电容笔和电容笔的定位方法_2

文档序号:9694350阅读:来源:国知局
反比,距离越大,电容越小。电容笔实现这种函数关系后,电容笔输出波形的数量η随着接收到的电荷大小而变化,电容笔输出波形如图6所示,电容屏RX收到的电荷为n*Vpen*C4,也呈现线性关系,这样就实现了 RX接收的电荷与电容笔到TX的距离成线性关系。当电容笔在TX2上,且离TX1稍近,离TX3稍远时,耦合电容的关系是C2>C1>C3,那么电容笔输出的波形也是TX2激励时电容笔输出的波形最多,TX1激励时次之,TX3激励时最少,这样RX收到的电荷也是TX2激励时最大,TX1激励时次之,TX3激励时最小,根据公式算出的坐标就会向TX1方向偏,与实际中电容笔的位置更接近,从而提高了定位精度。上述是以电容笔输出波形的数量(即第二激励波形信号的频率)随电容笔收到的电荷的不同而变化为例的,类似地,在本发明的其它实施例中,也可以使第二激励波形信号的幅值随电容笔收到的电荷的不同而变化,还可以使第二激励波形信号的频率和幅值均随电容笔收到的电荷的不同而变化。
[0027]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。
[0028]在本发明的一个实施例中,如图7所示,激励波形接收模块200具体包括:第一电容C01,第一电容C01的一端与笔尖100相连;第一电阻R1,第一电阻R1的一端与电源VCC相连,第一电阻R1的另一端与第一电容C01的另一端相连;第二电阻R2,第二电阻R2的一端接地,第二电阻R2的另一端与第一电容C01的另一端相连,第一电阻R1和第二电阻R2之间具有第一节点A。
[0029]具体地,第一电容C01为接收电容,第一电阻R1和第二电阻R2为分压电阻,记流过第一电阻R1和第二电阻R2的电流分别为I1、12。其中,当笔尖100没有信号时,11 =12。其中,第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以一样大,也可以不一样大。此处,为了方便检测,使R1 = R2,那么,第一节点A处的电压为VCC/2。
[0030]在本发明的一个实施例中,如图7所示,激励波形生成模块300具体包括:第二电容C02,第二电容C02的一端接地;充放电控制子模块310,充电控制子模块310根据第一节点A的电压对第二电容C02进行充放电;控制信号生成子模块320,用于根据第二电容C02的电压生成控制信号;计数子模块330,用于根据控制信号生成计数信号;触发器340,用于根据计数信号生成第二激励波形信号。
[0031]在本发明的一个实施例中,如图8所示,充放电控制子模块310具体包括:第一电流源A1和第二电流源A2,第一电流源A1和第二电流源A2用于为第二电容C02充电;判断器311,判断器311用于选择第一电流源A1或第二电流源A2为第二电容C02充电,其中,当第一节点A的电压小于预设电压值时,选择第一电流源A1为第二电容C02充电,当第一节点A的电压大于或等于预设电压值时,选择第二电流源A2为第二电容C02充电;以及放电器312,放电器312根据控制信号对第二电容C02进行放电。
[0032]在本发明的一个实施例中,如图8所示,放电器312包括:第三电阻R3,第三电阻R3的一端与第二电容C02的另一端相连;开关K1,开关K1的一端与第三电阻R3的另一端相连,开关K1的另一端接地,开关K1由控制信号控制。
[0033]在本发明的一个实施例中,第一电流源的A1电流为第一电阻R1的第一电流减去第二电阻R2的第二电流,即11-12,第二电流源A2的电流为第二电阻R2的第二电流减去第一电阻R1的第一电流,S卩12-11。
[0034]在本发明的一个实施例中,如图8所示,控制信号生成子模块320具体包括:比较器321,比较器321的第一输入端1与参考电压Vref相连,第二输入端2与第二电容C02的另一端相连,比较器321生成控制信号;滤波器322,用于对控制信号进行滤波。
[0035]具体地,如图8所示,当把笔尖100放在电容屏上时,笔尖100接收电容屏的发射极TX发送的第一激励波形信号。如果电容屏的发射极TX发出一个上升沿,C01就会被充电,充电会使电流从C01流向R2,从而使第一节点A的电压大于VCC/2,这时12>11,判断器311会使能第二电流源A2,A2会给C02充电,充电的电流大小为12-11 ;如果电容屏的发射极TX发出一个下降沿,C01就会被放电,放电会使电流从R1流向R2,从而使第一节点A的电压小于VCC/2,这时11>12,判断器311会使能第一电流源A1,A1会给C02充电,充电的电流大小为11-12。那么,在TX发送一个第一激励波形信号(包括上升沿和下降沿)后,C02被充电两次,其中,C02在初始化时就被充电到Vref,当经过TX激励的充电后,电压会高于Vref,这时比较器321会输出高电平,经过滤波器322后,这个高电平会被计数子模块330计数,同时会使开关K1闭合,通过R3为C02放电。当C02放电到Vref以下时,比较器321翻转,输出低电平。经过滤波器322后会使开关K1断开,C02不再放电。在整个的工作过程中,计数子模块330计数的个数就是K1放电的次数,而C02的电压都在Vref附近波动。C02放出去的电流基本上都是来自第一电流源A1和第二电流源A2为C02充电的电流。而第一电流源A1和第二电流源A2充电的电流实际上就等于C01的充电电流的2倍。而C01的充电电流大小就是前面介绍的Vtx*C(C为电容笔与电容屏之间的耦合电容)。所以,电容笔距离激励的TX比较近时,C01的充电电流就会比较大,第一电流源A1和第二电流源A2为电容C02充电的电流也比较大,开关K1放电的次数也就比较多,那么计数子模块330计数的数值也比较大。而计数子模块330计数的数值就是本发明实施例的电容笔发出的激励的个数(即第二激励波形信号的个数)。所以,当电容笔距离激励的TX比较近时,电容笔发出的波形就比较多;当电容笔距离激励的TX比较远时,电容笔发出的波形就比较少。这样就实现了如图6所示的波形,增加了电容笔的线性度。
[0036]为了实现上述实施例,本发明还提出了一种电容笔的定位方法。
[0037]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。如图9所示,本发明实施例的电容笔的定位方法,包括以下步骤:
[0038]S101,电容笔接收各个发射极发送的第一激励波形信号。
[0039]具体地,当电容笔放在电容屏上时,电容笔的笔尖接收电容屏的发射极TX发送的第一激励波形信号。
[0040]S102,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。
[0041]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对应的接收极发射的第二激励波形信号的频率越高和/或幅值越大。
[0042]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。
[0043]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/4 3ikd,其中ε/4 31 k是数学常数,s是相对面积,即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成反比,距离越大,电容越小。电容笔实现这种函数关系后,电容笔输出波形的数量η随着接收到的电荷大小而变化,电容笔输出波形如图6所示。上述是以电容笔输出波形的数量(即第二激励波形信号的频率)随电容笔接收到的电荷的不同而变化为例的,类似地,在本发明的其它实施例中,也可以使第二激励波形信号的幅值随电容笔接收到的电荷的不同而变化,还可以
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