CN110431517B - 主动笔的压力检测方法、装置和主动笔 - Google Patents

Abstract

一种主动笔的压力检测方法、装置和主动笔，其中，主动笔的笔身(1)中设置有触摸传感器(11)，该方法包括：获取触摸传感器(11)的感应变化量(S101)，感应变化量指示了触摸传感器(11)的电容改变量；根据感应变化量确定笔身(1)上的压力值(S102)。该方法能够在实现主动笔的压力检测的同时降低主动笔的成本。

Description

主动笔的压力检测方法、装置和主动笔

技术领域

本发明涉及触控感测技术领域，尤其涉及一种主动笔的压力检测方法、装置和主动笔。

背景技术

随着触控技术和移动终端技术的快速发展，越来越多的移动终端采用触控屏进行人机交互。触控屏除了可以用手指直接进行触控操作以外，还可以通过手写笔进行触控输入操作；手写笔由于可以在尺寸较小的触控屏上进行精确书写和快速书写等优点，而被越来越广泛的应用于触控屏。

目前，用于触控屏的手写笔主要包括被动笔和主动笔。其中，被动笔的作用相当于人的手指，当被动笔接触触控屏时，可以改变触摸点处的电极电容，触控屏的触控芯片通过检测电极电容的变化可以确定出触摸点的位置；为了达到足够的灵敏度，被动笔的笔头一般都很粗，而且被动笔无法表现出笔迹的粗细。主动笔可以发射出激励信号，以改变触摸点处的电场，从而改变触摸点处的电极电容，触控屏的触控芯片通过检测电极电容的变化可以确定出触摸点的位置；主动笔由于可以主动发射激励信号，因而笔尖可以设计的很细，而且主动笔可以通过感测用户的书写力度，将表示用户不同书写力度的信号发射给触控屏，使触控屏显示出笔迹的粗细。

现有技术中，主动笔主要通过压感原理感测用户的书写力度，即在主动笔的笔尖中设置压力传感器，通过压力传感器来感测用户在不同书写力度下对主动笔的压力，将表示用户不同书写力度的压力信号发射给触控屏，使触控屏显示出笔迹的粗细。但是，这种主动笔对笔尖材质的要求较高，而且压力传感器本身的成本也较高，导致主动笔的成本很高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种主动笔的压力检测方法、装置和主动笔，用于降低主动笔的成本。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种主动笔的压力检测方法，主动笔的笔身中设置有触摸传感器，该方法包括：

获取触摸传感器的感应变化量，感应变化量指示了触摸传感器的电容改变量；

根据感应变化量确定笔身上的压力值。

通过利用手笔之间的接触面积与手握笔的力度呈正相关的原理，获取笔身中触摸传感器的基准感应值，根据感应变化量确定笔身上的压力值，在实现主动笔的压力检测的同时可以降低主动笔的成本。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，获取触摸传感器的感应变化量，包括：

获取触摸传感器的基准感应值，基准感应值为笔身未受力时触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

获取触摸传感器的当前感应值，当前感应值为在当前时间触摸触感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

将基准感应值减当前感应值之差作为触摸传感器的感应变化量。

通过向触摸触感器施加恒定的基准电压信号获取触摸传感器的基准感应值和当前感应值，进而获取触摸传感器的感应变化量，可以提高压力检测结果的准确性。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，获取触摸传感器的基准感应值，包括：

获取预先存储的触摸传感器的基准感应值。

通过获取预先存储的触摸传感器的基准感应值，可以减少处理器的处理流程。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该方法还包括：

在主动笔上电或休眠时，更新预先存储的触摸传感器的基准感应值。

通过更新预先存储的触摸传感器的基准感应值，可以提高压力检测结果的准确性。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，更新预先存储的触摸传感器的基准感应值，包括：

获取触摸传感器的当前感应值；

当当前感应值与预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将预先存储的触摸传感器的基准感应值更新为当前感应值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为多个，获取触摸传感器的当前感应值，包括：

利用基准电压信号依次扫描各触摸传感器，获取各触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为多个，获取触摸传感器的感应变化量，包括：

分别获取各触摸传感器的感应变化量。

通过获取笔身中多个触摸传感器的基准感应值，根据多个感应变化量确定笔身上的压力值，可以提高主动笔的压力检测的灵敏度。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据感应变化量确定笔身中的压力值，具体包括：

计算各触摸传感器的感应变化量之和；

判断感应变化量之和是否大于零；

若感应变化量之和大于零，则根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值；其中，映射关系包括压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

通过先计算各触摸传感器的感应变化量之和，在感应变化量之和大于零时，再根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值，可以减少查表操作，提高处理器的处理效率。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该方法还包括：

将压力值通过无线方式发送给触控终端。

通过无线方式将压力值发送给触控终端，可以使无线主动笔实现主动笔的压力检测，避免无线主动笔的笔尖在触控终端的触控屏上书写而划伤触控屏。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该方法还包括：

当压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔进入休眠低耗状态；

当压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

通过控制主动笔在休眠低耗状态于正常工作状态之间切换，可以降低主动笔的功耗，延长主动笔的续航时间。

第二方面，本发明实施例提供一种主动笔的压力检测装置，主动笔的笔身中设置有触摸传感器，该装置包括：

获取模块，用于获取触摸传感器的感应变化量，感应变化量指示了触摸传感器的电容改变量；

确定模块，用于根据获取模块获取的感应变化量确定笔身上的压力值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，获取模块包括：

第一获取单元，用于获取触摸传感器的基准感应值，基准感应值为笔身未受力时触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第二获取单元，用于获取触摸传感器的当前感应值，当前感应值为在当前时间触摸触感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第一确定单元，用于将第一获取单元获取的基准感应值减第二获取单元获取的当前感应值之差作为触摸传感器的感应变化量。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该装置还包括：存储模块，用于预先存储触摸传感器的基准感应值；

则第一获取单元具体用于：

获取存储模块预先存储的触摸传感器的基准感应值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该装置还包括：

更新模块，用于在主动笔上电或休眠时，更新存储模块预先存储的触摸传感器的基准感应值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，更新模块包括：

第三获取单元，用于获取触摸传感器的当前感应值；

更新单元，用于当第三获取单元获取的当前感应值与存储模块预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将存储模块预先存储的触摸传感器的基准感应值更新为当前感应值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为多个，第二获取单元具体用于：

利用基准电压信号依次扫描各触摸传感器，获取各触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为多个，获取模块具体用于：

分别获取各触摸传感器的感应变化量。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，确定模块包括：

计算单元，用于计算各触摸传感器的感应变化量之和；

判断单元，用于判断计算单元计算的感应变化量之和是否大于零；

第二确定单元，用于在判断单元判断感应变化量之和大于零时，根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值；其中，映射关系包括压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该装置还包括：

无线模块，用于将确定模块确定的压力值通过无线方式发送给触控终端。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，该装置还包括：

状态控制模块，用于当确定模块确定的压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔进入休眠低耗状态；当确定模块确定的压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

上述第二方面以及第二方面的各可能的实施方式所提供的装置，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

第三方面，本发明实施例提供一种主动笔，包括笔身和笔头，笔身中设置有触摸传感器，主动笔还包括：存储器和处理器；

存储器用于存储可执行指令；

处理器用于在执行可执行指令时实现上述第一方面任一实施方式所述的方法。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为多个，多个触摸传感器位于笔身靠近笔头的一端，且沿笔身轴向间隔排布。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，主动笔还包括：无线电路，无线电路与处理器电连接，用于根据处理器的指示将压力值通过无线方式发送给触控终端。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，触摸传感器为环形电极，环形电极与笔身同轴设置。

上述第三方面以及第三方面的各可能的实施方式所提供的主动笔，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

第四方面，本发明实施例提供一种触控输入***，包括：触控终端和上述第三方面任一实施方式所述的主动笔。

上述第四方面以及第四方面的各可能的实施方式所提供的触控输入***，其有益效果可以参见上述第三方面和第三方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一实施方式所述的方法。

上述第五方面以及第五方面的各可能的实施方式所提供的计算机可读存储介质，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的主动笔的实体结构示意图；

图2为较轻力度握笔时手与触摸传感器的接触情况；

图3为一般力度握笔时手与触摸传感器的接触情况；

图4为较重力度握笔时手与触摸传感器的接触情况；

图5为较轻力度握笔时手与单个触摸传感器的接触情况；

图6为较重力度握笔时手与单个触摸传感器的接触情况；

图7为本发明实施例提供的一种主动笔的压力检测方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的获取触摸传感器的感应变化量的方法流程示意图；

图9为本发明实施例提供的确定笔身中的压力值的方法流程示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种主动笔的压力检测方法的流程示意图：

图11为本发明实施例提供的一种主动笔的压力检测装置的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的另一种主动笔的压力检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有的主动笔采用压力传感器检测压力时导致主动笔的成本很高的技术问题，本发明实施例提供一种主动笔的压力检测方法、装置和主动笔，主要通过在主动笔的笔身中设置触摸传感器，通过获取触摸传感器的感应变化量，根据感应变化量确定笔身上的压力值，来达到在实现主动笔的压力检测的同时降低主动笔的成本的目的。

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。

图1为本发明实施例提供的主动笔的实体结构示意图，如图1所示，本实施例提供的主动笔包括笔身1和笔头2，笔身1中设置有触摸传感器11；主动笔还包括：存储器12和处理器13；存储器12用于存储可执行指令；处理器13用于在执行可执行指令时实现本发明实施例所提供的主动笔的压力检测方法(具体内容参见后续的方法实施例)。

具体的，当用户握住笔身1进行书写时，握笔的力度越重，手与笔的接触面积就越大，触摸传感器11的电容改变量就越大；反之，握笔的力度越轻，手与笔的接触面积就越小，触摸传感器11的电容改变量就越小。根据此原理，处理器13就可以采集反映电容改变量大小的感应变化量，根据触摸传感器11的感应变化量来确定笔身1上所受的压力，将对应的压力值发送给触控终端，触控终端就可以根据该压力值显示书写笔迹的粗细。

其中，触摸传感器11可以为一个或多个，通过采用不同个数的触摸传感器11可以使主动笔达到不同的压力检测灵敏度。即触摸传感器11的个数越多，主动笔的压力检测灵敏度越高，对应的，处理器13所需要处理的数据越多。在具体实现时，可以根据所需的压力检测灵敏度和处理速度来选择合适数量的触摸传感器11，本实施例中对此不做特别限定。

当触摸传感器11为多个时，多个触摸传感器11可以设置在笔身1靠近笔头2的一端，且沿笔身1轴向间隔排布，以保证用户使用时可以接触到尽量多的触摸传感器11，进而提高压力检测的灵敏度。

在具体实现时，触摸传感器11可以为环形电极，环形电极可以与笔身1同轴设置，以使用户在使用时手指与触摸传感器11的接触面积尽量大。环形电极具体可以采用金属薄片实现。

下面以环形电极(触摸传感器11)为5个为例示例性说明用户握笔力度与触摸传感器11的接触面积的关系。

图2-图4分别为不同力度握笔时手与各触摸传感器的接触情况，其中，图2为较轻力度握笔时手与触摸传感器的接触情况，图3为一般力度握笔时手与触摸传感器的接触情况，图4为较重力度握笔时手与触摸传感器的接触情况；其中，黑色方框表示与手有接触的触摸传感器11，白色方框表示未与手接触的触摸传感器11。

具体的，用户握笔的力度越重，手与笔身1的接触面积就越大，那么手接触到的触摸传感器11的数量也越多，进而各触摸传感器11的电容改变量之和也越大，对应的，处理器13获取到的总的触摸传感器11的感应变化量就越大。如图2所示，当用户采用较轻力度握笔时，手接触一个触摸传感器11，处理器13获取到的总的感应变化量较小；如图3所示，当用户采用一般力度握笔时，手接触两个触摸传感器11，处理器13获取到的总的感应变化量较大；如图4所示，当用户采用较重力度握笔时，手接触五个触摸传感器11，处理器13获取到的总的感应变化量达到最大。

图5和图6分别为不同力度握笔时手与单个触摸传感器的接触情况，其中，图5为较轻力度握笔时手与单个触摸传感器的接触情况，图6为较重力度握笔时手与单个触摸传感器的接触情况；其中，黑色方框表示手与触摸传感器11的接触面积较大，浅灰色方框表示手与触摸传感器11的接触面积较小。图中是以距离笔头2最近的第一个触摸传感器11为例示例性说明手与单个触摸传感器11的接触情况，其他四个触摸传感器11采用白色方框表示。

具体的，用户握笔的力度越重，手与笔身1的接触就越紧密，那么手与触摸传感器11的接触面积也越大，进而单个触摸传感器11上的电容改变量就越大，对应的，处理器13获取到的该触摸传感器11的感应变化量就越大。如图5所示，当用户采用较轻力度握笔时，手与触摸传感器11的接触面积较小，处理器13获取到的该触摸传感器11的感应变化量就较小；如图6所示，当用户采用较重力度握笔时，手与触摸传感器11的接触面积较大，处理器13获取到的该触摸传感器11的感应变化量就较大。

也就是说，用户握笔的力度越重，手与各触摸传感器11的接触面积越大，处理器13获取到的总的触摸传感器11的感应变化量就越大。即总的感应变化量与笔身1所受压力正相关，处理器13根据获取到的各感应变化量即可确定对应的笔身1的压力值。

需要说明的是，上述图2-图4中手在不同握笔力度下所接触的触摸传感器11的数量只是一种示例，其并非用于限定本发明。另外，以上所述的手与触摸传感器11接触属于间接接触，手直接接触的是与触摸传感器11正对的笔身1外壁。为了简化附图，图2-图6中只是示出了主动笔中的触摸传感器11，未示出主动笔的其他结构。

本实施例中，处理器13在采集触摸传感器11的感应变化量时，具体可以采集触摸传感器11的电容充放电时间，也可以采集触摸传感器11反馈的电压信号的幅值，还可以采集触摸传感器11的其他可以反映电容改变量的信息。

其中，采集触摸传感器11反馈的电压信号的幅值的方法，主要是通过打码电路(也称作驱动电路)向触摸传感器11施加基准电压信号，该基准电压信号可以是一定频率和幅值的方波、正弦波或三角波等振荡信号；触摸传感器11的固有电容在基准电压信号的作用下充放电，通过积分电路可以将触摸传感器11上存储的电荷转换为电压信号，然后输出给模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，通过ADC将模拟电压信号转换数字信号输出给处理器13；当触摸传感器11被用户触摸时，其电容发生变化，吸收一定的电压，处理器13获取的电压信号的幅值降低，处理器13通过幅值的变化量即可确定对应的电容改变量，进而确定对应的力度信息。其中，打码电路、积分电路和ADC也可以是单独的电路模块，也可以集成在处理器13中。

上述这种采集触摸传感器11反馈的电压信号的幅值的方法，采用恒定的基准电压信号，受到的干扰较小，采集结果更加稳定可靠，进而压力检测结果更加准确。另外，为了提高压力检测结果的灵敏度，在采集触摸传感器11反馈的电压信号的幅值时，可以采用双打码电路和积分电路来获得双倍的电压幅值采集结果。

本实施例中，主动笔还可以包括：无线电路14，无线电路14与处理器13电连接，用于根据处理器13的指示将压力值通过无线方式发送给触控终端。

具体的，无线电路14可以包括收发器和天线等部件，收发器通过天线发送和/或接收无线信号。无线信号可以是蓝牙信号、无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)信号、近场通信信号或其他无线信号。

本实施例中的主动笔可以是有线主动笔(主动笔的笔尖接触触控终端发送激励信号，触控终端识别轨迹数据)，也可以是无线主动笔(主动笔的轨迹数据通过无线方式发送给触控终端)。当主动笔为无线主动笔时，通过无线方式将将压力值发送给触控终端，可以避免主动笔的笔尖在触控终端的触控屏上书写而划伤触控屏。

另外，本实施例中，触摸传感器11也可以当做功能按键使用，例如：触摸传感器11可以用来实现控制笔迹颜色、线型、控制笔尖为橡皮擦、控制屏幕亮度、控制屏幕上下滑动或者控制屏幕缩放等功能。当触摸传感器11为多个时，可以选择触摸传感器11中的部分或者全部实现功能按键，选择的各个触摸传感器11可以分别实现一个功能。

在具体实现时，处理器13可以在每个检测周期，分时处理触摸传感器11的感应变化量，实现触摸传感器11的压力检测功能和功能按键功能。例如：处理器13以设定的检测周期循环检测触摸传感器11，在每个检测周期，可以先进行功能按键检测，即根据触摸传感器11的感应变化量判断触摸传感器11对应的功能按键是否被按压；再进行压力检测，即根据触摸传感器11的感应变化量确定笔身1上的压力值，或者，也可以先进行压力检测再进行功能按键检测；然后将按键数据和压力值先后或者同时发送给触控终端。

处理器13也可以在切换信号的触发下切换触摸传感器11的工作模式，例如：在笔身1上设置一个切换按键，用户可以通过按压切换按键切换触摸传感器11工作在压力检测模式或功能按键模式，处理器13可以根据触摸传感器11当前的工作模式，检测触摸传感器11的感应变化量，实现对应的功能按键检测或压力检测。

本实施例提供的主动笔，通过利用手笔之间的接触面积与手握笔的力度呈正相关的原理，在笔身中设置触摸传感器，由处理器根据触摸传感器的感应变化量确定笔身上的压力值，在实现主动笔的压力检测的同时可以降低主动笔的成本。

下面详细说明本发明提供的方法实施例。

图7为本发明实施例提供的一种主动笔的压力检测方法的流程示意图，如图7所示，本实施例提供的方法包括如下步骤：

S101、获取触摸传感器的感应变化量。

其中，感应变化量指示了触摸传感器的电容改变量。

具体的，如上述实施例中所述，主动笔中的处理器可以获取触摸传感器的感应变化量时，具体可以获取触摸传感器的电容充放电时间，也可以获取触摸传感器反馈的电压信号的幅值，还可以获取触摸传感器的其他可以反映电容改变量的信息。

在具体获取触摸传感器反馈的电压信号的幅值时，可以根据图8所示的方法实现。图8为本发明实施例提供的获取触摸传感器的感应变化量的方法流程示意图，如图8所示，该方法可以包括如下步骤：

S201、获取触摸传感器的基准感应值。

其中，基准感应值为笔身未受力时触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值。

具体的，在获取触摸传感器的感应变化量时，需要先获取一个基准感应值作为参考，该基准感应值为笔身未受力时触摸传感器的感应量，本实施例中具体为笔身未受力时触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值。

在具体实现时，可以采用上述主动笔实施例中所述的包括打码电路、积分电路和ADC的电路，在主动笔未受力时，通过打码电路向触摸传感器施加基准电压信号，然后通过积分电路进行电荷转换，再通过ADC进行模数转换后，由处理器获取触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

需要说明的是，处理器是以设定的检测周期循环检测触摸传感器，处理器在获取触摸传感器的感应变化量时，可以在主动笔首次上电时，或者，也可以在出厂前，或者在其他空闲时间，通过打码电路向触摸传感器施加基准电压信号，获取触摸传感器反馈的电压信号的幅值，然后存储该幅值作为触摸传感器的基准感应值，在每个检测周期通过调取该基准感应值获取触摸传感器的基准感应值，以减少处理器的处理流程。

S202、获取触摸传感器的当前感应值。

其中，当前感应值为在当前时间触摸触感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值。

具体的，当用户握笔时，触摸传感器在手的导电作用下，其上的电容会发生改变，对应的，在向触摸传感器施加基准电压信号后，处理器检测到的触摸传感器的感应量(即当前感应值)相对基准感应值会降低。

需要说明的是，如步骤S201中所述，处理器是以设定的检测周期循环检测触摸传感器，获取触摸传感器的感应变化量，当当前时间用户未握笔时，处理器检测到的触摸传感器的当前感应值相对基准感应值则不变。

其中，该检测周期根据处理器所需处理的任务时长确定，具体大小本实施例不做特别限定。

本实施例中，触摸传感器可以是一个或多个，当触摸传感器为多个时，可以在一个检测周期内顺序检测各触摸传感器，获得各触摸传感器的当前感应值。具体实现时，可以利用基准电压信号依次扫描各触摸传感器，获取各触摸传感器反馈的电压信号的幅值作为各触摸传感器的当前感应值。

例如：利用基准电压信号按触摸传感器与笔尖的距离从近到远的顺序扫描各触摸传感器，即通过打码电路先向图1中所示的距离笔尖最近的第一个触摸传感器施加基准电压信号，获取该第一个触摸传感器反馈的电压信号的幅值；然后再向距离笔尖次近的第二个触摸传感器施加基准电压信号，获取该第二个触摸传感器反馈的电压信号的幅值；以此类推，直至获取到距离笔尖最远的最后一个触摸传感器反馈的电压信号的幅值。当然，也可以按触摸传感器与笔尖的距离从远到近的顺序扫描各触摸传感器，具体扫描顺序本实施例不做特别限定。

S203、将基准感应值减当前感应值之差作为触摸传感器的感应变化量。

具体的，将触摸传感器的基准感应值减去当前感应值就可以获取触摸传感器的感应变化量。

当触摸传感器为多个时，处理器分别获取各触摸传感器的感应变化量，例如可以在一个检测周期内获取预先存储的各触摸传感器的基准感应值后，顺序检测各触摸传感器，获得各触摸传感器的当前感应值，进而得到各触摸传感器的感应变化量。

S102、根据感应变化量确定笔身上的压力值。

具体的，用户握笔的力度越重，手与触摸传感器的接触面积越大，处理器获取到的触摸传感器的感应变化量就越大。即感应变化量与笔身所受压力正相关，处理器根据获取到的感应变化量即可确定对应的笔身的压力值。

当触摸传感器为多个时，根据多个触摸传感器的感应变化量确定笔身上的压力值。具体可以根据图9所示的方法实现，图9为本发明实施例提供的确定笔身中的压力值的方法流程示意图，如图9所示，该方法具体可以包括如下步骤：

S301、计算各触摸传感器的感应变化量之和。

具体的，在获得各触摸传感器的感应变化量之后，首先将各触摸传感器的感应变化量求和，以获得总的感应变化量(即感应变化量之和)。

S302、判断感应变化量之和是否大于零。

具体的，在获得感应变化量之和后，再判断感应变化量之和是否大于零，以确定主动笔是否被用户触摸。当主动笔的笔身被用户触摸时，笔身中的至少一个触摸传感器的电容会发生改变，感应变化量之和会大于零；当主动笔的笔身未被用户触摸时，笔身中的各触摸传感器的电容不变，感应变化量之和等于零。

S303、若感应变化量之和大于零，则根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值。

其中，映射关系包括压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

具体的，当感应变化量之和大于零时，表示用户触摸主动笔的笔身，对笔身施加一定的压力，此时可以根据各触摸传感器的感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值。

由于压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射关系是非线性的，在具体确定该映射关系时，可以通过测量获取尽量多的压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射信息(简称为压力-感应变化量数据)，然后通过差值算法获得更多级数的压力-感应变化量数据，建立表格存储在主动笔中；当感应变化量之和大于零时，可以通过查表确定笔身上的压力值。

该方法中，先计算各触摸传感器的感应变化量之和，在感应变化量之和大于零时，再根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值，可以减少查表操作，提高处理器的处理效率。

在确定笔身上的压力值后，处理器可以将压力值通过有线方式或者无线方式发送给触控终端，触控终端接收到该压力值后，就可以根据该压力值显示书写笔迹的粗细。

另外，本实施例中，可以根据检测到的压力值确定主动笔的工作状态。

具体的，可以在压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔进入休眠低耗状态；在压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

其中，第一压力阈值和第二压力阈值可以相同，也可以不同。第一压力阈值和第二压力阈值的具体大小可以根据实际情况设定，本实施例不做特别限定。预设时间阈值可以选择一个稍长的时间段，例如5s，具体大小本实施例也不做特别限定。

主动笔在不同的环境中，触摸传感器的感应值也会有所差异，本实施例中，在主动笔每次上电时或者每次休眠(即进入休眠低耗状态)时，可以通过打码电路向触摸传感器施加基准电压信号，获取触摸传感器反馈的电压信号的幅值(即获取触摸传感器的当前感应值)，根据该幅值更新预先存储的触摸传感器的基准感应值，以避免环境等因素对触摸传感器的基准感应值的影响，提高压力检测结果的准确性。

不同环境中，主动笔在未受力时，触摸传感器的基准感应值变化较小，为了提高更新结果的准确性，在具体实现时，可以先判断当前感应值与预先存储的基准感应值的差值的大小，根据差值大小更新触摸传感器的基准感应值，以避免由于主动笔异常或其他原因将异常的当前感应值更新为触摸传感器的基准感应值，而影响更新结果的准确性。

具体的，可以判断当前感应值与预先存储的基准感应值之差的绝对值是否小于预设感应阈值，在当前感应值与预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将预先存储的触摸传感器的基准感应值更新为当前感应值；否则，保持预先存储的触摸传感器的基准感应值不变。

本实施例提供的主动笔的压力检测方法，通过获取笔身中触摸传感器的基准感应值，根据感应变化量确定笔身上的压力值，在实现主动笔的压力检测的同时可以降低主动笔的成本。

图10为本发明实施例提供的另一种主动笔的压力检测方法的流程示意图，本实施例是上述图7所示实施例的一种具体的实现方式，在上述图7所示实施例的基础上，如图10所示，本实施例提供的方法可以包括如下步骤：

S401、获取各触摸传感器的基准感应值。

具体的，当触摸传感器为多个时，处理器检测各触摸传感器时，分别获取各触摸传感器的基准感应值。对于每个触摸传感器的基准感应值的具体获取方法可以参见上述步骤S201，此处不再赘述。

S402、获取各触摸传感器的当前感应值。

具体的，在每个检测周期中，处理器分别获取各触摸传感器的当前感应值。对于每个触摸传感器的当前感应值的具体获取方法可以参见上述步骤S202，此处不再赘述。

S403、将各触摸传感器的基准感应值减当前感应值之差作为各触摸传感器的感应变化量。

具体的，在获得各触摸传感器的当前感应值后，对于每个触摸传感器，将基准感应值减去当前感应值就可以得到该触摸传感器的感应变化量。

S404、计算各触摸传感器的感应变化量之和Sum。

具体的，在获得各触摸传感器的感应变化量之后，将各触摸传感器的感应变化量求和，以获得总的感应变化量(感应变化量之和Sum)。

S405、判断感应变化量之和Sum是否大于零；若感应变化量之和Sum大于零(Sum＞0)，则执行步骤S406；若感应变化量之和Sum等于零(Sum＝0)，则执行步骤S407。

具体的，在获得感应变化量之和Sum后，再判断感应变化量之和Sum是否大于零，以确定主动笔是否被用户触摸。正常情况下，感应变化量之和Sum大于或等于零；当感应变化量之和Sum大于零时，说明笔身中的至少一个触摸传感器的电容发生改变，主动笔的笔身被用户触摸；当感应变化量之和Sum等于零时，说明笔身中的各触摸传感器的电容不变，主动笔的笔身未被用户触摸。当感应变化量之和Sum小于零时，属于异常情况，处理器可以进行相关的异常处理，本实施例对此不做特别限定。

S406、根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值。

该步骤的具体描述可以参见上述步骤S303，此处不再赘述。

S407、将压力值通过无线方式发送给触控终端。

具体的，处理器在感应变化量之和大于零时(此时压力值大于零)，或者，在感应变化量之和等于零时(此时压力值等于零)，将压力值通过无线方式发送给触控终端，触控终端接收到该压力值后，就可以根据该压力值显示书写笔迹的粗细。

当主动笔为无线主动笔时，通过无线方式将压力值发送给触控终端，可以避免主动笔的笔尖在触控终端的触控屏上书写而划伤触控屏。

S408、当压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔进入休眠低耗状态。

具体的，当主动笔未被使用时，若内部的各器件一直处于工作状态，会比较耗电，而影响主动笔的续航时间。本实施例中，在压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔从正常工作状态进入休眠低耗状态，以降低主动笔的功耗，延长主动笔的续航时间。

其中，第一压力阈值可以选择较小的值，具体大小可以根据实际情况设定，本实施例不做特别限定。

主动笔进入休眠低耗状态时，可以将主动笔中与唤醒功能无关的电路(例如轨迹检测电路和无线电路等)关闭，只打开与唤醒功能相关的电路。

S409、当压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

具体的，当主动笔再次被使用时，压力值会增大，此时可以通过判断压力值的大小，在压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔，使主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

其中，第二压力阈值与第一压力阈值可以相同，也可以不同，具体大小可以根据实际情况设定，本实施例不做特别限定。

需要说明的是，步骤S408、S409与步骤S407之间没有严格的时序关系，步骤S408、S409可以在步骤S407之后执行，也可以在步骤S407之前执行，还可以与步骤S407同时执行，具体执行顺序本实施例不做特别限定。同样的，步骤S408与S409也没有严格的时序关系，具体执行顺序本实施例不做特别限定。

本实施例提供的主动笔的压力检测方法，通过获取笔身中多个触摸传感器的基准感应值，根据多个感应变化量确定笔身上的压力值，可以提高主动笔的压力检测的灵敏度；另外，通过无线方式将压力值发送给触控终端，可以使无线主动笔实现主动笔的压力检测，避免无线主动笔的笔尖在触控终端的触控屏上书写而划伤触控屏。

图11为本发明实施例提供的一种主动笔的压力检测装置的结构示意图，本实施例中的主动笔的笔身中设置有触摸传感器，如图11所示，本实施例提供的装置包括：

获取模块10，用于获取触摸传感器的感应变化量，感应变化量指示了触摸传感器的电容改变量；

确定模块20，用于根据获取模块10获取的感应变化量确定笔身上的压力值。

具体的，本实施例中的主动笔的压力检测装置可以是主动笔中独立设置的装置结构，也可以集成在主动笔的处理器中。

作为本实施例一种可选的实施方式，触摸传感器可以为多个，获取模块10具体用于：

分别获取各触摸传感器的感应变化量。

本实施例提供的装置可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

图12为本发明实施例提供的另一种主动笔的压力检测装置的结构示意图，本实施例是对上述图11所示实施例的进一步优化补充，在上述图11所示实施例的基础上，如图12所示，本实施例提供的装置中，获取模块10包括：

第一获取单元11，用于获取触摸传感器的基准感应值，基准感应值为笔身未受力时触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第二获取单元12，用于获取触摸传感器的当前感应值，当前感应值为在当前时间触摸触感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第一确定单元13，用于将第一获取单元11获取的基准感应值减第二获取单元12获取的当前感应值之差作为触摸传感器的感应变化量。

作为本实施例一种可选的实施方式，该装置还可以包括：存储模块30，用于预先存储触摸传感器的基准感应值；

则第一获取单元11具体用于：

获取存储模块30预先存储的触摸传感器的基准感应值。

作为本实施例另一种可选的实施方式，该装置还可以包括：

更新模块40，用于在主动笔上电或休眠时，更新存储模块30预先存储的触摸传感器的基准感应值。

作为本实施例一种具体的实施方式，更新模块40可以包括：

第三获取单元41，用于获取触摸传感器的当前感应值；

更新单元42，用于当第三获取单元41获取的当前感应值与存储模块30预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将存储模块30预先存储的触摸传感器的基准感应值更新为当前感应值。

作为本实施例另一种具体的实施方式，触摸传感器为多个，第二获取单元12具体用于：

利用基准电压信号依次扫描各触摸传感器，获取各触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

作为本实施例一种可选的实施方式，确定模块20可以包括：

计算单元21，用于计算各触摸传感器的感应变化量之和；

判断单元22，用于判断计算单元21计算的感应变化量之和是否大于零；

第二确定单元23，用于在判断单元22判断感应变化量之和大于零时，根据各感应变化量和预设的映射关系，确定笔身上的压力值；其中，映射关系包括压力值与各触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

作为本实施例一种可选的实施方式，该装置还可以包括：

无线模块50，用于将确定模块20确定的压力值通过无线方式发送给触控终端。

作为本实施例另一种可选的实施方式，该装置还可以包括：

状态控制模块60，用于当确定模块20确定的压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制主动笔进入休眠低耗状态；当确定模块20确定的压力值大于第二压力阈值时，唤醒主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

本实施例提供的装置可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种触控输入***，包括：触控终端和上述图1所示实施例中的主动笔。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法实施例中所述的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种主动笔的压力检测方法，所述主动笔的笔身设置有触摸传感器，其特征在于，所述方法包括：

获取所述触摸传感器的感应变化量，所述感应变化量用于指示所述触摸传感器的电容改变量；

根据所述感应变化量确定所述笔身所受到的压力值；

所述触摸传感器为多个，所述获取所述触摸传感器的感应变化量，包括：

分别获取每一所述触摸传感器的感应变化量；

所述根据所述感应变化量确定所述笔身中的压力值，具体包括：

计算各所述触摸传感器的感应变化量之和；

判断所述感应变化量之和是否大于零；

若所述感应变化量之和大于零，则根据各所述感应变化量和预设的映射关系，确定所述笔身上的压力值；其中，所述映射关系包括所述压力值与各所述触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述触摸传感器的感应变化量，包括：

获取所述触摸传感器的基准感应值，所述基准感应值为所述笔身未受力时所述触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

获取所述触摸传感器的当前感应值，所述当前感应值为在当前时间所述触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

将所述基准感应值与所述当前感应值之差作为所述触摸传感器的感应变化量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述触摸传感器的基准感应值，包括：

获取预先存储的所述触摸传感器的基准感应值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述主动笔上电或休眠时，更新所述预先存储的所述基准感应值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述更新所述预先存储的所述触摸传感器的基准感应值，包括：

获取所述触摸传感器的当前感应值；

当所述当前感应值与预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将所述预先存储的所述触摸传感器的基准感应值更新为所述当前感应值。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述触摸传感器为多个，所述获取所述触摸传感器的当前感应值，包括：

利用所述基准电压信号依次扫描各所述触摸传感器，获取各所述触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述压力值通过无线方式发送给触控终端。

8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述压力值持续小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制所述主动笔进入休眠低耗状态；

当所述压力值大于第二压力阈值时，唤醒所述主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

9.一种主动笔的压力检测装置，所述主动笔的笔身中设置有触摸传感器，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述触摸传感器的感应变化量，所述感应变化量用于指示所述触摸传感器的电容改变量；

确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述感应变化量确定所述笔身所受到的压力值；

所述触摸传感器为多个，所述获取模块具体用于：

分别获取各所述触摸传感器的感应变化量；

所述确定模块包括：

计算单元，用于计算各所述触摸传感器的感应变化量之和；

判断单元，用于判断所述计算单元计算的所述感应变化量之和是否大于零；

第二确定单元，用于在所述判断单元判断所述感应变化量之和大于零时，根据各所述感应变化量和预设的映射关系，确定所述笔身所受到的压力值；其中，所述映射关系包括所述压力值与各所述触摸传感器的感应变化量之间的映射信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

第一获取单元，用于获取所述触摸传感器的基准感应值，所述基准感应值为所述笔身未受力时所述触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第二获取单元，用于获取所述触摸传感器的当前感应值，所述当前感应值为在当前时间所述触摸传感器对施加的基准电压信号所反馈的电压信号的幅值；

第一确定单元，用于将所述第一获取单元获取的所述基准感应值减所述第二获取单元获取的所述当前感应值之差作为所述触摸传感器的感应变化量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：存储模块，用于预先存储所述触摸传感器的基准感应值；

所述第一获取单元具体用于：

获取所述存储模块预先存储的所述触摸传感器的基准感应值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

更新模块，用于在所述主动笔上电或休眠时，更新所述存储模块预先存储的所述触摸传感器的基准感应值。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述更新模块，包括：

第三获取单元，用于获取所述触摸传感器的当前感应值；

更新单元，用于当所述第三获取单元获取的当前感应值与所述存储模块预先存储的基准感应值之差的绝对值小于预设感应阈值时，将所述存储模块预先存储的所述触摸传感器的基准感应值更新为所述当前感应值。

14.根据权利要求10-13任一项所述的装置，其特征在于，所述触摸传感器为多个，所述第二获取单元具体用于：

利用所述基准电压信号依次扫描各所述触摸传感器，获取各所述触摸传感器反馈的电压信号的幅值。

15.根据权利要求9-14任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

无线模块，用于将所述确定模块确定的所述压力值通过无线方式发送给触控终端。

16.根据权利要求9-14任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

状态控制模块，用于当所述确定模块确定的所述压力值小于第一压力阈值的时间大于预设时间阈值时，控制所述主动笔进入休眠低耗状态；当所述确定模块确定的所述压力值大于第二压力阈值时，唤醒所述主动笔从休眠低耗状态进入正常工作状态。

17.一种主动笔，包括笔身和笔头，其特征在于，所述笔身中设置有触摸传感器，所述主动笔还包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储可执行指令；

所述处理器用于在执行所述可执行指令时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

18.根据权利要求17所述的主动笔，其特征在于，所述触摸传感器为多个，多个所述触摸传感器位于所述笔身靠近所述笔头的一端，且沿所述笔身轴向间隔排布。

19.根据权利要求17或18所述的主动笔，其特征在于，所述主动笔还包括：无线电路，所述无线电路与所述处理器电连接，用于根据所述处理器的指示将所述压力值通过无线方式发送给触控终端。

20.根据权利要求17-19任一项所述的主动笔，其特征在于，所述触摸传感器为环形电极，所述环形电极与所述笔身同轴设置。

21.一种触控输入***，其特征在于，包括：触控终端和如权利要求17-20任一项所述的主动笔。

22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法。

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