触控装置的制造方法

触控装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种触控装置，包括电容笔和触控屏，所述电容笔包括：笔杆；笔头；容纳在所述笔杆内的发送电路和发送控制单元，所述发送控制单元控制所述发送电路经由所述笔头向所述触控屏发送信号；其中，在满足规定条件时，所述发送控制单元调整所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度。
【专利说明】
触控装置
技术领域
[0001]本发明涉及触控装置，尤其涉及一种能够降低电容笔功耗的触控装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，诸如便携式移动设备的电子设备与人们的生活越发密切相关。这种便携式移动设备可以接收用户的输入，并根据该输入来执行用户期望的功能。作为接收用户输入的输入装置，触控装置以其体积小、重量轻、易于操作的优点而被广泛使用。
[0003]触控装置主要分为两种，电阻式触控装置和电容式触控装置。电阻式触控装置成本低、易于制造，但是只能支持单指操作。电容式触控装置的可操作性较强、支持多指功能，因而成为目前触控装置的首选。
[0004]电容触控装置包括电容触控屏，电容触控屏可以通过分布于其上的正交电容图形来感知手指(或触笔)触摸引起的电容变化，从而测量触摸位置和触摸强度。电容触控屏可以是位于电容触控装置前面的透明面板，也可以是不透明的人机交互板。
[0005]由于能被触控屏感知的导电体需要较大的接触面积，所以会造成定位不准的问题，同时对笔的支持一直不是非常理想。因此，人们期待电容触控装置能支持笔的书写，至少包括纤细笔头、悬空感应、精准定位、压感精确等功能。
[0006]主动电容笔解决了上述问题，它是一种与电容触控屏配合使用的电容笔。主动电容笔可以发送与电容触控屏同步的高压脉冲信号，增强了电容感应，从而可以减小接触面积，同时细笔头明显增强了用户体验。
[0007]图1示出了触控装置的工作原理的示意图。
[0008]如图1所示，触控装置包括:面板，其上配置有相互正交的用于收发信号的平行电容极板;发送电容极板，其设置在所述面板上，用于向外发送探测波;笔11，其通过笔头接收面板发送的同步及命令信息，再通过笔头向所述面板发送信号波;接收电容极板，其设置在所述面板上，用于接收所述发送电容极板的探测波和所述笔的信号波;模拟信号处理单元，其根据控制处理单元选择的电容极板来发送相应波形，或者预处理来自接收电容极板信号;控制处理单元14，其将预处理后的接收信号通过AD转换为数字信号，并通过处理得到触摸位置，在笔为电容笔的情况下得到笔的位置以及笔回传的信息。
[0009]可见，电容笔与电容触控板进行信息交互的方式大多是通过与触控板间的电容耦合实现的，即通过笔头位置的金属结构与电容触控板进行交互。
[0010]电容笔的笔头与触控屏之间的耦合电容很小，大概在10fF到1.5pF之间，并且这个电容随着电容笔的笔头与触控屏之间的距离的增大而减小，因此，电容笔与触控屏之间的通信链路的容抗非常大，触控屏要接收到笔头发送的信号就必须提高电容笔的笔头发送信号的幅值。发送信号的幅值一般为25V，幅值提高必然会增加电容笔的功耗，这主要由两方面造成:第一，功率计算公式P = U2/R，U增大导致功率P增大。第二，电容笔通过电池供电，电池电压一般为1.2V到3.7V，而升压到25V，中间必然有转换损耗。
[0011 ]因此，现有技术的电容笔存在功耗较高的问题。

【发明内容】

[0012]本发明提供了一种触控装置，包括电容笔和触控屏。这种电容笔能够根据情况降低发送信号的幅度，从而在保证电容笔正常工作的前提下减小了电容笔的功耗。
[0013]本发明的触控装置包括电容笔和触控屏，其特征在于，所述电容笔包括:笔杆;笔头;容纳在所述笔杆内的发送电路和发送控制单元，所述发送控制单元控制所述发送电路经由所述笔头向所述触控屏发送信号;其中，在满足规定条件时，所述发送控制单元调整所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度。
[0014]优选地，所述电容笔还包括:接触检测单元，其位于所述笔头处，检测所述笔头与所述触控屏之间是否接触，并且所述规定条件是所述接触检测单元感测到所述笔头与所述触控屏之间的接触，其中，当所述笔头与所述触控屏之间接触时所述发送控制单元控制所述发送电路以较低的幅度向所述触控屏发送信号，当所述笔头与所述触控屏之间没有接触时所述发送控制单元控制所述发送电路以较高的幅度向所述触控屏发送信号。
[0015]优选地，所述接触检测单元是压力传感器。
[0016]优选地，所述电容笔还包括:容纳在所述笔杆内的接收电路，其经由所述笔头从所述触控屏接收信号，并且，所述触控屏包括接收单元和发送单元，其中，所述触控屏的接收单元接收所述笔头发送的信号，所述触控屏的发送单元向所述电容笔发送信号，所述电容笔的所述接收电路经由所述笔头接收所述触控屏发送的信号，其中，所述规定条件是所述电容笔的接收电路从所述触控屏接收到幅度调整命令。
[0017]优选地，当所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度高于最大幅度阈值时，所述触控屏向所述电容笔的接收单元发送所述幅度调整命令，并且，响应于所述幅度调整命令，所述电容笔的所述发送控制单元降低所述发送电路向所述触控屏发送信号的幅度，并且，当所述触控屏判定从所述笔头接收到的信号的幅度低于最小幅度阈值时，所述触控屏向所述电容笔的接收电路发送所述幅度调整命令，并且，响应于所述幅度调整命令，所述电容笔的所述发送控制单元升高所述发送电路向所述触控屏发送信号的幅度。
[0018]优选地，所述最大幅度阈值对应于所述电容笔发送的信号经所述触控屏的控制电路放大后的饱和值。
[0019]优选地，所述最小幅度阈值是维持所述电容笔与所述触控屏进行通信所需的最小信号幅度。
[0020]优选地，所述触控屏还包括:距离检测单元，其位于所述触控屏的主控制板上，检测所述笔头与所述触控屏之间的距离变化，并且，在所述最大幅度阈值和所述最小幅度阈值之间设置了至少一个中间阈值，其中，当所述距离检测单元检测到所述笔头与所述触控屏之间的距离减小时，所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度是否超过了所述至少一个中间阈值中的一个，如果是，则每超过一个中间阈值，向所述电容笔的所述发送控制单元发出命令，降低所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度，并且，当所述距离检测单元检测到所述笔头与所述触控屏之间的距离增大时，所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度是否低过了所述至少一个中间阈值中的一个，如果是，则每低过一个中间阈值，向所述电容笔的所述发送控制单元发出命令，升高所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度。
[0021]优选地，所述距离检测单元感测所述笔头与所述触控屏之间的耦合电容的大小，由此检测所述笔头与所述触控屏之间的距离。
【附图说明】
[0022]图1是触控装置的工作原理的示意图；
[0023]图2示出了本发明实施方式的触控装置的示意图；
[0024]图3示出了本发明实施方式的电容笔的结构框图；
[0025]图4示出了主动电容笔与触摸屏之间的单向通信的示意图；
[0026]图5示出了主动电容笔与触摸屏之间的双向通信的示意图；
[0027]图6A和6B示出了本发明的触控装置调整发送信号幅度的第一实施方式的示意图；
[0028]图7示出了本发明的触控装置调整发送信号幅度的第二实施方式的示意图；
[0029]图8A和SB示出了本发明的触控装置调整发送信号幅度的第二实施方式的进一步示意图；
[0030]图9示出了本发明实施方式的电容笔的进一步结构框图。
【具体实施方式】
[0031]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明提供的电容笔进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本发明的电容笔的最佳实施方式，本发明并不仅限于下述结构。
[0032]参照图2，本发明的触控装置包括电容笔10和触控屏20。下面主要对电容笔10进行详细说明。
[0033]图3示出了本发明实施方式的电容笔的结构框图。
[0034]如图3所示，本发明的电容笔10包括:笔杆100；笔头102 ；容纳在笔杆100内的发送电路110和发送控制单元104。发送控制单元104控制发送电路110经由笔头102向触控屏20(图中未示出)发送信号。发送控制单元104被设置为，当满足规定条件时，调整发送电路110经由笔头102向触控屏20发送的信号的幅度。
[0035]下面结合图4至图7详细说明本发明的电容笔10。
[0036]电容笔与触控屏之间的交互方式主要有两种:单向通信和双向通信。
[0037]当电容笔与触控屏之间的交互方式为单项通信时，电容笔的笔头仅包括笔尖，用来向触控屏20发送信号。当电容笔10与触控屏20之间的交互方式为双向通信时，参考图9，这里，笔头102包括笔尖1021和位于笔头102与笔杆100接触位置外围的一个线圈1022。笔尖1021和线圈1022分别用来向触控屏20发送信号和从触控屏20接收信号。
[0038]图4和图5分别示出了这两种通信方式的示意图。
[0039]如图4所示，在单向通信方式中，电容笔10具有发送电路110。发送电路110通过笔头向触控屏20发送信号SI。触控屏20接收电容笔10发送的信号SI，由此进行相应的操作。在这种通信方式下，电容笔10仅向触控屏20发送信号而不从触控屏20接收信号。
[0040]如图5所示，在双向通信方式中，电容笔10具有发送电路110和接收电路112。发送电路110通过笔头向触控屏20发送信号SI，触控屏20接收信号SI。另一方面，触控屏20向电容笔10发送信号S2，电容笔10的接收电路112通过笔头接收该信号S2。在这种通信方式下，电容笔10既向触控屏20发送信号，又从触控屏20接收信号。
[0041]在上述两种通信方式中，电容笔10都要向触控屏20发送信号。本发明的电容笔10通过发送控制单元104来调整发送信号的幅度，从而降低电容笔10的功耗。
[0042]下面参照图6至图8详细说明如何调整发送信号的幅度。
[0043]图6A和图6B示出了本发明实施方式的触控装置调整发送信号幅度的第一实施方式的示意图。
[0044]在第一实施方式中，电容笔10仅仅包括发送单元而不包括接收单元，S卩，上述单向通信方式。电容笔10可以包括接触检测单元108，其位于笔头处，检测笔头与触控屏20之间是否接触。
[0045]当接触检测单元108感测到笔头与触控屏20之间没有接触时，发送控制单元104控制笔头以较高的幅度VI’向触控屏20发送信号；当接触检测单元108感测到笔头与触控屏20之间接触时，发送控制单元104控制笔头以较低的幅度V2’向触控屏20发送信号。
[0046]接触检测单元108可以是任意能够检测接触状态的元件。例如，接触检测单元108可以是压力传感器。
[0047]图7示出了本发明的触控装置调整发送信号幅度的第二实施方式的示意图。
[0048]在图7中，电容笔10还包括容纳在笔杆内的接收电路112，其从触控屏20接收信号。触控屏20也包括接收单元和发送单元(未示出)。触控屏20的接收单元接收笔头发送的信号，触控屏20的发送单元向电容笔10发送信号。
[0049]当电容笔10的接收电路112从触控屏20接收到幅度调整命令时，发送控制单元104调整发送电路110通过笔头向触控屏20发送的信号的幅度。
[0050]下面结合图7进行更详细的说明。
[0051 ]电容笔10的发送电路110向触控屏20发送幅度为V的信号。
[0052]当触控屏判定从电容笔10接收到的信号的幅度V过大，例如高于预先定义的最大幅度阈值时，触控屏20向电容笔10的接收电路112发送幅度调整命令。接收到该幅度调整命令后，电容笔10的发送控制单元104降低发送电路110向触控屏20发送信号的幅度V。
[0053]另外，当触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度V过小，例如低于预先定义的最小幅度阈值时，触控屏20向电容笔10的接收电路112发送幅度调整命令。接收到该幅度调整命令后，电容笔10的发送控制单元104升高发送电路110向触控屏20发送信号的幅度V。
[0054]此处，最大幅度阈值例如是对应电容笔10发送的信号经触控屏控制电路放大后的饱和值。最小幅度阈值是维持电容笔10与触控屏20进行通信所需的最小信号幅度。
[0055]下面结合图8A和SB详细描述本发明的第二实施方式。
[0056]图8A和SB示出了本发明的触控装置调整发送信号幅度的第二实施方式的进一步示意图。
[0057]在图8A和8B中，触控屏20还包括距离检测单元114，其位于触控屏20的主控制板(未示出)上，检测笔头与触控屏20之间的距离变化。
[0058]如图8A所示，电容笔10以幅度Vl向触控屏20发送信号。与此同时，电容笔10逐渐靠近触控屏20，例如，用户准备要在触控屏20上进行书写的过程。在这个过程中，触控屏20判定接收到的信号幅度是否超过了所需的信号幅度，如果是，则向电容笔10发送命令，电容笔10的发送控制单元104降低发送电路110发送信号的幅度为V2。由此实现电容笔10的低功耗。
[0059]在本发明的一个实施例中，在上述最大幅度阈值和最小幅度阈值之间设置了至少一个中间阈值，当距离检测单元114检测到笔头与触控屏20之间的距离减小时，触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否超过了所述至少一个中间阈值中的一个。
[0060]如果是，则每超过一个中间阈值，向电容笔10的发送控制单元104发出命令，降低发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0061 ]当距离检测单元114检测到笔头与触控屏20之间的距离增大时，触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否低过了所述至少一个中间阈值中的一个。
[0062]如果是，则每低过一个中间阈值，向电容笔10的发送控制单元104发出命令，升高发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0063]具体来讲，例如，在最大幅度阈值与最小幅度阈值之间定义了两个中间阈值，SP，第一中间阈值和第二中间阈值，并且第二中间阈值大于第一中间阈值。
[0064]在这种情况下，当距离检测单元114检测到笔头与触控屏20之间的距离正在减小时，触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否超过了第一中间阈值。如果否，则触控屏20不采取任何动作。如果是，则向电容笔10的发送控制单元104发出命令，降低发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0065]随后，距离检测单元114继续检测笔头与触控屏20之间的距离。并且触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否超过了第二中间阈值。如果否，则触控屏20不采取任何动作。如果是，则向电容笔1的发送控制单元104发出命令，再次降低发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0066]另一方面，当距离检测单元114检测到笔头与触控屏20之间的距离正在增大时，触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否低过了第二中间阈值。如果否，则触控屏20不采取任何动作。如果是，则向电容笔10的发送控制单元104发出命令，升高发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0067]随后，距离检测单元114继续检测笔头与触控屏20之间的距离。并且触控屏20判定从电容笔10接收到的信号的幅度是否低过了第一中间阈值。如果否，则触控屏20不采取任何动作。如果是，则向电容笔1的发送控制单元104发出命令，再次升高发送电路110向触控屏20发送的信号的幅度。
[0068]上述实施例中采用了两个中间阈值，但是本发明并不限于两个中间阈值的情况。本领域技术人员根据情况可以采用更多或更少的中间阈值。
[0069]另外，在本发明中，距离检测单元114感测笔头与触控屏20之间的耦合电容的大小，由此检测笔头与触控屏20之间的距离。
[0070]如图8A和图SB所示，根据电容耦合的原理，当笔头与触控屏20之间的距离较大时，它们之间的耦合电容Cl较小。而随着笔头与触控屏20之间距离的减小，二者之间的耦合电容变大为C2。距离检测单元114就是通过检测耦合电容的变化来间接地检测笔头与触控屏20之间的距离的变化。
[0071]利用本发明的触控装置，可以在保证电容笔与触摸屏之间通信质量的前提下有效降低电容笔的功耗，避免了用户频繁更换电池或者充电的麻烦，使用更加方便。
[0072]以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种触控装置，包括电容笔和触控屏，其特征在于，所述电容笔包括:笔杆;笔头；容纳在所述笔杆内的发送电路和发送控制单元，所述发送控制单元控制所述发送电路经由所述笔头向所述触控屏发送信号;其中， 在满足规定条件时，所述发送控制单元调整所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度。2.如权利要求1所述的触控装置，其中，所述电容笔还包括:接触检测单元，其位于所述笔头处，检测所述笔头与所述触控屏之间是否接触，并且 所述规定条件是所述接触检测单元感测到所述笔头与所述触控屏之间的接触，其中，当所述笔头与所述触控屏之间接触时所述发送控制单元控制所述发送电路以较低的幅度向所述触控屏发送信号，当所述笔头与所述触控屏之间没有接触时所述发送控制单元控制所述发送电路以较高的幅度向所述触控屏发送信号。3.如权利要求2所述的触控装置，其中，所述接触检测单元是压力传感器。4.如权利要求1所述的触控装置，其中，所述电容笔还包括:容纳在所述笔杆内的接收电路，其经由所述笔头从所述触控屏接收信号，并且，所述触控屏包括接收单元和发送单元，其中，所述触控屏的接收单元接收所述笔头发送的信号，所述触控屏的发送单元向所述电容笔发送信号，所述电容笔的所述接收电路经由所述笔头接收所述触控屏发送的信号，其中 所述规定条件是所述电容笔的接收电路从所述触控屏接收到幅度调整命令。5.如权利要求4所述的触控装置，其中，当所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度高于最大幅度阈值时，所述触控屏向所述电容笔的接收单元发送所述幅度调整命令，并且 响应于所述幅度调整命令，所述电容笔的所述发送控制单元降低所述发送电路向所述触控屏发送信号的幅度，并且 当所述触控屏判定从所述笔头接收到的信号的幅度低于最小幅度阈值时，所述触控屏向所述电容笔的接收电路发送所述幅度调整命令，并且 响应于所述幅度调整命令，所述电容笔的所述发送控制单元升高所述发送电路向所述触控屏发送信号的幅度。6.如权利要求5所述的触控装置，其中，所述最大幅度阈值对应于所述电容笔发送的信号经所述触控屏的控制电路放大后的饱和值。7.如权利要求5所述的触控装置，其中，所述最小幅度阈值是维持所述电容笔与所述触控屏进行通信所需的最小信号幅度。8.如权利要求5所述的触控装置，其中，所述触控屏还包括:距离检测单元，其位于所述触控屏的主控制板上，检测所述笔头与所述触控屏之间的距离变化，并且，在所述最大幅度阈值和所述最小幅度阈值之间设置了至少一个中间阈值，其中， 当所述距离检测单元检测到所述笔头与所述触控屏之间的距离减小时，所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度是否超过了所述至少一个中间阈值中的一个，如果是，则每超过一个中间阈值，向所述电容笔的所述发送控制单元发出命令，降低所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度，并且 当所述距离检测单元检测到所述笔头与所述触控屏之间的距离增大时，所述触控屏判定从所述电容笔接收到的信号的幅度是否低过了所述至少一个中间阈值中的一个，如果是，则每低过一个中间阈值，向所述电容笔的所述发送控制单元发出命令，升高所述发送电路向所述触控屏发送的信号的幅度。9.如权利要求8所述的触控装置，其中，所述距离检测单元感测所述笔头与所述触控屏之间的耦合电容的大小，由此检测所述笔头与所述触控屏之间的距离。
【文档编号】G06F3/0354GK105955526SQ201610257583
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】伍松林, 向国威
【申请人】汉王科技股份有限公司