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TW202132953A - 觸控掃描驅動方法以及主動筆 - Google Patents

觸控掃描驅動方法以及主動筆 Download PDF

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TW202132953A
TW202132953A TW110100518A TW110100518A TW202132953A TW 202132953 A TW202132953 A TW 202132953A TW 110100518 A TW110100518 A TW 110100518A TW 110100518 A TW110100518 A TW 110100518A TW 202132953 A TW202132953 A TW 202132953A
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electrode
touch
electrodes
scan driving
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駱志強
肖鋇
李華
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大陸商敦泰電子(深圳)有限公司
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Abstract

本發明涉及一種觸控掃描驅動方法以及主動筆，該觸控掃描驅動方法包括選擇至少一個感測電極作為目標電極；設置與目標電極相鄰的至少一個感測電極作為周邊電極；提供觸摸掃描驅動信號給目標電極並提供輔助信號給周邊電極；在目標電極處於有效狀態且周邊電極處於接地狀態時，計算導體與目標電極的感測電容值；在感測電容值大於基準值時識別產生觸摸操作；根據感測電容值產生對應的控制指令，藉由將電容耦合作用集中在目標電極處，可提高主動筆的觸摸靈敏度。

Description

觸控掃描驅動方法以及主動筆
本發明涉及一種觸控掃描驅動方法以及主動筆，尤其涉及一種主動筆領域的觸控掃描驅動方法。
主動筆可藉由包圍筆芯或貼合主動筆筆套內壁設置觸摸層配合實現觸摸檢測應用需求。觸摸層可與握持主動筆的手指之間形成觸摸電容以感測觸摸操作，根據不同的觸摸操作，可實現不同指令或內容的輸入，例如主動筆筆尖類型切換、圖像放大或縮小等等功能。觸摸層所在的區域為觸摸感測區域。觸摸層包括多個感測電極。觸摸層的感測原理為在至少一個手指與觸摸感測區域相接觸時手指與感測電極之間根據電容耦合效應形成電容，利用觸摸掃描驅動電路對感測電極進行掃描、檢測以及轉換操作，以實現根據電容變化量輸出觸摸信號，進而實現觸摸輸入。但任意一個感測電極進行觸摸掃描時，其他感測電極處也會與手指之間會產生電容耦合效應，整個觸摸偵測的過程處於Floating狀態，使得在掃描與手指相對處的感測電極的電容變化量時整體資料偏小，進而導致觸摸檢測不夠靈敏，我們稱之為Floating現象。
本發明的主要目的是提供一種觸控掃描驅動方法以及主動筆，旨在解決現有技術中觸摸檢測不夠靈敏的問題。
一種觸控掃描驅動方法，應用於主動筆中；所述主動筆包括多個共面設置的感測電極；所述觸控掃描驅動方法包括： 選擇至少一個所述感測電極作為目標電極； 設置與所述目標電極相鄰的至少一個所述感測電極作為周邊電極； 提供觸摸掃描驅動信號給所述目標電極並提供輔助信號給所述周邊電極； 在所述目標電極處於有效狀態且所述周邊電極處於接地狀態時，計算導體與所述目標電極的感測電容值； 在所述感測電容值大於基準值時識別產生觸摸操作； 根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
一種主動筆，所述主動筆定義有觸摸區域；所述主動筆包括： 觸摸層，與所述觸摸區域對應設置；所述觸摸層可被圖案化形成多個呈矩陣設置的感測電極；以及 觸摸掃描驅動電路板，用於依次對所述感測電極進行掃描以識別觸摸操作； 其中，所述觸摸掃描驅動電路板選擇至少一個所述感測電極作為目標電極，並設置與所述目標電極相鄰設置的至少一個所述感測電極作為周邊電極，提供觸摸掃描驅動信號給所述目標電極並提供輔助信號給所述周邊電極；在所述目標電極處於有效狀態且所述周邊電極處於接地狀態時，所述觸摸掃描驅動電路板計算導體與所述目標電極的感測電容值；在所述感測電容值大於基準值時，所述觸摸掃描驅動電路板識別產生觸摸操作，並根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
上述觸控掃描驅動方法以及主動筆，藉由設置所述目標電極處於有效狀態與其相鄰的所述周邊電極處於接地狀態，電容耦合效應集中在所述目標電極對應的位置，提高了觸摸處所述目標電極的電容變化量，進而使得所述主動筆的感測靈敏度提高，改善了現有技術主動筆常見的Floating現象。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
本發明的說明書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」和「第三」等是用於區別不同物件，而非用於描述特定順序。此外，術語「包括」以及它們任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或模組的過程、方法、系統、產品或設備沒有限定於已列出的步驟或模組，而是可選地還包括沒有列出的步驟或模組，或可選地還包括對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或模組。
下面結合附圖對本發明主動筆的具體實施方式進行說明。
請參照圖1，其為本發明一實施方式的主動筆1的立體示意圖。所述主動筆1用於根據使用者的觸摸操作實現輸入。所述主動筆1還可以與其他具有顯示功能的外部裝置（圖未示）配合使用以實現在外部設備上進行輸入或接收回饋信號。所述外部設備可以為手機、平板電腦、個人數位化助理（Personal Digital Assistance, PDA）、可穿戴手錶等等，但並不以此為限。
所述主動筆1包括筆尖10以及筆桿20。用戶藉由握持所述筆桿20控制所述筆尖10在所述外部設備的表面執行輸入操作。所述筆尖10內可設置有至少一個感測器（圖未示）。所述感測器用於感測所述筆尖10與所述外部設備的表面的接觸。在本發明的至少一個實施方式中，所述感測器可以為電容感測器、壓電感測器、接近感測器、相機以及光電二極體中的至少一者或不同感測器的組合。
請一併參閱圖2，其為所述主動筆1的側面示意圖。所述主動筆1定義有觸摸區域101。使用者可在所述觸摸區域101進行不同的觸摸操作以控制所述主動筆1切換不同的功能。所述觸摸操作可以為點擊操作（按一下或多次點擊）、手勢滑動等等，但並不局限於此。根據上述不同的所述觸摸操作，可改變所述主動筆1在所述外部設備上對應描繪線條的粗細程度，還可以對所述外部設備上顯示的圖像進行放大或縮小等等，但並不局限於此。在本發明的至少一實施方式中，所述觸摸區域101由位於所述筆桿20靠近所述筆尖10的區域以及所述筆尖10靠近所述筆桿20的區域構成。在其他實施方式中，所述觸摸區域101可以完全位於所述筆桿20內，例如由位於所述筆桿20靠近所述筆尖10的區域和所述筆桿20遠離所述筆尖10的區域共同構成。
請一併參閱圖3，其為所述主動筆1沿剖線III-III的剖面示意圖。所述筆桿20包括殼體21、筆芯23以及觸摸結構25。所述殼體21大致為中空結構。所述殼體21由絕緣材料製成。所述筆芯23收容於所述殼體21內，用於收容多種電子元件，例如電路板、陀螺感測器、開關、按鈕等等，但並不局限於此。
所述觸摸結構25與所述觸摸區域101相對應，用於感測導體在所述觸摸區域101內的觸摸操作。其中，所述導體可以為手指或其他導電結構。所述觸摸結構25可設置於所述殼體21和所述筆芯23之間。在本發明的至少一個實施方式中，所述觸摸結構25貼設於所述筆芯23的外表面。在其他實施方式中，所述觸摸結構25還可以貼設於所述殼體21的內表面。所述觸摸結構25包括觸摸層251以及觸摸掃描驅動電路板253。所述觸摸層251由導電材料製成。所述觸摸層251被圖案化形成多個感測電極E。多個所述感測電極E呈矩陣設置。每個所述感測電極E藉由一條連接線（圖未示）與所述觸摸掃描驅動電路板253電性連接。所述感測電極E可在所述導體與所述主動筆1接觸時根據電容耦合效應產生感應電容。
所述觸摸掃描驅動電路板253與所述觸摸層251電性連接。在本發明的至少一個實施方式中，所述觸摸結構25可以為集成有多個電子元件以及多條線路的柔性電路板(FPC)。所述觸摸掃描驅動電路板253用於依次或同時對所述感測電極E進行掃描以識別在所述觸摸區域101內觸摸操作。具體地，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇至少一個所述感測電極E作為目標電極S並選擇與所述目標電極S相鄰設置的至少一個所述感測電極E作為周邊電極P，提供所述觸摸掃描驅動信號給所述目標電極S並提供輔助信號給所述周邊電極P。在一個觸摸掃描階段Tsense（對一個所述目標電極S進行觸摸掃描）內，所述目標電極S上載入至少一個週期T1的所述觸摸掃描驅動信號。在本發明的至少一個實施例中，如圖4所示，在一個所述觸摸掃描階段Tsense內，所述目標電極S上載入4個週期T1的所述觸摸掃描驅動信號。在本發明的至少一個實施方式中，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號為具有相同週期且相同振幅的脈衝信號。在其他實施方式中，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號具有相同的週期，但具有不同的振幅。在任意一個時間點，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號中的一者處於有效狀態，另一者處於接地狀態。
第一實施方式
如圖5a所示，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇一個所述感測電極E作為所述目標電極S，且選擇沿第一方向X設置且位於所述目標電極S第一指定方位的所述感測電極E作為所述周邊電極P。其中，所述第一方向X為所述主動筆1的徑向方向，所述第一指定方位為所述目標電極S的左側。
第二實施方式
如圖5b所示，所述觸摸掃描驅動電路板253還可以進一步選擇沿第二方向Y設置且位於所述目標電極S第二指定方位的所述感測電極E同時作為所述周邊電極P。所述第二方向Y為所述主動筆1的圓周方向（即圖2中的剖線方向），所述第二指定方位為所述目標電極S的上方。
第三實施方式
如圖5c所示，所述觸摸掃描驅動電路板253還可以將至少兩個相鄰的所述感測電極E串聯連接作為一個所述目標電極S，同時將沿所述第一方向X設置且位於所述目標電極S左側的至少兩個所述感測電極E串聯連接後作為所述周邊電極P。
第四實施方式
如圖5d所示，所述觸摸掃描驅動電路板253還可以進一步將沿所述第二方向Y設置且位於所述目標電極S第二指定方位的至少兩個所述感測電極E串聯連接後同時作為所述周邊電極P。其中，所述第二指定方位可以為上側。也就是說，所述目標電極S對應兩個所述周邊電極P，且兩個所述周邊電極P均由兩個串聯連接的所述感測電極E構成。
第五實施方式
如圖6a所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成多個第一感測組G1。每個所述第一感測組G1包括沿行方向設置的第一感測電極E1和第二感測電極E2。在第一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇每個所述第一感測組G1內的所有所述第一感測電極E1同步作為所述目標電極S，且同一所述第一感測組G1內的所有所述第二感測電極E2作為所述周邊電極P。在第二個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇每個所述第一感測組G1內的所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S時，位於同一所述第一感測組G1內的所有所述第一感測電極E1作為所述周邊電極P。
第六實施方式
如圖6b所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均包括沿列方向且相鄰設置的第一至第六感測電極E1-E6。其中，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第六感測電極E6設置於同一行。
第七實施方式
如圖6c所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均包括沿行方向且相鄰設置的第一至第六感測電極E1-E6。其中，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第六感測電極E6設置於同一列。
其中，在第六至第七實施方式中，位於同一組內的所述感測電極E按照指定順序依次作為所述目標電極S。也就是說，在其中一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第一感測電極E1同步作為所述目標電極S，且所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二至第六感測電極E2-E6作為所述周邊電極P。在另一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S時，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1以及所述第三至第六感測電極E3-E6作為所述周邊電極P。在另一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第三感測電極E3作為所述目標電極S時，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一至第二感測電極E1-E2以及所述第四至第六感測電極E4-E6作為所述周邊電極P。以此類推，直至所有所述感測電極E完成觸摸掃描。
第八實施方式
如圖6d所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例，多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均具有第一至第六個感測電極E1-E6。其中，所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1錯位且沿對角線方向設置。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有一個所述第二感測電極E2。即，所述第六感測組G6內的所述第二感測電極E2與所述第一感測組G1內的所述第一所述第一感測組G1內的所述第一感測電極E1同列設置。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有一個所述第三感測電極E3。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有一個所述第四感測電極E4。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有一個所述第五感測電極E5。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E6在行和列上均錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有一個所述第六感測電極E6。
在第一觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第一感測電極E1作為所述目標電極S，其他位於同一組的所述第二至第六感測電極E2-E6作為對應的所述周邊電極P。在第二觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S，其他位於同一組內的所述第一感測電極E1以及所述第三至第六感測電極E3-E6作為對應的所述周邊電極P。在第三觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第三感測電極E3作為所述目標電極S，且其他位於同一組的所述第一至第二感測電極E1-E2以及所述第四至第六感測電極E4-E6作為對應的所述周邊電極P。以此類推，直至完成所述六感測電極E6完成觸摸掃描。
可以理解地，所述目標電極S以及所述周邊電極P還可以呈現更多變化，例如，所述周邊電極P可以為圍繞所述目標電極S設置，即在所述第一方向X上所述目標電極S左右兩側的所述感測電極E以及在所述第二方向Y上位於所述目標電極S上下兩側的所述感測電極E，再此不在一一列舉。同時，所述觸摸掃描驅動電路板253的掃描方式也可以根據需求進行調整，再此不在一一列舉。
在所述目標電極S處於有效狀態且所述周邊電極P處於接地狀態時，所述導體與所述目標電極S耦合產生電容變化。所述觸摸掃描驅動電路板253進一步地根據電容變化值計算得到所述目標電極S的感測電容值，並在所述感測電容值大於基準值時識別產生觸摸操作。在產生所述觸摸操作時，所述觸摸掃描驅動電路板253進一步根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
下面將以第一實施方式為例說明所述主動筆1的工作原理。在所述第一實施方式中，所述感測電極E呈6*6矩陣設置。其中，所述目標電極S為單個所述感測電極E，且所述周邊電極P為位於所述目標電極S左側的單個所述觸摸感測電極E。
如圖7所示，在一個所述觸摸掃描階段Tsense內，所述導體觸摸所述主動筆1對應所述觸摸區域101時，在所述觸摸掃描驅動信號處於有效狀態時，所述導體與所述目標電極S之間會形成第一電容C1，所述導體與所述周邊電極P之間會形成第二電容C2，所述目標電極S和所述周邊電極P之間會形成第三電容C3，所述目標電極S與接地端之間形成第四電容C4。由於所述周邊電極P接地，其並不會與接地端之間形成電容。其中，所述第一電容C1和所述第二電容C2串聯連接後與所述第三電容C3並聯，然後再與所述第四電容C4並聯。因此，所述目標電極S的感測電容Csense可以藉由以下公式得到。 Csense=C4+C3+C1*C2/(C1+C2)
而現有技術中，在觸摸操作產生時，任意一個所述感測電極E僅包括並聯連接的所述第一電容C1和所述第四電容C4，且所述感測電極E的感測電容Csense為所述第一電容C1和所述第四電容C4之和。從公式中可以看出，改進後的所述感測電容Csense的電容值要大於現有技術中所述感測電容Csense的電容值。
在手指觸摸所述觸摸區域101時，所述觸摸掃描驅動電路板253將所述感測電容Csense的電容值經濾波、放大、轉換等處理後得到電容變化量。其中，所述電容變化量為感測電容經過多次處理和轉換後得到的數值與基準值的差值。所述電容變化量為整數，其可以為正值、負值以及零。如下表1所示，其為本案中在單指進行觸摸操作時每個所述感測電極E的電容變化量。 表1  單指觸摸操作時感測電極E的電容變化量
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
495.75 1389.75 464.75 0 0 0
1302.75 3257.75 1244.75 0 0 0
396.75 1058.75 508.75 0 0 0
0 0 0 0 0 0
從表1中可以看出，電容變化量最大值為3257.75。即，單指觸摸操作產生的位置為對應所述感測電極E的位置。現有技術中，在觸摸操作產生時，任意一個所述感測電極E僅包括並聯連接的所述第一電容C1和所述第二電容C2。故，所述感測電極E的感測電容為第一電容C1和第二電容C2之和。
如下表2所示，其為現有技術中在單指進行觸摸操作時所述觸摸掃描驅動電路板253感測到的每個所述感測電極E的電容變化量。 表2  現有技術中單指觸摸操作時感測電極E的電容變化量
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
473.583 387.583 103.583 0 0 0
504.583 1055.58 363.583 0 0 0
490.583 433.583 159.583 0 0 0
0 0 0 0 0 0
從表2中可以看出，電容變化量最大值為1055.58。本案的電容變化量的最大值為現有技術中所述電容變化量最大值的3倍多。因此，所述主動筆1的感測靈敏度得到有效提高。
如下表3所示，其為本案中在多指觸摸操作時所述觸摸掃描驅動電路板253感測到的每個所述感測電極E的電容變化量。 表3  多指觸摸操作時感測電極E的電容變化量
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 785.778 0 0 1019.7778 912
370 1974.78 605 319 1713.7778 912
699 1087.78 529 233 790.77778 26
0 0 0 0 0 0
從表3中可以看出，所述電容變化量最大值為1974.78和1713.7778。即，多指觸摸操作產生的位置為對應的所述感測電極E的位置。
如下表4所示，其為現有技術中在多指進行觸摸操作時所述觸摸掃描驅動電路板253感測到的每個所述感測電極E的電容變化量。 表4  現有技術中多指觸摸操作時感測電極E的電容變化量
0 0 0 0 0 0
18.1667 18.1667 0 0 0 0
42.1667 261.167 0 0 95.166667 0
99.1667 662.167 218.167 0 540.16667 0
162.167 376.167 77.1667 24.1667 315.16667 0
0 0 0 0 0 0
從表4中可以看出，所述電容變化量最大值為662.167和540.16667。本案的電容變化量的最大值為現有技術中所述電容變化量最大值的3倍多。因此，所述主動筆1的感測靈敏度得到有效提高。
基於上述結構的所述主動筆1，藉由設置所述目標電極S處於有效狀態與其相鄰的所述周邊電極P處於接地狀態，電容耦合效應集中在所述目標電極S對應的位置，提高了觸摸處所述目標電極S的電容變化量，進而使得所述主動筆1的感測靈敏度提高，改善了現有技術主動筆常見的Floating現象。
請參閱圖8，其為本發明一種觸摸掃描驅動方法的流程圖。所述觸摸掃描驅動方法應用於上述所述主動筆1中。所述主動筆1包括筆尖10以及筆桿20。所述主動筆1定義有觸摸區域101。所述筆桿20包括殼體21、筆芯23以及觸摸結構25。所述觸摸結構25包括觸摸層251以及觸摸掃描驅動電路板253。所述觸摸層251被圖案化形成多個感測電極E。所述觸摸掃描驅動方法可包括以下步驟：
步驟S11，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇至少一個所述感測電極E作為目標電極S。
步驟S12，所述觸摸掃描驅動電路板253設置與所述目標電極S相鄰設置的至少一個所述感測電極E作為周邊電極P。
在本發明的第一個實施例中，如圖5a所示，所述目標電極S為單個所述感測電極E，所述周邊電極P為單個所述感測電極E，且位於沿第一方向X設置於所述目標電極S的左側。在本發明的第二個實施例中，如圖5b所示，所述目標電極S為單個所述感測電極E，所述周邊電極P為兩個所述感測電極E，且位於沿第一方向X設置於所述目標電極S的兩側。在本發明的第三個實施例中，如圖5c所示，所述目標電極S由兩個相鄰且串聯連接的所述感測電極E構成，所述周邊電極P由兩個相鄰且串聯連接的所述感測電極E構成，且沿第一方向X設置於所述目標電極S的左側。在本發明的第四個實施例中，如圖5d所示，所述目標電極S由兩個相鄰且串聯連接的所述感測電極E構成，所述目標電極S對應兩個所述周邊電極P，每個所述周邊電極P均由兩個相鄰且串聯連接的所述感測電極E構成。其中，一個所述周邊電極P可沿所述第一方向X設置於所述目標電極S的左側，另一個所述周邊電極P可沿所述第二方向Y設置於所述目標電極S的上側。
在本發明的第五實施方式中，如圖6a所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成多個第一感測組G1。每個所述第一感測組G1包括沿行方向設置的第一感測電極E1和第二感測電極E2。在第一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇每個所述第一感測組G1內的所有所述第一感測電極E1同步作為所述目標電極S，且同一所述第一感測組G1內的所有所述第二感測電極E2作為所述周邊電極P。在第二個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇每個所述第一感測組G1內的所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S時，位於同一所述第一感測組G1內的所有所述第一感測電極E1作為所述周邊電極P。
在本發明的第六實施方式中，如圖6b所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均包括沿列方向且相鄰設置的第一至第六感測電極E1-E6。其中，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5設置於同一行，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第六感測電極E6設置於同一行。
在本發明的第七實施方式中，如圖6c所示，以6*6陣列的所述感測電極E為例。多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均包括沿行方向且相鄰設置的第一至第六感測電極E1-E6。其中，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5設置於同一列，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第六感測電極E6設置於同一列。
其中，在第六至第七實施方式中，位於同一組內的所述感測電極E按照指定順序依次作為所述目標電極S。也就是說，在其中一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第一感測電極E1同步作為所述目標電極S，且所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第二至第六感測電極E2-E6作為所述周邊電極P。在另一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S時，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1以及所述第三至第六感測電極E3-E6作為所述周邊電極P。在另一個觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所述第一至第六感測組G1-G6內的所有所述第三感測電極E3作為所述目標電極S時，所述第一至第六感測組G1-G6內的所述第一至第二感測電極E1-E2以及所述第四至第六感測電極E4-E6作為所述周邊電極P。以此類推，直至所有所述感測電極E完成觸摸掃描。
在本發明的第八實施方式中，如圖6d所示，多個所述感測電極E劃分形成第一至第六感測組G1-G6。所述第一至第六感測組G1-G6內均具有第一至第六個感測電極E1-E6。其中，所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第一感測電極E1錯位且沿對角線方向設置。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第二感測電極E2錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有唯一的一個所述第二感測電極E2。即，所述第六感測組G6內的所述第二感測電極E2與所述第一感測組G1內的所述第一所述第一感測組G1內的所述第一感測電極E1同列設置。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E3錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有唯一的一個所述第三感測電極E3。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第四感測電極E4錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有唯一的一個所述第四感測電極E4。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第五感測電極E5錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有唯一的一個所述第五感測電極E5。所述第一感測組G1至第六感測組G1-G6內的所述第三感測電極E6在行和列上均錯位且沿對角線方向設置，且任一一行或一列中有且僅有唯一的一個所述第六感測電極E6。在第一觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第一感測電極E1作為所述目標電極S，其他位於同一組的所述第二至第六感測電極E2-E6作為對應的所述周邊電極P。在第二觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第二感測電極E2作為所述目標電極S，其他位於同一組內的所述第一感測電極E1以及所述第三至第六感測電極E3-E6作為對應的所述周邊電極P。在第三觸摸掃描階段Tsense，所述觸摸掃描驅動電路板253選擇所有所述第三感測電極E3作為所述目標電極S，且其他位於同一組的所述第一至第二感測電極E1-E2以及所述第四至第六感測電極E4-E6作為對應的所述周邊電極P。以此類推，直至完成所述六感測電極E6完成觸摸掃描。
步驟S13，在所述目標電極S處於有效狀態且所述周邊電極P處於接地狀態時，計算導體與所述目標電極S的感測電容值。
在本發明的至少一個實施例中，所述觸摸掃描驅動電路板253輸出所述觸摸掃描驅動信號給所述目標電極S並提供輔助信號給所述周邊電極P。其中，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號為具有相同週期且相同振幅的脈衝信號。在其他實施方式中，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號具有相同的週期，但具有不同的振幅。在任意一個時間點，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號中的一者處於有效狀態，另一者處於接地狀態。
在本發明的至少一個實施例中，所述導體與所述目標電極S之間會形成第一電容C1，所述導體與所述周邊電極P之間會形成第二電容C2，所述目標電極S和所述周邊電極P之間會形成第三電容C3，所述目標電極S與接地端之間形成第四電容C4。由於所述周邊電極P接地，其並不會與接地端之間形成電容。其中，所述第一電容C1和所述第二電容C2串聯連接後與所述第三電容C3並聯，然後再與所述第四電容C4並聯。
在本發明的至少一個實施例中，所述目標電極S的感測電容Csense可以藉由以下公式得到。 Csense=C4+C3+C1*C2/(C1+C2)
步驟S14，在所述感測電容值Csense大於基準值時，則所述觸摸掃描驅動電路板253識別產生觸摸操作。
步驟S15，所述觸摸掃描驅動電路板253根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
基於上述所述觸控掃描驅動方法，藉由設置所述目標電極S處於有效狀態與其相鄰的所述周邊電極P處於接地狀態，電容耦合效應集中在所述目標電極S對應的位置，提高了觸摸處所述目標電極S的電容變化量，進而使得所述主動筆1的感測靈敏度提高，改善了現有技術主動筆常見的Floating現象。
需要說明的是，對於前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬於優選實施例，所涉及的動作和模組並不一定是本發明所必須的。
還需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。
以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
1:主動筆 10:筆尖 20:筆桿 101:觸摸區域 21:殼體 23:筆芯 25:觸摸結構 251:觸摸層 253:觸摸掃描驅動電路板 E:感測電極 S:目標電極 P:周邊電極 Tsense:觸模掃描階段 C1:第一電容 C2:第二電容 C3:第三電容 C4:第四電容 G1:第一感測組 G2:第二感測組 G3:第三感測組 G4:第四感測組 G5:第五感測組 G6:第六感測組 E1:第一感測電極 E2:第二感測電極 E3:第三感測電極 E4:第四感測電極 E5:第五感測電極 E6:第六感測電極 S11-S15:步驟
圖1為本發明主動筆的立體示意圖。
圖2為圖1中所述主動筆的側面示意圖。
圖3為圖2中所述主動筆沿III-III的剖面示意圖。
圖4為圖1中所述觸摸掃描驅動信號和輔助信號的時序示意圖。
圖5a-5d為圖1中所述目標電極和所述周邊電極的示意圖。
圖6a-6d為圖1中所述感測電極的示意圖。
圖7為圖5a中所述主動筆的觸摸區域被單指觸摸時的等效電路示意圖。
圖8為本發明至少一個實施例的觸摸掃描驅動方法的流程圖。
S11-S15:步驟

Claims (11)

  1. 一種觸控掃描驅動方法，應用於主動筆中；所述主動筆包括多個共面設置的感測電極；其中，所述觸控掃描驅動方法包括： 選擇至少一個所述感測電極作為目標電極； 設置與所述目標電極相鄰的至少一個所述感測電極作為周邊電極； 提供觸摸掃描驅動信號給所述目標電極並提供輔助信號給所述周邊電極； 在所述目標電極處於有效狀態且所述周邊電極處於接地狀態時，計算導體與所述目標電極的感測電容值； 在所述感測電容值大於基準值時識別產生觸摸操作； 根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
  2. 如請求項1所述的觸控掃描驅動方法，其中，所述目標電極和所述周邊電極中至少一者由串聯連接的至少兩個相鄰的所述感測電極構成。
  3. 如請求項1所述的觸控掃描驅動方法，其中，多個所述感測電極呈矩陣設置，且劃分形成多個感測組；每個所述感測組包括相鄰設置的第一至第N感測電極；N大於等於2；每組所述感測組內的多個所述感測電極按照指定順序依次作為所述目標電極，且位於同一所述感測組內的其他所述感測電極作為所述周邊電極。
  4. 如請求項1所述的觸控掃描驅動方法，其中，在任意一個時間點，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號中的一者處於有效狀態，另一者處於接地狀態；所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號為具有相同週期且相同振幅的脈衝信號。
  5. 如請求項1所述的觸控掃描驅動方法，其中，所述目標電極相鄰的所有所述感測電極均為周邊電極。
  6. 一種主動筆，所述主動筆定義有觸摸區域；其中，所述主動筆包括： 觸摸層，與所述觸摸區域對應設置；所述觸摸層可被圖案化形成多個呈矩陣設置的感測電極；以及 觸摸掃描驅動電路板，用於依次對所述感測電極進行掃描以識別觸摸操作； 其中，所述觸摸掃描驅動電路板選擇至少一個所述感測電極作為目標電極，並設置與所述目標電極相鄰設置的至少一個所述感測電極作為周邊電極，提供觸摸掃描驅動信號給所述目標電極並提供輔助信號給所述周邊電極；在所述目標電極處於有效狀態且所述周邊電極處於接地狀態時，所述觸摸掃描驅動電路板計算導體與所述目標電極的感測電容值；在所述感測電容值大於基準值時，所述觸摸掃描驅動電路板識別產生觸摸操作，並根據所述感測電容值產生對應的控制指令。
  7. 如請求項6所述的主動筆，其中，所述主動筆的殼體絕緣。
  8. 如請求項6所述的主動筆，其中，所述目標電極和所述周邊電極中至少一者由串聯連接的至少兩個相鄰的所述感測電極構成。
  9. 如請求項6中所述的主動筆，其中，在任意一個時間點，所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號中的一者處於有效狀態，另一者處於接地狀態；所述觸摸掃描驅動信號和所述輔助信號為具有相同週期且相同振幅的脈衝信號。
  10. 如請求項6所述的主動筆，其中，多個所述感測電極呈矩陣設置，且劃分形成多個感測組；每個所述感測組包括相鄰設置的第一至第N感測電極；N大於等於2；每組所述感測組內的多個所述感測電極按照指定順序依次作為所述目標電極，且位於同一所述感測組內的其他所述感測電極作為所述周邊電極。
  11. 如請求項10所述的主動筆，其中，所述觸摸掃描驅動電路板同時對所有所述目標電極提供觸摸掃描驅動信號。
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