主动电容笔及其倾角检测方法、电容式触控屏以及触控系统技术方案

本发明专利技术提供一种主动电容笔及其倾角检测方法、电容式触控屏与触控系统。所述主动电容笔与电容式触控屏交互通信，包括：第一电极和第二电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；以及控制器，用于控制所述第一电极和所述第二电极与所述电容式触控屏进行通信；所述控制器根据所述第一电极和第二电极同时分别接收到的来自所述电容式触控屏的信号，确定主动电容笔的倾角。本发明专利技术能够获取主动电容笔的倾角，结构和电路简单，定位精度高，提高了倾角检测的通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容触控技术，尤其涉及一种主动电容笔及主动电容笔的倾角检测方法，以及与主动电容笔通信的电容式触控屏及触控系统。
技术介绍
电容式触控技术已成为目前主流的触控技术，而主动电容笔作为与电容式触控屏配套使用的电容笔，其内配置有电源及相应的控制电路，可以主动发送信号，与只能接收信号的被动电容笔相比，具有笔尖细、定位精度高、可交互等优点，并且相比手指书写更加符合人们使用笔这种输入工具的使用习惯。在使用主动电容笔书写的过程中，可以检测主动电容笔的姿态，即其与触控屏接触表面之间的方位角和倾角，根据检测得到的姿态信息确定并调整主动电容笔的位置信息，例如，根据倾角信息修正笔尖的位置、改变笔尖输入轨迹的粗细进而改变主动电容笔的输入特性等等，从而使主动电容笔的书写效果更加接近于真实的书写笔。目前，检测主动电容笔姿态常用的方法是在主动电容笔中增加惯性测量单元(Inertial measurement unit，简称IMU)，例如陀螺仪、加速度计等。这种方式可以检测出倾角，但由于主动电容笔绕轴旋转角度的不固定，无法判断所述主动电容笔的方位角，即笔相对于触控屏表面的倾角的朝向。而且增加IMU器件会导致功耗及成本的增加。此外，存在通过设置多个感应器件来感知不同方向信号强度来判断所述主动电容笔的姿态的技术。然而该类技术的缺点是，需要采用 环绕在一起的多个感应器件，并且每个感应器件都连接到相应的控制电路，结构和电路都比较复杂。同时，利用笔尖周围的多个朝向不同的感应器件来发射信号，以此模拟手指的感应方式，定位精度较低。
技术实现思路
本专利技术在考虑现有技术存在的缺陷的基础上，提供一种主动电容笔及其倾角检测方法、电容触控屏以及触控系统，其检测精度高，且进一步地，该倾角检测方法可针对不同厂家生产的主动电容笔在电容式触控屏上通用，即，该主动电容笔及其倾角检测方法具有检测精度和通用性均提高了的有益效果。根据本专利技术第一方面，提供一种与电容式触控屏交互通信的主动电容笔，包括：第一电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；第二电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；控制器，用于控制所述第一电极和所述第二电极与所述电容式触控屏进行通信；其中，所述控制器根据所述第一电极和第二电极同时分别接收到的来自所述电容式触控屏的信号，确定主动电容笔的倾角。进一步地，所述控制器根据预先存储的所述第一电极接收的来自所述电容式触控屏的信号和所述第二电极接收的来自所述电容式触控屏的信号之间的相对值与所述主动电容笔的倾角的映射关系，以确定所述主动电容笔的倾角。进一步地，所述控制器通过控制切换开关切换所述第一电极、所述第二电极与所述电容式触控屏之间的通信。进一步地，所述切换开关包括第一切换开关和第二切换开关；其中，所述第一切换开关用以接通所述第一电极或第二电极，所述第二切换开关用以同时接通所述第一电极和第二电极。进一步地，所述第二电极为所述主动电容笔的笔尖，所述第一电极为环绕所述笔尖设置的圆环或线圈。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于与上述任一主动电容笔通信的电容式触控屏，其特征在于，包括：发送及接收模块，用于向所述主动电容笔发送信息及接收来自主动电容笔发送的信息；以及控制器，用于控制所述发送及接收模块向所述主动电容笔发送信息及接收来自主动电容笔发送的信息，以使得所述第一电极和第二电极同时接收来自发送及接收模块发送的信号，从而使所述主动电容笔能够计算所述倾角。根据本专利技术第三方面，提供一种触控系统，包括：上述任一主动电容笔和所述电容式触控屏。根据本专利技术第四方面，提供一种利用主动电容笔与电容式触控屏之间的交互通信检测主动电容笔倾角的方法，所述主动电容笔包括第一电极、第二电极和控制器，该方法包括：由所述控制器控制所述第一电极和第二电极同时分别接收所述电容式触控屏发送的信号；由所述控制器根据所述第一电极和第二电极同时分别接收到的来自所述电容式触控屏的信号来确定主动电容笔的倾角。进一步地，所述控制器根据预先存储的所述第一电极接收的来自所述电容式触控屏的信号和所述第二电极接收的来自电容式触控屏的信号之间的相对值与所述主动电容笔的倾角的映射关系，以确定所述主动电容笔的倾角。根据本专利技术的上述方案可知，本专利技术能够获取主动电容笔的倾角，不需要增加惯性测量单元，主动电容笔的结构和电路都比较简单，利用主动电容笔的第一电极或第二电极作为发射电极来发射位置信息，定位精度高，且在计算主动电容笔的倾角时，与主动电容笔的两电极 之间的距离无关，因此不同厂家生产的主动电容笔在电容式触控屏上的倾角是固定的，提高了主动电容笔的通用性。以下结合本专利技术的附图及具体实施方式对本专利技术的方案进一步说明，本专利技术的有益效果将进一步明确。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1示出了根据本专利技术主动电容笔的结构示意图。图2示出了根据本专利技术的主动电容笔倾斜输入时产生的电容耦合示意图。图3a为在由电容笔和触控表面构成的三维空间中电容笔与触控表面所形成的倾角和方位角的示意图；图3b为倾角在二维平面内的示意图；以及图3c为方位角在XY平面内的示意图。图4示出了根据本专利技术一优选实施方式的主动电容笔的工作原理示意图。图5示出了根据本专利技术一优选实施例的主动电容笔的内部结构框图。图6示出了根据本专利技术一优选实施例的主动电容笔的工作原理的时序图。图7a—图7e示出了主动电容笔的不同位置及姿态时电容式触控屏的电极上的电压；其中，图7a-7b示出了主动电容笔位于某个电极的中间位置时的情形；图7c—图7e示出了主动电容笔位于两电极之间的情形。图8示出了根据本专利技术一优选实施例的检测主动电容笔姿态信息的方法流程图。图9示出了根据本专利技术一优选实施例的与主动电容笔通信的电容式触控屏的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的主动电容笔，能够与电容式触控屏进行通信。所述主动电容笔包括第一电极、第二电极和控制器。其中，第一电极、第二电极用于分别与电容式触控屏进行通信。控制器用于控制所述第一电极和所述第二电极与电容式触控屏分别进行通信。所述控制器能够根据所述第一电极和第二电极在同一时间分别接收到的来自电容式触控屏的信号来确定主动电容笔的倾角并将所述倾角的值发送给电容式触控屏，并且所述第一电极和第二电极能够在所述控制器的控制下分别向电容式触控屏发送信号，以使得电容式触控屏能根据第一电极和第二电极发送的信号确定该主动电容笔的方位角。进一步，所述电容笔还可以包括切换开关，用于对第一电极、第二电极与电容式触控屏的通信进行切换控制。具体地，第一电极用于接收电容式触控屏发送的第一指令，此时，第一电极作为接收电极接收第一指令，控制器解析第一指令后由第二电极作为发射电极发出第一导向信息。之后，第一电极接收电容式触控屏发送的第二指令，此时，第一电极作为接收电极接收第二指令，控制器解析第二指令后控制第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与电容式触控屏交互通信的主动电容笔，其特征在于，包括：第一电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；第二电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；以及控制器，其中，所述控制器根据所述第一电极和第二电极同时分别接收到的来自所述电容式触控屏的信号，确定主动电容笔的倾角。

【技术特征摘要】
2015.12.08 CN 20151089265441.一种与电容式触控屏交互通信的主动电容笔，其特征在于，包括：第一电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；第二电极，用于与所述电容式触控屏进行通信；以及控制器，其中，所述控制器根据所述第一电极和第二电极同时分别接收到的来自所述电容式触控屏的信号，确定主动电容笔的倾角。2.根据权利要求1所述的主动电容笔，其特征在于，其中所述控制器根据预先存储的所述第一电极接收的来自所述电容式触控屏的信号和所述第二电极接收的来自所述电容式触控屏的信号之间的相对值与所述主动电容笔的倾角的映射关系，以确定所述主动电容笔的倾角。3.根据权利要求1或2所述的主动电容笔，其特征在于，其中,所述控制器通过控制切换开关切换所述第一电极、所述第二电极与所述电容式触控屏之间的通信。4.根据权利要求3所述的主动电容笔，其特征在于，所述切换开关包括第一切换开关和第二切换开关；其中，所述第一切换开关用以接通所述第一电极或第二电极，所述第二切换开关用以同时接通所述第一电极和第二电极。5.根据权利要求1或2所述的主动电容笔，其特征在于，其中,所述第二电极为所述主动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏江力，向国威，
申请(专利权)人：汉王科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11