TW202014854A

TW202014854A - 觸控系統的實際觸控點校正方法

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Publication number: TW202014854A
Application number: TW107134756A
Authority: TW
Inventors: 李岳樺; 羅御庭; 侯宜良; 李恩全
Original assignee: 煥德科技股份有限公司
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2020-04-16

Abstract

一種觸控系統的實際觸控點校正方法，其以觸控筆的第一和第二訊號發射器發射第一和第二無線訊號，前述的第一和第二無線訊號會與觸控面板上的行感應線和列感應線個別發生電容耦合並產生相對應的行感應訊號和列感應信號；依據前述的感應訊號，能夠得到第一和第二訊號發射器在觸控面板上的投影點，進而能夠對觸控筆的實際觸控點進行校正。

Description

觸控系統的實際觸控點校正方法

本創作是關於一種校正方法，且特別是有關於一種觸控系統的實際觸控點校正方法。

觸控式螢幕可允許使用者藉由使用手指、觸控筆或其它物件觸碰觸碰式感測面板來執行各種功能，故許多電子裝置，例如智慧型手機或平板電腦等，都會採用觸控面板作為操作介面以供使用者利用觸控的方式操作而提高便利性。

目前市面上常見的主動式觸控筆主要用於發射無線訊號予觸控式螢幕，觸控式螢幕可以透過分析無線訊號來確定觸控筆的筆尖位置和移動軌跡。然而，使用者握持觸控筆的角度會影響無線訊號傳遞方式，造成觸控式螢幕分析得到的筆尖位置與觸控筆實際筆尖位置不同，亦即兩者間具有偏移量，造成了使用者操作上的困擾。

依據本創作提供一種觸控系統的實際觸控點校正方法，包含：提供一觸控面板，具有平行配置的複數行感應線，以及平行配置複數列感應線，各感應線和列感應線間具有一夾角；提供一觸控筆，具有一第一訊號發射器及一第二訊號發射器；驅使第一訊號發射器發射一第一無線訊號，第一無線訊號與一部分的行感應線及一部分的列感應線發生電容耦合並產生一第一行感應訊號和一第一列感應訊號；依據第一行感應訊號及第二列感應訊號的能量強度分布取得第一訊號發射器在觸控面板上的一第一投影點；驅使第二訊號發射器發射一第二無線訊號，第二無線訊號與一部分的行感應線及一部分的列感應線發生電容耦合並產生一第二行感應訊號和一第二列感應訊號；依據第二行感應訊號及第二列感應訊號的能量強度分布取得第二訊號發射器在觸控面板上的一第二投影點；以及根據第一重心位置及第二重心位置計算出對應於觸控筆的一筆尖的實際觸控點。

根據本創作之一實施方案，其中第一無線訊號的頻段不同於第二無線訊號的頻段，且觸控筆同步發射第一無線訊號及第二無線訊號。

根據本創作之一實施方案，觸控筆不同步發射第一無線訊號及第二無線訊號。

根據本創作之一實施方案，其中每條行感應線和每條列感應線間之該夾角為90度。

根據本創作之一實施方案，第一重心位置落在第一行感應訊號及第一列感應訊號的最大能量強度的交點處，第二重心位置落在第二行感應訊號及第二列感應訊號的最大能量強度的交點處。

根據本創作之一實施方案，更包含以第一重心位置和第二重心位置計算觸控筆的方位角。

依據本創作另提供一種觸控系統，包含：一觸控面板，具有平行配置的複數行感應線，以及平行配置複數列感應線，每條行感應線和每條列感應線間具有一夾角；以及一觸控筆，具有一第一訊號發射器及一第二訊號發射器，其中當觸控筆位於觸控面板之上時，第一訊號發射器較第二訊號發射器靠近觸控面板；其中，第一訊號發射器發射一第一無線訊號，第一無線訊號與一部分的行感應線及一部分的列感應線發生電容耦合並產生一第一行感應訊號和一第一列感應訊號，第二無線訊號與一部分的行感應線及一部分的列感應線發生電容耦合並產生一第二行感應訊號和一第二列感應訊號，觸控面板依據第一行感應訊號、第一列感應訊號、第二行感應訊號及第二列感應訊號的能量強度分布取得第一訊號發射器及第二訊號發射器在觸控面板上的一第一重心位置及一第二重心位置，並根據第一重心位置及第二重心位置計算出對應於觸控筆的一筆尖的實際觸控點。

根據本創作之一實施方案，其中第一行感應訊號及第一列感應訊號的能量強度隨著遠離第一重心位置而降低，第二行感應訊號及第二列感應訊號的能量強度隨著遠離第二重心位置而降低。

根據本創作之一實施方案，觸控系統更包含：一微處理器，電連接於第一訊號發射件及第二訊號發射件，微處理器經配置用於驅使第一訊號發射件發出第一無線訊號，以及驅使第二訊號發射件發出第二無線訊號；一絕緣件，配置在第一訊號發射器及第二訊號發射器之間；以及一電池，電連接於微處理器。

圖1示出觸控系統1的示意圖。觸控系統1包含觸控筆10和電容式觸控面板(以下稱「觸控面板」)12，觸控面板12的感應線可以接收來自於觸控筆10的無線訊號，並產生相應的感應信號。觸控面板12可以設置在一電子裝置(圖中未示)上，例如，平板電腦、智慧型手機、繪圖板或觸控筆電等任意具有觸控面板12的電子裝置。

圖2示出觸控筆10的電路方塊圖。觸控筆10包含一微處理器102、一第一訊號發射器104、一第二訊號發射器106、一電池108。第一訊號發射器104和第二訊號發射器106電連接於微處理器102；第一訊號發射器104用於提供一第一無線訊號，第二訊號發射器106用於提供一第二無線訊號。

在一個實施方案中，第一訊號發射器104和第二訊號發射器106可不同步地發射第一無線訊號和第二無線訊號來避免訊號被誤判或干擾的問題。在其它實施方案中，第一訊號發射器104和第二訊號發射器106可以同步發射第一無線訊號和第二無線訊號，但是在這樣的條件下，第一無線訊號的頻段必須不相同於第二無線訊號的頻段，藉以避免信號誤判或干擾的問題。

電池108電連接於微處理器102，用於供應電力予微處理器102。微處理器102和電池108可個別地配置在觸控筆10的筆桿110中的電路板112上。

復參閱圖1；第一訊號發射器104和第二訊號發射器106間隔配置在觸控筆的筆頭100，且兩者之間可例如設有一絕緣件114來防止其等相互接觸而短路；在本實施方式中，第一訊號發射器104配置遠離於筆桿110，第二訊號發射器106配置靠近於筆桿110。在其它實施方式中，第一訊號發射器106可配置在筆頭100，第二訊號發射器108可配置在筆桿110，且兩者之間可具有預定距離或配置有絕緣件114來防止短路的問題發生。

觸控面板3上可包含複數條平行於X軸排列的行感應線RX11-RX15(統稱為RX1)，以及複數條平行於Y軸排列的列感應線RX21-RX25(統稱為RX2)。每條行感應線RX1和每條列感應線RX2間具有一夾角；在本實施方式中，夾角可為90度。當觸控筆1位於觸控面板12的觸控面1200之上(包含靠近或接觸觸控面120)，第一無線訊號和第二無線訊號會個別地與行感應線RX1和列感應線RX2發生電容耦合而產生如圖3A示出的行感應訊號和圖3B示出的列感應訊號。

在圖3A示出的行感應訊號可例如是觸控筆1發出的第一、第二無線訊號與行感應線RX1發生電容耦合所產生的行感應訊號，圖3B示出的列感應訊號可例如是觸控筆1發出的第一、第二無線訊號與列感應線RX2發生電容耦合所產生的列感應訊號。藉由融合圖3A和圖3B所示的行和列感應訊號可以得到觸控筆1的第一訊號發射器106的重心位置。類似地，通過觸控筆1的第二無線訊號與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行和列感應訊號，可以得到觸控筆1的第二訊號發射器106的重心位置。利用第一訊號發射器104和第二訊號發射器106的重心位置，便能得到觸控筆10的筆尖116位置。

舉例來說，如圖3A所示，行感應訊號具有五個實線示出的能量波形，其等分別對應第一無線訊號與行感應線RX11-RX15發生電容耦合所產生的行感應訊號的能量波形；其中，行感應線RX13具有最大能量，行感應線RX12、RX14的能量低於行感應線RX13的能量，行感應線RX11、RX15的能量又低於行感應線RX12、RX14的能量。類似地，在圖3B中，列感應訊號具有五個實線示出的能量波形，其等分別對應第一無線訊號與列感應線RX21-RX25發生電容耦合所產生的列感應訊號的能量波形；其中，列感應線RX24具有最大能量，列感應線RX23的能量低於列感應線RX24的能量，列感應線RX22的能量低於列感應線RX23的能量，列感應線RX21的能量低於列感應線RX22的能量，列感應線RX25的能量又低於列感應線RX21的能量。

一般來說，在愈靠近第一訊號發射器104的重心位置，其發出的第一無線訊號的能量亦愈大，故其與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊號的能量亦愈大；因此，利用圖3A和圖3B所示的行和列感應訊號，可以得知觸控筆1的第一訊號發射器104的重心位置落在行感應線RX13和列感應線RX23的交點上。類似地，以第二無線訊號分別與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊號的能量波形，便能得到觸控筆1的第二訊號發射器108的重心位置。

要特別說明的是，在本實施方式中，與第一訊號發射器104相比，第二訊號發射器106較遠離於筆尖116，故其發射的第二無線訊號與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊的能量波形分佈方式大致類似於第一無線訊號與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊的能量波形分佈方式，但是差異在第二無線訊號與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊號的各能量值會低於第一無線訊號與行感應線RX1、列感應線RX2發生電容耦合所產生的行、列感應訊的各能量值；其中圖3A中的行感應訊號具有的五個虛線示出的能量波形分別對應第二無線訊號與行感應線RX11-RX15發生電容耦合所產生的行感應訊號的能量波形，圖3B中的列感應訊號具有的五個虛線示出的能量波形分別對應第二無線訊號與行感應線RX21-RX25發生電容耦合所產生的行感應訊號的能量波形。

歸因於第一訊號發射器104、第二訊號發射器106和筆尖116之間的距離為定值，因此，在得到第一訊號發射器104、第二訊號發射器106的重心位置後，便能夠計算(例如通過幾何計算或三角運算)得到筆尖116在觸控面板112上的實際觸控點。更具體言之，第一訊號發射器104、第一重心位置及筆尖116可配合構成一三角形，第二訊號發射器106、第二重心位置及筆尖可配合構成另一三角形，前述的兩個三角形為相似三角形，當第一訊號發射器104、第二訊號發射器106和筆尖116之間的距離為定值(即已知)，第一重心位置和第二重心位置的座標可經觸控面板12計算得到，故藉由相似三角形間的比例計算得出筆尖116在觸控面板112上的實際觸控點。

此外，通過得到的第一訊號發射器104、第二訊號發射器106的重心位置、行、列感應訊號的能量分佈，亦能夠進一步得到觸控筆10在觸控面板12上的方位角。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:觸控系統

10:觸控筆

100:筆頭

102:微處理器

104:第一訊號發射器

106:第二訊號發射器

108:電池

110:筆桿

112:電路板

114:絕緣件

116:筆尖

12:(電容式)觸控面板

120:觸控面

RX1、RX11-RX15:行感應線

RX2、RX21-RX25:列感應線

本文的附圖僅僅用於說明性目的。附圖並不旨在限制本公開的範圍。

圖1繪示根據本創作的觸控系統的示意圖；

圖2繪示根據本創作的觸控筆的電路方塊圖；以及

圖3A-3B示出行感應訊號和列感應訊號的示意圖。