一种电子笔触控系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电子笔触控系统，包括电子笔和触控显示模块。电子笔包括本体和笔头。本体的信号侦测单元侦测一接触面积信息，微处理器根据接触面积信息产生一笔刷特征信息，并将笔刷特征信息输出至无线发射装置。触控显示模块包括定位传感器、无线接收装置和笔刷特征映射装置。笔刷特征映射装置将笔刷特征信息与笔头触压位置所对应的触控点进行匹配。匹配结果呈现于显示屏幕。相比于现有技术，本发明通过无线收发方式将电子笔上的笔刷特征信息送入液晶显示模块，并由笔刷特征映射装置进行匹配，进而根据不同的笔触来实现笔刷粗细和/或笔刷颜色的切换。让使用者的触控操作更加接近真实的传统笔触，提升使用者的触控体验。
【专利说明】一种电子笔触控系统【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示模块的触控技术，尤其涉及一种电子笔触控系统。
【背景技术】
[0002]随着显示技术的进步以及交互技术的蓬勃发展，平板类的电子产品受到了更多使用者的青睐。为了满足使用者的应用需求，更多的触控笔产品也随之研发并投入市场。触控笔(stylus)是一种常见的电子装置输入工具，通过触控笔触压显示屏幕来实现使用者的操作行为。在触控笔的使用中，如何延续使用者通过传统笔进行书写的习惯，使人的直觉产生较接近真实笔触的触控笔设计方案，一直是业内研发人员的目标。
[0003]在现有技术中，当前 的一些触控笔系统无法仿真传统笔的使用经验，其直接改变笔刷特征。然而这通常需要利用点击屏幕上的控制面板，以达成改变笔刷或颜色的目的。此外，现有的触控笔也往往受限于笔头的面积大小或触控笔发送信号强弱的不同，导致显示出来的笔刷结果并不能如传统的真实笔刷进行加宽或加深的操作，影响了使用者的触控体验。
[0004]有鉴于此，如何设计一种新颖的电子笔触控设备或对现有的触控笔系统进行改进，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的电子触控笔在使用时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的电子笔触控系统，以便使用者可更自然地将过去使用传统笔的经验习惯直接延伸到触控笔系统，使其更接近真实的笔触。此外，该电子笔还可加入快速颜色切换元件，进而随时更换笔刷的颜色，增加触控笔的便捷性。
[0006]依据本发明的一个方面，提供了一种电子笔触控系统，包括一电子笔和一触控显示模块。
[0007]其中，电子笔包括:一本体，具有一信号侦测单元、一微处理器、一无线发射装置和一套筒结构，所述信号侦测单元用以侦测一接触面积信息；所述微处理器电性耦接至所述信号侦测单元，用以根据所述接触面积信息产生一笔刷特征信息，并将所述笔刷特征信息输出至所述无线发射装置；当所述笔头触压显示屏幕时，所述套筒结构被压缩，使得所述接触面积发生改变；一笔头，由LED光源制成，用以触压所述触控显示模块的显示屏幕；
[0008]其中，触控显示模块包括:一定位传感器，设置于对应像素的一侧，用以对所述电子笔的笔头触压位置进行定位状态追踪；一无线接收装置，用以接收来自无线发射装置的笔刷特征信息；以及一笔刷特征映射装置，电性耦接至所述无线接收装置，用以将所接收到的笔刷特征信息与所述笔头触压位置所对应的触控点进行匹配，所述触控显示模块将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0009]在其中的一实施例，所述笔刷特征信息为所述电子笔的笔刷粗细度(brushthickness)或颜色深浅度(color shade)。[0010]在其中的一实施例，该电子笔的本体还包括多个颜色按钮，用于将电子笔的笔刷颜色切换为与所述颜色按钮相对应的颜色。
[0011]在其中的一实施例，所述套筒结构包括一平面接触感应装置和一套筒式弹簧，该套筒结构的圆形表面涂有导体材质，当所述笔头触压显示屏幕时，该套筒式弹簧压缩并发送一物理信号至所述平面接触感应装置，所述平面接触感应装置根据所述物理信号感应出所述接触面积信息。
[0012]在其中的一实施例，所述平面接触感应装置为一电容传感器。
[0013]在其中的一实施例，当所述套筒式弹簧压缩从而产生一第一位移时，所述电子笔的笔刷细且颜色浅；当所述套筒式弹簧压缩从而产生一第二位移时，所述电子笔的笔刷粗且颜色深，第二位移大于第一位移。
[0014]在其中的一实施例，该物理信号为电容信号、红外信号或电磁感应信号。
[0015]在其中的一实施例，所述定位传感器为光学传感器、红外传感器、电磁感应传感器或电容传感器。
[0016]在其中的一实施例，所述笔刷特征映射装置包括:一信号接收单元，用于接收所述触控显示模块中的每个像素所对应的定位传感器的状态追踪信号；一位置计算单元，用于根据所述状态追踪信号计算出所述笔头触压位置所对应的触控点和轨迹信息；一笔刷特征匹配单元，电性连接至所述位置计算单元和所述无线接收装置，用以将所接收到的笔刷特征信息与所计算的触控点和轨迹信息进行匹配；以及一控制单元，用以将匹配结果输出至所述触控显示模块，所述触控显示模块将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0017]在其中的一实施例,所述触控显模块为一内嵌式(In-cell)触控显不模块。
[0018]采用本发明的电子笔触控系统，其电子笔的本体包括一信号侦测单元、一微处理器、一无线发射装置和一套筒结构，信号侦测单元侦测一接触面积信息，微处理器根据接触面积信息产生一笔刷特征信息，并将该笔刷特征信息输出至无线发射装置。其触控显示模块包括一定位传感器、一无线接收装置和一笔刷特征映射装置，无线接收装置接收来自无线发射装置的笔刷特征信息，通过笔刷特征映射装置将笔刷特征信息与笔头触压位置所对应的触控点进行匹配，触控显示模块将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0019]相比于现有技术，本发明通过无线收发方式将电子笔上的笔刷特征信息送入液晶显示模块，并由笔刷特征映射装置对该笔刷特征信息以及笔头触压的触控点位置进行匹配，进而根据不同的笔触来实现笔刷粗细和/或笔刷颜色的切换。让使用者的触控操作更加接近真实的传统笔触，提升使用者的触控体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]读者在参照附图阅读了本发明的【具体实施方式】以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
[0021]图1A示出依据本发明的一实施方式，电子笔触控系统的电子笔的外部轮廓示意图；
[0022]图1B示出图1A的电子笔的本体的电路结构示意图；
[0023]图2示出图1A的电子笔触控系统的触控显示模块的电路结构示意图；
[0024]图3(a)?图3(c)示出图1A的电子笔在三种不同压力条件下，触压显示屏幕时的套筒式弹簧的状态示意图；以及
[0025]图4(a)~图4(c)示出图1A的电子笔在三种不同压力条件下，触压显示屏幕时的笔刷粗细以及笔刷颜色深浅的对比示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
[0027]下面参照附图，对本发明各个方面的【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0028]图1A示出依据本发明的一实施方式，电子笔触控系统的电子笔的外部轮廓示意图。图1B示出图1A的电子笔的本体的电路结构示意图。
[0029]参照图1A，本发明的电子笔触控系统包括电子笔I和触控显示模块2。触控显示模块2将在下文中结合图2进行详细描述。在该实施方式中，电子笔I包括一本体(也可称为“笔身”)12和一笔头14。其中，笔头14可以包含LED光源，用来触压系统中的触控显示模块2的显示屏幕。
[0030]电子笔I的本体是触控的核心部件，其包括一信号侦测单元121 (如:压力、水平仪、红外线、电磁、声波…等侦测单元)、一微处理器(Micro Control Unit, MCU) 123、一无线发射装置125和一套筒结构127。具体地，信号侦测单元121用以侦测感应元件所感应的一接触面积信息。例如，在该实施例中，感应元件为套筒结构127中的平面接触感应装置1271。微处理器123电性耦接至信号侦测单元121。微处理器123用以根据来自信号侦测单元121的接触面积信息产生一笔刷特征信息(brush characteristic information),并将该笔刷特征信息透过无线发射装置125 (图1B以TX标识)输出。当笔头14触压显示屏幕时，套筒结构127被压缩，使得感应元件所感应的接触面积发生改变。在一具体实施例中，无线发射装置125可以是红外线、电磁、声波…等物理信号发射器，电子笔I可透过无线发射装置125传送笔刷特征信息。
[0031]在一具体实施例中，套筒结构127包括内部笔触侦测对应装置，此内部笔触侦测对应装置包含一平面接触感应装置1271和一套筒式弹簧1273。例如，平面接触感应装置1271可以是一物理信号接收装置，此装置包含物理信号接送器，如:电容传感器、红外传感器或电磁感应传感器。套筒结构127的圆形表面涂有导体材质，当笔头14触压显示屏幕时，套筒式弹簧1273压缩(即，弹簧向笔头方向运动)使得笔头14与平面接触感应装置1271的接触面积变大，并发送一物理信号至平面接触感应装置1271，藉此作为笔刷粗细判定辅助。相应地，该物理信号可为电容信号、红外信号或电磁感应信号。平面接触感应装置1271根据所接收的物理信号感应出接触面积信息。较佳地，套筒结构127包括多个可伸缩的凸起部，每个凸起部的表面积均不相同。当弹簧1273压缩后，该凸起部变为平坦的表面，使得平面接触感应装置1271所感应的接触面积发生改变。例如，当触压屏幕的笔触增加时，平坦表面的面积也相应增大，使得平面接触感应装置1271所感应的接触面积也变大。
[0032]套筒式弹簧1273可以是物理信号发送装置，此装置包含物理信号(如:电容、IR、电磁…等物理信号)发送器，当它与平面接触感应装置1271接触时，可得到物理信号做为笔刷粗细判定辅助。
[0033]在一具体实施例中，电子笔的本体12还包括多个颜色按钮Kl~K3。每个颜色按钮用于将电子笔I的笔刷颜色切换为与颜色按钮相对应的颜色。例如，颜色按钮Ki为本体外壁的一卡榫，当操作该按钮时，电子笔I的笔刷颜色切换为蓝色；此外，例如，颜色按钮K2和K3分别对应绿色和红色，经分别操作时，电子笔I的笔刷颜色可分别切换为绿色和红色。
[0034]图2示出图1A的电子笔触控系统的触控显示模块的电路结构示意图。
[0035]参照图2，本发明的电子笔触控系统的触控显示模块2，诸如内嵌式(In-cell)触控显示模块，包括多个定位传感器21、无线接收装置23(图2以RX标识)和笔刷特征映射(brush characteristic mapping)装置25。每个定位传感器21设置于对应像素旁边,每个像素包括Red子像素、Green子像素和Blue子像素。
[0036]详细而言，定 位传感器21 (如:红外线、电磁、声波，陀螺仪…等传感器)用以对电子笔I的笔头14触压位置进行定位状态追踪。当笔头14触压屏幕位置所对应的相应像素时，该像素的定位传感器21会感测到触控信号。例如，触控信号可根据定位传感器21的类型予以确定。在此，定位传感器21可为光学传感器、红外传感器、电磁感应传感器或电容传感器，则触控信号可为光学信号、红外信号、电磁感应信号或电容数值。
[0037]无线接收装置23与电子笔I中的无线发射装置125相对应。无线接收装置23用以接收来自无线发射装置125的笔刷特征信息。例如，笔刷特征信息为电子笔的笔刷粗细度(brush thickness)或颜色深浅度(color shade)。笔刷特征映射装置25电性稱接至无线接收装置以及一读取线(readout line)，用以将无线接收装置23所接收到的笔刷特征信息与读取线上的笔头触压位置所对应的触控点信息进行匹配，触控显示模块2将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0038]在一具体实施例中，笔刷特征映射装置25包括一信号接收单元252、一位置计算单元254、一笔刷特征匹配单元256和一控制单元258。其中，信号接收单元252接收触控显示模块2中的每个像素所对应的定位传感器21的状态追踪信号。位置计算单元254根据状态追踪信号计算出笔头触压位置所对应的触控点信息和轨迹信息。笔刷特征匹配单元256电性连接至位置计算单元254和无线接收装置23，用以将所接收到的笔刷特征信息与所计算的触控点和轨迹信息进行匹配。控制单元258用以将匹配结果输出至触控显示模块2，从而将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0039]操作上，当笔头在屏幕触压后，会造成笔身里套统装置内的弹簧压缩，压缩后使得套筒突出面变为平坦，使得于笔身内部的平面接触感应装置1271，侦测到较大的接触面范围，并将侦测的讯号传送到笔身内部的微处理器123，透过微处理器123将套筒机构装置所感应到的面积资讯传送到无线发射装置125进行传送。当触控显示模块2内的无线接收装置23接收到来自于电子笔I的笔刷特征资讯时，会结合触控显示模块2所接收的触控讯号位置资讯，透过笔刷特征匹配单元256将笔刷的粗细特征进行映射，完成映射后透过控制单元258将结果呈现在显示屏幕上。
[0040]图3(a)~图3(c)示出图1A的电子笔在三种不同压力条件下，触压显示屏幕时的套筒式弹簧的状态示意图。图4(a)~图4(c)示出图1A的电子笔在三种不同压力条件下，触压显示屏幕时的笔刷粗细以及笔刷颜色深浅的对比示意图。
[0041]参照图3(a)~3(c)，套筒结构127的弹簧1273可根据笔头的笔触大小进行伸缩。其中，图3(a)为弹簧保持自然状态，图3(b)为弹簧压缩而产生位移D1，图3(c)为弹簧压缩而产生位移D2。由上述可知，电子笔的笔触较小时，弹簧因压缩而产生的位移较小，笔刷细且颜色浅，如图3(b)所示；电子笔的笔触较大时，弹簧因压缩而产生的位移较大，笔刷粗且颜色深，如图3(c)所示。
[0042]此外，从图4(a)?4(c)也可看出，随着电子笔的笔触增加，笔刷的粗细度和颜色深浅度也逐渐增加，图4(a)的笔刷最细且颜色最浅，图4(b)的笔刷较细且颜色较浅，而图4(c)的笔刷最粗且颜色也最深。
[0043]采用本发明的电子笔触控系统，其电子笔的本体包括一信号侦测单元、一微处理器、一无线发射装置和一套筒结构。信号侦测单元侦测一接触面积信息，微处理器根据接触面积信息产生一笔刷特征信息，并将该笔刷特征信息输出至无线发射装置。其触控显示模块包括一定位传感器、一无线接收装置和一笔刷特征映射装置，无线接收装置接收来自无线发射装置的笔刷特征信息，通过笔刷特征映射装置将笔刷特征信息与笔头触压位置所对应的触控点进行匹配，触控显示模块将匹配结果呈现于显示屏幕。
[0044]相比于现有技术，本发明通过无线收发方式将电子笔上的笔刷特征信息送入液晶显示模块，并由笔刷特征映射装置对该笔刷特征信息以及笔头触压的触控点位置进行匹配，进而根据不同的笔触来实现笔刷粗细和/或笔刷颜色的切换。让使用者的触控操作更加接近真实的传统笔触，提升使用者的触控体验。
[0045]上文中，参照附图描述了本发明的【具体实施方式】。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的【具体实施方式】作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种电子笔触控系统,其特征在于，所述电子笔触控系统包括一电子笔和一触控显示模块， 所述电子笔包括: 一本体，具有一信号侦测单元、一微处理器、一无线发射装置和一套筒结构，所述信号侦测单元用以侦测一接触面积信息；所述微处理器电性耦接至所述信号侦测单元，用以根据所述接触面积信息产生一笔刷特征信息，并将所述笔刷特征信息输出至所述无线发射装置；当所述笔头触压显示屏幕时，所述套筒结构被压缩，使得所述接触面积发生改变；以及 一笔头，由LED光源制成，用以触压所述触控显示模块的显示屏幕；以及 所述触控显示模块包括: 一定位传感器，设置于对应像素的一侧，用以对所述电子笔的笔头触压位置进行定位状态追踪； 一无线接收装置，用以接收来自所述无线发射装置的笔刷特征信息；以及 一笔刷特征映射装置，电性耦接至所述无线接收装置，用以将所接收到的笔刷特征信息与所述笔头触压位置所对应的触控点进行匹配，所述触控显示模块将匹配结果呈现于显不屏眷。
2.根据权利要求1 所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述笔刷特征信息为所述电子笔的笔刷粗细度或颜色深浅度。
3.根据权利要求1所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述电子笔的本体还包括多个颜色按钮，用于将所述电子笔的笔刷颜色切换为与所述颜色按钮相对应的颜色。
4.根据权利要求1所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述套筒结构包括一平面接触感应装置和一套筒式弹簧，该套筒结构的圆形表面涂有导体材质，当所述笔头触压显示屏幕时，该套筒式弹簧压缩并发送一物理信号至所述平面接触感应装置，所述平面接触感应装置根据所述物理信号感应出所述接触面积信息。
5.根据权利要求4所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述平面接触感应装置为一电容传感器。
6.根据权利要求4所述的电子笔触控系统，其特征在于，当所述套筒式弹簧压缩从而产生一第一位移时，所述电子笔的笔刷细且颜色浅；当所述套筒式弹簧压缩从而产生一第二位移时，所述电子笔的笔刷粗且颜色深，第二位移大于第一位移。
7.根据权利要求4所述的电子笔触控系统，其特征在于，该物理信号为电容信号、红外信号或电磁感应信号。
8.根据权利要求1所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述定位传感器为光学传感器、红外传感器、电磁感应传感器或电容传感器。
9.根据权利要求1所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述笔刷特征映射装置包括: 一信号接收单元，用于接收所述触控显示模块中的每个像素所对应的定位传感器的状态追踪/[目号； 一位置计算单元，用于根据所述状态追踪信号计算出所述笔头触压位置所对应的触控点和轨迹信息； 一笔刷特征匹配单元，电性连接至所述位置计算单元和所述无线接收装置，用以将所接收到的笔刷特征信息与所计算的触控点和轨迹信息进行匹配；以及一控制单元，用以将匹配结果输出至所述触控显示模块，所述触控显示模块将匹配结果呈现于显示屏幕。
10.根据权利要求1所述的电子笔触控系统，其特征在于，所述触控显示模块为一内嵌式触控显示模块。
【文档编号】G06F3/0354GK103955304SQ201410216905
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】张智越 申请人:友达光电股份有限公司