侦测电容笔倾斜角度的方法与流程

本发明是有关于一种侦测电容笔倾斜角度的方法，特别是有关于一种侦测位于触控面板上的电容笔倾斜角度的方法以及一种具有侦测倾斜角度功能的电容笔。

背景技术：

电容式触控输入技术已被广泛地应用在触控面板上，其众多的优点之一是可以让使用者以手或是电容笔进行输入操作，具备多点式触控功能，可利用手势变化进行多样化的操作，根据特有的对应动作，可产生多种应用。电容笔可提供使用者进行较细腻的输入操作，例如书写或是在触控面板上以用户接口执行应用程序。当电容笔接近或接触触控面板时，借由侦测电容笔与触控面板的感应电极之间产生的电容耦合可获得电容笔的坐标。为了要建立电容笔与触控面板的感应电极之间的电容耦合以获得电容笔的坐标，电容笔需接收感应电极的驱动信号并输出信号至感应电极。除了电容笔的坐标之外，电容笔的倾斜角度、方位或角度信息均为电容笔在触控面板上应用与功能的关键信息。

技术实现要素：

本发明公开一种在触控面板上侦测电容笔倾斜角度的方法。在本发明的一实施例中，其解决的技术问题是利用位于触控面板上的第一位置的主峰值电压信号与位于触控面板上的第二位置的非主峰值电压信号决定电容笔的倾斜角度。主峰值电压信号由电容笔的笔芯的前端产生，非主峰值电压信号由笔芯的对应于屏蔽的非遮蔽部分的部分产生。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种侦测电容笔倾斜角度的方法，其包含：提供电容笔在触控面板上；侦测主峰值电压信号群与非主峰值电压信号群，该主峰值电压信号群包含位于该触控面板上的第一位置的主峰值电压信号，该非主峰值电压信号群包含位于该触控面板上的第二位置的第二峰值电压信号，该主峰值电压信号由该电容笔的笔芯的前端产生，该第二峰值电压信号由该笔芯的对应于屏蔽的非遮蔽部分的部分产生；及利用该主峰值电压信号群与该非主峰值电压信号群决定该电容笔的倾斜角度。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，上述的方法，其更包含利用该主峰值电压信号群与该非主峰 值电压信号群决定该电容笔的旋转程度的步骤。

较佳的，上述的方法，其中该非遮蔽部分包含至少一个开口或无遮蔽功能的非导电部分。

较佳的，上述的方法，其中该非遮蔽部分包含以环状方式排列围绕该屏蔽的多个开口。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的旋转程度是借由该非主峰值电压信号群的非主峰值电压信号之间在该触控面板上的相对位置变化决定。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的倾斜角度是由该非主峰值电压信号群与该主峰值电压信号群总和的比值决定。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的倾斜角度是由该第二峰值电压信号与该主峰值电压信号的比值决定。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的倾斜角度是由该第一位置与该第二位置之间的距离决定。

在本发明的另一实施例中，其解决的技术问题是利用第一位置与第二位置的电容值变化决定该电容笔的倾斜角度。第一位置的电容值变化是由电容笔的笔芯的前端产生，第二位置的电容值变化是由笔芯的对应于屏蔽的非遮蔽部分的部分产生。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种侦测电容笔倾斜角度的方法，包含：提供电容笔在触控面板上；侦测该触控面板上的第一位置与第二位置的电容值变化，该第一位置的电容值变化是由该电容笔的笔芯的前端产生，该第二位置的电容值变化是由该笔芯的对应于屏蔽的非遮蔽部分的部分产生；及利用该第一位置与该第二位置的电容值变化决定该电容笔的倾斜角度。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，上述的方法，其中该非遮蔽部分包含至少一个开口或无遮蔽功能的非导电部分。

较佳的，上述的方法，其中该非遮蔽部分包含以环状方式排列围绕该屏蔽的多个开口。

较佳的，上述的方法，更包含利用该触控面板上的位置的电容值变化决定该电容笔的旋转程度的步骤，该电容值变化由该笔芯的对应于该屏蔽的该非遮蔽部分的部分产生。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的旋转程度是借由位于该触控面板上该电容值变化的该位置之间的相对位置变化决定。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的倾斜角度是由该第一位置的电容值变化与该第二位置的电容值变化的比值决定。

较佳的，上述的方法，其中该电容笔的倾斜角度是由该第一位置与该 第二位置之间的距离决定。

在本发明的另一实施例中，提出一种具有侦测倾斜角度功能的电容笔。此电容笔包含导电笔芯与具有非遮蔽部分的屏蔽。屏蔽环绕导电笔芯，且导电笔芯的前端与对应于非遮蔽部分的部分是设置用于使触控面板上的位置产生电容值变化。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种具有侦测倾斜角度功能的电容笔，包括导电笔芯；具有非遮蔽部分的屏蔽，其中该屏蔽环绕该导电笔芯，且该导电笔芯的前端与对应于该非遮蔽部分的部分是设置使触控面板上的位置产生电容值变化。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，上述的电容笔，其中该导电笔芯包含可更换的导电笔芯。

较佳的，上述的电容笔，其中该非遮蔽部分包含开口、间隙或无遮蔽功能的非导电部分。

较佳的，上述的电容笔，其中该非遮蔽部分包含以环状方式排列围绕该屏蔽的多个非导电部分。

较佳的，上述的电容笔，其中该非遮蔽部分包含以环状方式排列围绕该屏蔽的多个开口。

借由本发明的实施，至少可达到下列优点和有益效果：

附图说明

图1是本发明一实施例在触控面板上使用电容笔的示意图；

图2是本发明一实施例电容笔在触控面板上倾斜的示意图；

图3是触控面板上电压信号分布与X轴坐标关系的示意图；

图4是本发明一实施例的一种侦测电容笔倾斜角度的方法的流程图。

【主要组件符号说明】

1： 触控面板 2： 感应电极

3： 感应电极 10： 电容笔

11： 外壳 12： 笔芯

14： 屏蔽 141： 非遮蔽部分

具体实施方式

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以权利要求书为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

在本发明的实施例中，一些关于电容笔但对于本发明而言并非关键，且为本技术领域具有一般技术者习知并可实施或使用的特征，在此处将不会详细地描述。举例来说，以下为关于电容笔与触控面板且为本技术领域具有一般技术者习知并可实施或使用的特征。电容笔包含导电笔芯，而触控面板具有电容感应电极数组，电容感应电极数组包含多个感应电极，其中感应电极包含发射电极(Tx)与接收电极(Rx)。当于触控面板上使用电容笔时，电容笔笔芯接近触控面板的感应电极数组，并与电容笔下方或邻近电容笔的感应电极之间产生电容耦合，同时输出信号至感应电极。触控面板扫描发射电极与接收电极时可感应电容笔笔芯的输出信号，产生感应信号，借以计算或决定电容笔的坐标。电容感应电极数组可使用电荷累积电路(charge accumulation circuit)、电容调变电路(capacitance modulation circuit)或任何其他适合且为本技术领域具有一般技术者习知并可实施或使用的电容感应方式。

图1是本发明一实施例在触控面板上使用电容笔的示意图。如图1所示，触控面板1包含由感应电极2与感应电极3构成的电容感应电极数组，其中感应电极2与感应电极3分别由导线连接，以行与列的方式排列。

当电容笔10触及或悬浮在触控面板1上时，电容笔10与一或多个感应电极2与感应电极3之间产生电容，且感应电极2与感应电极3的电容因电容笔10与感应电极2与感应电极3之间的电容而改变。触控面板1的感应电路(图中未标示)接着侦测由感应电极2或感应电极3电容值变化所产生的信号。信号可由分别由导线连接并以行与列的方式排列的感应电极2或感应电极3的电容值变化产生。因此感应电路可以通过扫描感应电极2与感应电极3获取电容笔坐标、倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的信息。电容笔的坐标信息可以通过侦测位于电容笔10下方以行与列的方式排列的一系列感应电极2或感应电极3的电容值变化，或通过侦测位于电容笔10下方并以行与列方式排列的交叉点的感应电极2或感应电极3的电容值变化而获得。更多关于决定电容笔倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的详细内容将于以下内容中进一步描述。

图2是本发明的一实施例电容笔在触控面板上倾斜的示意图。在此实施例中，电容笔10包含外壳11、笔芯12与屏蔽14。笔芯12包含导电电极。笔芯12自电容笔10的电容笔电路输出的信号通常为高电压信号。在一些实施例中，笔芯12包含可更换的笔芯。12笔芯的材料包含任何适合的导电材料。屏蔽14的材料包含任何适合的导电材料，且以金属较佳。屏蔽14更包含至少一个非遮蔽部分141。非遮蔽部分141包含开口、间隙或无遮蔽功能的非导电部分。非遮蔽部分141的形状或结构或配置可以是任何适合的设计。屏蔽14是设置用于遮蔽部分从笔芯12输出的信号，使仅有自笔芯12前端与笔 芯12对应非遮蔽部分141的部分发出的信号可以被触控面板1侦测到。外壳11更容纳必要的组件，例如具有电容笔电路的控制电路板与侦测笔尖压力的压力传感器。

图3是触控面板上电压信号分布与X轴坐标关系的示意图。电压信号分布具有主峰值与一次峰值或第二峰值，其中横轴表示触控面板1上的坐标，纵轴代表感应电极2与感应电极3的信号电压值。很明显可预期沿触控面板1其他方向也具有类似的电压信号分布，包含非x轴与y轴的方向。虽然所描述的范例是关于沿触控面板1的X轴方向的电压信号分布与X轴坐标关系，其他沿y轴方向或非x轴与y轴方向的类似电压信号分布与X轴坐标关系也可被预期。

在此实施例中，倾斜电容笔10的笔芯12的前端是沿X轴方向并位于坐标Xn，位于倾斜电容笔10下方的多个感应电极2及/或感应电极3将与电容笔10建立电容耦合。特别是感应电路扫描以行与列的方式排列的感应电极2或感应电极3后，位于倾斜电容笔10的笔芯12的前端下方的多个感应电极2及/或感应电极3的电容变化会产生位于坐标Xn上的主峰值电压信号与位于坐标Xn+5的次峰值电压信号。位于坐标Xn-2、Xn-1、Xn+1与Xn+2的附属主峰值电压信号，与位于坐标Xn+4与Xn+6的附属次峰值电压信号也被侦测到。对应于坐标Xn-2、Xn-1、Xn、Xn+1与Xn+2的峰值电压信号构成主峰值电压信号群，而对应于坐标Xn+4、Xn+5与Xn+6的峰值电压信号构成非主峰值或次峰值电压信号群。由于电压信号主要是位于倾斜电容笔10的笔芯12所在坐标，电容笔10的倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的信息可以通过位于笔芯12与非遮蔽部分141下方感应电极2或感应电极3的电容值变化所产生的电压信号获得。

在一个实施例中，电容笔10的倾斜程度可借由以下的公式计算:

倾斜程度＝{(VXn+4+VXn+5+VXn+6)/(VXn-1+VXn+VXn+1)}*90度

或

倾斜程度＝{(VXn+4+VXn+5+VXn+6)*K/(VXn-2+VXn-1+VXn+VXn+1+VXn+2)}*90度

(K是倾斜率调节参数。)

或

倾斜率＝{(次峰值电压信号)/(主峰值电压信号)}

或

倾斜率＝{(次峰值电压信号群总和)/(主峰值电压信号群总和)}。

然而，电容笔10的倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的信息可通过其他 方式获得。可预期的是位于笔芯12前端与非遮蔽部分141下方感应电极2及/或感应电极3的电容值变化所产生的主峰值电压信号与次峰值电压信号的比值是电容笔10的倾斜程度的函数。举例来说，电容笔10倾斜程度越大，主峰值电压信号与次峰值电压信号的比值更接近1。相反地，电容笔10倾斜程度越小，主峰值电压信号与次峰值电压信号的比值更接近于零。

此外，位于笔芯12前端与非遮蔽部分141下方感应电极2及/或感应电极3的电容值变化所产生的主峰值电压信号与次峰值电压信号之间的距离也是电容笔10的倾斜程度的函数。举例来说，电容笔10倾斜程度越大，主峰值电压信号与次峰值电压信号之间的距离越大。相反地，电容笔10倾斜程度越小，主峰值电压信号与次峰值电压信号之间的距离越小。此外，位于笔芯12前端与非遮蔽部分141下方感应电极2及/或感应电极3之间的距离也是电容笔10倾斜程度的函数。

电容笔10的旋转也可以由位于笔芯12前端与非遮蔽部分141下方感应电极2及/或感应电极3的电容值变化所产生的主峰值电压信号与次峰值电压信号获得。举例来说，屏蔽14的非遮蔽部分141的各种形状或结构或配置的设计可造成各种对应于非遮蔽部分141之下或接近非遮蔽部分141的感应电极2及/或感应电极3的不同次峰值电压信号。举例来说，非遮蔽部分141包含三个以环状方式排列围绕屏蔽14的开口或无遮蔽功能的非导电部分，以产生位于非遮蔽部分141下方或接近非遮蔽部分141的感应电极2及/或感应电极3的非主峰值电压信号。借由非主峰值电压信号之间的相对位置变化，可决定电容笔10的旋转程度。举例来说，当电容笔10旋转时，非主峰值电压信号随着数值改变也相对应地旋转。因此可以决定电容笔10在各个方位之间究竟是如何地旋转。

图4是本发明的一实施例的一种侦测电容笔倾斜角度的方法的流程图。在步骤32中，侦测分别位于触及或悬浮在触控面板上的电容笔的笔芯的前端与屏蔽的非遮蔽部分下方的主峰值电压信号与非主峰值电压信号。非主峰值电压信号是由笔芯对应于屏蔽的非遮蔽部分的部分与触控面板上位于笔芯的该部分下方的电极之间的电容耦合所产生。然后在步骤34中，电容笔倾斜角度是由主峰值电压信号与第二峰值电压信号决定。第二峰值电压信号于非主峰值电压信号之中具有最大电压信号值。电容笔的倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的信息可以通过主峰值电压信号与第二峰值电压信号之间的比值或距离决定。最后，在步骤36中，通过主峰值电压信号与非主峰值电压信号可决定电容笔的旋转程度。侦测电容笔倾斜角度的方法可以存储在内存中的韧体中，由电容笔电路中微处理器执行。

上述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟悉此技艺的人士能了解本发明的内容并据以实施，当不能据以限定本发明的 专利范围，即凡其他未脱离本发明所揭示精神所完成的各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内，均应包含在权利要求书范围内。