[發明專利]觸控裝置

在審

• 申請號: 201610256760.8
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107305455A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 向國威
• 申請（專利權）人: 漢王科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06F3/041;G06F3/0354
• 代理公司: 北京瑞盟知識產權代理有限公司11300
• 代理人: 劉昕,謝玉斌

技術領域

本發明涉及觸控裝置，尤其涉及一種具有壓感控制功能的電容筆和觸控屏。

背景技術

隨著信息技術的發展，諸如便攜式移動設備的電子設備與人們的生活越發密切相關。這種便攜式移動設備可以接收用戶的輸入，并根據該輸入來執行用戶期望的功能。作為接收用戶輸入的輸入裝置，觸控裝置以其體積小、重量輕、易于操作的優點而被廣泛使用。

觸控裝置主要分為兩種，電阻式觸控裝置和電容式觸控裝置。電阻式觸控裝置成本低、易于制造，但是只能支持單指操作。電容式觸控裝置的可操作性較強、支持多指功能，因而成為目前觸控裝置的首選。

電容觸控裝置包括電容觸控屏，電容觸控屏可以通過分布于其上的正交電容圖形來感知手指(或觸筆)觸摸引起的電容變化，從而測量觸摸位置和觸摸強度。電容觸控屏可以是位于電容觸控裝置前面的透明面板，也可以是不透明的人機交互板。

由于能被觸控屏感知的導電體需要較大的接觸面積，所以會造成定位不準的問題，同時對筆的支持一直不是非常理想。因此，人們期待電容觸控裝置能支持筆的書寫，至少包括纖細筆頭、懸空感應、精準定位、壓感精確等功能。

主動電容筆解決了上述問題，它是一種與電容觸控屏配合使用的電容筆。主動電容筆可以發送與電容觸控屏同步的高壓脈沖信號，增強了電容感應，從而可以減小接觸面積，同時細筆尖明顯增強了用戶體驗。

圖1示出了主動電容筆與電容觸控裝置的工作原理的示意圖。

如圖1所示，觸控裝置包括：面板，其上配置有相互正交的用于收發信號的平行電容極板；發送電容極板，其設置在所述面板上，用于向外發送探測波；筆11，其通過筆頭接收面板發送的同步及命令信息，再通過筆尖向所述面板發送信號波；接收電容極板，其設置在所述面板上，用于接收所述發送電容極板的探測波和所述筆的信號波；模擬信號處理單元，其根據控制處理單元選擇的電容極板來發送相應波形，或者預處理來自接收電容極板的信號；面板的控制處理單元14，其將預處理后的接收信號通過AD映射為數字信號，并通過處理得到觸摸位置，在筆為電容筆的情況下得到筆的位置以及筆回傳的信息。

隨著觸控屏的廣泛使用以及相關應用的不斷推出，如何方便快捷地進行輸入成為輸入裝置(例如電容筆)的設計目標。然而，目前的電容筆僅僅有筆尖壓力傳感器、上下按鍵和尾部按鈕幾個簡單的硬件輸入部件，功能設計靈活性不高。而且，筆尖的壓力傳感器主要用于測量書寫壓力，而無法適用于需要不同壓感級的應用，限制了電容筆的使用環境。

發明內容

本發明提供的觸控裝置中的電容筆具備壓感控制功能，使電容筆能夠應用于需要壓感級的應用，豐富了電容筆的功能。

本發明的觸控裝置包括電容筆和觸控屏，所述電容筆包括：發射單元，其向所述觸控屏發射信號；按鍵單元，其位于所述電容筆的外表面并傳遞用戶所施加的壓力；壓力傳感單元，其位于所述按鍵單元下方，用于感測用戶所施加的壓力的大小；控制單元，其將所述壓力傳感單元感測到的壓力分為多個壓感級，并進行控制，使得當用戶對所述按鍵單元施加壓力時，所述發射單元向所述觸控屏發射與所述壓感級相對應的信號，其中，響應于所述發射單元發射的信號，所述觸控屏執行與所述壓感級相對應的操作。

優選地，所述壓力傳感單元包括可變電容，并且，所述控制單元根據所述可變電容針對用戶施加的壓力的放電時間對所述壓力傳感器感測到的壓力大小進行分級。

優選地，所述控制單元包括比較器和計時器，所述比較器的第一輸入端連接所述可變電容的所述第一端，所述比較器的第二輸入端連接參考電壓，所述比較器的輸出端連接所述計時器。

優選地，當用戶對所述按鍵單元施加壓力時，所述控制單元控制所述可變電容進行充放電，所述控制單元在所述可變電容充電到最大電壓時控制所述計時器開始計時，當所述可變電容的所述第一端的電壓低于所述參考電壓時停止計時，從而計算出所述可變電容在該壓力下的放電時間。

優選地，所述控制單元將所述可變電容的放電時間均勻地分為多個放電時間區間，并將每個放電時間區間順序地映射到所述多個壓感級。

優選地，所述控制單元將所述可變電容針對不同壓力的放電時間與所述壓感級相關聯地存儲。

優選地，所述控制單元還包括調制器，所述發射單元包括發射電路和筆尖，所述調制器按照約定協議對所述壓感級進行幅度調制或頻率調制，所述發射電路將調制后的波形放大后經所述筆尖耦合至所述觸控屏。

優選地，所述觸控屏執行的與所述壓感級相對應的操作包括以不同的速度翻閱所顯示的內容，其中，壓感級越高，翻閱的速度越快。