主动式电容触控笔发出的信号，并根据该信号的信号量来确定触控笔在触摸屏上的位置等信息。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种触控笔、触控笔检测方法和触控系统来提升触控笔的触控报点性能。
第一方面，本申请实施例提供了一种触控笔，用于在触控面板上操作，该触控笔包括：笔身、控制器、发射电极和接收电极；
该发射电极设置在该笔身的笔尖位置处，该接收电极设置在该笔身与该发射电极相隔第一距离的位置处，该接收电极与控制器电连接，该接收电极用于接收触控面板按照第一频率发送的第一信号，并将第一信号发送至控制器；
控制器，设置在笔身内部，其用于从接收电极接收第一信号，并根据第一信号的信号量确定触控笔与触控面板之间的倾角，以及利用倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，该第二信号是经由发射电极发射至所触控面板的。
第二方面，本申请实施例提供了一种触控笔检测方法，该触控笔如第一方面描述的触控笔，该方法由触控面板执行，该方法包括：
按照第一频率向触控笔发送第一信号；
接收触控笔按照第二频率发送的第二信号，该第二信号是利用倾角对应的编码格式产生的，该倾角是根据第一信号的信号量确定的；
基于编码格式确定触控笔与触控面板之间的倾角。
第三方面，本申请实施例提供了一种触控系统，该触控系统包括如第一方面描述的触控笔和触控面板；
触控面板用于按照第一频率向触控笔发送第一信号；
触控笔用于接收第一信号，并根据第一信号的信号量确定触控笔与触控面板之间的倾角，以及利用倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，该第二信号经由发射电极发射至触控面板；
触控面板用于接收第二信号，并基于第二信号的编码格式确定触控笔与触控面板之间的倾角。
本申请实施例提供的触控笔、触控笔检测方法和触控系统，其中触控笔包括笔身、控制器、发射电极和接收电极；触控笔通过其接收电极接收触控面板发送的信号，触控笔的控制器可以确定信号的信号量，并根据信号量与倾角的关系确定倾角的编码格式，然后利用编码格式对发射电极发送的第二信号进行调制，发送给触控面板，从而节省了触控笔和触控面板需要额外的计算倾角的时隙，有效地改进了触控笔的报点性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了本申请实施例提供现有技术的触控系统的结构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的触控系统的结构示意图；
图3示出了本申请实施例提供的触控笔的结构示意图；
图4示出了本申请一实施例提供的触控系统的结构示意图；
图5示出了本申请实施例提供的触控显示复用帧的对比示意图；
图6示出了本申请实施例提供的触控笔检测方法的流程示意图；
图7示出了本申请实施例提供的步骤403的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关公开，而非对该公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，图1示出了本申请实施例提供现有技术的触控系统的结构示意图。
如图1所示，触控笔1和触控面板2之间可以进行双向信号传输，触控面板2通过向触控笔1发送上行链路信号来检测触控笔1与触控面板2之间的通信。触控笔1向触控面板2发送信号，触控面板2根据信号的信号量来确定触控笔1在触控面板表面的位置。触控笔1可以是主动式电容触控笔。触控面板2可以包括基底和设置在基底上的多个电极块。基底可以是硬性基底或柔性基底，基底材料可以是玻璃、聚酰亚胺等。电极块优选为自容电极块，即可以作为触控电极，又可以作为感应电极。多个电极块可以阵列排布，这些电极块复用为公共电极和触控电极。当触控面板处于显示阶段时，各个电极块被输入公共电压，用作公共电极，当触控面板处于触控节点时，电极块被输入触控驱动电压，用作触控电极。
现有技术中触控笔1包括笔尖，笔身，在笔尖设置发射电极，在笔身上还要设置两个发射电极11，其中，如图1所示，图1中触控笔1的第一发射电极11位于笔尖，第二发射电极13位于笔身上。现有技术中触控笔1与触控面板2之间双向信号传输时，触控和显示分时复用的一帧为16.67ms。请参考图5，图5示出了本申请实施例提供的触控显示复用帧的对比示意图。如图5的(A)图所示，其中时隙ta和时隙tb分别用于触控笔的X坐标和Y坐标位置检测，时隙tc用于手指检测，时隙td用于感测噪声数据上报，时隙te用于触控笔的倾角检测，时隙tf用于上行信号上报。在图5示意的一帧中，有8个时隙用于触控笔压力和位置检测，其报点率为240Hz，2用于手指触控检测，即手指触控报点率为30Hz，2个用于触控笔倾斜检测，即倾斜报点率为30Hz。现有技术中，触控笔倾斜检测占用了2个时隙，导致手指触控报点率出现瓶颈，且触控笔切斜报点率也不能再增加。
本申请为了解决上述触控笔报点性能问题，提出了一种新的触控笔结构。请参考图2，图2示出了本申请实施例提供的触控系统的结构示意图。如图2所示，在触控笔1上设置一接收电极14，利用该接收电极从触控面板2接收触控面板发送的探测信号可以理解为时隙tf发送的信号。然后触控笔1根据该信号的信号量来确定触控笔1相对于触控面板2的倾角。如图5的(B)图所示，其中时隙ta和时隙tb分别用于触控笔的X坐标和Y坐标位置检测，同时用于倾角检测，时隙tc用于手指检测，时隙td用于感测噪声数据上报，时隙tf用于上行信号上报。在与图5(A)时间长度相同的一帧中，有8个时隙用于触控笔压力和位置检测，同时也用作倾角检测，因此，倾角的报点率与压力和位置检测的报点率同为240Hz；相对于现有技术明显提升效果。用于手指触控检测的时隙也从现有技术的2个时隙增加到4个试写，即手指触控报点率为60Hz，相对于现有技术也获得较好地提升效果，其有效地改进了触控笔的报点性能。
本申请实施例通过节省触控笔需与触控面板进行信号发送和接收的两个时隙来提升触控笔的手指触控报点率和倾角报点率。
请参考图3，图3示出了本申请实施例提供的触控笔的结构示意图。
如图3所示，触控笔1包括：笔身12、控制器15、发射电极11和接收电极14；
发射电极11设置在笔身12的笔尖位置处，接收电极14设置在笔身12与发射电极11相隔第一距离的位置处，接收电极14与控制器15电连接，接收电极14用于接收触控面板2按照第一频率发送的第一信号，并将第一信号发送至控制器15；
控制器15，设置在笔身12内部，其用于从接收电极14接收第一信号，根据第一信号的信号量确定触控笔1与触控面板2之间的倾角，以及利用倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，该第二信号经由发射电极11发射至触控面板2。控制器15包括信号处理模块151和信号产生模块152，信号处理模块151和信号产生模块152之间电连接，
信号处理模块151，用于计算第一信号的信号量，第一信号的信号量随着接收电极与触控面板之间的距离变化而增大或减小，信号处理模块151用于根据信号等级映射表确定第一信号的信号量所对应的倾角和倾角所对应的编码格式，以及输出编码格式给信号产生模块152，其中信号等级映射表包括第一信号的信号量、倾角等级与编码格式之间的映射关系。
信号产生模块152，还与发射电极11电连接，信号产生模块152用于接收编码格式，并根据编码格式产生第二信号，以及发送第二信号至发射电极。
信号等级映射表如下表所示，在表中倾斜阶数用于表示触控笔与触控面板之间的倾角。由于触控笔接收到第一信号的感应量(即信号量)随着倾角的增大会逐渐减小。通常，以触控笔的中轴线为倾角的一边，触控面板的上表面为倾角的另一边，假设两边之间的夹角为30°时，接收电极14感测的感应量为100％，随着角度增加到90°，感应量逐渐减少到感应量为0～10％的区间。基于倾角与感应量的变化关系，可以将倾角划分成若干个等级，，考虑到用户书写习惯倾角的范围通常是在±60°。从倾角30°开始，每隔5°设置一个等级。如下表(1)所示，表(1)为信号等级映射表，信号映射列表包括第一信号的信号量、倾角等级与编码格式之间的映射关系。
Figure BDA0002293817640000051
表(1)
第一信号感应量也可以是个区间范围，例如0～10％，10％～20％，20％～40％，40％～60％，60％～80％，80％～100％。
第二信号对应的编码格式，例如可以采用二进制幅度编码调制，在根据压力等级确定发送频率之后，再利用该编码格式对发送信号进行调制，得到第二信号，将第二信号通过时隙ta和时隙tb分别用于触控笔的X坐标和Y坐标位置检测，则第二信号占用的时隙相对于现有技术而言，可以从原来的2个时隙增加为8个时隙，其倾斜报点率增加为240Hz，手指触控报点率也从原来的2个时隙增加为4个时隙，其报点率增加为60Hz。
触控笔1还可以进一步包括存储模块，存储模块用于存储信号等级映射表。信号等级映射表可以是固定设置的，也可以是从重新录入的，根据需要还可以从其他电子设备接收得到。
同理，信号等级映射表也存储至触控面板，触控面板也可以包括存储模块，存储模块用于存储信号等级映射表。信号等级映射表可以是固定设置的，也可以是从重新录入的，根据需要还可以从其他电子设备接收得到。优选地，触控面板内存储的信号等级映射表包括倾角等级与编码格式之间的映射关系。
为了进一步详细说明触控笔检测原理，本申请实施例还提供了一种触控系统。请参考图5，图5示出了本申请一实施例提供的触控系统的结构示意图。
如图5所示，触控笔1的结构与图3描述的触控笔1的结构相同，具体描述参考图3的描述。
触控面板2可以包括触控基板22，触控基板内包括自容In-Cell结构，触控电极共用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板的公共电极Com ITO。例如可以通过在彩膜基板内的设置一层金属线作为触控走线，利用触控走线实现触控基板22与触控显示驱动装置21的连接，然后通过导电材料实现公共电极和触控电极的导向，通过触控显示驱动装置21是集成电路，也可以称为触控显示驱动集成电路(Touch and Display DriverIntegration，TDDI)，其采用分时复用方式控制显示和触控，显示时触控电极为公共电极(COM)信号，触控时触控电极则感应手指的触摸信号或触控笔的发射信号。
下面进一步说明触控面板接收触控笔发送第二信号后，对第二信号进行识别判断获知触控笔的倾角的过程。如图6所示，图6示出了本申请实施例提供的触控笔检测方法的流程示意图。该方法由触控面板执行。
步骤401，按照第一频率向触控笔发送第一信号；
步骤402，接收触控笔按照第二频率发送的第二信号，第二信号利用倾角对应的编码格式产生的，倾角是根据第一信号的信号量确定的；
步骤403，基于编码格式确定触控笔与触控面板之间的倾角。
在上述步骤中，触控面板按照第一频率向触控笔发送第一信号，触控笔接收到第一信号后，确定第一信号的感应量，然后根据感应量所属的范围，参照表(1)示出的倾角等级确定触控面板与触控笔之间的倾角，同时还可以确定倾角对应的编码格式，如表(1)所示，触控笔接收到第一信号的感应量为50％，其倾角等级标识为5，倾角是40°左右，以40°表示触控笔相对于触控面板的倾角。以编码格式100调制第二频率的信号来生成第二信号。第二频率是与触控笔的压力等级相关的。
在触控面板接收到第二信号的感应量是，可以基于第二频率识别出触控笔的压力等级，同时也可以根据第二信号的编码格式识别出触控笔相对于触控面板的倾角。
本申请实施例触控面板可以通过识别第二信号承载两种信息，同时获取触控笔的压力信息、倾角，并根据倾角可以计算出触控笔的位置，其有效地节省触控笔与触控面板之间的交互时隙，从而提升了触控笔的手指触控报点率和倾斜报点率。
优选地，请参考图7，图7示出了本申请实施例提供的步骤403的流程示意图。步骤403还可以包括：
步骤4031，识别第二信号的编码格式；
步骤4032，根据信号等级映射表确定编码格式所对应的倾角，信号等级映射表包括倾角等级与编码格式之间的映射关系。
步骤4033，在确定编码格式对应的倾角时，通过识别第二频率来确定触控笔的压力信息和位置信息。
本申请实施例中，优选地，触控面板可以包括存储模块，触控显示驱动装置从存储模块中获取信号等级映射表，并编码格式识别出倾角等级，作为触控笔的倾角。同时，识别第二信号的第二频率得到触控笔的压力信息，根据倾角计算得到触控笔的位置信息。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种触控笔，用于在触控面板上操作，其特征在于，所述触控笔包括：笔身、控制器、发射电极和接收电极；
所述发射电极设置在所述笔身的笔尖位置处，所述接收电极设置在所述笔身与所述发射电极相隔第一距离的位置处，所述接收电极与所述控制器电连接，所述接收电极用于接收所述触控面板按照第一频率发送的第一信号，并将所述第一信号发送至所述控制器；
所述控制器，设置在所述笔身内部，其用于从所述接收电极接收所述第一信号，并根据所述第一信号的信号量确定所述触控笔与所述触控面板之间的倾角，以及利用所述倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，所述第二信号是经由所述发射电极发射至所述触控面板的。
2.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述控制器还包括信号处理模块和信号产生模块，所述信号处理模块和信号产生模块之间电连接，
所述信号处理模块用于计算所述第一信号的信号量，所述第一信号的信号量随着所述接收电极与所述触控面板之间的距离变化而增大或减小，所述信号处理模块用于根据第一信号等级映射表确定所述第一信号的信号量所对应的倾角和所述倾角所对应的编码格式，以及输出所述编码格式给所述信号产生模块，所述第一信号等级映射表包括第一信号的信号量、倾角等级与编码格式之间的映射关系；
所述信号产生模块，还与所述发射电极电连接，所述信号产生模块用于接收所述编码格式，并根据所述编码格式产生所述第二信号，以及发送所述第二信号至所述发射电极。
3.根据权利要求2所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述第一信号等级映射表。
4.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述接收电极为环形接收电极。
5.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述编码格式为二进制编码格式。
6.一种触控笔检测方法，其特征在于，所述触控笔为如权利要求1-5任一项所述的触控笔，所述方法由触控面板执行，所述方法包括：
按照第一频率向所述触控笔发送第一信号；
接收所述触控笔按照第二频率发送的第二信号，所述第二信号是利用倾角对应的编码格式产生的，所述倾角是根据所述第一信号的信号量确定的；
基于所述编码格式确定所述触控笔与所述触控面板之间的倾角。
7.根据权利要求5所述的触控笔检测方法，其特征在于，所述基于所述编码格式确定所述触控笔与所述触控面板之间的倾角，包括：
识别所述第二信号的所述编码格式；
根据第二信号等级映射表确定所述编码格式所对应的倾角，所述信号等级映射表包括倾角等级与编码格式之间的映射关系；
在确定所述编码格式对应的倾角时，通过识别所述第二频率来确定所述触控笔的压力信息和位置信息。
8.一种触控系统，其特征在于，所述触控系统包括如权利要求1-5中任一项所述的触控笔和触控面板；
所述触控面板用于按照第一频率向所述触控笔发送第一信号；
所述触控笔用于接收所述第一信号，并根据所述第一信号的信号量的变化确定所述触控笔与所述触控面板之间的倾角，以及利用所述倾角对应的编码格式产生第二频率的第二信号，所述第二信号经由所述发射电极发射至所述触控面板；
所述触控面板用于接收所述第二信号，并基于所述第二信号的所述编码格式确定所述触控笔与所述触控面板之间的倾角。
9.根据权利要求8所述的触控系统，其特征在于，所述触控面板还用于识别所述第二信号的所述编码格式；根据第二信号等级映射表确定所述编码格式所对应的倾角，所述第二信号等级映射表包括倾角等级与编码格式之间的映射关系；在确定所述编码格式对应的倾角时，通过识别所述第二频率来确定所述触控笔的压力信息和位置信息。
10.根据权利要求9所述的触控系统，其特征在于，所述触控面板包括触控显示驱动装置。
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