本發(fā)明是有關(guān)于一種偵測臨界值的方法，特別是有關(guān)于一種動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法。

背景技術(shù)：

電容式觸控輸入技術(shù)是應(yīng)用在已被廣泛使用的觸控面板的主流技術(shù)。一個(gè)典型的電容式觸控面板包含布滿透明電極圖案的基板。當(dāng)手指或電容筆觸碰觸控面板或在觸控面板上方的懸浮時(shí)，由于手指或電容筆的筆尖具有導(dǎo)電性，使手指或電容筆與透明電極圖案之間將建立電容耦合。同時(shí)，手指或電容筆下方的觸控面板的透明電極圖案的電容將會(huì)改變，因此，透明電極圖案的電極中的電壓或電流也將改變。借由比較手指或電容筆下方的電極與相鄰電極之間的電壓差，可以決定手指或電容筆的坐標(biāo)。

不過使用者手指并不適合進(jìn)行比較細(xì)膩的輸入操作，例如可呈現(xiàn)筆畫粗細(xì)變化的書寫輸入操作。此外，以使用者手指進(jìn)行輸入操作缺乏各種應(yīng)用功能。因此在具備電容式觸控輸入功能的觸控面板上執(zhí)行細(xì)膩輸入操作的是電容筆而不會(huì)是使用者的手指。電容筆可進(jìn)一步讓使用者在觸控面板上描繪具有各種粗細(xì)程度的線條。電容筆還可以偵測使用者通過電容筆施加在觸控面板上的力量。

電容筆在觸控面板上顯示的筆劃粗細(xì)是反應(yīng)電容筆的壓力感測模塊產(chǎn)生的信號(hào)的結(jié)果。電容筆在觸控面板上顯示的筆劃粗細(xì)在理想條件下應(yīng)該是與電容筆筆尖上施加的壓力差(與筆尖未接觸觸控面板狀態(tài)的相比)成正比。此外，在理想條件下，觸控面板上顯示的電容筆的筆劃應(yīng)該是在電容筆筆尖接觸觸控面板時(shí)出現(xiàn)。不過由于各種問題，例如電容筆的壓力偵測組件的物理與機(jī)械誤差或電容筆壓力傳感器不穩(wěn)定特性，使得在筆尖接觸觸控面板之前觸控面板就已顯示電容筆的筆劃，或是觸控面板上顯示的電容筆的筆劃寬度比預(yù)期來得細(xì)。因此，本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法，以克服上述在觸控面板上顯示電容筆筆劃的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開一種動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法，其解決的技術(shù)問題是使電容筆在觸控面板上顯示的筆劃粗細(xì)與電容筆筆尖上施加的壓力差(與筆尖未接觸觸控面板狀態(tài)的相比)成正比，觸控面板上顯示的電容筆的筆劃在電容筆筆尖接觸觸控面板時(shí)出現(xiàn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法，包含偵測多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值；決定該多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的該平均值為零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值；及借由該零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值與壓力感測信號(hào)的偏移量計(jì)算壓力感測信號(hào)的臨界值。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

較佳的，所述的方法，其中該多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值是位于標(biāo)準(zhǔn)偏差的范圍內(nèi)。

較佳的，所述的方法，其中該零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值加上該壓力感測信號(hào)的偏移量等于該壓力感測信號(hào)的臨界值。

較佳的，所述的方法，其中該多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值小于壓力感測信號(hào)的默認(rèn)臨界值。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明更提出一種具有動(dòng)態(tài)偵測在觸控面板上顯示筆劃的臨界值功能的電容筆，包含具有嵌入非揮發(fā)性內(nèi)存的控制單元，該非揮發(fā)性內(nèi)存儲(chǔ)存可執(zhí)行指令以執(zhí)行一種動(dòng)態(tài)偵測在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法，包含偵測多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值；決定該多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的該平均值為零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值；及借由該零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值與壓力感測信號(hào)的偏移量計(jì)算壓力感測信號(hào)的臨界值。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

較佳的，所述的電容筆，其中該零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值大于零壓力感測信號(hào)的默認(rèn)臨界值。

較佳的，所述的電容筆，其中該壓力感測信號(hào)的偏移量小于壓力感測信號(hào)的默認(rèn)偏移量。

較佳的，所述的電容筆，其中該零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值加上該壓力感測信號(hào)的偏移量等于該壓力感測信號(hào)的臨界值。

較佳的，所述的電容筆，其中該多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值小于壓力感測信號(hào)的默認(rèn)臨界值。

借由本發(fā)明的實(shí)施，至少可以達(dá)到下列進(jìn)步功效：

由于在觸控面板上顯示電容筆筆劃的臨界值可以動(dòng)態(tài)地偵測與調(diào)整，包含筆尖接觸觸控面板之前觸控面板就已顯示電容筆的筆劃或觸控面板上顯示的電容筆的筆劃寬度比預(yù)期來得細(xì)等電容筆筆劃顯示的故障問題可被避免，同時(shí)電容筆在觸控面板上的筆劃粗細(xì)則可準(zhǔn)確良好的呈現(xiàn)。因此本發(fā)明提供動(dòng)態(tài)偵測臨界值的方法以解決上述在觸控面板上顯示電容筆筆劃的問題。

附圖說明

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例在觸控面板上使用電容筆的示意圖；

圖2為顯示多個(gè)電容筆的壓力感測信號(hào)曲線的示意圖；

圖3為圖2中壓力感測信號(hào)曲線的局部放大部分顯示動(dòng)態(tài)調(diào)整可顯示筆劃的壓力感測信號(hào)臨界值；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)偵測電容筆顯示筆劃的壓力感測信號(hào)臨界值的示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法。

【主要組件符號(hào)說明】

10:觸控面板 100:電容筆

102:筆管 104:導(dǎo)電筆芯

105:筆芯固定座 106:屏蔽

108:彈性體 110:壓力傳感器

112:壓力傳感器電路板 114:控制電路板

20:偵測多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值

22:決定多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值為零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值

24:借由零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值與壓力感測信號(hào)的偏移量計(jì)算壓力感測信號(hào)的臨界值。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一些實(shí)施例將詳細(xì)描述如下。然而，除了如下描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行，且本發(fā)明的范圍并不受實(shí)施例的限定，其以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。再者為提供更清楚的描述及更易理解本發(fā)明，圖式內(nèi)各部分并沒有依照其相對(duì)尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關(guān)尺度相比已經(jīng)被夸張；不相關(guān)的細(xì)節(jié)部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例在觸控面板上使用電容筆的示意圖。電容筆100用于執(zhí)行在觸控面板10上的細(xì)膩的輸入操作。在此實(shí)施例中，電容筆100包含筆管102，導(dǎo)電筆芯104、筆芯固定座105、屏蔽106、彈性體108、壓力傳感器110、壓力傳感器電路板112與控制電路板114。導(dǎo)電筆芯104電性連接至控制電路板114。導(dǎo)電筆芯104與觸控面板10上的透明電極之間則建立電容耦合。位于導(dǎo)電筆芯104下方的觸控面板10上的透明電極的電容會(huì)改變，透明電極中的電壓或電流也會(huì)改變。因此可以通過透明電極電容的變化或透明電極中的電壓或電流的變化偵測電容筆100的坐標(biāo)。

在此實(shí)施例中，導(dǎo)電筆芯104、筆芯固定座105、彈性體108、壓力傳感器110與壓力傳感器電路板112的設(shè)置是用于提供電容筆100的壓力感測功能。更可進(jìn)一步包含一些組件，以增強(qiáng)功能，例如當(dāng)筆尖壓力消失后，使導(dǎo)電筆芯104回復(fù)到原來位置的彈簧。在其他實(shí)施例中，各種壓力感測模塊可以用于提供電容筆100的筆尖壓力偵測功能。

電容筆可進(jìn)一步包含位于控制電路板114上的控制單元(未顯示)?？刂茊卧瑑?nèi)建嵌入式非揮發(fā)性內(nèi)存或非揮發(fā)性的計(jì)算機(jī)可讀取媒體的微處理器(microprocessor)或微控制器(MCU)。非揮發(fā)性內(nèi)存包含閃存?？刂茊卧栌蓧毫鞲衅?10的信號(hào)計(jì)算施加于電容筆100的筆尖壓力?？刂茊卧ㄟ^導(dǎo)電筆芯104輸出壓力感測信號(hào)至觸控面板10。觸控面板10根據(jù)電容筆100的坐標(biāo)與筆劃粗細(xì)顯示電容筆100的筆劃，筆劃粗細(xì)部分則是根據(jù)壓力感測信號(hào)。當(dāng)導(dǎo)電筆芯104接觸觸控面板10且壓力感測信號(hào)超過預(yù)定壓力感測信號(hào)臨界值時(shí)，觸控面板10將會(huì)顯示電容筆100的筆劃。

來自壓力傳感器110的信號(hào)可能因各種原因而波動(dòng)。舉例來說，導(dǎo)電筆芯104、筆芯固定座105、彈性體108或恢復(fù)導(dǎo)電筆芯104位置的彈簧的實(shí)體或機(jī)械的缺陷，以及電容筆100使用時(shí)，彈性體108與壓力傳感器110之間變動(dòng)的接觸狀況。壓力感測模塊的實(shí)體或機(jī)械缺陷可能造成壓力感測信號(hào)臨界值波動(dòng)使得在導(dǎo)電筆芯104接觸觸控面板10之前，觸控面板10就顯示電容筆100的筆劃，或是觸控面板10上顯示的電容筆100的筆劃寬度比預(yù)期的細(xì)。

圖2為顯示多個(gè)電容筆的壓力感測信號(hào)曲線的示意圖。在圖2中，五支電容筆C6、C8、C12、C16與C20在觸控面板上施加筆尖壓力以產(chǎn)生壓力感測信號(hào)曲線。這些壓力感測信號(hào)曲線顯示可能是來自各電容筆的壓力感測模塊的物理與機(jī)械誤差所導(dǎo)致的發(fā)散的感測靈敏度。

圖3為圖2中壓力感測信號(hào)曲線的局部放大部分顯示動(dòng)態(tài)調(diào)整可顯示筆劃的壓力感測信號(hào)臨界值。在圖3中，特別顯示電容筆C6與C8壓力感測信號(hào)臨界值的調(diào)整。V_{zero_0}是所有電容筆零壓力感測信號(hào)的默認(rèn)值，而V_{th_0}是所有電容筆在觸控面板上顯示筆劃的壓力感測信號(hào)的臨界值。電容筆零壓力感測信號(hào)的默認(rèn)值V_{zero_0}加上偏移量V_{offset_0}等于壓力感測信號(hào)的臨界值V_{th_0}。為了調(diào)整電容筆C6與C8壓力感測信號(hào)的臨界值，使用小于偏移量V_{offset_0}的偏移量V_{offset_1}。V_{zero_x}是經(jīng)由取樣與動(dòng)態(tài)計(jì)算所得的零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值。如圖3所示，由于各種物理或機(jī)械特性，每支電容筆可能具有不同的零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值V_{zero_x}。零壓力感測信號(hào)動(dòng)態(tài)值V_{zero_x}再加上V_{offset_1}偏移量等于壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)臨界值V_{th_x}。

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)偵測電容筆顯示筆劃的壓力感測信號(hào)臨界值的示意圖。如圖4所示，零壓力感測信號(hào)默認(rèn)值V_{zero_0}與默認(rèn)偏移量V_{offset_0}是預(yù)先設(shè)定于電容筆內(nèi)。零壓力感測信號(hào)默認(rèn)值V_{zero_0}加上默認(rèn)偏移量V_{offset_0}等于可在觸控面板上顯示電容筆筆劃的壓力感測信號(hào)默認(rèn)臨界值V_{th_0}。預(yù)設(shè)偏移量V_{offset_0}被設(shè)定至足夠?qū)挼姆秶院w電容筆因生產(chǎn)與不同的操作環(huán)境所造成的特性變化。

V_{th_0}＝V_{zero_0}+V_{offset_0}，其中V_{zero_0}與V_{offset_0}是預(yù)先定義。

在電容筆的使用過程中，當(dāng)電容筆開啟時(shí)，首先執(zhí)行偵測合格的零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值的步驟。取樣值V_k是小于壓力感測信號(hào)默認(rèn)臨界值V_{th_0}。取樣值V_k位于標(biāo)準(zhǔn)偏差V_dev內(nèi)，即

V_k<V_{th_0}

|V_k-V_k-1|<V_dev

如果合格的零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值產(chǎn)生且被偵測到，則此平均值則被設(shè)定為零壓力感測信號(hào)的新動(dòng)態(tài)值V_{zero_1}。然而，如果合格的零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值未產(chǎn)生且未被偵測到，則零壓力感測信號(hào)默認(rèn)值V_{zero_0}仍然是零壓力感測信號(hào)值。值得注意的是零壓力感測信號(hào)默認(rèn)值V_{zero_0}為尚未離開生產(chǎn)線以及實(shí)際使用前的電容筆的規(guī)格且為預(yù)先設(shè)定。因此生產(chǎn)在線的電容筆在良好的控制條件下，可產(chǎn)生與偵測更真實(shí)、更可靠的零壓力感測信號(hào)的新動(dòng)態(tài)值V_{zero_1}，并將新動(dòng)態(tài)值V_{zero_1}編碼并寫入每支電容筆的控制單元的包含閃存的非揮發(fā)性內(nèi)存中。

如果電容筆再次開啟，從電容筆控制單元的非揮發(fā)性內(nèi)存中讀取零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}。然后，零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}再加上偏移量V_{offset_1}可得到足以在觸控面板上顯示電容筆筆劃的壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_1}，以取代壓力感測信號(hào)默認(rèn)臨界值V_{th_0}。偏移量V_{offset_1}小于預(yù)設(shè)偏移量V_{offset_0}。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在離開生產(chǎn)線之前，最理想的零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}儲(chǔ)存在每支電容筆的非揮發(fā)性內(nèi)存中；因此，當(dāng)具有相同偏移量V_{offset_1}的電容筆開啟時(shí)，每支電容筆都具有最理想的壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_1}。零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}與壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_1}可以由下列公式，獲得，

其中n≥N,V_k<V_{th_0}，且|V_k–V_k-1|<V_dev

V_{zero_1}＝V_{zero_0}，其中n＜N

V_{th_1}＝V_{zero_1}+V_{offset_1}，其中V_{offset_1}<V_{offset_0}

零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}是零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k總和的平均值。零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k是位于標(biāo)準(zhǔn)偏差V_dev的范圍內(nèi)。如果n小于N，零壓力感測信號(hào)默認(rèn)值V_{zero_0}仍然是零壓力感測信號(hào)值，亦即V_{zero_1}等于V_{zero_0}。若V_{offset_1}小于V_{offset_0}，零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}加上偏移量V_{offset_1}等于壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_1}。

接著，基于現(xiàn)有的臨界值，執(zhí)行偵測位于標(biāo)準(zhǔn)偏差V_dev范圍內(nèi)的合格零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值的步驟。取樣值V_k是小于壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_1}。取樣值V_k是位于標(biāo)準(zhǔn)偏差V_dev的范圍內(nèi)，亦即

V_k<V_{th_1}

|V_k-V_k-1|<V_dev

如果合格零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值產(chǎn)生且被偵測到，此平均值被設(shè)定為零壓力感測信號(hào)的新動(dòng)態(tài)值V_{zero_2}。然而，若合格零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k的平均值并未產(chǎn)生且未被偵測到，零壓力感測信號(hào)值V_{zero_1}仍然是零壓力感測信號(hào)值。接著新/舊臨界值(V_{th_2}或V_{th_1})均可供作為用于觸控面板上顯示電容筆筆劃用。零壓力感測信號(hào)值V_{zero_2}與壓力感測信號(hào)臨界值V_{th_2}可由以下公式獲得。

其中n≥N,V_k<V_{th_1}，且|V_k–V_k-1|<V_dev

V_{zero_2}＝V_{zero_1}，其中n＜N

V_{th_2}＝V_{zero_2}+V_{offset_1}，其中V_{offset_1}<V_{offset_0}

隨著循環(huán)偵測合格零壓力感測信號(hào)的取樣值V_k，動(dòng)態(tài)零壓力感測信號(hào)值V_{zero_x}將被反復(fù)偵測。接著，偏移量V_{offset_1}加上動(dòng)態(tài)零壓力感測信號(hào)值V_{zero_x}等于可供作為用于觸控面板上顯示電容筆筆劃之用的動(dòng)態(tài)壓力感測信號(hào)臨界值Vth_x。

其中n≥N,V_k<V_{th_1}，且|V_k–V_k-1|<V_dev

V_{zero_x}＝V_{zero_x-1}，其中n＜N

V_{th_x}＝V_{zero_x}+V_{offset_1}，其中V_{offset_1}<V_{offset_0}

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法。首先，在步驟20中，偵測多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值。接著在步驟22中，決定多個(gè)合格零壓力感測信號(hào)取樣值的平均值為零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值。最后，在步驟24中，借由零壓力感測信號(hào)的動(dòng)態(tài)值與壓力感測信號(hào)的偏移量計(jì)算壓力感測信號(hào)的臨界值。此動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法可以由儲(chǔ)存于控制單元的嵌入式非揮發(fā)性內(nèi)存或計(jì)算機(jī)可讀取媒體中具有可執(zhí)行指令的程序執(zhí)行。

因此，可執(zhí)行動(dòng)態(tài)偵測電容筆在觸控面板上顯示筆劃的臨界值的方法。由于在觸控面板上顯示電容筆筆劃的臨界值可以動(dòng)態(tài)地偵測與調(diào)整，包含筆尖接觸觸控面板之前觸控面板就已顯示電容筆的筆劃或觸控面板上顯示的電容筆的筆劃寬度比預(yù)期來得細(xì)等電容筆筆劃顯示的故障問題可被避免，同時(shí)電容筆在觸控面板上的筆劃粗細(xì)則可準(zhǔn)確良好的呈現(xiàn)。因此本發(fā)明提供動(dòng)態(tài)偵測臨界值的方法以解決上述在觸控面板上顯示電容筆筆劃的問題。

上述之實(shí)施例僅系為說明本發(fā)明之技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發(fā)明之內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能據(jù)以限定本發(fā)明之專利范圍，即凡其他未脫離本發(fā)明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發(fā)明所揭露的范圍內(nèi)，均應(yīng)包含在以下之申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。