电容笔和电容笔的定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电容笔和电容笔的定位方法。
【背景技术】
[0002]电容笔主要分为主动式和被动式两种。被动式是业界常见的软头粗头笔，当手拿着这个笔时，笔和手导通，代替手指触摸屏幕。这种被动式电容笔引起的电容变化量小，所以要用软头粗头来增大接触面积从而增大电容变化。但是这种笔划到屏上手感不好，而且内部没有相应的压力检测电路所以无法测量压力、按键等数据，无法实现笔迹识别等功能。主动笔一般内置电池和芯片，利用芯片发送高压信号来激励电容屏计算相关坐标，并且可以测出用户使用电容笔时的力量从而实现笔迹识别。电容笔在进行坐标检测时主要有两种模式，一种是激励式，另一种是反馈式。激励式是在坐标检测时电容笔一直发送高压激励波形，而电容屏不发送波形，只负责接收，这种方法测到的笔的位置比较准确，但是不能同时测出手指的位置，也就是说这种情况下只有电容笔有用，手指是无效的，影响某些正常操作。反馈式是主动电容笔在坐标定位时采用反馈模式，就是主动电容笔接收到电容屏临近的TX发送的波形后再发出高压激励波形，接收不到就不发送波形。RX检测这些信号的大小后计算坐标。这样RX可以同时检测到手指和电容笔，而且可以经过相关设计和算法区别出手指和电容笔，不影响用户操作。
[0003]反馈式电容笔放在电容屏上后，根据灵敏度高低，电容笔可以接收到临近的一条到三条甚至五条TX(电容屏发射极)发送的波形。假设电容笔可以接收到临近的三条波形，那么电容笔在接收到这三条波形后都会发出一样的高压波形，那么电容屏接收极RX接收到的是三个一样的信号，将这三个信号量化后的结果就是这三个TX激励时电容笔的变化完全一致，根据数据计算坐标后电容笔的坐标一定就是在这三个TX的中间位置。所以，即使电容笔向一个方向移动一定的位移，只要还是能接收到这三个TX的波形，电容笔就会发出一样的高压波形，电容屏检测的是一样的信号，算出来的坐标没有发生任何变化，从而导致坐标定位的精度低。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电容笔，该电容笔根据接收到的第一激励波形信号的强度对应生成第二激励波形信号，以使触摸屏根据第二激励波形信号进行定位时更加精确，从而提升了用户体验。
[0005]本发明的第二个目的在于提出一种电容笔的定位方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的电容笔，包括:笔尖；激励波形接收模块，用于接收触摸屏的发射极发送的第一激励波形信号；激励波形生成模块，用于根据每个发射极发送的第一激励波形信号的信号强度生成每个发射极对应的第二激励波形信号，并通过所述笔尖发射所述第二激励波形信号。
[0007]根据本发明实施例的电容笔，通过激励波形接收模块接收触摸屏的发射极发送的第一激励波形信号，激励波形生成模块根据每个发射极发送的第一激励波形信号的信号强度生成每个发射极对应的第二激励波形信号，以使触摸屏根据第二激励波形信号进行定位时更加精确，从而提升了用户体验。
[0008]为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的电容笔的定位方法，包括以下步骤:电容笔接收各个发射极发送的第一激励波形信号；所述电容笔根据每个发射极发送的第一激励波形信号的信号强度生成每个发射极对应的第二激励波形信号；以及所述电容笔依次发射所述第二激励波形信号，以使每个所述发射极对应的接收极接收所述第二激励波形信号，并根据接收到的所述第二激励波形信号进行定位。
[0009]根据本发明实施例的电容笔的定位方法，电容笔接收各个发射极发送的第一激励波形信号，电容笔根据每个发射极发送的第一激励波形信号的信号强度生成每个发射极对应的第二激励波形信号，电容笔依次发射第二激励波形信号，以使每个发射极对应的接收极接收第二激励波形信号，电容屏根据接收到的第二激励波形信号进行定位，提高了定位精度，从而提升了用户体验。
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明一个实施例的电容笔在电容屏上滑动的示意图；
[0011]图2是根据本发明一个实施例的电容笔与电容屏的3个TX和1个RX的示意图；
[0012]图3是根据本发明一个实施例的电容笔与电容屏的耦合关系示意图；
[0013]图4是相关技术中的电容笔输出波形的示意图；
[0014]图5是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图；
[0015]图6是根据本发明一个实施例的电容笔输出波形的示意图；
[0016]图7是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图；
[0017]图8是根据本发明另一个实施例的电容笔的结构示意图；
[0018]图9是根据本发明一个实施例的电容笔的定位方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]电容笔放在电容屏(触摸屏)上滑动(如图1所示)的时候，电容笔会与电容笔附近的TX(电容屏的发送极)和RX(电容屏的接收极)形成耦合电容，如图2所示。以三个TX和一个RX为例，电容笔与TX和RX的耦合电容的关系如图3所示(此处省略了 TX和RX之间形成的电容，该电容的影响较小)。假设电容笔放在TX2上，且离TX1稍近，离TX3稍远，那电容笔和TX的耦合关系就是C2>C1>C3。如图4所示，当TX1激励时，电容笔通过C1接收到这个激励，接收到的电荷为Vtx*Cl (Vtx为电容屏TX电压，所以为一个定值)；TX2激励时，电容笔通过C2接收到这个激励，接收到的电荷为Vtx*C2 ；TX3激励时，电容笔通过C3接收到这个激励，接收到的电荷为Vtx*C3。电容笔激励时与RX形成耦合电容C4，电容笔发出电压波形Vpen，那么电容屏的RX接收到的电荷为Vpen*C4。即相关技术中的反馈式电容笔接收到TX发送的波形后发出电压波形Vpen，不管收到的电荷大小，只要接收到TX发送的波形就发出Vpen这个固定的电压，RX就收到固定的电荷Vpen*C4。那么，电容屏扫描的结果是TX1、TX2、TX3的变化量均为Vpen*C4，计算出的坐标就是ΤΧ2的中间，没有体现出电容笔往TX1偏的这个现象，所以导致坐标定位的精度低。
[0021]为了解决上述问题，本发明提出了一种电容笔和电容笔的定位方法。下面参考附图描述根据本发明实施例的电容笔和电容笔的定位方法。
[0022]图5是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图。如图5所示，本发明实施例的电容笔，包括:笔尖100、激励波形接收模块200和激励波形生成模块300。
[0023]其中，激励波形接收模块200用于接收触摸屏(电容屏)的发射极发送的第一激励波形信号；激励波形生成模块300用于根据每个发射极发送的第一激励波形信号的信号强度生成每个发射极对应的第二激励波形信号，并通过笔尖100发射第二激励波形信号。
[0024]在本发明的一个实施例中，当电容笔与发射极的距离越近，电容笔接收到的发射极TX发送的第一激励波形信号的信号强度越强，则电容笔针对发射极TX对应的接收极RX发射的第二激励波形信号的频率越高和/或幅值越大。
[0025]具体地，例如，如果电容笔离TX1稍近，离TX3稍远，那么电容笔接收到TX1发出的第一激励波形信号的强度要高于TX3发出的第一激励波形信号的强度，那么电容笔针对TX1对应的接收极RX1发射的第二激励波形信号的频率就比针对TX3对应的接收极RX3发射的第二激励波形信号的频率高(即电容笔发射的波形的个数较多)，或者幅值比较大。
[0026]更具体地，仍以电容笔放在TX2上，且离TX1稍近，离TX3稍远为例，为了体现出电容笔往TX1偏这种情况，就需要改变电容笔的输出的波形，让电容笔输出的波形个数和接收到的电荷Vtx*c成一个函数关系，即输出波形的数量n = f(Vtx*C)，其中Vtx是一个定值(电容屏的激励电压)，所以这个函数关系实际上是n = f(C)，这种关系并不是简单的直线型，而是一种曲线性。整体呈现正向放大，即C越大，电容笔激励的数量η越多，而C的大小和电容笔与ΤΧ的距离有关，其中，距离越近，C越大。所以，电容笔输出的波形数量就和电容笔与τχ的距离呈现出线性关系，假设电容笔与电容屏之间的耦合电容近似平板电容的公式C= es/4Jikd，其中ε/4 Jik是数学常数，s是相对面积，即电容笔的面积和电容屏的面积，可以认为基本不变，唯一的变化量就是距离d，可以认为电容C和距离d成