TWI707266B

TWI707266B - 複數主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統

Info

Publication number: TWI707266B
Application number: TW108105180A
Authority: TW
Inventors: 邱峰青; 王鵬飛
Original assignee: 大陸商昆山龍騰光電股份有限公司
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-10-11
Also published as: TW201939252A; JP2021504862A; US11126299B2; JP7042354B2; CN110869898B; CN110869898A; WO2019169599A1; US20210055861A1

Abstract

本發明公開了一種複數主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統，所述方法包括步驟：獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標；在觸控面板之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。本發明藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆之具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

Description

複數主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統

本專利申請要求在2018年03月08日提交的國際專利申請號為PCT/CN2018/078411的優先權，該專利申請的全文以引用的方式併入本申請中。

本發明涉及觸控技術領域，尤其涉及一種複數主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統。

由於電容觸控式螢幕易操作，且靈敏度較高，已成為現階段觸控設備之首選。電容觸控式螢幕所使用之電容屏，一般是在玻璃或其他透明材料內製作Metal Mesh導電材料以形成縱橫交錯結構之導電電極層，該等導電電極可以作為發射電極和接收電極。當手指點擊螢幕，會和發射電極以及接收電極均形成耦合電容，從接觸點吸收部分電流，從而造成發射電極之信號發生變化。即，電容觸控式螢幕在導體與其觸摸時，藉由導電膜形成之電場之變化檢測導體在電容屏上之觸摸位置，實現人機交互功能。

觸控式螢幕可允許用戶藉由使用手指、觸控筆或其他物體觸摸所述觸摸感測器面板來執行各種功能。更高級之觸控式螢幕能夠同時檢測多點觸摸。通常，觸控式螢幕可識別觸摸感測器面板上一個或複數個觸摸位置，並且計算系統隨後可根據觸摸事件發生時出現之顯示內容而單獨地解釋該觸摸或將該觸摸解釋為單個手勢，然後可根據觸摸事件來執行一個或複數個動作。

當將觸控筆用作電容觸摸系統中之輸入裝置時，觸控筆傳統上具有類似於手指之性質。常規之觸控筆通常只是具有手指尺寸之圓形尖端之導電棒，該圓形尖端足夠大以中斷電容觸摸感測器面板之發射電極和接收電極之間之電場線。因此，常規之觸控筆是被動式輸入裝置，即被動式電容筆，因為該種裝置不能在電容觸摸感測器面板中主動傳輸激勵信號或感測由觸摸引起之電容變化。

而主動式電容筆作為與電容觸控式螢幕配套使用之電容筆，因其內配置有電源及相應之控制電路，可以主動發射信號，與只能接收信號之被動式電容筆相比，具有筆尖細、定位精度高、可交互等優點，而且相比手指書寫更加符合人們使用筆這種輸入工具之使用習慣。

習知技術存在之問題是，當複數主動式電容筆同時在電容觸控式螢幕上工作時，電容觸控式螢幕可以識別出複數主動式電容筆，但是不能識別出複數主動式電容筆各自所在之具體位置。

本發明之主要目的在於提出一種複數主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統，旨在解決習知技術中無法識別複數主動式電容筆之定位問題。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供一種複數主動式電容筆之識別方法，所述方法包括步驟：獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標；在觸控面板工作週期中之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。

此外，為實現上述目的，本發明實施例第二方面提供一種觸摸控制單元，所述觸摸控制單元包括識別模組和剔除模組；所述識別模組，用於獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標；所述剔除模組，用於在觸控面板互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。

此外，為實現上述目的，本發明實施例第三方面提供一種觸控面板，電容筆可在該觸控面板上進行觸控操作，所述觸控面板包括上述之觸摸控制單元、發射電極以及接收電極；所述觸控面板藉由所述發射電極和所述接收電極，用於根據所述觸摸控制單元之控制信號，接收複數主動式電容筆發送之識別信號。

再者，為實現上述目的，本發明實施例第四方面提供一種觸控系統，所述觸控系統包括複數主動式電容筆以及上述之觸控面板。

本發明實施例提供之主動式電容筆之識別方法、觸摸控制單元、觸控面板以及觸控系統，藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆之具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

Rx‧‧‧接收電極

Tx‧‧‧發射電極

21‧‧‧識別模組

22‧‧‧剔除模組

221‧‧‧開啟模組

222‧‧‧上報模組

第一圖為本發明實施例之觸控面板之電極結構示意圖；第二圖為本發明實施例之觸控面板之電極被觸控之結構示意圖；第三圖為本發明實施例之主動式電容筆及其座標結構示意圖；第四圖為本發明第一實施例之主動式電容筆之識別方法流程示意圖；第五圖為本發明第一實施例之主動式電容筆之識別方法另一流程示意圖；第六圖為本發明第二實施例之觸摸控制單元結構示意圖；第七圖為本發明第二實施例之觸摸控制單元另一結構示意圖；第八圖為本發明實施例之座標識別時序結構示意圖；第九圖為本發明實施例之複數主動式電容筆之座標識別結構示意圖。本發明目的之實現、功能特點及優點將結合實施例，參照圖式做進一步說明。

以下將參照圖式更詳細地描述本發明。在各個圖式中，相同之元件採用類似之圖式標記來表示。為了清楚起見，圖式中之各個部分沒有按比例繪製。此外，在圖中可能未示出某些公知之部分。

在下文中描述了本發明之許多特定之細節，例如器件之結構、材料、尺寸、處理工藝和技術，以便更清楚地理解本發明。但正如本領域之技術人員能夠理解之那樣，可以不按照該等特定之細節來實現本發明。

第一實施例

在敘述本實施例之前，以下結合第一圖-第三圖對觸控面板、報點座標以及鬼點座標進行說明：如第一圖所示，觸控面板包括相互交錯之發射電極Tx和接收電極Rx，接收電極Rx沿著水平方向排列，發射電極Tx沿著豎直方向排列，發射電極Tx和接收電極Rx之數量在此不作限制。

發射電極Tx和接收電極Rx之間互相耦合形成互電容，如第二圖所示，當手指觸摸時，手指和觸控面板表面形成一個耦合電容，引起電流之微弱波動，等效為互電容改變，藉由掃描發射電極Tx和接收電極Rx，可檢測到觸摸點電容量之變化，計算出手指所在位置。在該模式下，發射電極Tx用於發射信號，而接收電極Rx用於接收信號。

當主動式電容筆觸摸時，主動式電容筆發射信號，此時觸控面板上之發射電極Tx和接收電極Rx同時在X、Y軸感測主動式電容筆之發射信號，即觸控面板上之發射電極Tx和接收電極Rx此時均作為接收電極，用於感測主動式電容筆所發射之信號。如第三圖所示，當兩個主動式電容筆同時觸摸觸控面板時，兩個主動式筆分別向觸控面板發射信號，觸控面板之發射電極Tx和接收電極Rx此時作為接收電極，由於兩個主動式電容筆是同時觸控，四個電極會產生接收信號之變化，因而兩個主動式電容筆信號就會產生四個觸摸點座標，即報點座標為(X1，Y1)、(X2，Y1)、(X1，Y2)以及(X2，Y2)，而兩個主動式電容筆之實際所在位置之座標為(X1，Y1)、(X2，Y2)，因此，報點座標中存在鬼點座標(X2，Y1)、(X1，Y2)，由於觸控面板不能準確識別出兩個主動式電容筆實際所在之位置，故該兩個主動式電容筆定位不準確。

基於上述定位不準確之問題，如第四圖所示，本發明第一實施例提供一種複數主動式電容筆之識別方法，所述方法包括步驟：

S11、獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標。

在本實施例中，由於主動式電容筆之工作模式為發射信號，對應之觸控面板之工作模式為接收信號(Rx，Rx)，故可以藉由控制觸控面板之發射電極或接收電極獲取複數主動式電容筆發送之識別信號。

在本實施例中，識別信號為主動式電容筆之識別碼或者ID(Identification，標識號)。

S12、在觸控面板工作週期中之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。

在本實施例中，由於此段時間中複數主動式電容筆不發射信號(等效為筆頭)，對應之觸控面板之工作模式為互容模式，即同時發射及接收信號(Tx，Rx)，故在此過程中可以利用觸控面板之互容模式剔除鬼點座標，具體鬼點座標之剔除過程為：先向觸控面板之一發射電極Tx發射信號，然後藉由觸控面板之接收電極Rx接收信號，依次類推直到所有發射電極Tx發射信號完畢；據此可剔除報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際位置所在之座標。

作為示例地，假設報點率為100Hz(赫茲)，其工作週期為1/100=10ms(毫秒)。請參考第八圖所示，t1和t2為相鄰之兩個工作週期，每個工作週期都為10ms。t11、t12和t13為t1工作週期之3個時間段，t21、t22和t23與此類似。

在t11時間段，主要用於識別主動式電容筆之ID號，例如：假設有2支主動式電容筆時，在該時間段可判斷主動式電容筆之型號及數量。

在t12時間段，2支主動式電容筆會產生4個座標，其中有2個座標為鬼點座標(具體地可參考前述內容以及第三圖所示)。在該時間段，觸控面板之發射電極Tx和接收電極Rx都用於接收信號，2支主動式電容筆發射信號。

在t13時間段，2支主動式電容筆不發射信號(等效為筆頭)，觸控面板之工作模式為互容模式，在互容模式下發射電極Tx用於發射信號，接收電極Rx用於接收信號。利用觸控面板之互容模式可以區分手指與被動式電容筆，是因為手指與被動式電容筆之原始值之變化量(信號差值)不一樣加以區分。在該時間段，由於主動筆不發射信號時(即可看作被動式電容筆)，互容模式可以偵測手指和被動式電容筆之位置並加以區分，即區分手指/被動式電容筆(包括筆頭)，除了筆頭之外之位置都是鬼點。故在此段時間內，可以將鬼點剔除。

t2工作週期與t1工作週期類似，不同的是，在t21時間段可不識別主動式電容筆之ID號，即可省略掉該時間。主要原因是，由於主動筆之懸浮特性，主動筆書寫具有連續性，可藉由晶片報點連續性演算法，後續上報週期無需再次識別。

請參考第五圖所示，在一種實施方式中，所述在觸控面板之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標之前還包括步驟：

S121、開啟觸控面板之互容模式。

請再參考第五圖所示，在一種實施方式中，所述在互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際位置所在之座標後還包括步驟：

S122、上報各個主動式電容筆之實際座標。

在該實施方式中，為了提高上報之準確率，可在每一個上報週期內都對主動式電容筆進行識別。

在該實施方式中，可只在主動式電容筆剛剛放下時進行識別，由於觸控筆具有懸浮特性，如果主動式電容筆沒有離開觸控面板，觸控筆書寫具有連續性，可藉由晶片報點連續性演算法，後續上報週期內無需進行識別。如果主動式電容筆離開了觸控面板或者主動式電容筆之間之距離非常近，可再次啟動對主動式電容筆進行識別。藉由該方式，可提高報點率。

為了進一步地闡述本實施例，以下結合第九圖以三支主動式電容筆為例，進行說明：如第九圖所示，當三支主動式電容筆觸摸觸時，藉由控制觸控面板之發射電極或接收電極獲取三支主動式電容筆發送之識別信號，可識別出三支主動式電容筆分別為Pen1、Pen2以及Pen3，報點座標為(X1,Y1)、(X1,Y2)、(X1,Y3)、(X2,Y1)、(X2,Y2)、(X2,Y3)、(X4,Y1)、(X4,Y2)以及(X4,Y3)。

依次掃描X1、X2、X3以及X4，在Y1-Y4上接收信號，剔除報點座標中之鬼點座標。剔除後之座標為(X1,Y1)、(X2,Y3)、(X4,Y2)，該座標即為Pen1、Pen2以及Pen3之實際座標。

本發明實施例提供之複數主動式電容筆之識別方法，藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆之具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

第二實施例

參照第六圖，第六圖為本發明第二實施例提供之一種觸摸控制單元，所述觸摸控制單元包括識別模組21和剔除模組22；所述識別模組21，用於獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標。

在本實施例中，所述識別模組21藉由控制觸控面板之發射電極或接收電極獲取複數主動式電容筆發送之識別信號。

所述剔除模組22，用於在工作週期中之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。

在本實施例中，由於此段時間中主動式電容筆不發射信號(等效為筆頭)，對應之觸控面板之工作模式為互容模式，即同時發射及接收信號(Tx，Rx)，故在此過程中可以利用觸控面板之互容模式剔除鬼點座標，具體鬼點座標之剔除過程為：先向觸控面板之一發射電極Tx發射信號，然後藉由觸控面板之接收電極Rx接收信號，依次類推直到所有發射電極Tx發射信號完畢；據此可剔除報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際位置所在之座標。

在t11時間段，主要用於用於識別主動式電容筆之ID號，例如：假設有2支主動式電容筆時，在該時間段可判斷主動式電容筆之型號及數量。

在t13時間段，2支主動式電容筆不發射信號(等效為筆頭)，觸控面板之工作模式為互容模式，由於在互容模式下觸控面板之發射電極Tx用於發射信號，接收電極Rx用於接收信號。利用觸控面板之互容模式可以區分手指與被動式電容筆，是因為手指與被動式電容筆之原始值之變化量(信號差值)不一樣加以區分。在該時間段，由於主動筆不發射信號時(即可看作被動式電容筆)，互容模式可以偵測手指和被動式電容筆之位置並加以區分，即區分手指/被動式電容筆(包括筆頭)，除了筆頭之外之位置都是鬼點。故在此段時間內，可以將鬼點剔除。

請再參考第七圖所示，在一種實施方式中，所述觸摸控制單元還包括開啟模組221；所述開啟模組221，用於開啟觸控面板之互容模式。

請再參考第七圖所示，在一種實施方式中，所述觸摸控制單元還包括上報模組222；所述上報模組222，用於上報各個主動式電容筆之實際座標。

在該實施方式中，可只在主動式電容筆剛剛放下時進行識別，如果電容筆沒有離開觸控面板，後續上報週期內無需進行識別。如果電容筆離開了觸控面板或者主動式電容筆之間之距離非常近，可再次啟動對主動式電容筆進行識別。藉由該方式，可提高報點率。

本發明實施例提供之觸摸控制單元，藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆實際所在之具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

第三實施例

本發明第三實施例提供一種觸控面板，電容筆可在該觸控面板上進行觸控操作，所述觸控面板包括第二實施例所述之觸摸控制單元、發射電極以及接收電極；所述發射電極和所述接收電極，用於根據所述觸摸控制單元之控制信號，接收複數主動式電容筆發送之識別信號。

本發明實施例提供之觸控面板，藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆之實際所在具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

第四實施例

本發明第四實施例提供一種觸控系統，所述觸控系統包括複數主動式電容筆以及第三實施例所述之觸控面板。

本發明實施例提供之觸控系統，藉由剔除鬼點座標，準確地識別出複數主動式電容筆實際所在之具體位置；定位精度高，用戶體驗感強。

應當說明之是，在本文中，諸如第一和第二等之類之關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示該等實體或操作之間存在任何該種實際之關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變形意在涵蓋非排他性之包含，從而使得包括一系列要素之過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出之其他要素，或者是還包括為該種過程、方法、物品或者設備所固有之要素。在沒有更多限制之情況下，由語句“包括一個......”限定之要素，並不排除在包括所述要素之過程、方法、物品或者設備中還存在另外之相同要素。

依照本發明之實施例如上文所述，該等實施例並沒有詳盡敘述所有之細節，也不限制該發明僅為所述之具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多之修改和變化。本說明書選取並具體描述該等實施例，是為了更好地解釋本發明之原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上之修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物之限制。

S11,S12‧‧‧步驟

Claims

一種複數主動式電容筆之識別方法，其中，所述方法包括步驟：獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標，其中，所述識別信號為主動式電容筆之識別碼或標誌號；在觸控面板工作週期中之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。
如申請專利範圍第1項所述之複數主動式電容筆之識別方法，其中，藉由控制觸控面板之發射電極或接收電極獲取複數主動式電容筆發送之識別信號。
如申請專利範圍第1項所述之複數主動式電容筆之識別方法，其中，所述在觸控面板之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標之前還包括步驟：開啟觸控面板之互容模式。
如申請專利範圍第1項所述之複數主動式電容筆之識別方法，其中，所述在互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標之後還包括步驟：上報各個主動式電容筆之實際座標。
一種觸摸控制單元，其中，所述觸摸控制單元包括獲取模組、識別模組和剔除模組；所述識別模組，用於獲取複數主動式電容筆發送之識別信號，並識別出各個主動式電容筆及其報點座標，其中，所述識別信號為主動式電容筆之識別碼或標誌號；所述剔除模組，用於在觸控面板工作週期中之互容模式下剔除所述報點座標中之鬼點座標，得到各個主動式電容筆之實際座標。
如申請專利範圍第5項所述之觸摸控制單元，其中，所述識別模組藉由控制觸控面板之發射電極或接收電極獲取複數主動式電容筆發送之識別信號。
如申請專利範圍第5項所述之觸摸控制單元，其中，所述觸摸控制單元還包括開啟模組；所述開啟模組，用於開啟觸控面板之互容模式。
如申請專利範圍第5項所述之觸摸控制單元，其中，所述觸摸控制單元還包括上報模組；所述上報模組，用於上報各個主動式電容筆之實際座標。
一種觸控面板，複數電容筆可在該觸控面板上進行觸控操作，其中，所述觸控面板包括觸摸控制單元、發射電極以及接收電極，所述觸摸控制單元為如申請專利範圍第5-8項中任一項所述之觸摸控制單元；所述觸控面板藉由所述發射電極和所述接收電極，用於根據所述觸摸控制單元之控制信號，接收複數主動式電容筆發送之識別信號。
一種觸控系統，其中，所述觸控系統包括複數主動式電容筆以及申請專利範圍第9項所述之觸控面板。