觸控筆與觸控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸控技術(shù),特別涉及一種放大反饋式的觸控筆與對(duì)應(yīng)的一種觸控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常電容式觸控面板是以手指或帶有導(dǎo)電軟膠的粗頭觸控筆接觸，藉人體或軟膠的導(dǎo)電性改變鄰近接觸位置的掃描線間的電容值。藉檢測(cè)電容值的變化，觸控面板得以計(jì)算手指或觸控筆的位置。然而手指或粗頭觸控筆與面板接觸面積大(直徑5毫米以上)，不但會(huì)擋住使用者視線，使之無(wú)法準(zhǔn)確點(diǎn)選細(xì)小物件，也讓面板容易因接觸角度不同而錯(cuò)誤地判斷位置。
[0003]業(yè)界有將觸控筆頭結(jié)合活動(dòng)關(guān)節(jié)，冀能改善使用者視線，然筆與面板的接觸面呈圓盤(pán)狀，喪失了以筆書(shū)寫(xiě)的靈活性。亦有以觸控筆主動(dòng)輸出高頻高壓(約25伏特峰至峰)控制信號(hào)，然需配合專(zhuān)用面板且耗電可觀。亦有以筆、人體和面板形成回路，而使面板能更準(zhǔn)確計(jì)算接觸位置者，然觸控筆需搭配金屬質(zhì)殼身，成本不菲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種觸控筆，在省電、低成本與廣用性的前提下，讓使用者能在觸控裝置上靈活書(shū)寫(xiě)和準(zhǔn)確點(diǎn)選。
[0005]為達(dá)上述目的，于本發(fā)明提供一種觸控筆，其包含感應(yīng)模塊、解析模塊、處理模塊以及合成模塊。感應(yīng)模塊用以自觸控裝置感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)，感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)具有第一強(qiáng)度。解析模塊用以解析檢測(cè)信號(hào)的特征以產(chǎn)生特征信號(hào)，特征信號(hào)具有關(guān)聯(lián)于第一強(qiáng)度的第二強(qiáng)度。處理模塊耦接解析模塊，用以依據(jù)特征信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)指令。合成模塊耦接處理模塊，用以依據(jù)信號(hào)指令產(chǎn)生反饋信號(hào)，反饋信號(hào)具有大于第一強(qiáng)度的第三強(qiáng)度。感應(yīng)模塊更用以輸出反饋信號(hào)至觸控裝置。
[0006]本發(fā)明亦提供一種觸控方法，包含:自觸控裝置感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)，感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)具有第一強(qiáng)度；接收感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)；解析檢測(cè)信號(hào)的特征，以產(chǎn)生特征信號(hào)，特征信號(hào)具有關(guān)聯(lián)于第一強(qiáng)度的第二強(qiáng)度；依據(jù)特征信號(hào)，產(chǎn)生信號(hào)指令；依據(jù)信號(hào)指令，產(chǎn)生反饋信號(hào)，反饋信號(hào)具有大于第一強(qiáng)度的第三強(qiáng)度；以及輸出反饋信號(hào)至觸控裝置。
[0007]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中觸控筆的方框圖；
[0009]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中觸控方法的流程圖；
[0010]圖3A與圖3B分別是本發(fā)明一實(shí)施例中感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)與特征信號(hào)的示意圖；
[0011]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中關(guān)于處理模塊控制合成模塊與解析模塊的閘單元的流程圖；
[0012]圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例中觸控筆的方框圖；
[0013]圖6A、圖6B與圖6C分別是本發(fā)明另一實(shí)施例中放大單元的輸入或輸出、特征信號(hào)與反饋信號(hào)的示意圖；
[0014]圖7A、圖7B與圖7C分別是本發(fā)明又一實(shí)施例中感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)、特征信號(hào)與反饋信號(hào)的示意圖。
[0015]其中，附圖標(biāo)記
[0016]1、5 觸控筆
[0017]10、50 感應(yīng)模塊
[0018]12、52 解析模塊
[0019]121、567 閘單元
[0020]123 放大單元
[0021]125 濾波單元
[0022]14、54 處理模塊
[0023]143、543 編碼單元
[0024]145、5牯賦頻單元
[0025]16、56 合成模塊
[0026]163,563 解碼單元
[0027]165、565 增強(qiáng)單元
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下在實(shí)施方式中敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征，其內(nèi)容足以使任何熟習(xí)相關(guān)技藝者了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且依據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、權(quán)利要求范圍及附圖，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的諸面向，但非以任何面向限制本發(fā)明的范疇。
[0029]請(qǐng)參見(jiàn)第1圖，其為本發(fā)明一實(shí)施例中觸控筆的方框圖。如圖1所示，配合一觸控裝置使用的觸控筆1包含感應(yīng)模塊10、解析模塊12、處理模塊14以及合成模塊16。感應(yīng)模塊10包含觸控筆1的筆尖或筆頭，可內(nèi)含金屬并帶有導(dǎo)電軟膠。在較佳實(shí)施例中，感應(yīng)模塊10的筆尖尺寸在2.5毫米以下。在本實(shí)施例中，解析模塊12包含閘單元121、放大單元123以及濾波單元125。解析模塊12于閘單元121耦接感應(yīng)模塊10，亦于濾波單元125耦接處理模塊14。放大單元123耦接閘單元121及濾波單元125。閘單元121受控于處理模塊14，后者可為微控制器、泛用型處理器或以現(xiàn)場(chǎng)可編程閘陣列(field-programmable gatearray,簡(jiǎn)稱(chēng) FPGA)、特定應(yīng)用集成電路(applicat1n-specific integrated circuit,簡(jiǎn)稱(chēng)ASIC)或復(fù)雜可編程邏輯裝置(complex programmable logic device,簡(jiǎn)稱(chēng)CPLD)實(shí)作。在本實(shí)施例中，處理模塊14本身包含編碼單元143和賦頻單元145，而合成模塊16包含解碼單元163和增強(qiáng)單元165 ;編碼單元143耦接解碼單元163，增強(qiáng)單元165耦接賦頻單元145與解碼單元163。合成模塊16于增強(qiáng)單元165耦接感應(yīng)模塊10。
[0030]—般而言，感應(yīng)模塊10、解析模塊12、處理模塊14以及合成模塊16形成一放大回路，觸控筆1的輸出入皆在感應(yīng)模塊10。但在后述的某些情形下，處理模塊14會(huì)控制閘單元121使放大單元123和感應(yīng)模塊10間電路不導(dǎo)通，或控制合成模塊16使增強(qiáng)單元165和感應(yīng)模塊10間電路不導(dǎo)通。
[0031]關(guān)于觸控筆1的運(yùn)作，請(qǐng)搭配圖1參見(jiàn)圖2，其為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例觸控方法的流程圖。如圖2所示，于步驟S200中，感應(yīng)模塊10自前述觸控裝置感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)。觸控裝置以電容式觸控面板為例，其可驅(qū)動(dòng)一軸向的氧化銦錫(indium tin oxide,簡(jiǎn)稱(chēng)ΙΤ0)導(dǎo)線(輸出)，并掃描另一軸向的導(dǎo)線(輸入)，抑或在兩軸向間交替；前稱(chēng)檢測(cè)信號(hào)不限定為驅(qū)動(dòng)線或掃描線的信號(hào)。圖3Α所示即感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)閘單元121后的一個(gè)例子，而第6Α圖描繪另一例中感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)閘單元121后可能的樣貌。在此二例中，假設(shè)觸控裝置在驅(qū)動(dòng)向上有九條導(dǎo)線，而觸控筆1(尤其是感應(yīng)模塊10)處在其中第四和第五條導(dǎo)線間靠近前者所代表的位置。圖3Α與圖6Α橫軸表示時(shí)間，兩刻度之間為觸控裝置驅(qū)動(dòng)、掃描一條導(dǎo)線(序數(shù)如標(biāo)示)的周期；縱軸表示信號(hào)強(qiáng)度，如當(dāng)觸控裝置驅(qū)動(dòng)、掃描第四條導(dǎo)線時(shí)，感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)具有第一強(qiáng)度。一般而言觸控裝置對(duì)每一條導(dǎo)線花費(fèi)的時(shí)間相同，但在另一實(shí)施例中，不同導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的「周期」可相異。
[0032]于步驟S223與S225中，解析模塊12接收感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)，并解析其中某個(gè)特征以產(chǎn)生特征信號(hào)。所謂特征通常指電壓或與接地端的電位差，但并非不能是其他電學(xué)屬性，如電流或電容值。在本實(shí)施例中，放大單元123于步驟S223放大感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)，而濾波單元125于步驟S225對(duì)放大單元123的輸出產(chǎn)生某個(gè)包絡(luò)(envelope)做為特征信號(hào)，因此特征在此大致是感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)每一周期的峰值正電壓。特征信號(hào)如圖3B或圖6B所示，在對(duì)應(yīng)前述第四條導(dǎo)線的周期間具有第二強(qiáng)度。圖3B與圖6B分別對(duì)應(yīng)圖3A與圖6A。由于本實(shí)施例包含放大單元123，第二強(qiáng)度可以預(yù)期大于第一強(qiáng)度，但本發(fā)明僅限定第二強(qiáng)度關(guān)聯(lián)于第一強(qiáng)度。事實(shí)上，放大單元123和濾波單元125在電路上可以互換位置，而解析模塊12除藉由濾波單元125亦有其他解析特征的手段。
[0033]如圖3A或圖6A所示，感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)實(shí)由許多小波形組成，這些小波形符合觸控裝置輸出檢測(cè)信號(hào)的頻率。圖3B或圖6B中特征信號(hào)亦保留了同樣的特性。請(qǐng)注意此頻率和前述驅(qū)動(dòng)、掃描一條導(dǎo)線的周期沒(méi)有直接關(guān)系。于步驟S240中，處理模塊14在持續(xù)接收特征信號(hào)的同時(shí)判斷特征信號(hào)是否會(huì)具有大于參考強(qiáng)度的第二強(qiáng)度。承前述，若特征信號(hào)來(lái)到第四或五條導(dǎo)線的周期，則處理模塊14應(yīng)能在進(jìn)入該周期后前兩或三個(gè)小波形判斷特征信號(hào)的強(qiáng)度是否已超過(guò)預(yù)定義的參考強(qiáng)度。若第二強(qiáng)度大于參考強(qiáng)度，如圖6B所示，則所述觸控方法續(xù)至步驟S241 ;若第二強(qiáng)度未超過(guò)參考強(qiáng)度，如圖3B所示，則觸控方法回到步驟S200被動(dòng)感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)然步驟S240僅為選擇性的，處理模塊14可不做任何判斷徑于后述步驟S243和S245中產(chǎn)生信號(hào)指令。
[0034]在本實(shí)施例中，一旦第二強(qiáng)度超過(guò)參考強(qiáng)度，處理模塊14即于步驟S241中關(guān)閉閘單元121，使解析模塊12中止接收感應(yīng)模塊10的輸出。換句話(huà)說(shuō)，閘單元121用于允許或禁止感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入解析模塊12，而步驟S241使感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)不得進(jìn)入解析模塊12。關(guān)閉閘單元121時(shí)的特征信號(hào)請(qǐng)參見(jiàn)圖6B，放大單元123的輸入請(qǐng)參見(jiàn)圖6A。當(dāng)圖6A所示為放大單元123的輸入時(shí)，第四或第五條導(dǎo)線的周期中其峰值為第一強(qiáng)度。請(qǐng)注意于圖6A與圖6B中第四與第五條導(dǎo)線的周期之間由于閘單元121的阻絕，所示信號(hào)不隨感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)巨幅震蕩而在峰值后近乎歸零。如前所述，觸控筆1本質(zhì)上為一回路，各模塊10至16的輸出入容易互相干擾，尤其感應(yīng)模塊10又是觸控筆1的對(duì)外端口。閘單元121和步驟S241的存在提供一種簡(jiǎn)便手段，讓處理模塊14執(zhí)行步驟S243和S245時(shí)不受后續(xù)檢測(cè)信號(hào)或之前已輸出的相對(duì)高強(qiáng)度的反饋信號(hào)(后述)的影響。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)特征信號(hào)來(lái)到第五條導(dǎo)線的周期，處理模塊14于步驟S240判斷此時(shí)第二強(qiáng)度超過(guò)參考強(qiáng)度，則讀取關(guān)聯(lián)于第五條導(dǎo)線的特征信號(hào)的強(qiáng)度，并關(guān)閉閘單元121，減少或消弭關(guān)聯(lián)于第六條或其后導(dǎo)線的檢測(cè)信號(hào)的干擾，且更重要地，阻絕關(guān)聯(lián)于第五條導(dǎo)線的反饋信號(hào)重新進(jìn)入回路。
[0035]在解析模塊12不包含閘單元121的另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)整處理模塊14的固件，使處理模塊14能分辨特征信號(hào)中感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)和已輸出的反饋信號(hào)的成分，而只針對(duì)前者處理。舉例來(lái)說(shuō)，若處理模塊14已知關(guān)聯(lián)于第四條導(dǎo)線的反饋信號(hào)會(huì)在何時(shí)以何強(qiáng)度出現(xiàn)于濾波單元125的輸出，則可在針對(duì)第五條或其后導(dǎo)線執(zhí)行步驟S240時(shí)納入考量。請(qǐng)參見(jiàn)圖7A所示的感應(yīng)到的檢測(cè)信號(hào)，其對(duì)應(yīng)圖7B中的特征信號(hào)。在不包含閘單元121的此實(shí)施例中，如圖7B所示，當(dāng)?shù)诙?qiáng)度超過(guò)參考強(qiáng)