CN110231877A - 触控信号处理方法及触控笔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控信号处理方法和一种触控笔，该触控信号处理方法适用于与触控面板搭配使用的触控笔中，包含以下步骤：利用一第一信号接收件接收来自于触控面板的一传递信号并产生一第一接收信号；利用一第二信号接收件接收该传递信号并产生一第二接收信号；将该第一接收信号及该第二接收信号进行运算以产生一结果值；依据该结果值发送一驱动信号予触控面板以进行触控作业。

Description

触控信号处理方法及触控笔
技术领域
本发明是关于信号处理方法及触控笔，且特别是有关于触控信号处理方法及使用前述方法的触控笔。
背景技术
触摸屏可允许使用者通过使用手指、触控笔或其它对象触碰触碰式感测面板来执行各种功能，故许多电子装置，例如智能型手机或平板计算机等，都会采用触控面板作为操作接口以供用户利用触控的方式操作，从而提高便利性。然而，为了使操作触控面板的操作过程更加快速并提供绘制线条的粗细、笔刷等细节功能，大多数的使用者会选用触控笔进行触控书写或绘图。
为了让触控笔在使用时笔触有粗细变化，一般会在笔壳中搭配压力传感器，以通过感测笔芯抵压压力传感器的压力值大小决定笔触粗细，然而，其效果并不如预期。
发明内容
依据本发明提供一种触控信号处理方法，适用于与触控面板搭配使用的一触控笔中，该方法包含以下步骤：利用一第一信号接收件接收触控面板产生的相同频率的至少一信号并产生一第一接收信号；利用一第二信号接收件接收该信号并产生一第二接收信号；将该第一接收信号及该第二接收信号进行运算以产生一结果值；以及依据该结果值发送一驱动信号予触控面板以进行触控作业。
本发明另提供一种触控笔，包含一信号处理器、一信号传递件、一第一信号接收件、一第二信号接收件、一差分处理器及一控制模块；信号传递件电连接于信号处理器，第一信号接收件电连接于信号处理器并接收触控面板产生的至少一信号并产生至少一第一接收信号，第二信号接收件接收至少一信号并产生至少一第二接收信号；差分处理器电连接于第一信号接收件及第二信号接收件，运算第一接收信号及第二接收信号以产生一结果值；控制模块电连接于信号处理器、差分处理器及压力传感器，控制模块依据一参考电压和结果值的比较来产生一驱动信号予触控面板以进行触控作业。
附图说明
图1绘示用于与触控面板一起使用的本发明的触控笔的示意图；
图2绘示本发明的触控笔的电路方块图；以及
图3绘示第一接收信号、第二接收信号、差分信号及驱动信号的波形图。
附图标记说明：1-触控笔；10-笔杆；102-容腔；12-笔头；122-信号传递件；124-第一信号接收件；126-第二信号接收件；128-绝缘件；14-电路板；3-触控面板；30-触控面；140-信号处理器；142-控制模块；1420-微处理器；1422-可程序调节器；1424-比较器；144-差分处理器；146-压力传感器；148-电池；ND-差分噪声；NRX1-第一噪声；NRX2-第二噪声；Rx-接收电极；S-感测单元；SC-控制信号；SD-差分信号；SP-压力信号；SRX1、SRX1’-第一接收信号；SRX2-第二接收信号；STX-驱动信号；Tx-扫描电极；Vref-参考电压。
具体实施方式
图1绘示用于与触控面板一起使用的本发明的触控笔的示意图。本发明的触控笔1应用于电容式触控面板(以下称「触控面板」)3中，当触控笔1碰触触控面板3的表面时，触控面板3受抵压处可获得关于触控笔1的输入信息。
在图1中，触控笔1位于触控面板3的触控面30之上，其笔头12会与触控面板3中其中一条扫描电极Tx与其中一条接收电极Rx交点处形成的感测单元S之间形成耦合电容。在此要特别说明的是，触控面板3上可包含多条平行于X轴排列的扫描电极Tx，以及多条平行于Y轴排列的接收电极Rx，扫描电极Tx和接收电极Rx的交会点即定义了一个感测单元S；为简化起见，图1中仅绘示出触控笔3触控点所对应的一扫描电极Tx、一接收电极Rx，以及位在前述扫描电极Tx和接收电极Rx交点处的一感测单元S。
触控笔1包含一笔杆10及一笔头12；笔杆10用以供使用者手持使用，笔杆10内可设有一容腔102，以供收容一电路板14；电路板14上可搭载有能够对来自于触控面板3的信号进行处理后，再发送一驱动信号STX(如图3所示)予触控面板3进行触控作业的电子电路(详见后述)。笔头12位于笔杆10的一端，用以与触控面板3的触控面30接触；笔头12上设有一信号传递件122、一第一信号接收件124、一第二信号接收件126及多个绝缘件128；第一信号接收件124配置最远离于笔杆10并用以接触触控面板3，绝缘件128分别设于隔开预定间隔配置的相邻信号传递件122、第一信号接收件124及第二信号接收件126之间，以避免使用金属或导电塑料等导体制成的信号传递件122、第一信号接收件124及第二信号接收件126互相接触而短路。
举例来说，在图1中，信号传递件122配置在第一信号接收件124及第二信号接收件126之间，其中一个绝缘件128介于信号传递件122及第一信号接收件124之间，其中的另一个绝缘件128介于信号传递件122及第二信号接收件126之间；笔头12在远离于笔杆10的方向上随着远离笔杆10依序配置有第二信号接收件126、绝缘件128、信号传递件122、绝缘件128及第一信号接收件122。然而，在实际实施时，也可以让第二信号接收件126配置在信号传递件122及第一信号接收件124之间，让笔头12在远离于笔杆10的方向上随着远离笔杆10依序排列有信号传递件122、绝缘件128、第二信号接收件126、绝缘件128及第一信号接收件122。
一般来说，以触控笔1在触控面板3上进行点选或书写等动作时，触控笔1与触控面板3的触控面3间具有非为九十度的一斜角，如图1所示；因此，配置在笔头12上的第一信号接收件124及第二信号接收件126可分别地接收来自于触控面板3的扫描电极Tx送出的具有单一特定频率的至少一信号，信号中可存在有信号噪声。
在图3中，定义第一信号接收件124接收信号后可产生的一第一接收信号SRX1，第一接收信号SRX1中可存在有第一噪声NRX1，第二信号接收件126接收信号后可产生的一第二接收信号SRX2，第二接收信号SRX2中可存在第二噪声NRX2。归因于第一信号接收件124可直接接触触控面板3，而第二信号接收件126设置较远离于触控面板3，故第一接收信号SRX1的振幅(在图3中标示为a1)会大于第二接收信号SRX2的振幅(在图3中标示为a2)。，第一接收信号SRX1及第二接收信号SRX2的振幅与第一信号接收件124、第二信号接收件126分别与触控面板3的触控面30间的距离成反比。当然，存在于第一接收信号SRX1中的第一噪声NRX1的振幅也会大于存在于第二接收信号SRX2中的第二噪声NRX2的振幅。
其次，第一接收信号的一第一频率f1相同于第二接收信号的一第二频率f2时。
图2绘示本发明的触控笔的电路方块图。在图2中，触控笔1还包含信号处理器140、控制模块142、差分处理器144、压力传感器146及电池148，其等可分别地配置在图1所示的电路板14上，并可对来自触控面板3的信号进行处理后发送一驱动信号STX予触控面板3来进行触控作业。
差分处理器144电连接于第一信号接收件124及第二信号接收件126，其可接收第一信号接收件124提供的第一接收信号SRX1，以及第二信号接收件126提供的第二接收信号SRX2，并接着对第一接收信号SRX1及第二接收信号SRX2进行差分比较可产生一差分信号SD。在本实施方式中，差分信号SD的振幅(在图3中标示为aD)可介于第一接收信号SRX1的振幅及第二接收信号SRX2的振幅之间。然而，应当注意，在不脱离本发明的范围的情况下，本实施方式的变型可以让差分信号SD的振幅同时小于第一接收信号SRX1的振幅及第二接收信号SRX2的振幅。此外，存在于差分信号SD中的噪声(以下称差分噪声ND)的振幅除了可以是介于第一噪声NRX1的振幅及第二噪声NRX2的振幅之间或同时小于第一噪声NRX1的振幅及第二噪声NRX2的振幅。
此外，在本发明的另一实施方式中，差分处理器144所产生的差分信号SD的振幅(在图3中标示为aD)与差分噪声ND的振幅的差值可大于第一接收信号SRX1的振幅与第一噪声NRX1的振幅的一第一差值；其中，第二接收信号SRX2的振幅与第二噪声NRX2的振幅的一第二差值小于前述的第一差值。
复参阅图2；控制模块142电连接于差分处理器144，以接收差分处理器144提供的差分信号SD控制模块142可通过差分处理器144提供的差分信号SD来判断触控事件为有效操作事件或无效操作事件；其中，控制模块142可例如通过判断差分信号SD的波形、振幅来判断触控事件为有效操作事件或无效操作事件。
更具体言之，控制模块142中可包含一微处理器1420、一可程序调节器1422及一比较器1424；可程序调节器1422电连接于一电源Vcc，其用以提供一参考电压Vref。比较器1424电连接于可程序调节器1422及差分处理器144，以接收可程序调节器1422提供的参考电压Vref及差分处理器144提供的差分信号SD。控制模块142除了可为图2所绘示的电子构件来实现外，也可以使用一集成电路来实现。在实际操作时，比较器1424可于差分信号SD不小于参考电压Vref时提供一(呈高电位的)输出信号予微处理器1420以通知微处理器1420触控事件为有效操作事件；反之，比较器1424可于差分信号SD小于参考电压Vref时不提供输出信号或提供一呈低电位的输出信号予微处理器1420来通知微处理器1420触控事件为无效操作事件。
若控制模块142判断触控事件为有效操作事件，控制模块142控制模块142可选择将差分信号SD及控制模块142于触控事件为有效操作事件时另产生的一控制信号SC同时提供予信号处理器140；其中，差分信号SD中可承载相关数据数据，如：触控笔1的型号、使用者选择的笔刷颜色、形式、粗细，以及使用者施加在触控笔1上的压力等。然而，应当注意，在不脱离本发明的范围的情况下，控制模块142可选择将差分信号SD、压力传感器146提供的压力信号SP及控制信号SC同时提供予信号处理器140；其中，压力信号SP的振幅与触控笔1抵压触控屏幕3的力量值成正比，意即触控笔1抵压触控屏幕3的力量值愈大，则压力信号SP的振幅愈大；反之，触控笔1抵压触控屏幕3的力量值愈小，则压力信号SP的振幅愈小。
信号处理器140电连接于第一信号接收件124及信号传递件122；当控制模块142可选择将差分信号SD及控制信号SC同时提供予信号处理器140时，信号处理器140接着可将控制信号SC整合于差分信号SD中来产生驱动信号STX，让触控面板3进行触控作业。
当控制模块142仅选择将差分信号SD、压力信号SP及控制信号SC同时提供给信号处理器140时，信号处理器140接着可将压力信号Sp及控制信号SC整合于差分信号SD中来产生驱动信号STX，让触控面板3进行触控作业，例如，压力信号SP可例如用以决定显示在触控屏幕3的图文的笔触粗细。在此要特别说明的是，信号处理器140会在差分信号SD结束一预定时间t且另差分信号SD结尚未发生的时并入控制信号SC(及压力信号SP)，如图3所示。
最后，信号处理器140接着将驱动信号STX发送至信号传递件122，并通过信号传递件122传递至触控屏幕3以进行触控作业。
此外，若控制模块142判断触控事件为无效操作事件时，控制模块142就不会将压力信号SP提供给信号处理器140，则信号处理器140可选择将直接地将差分信号SD作为驱动信号STX发送至信号传递件122
综合前述，本发明的触控信号处理方法可以下述内容执行。首先，利用第一信号接收件124接收触控面板3产生的相同频率的至少一信号并产生至少一第一接收信号SRX1，以及利用第二信号126接收件接收该信号并产生至少一第二接收信号SRX2。接着，将第一接收信号SRX1及第二接收信号SRX2进行运算以产生一结果值，并依据结果值发送一驱动信号STX予触控面板以进行触控作业。
在前段所述的方法中，将第一接收信号SRX1及第二接收信号SRX2进行运算以产生结果值包含：对第一接收信号SRX1及第二接收信号SRX2进行差分比较以产生差分信号SD；以及于差分信号SD大于或等于参考电压Vref时发送包含差分信号SD及一控制信号SC的驱动信号以触发有效触控操作对应的事件。
在前段所述的方法中，更包含：接收一压力信号SP；以及发送包含差分信号SD、控制信号SC及压力信号SP的该驱动信号以触发有效触控操作对应的事件。压力信号SP的振幅与触控笔1抵压触控屏幕3的力量值成正比。更具体言之，若触控笔1抵压触控屏幕3的力量值愈大，压力信号SP的振幅愈大，则显示在触控屏幕3上的笔触可愈粗；反之，触控笔1抵压触控屏幕3的力量值愈小，压力信号SP的振幅愈小，则显示在触控屏幕3上的笔触可愈细。
在本发明的一个实施方式中，控制信号SC及压力信号SP于差分信号SD结束后一预定时间后并入差分信号SD中。
于前所述的方法中，于差分信号小于参考电压时，触发无效触控操作对应的事件。
触控笔1还可以包含一电池148，其用以提供触控笔1中各组件操作时的电力。在图2中，电池148电连接于控制模块142，其提供电力予控制模块142，并由控制模块142进行电力的分配来对信号传递件122、第一信号接收件124、第二信号接收件126、信号处理器140、差分处理器144、压力传感器146供电；在实际实施时，电池148也可以是直接对信号传递件122、第一信号接收件124、第二信号接收件126、信号处理器140、控制模块142、差分处理器144、压力传感器146进行供电。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本案权利要求所界定为准。

Claims (10)

1.一种触控信号处理方法，其特征在于，包含以下步骤：
利用一第一信号接收件接收触控面板产生的相同频率的至少一信号并产生至少一第一接收信号；
利用一第二信号接收件接收该信号并产生至少一第二接收信号；
将该第一接收信号及该第二接收信号进行运算以产生一结果值；以及
依据该结果值发送一驱动信号予触控面板以进行触控作业。
2.如权利要求1所述的触控信号处理方法，其特征在于，将该第一接收信号及该第二接收信号进行运算以产生该结果值包含以下步骤：
对该第一接收信号及该第二接收信号进行差分比较以产生一差分信号；以及
于该差分信号大于或等于一参考电压时发送包含该差分信号及一控制信号的该驱动信号以触发有效触控操作对应的事件。
3.如权利要求2所述的触控信号处理方法，其特征在于，更包含以下步骤：
接收一压力信号；以及
发送包含该差分信号、控制信号及该压力信号的该驱动信号以触发有效触控操作对应的事件。
4.如权利要求3所述的触控信号处理方法，其特征在于，该控制信号及该压力信号于该差分信号结束后一预定时间后并入该差分信号中来产生该驱动信号。
5.如权利要求2所述的触控信号处理方法，其特征在于，更包含以下步骤：
于该差分信号小于该参考电压时，触发无效触控操作对应的事件。
6.一种触控笔，其特征在于，包含：
一信号处理器；
一信号传递件，电连接于该信号处理器；
一第一信号接收件，电连接于该信号处理器并接收触控面板产生的相同频率的至少一信号并产生至少一第一接收信号；
一第二信号接收件，接收该信号并产生至少一第二接收信号；
一差分处理器，电连接于该第一信号接收件及该第二信号接收件，运算该第一接收信号及该第二接收信号以产生一差分信号；以及
一控制模块，电连接于该信号处理器及该差分处理器，该控制模块依据一参考电压和该差分信号的比较来产生一驱动信号予触控面板以进行触控作业。
7.如权利要求6所述的触控笔，其特征在于，当该差分信号大于或等于该参考电压时，该控制模块产生一控制信号并将该控制信号及该差分信号传递至信号处理器，该信号处理器将该控制信号并入该差分信号中以产生该驱动信号以触发有效触控操作对应的事件。
8.如权利要求6所述的触控笔，其特征在于，当该差分信号小于该参考电压时，该控制模块将该差分信号传递至信号处理器以触发无效触控操作对应的事件。
9.如权利要求6所述的触控笔，其特征在于，更包含一压力传感器，电连接于该控制模块并供产生一压力信号，其中该控制模块将该压力信号及该差分信号传递至该信号处理器，该信号处理器将该压力信号并入该差分信号中以产生该驱动信号来对触控面板进行触控作业。
10.如权利要求9所述的触控笔，其特征在于，该控制信号、该压力信号于该差分信号中之一结束后并入该差分信号中。
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