CN116594517A - 用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 - Google Patents
用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116594517A CN116594517A CN202310603859.0A CN202310603859A CN116594517A CN 116594517 A CN116594517 A CN 116594517A CN 202310603859 A CN202310603859 A CN 202310603859A CN 116594517 A CN116594517 A CN 116594517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- holding
- plate
- detection
- capacitance
- click
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 125
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 32
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 125000000205 L-threonino group Chemical group [H]OC(=O)[C@@]([H])(N([H])[*])[C@](C([H])([H])[H])([H])O[H] 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 101000872083 Danio rerio Delta-like protein C Proteins 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明涉及电容式触控笔技术领域，提供一种用于电容式触控笔的压感‑点击融合传感***与方法，该融合传感方法包括：基于检测的握持电容值与标定的握持检测阈值比对检测握持行为，当检测到握持行为时，启动笔尖压感应力检测以及笔身的点击触发检测，通过笔尖压感应力检测，获得对应极板间距下的笔尖应力；通过点击触发检测判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号。本发明通过采用单芯片实现方案，仅需要一颗多通道的电容测量芯片，同时实现上述两种或更多功能；同时，本发明的设计中，零件的装配难度低，提成装配的精度和可靠性，节省空间，BOM成本可控。
Description
技术领域
本发明涉及电容式触控笔技术领域，具体而言涉及一种用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法。
背景技术
触控笔是电容屏幕最为匹配的输入方式之一，也是最贴合人类书写逻辑的输入方式之一。目前普遍使用的触控笔产品，如果不带笔尖部分的压感分级功能，就无法感知用户书写时的按压力度并进而输出不同的笔迹，只能起到点触和基本的书写效果。
少数具备压感分级功能的触控笔产品，基于金属或者半导体制成的应变电阻体的应变效应，通过一个配置在触控笔笔身内部的应力传递结构，在触控笔使用过程中压迫压阻应变片而使其产生形变，通过检测压阻应变片的电阻值的变化，再通过高分辨率的模拟-数字转换器(ADC)进行采样和转换，输出比如4096分级的笔迹。
现有技术采用的电阻应变式方案的应力传递结构，结构设计相对比较复杂，例如，公开号为CN114201063A的专利申请公开的压感组件及触控笔，设置弹片、主轴、支架以及应变式传感器，主轴与笔尖刚性连接，并穿过支架而抵接到弹片的抵持***置，应变式传感器贴在弹片的贴附***置，抵持***置与贴附***置间隔开并通过一个中间连接体进行连接。由此，当笔尖受到屏幕的压力后，主轴会移动，从而推动抵持体朝远离贴设体的方向运动，而由于贴设体与支架相对固定，此时贴设体会产生形变，应变式传感器的输出信号会随贴设体的形变量的不同而改变，从而实现书写压力的检测。应当看到，在采用电阻应变式方式的笔尖压感设计中，压阻应变片被应用进行应力测量的一个基本前提在于：弹性体的存在(例如前述CN114201063A中使用的弹片中的贴附体)，也即将压阻应变片封装在特殊材料和结构制作的刚性结构上，进而在应变产生后能够完全恢复。换言之，在触控笔的笔尖结构中，压感应变片方案因为弹性体的缺失，导致其长期(频繁)受力或过载之后，很难在较短的时间内完全恢复，因而极易产生蠕变、疲劳乃至结构损伤，测量稳定性不佳。同时，在狭窄的触控笔空间内，装配2组或4组微型压阻应变片装配难度较大，装配精度将会极大的影响笔尖压感的测量精度，进而影响压感分级的效果。
电容式触控笔正在被越来越多的应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器、电子白板等产品，模仿人的手指与电容式触控笔的交互，但大多数产品仅仅具备笔尖与电容屏幕之间的交互，并不具备快捷的切换功能，比如从书写或绘画模式切换到橡皮擦，从手型工具切换到笔型工具等，仅仅是起到基础的点触以及书写的功能，当需要进行功能切换的时候，需要才触控笔或者书写介质上单独进行操作才能进行切换，例如通过触控笔上的按钮切换、切换书写头、旋转、通过点击书写介质屏幕上的功能切换虚拟按钮进行切换等，给书写带来不良的体验。
发明内容
针对现有技术中电容式触控笔存在的技术问题和缺陷，本发明目的在于提供一种采用单颗多通道的电容检测芯片实现触控笔的压感-点击融合传感***，实现对用户握持笔身进行书写过程中的压感检测以及点触(敲击)触发检测，有利于实现对书写精度的控制以及对触控笔功能/模式的快捷切换，提高使用体验，同时降低装配成本以及提高装配精度和可靠性。
根据本发明目的的第一方面，提出一种用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，电容式触控笔具有笔身部以及从笔身部的前端伸出的笔尖部，所述压感-点击融合传感***包括：
沿着笔身部的纵长轴线方向布置的曲轴，具有本体以及位于本体两端的第一轴端与第二轴端；所述曲轴的第一轴端与所述笔尖部连接并能够与笔尖部同步运动，所述曲轴相对的第二轴端可滑动地套入在一第一支撑部的中心孔内，所述第一支撑部位于笔身部内部并位于尾部位置；
弹性限位机构，设置位于所述曲轴的本体与所述第一支撑部之间，被设置成在所述笔尖部受压而使曲轴朝向第一支撑部运动时进行蓄力，以在所述受压减弱或者解除时使所述曲轴朝向初始位置运动；
第二支撑部，与所述笔身部保持位置固定关系，并位于所述曲轴的本体所形成的空腔内；
第一极板与第二极板，平行设置于所述第二支撑部与所述空腔一内壁面之间，构建双极板电容模型；
第三极板，呈圆筒状地粘贴于笔身部的内壁表面，位于人手握持区域，与笔身部之间构建开放电容模型；
电容测量部，具有至少两个检测通道，其中第一检测通道与所述的第一极板与第二极板连接，用于检测所述第一极板与第二极板在不同极板间距下的电容值；第二检测通道与所述第三极板连接，用于检测用户握持笔身部时的手指点击动作下的电容值；
处理器***，与所述电容测量部电连接，用于根据对应检测通道获得的电容值，获得笔尖部的笔尖应力，以及判定用户的功能切换行为，控制触控笔的预置的功能切换。
作为可选的实施方式，所述第一支撑部、第二支撑部被构造为笔身部的一部分，并且相对于笔身部保持相对静止状态。
作为可选的实施方式，所述第一支撑部、第二支撑部被构造为固定到笔身部的独立构件，并且二者相对于笔身部保持相对静止状态。
作为可选的实施方式，所述曲轴的本体所形成的空腔构造为U形空腔，其沿着笔身部的纵长轴线方向两个内壁面中的其中一者的表面用于安装第一极板或者第二极板。
作为可选的实施方式，所述第一极板与第二极板采用相同的构造，并且均为平行板电极，或者均为曲面平行板电极。
作为可选的实施方式，所述弹性限位机构包括至少一个弹簧。
作为可选的实施方式，所述弹性限位机构套设在所述第二轴端的外周表面。
作为可选的实施方式，所述笔身部、笔尖部、曲轴的第一轴端与第二轴端、第一支撑部、第二支撑部、弹性限位机构共中心轴线地布置。
作为可选的实施方式，所述处理器***包括笔尖压感测量部，被设置成基于第一检测通道输出的电容值，根据下述方式获得对应的笔尖应力：
σ＝E*dσ＝E*(kε0A)/C
其中，σ表示笔尖应力，dσ表示带载状态下第一极板与第二极板的极板间距；E表示弹性限位机构的杨氏模量，A表示第一极板与第二极板的极板面积，k表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，C表示所述电容测量部的第一检测通道输出的电容值。
作为可选的实施方式，所述处理器***包括多击触发处理部，被设置成根据所述第二检测通道输出的电容值，并判断在预设响应时间以内，是否检测到两次或多次超出预设阈值范围的电容突变，藉由此来判断用户在握持状态下是否触发功能切换操作。
根据本发明目的的第二方面，还提出一种用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，包括以下步骤：
基于所述第二检测通道输出的电容值与标定的握持检测阈值C0比对，进行握持行为检测，当检测到握持行为时，启动笔尖压感应力检测以及笔身的点击触发检测：
所述笔尖压感应力检测包括：
基于用户握持电容式触控笔在书写介质表面书写时所施加的力，使得笔尖部朝向笔身部内部回缩运动，并使所述曲轴同步运动；
基于曲轴运动所引起的第一极板与第二极板之间的极板间距变化，获取电容测量部的第一检测通道检测输出不同极板间距下的电容值；以及
根据第一检测通道检测输出的不同极板间距下的电容值，获得对应极板间距下的笔尖应力；
所述点击触发检测包括：
在预设响应时间内，获取电容测量部的第二检测通道检测输出的当前次握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且判断至少连续两次测量获得的电容差分值是否均达到预设第一阈值，如果是，则判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号，否则持续进行电容检测和判断。
作为可选的实施方式，所述处理器***根据第一检测通道检测输出的不同极板间距下的电容值，获得对应极板间距下的笔尖应力，包括：
σ＝E*dσ＝E*(kε0A)/C
其中，σ表示笔尖应力；dσ表示带载状态下第一极板与第二极板的极板间距；E表示弹性限位机构的杨氏模量，A表示第一极板与第二极板的极板面积，k表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，C表示所述电容测量部的第一检测通道输出的电容值。
作为可选的实施方式，所述电容式触控笔标定的握持检测阈值C0被按照如下方式设置：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝(Cpre+Cafta)/2。
作为可选的实施方式，所述电容式触控笔标定的握持检测阈值C0被按照如下方式设置：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝k*(Cpre+Cafta)/2，其中k表示补偿系数，k的初始值为1。
作为可选的实施方式，所述基于所述第二检测通道输出的电容值与标定的握持检测阈值C0比对，进行握持行为检测，包括：
获取标定的握持检测阈值C0；
将通过第二检测通道输出的握持电容值与握持检测阈值C0比对：
当握持电容值大于等于前述的握持检测阈值C0时，判定存在握持行为，否则，判定不存在握持行为。
本发明提出的用于触控笔的触控笔的压感-点击融合传感***，可基于单颗多通道的电容测量芯片，同时测量两个通道的电容值，在触控笔上同时实现笔尖压感分级和笔身多击触发功能，通过高精度电容测量原理的多击触发方式，可以在成本可控的条件下稳定、可靠的触控笔操作，例如快速切换输入与擦除状态等。
附图说明
图1是本发明实施例的电容式触控笔的结构示意图。
图2是图1实施例的电容式触控笔正视图，其中笔身部的内部结构被部分地示例。
图3是图1实施例的电容式触控笔的剖视图，其中展示了压感分级感应机构的示例。
图4是本发明实施例的电容式触控笔的曲轴的结构示意图。
图5是本发明实施例的电容式触控笔的曲轴与两个支撑部的配合结构示意图。
图6是本发明实施例的电容式触控笔的压感分级感应装置的示意图。
图7是本发明实施例的手指握持电容式触控笔的示意图。
图8是本发明实施例的电容式触控笔中第三极板的位置示意图。
图9是本发明实施例的多击触发处理方法的流程图，其中以双击触发为例。
图10是本发明实施例的握持状态识别流程示意图。
图11是本发明实施例的压感-点击融合传感***的示意图。
图12是本发明实施例的压感-点击融合传感方法的流程示意图。
附图标记含义如下：
100-电容式触控笔；
10-笔身部；20-笔尖部；
30-曲轴；31-本体；32-第一轴端；33-第二轴端；35-空腔；36-导向部；
40-第一支撑部；
50-弹性限位机构；
60-第二支撑部；
101-第一极板；102-第二极板；103-第三极板；
200-电容测量部；
300-处理器***；301-笔尖压感测量部；302-多击触发处理部；
400-桌上型电脑，401-读出界面。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1-6所示实施例的电容式触控笔100，包括笔身部10、笔尖部20以及位于笔身部10内部的压感分级感应装置。其中的压感分级感应装置用于感应笔尖部20在书写介质表面滑动过程中基于书写施加的力而产生的应力并输出，即压感输出。藉由此，电容式触控笔100和/或书写介质内配置的处理器可基于该压感输出而实现多种控制和切换，例如控制实现不同粗细的笔迹。
如图2所示，笔尖部20可以被设置成通过轴连接到笔身部10的内部。
如图1、图2所示，为了便于说明，我们将笔身部10的两端分别定义为前端11(即头部)以及与前端相对的尾端12。笔尖部20从笔身部10的前端11的位置伸出，例如基于轴而从笔身部10伸出。
结合图2-4所示，在笔身部10的内部，沿着笔身部10的纵长轴线方向布置有一曲轴30，曲轴30具有本体31以及位于本体31两端的第一轴端32与第二轴端33，如图3、4所示。
曲轴30的第一轴端32与笔尖部20连接，例如通过螺纹、键连接等方式使得二者之间形成刚性的固定连接。
曲轴30相对的第二轴端33可滑动地套在一第一支撑部40的中心孔41内，如图3所示，第一支撑部40位于笔身部10内部并位于尾部位置，在其纵长轴线方向、与笔身部10的轴共轴线地配置有一中心孔41，中心孔41朝向笔身部10的尾端12方向延伸。
在可选的实施例中，第一支撑部40作为笔身部10的一部分而配置。
在可选的实施例中，第一轴端32与第二轴端33具有相同的截面形状以及尺寸，例如涉及长圆柱形轴，利于在两端进行滑动运动以及导向。在沿着前述的纵长轴线方向上，第二轴端33的长度大于第一轴端32的长度。
结合图3、5所示的示例中，基于曲轴30的第一轴端32与笔尖部20连接，使得电容式触控笔100的笔尖部20在书写介质(例如配置有电容屏的平板电脑设备的显示屏)表面进行书写滑动时，笔尖部20受书写压力而产生朝向尾端12方向的运动，由此推动曲轴30同步运动，使曲轴30的第二轴端33在中心孔41内朝向尾部12的方向滑动。
如图3、5所示，在曲轴30的本体31与第一支撑部40之间配置有一弹性限位机构50，例如以图示的螺旋弹簧为例，套设在曲轴30的第二轴端33的外周上，在笔尖部20受压而使曲轴30朝向第一支撑部40运动时进行蓄力，以在前述的受压减弱或者解除时使曲轴30朝向初始位置运动。
结合图3、5，随着曲轴30的第二轴端33在中心孔41内朝向尾部12的方向滑动，弹性限位机构50(以螺旋弹簧为例)被压缩和蓄力，由此，当压力解除或者缓解时，基于蓄力后的弹性限位机构50将驱使曲轴30朝向前端11的方向运动，恢复其初始位置。
结合图3、4、5所示，曲轴30的本体31形成有一空腔35，尤其是U形空腔。在该U形空腔的设计中，其沿着笔身部10的纵长轴线方向两个内壁面中的其中一者的表面用于安装第一极板101或者第二极板102。另一个极板安装在位于U形空腔内的第二支撑部60的表面，并且两个极板之间保持面对面地分布。
第二支撑部60，设置在该U形空腔内部，其中第二支撑部60作为笔身部10的一部分而配置，由此其与笔身部10之间保持位置固定关系。并且，在第二支撑部60的侧壁表面与空腔35的侧壁表面之间留有一定的空隙，以利于安装两个电容极板。
尤其优选的是，第二支撑部60的表面以及空腔35的内壁面的表面均为平坦表面，利于贴装电容极板。
结合图示，U型空腔的两个内壁面中的其中另一者的表面配置有导向部36，由此本体31能够沿着导向部36运动。
结合图3、5、6所示的示例中，成对设置的第一极板101与第二极板102，分别位于所述第二支撑部60与空腔35相对的一对内壁面表面，在图3所示的示例中，第一极板101与第二极板102通过黏贴方式固定，构建双极板电容模型。
第一极板101与第二极板102分别安装在第二支撑部60与空腔35之间的右侧空间中。
基于第二支撑部60与笔身部10的相对静止状态(相对位置不变)，因此在笔尖部20受压使得曲轴30发生朝向尾部14方向的位移时，将改变第一极板101与第二极板102之间的极板间距d，由此使得第一极板101与第二极板102之间的静电容发生变化，这样的变化能够被通过电容测量芯片感应和检测，输出对应的电容值。
结合图示的示例，当笔尖部20受压发生位移时，第一轴端32与第二轴端33均同步地发生同一方向的移动。如图3所示的示例中，第二轴端33在前述中心孔41内发生位移，并以中心孔41作为导向，使其保持沿着笔身部10的中心轴线方向的移动。
在可选的示例中，笔身部10的前端11与曲轴30的第一轴端32之间至少部分地形成嵌套导向关系，使得曲轴30的第一轴端32在运动过程中得以被导向，并且使其保持沿着笔身部10的中心轴线方向的移动。
在可选的示例中，第一支撑部40、第二支撑部60被构造为固定到笔身部10的独立构件，并且二者相对于笔身部10保持相对静止状态，由此使得曲轴30在它们之间的移动过程中，基于曲轴30的空腔内内壁面与第二支撑部60之间的间距变化而引起第一极板101与第二极板102之间的极板间距d变化，从而使得第一极板101与第二极板102之间的静电容发生变化。
当然，在另外的实施例中，第一支撑部40、第二支撑部60以及曲轴30之间的关系还可以被以其他适宜的方式配置，使得其中一个电容极板(以第一极板101为例)能够与笔尖部20保持刚性连接以及同步移动，并能够通过弹簧对其进行限位，以避免过载产生；同时，另一个电容极板(以第二极板102为例)与笔身部10的壳体刚性连接或者作为壳体的一部分，与笔身部10之间始终处于相对静止状态。
在一些示例中，第一支撑部40、第二支撑部60均为垂直于笔身部10的纵长轴线方向的块状构件。
结合图6所示的示例中，电容测量部200可采用多通道的电容检测芯片，例如以南京湃睿半导体有限公司的高精度电容传感器测量芯片PMDS-F4为例进行说明。电容测量部200的第一检测通道分别与第一极板101与第二极板102连接，用于检测第一极板101与第二极板102在不同极板间距下的静电容变化，输出电容值。
由此，通过本发明前述实施例提出的由曲轴30、第一支撑部40、弹性限位机构50(以螺旋弹簧为例)、第二支撑部60、第一极板101与第二极板102构成的压感分级感应机构，可基于第一极板101与第二极板102之间的极板间距变化实现对笔尖应力载荷的感应，实现结构可靠、测量精准的触控笔电容式压感分级感应输出。
作为优选的示例，笔身部10、笔尖部20、曲轴30的第一轴端32与第二轴端33、第一支撑部40、第二支撑部60、弹性限位机构50共中心轴线地布置。
结合图3、6所示，本发明实施例的压感分级感应机构被设置成在空载、带载、满载、过载状态下的极板间距分别如下：
空载：d＝d0，d0表示空载下的极板间距，d0＝0；
带载：d＝dσ，dσ表示带载下的极板间距，dσ＝σ/E，其中σ为笔尖应力，E为弹性限位机构的杨氏模量，为常数；
满载：d＝D，其中D为弹性限位机构的最大压缩量，即直径*圈数，为常数；
过载：由于弹簧限位机构的存在，过载无法产生，因此不会对电容式压感分级结构产生破坏性影响，弹性限位机构起到保护作用。
因此，在本发明的实施例中，空载状态下螺旋弹簧处于相对自由状态，两个电容极板(即第一极板101与第二极板102)之间紧密贴近状态，静电容输出C接近无限大。由于触控笔在其生命周期中更多处于非输入状态，因而通过本发明实施例的压感分级感应机构能够更好的保护测量结构。
同时，在带载状态下，螺旋弹簧不断被压缩，第一极板101与第二极板102之间分离并逐渐拉远，静电容输出C不断减小，并与螺旋弹簧的压缩比保持高可靠、高稳定的线性关系，可以对笔尖压感进行高分辨率的分级，比如4096或更高。
进一步，当本发明所提出的电容式触控笔100不慎跌落时，由于弹性限位机构50以及第二支撑部60的双重限位保护，第一极板101与第二极板102不会由于瞬间冲击而损坏压感感应装置，极大的提高了电容式触控笔的抗跌落性能以及可靠性。
如前述的，在本发明的实施例中，第一极板101与第二极板102之间二者之间的距离随着检测的笔尖部收到压力的增大而增大，如图所示的，第二极板102固定在曲轴30的本体31所形成的空腔35的侧壁上，随着笔尖部收到的压力的增大，其与固定到第二支撑部60(例如作为笔身部的一部分构成)上的第一极板101之间的间距不断被拉大，据此实现的电容输出检测以及压力检测，同时结合图2、3所示，基于本发明提出的压感分级感应装置和测量方式的设计，由于位于曲轴30与第一支撑部40之间的弹性限位机构50(如螺旋弹簧)的存在，受到弹性限位机构50最大形变量的限制和限位作用，不会产生过载情况，因此不会对电容式压感分级结构产生破坏性影响，同时结合弹性限位机构与第二支撑部60起到双层保护作用，在意外跌落或者其他原因导致的对笔尖部施加的瞬间强压力下，不会损坏压感感应装置，提高抗跌落性能以及可靠性。
应当理解，前述实现过载保护的弹性限位机构50还可以使用其他适当方式的设计，而不限于螺旋弹簧，例如还可以使用波形弹簧等。
在本发明的实施例中，通过配置的电容测量部200，例如选用高分辨率的电容测量芯片，其与在笔身部10内配置笔尖压感测量部300电连接，基于电容测量部200输出的静电容的值，获得对应的笔尖应力。
结合图7、8所示，在笔身部10的内部，还配置了第三极板103，例如薄板型的电极，呈圆筒状地粘贴于笔身部10的内壁表面，位于人手握持区域，与笔身部之间构建开放电容模型。
由此，结合图7、8所示，可通过电容测量部200的第二检测通道与第三极板103连接，用于检测手部1000握持笔身部10时发生手指点击动作下的电容值，并输出。
结合图6所示，笔身部10内部还设置处理器***300，例如集成在PCB电路板上的处理芯片，尤其是采用低功耗嵌入式处理芯片，实现对整个触控笔的控制，尤其在本发明的实施例中，处理器***300被配置根据对应检测通道获得的电容值，获得笔尖部的笔尖应力，以及判定用户的功能切换行为，控制触控笔的预置的功能切换。
处理器***300可选地具有笔尖压感测量部301和多击触发处理部302。
其中的笔尖压感测量部301，被设置成基于第一检测通道输出的电容值，根据下述方式获得对应的笔尖应力：
σ＝E*dσ＝E*(kε0A)/C
其中，σ表示笔尖应力，dσ表示带载状态下第一极板101与第二极板102的极板间距；E表示弹性限位机构50的杨氏模量，A表示第一极板101与第二极板102的极板面积，k表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，C表示所述电容测量部200)的第一检测通道输出的电容值。
其中的多击触发处理部302，被设置成根述第二检测通道输出的电容值，并判断在预设响应时间以内，是否检测到两次或多次超出预设阈值范围的电容突变，藉由此来判断用户在握持状态下是否触发功能切换操作。
作为可选的示例，多击触发处理部302被设置按照以下方式判断用户在握持状态下是否触发功能切换操作：
获取标定的电容式触控笔的握持检测阈值C0；
在电容式触控笔的使用过程中，获取第二检测通道输出的握持状态下的握持电容值输出Cmeas_n；
响应于Cmeas达到握持检测阈值C0，则进入用户多击触控行为检测模式，否则，持续获取握持电容值输出Cmeas_n并进行持续判断是否进入检测模式；
其中，在用户多击触控行为检测模式下，在预设响应时间内，基于当前测量获得的握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且在至少连续两次测量获得的电容差分值均达到预设第一阈值时，判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号。
对此，我们将在以下的示例中进行更加具体的说明。
如图7-10所示的示例，根据本发明的实施例的多击触发检测，针对电容式触控笔的握持和切换行为检测，是基于单电容极板的开放电容模型实现，是典型的开放电容模型。结合图7、8所示，双击或多击)触发的本质是当用户握笔时其手部整体对贴装于笔身内部的测量极板单极板)所产生的空间导电特性，进一步通过电容值的检测输出得以体现。其中的电容模型为单电容极板模型，用户手部的介电常数接近于水的80)与空气介电常数接近于1)共同作用于电容极板。
图7所示的示例中，标号1000表示用户手指，握持住电容式触控笔的笔身10。虚线部分表示在电容式触控笔100内部配置的第三极板103，为薄片的圆筒状。
由于人体介电常数远大于空气，手部皮肤与笔身接触的面积是影响电容输出的主要干扰因素，同时考虑到用户握笔姿势的动态变化对电容测量的干扰，在本发明的实施例中，提出通过两次或两次以上的手指敲击或触碰极板所在位置进行电容输出，基于一个波动的基准电容曲线上，识别一个时间周期内，连续超出设定阈值Cthres的行为次数Nk，由此为依据识别用于的切换动作，实现更加稳定、可靠的用户行为识别。
在本发明的实施例中，设定连续超出设定阈值Cthres的行为次数Nk可以是2(双击)或者3(三击)，即认为用户输入了快捷切换行为。
应当理解，由于开放电容极板的空间电场输出模型，既受用户握持行为的影响，也受空间电场如手机受话等)的影响，因此在本发明的实施例中，为了进一步消除干扰，提升***的鲁棒性，又或者是为了实现更多的快捷切换功能，两次以上的多击触发，即Nk大于等于3，在一些实施例中是可以根据本发明进行设定和实现的。
结合图8所示的电容式触控笔100的设计中，简要地表示了笔身10以及配置在笔身内部的第三极板103、电容测量部200、处理器***300以及通信模块500。
第三极板103为薄片形，呈圆筒状地粘贴于电容式触控笔的笔身10的内壁表面，位于人手握持区域。
电容测量部200，用于检测人手握持电容式触控笔时，在电容式触控笔的笔身10与第三极板103之间形成的电容模型的电容值输出。作为可选的示例，可采用现有技术中的电容测量芯片进行设计，在本发明的示例中，以南京湃睿半导体有限公司的高精度电容传感器测量芯片PMDS-F4为例进行说明。
电容测量部200的第二检测通道，与第三极板103连接，用于检测用户手部1000握持笔身部10时发生手指点击动作下的电容值，并输出。
处理器***300，与电容测量部200和通信模块500分别连接。
如前述的，处理器***300可采用低功耗的处理芯片实现，其能够根据电容测量部200的第二通道输出的电容值，判断用户的快捷切换行为并控制电容式触控笔的模式或者功能的切换，例如从书写或绘画模式切换到橡皮擦的切换，或者从手型工具切换到笔型工具的切换等。应当理解，这样的切换操作所执行的程序和指令，可根据现有技术中的指令集和程序组件来实现。
通信模块500，用于实现电容式触控笔100与外部设备之间的数据通信和交互，例如与桌上型电脑、膝上型电脑、手持式电脑、移动式智能处理设备之间的数据通信。在图2中，以桌上型电脑400为例进行说明，其中标号401表示其读出界面。
在本发明的实施例中，通信模块500采用蓝牙模块为例进行说明。
应当理解，桌上型电脑、膝上型电脑通常配置了显示屏，并且与电容式触控笔100和/或书写介质电性连接，能够显示所书写的内容、笔头和/或书写轨迹。
应当理解，图示以及前述实施例旨在针对电容式触控笔的设计进行示例性的描述，在电容式触控笔的内部还可选地包括但不限于下述组件/模组：用于存储数据和程序指令的存储器、用于实现电性连接的导线、用于实现电力供应的电池模组和/或充放电模组、与集成一个或者多个功能电路/芯片的PCB板、用于实现信息表征的显示模组包括但不限于小型显示屏、LED灯组等)，可根据电容式触控笔的具体功能和需求进行设计和实现。
结合图7-9所示，根据本发明实施例的用于电容式触控笔的多击触发处理方法的实现包括以下步骤：
获取电容式触控笔的标定的握持检测阈值C0；
在电容式触控笔的使用过程中，检测握持状态下的握持电容值输出Cmeas_n；
响应于Cmeas达到握持检测阈值C0，则进入用户多击触控行为检测模式，否则，持续获取握持电容值输出Cmeas_n并进行持续判断是否进入检测模式，直到达到预设条件；
其中，在用户多击触控行为检测模式下，在预设响应时间内，基于当前测量获得的握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且在至少两次连续测量获得的电容差分值均达到预设第一阈值，判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号。
应当理解，前述的预定条件，是指触控笔的关机操作、断开连接操作、电量低操作等，可预先由用户设置或者由触控笔出厂预先配置。
结合图9、10所示的示例，在本发明的实施例中，为了进一步消除误触发的概率，在用户握持电容式触控笔之后，首先需要进行有效的握持状态的检测，只有当识别出当前对电容式触控笔的操作为真实、有效的握持行为时，才进入双击或者多级的触发的检测。
为此，我们通常选择在电容式触控笔的生产过程或者出厂检验时，完成初始化和握持阈值的设定，即首次握持触控笔，对握持前和握持后的电容值进行测量并读出，并据此预先设定好握持检测阈值。
在本发明的实施例中，每一次于判定用户存在多击触控行为并输出响应信号之后，均重置电容差分值以及时间计数，重新进入用户多击触控行为检测模式，启动握持状态的电容检测和用户切换行为识别。
作为可选的实施方式，所述对电容式触控笔的握持检测标定，标定电容式触控笔的握持检测阈值C0包括：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝(Cpre+Cafta)/2。
由此，预先设定的握持检测阈值C0能够被配置在电容式触控笔的存储器内，在后续使用该电容式触控笔并进行握持行为识别时，由处理器***调用进行判断和相应的处理。
应当理解，在后续使用该电容式触控笔的过程中，如果测量输出的电容值小于配置好的握持检测阈值C0，则认为没有有效的握持行为，无需进入双击或多击触发识别处理，也即测量状态。只有在测量输出的电容值大于等于配置好的握持检测阈值C0时才进行后续的双击或多击触发识别处理。
作为另外的实施方式，对电容式触控笔的握持检测标定，标定电容式触控笔的握持检测阈值C0包括：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝k*(Cpre+Cafta)/2，其中k表示补偿系数，k的初始值为1。
在该实施例中，由于电容式触控笔在后续的使用过程中存在对笔身表面的磨损、侵蚀等影响，或者内部的电极板存在空气侵蚀、氧化等影响，由此配置可调节的补偿系数k，用于补偿因使用造成的标定值的变化问题。
作为可选的实施例，该补偿系数k用可被设置通过测试、维修或者通过预设的配置程序进行调整。
作为可选的示例，针对正常使用超过预设时限范围的电容式触控笔，预置按照不用使用时长的补偿系数k，并以不被用户感知的情况下在电容式触控笔内部自动完成修改。例如，自用户首次使用该电容式触控笔如第一次测量电容值)开始，进行时间计数，经过预设时长后例如1年，1.5年，2年等)自动以预定的方式更新补偿系数k。
作为可选的实方式，在预设的时间周期内，基于当前测量获得的握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且在至少连续两次测量获得的电容差分值均达到预设第一阈值，判定用户存在多击触控行为，包括：
连续地获取用户握持状态下的握持电容值输出Cmeas_n+i；其中i表示电容值采样测量序列，从1开始计数；
当其中任意第j次开始的握持电容值输出的差分值ΔCn+j达到所述预设第一阈值Cthres，j≤i，开始时间计数，并且继续获取第j+1次握持电容值输出的差分值ΔCn+j+1：
响应于第j+1次握持电容值输出的差分值ΔCn+j+1达到预设第一阈值Cthres，则进一步判断从第j次到第第j+1次行为的时间差ΔT，当ΔT在预设响应时间Tthres范围内时，判定用户存在多击触控行为并输出响应信号。
其中，响应于第j+1次握持电容值输出的差分值ΔCn+j+1未达到所述预设第一阈值Cthres，则返回继续获取用户握持状态下的握持电容值输出。
其中，响应于所述时间差ΔT超出预设响应时间Tthres范围时，返回继续获取用户握持状态下的握持电容值输出。
在本发明的实施例中，任意第j次开始的握持电容值输出的差分值ΔCn+j，其计算方法采用当前第j次测量获得的电容值与上一次测量即第j-1次)获得的电容值做差，获得电容值差值，即Cmeas_n+j-Cmeas_n+j-1.
当j＝i＝1时，差分值ΔCn+1＝Cmeas_n+1-Cmeas_n表示在测量模式下第一次检测获得的电容值与上一次测量的电容值Cmeas_n的差值。
当ΔCn+1满足大于等于预设第一阈值Cthres的门限条件时，则进一步获得第2次电容值的测量结果，并进一步计算ΔCn+2＝Cmeas_n+2-Cmeas_n+1，进一步判断ΔCn+2是否满足大于等于预设第一阈值Cthres的门限条件，当同时满足两个门限条件时，则判断两次检测动作的时间计数范围是否在一个预定的预设响应时间Tthres范围内，如果在预设响应时间Tthres范围内，则判定为用户的双击触发动作，识别出双击行为，输出响应信号并触发切换功能。
由此，根据在一个预设响应时间Tthres范围内，是否存在两次连续的测量电容的电容差分值超过门限预设第一阈值Cthres)，通过双击或者以上的判断，据此来判定识别到双击行为并触发切换功能。
在本发明的实施例，为了消除用户握笔动态产生的电容漂移，因此在前述的手指触发判断中引入差分值作为基准，消除人手握持动态的干扰，提高测量和识别进度和准确性。
在另一些实施例中，在一个预设响应时间Tthres范围内，基于电容差分值得获取，并且在连续至少三次测量获得的电容差分值均达到预设第一阈值，判定用户存在多击触控行为。
由此，通过三击或者以上的判断，据此来判定识别到双击行为并触发切换功能。
在本发明可选的实施例中，结合图12所示，为了降低功耗，即笔尖压感应力检测和手指点击触发检测不会被持续地进行，而是在电容式触控笔被有效握持时进行，从而减少电能消耗。例如，可基于握持行为的检测而启动后续的手指点击触发检测以及笔尖压感应力检测。
结合图1、2、7、8以及11所示，示例性的表示了在整个电容式触控笔内融合笔尖压感应力检测和手指点击触发检测的融合检测原理示意图，由此可见，本发明通过采用单芯片实现方案，仅需要一颗多通道的电容测量芯片，同时实现上述两种或更多功能；同时，本发明的设计中，零件的装配难度低，提成装配的精度和可靠性，节省空间，BOM成本可控。
本发明提出的电容式触控笔的压感分级感应装置的结构设计简单、可靠，装配空间和过程易于实现，精度高，且不受过载破坏，提高压感分级的效果。同时，相对于现有设计的2组或4组压阻应变片的设计再通过高分辨率的模拟-数字转换器ADC进行变换的方案来说，本发明可使用单颗电容测量芯片以及简单的计算即可实现测量，成本低，装配精度较佳。
应当理解，图示以及前述实施例旨在针对电容式触控笔的压感分级感应装置的设计及其实现原理进行示例性的描述，在电容式触控笔100的内部还可选地包括但不限于下述组件/模组：用于实现电性连接的导线、用于实现电力供应的电池模组和/或充放电模组、集成一个或者多个功能电路/芯片的PCB板、用于实现电容式触控笔100与外部设备通信的通信模组以及用于实现信息表征的显示模组包括但不限于小型显示屏、LED灯组等)。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，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权利要求书所界定者为准。
Claims (16)
1.一种用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，所述电容式触控笔具有笔身部(10)以及从笔身部(10)的前端伸出的笔尖部(20)，其特征在于，所述压感-点击融合传感***包括：
沿着笔身部(10)的纵长轴线方向布置的曲轴(30)，具有本体(31)以及位于本体(31)两端的第一轴端(32)与第二轴端(33)；所述曲轴(30)的第一轴端(32)与所述笔尖部(20)连接并能够与笔尖部(20)同步运动，所述曲轴(30)相对的第二轴端(33)可滑动地套入在一第一支撑部(40)的中心孔(41)内，所述第一支撑部(40)位于笔身部(10)内部并位于尾部位置；
弹性限位机构(50)，设置位于所述曲轴(30)的本体(31)与所述第一支撑部(40)之间，被设置成在所述笔尖部(20)受压而使曲轴(30)朝向第一支撑部(40)运动时进行蓄力，以在所述受压减弱或者解除时使所述曲轴(30)朝向初始位置运动；
第二支撑部(60)，与所述笔身部(10)保持位置固定关系，并位于所述曲轴(30)的本体(31)所形成的空腔(35)内；
第一极板(101)与第二极板(102)，平行设置于所述第二支撑部(60)与所述空腔(35)一内壁面之间，构建双极板电容模型；
第三极板(103)，呈圆筒状地粘贴于笔身部(10)的内壁表面，位于人手握持区域，与笔身部(10)之间构建开放电容模型；
电容测量部(200)，具有至少两个检测通道，其中第一检测通道与所述的第一极板(101)与第二极板(102)连接，用于检测所述第一极板(101)与第二极板(102)在不同极板间距下的电容值；第二检测通道与所述第三极板(103)连接，用于检测笔身10握持笔身部(10)时的手指点击动作下的电容值；
处理器***(300)，与所述电容测量部(200)电连接，用于根据对应检测通道获得的电容值，获得笔尖部(20)的笔尖应力，以及判定用户的功能切换行为，控制触控笔的预置的功能切换。
2.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述处理器***(300)包括笔尖压感测量部(301)，被设置成基于第一检测通道输出的电容值，根据下述方式获得对应的笔尖应力：
σ＝E*dσ＝E*(kε0A)/C
其中，σ表示笔尖应力，dσ表示带载状态下第一极板(101)与第二极板(102)的极板间距；E表示弹性限位机构(50)的杨氏模量，A表示第一极板(101)与第二极板(102)的极板面积，k表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，C表示所述电容测量部(200)的第一检测通道输出的电容值。
3.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述第一支撑部(40)、第二支撑部(60)被构造为笔身部(10)的一部分，并且相对于笔身部(10)保持相对静止状态。
4.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述第一支撑部(40)、第二支撑部(60)被构造为固定到笔身部(10)的独立构件，并且二者相对于笔身部(10)保持相对静止状态。
5.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述曲轴(30)的本体(31)所形成的空腔(35)构造为U形空腔，其沿着笔身部(10)的纵长轴线方向两个内壁面中的其中一者的表面用于安装第一极板(101)或者第二极板(102)。
6.根据权利要求5所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述第一极板(101)与第二极板(102)采用相同的构造，并且均为平行板电极，或者均为曲面平行板电极。
7.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述弹性限位机构(50)包括至少一个弹簧。
8.根据权利要求7所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述弹性限位机构(50)套设在所述第二轴端(33)的外周表面。
9.根据权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述笔身部(10)、笔尖部(20)、曲轴(30)的第一轴端(32)与第二轴端(33)、第一支撑部(40)、第二支撑部(60)、弹性限位机构(50)共中心轴线地布置。
10.根据权利要求1-10中任意一项所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述处理器***(300)包括多击触发处理部(302)，被设置成根据所述第二检测通道输出的电容值，判断预设响应时间以内是否检测到两次或多次超出预设阈值范围的电容突变，藉由此来判断用户在握持状态下是否触发功能切换操作。
11.根据权利要求10所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***，其特征在于，所述多击触发处理部(302)被设置按照以下方式判断用户在握持状态下是否触发功能切换操作：
获取标定的电容式触控笔的握持检测阈值C0；
在电容式触控笔的使用过程中，获取第二检测通道输出的握持状态下的握持电容值输出Cmeas_n；
响应于Cmeas达到握持检测阈值C0，则进入用户多击触控行为检测模式，否则，持续获取握持电容值输出Cmeas_n并进行持续判断是否进入检测模式；
其中，在用户多击触控行为检测模式下，在预设响应时间内，基于当前测量获得的握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且在至少连续两次测量获得的电容差分值均达到预设第一阈值时，判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号。
12.一种基于权利要求1所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于所述第二检测通道输出的电容值与标定的握持检测阈值C0比对，进行握持行为检测，当检测到握持行为时，启动笔尖压感应力检测以及笔身的点击触发检测：
所述笔尖压感应力检测包括：
基于用户握持电容式触控笔在书写介质表面书写时所施加的力，使得笔尖部(20)朝向笔身部(10)内部回缩运动，并使所述曲轴(30)同步运动；
基于曲轴(30)运动所引起的第一极板(101)与第二极板(102)之间的极板间距变化，获取电容测量部(200)的第一检测通道检测输出不同极板间距下的电容值；以及
根据第一检测通道检测输出的不同极板间距下的电容值，获得对应极板间距下的笔尖应力；
所述点击触发检测包括：
在预设响应时间内，获取电容测量部(200)的第二检测通道检测输出的当前次握持电容值与前次测量获得的握持电容值计算电容差分值，并且判断在至少连续两次测量获得的电容差分值是否均达到预设第一阈值，如果是，则判定用户存在多击触控行为，并输出响应信号，否则持续进行电容检测和判断。
13.根据权利要求12所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，其特征在于，所述根据第一检测通道检测输出的不同极板间距下的电容值，获得对应极板间距下的笔尖应力，包括：
所述处理器***(300)被设置成按照下述方式获得笔尖应力：
σ＝E*dσ＝E*(kε0A)/C
其中，σ表示笔尖应力，dσ表示带载状态下第一极板(101)与第二极板(102)的极板间距；E表示弹性限位机构(50)的杨氏模量，A表示第一极板(101)与第二极板(102)的极板面积，k表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，C表示所述电容测量部(200)的第一检测通道输出的电容值。
14.根据权利要求12所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，其特征在于，所述电容式触控笔标定的握持检测阈值C0被按照如下方式预先配置：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝(Cpre+Cafta)/2。
15.根据权利要求12所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，其特征在于，所述电容式触控笔标定的握持检测阈值C0被按照如下方式预先配置：
在电容式触控笔被首次被启用时，获取握持前的电容值Cpre；
基于首次握持行为，获得握持后的电容值Cafta；以及
设定握持检测阈值C0＝k*(Cpre+Cafta)/2，其中k表示补偿系数，k的初始值为1。
16.根据权利要求12所述的用于电容式触控笔的压感-点击融合传感方法，其特征在于，所述基于所述第二检测通道输出的电容值与标定的握持检测阈值C0比对，进行握持行为检测的步骤具体包括：
获取标定的握持检测阈值C0；
将通过第二检测通道输出的握持电容值与握持检测阈值C0比对：
当握持电容值大于等于握持检测阈值C0时，判定存在握持行为，否则，判定不存在握持行为。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310603859.0A CN116594517A (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310603859.0A CN116594517A (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116594517A true CN116594517A (zh) | 2023-08-15 |
Family
ID=87607866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310603859.0A Pending CN116594517A (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116594517A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117930997A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-26 | 基合半导体（宁波）有限公司 | 触控笔及触控笔的压力检测方法 |
-
2023
- 2023-05-25 CN CN202310603859.0A patent/CN116594517A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117930997A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-26 | 基合半导体（宁波）有限公司 | 触控笔及触控笔的压力检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11340718B2 (en) | Transmitter and transmitting method | |
| US11662842B2 (en) | Touch sensitive processing method and apparatus and touch system for receiving information from transmitter | |
| US20060114240A1 (en) | Controlling device for cursor and method for operating the same | |
| WO2007115052A2 (en) | Resolution metric determination | |
| US20130141398A1 (en) | Device for measuring writing pressure of electronic pen | |
| CN110235090B (zh) | 压敏触控笔 | |
| CN105892774A (zh) | 发信器及其控制方法 | |
| CN109313507B (zh) | 带有传感器保护的有弹性的电池触头 | |
| CN104881152A (zh) | 发信器及其发信方法 | |
| JP2015152429A (ja) | 圧力センサ及びスタイラスペン | |
| CN116594517A (zh) | 用于电容式触控笔的压感-点击融合传感***与方法 | |
| CN111615681A (zh) | 划线轴传感器 | |
| CN219800124U (zh) | 曲轴、高分辨率压感分级感应装置及电容笔 | |
| CN116301411B (zh) | 压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔 | |
| CN112882586A (zh) | 手写设备、电子设备及其控制方法 | |
| CN116610224A (zh) | 用于电容式触控笔的多击触发处理方法、可读介质与电容式触控笔 | |
| CN219916320U (zh) | 电容式触控笔的压感分级结构和触控笔 | |
| TWI788879B (zh) | 主動式觸控筆 | |
| KR20160059235A (ko) | 터치 펜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |