TW201814478A - 電容筆發射與應用訊號的方法及應用此方法之電容筆 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種於觸控面板上電容筆發射與應用訊號的方法及應用此方法之電容筆。此電容筆與發射訊號的方法利用三個不同發射電極之電場訊號計算電容筆的傾斜角度與壓力階度。
Description
本發明是有關於電容筆發射與應用訊號的方法及應用此方法之電容筆,特別是有關於一種使用三個不同電極發射電場訊號之電容筆發射與應用訊號的方法及應用此方法之電容筆。
以電容筆進行觸控輸入已是觸控技術應用的主流。電容筆可提供使用者進行書寫或是在觸控面板上以使用者介面執行應用程式。當電容筆接近或接觸觸控面板時,藉由偵測電容筆與觸控面板的感應電極之間產生的電容耦合可獲得電容筆的座標、姿態等資訊。為了要建立電容筆與觸控面板的感應電極之間的電容耦合以獲得電容筆的座標,電容筆需接收感應電極的驅動訊號並輸出訊號至感應電極。除了電容筆的座標之外,電容筆的傾斜角度、方位與角度或筆尖壓力階度資訊均為電容筆在觸控面板上應用與功能的關鍵資訊。本發明提出電容筆發射與應用訊號的方法及應用此方法之電容筆,利用三個發射電極之電場訊號準確計算電容筆的傾斜角度以及筆尖壓力階度。
於本發明的一實施例中,提出一種電容筆發射與應用訊號的方法,包含以下步驟。首先提供一電容筆於一觸控面板上,該電容筆包含第一發射電極、第二發射電極與第三發射電極。接著偵測第一發射電極與第三發射電極之電場訊號強度。然後比對第一發射電極與第三發射電極之電場訊號強度。接著根據第一發射電極與第三發射電極之電場訊號強度的比對結果計算電容筆之第一傾斜角度。然後偵測第一發射電極、第二發射電極與第三發射電極之電場訊號強度。接著比對第一發射電極與第三發射電極以及第二發射電極與第三發射電極之電場訊號強度。根據第一發射電極與第三發射電極以及第二發射電極與第三發射電極之電場訊號強度的比對結果計算電容筆之一第二傾斜角度。最後根據第一傾斜角度與第二傾斜角度計算電容筆之一傾斜角度。
在本發明的另一實施例中,揭露一種電容筆,具有一電路之電路板、一第一發射電極、一第二發射電極與一第三發射電極以及位於電路板上的一電腦可讀取儲存媒體。第一發射電極位於鄰近電容筆筆尖之一端,第三發射電極位於第一發射電極與第二發射電極之間。電腦可讀取儲存媒體儲存電腦可執行指令,以執行電容筆電極發射訊號的方法,該方法包含以下步驟。首先於第一時間槽期間,第一發射電極發射具有第一頻率之第一交流電場訊號,第二發射電極不發射訊號,第三發射電極發射具有第三頻率之第三交流電場訊號。接著於第三時間槽期間,第一發射電極發射具有第一頻率之第一交流電場訊號,第二發射電極發射具有第二頻率之第二交流電場訊號,第三發射電極發射具有第三頻率之第三交流電場訊號。最後於第三時間槽期間,第一發射電極發射具有第四頻率之第一交流電場訊號,第二發射電極不發射訊號,第三發射電極發射具有第三頻率之第三交流電場訊號。
本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而,除了如下描述外,本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行,且本發明的範圍並不受實施例之限定,其以之後的專利範圍為準。再者為提供更清楚的描述及更易理解本發明,圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖,某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張;不相關之細節部分也未完全繪出,以求圖式的簡潔。
在本發明的實施例中,一些關於電容筆但對於本發明而言並非關鍵,且為本技術領域具有一般技術者習知並可實施或使用的特徵,在此處將不會詳細地描述。舉例來說,以下為關於電容筆與觸控面板且為本技術領域具有一般技術者習知並可實施或使用的特徵。電容筆包含導電筆芯,而觸控面板具有電容感應電極陣列,電容感應電極陣列包含複數個感應電極,其中感應電極包含發射電極(Tx)與接收電極(Rx) 。當於觸控面板上使用電容筆時,電容筆筆芯接近觸控面板之感應電極陣列,並與電容筆下方或鄰近電容筆的感應電極之間產生電容耦合,同時輸出訊號至感應電極。觸控面板掃描發射電極與接收電極時可感應電容筆筆芯的輸出訊號,產生一感應訊號,藉以計算或決定電容筆的座標。電容感應電極陣列可使用電荷累積電路(charge accumulation circuit)、電容調變電路(capacitance modulation circuit)或任何其他適合且為本技術領域具有一般技術者習知並可實施或使用的電容感應方式。
第一圖顯示根據本發明一實施例於一觸控面板(未圖示)上使用一電容筆100之示意圖。如第一圖所示,於本發明之一較佳實施例中,電容筆100包含一第一發射電極(Tx1)102、一第二發射電極(Tx2)106與一第三發射電極(TSL)104。第一發射電極(Tx1)102與第二發射電極(Tx2)106包含以交流電場發射訊號之電極,第三發射電極(TSL)104包含以超低頻電場發射訊號之電極。電容筆100同時包含一具有電容筆電路之電路板108以及提供電源之電池110。於此較佳實施例中,電容筆100於觸控面板上之傾斜角度偵測是利用第一發射電極(Tx1)102、第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104發射之訊號比對計算而得。
第二圖顯示根據本發明的一實施例電容筆於觸控面板上不同電極訊號發射之時間槽(Time Slot)的示意圖。於此實施例中,不同電極訊發射號之時間槽(Time Slot)是以信標N作為起始,信標N的時段為TB0
至TB1
,期間第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F1的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106則不發射訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。接著第一發射電極(Tx1)102、第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104均停止發射訊號,直到TT0
至TT1
時段,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F1的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106發射頻率為F2的交流電場訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。在TT0
至TT1
時間槽,第二發射電極(Tx2)106發射之頻率為F2的交流電場訊號為電容筆100於觸控面板上傾斜角度的訊號。
接著第一發射電極(Tx1)102、第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104均停止發射訊號,直到TP0
至TP1
時段,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F4的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106不發射訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。在TP0
至TP1
時間槽期間,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F4的交流電場訊號為電容筆100於觸控面板上壓力階度的訊號。接著第一發射電極(Tx1)102、第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104均停止發射訊號,直到下個信標N的時間槽開始。於此較佳實施例中,第二發射電極(Tx2)106發射之頻率F2大於第一發射電極(Tx1)102發射頻率F1,且為整數倍,倍率為2至9倍。第一發射電極(Tx1)102發射頻率F1遠大於第三發射電極(TSL)104發射之頻率F3,F1是 F3的100倍以上。
第二圖所示根據本發明的一實施例之電容筆電極發射與應用訊號的方法可藉由儲存在電路板108之電容筆電路上的記憶體中的韌體程式執行。記憶體包含電腦可讀取儲存媒體,儲存電腦可執行指令,以執行電容筆電極發射與應用訊號的方法。電容筆電極發射與應用訊號的方法包含以下步驟。於TB0
至TB
時間槽期間,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F1的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106則不發射訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。於TT0
至TT1
時間槽期間,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F1的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106發射頻率為F2的交流電場訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。在TP0
至TP1
時間槽期間,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F4的交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106則不發射訊號,第三發射電極(TSL)104則發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號。
第三圖顯示根據本發明的一實施例利用電容筆不同電極發射訊號強度計算電容筆於觸控面板上傾斜角度的示意圖。於此實施例中,於信標N的時間槽TB0
至TB1
期間,觸控面板之電容感應電極陣列接收到第一發射電極(Tx1)102頻率為F1的交流電場訊號以及第三發射電極(TSL)104發射頻率為F3的超低頻交流電場訊號,第二發射電極(Tx2)106則未發射訊號。由第一圖所示之電容筆100可看到,第一發射電極(Tx1)102在正常使用的情況下最接近觸控面板之電容感應電極陣列,其次為第三發射電極(TSL)104,第二發射電極(Tx2)106距離觸控面板最遠。因此,觸控面板之電容感應電極陣列接收到第一發射電極(Tx1)102之交流電場訊號強度最強,第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104之交流電場訊號強度則較弱。此外,三個發射電極位於觸控面板上的電場訊號位置亦與電容筆於觸控面板上傾斜角度直接相關。藉由第一發射電極(Tx1)102之交流電場訊號強度分別與第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL)104之交流電場訊號強度比對可計算電容筆於觸控面板上傾斜角度。
於本發明的一實施例中,於信標N的時間槽TB0
至TB1
期間,將第一發射電極(Tx1)102之交流電場訊號強度與第三發射電極(TSL)104之交流電場訊號強度進行比對,可執行電容筆於觸控面板上傾斜角度的第一次計算。接著在TT0
至TT1
的時間槽期間,觸控面板之電容感應電極陣列接收到第一發射電極(Tx1)102的交流電場訊號、第二發射電極(Tx2)106的交流電場訊號以及第三發射電極(TSL)104的超低頻交流電場訊號。藉由第一發射電極(Tx1)102與第二發射電極(Tx2)106之交流電場訊號強度分別與第三發射電極(TSL)104之交流電場訊號強度比對可計算電容筆於觸控面板上傾斜角度。當然,發射電極之間電場訊號強度比對組合並不受限於第一發射電極(Tx1)102與第三發射電極(TSL) 104,以及第二發射電極(Tx2)106與第三發射電極(TSL) 104之間,第一發射電極(Tx1)102與第二發射電極(Tx2)106之間的電場訊號強度亦可進行比對,以計算電容筆於觸控面板上傾斜角度。
另外於TP0
至TP1
時間槽期間,第一發射電極(Tx1)102發射頻率為F4的交流電場訊號強度與第三發射電極(TSL)104發射頻率為F3之交流電場訊號強度比對可計算電容筆100之筆尖壓力階度,其間第二發射電極(Tx2)106則未發射訊號。
電容筆的電場訊號強度的偵測、比對以及電容筆於觸控面板上之傾斜角度與筆尖壓力階度計算係由觸控面板執行。
第四圖顯示根據本發明的一實施例的一種偵測電容筆傾斜角度的方法之流程圖。於步驟 402中,偵測分別位於觸及或懸浮在一觸控面板上之第一發射電極(Tx1) 與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度。接著於步驟 404中,比對第一發射電極(Tx1) 與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度。然後在步驟406 中,根據第一發射電極(Tx1) 與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度的比對結果第一次計算電容筆的傾斜角度。接著於步驟 408中,偵測第一發射電極(Tx1)、 第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度。然後在步驟410中,比對第一發射電極(Tx1) 與第三發射電極(TSL)以及第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度。當然,亦可比對第一發射電極(Tx1) 與第二發射電極(Tx2)之電場訊號強度。接著於步驟 412中,根據第一發射電極(Tx1) 與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度以及第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL) 之電場訊號強度的比對結果第二次計算電容筆的傾斜角度。最後,於步驟 414中,針對第一次與第二次計算電容筆的傾斜角度的結果進行加權平均計算,以獲得電容筆的傾斜角度。偵測電容筆傾斜角度的方法可以存儲在具有觸控面板之裝置之記憶體或韌體中,由裝置之微處理器執行。
上述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點,其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施,當不能據以限定本發明之專利範圍,即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內,均應包含在以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧電容筆
102‧‧‧第一發射電極
104‧‧‧第三發射電極
106‧‧‧第二發射電極
108‧‧‧電路板
110‧‧‧電池
402‧‧‧偵測第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
404‧‧‧比對第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
406‧‧‧第一次計算電容筆的傾斜角度
408‧‧‧偵測第一發射電極(Tx1)、第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
410‧‧‧比對第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)以及第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
412‧‧‧第二次計算電容筆的傾斜角度
414針對第一次與第二次計算電容筆的傾斜角度的結果進行加權平均計算
102‧‧‧第一發射電極
104‧‧‧第三發射電極
106‧‧‧第二發射電極
108‧‧‧電路板
110‧‧‧電池
402‧‧‧偵測第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
404‧‧‧比對第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
406‧‧‧第一次計算電容筆的傾斜角度
408‧‧‧偵測第一發射電極(Tx1)、第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
410‧‧‧比對第一發射電極(Tx1)與第三發射電極(TSL)以及第二發射電極(Tx2)與第三發射電極(TSL)之電場訊號強度
412‧‧‧第二次計算電容筆的傾斜角度
414針對第一次與第二次計算電容筆的傾斜角度的結果進行加權平均計算
第一圖顯示根據本發明一實施例於一觸控面板(未圖示)上使用一電容筆100之示意圖。 第二圖顯示根據本發明的一實施例電容筆於觸控面板上不同電極訊號發射之時間槽(Time Slot)的示意圖。 第三圖顯示根據本發明的一實施例利用電容筆不同電極發射訊號強度計算電容筆於觸控面板上傾斜角度的示意圖。 第四圖顯示根據本發明的一實施例的一種偵測電容筆傾斜角度的方法之流程圖。
Claims (14)
- 一種電容筆發射與應用訊號的方法,包含: 提供一電容筆於一觸控面板上,該電容筆包含一第一發射電極、一第二發射電極與一第三發射電極; 偵測該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度; 比對該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度; 根據該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度的比對結果計算該電容筆之一第一傾斜角度; 偵測該第一發射電極、該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度; 比對該第一發射電極與該第三發射電極以及該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度; 根據該第一發射電極與該第三發射電極以及該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度的比對結果計算該電容筆之一第二傾斜角度;及 根據該第一傾斜角度與該第二傾斜角度計算該電容筆之一傾斜角度。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第一發射電極之電場訊號強度大於該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第一發射電極、該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號為交流電場訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中該第二發射電極之交流電場訊號頻率為該第一發射電極之交流電場訊號頻率的整數倍,倍率為2至9倍。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中該第一發射電極之交流電場訊號頻率為該第三發射電極之交流電場訊號頻率的100倍以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該偵測該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度以及比對該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度的步驟係於一第一時間槽內執行,其間該第二發射電極不發射訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中偵測該第一發射電極、該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度以及比對該第一發射電極與該第三發射電極以及該第二發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度的步驟係於一第二時間槽內執行。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含於一第三時間槽期間偵測該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度以及比對該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度,其中該第三時間槽期間該第一發射電極之交流電場訊號頻率與該第一時間槽期間該第一發射電極之交流電場訊號頻率不同。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法,其中於該第三時間槽期間,該第二發射電極不發射訊號。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法,更包含比對該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度,以及根據該第一發射電極與該第三發射電極之電場訊號強度的比對結果計算該電容筆之一壓力階度。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含比對該第一發射電極與該第二發射電極之電場訊號強度,以及根據該第一發射電極與該第二發射電極之電場訊號強度的比對結果計算該電容筆之該第二傾斜角度。
- 一種電容筆,包含: 一具有一電路之電路板; 一第一發射電極、一第二發射電極與一第三發射電極,其中該第一發射電極位於鄰近該電容筆筆尖之一端,該第三發射電極位於該第一發射電極與該第二發射電極之間;及 一電腦可讀取儲存媒體位於該電路板上,儲存電腦可執行指令,以執行一電容筆電極發射訊號的方法,該方法包含: 於一第一時間槽期間,該第一發射電極發射具有一第一頻率之一第一交流電場訊號,該第二發射電極不發射訊號,該第三發射電極發射具有一第三頻率之一第三交流電場訊號; 於一第三時間槽期間,該第一發射電極發射具有該第一頻率之該第一交流電場訊號,該第二發射電極發射具有一第二頻率之一第二交流電場訊號,該第三發射電極發射具有該第三頻率之該第三交流電場訊號;及 於一第三時間槽期間,該第一發射電極發射具有一第四頻率之一第一交流電場訊號,該第二發射電極不發射訊號,該第三發射電極發射具有該第三頻率之該第三交流電場訊號。
- 如申請專利範圍第12項所述之電容筆,其中該第二頻率為該第一頻率的整數倍,倍率為2至9倍。
- 如申請專利範圍第12項所述之電容筆,其中該第一頻率為該第三頻率的100倍以上。
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