CN114627243A - 一种触控笔三维模型自动构建装置、方法及计算机可读介质 - Google Patents

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周莉
谢林君
李相启
陆涛涛
刘晓明
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Abstract

本发明公开了一种触控笔三维模型自动构建装置、方法及计算机可读存储介质。所述装置包括：规格设定部、其设定与触控笔的规格有关的信息，所述规格包括与触控笔的笔尖、笔芯和笔环相关的半径、高度以及材料特性参数；以及三维模型生成部，其基于获取到的一组或多组触控笔的规格设定参数结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控图形的三维模型。

Description

一种触控笔三维模型自动构建装置、方法及计算机可读介质
技术领域
本发明涉及一种自动三维模型构建***，且具体涉及优选借助于计算机而构建触控笔三维模型的一种自动三维模型构建***。。
背景技术
随着智能手机，平板电脑的爆发式增长，越来越多的应用软件需要更高精度的触摸，例如绘画软件等，由此触控笔的使用渐渐广泛，对于触控笔的性能要求也越来越高。
电容式触控技术已经广泛应用在触控面板上，使用者可以通过手或电容触控笔进行输入操作，根据对电容笔对应的特有动作可产生多种应用。电容式触摸面板例如是由一片双面镀有导电膜的玻璃基板组成，并在上极板上覆盖一层薄的SiO2介质层。其中上电极是用来与人体(接地)构成平板电容感测电容变化，而下极板用来屏蔽外界信号干扰。
目前市面上的电容触控笔主要分为被动电容式和主动电容式，被动型是模仿手指的触摸效应，笔尖是导电材料，如导电泡棉，金属，毛刷，只要笔头足够影响电容变化即可。所以被动电容笔都是很粗的笔尖，以旧型5～8mm触控笔使用来说人体的电流经过具有导电笔身再放射在触控面版上来做使用。
主动式电容笔是在现有电容式触控屏***基础上实现高精度，低成本，良好使用体验的一种触控笔。2.4mm主动式触控笔在使用上却是与被动式电容式触控笔完全不同，不同于普通的被动式电容笔，主动式电容笔自身相当于信号发射源，触摸屏的sensor来接收电容笔发出的信号并且测算出X,Y,Z坐标，这样可以实现类似于实际笔尖粗细的效果。另外在电容笔中加入压力传感器，可以使笔能感测用户书写力度的变化，从而可以更具书写力度的变化来改变笔迹的粗细，达到优异的用户效果体验。
发明内容
在面板和手机领域的触控图形设计的过程中，通常需要预先构建一个多个触控笔模型来进行笔电容提取及电容值分析，由此快速评估触控图形优劣、不同触控笔使用的精度。
本申请正是鉴于上述问题完成的，其目的是提供一种触控笔三维模型自动构建装置及方法。本发明是这样实现的：
一种触控笔三维模型自动构建装置，包括：规格设定部、其设定与触控笔的规格有关的信息，所述规格包括与触控笔的笔尖、笔芯和笔环相关的半径、高度以及材料特性参数；以及三维模型生成部，其基于获取到的一组或多组触控笔的规格设定参数结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
优选的，触控笔三维模型自动构建装置还包括存储部，所示存储部存储一组以上的触控笔规格设定文件，所述触控笔规格设定文件包括触控笔的规格数据、触控笔的材料特性数据。
优选的，触控笔三维模型自动构建装置还包括输出部，所示输出部显示一个或多个触控笔和触控面板的三维模型的可视化的画面。
在一种实现方式中，所述触控笔为主动式电容触控笔。
优选的，触控笔三维模型自动构建装置还包括位置设定部，所述位置设定部基于输入单元的操作进行触控笔在触控图形上的坐标位置的设定，三维模型生成部还基于获取到的一组或多组触控笔的在触控图形上的坐标位置结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
在一种实现方式中，所述触控笔的坐标位置包括触控笔的笔尖放在触控图形上的中心位置、多点坐标位置以及多个不连续的特定坐标位置。
优选的，触控笔三维模型自动构建装置还包括姿态设定部，所述姿态设定部基于输入单元的操作进行触控笔在触控图形上的姿态参数的设定，所述三维模型生成部还基于获取到的一组或多组触控笔的在触控图形上的姿态参数结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
在一种实现方式中，所述触控笔的姿态参数包括触控笔的倾斜角度或方向。
本发明还提供一种触控笔三维模型的自动构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种；
基于所设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种，结合触控面板的一个或多个触控图形以触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型；以及
通过可视化界面输出所生成的一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上述的触控笔三维模型自动构建方法的步骤。
在本发明中，通过对触控笔的规格，位置，角度及旋转方向等设置，仿真并分析不同设计的触控图形和不同设置的触控笔的耦合电容值，同时评估触控图形的优劣和不同电容笔结构的精度趋势，加快触控图形和电容笔的评估速度，进而可以优化设计。
附图说明
图1是本发明实施方式一的触控笔三维模型构建装置；
图2是本发明实施方式一的触控笔的规格的设定界面的一例；
图3是根据本发明实施方式一构建的触控笔和触控面板的三维模型的的一例；
图4是本发明实施方式二的触控笔三维模型构建装置；
图5为本发明提供的触控笔的位置设定及姿态设定的设定界面的一例；
图6为根据本发明实施方式二构建的触控笔和触控面板的三维模型的一例；
图7是本发明实施方式三的触控笔三维模型构建装置；
图8，9是根据本发明实施方式三构建的触控笔和触控面板的三维模型的一例；
图10是本发明实施方式四的触控笔三维模型构建装置；
图11为本发明实施例提供的触控笔三维模型构建的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例对本发明提供的触控笔三维模型构建装置作详细说明。本发明以主动式电容触控笔三维模型自动构建为例，但不发明不限于此。
实施方式一：
本发明涉及的触控笔三维模型构建装置例如由被安装了专用的应用程序软件(本发明所涉及的触控笔三维模型生成程序等多个应用程序)的计算机终端(或服务器)等来实现。计算机终端(或服务器)能够通过执行与多个应用程序有关的处理来实现后述的各功能，包括实现该各功能所需要的硬件资源，如键盘、鼠标、硬盘和显示设备。在具体示例中，触控笔三维模型构建装置可以为具有触摸屏幕的电子设备，例如，台式PC机、笔记本电脑、平板电脑PAD(portable android device，简称“PAD”)或手机等各种移动或非移动电子设备来实现，这些电子设备可以统称为“终端”。
图1是根据本发明的实施例，用功能框图示出触控笔三维模型构建装置结构的图。
如图1所示，本实施方式所涉及的触控笔三维模型构建装置100包括规格设定部101、三维模型生成部102、存储部103以及输出部104。
根据用户的输入，规格设定部101设定与触控笔的规格有关的信息。具体地，规格设定部101设定触控笔的规格，所述规格包括与触控笔的笔尖、笔芯和笔环相关的半径、高度、材料特性等参数。规格设定部101可接受用户通过输入装置例如键盘、鼠标、操纵杆等输入的触控笔的规格参数，也可经由外部I/F通过有线或无线网络与远程服务器、云服务器通信来获取触控笔的规格的设定值。
在一种实现方式中，在终端的触控面板上显示一个或多个输入菜单，输入菜单显示触控笔的一个以上的规格的标签作为选项，用以接收用户在触控面板上的输入。触控笔规格设定部101根据输入的内容设定触控笔的规格信息。
图2示出了触控笔的规格设定界面的一例。
如图2所示，触控笔的规格设定标签包括三个部分：
a)笔尖参数设定标签：包括笔尖半球半径(Pen Ball Outer Radius)、笔尖的绝缘体参数(Pen Ball Permittivity)。
b)笔芯参数设定标签：作为触控笔的主电极部，设定笔芯最底部的半球半径(PenTip Radius)、笔芯的顶部直径(Pen Tip Top diameter)、底部直径(Pen Tip Bottomdiameter)，以及笔芯高度(Pen Tip Height)中的一个或多个。
c)笔环参数设定标签：作为主动触控笔中的接地电极部，可以设定笔环的厚度(Pen ring thickness)、笔环的高度(Pen ring Height)、笔环的顶部直径(Pen ring Topdiameter)、底部直径(Pen ring Bottom diameter)以及笔环到笔芯的距离(DistanceFrom Ring to Tip Bottom)中的一个或多个。
在一种实现方式中，规格设定部101将设定好的一组或多组触控笔的规格存储在存储部103中。
用于实现存储部103的硬件举例是非易失性、大容量存储设备，例如有CD(CompactDisc：压缩光盘)、DVD(Digital Versatile Disk：数字多功能光盘)、SD存储卡(SecureDigital memory card：安全数码卡)、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储卡，HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等各种存储装置。
可选的，存储部103是通过例如包含在计算机中的随机存取存储器(RAM)的存储设备来实现的。触控笔三维模型构建装置100的其它的构成组件通常由软件来实现。显然，它们可以通过软件、固件、硬件或三者的任意组合来实现。
可相互独立地开发或提供触控笔的三维模型生成程序、存储部103的数据。为了显示这个事实，图1中存储部103显示在触控笔三维模型构建装置的外面。但是，它们也可包含在触控笔三维模型构建装置里面。也就是说，存储部103可通过与其它构成组件紧密结合而被并入触控笔三维模型构建装置。
三维模型生成部102从规格设定部101接收一组或多组触控笔的规格设定参数。可选的，三维模型生成部102还从存储部103中加载一组或多组触控笔的规格设定参数。
三维模型生成部102基于获取到的一组或多组触控笔的规格设定参数结合触控面板TP(Touch Panel)的一个或多个触控图形(例如图3中底部的非触控笔结构所示图形)以及预先设定的触控面板的工艺叠构(如下表1所示)，运行3D RC提取分析工具套件，RCExplorerFPDTM-TP RC Calculation工具，最终生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型，如图3所示。
表1
Figure BDA0003558883290000061
可选的，本发明将所生成的一个或多个主动触控笔和TP的三维模型结构存储在存储部103中。
在一种实现方式中，存储部103存储一组以上的触控笔规格设定文件，所述触控笔规格设定文件包括触控笔规格数据、触控笔材料特性数据。
在一种实现方式，本发明对所生成的各触控笔三维模型设定识别标签ID，将各触控笔三维模型的标签识别ID作为文件名，以关联各触控笔的设定规格设定文件。
可直接从所述存储部103中选择一个或多个预先存储的所述触控笔规格设定文件加载和使用于触控笔三维模型构建装置中。
所生成的一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型可通过输出部104输出供用户查看。
输出部104，例如包括可视化单元，显示一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型的可视化的画面(参见图3)。此外，输出部105只要在可视化单元上显示各种画面即可，并不限于此，例如，还可以在经由通信网络而与计算机终端连接的显示器装置(例如，大屏幕设备等)中显示。
规格设定部10对触控笔模型的结构参数设定完成后，三维模型生成部103基于规格设定部10设定的笔结构参数生成的触控笔模型，并通过输出部104将其显示在显示装置上，供用户查看。
触控笔三维模型生成之后，使触控笔三维模型在触控面板的一个或多个触控图形接触进行触控操作，使得触控面板接收到自触控笔三维模型的笔端处发出的触控信号，终端通过处理器(例如CPU)等通过对该触控信号进行解析后可以对该触控信号作出响应，例如，触控笔三维模型为主动式电容触控笔三维模型，触控面板为电容屏，则可以通过使得触控面板耦合感应该触控信号并进行响应。
触控面板的感应电极的电容主要有两种计算方式：一种是自电容(SelfCapacitance)模式，另一种则是互电容(Mutual Capacitance)模式。自电容模式感测的标的是整条轴线(X轴或Y轴)的电容值变化，而互容式感测的标的则是二个轴(X轴或Y轴)单一交错点的电容值变化。互电容模式主要是利用主动扫描的方式，例如在扫描某轴线(X轴或Y轴)时，同时侦测所有轴线(Y轴或X轴)的感应电容值变化，依序扫描下来，可得每个X、Y轴交错点感应电容值的变化，因此可避免自电容模式的叠影效应，更可执行多点触控操作的功能。互电容提取的数值算法很多，其中边界元法由于具有精度高、变量少、处理复杂边界能力强等优点而得到广泛应用。
在本发明的一种优选的实现方式中，利用RCExplorerFPD-TP RC Calculation采用边界元算法对该触控笔三维模型在触控图形上的触控操作进行电容提取计算。具体地，触控面板具有触摸传感器阵列，触摸传感器阵列包括N×M个电极的矩阵(N个接收电极和M个发射电极)，矩阵还包括发射(TX)电极和接收(RX)电极。在电极矩阵中的发射和接收电极可以布置成使得每个发射电极与每个接收电极重叠和交叉，例如以形成交叉点的阵列，同时维持彼此电隔离。因此，每个发射电极可以与每个接收电极电容地耦合。例如，发射电极在发射电极和接收电极重叠的点处与接收电极电容地耦合。当触控笔接近触控面板的触摸传感器阵列上的电极矩阵时，该触控笔导致在仅仅一些电极之间的互电容的减少。
如果触控笔被放置成靠近发射电极TX和接收电极RX的交叉点，触控笔的存在将减少发射电极TX和接收电极RX之间的互电容。因此，除了通过在一个或者多个接收电极上测量到减小的互电容时识别TX信号被施加到的发射电极之外，还可以通过识别具有减小的互电容的一个或者多个接收电极来确定触控笔在触摸面板上的位置。具体的，感生电流信号(RX信号)由触摸坐标转换器转换为指示在触摸传感器阵列上的输入的位置的触摸坐标。触摸坐标作为输入信号被发送到处理器。
当触控笔模型为主动式电容触控笔模型时，触摸传感器阵列所有电极被配置为接收，测量在触控笔的尖端和接收电极之间的互电容。
终端的处理器(CPU)通过确定与触控面板的矩阵中的电极的每个交叉点相关联的互电容，一个或者多个触摸点的位置可以被确定。
可以理解，当设定不同的触控笔规格而生成多个不同触控笔和触控面板的三维模型时，采用边界元算法会计算出不同规格的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)，表2示出了基于不同规格的触控笔三维模型计算得到的多个互电容(耦合电容)的一例。
表2
Unit(fF) RX_1 RX_2 RX_3 TX_1 TX_2 TX_3
PEN_TIPS 56.3346 53.5618 8.6177 6.99073 41.6037 43.3111
UP_RING 22.5232 18.0715 18.6295 15.6646 15.3193 19.1112
如表2中的数据所示，基于这些互电容的数据差异能够快速评估不同触控笔规格和不同触控图形对触控笔的耦合电容影响，评估触控图形的优劣、触控笔不同规格的触控精度及优劣。
实施方式二：
实施方式二的触控笔三维模型构建装置200与实施方式一除规格设定部101不同外，具有与实施方式一所述的触控笔三维模型构建装置100相同的结构，在此省略对其它部件的说明。
如图4所示，实施方式二的不同之处在于代替触控笔规格设定部101，触控笔三维模型构建装置200具有位置设定部201。
图5示出了位置设定部201的设定界面的一例。
如图5所示，在触控笔模型装置的触控笔位置设置界面上位置设定部201基于输入单元的操作进行触控笔在触控图形上的坐标位置(Xi，Yj)的设定，坐标位置(Xi，Yj)相当于上述电容式触摸笔模型在触摸面板(或触摸面板上的触摸图形)上的接触的位置(触控笔的触摸位置)。
触控笔位置设定部201设定的触控笔在触控图形上的坐标位置(Xi，Yj)的标签具体包括：
d)笔尖放置在触控图形上的中心位置的标签：支持自动把触控笔模型的笔尖放在电路版图上的中心位置(Xi，Yj)的设定；
e)笔尖放置在固定坐标位置的标签：支持将触控笔模型的笔尖设置在电路版图上的任意一个特定坐标位置(Xi，Yj)；
f)笔尖放置在规律的多点位置的标签：支持坐标文件输入，可以设置多个矩阵坐标点，基于所述坐标文件，支持将触控笔模型的笔尖设置在触控图形上的多点坐标位置设置。所述坐标文件可以从存储部加载，也可经由有线或无线通信网络而与计算机终端连接的存储装置、服务器等来获取。
g)笔尖放置在多个坐标位置的标签：支持设置触控笔模型在触控图形上的多个不连续的特定坐标位置。
位置设定部201对触控笔的坐标参数设定完成后，三维模型生成部103基于位置设定部201设定的触控笔位置信息结合触控面板TP(Touch Panel)的一个或多个触控图形(例如图3中底部的非触控笔结构所示图形)以及预先设定的触控屏的工艺叠构(参见表1)，运行3D RC提取分析工具套件，例如RCExplorerFPDTM-TP RC Calculation工具，最终生成一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型，如图6所示。
可以理解，当设定不同的触控笔的位置信息而生成多个不同触控笔三维模型时，采用边界元算法会计算出不同位置的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)。
同理，基于这些互电容的数据差异能够快速评估不同触控笔位置和不同触控图形对触控笔的耦合电容影响，评估触控图形的优劣、触控笔不同规格的触控精度及优劣。
实施方式三：
实施方式三的触控笔三维模型构建装置100与实施方式一，除触控笔规格设定部101外，具有与实施方式一所述的触控笔三维模型构建装置100相同的结构，在此省略对其说明。
除了触控笔的坐标之外，触控笔的倾斜角度或方向信息均为触控笔在触控面板上应用与功能的关键信息，例如，利用触控笔的倾斜角度或方向信息确定将要打开的应用程序，或者可以提供特定的应用程序在执行特定功能时的参考依据。通常情况下，由触控面板来测量触控笔的倾斜角度和方向，或者通过触控笔不同位置的电极测量电容笔的倾斜角度和方向，电极之间的距离太近时，容易造成各电极之间信号测量的偏差，给电容笔倾斜角度和方向的测量造成干扰。
如图7所示，实施方式三的不同之处在于代替触控笔规格设定部101，触控笔三维模型构建装置100具有触控笔姿态设定部301。
图5同时示出了触控笔三维模型生成部基于姿态设定部301设定的触控笔的姿态生成的触控笔三维模型的一例。
本发明中，姿态设定部301进行触控笔在触控图形上的旋转角度和垂直距离的设定。
姿态设定部301对触控笔旋转角度和垂直距离的参数设置如图5所示的下部分PenDirection设置标签，模拟触控笔笔在不同方向旋转一定角度的三维结构，具体包括：
h)Rotate X Angle标签：参考右手坐标系，大拇指指向X轴正向进行旋转，设置0-360度不同角度；
i)Rotate Y Angle标签：参考右手坐标系，大拇指指向Y轴正向进行旋转，设置0-360度不同角度；
j)Rotate Z Angle标签：参考右手坐标系，大拇指指向Z轴正向进行旋转，设置0-360度不同角度；
k)支持垂直距离设置Z Axis Distance标签：模拟触控笔笔尖相对触控图形抬起不同高度的三维结构。
姿态设定部301对触控笔的姿态参数设定完成后，三维模型生成部102基于姿态设定部301设定的触控笔位置信息结合触控面板TP(Touch Panel)的一个或多个触控图形(例如图3中底部的非触控笔结构所示图形)以及预先设定的触控屏的工艺叠构(参见表1)，运行3D RC提取分析工具套件，例如RCExplorerFPDTM-TP RC Calculation工具，最终生成一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型，如图8、9所示。
可以理解，当设定不同的触控笔的姿态信息而生成多个不同触控笔三维模型时，采用边界元算法会计算出不同姿态的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)。
表3示出了当基于触控笔的不同倾斜角度或方向生成的不同触控笔和触控面板的三维模型时，采用边界元算法计算出不同位置的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)。’
表3
Unit(fF) RX_1 RX_2 RX_3 TX_1 TX_2 TX_3
PEN_TIPS 16.9422 108.352 17.0037 9.07355 70.2482 22.0913
UP_RING 25.2414 24.3583 25.331 11.2819 13.7084 34.6749
表4示出了当基于触控笔的触控笔笔尖抬起不同高度生成的不同触控笔和触控面板的三维模型时，，采用边界元算法计算出不同姿态的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)。
表4
Unit(fF) RX_1 RX_2 RX_3 TX_1 TX_2 TX_3
PEN_TIPS 17.9074 48.8097 18.0119 14.2661 38.7201 14.2394
UP_RING 19.6202 15.5943 19.7118 16.6263 13.2884 16.5941
同理，基于这些互电容的数据差异能够快速评估不同姿态的触控笔和不同触控图形对触控笔的耦合电容影响，评估触控图形的优劣、触控笔不同规格的触控精度及优劣。
实施方式四：
可以理解，触控笔三维模型构建装置100可以基于上述触控笔的规格设定参数、触控笔的位置、触控笔的姿态信息中的一种或多种的组合来构建不同的触控笔三维模型。
如图10所示，例如，触控笔三维模型构建装置100同时包括规格设定部101、位置设定部201、姿态设定部301，三维模型生成部102基于规格设定部101设定触控笔规格参数、位置设定部201设定的触控笔的位置参数以及姿态设定部301设定的触控笔姿态信息结合触控面板TP(Touch Panel)的一个或多个触控图形(例如图3中底部的非触控笔结构所示图形)以及预先设定的触控屏的工艺叠构(参见表1)，运行3D RC提取分析工具套件，例如RCExplorerFPDTM-TP RC Calculation工具，最终生成一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型。
可以理解，当同时上述方式生成不同触控笔三维模型时，采用边界元算法计算出的不同规格、不同位置以及不同姿态的触控笔的笔电极和接地电极笔环与触控图形的不同互电容(耦合电容)，能够更高精度地评估各触控笔的综合设定参数对触控笔的耦合电容影响，能够更高效、可靠地评估触控图形的优劣、触控笔不同规格的触控精度及优劣。
本发明所述的触控笔三维模型生成装置可使用3D计算机辅助设计***(EDA)实现。图11示出了本发明使用3D计算机辅助设计***创建触控笔三维模型的执行流程图。
如图11所示，首先，通过输入装置设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种，即步骤S101。
所述触控笔的规格参数包括：笔尖半球半径；笔尖绝缘体参数；笔芯最底部的半球半径；笔芯的顶部直径、底部直径以及笔芯高度；笔环的厚度、长度和上下笔环的直径。所述触控笔的位置参数包括：笔尖放在触控图形上的中心位置(Xi，Yj)、任意一个特定坐标位置(Xi，Yj)、多点坐标位置以及多个不连续的特定坐标位置。
所述触控笔的姿态参数包括：触控笔在不同方向的旋转角度、触控笔笔尖相对触控图形抬起的不同高度。
各参数的设定标签显示在3D计算机辅助设计***的设计界面上。
在一种实现方式，本发明设定所生成的各触控笔三维模型的识别ID，将各触控笔三维模型的识别ID作为文件名，以关联各触控笔的例如结构参数数据文件、位置数据文件、姿态数据文件中的至少一种，并将其存储在存储部103中。
步骤S102，三维模型生成部102基于所设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种，结合触控面板的一个或多个触控图形(例如图3中底部的非触控笔结构所示图形)以及预先设定的触控屏的工艺叠构(参见表1)，运行3D RC提取分析工具套件，例如RCExplorerFPDTM-TP RC Calculation工具，最终生成一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型。
在一种实现方式中，触控笔三维模型生成部102从存储部103中选择触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的任意一种或其组合，所述组合例如触控笔的规格参数与位置参数的组合，触控笔的规格参数与姿态参数的组合，触控笔的位置参数与姿态参数的组合，触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数的组合，将从所述存储部103中选择出的触控笔参数的组合加载至和使用于3D计算机辅助设计***中。
在一种实现方式，3D计算机辅助设计***从外部存储介质(硬盘、U盘，光盘…)或经由互联网或无线网络与远超服务器、云端服务器通信来获取多种触控笔的设定参数数据或文件。
步骤S103，输出所生成的一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型。所生成的一个或多个触控笔和触控面板TP的三维模型例如显示在显示装置上供用户查看或调用。
可选的，本发明还包括触控笔三维模型测试步骤S104。
在步骤S104中，重复执行上述步骤S101-S102来构建多个触控笔三维模型，针对各触控笔三维模型，如果确定已经构建了所需的多个触控笔三维模型，利用上述步骤103生成的不同触控笔模型触控不同触控图形，RCExplorerFPD-TP RC Calculation采用边界元算法进行电容提取计算，不同规格、位置及姿态的触控笔会计算出不同的笔电极和接地电极笔环与TP触控图形耦合电容，根据这些数据大小测试不同触控图形和不同规格、位置及姿态的触控笔的耦合电容影响。
本发明所述的触控笔三维模型构建方式简单，结合不同规格、位置、姿态等的触控笔的设定参数可以较快速的评估出触控笔笔及触控图形设计的优劣，同时评估不同规格、位置及姿态的触控笔对触控图形的影响，进而快速优化TP图形或触控笔结构的设计。
基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，即某些实施方式可以被实现为可以包括储存在计算机可读介质上的指令的计算机程序产品。这些指令可以被用于对通用或者专用处理器编程来执行描述的操作。
即，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
计算机可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式(例如，软件、处理应用)存储或者发送信息的任何机构。计算机可读存储介质可以包括但不局限于磁存储介质(例如，软盘)、光学存储介质(例如，CD-ROM)、磁光存储介质、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)；、可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)、闪存或者适合于存储电子指令的另一类型的介质。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (12)

1.一种触控笔三维模型自动构建装置，包括：
规格设定部，其设定与触控笔的规格有关的信息，所述规格包括与触控笔的笔尖、笔芯和笔环相关的半径、高度以及材料特性参数；以及
三维模型生成部，其基于获取到的一组或多组触控笔的规格设定参数结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
2.根据权利要求1所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
还包括存储部，所示存储部存储一组以上的触控笔规格设定文件，所述触控笔规格设定文件包括触控笔的规格数据、触控笔的材料特性数据。
3.根据权利要求1所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
还包括输出部，所示输出部显示一个或多个触控笔和触控面板的三维模型的可视化的画面。
4.根据权利要求1所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
所述触控笔为主动式电容触控笔。
5.根据权利要求1所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
还包括位置设定部，所述位置设定部基于输入单元的操作进行触控笔在触控图形上的坐标位置的设定，
三维模型生成部还基于获取到的一组或多组触控笔的在触控图形上的坐标位置结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
6.根据权利要求5所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
所述触控笔的坐标位置包括触控笔的笔尖放在触控图形上的中心位置、多点坐标位置以及多个不连续的特定坐标位置。
7.根据权利要求1所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
还包括姿态设定部，所述姿态设定部基于输入单元的操作进行触控笔在触控图形上的姿态参数的设定，
所述三维模型生成部还基于获取到的一组或多组触控笔的在触控图形上的姿态参数结合触控面板的一个或多个触控图形以及触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
8.根据权利要求7所述的触控笔三维模型自动构建装置，其特征在于，
所述触控笔的姿态参数包括触控笔的倾斜角度或方向。
9.一种触控笔三维模型的自动构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种；
基于所设定触控笔的规格参数、位置参数以及姿态参数中的至少一种，结合触控面板的一个或多个触控图形以触控面板的工艺叠构，生成一个或多个触控笔和触控面板的三维模型；以及
通过可视化界面输出所生成的一个或多个触控笔和触控面板的三维模型。
10.根据权利要求9所述的触控笔三维模型的自动构建方法，其特征在于，
所述触控笔的坐标位置包括触控笔的笔尖放在触控图形上的中心位置、多点坐标位置以及多个不连续的特定坐标位置。
11.根据权利要求9所述的触控笔三维模型的自动构建方法，其特征在于，
所述触控笔的姿态参数包括触控笔的倾斜角度或方向。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求9-11中任一项所述的触控笔三维模型自动构建方法的步骤。
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