CN112817466A - 触控装置以及其触控笔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控装置以及其触控笔。触控笔包括收发器以及控制器。控制器基于收发器接收的需求信号以产生多个数据项，并在每一数据项中，依据触控笔的至少一操作状态以产生至少一状态数据信号。其中，控制器使收发器选择多个第一时间区间的至少其中之一选中时间区间来发送至少一状态数据信号至一主机，并在至少一选中时间区间外的至少一其余时间区间中传输至少一一般数据信号。其中至少一状态数据信号与至少一一般数据信号的频率不相同。

Description

触控装置以及其触控笔
技术领域
本发明涉及一种触控装置以及其触控笔，尤其涉及一种可有效提升触控笔的操作状态的相关信息的传输效率的触控装置以及其触控笔。
背景技术
在现今的触控技术中，提供主动式的触控笔来执行对电子装置的触控操作动作，已成为一种主要的趋势。
在现有的技术领域中，触控笔可在多个数据项中，通过固定频率且具有不同相位差的方式，以多个位的数码值，来将触控笔的操作状态传送给主机。主机则需要针对数据项的完整的数据封包进行译码，才能正确得知触控笔的操作状态。
也就是说，现有常识的触控装置中，主机无法在最快的时间内，获知触控笔的操作状态。使主机无法快速的对触控笔的操作状态产生响应，降低使用者在使用上的流畅度。
发明内容
本发明是针对一种触控装置以及其触控笔，可有效提升触控笔的操作状态的相关信息的传输效率。
根据本发明的实施例，触控笔包括收发器以及控制器。控制器耦接收发器。控制器基于收发器接收的需求信号以产生多个数据项，并在每一数据项中，依据触控笔的至少一操作状态以产生至少一状态数据信号。其中，控制器使收发器选择多个第一时间区间的至少其中之一选中时间区间来发送该至少一状态数据信号至一主机，并在至少一选中时间区间外的至少一其余时间区间中传输至少一一般数据信号。其中至少一状态数据信号与至少一一般数据信号的频率不相同。
根据本发明的实施例，触控装置包括如上所述的触控笔以及主机。主机发送需求信号，接收数据项，并接收选中项目中的至少一状态数据信号；以及，检测至少一状态数据信号的频率以及相位来获知该触控笔的至少一操作状态。
根据上述，本发明实施例中，触控笔使表示操作状态的状态数据信号，以于一般数据信号具有不相同频率的方式，设置在被传送的一数据项中的任一或多个时间区间中。如此一来，当主机接收到具有不同频率的状态数据信号时，可立刻通过检测状态数据信号的相位来获知触控笔的操作状态，可提升主机对应触控笔的操作状态所需进行响应的响应速度。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明一实施例的触控笔的示意图；
图2为本发明图1实施例的触控笔100的信号收发状态的示意图；
图3A为本发明图1实施例的触控笔100的状态数据信号的一传送方式的示意图；
图3B以及图3C为本发明图1实施例的触控笔100的状态数据信号的多个不同传送方式的示意图；
图4A以及图4B分别为本发明实施例的触控笔操作的发送信号的波形图；
图5为本发明一实施例的触控装置的示意图。
附图标号说明
100、510：触控笔；
110：控制器；
120：收发器；
500：触控装置；
520：主机；
521：控制电路；
522：主控制器；
523：收发器；
524：触控界面；
525：显示器；
526：存储器；
BS：基准信号；
GD1～GDn：一般数据信号；
SPC1、SPC2：状态数据信号；
T、R：端点；
TM1～TMN：数据项；
T1～TN：时间；
tI1～tIN：时间间隔；
TPI、TP1～TPn+2：时间区间；
UPL：需求信号。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
请参照图1，图1为本发明一实施例的触控笔的示意图。触控笔100包括控制器110以及收发器120。控制器110耦接收发器120。控制器110可基于收发器120接收的需求信号以产生多个数据项。并且，控制器110在数据项的选中项目中，可依据触控笔的至少一操作状态以产生至少一状态数据信号。
在此请同步参照图1以及图2，其中图2为本发明图1实施例的触控笔100的信号收发状态的示意图。触控笔100可通过收发器120在时间TA中接收由主机发送的需求信号UPL。接着，触控笔100可基于需求信号UPL，在接续的多个时间T1～TN分别发送多个数据项TM1～TMN。其中，在每二相邻的数据项TM1～TMN对应的发送时间T1～TN间，分别具有时间间隔tI1～tIN。
另外，控制器110并依据触控笔100的一个或多个操作状态，以产生对应的一个或多个状态数据信号。控制器110并可在每一个数据项TM1～TMN中，可均传送所产生的状态数据信号。或者，数据项TM1～TMN中的部分，用以传送状态数据信号。
以下请同步参照图1以及图3A，图3A为本发明图1实施例的触控笔100的状态数据信号的一传送方式的示意图。在图3A中，以数据项TM1来做为范例，控制器110可通过收发器120，在数据项TM1中，在时间区间TPI中发送基准信号BS，并在时间区间TPI后的多个时间区间TP1～TPn+1中，依序发送状态数据信号SPC1以及多个一般数据信号GD1～GDn。其中，时间区间TPI的长度可以与时间区间TP2～TPn+1中的任一相同。在本实施例中，状态数据信号SPC1可用以指示触控笔的悬浮(hover)状态、接触(ink)状态、按键按压状态以及电量状态中的至少其中之一，或是其他触控笔信息及其他触控笔状态变化。
值得一提的，本发明实施例中的状态数据信号所对应的触控笔100的操作状态，可以依据设计者来自行设定，不限于上述说明的多个状态。随着触控笔100所提供的功能的复杂化，设计者可以设定触控笔100更多不同的特定的操作状态，并据以产生对应的状态数据信号。
在此请注意，为了区别状态数据信号SPC1以及一般数据信号GD1～GDn，控制器110可使所产生的状态数据信号SPC1的频率，与一般数据信号GD1～GDn的每一者的频率不相同。其中，状态数据信号SPC1的频率可以高于一般数据信号GD1～GDn的每一者的频率，或者，状态数据信号SPC1的频率可以低于一般数据信号GD1～GDn的每一者的频率。在此，状态数据信号SPC1的频率也可以为0。也就是说，状态数据信号SPC1也可以是一直流电压。
附带一提的，在本实施例中，基准信号BS的频率可以与一般数据信号GD1～GDn的每一者的频率相同。其中，基准信号BS可以为提供一基准相位的周期信号，一般数据信号GD1～GDn的每一者则可以具有与基准信号BS相同或不相同的相位。控制器110可通过一般数据信号GD1～GDn的每一者与基准信号BS间的相位差异，来表示一般数据信号GD1～GDn的数码值。
在本实施例中，一般数据信号GD1～GDn可用数码值或非数码值以表示触控笔100的位置信息、笔触压力值、笔杆握力值、坐标信息、按键状态、中断讯号、倾斜角度、加速度信息、保留数据以及触控笔的识别信息等至少其中之一。
此外，在本发明实施例中，用以传送状态数据信号SPC1的时间区间TP1的时间长度，未必需要与状态数据信号SPC1的频率相关联。在实施上，状态数据信号SPC1对应的时间区间TP1的时间长度可以长于、等于或短于传送一般数据信号(例如数据信号GD1)的时间区间TP2的时间长度，没有特别的限制。
以下请同步参照图1、图3B以及图3C，图3B以及图3C为本发明图1实施例的触控笔100的状态数据信号的多个不同传送方式的示意图。在图3B中，状态数据信号SPC1可不限于在时间区间TP1中被传送，并也可以在时间区间TP3中被传送。也就是说，在本发明实施例中，一般数据信号GD1～GDn并不需要在连续的多个时间区间中进行传送。状态数据信号SPC1也可以被插入在多个一般数据信号GD1～GDn间，并依序被传送。
另外，在图3C中，在一个数据项(例如数据项TM1)中，也可以传送多个状态数据信号SPC1以及SPC2。其中，状态数据信号SPC1以及SPC2以及一般数据信号GD1～GDn可在时间区间TP1～TPn+2中进行传送。其中，状态数据信号SPC1以及SPC2可分别在不连续的时间区间TP2以及TP4中被传送。或者，在本发明其他实施例中，状态数据信号SPC1以及SPC2也可以在连续的任二时间区间中被传送，没有一定的限制。
在本实施例中，状态数据信号SPC1以及SPC2可以分别对应触控笔100的两个不同的操作状态。并且，状态数据信号SPC1以及SPC2可以具有不相同的频率，以分别对应不同的操作状态。或者，状态数据信号SPC1以及SPC2可以具有相同的频率，但具有不相同的相位，也可有效表现出触控笔100的两个不同的操作状态。
在本实施例中，控制器110可以是通过硬件描述语言(Hardware DescriptionLanguage,HDL)或是其他任意本领域的普通技术人员所熟知的数字电路的设计方式来进行设计，并通过现场可程序逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、复杂可程序逻辑装置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)或是特殊应用集成电路(Application-specific Integrated Circuit,ASIC)的方式来实现的硬件电路。控制器110可以是具运算能力的处理器，通过执行韧体程序来实现。或者，控制器110也可以应用模拟电路的方式来进行建构。收发器120可以由本领域的普通技术人员所熟知的收发电路来实施。
以下请参照图4A以及图4B，图4A以及图4B分别为本发明实施例的触控笔操作的发送信号的波形图。在图4A中，在一数据项中，触控笔可在时间区间TPI中发送基准信号BS，其中基准信号BS为周期性信号，并可具有第一频率以及第一相位。在时间区间TPI后的时间区间TP1中，触控笔可发送状态数据信号SPC1，其中状态数据信号SPC1同样为周期性信号，并具有第二频率。在本实施例中，第一频率低于第二频率。在本实施例中，具有相对高的第二频率的状态数据信号SPC1可用以表示触控笔为悬浮状态。在本发明其他实施例中，状态数据信号SPC1也可以为具有相对低频率(低于第一频率)的信号，或者，状态数据信号SPC1也可以为一直流电压。在此，状态数据信号SPC1可以为等于第一电压或第二电压的直流电压(频率为0赫兹)，其中的第一电压大于第二电压。
此外，在时间区间TP1后的时间区间TP2～TP4中，触控笔可依序发送一般数据信号GD1～GD3。一般数据信号GD1～GD3皆为周期性信号，并接具有与基准信号BS相同的第一频率。在本实施例中，一般数据信号GD1～GD3与基准信号BS分别具有不同的多个相位差。例如，基准信号BS的相位为0o，一般数据信号GD1～GD3的相位则可分别90°、180°以及270°。一般数据信号GD1～GD3例如可分别表示数字码10、00以及01(二进制)。在其他实施例中，数据信号GD2～GD3也不必要与基准信号BS进行相位比较。可以使数据信号GD2～GD3与相邻的前一个数据信号进行相位比较，以获得数据信号GD2～GD3的数字码。
上述的实施例是以四相移位键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)的方式来进行数据传输。本发明实施例并不限于此，数据信号GD1～GD3的数字码也应用二相移位键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)的方式来进行数据传输，或其他本领域的普通技术人员所熟知的相关技术来进行数据传输，没有一定的限制。
上述关于一般数据信号GD1～GD3的相位与所表示的数码值的对应关系，可以由设计者自行决定，并没有固定的限制。上述的说明仅只是说明用范例，不用以限制本发明的实施范畴。
在图4B中，在一数据项中，触控笔可在时间区间TPI中发送基准信号BS，其中基准信号BS为周期性信号，并可具有第一频率以及第一相位。在时间区间TPI后的时间区间TP1中，触控笔可发送状态数据信号SPC2，其中状态数据信号SPC2同样为周期性信号，并具有第二频率。在本实施例中，第一频率低于第二频率。在本实施例中，具有相对高的第二频率的状态数据信号SPC2可用以表示触控笔与主机(触摸板)的按键状态，或其他种类的状态数据。
在本实施例中，状态数据信号SPC2的频率可以与图4A的状态数据信号SPC1的相同。但状态数据信号SPC2可以具有与状态数据信号SPC1不相同的相位。在本发明其他实施例中，状态数据信号SPC2的频率则可以与状态数据信号SPC1不相同。
以下请参照图5，图5为本发明一实施例的触控装置的示意图。触控装置500包括触控笔510以及主机520。触控笔510的架构在图1实施例已有详细的说明，在此不多赘述。主机520包括控制电路521、主控制器522、收发器523、触控接口524、显示器525以及存储器526。触控接口524可以是一触控面板。其中，显示器525以及触控接口524可相互整合以产生一触控显示面板。收发器523耦接至触控界面524，并通过触控接口524与触控笔510执行信号的收发动作。控制电路521耦接在主控制器522以及收发器523间。控制电路521可用以检测触控笔510所发出的状态数据信号以及一般数据信号。控制电路521可判断的一般数据信号的相位来获得触控笔510的一般数据。控制电路521并可判断状态数据信号的频率以及相位来获知触控笔510的一个或多个操作状态。
控制电路521可将所判断出的触控笔510的操作状态传送至主控制器522。主控制器522并可依据所获得的操作状态来执行对应的至少一应用操作。
附带一提的，存储器526耦接至主控制器522以及收发器523。存储器526可用以提供主控制器522以及收发器523执行任意动作时所需的任意信息。
在本实施例中，收发器523包括发射电路5231、接收电路5232以及选择器电路5233。发射电路5231耦接至控制电路521以及选择器电路5233，用以通过选择器电路5233以发送信号至触控界面524及触控笔510。在本实施例中，发射电路5231可用以发送需求信号至触控笔510。接收电路5232耦接至控制电路521以及选择器电路5233，通过选择器电路5233以及触控接口524以接收触控笔510所发出的信号，例如多个数据项。
选择器电路5233并耦接至控制电路521。选择器电路5233依据控制电路521产生的操作模式信号MOD以使接收电路5232(通过端点R)或发射电路5231(通过端点T)耦接至触控界面524。选择器电路5233可依据操作模式信号MOD以使收发器523执行信号的传送或接收动作。
在本实施例中，控制电路521可以为数字电路和/或任意形式的模拟电路，并可针对状态数据信号以及一般数据执行频率以及相位检测动作，并据以获得相对应的数据。另外，主控制器522可以利用本领域的普通技术人员所熟知的任意形式具运算能力的处理器来实施，没有固定的限制。存储器526可以为动态随机存取存储器、静态随机存取存储器、非易失性存储器、或上述存储器的组合，没有固定的限制。此外，发射电路5231、接收电路5232以及选择器电路5233也皆可应用本领域的普通技术人员所熟知的相关电路来实施，没有特别的限定。
综上所述，本发明实施例中，触控笔在每一个数据项的传输动作中，皆通过具有与一般数据信号不同频率的状态数据信号，来将触控笔的操作状态告知主机。如此一来，主机可以快速且准确的掌握到触控笔的操作状态，可快速反应使用者在触控笔上所执行的操作，提升使用者的体验感受。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种触控笔，包括：
收发器；以及
控制器，耦接所述收发器，基于所述收发器接收的需求信号以产生多个数据项，并在每一所述多个数据项，依据所述触控笔的至少一操作状态以产生至少一状态数据信号，
其中，对应每一所述多个数据项，所述控制器使所述收发器选择多个第一时间区间的至少其中之一选中时间区间来发送所述至少一状态数据信号至主机，并在所述至少一选中时间区间外的至少一其余时间区间中传输至少一一般数据信号，
其中所述至少一状态数据信号与所述至少一一般数据信号的频率不相同。
2.根据权利要求1所述的触控笔，其中所述触控笔的所述至少一操作状态包括悬浮状态、接触状态、按键按压状态以及电量状态中的至少其中之一。
3.根据权利要求1所述的触控笔，其中所述控制器并使所述收发器在所述多个第一时间区间前的第二时间区间发送基准信号，其中所述基准信号的频率等于所述至少一一般数据信号的频率。
4.根据权利要求1所述的触控笔，其中在所述至少一状态数据信号中，所述至少一状态数据位于不同的选中时间区间。
5.根据权利要求1所述的触控笔，其中所述至少其中之一选中时间区间的时间长度与所述至少一其余时间区间的时间长度不相同。
6.一种触控装置，包括：
触控笔，包括：
第一收发器，接收一需求信号；以及
第一控制器，基于所述需求信号以产生多个数据项，依据所述触控笔的至少一操作状态以产生至少一状态数据信号，其中，在每一所述多个数据项中，所述控制器选择多个第一时间区间的至少其中之一选中时间区间来发送所述至少一状态数据信号，并在所述至少一选中时间区间外的至少一其余时间区间中传输至少一一般数据信号，其中所述至少一状态数据信号与所述至少一一般数据信号的频率不相同；以及
主机，发送所述需求信号，接收所述多个数据项，并用以：
接收所述多个数据项中的其中之一的所述至少一状态数据信号，检测所述至少一状态数据信号的频率以及相位来获知所述触控笔的所述至少一操作状态。
7.根据权利要求6所述的触控装置，其中所述触控笔的所述至少一操作状态包括一悬浮状态、一接触状态、一按键按压状态以及一电量状态中的至少其中之一。
8.根据权利要求6所述的触控装置，其中所述第一控制器并使所述第一收发器在所述多个第一时间区间前的一第二时间区间发送一基准信号，其中所述基准信号的频率等于所述至少一一般数据信号的频率。
9.根据权利要求6所述的触控装置，其中在所述至少一状态数据信号中，所述至少一状态数据位于不同的选中时间区间。
10.根据权利要求6所述的触控装置，其中所述至少其中之一选中时间区间的时间长度与所述至少一其余时间区间的时间长度不相同。
11.根据权利要求6所述的触控装置，其中所述主机包括：
第二收发器，用以传送所述需求信号或接收所述多个数据项；
控制电路，耦接所述收发器，用以检测所述至少一状态数据信号的频率以及相位来获知所述触控笔的所述至少一操作状态；以及
触控界面，耦接所述触控笔。
12.根据权利要求11所述的触控装置，其中所述主机还包括：
一主控制器，耦接所述控制电路，用以依据所述至少一操作状态以执行至少一应用操作。
13.根据权利要求11所述的触控装置，其中所述第二收发器包括：
接收电路，接收所述多个数据项；
发射电路，发射所述需求信号；以及
选择器电路，耦接至所述接收电路、所述发射电路以及所述控制器电路，依据一操作模式信号以使所述接收电路或所述发射电路耦接至所述触控界面。
14.根据权利要求11所述的触控装置，其中所述主机还包括显示器，与所述触控界面相整合以形成触控显示面板。
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