量产时校正电容笔压力阶度曲线以符合MicrosoftWindows10标准的方法与流程

本发明是有关于一种校正电容笔压力阶度曲线的方法，特别是有关于一种量产时校正电容笔压力阶度曲线以符合窗口 (Microsoft Windows 10)标准的方法。

背景技术：

电容式触控输入技术是应用在已被广泛使用的触控面板的主流技术。一个典型的电容式触控面板包含布满透明电极图案的基板。当手指或电容笔触碰触控面板或在触控面板上方的悬浮时，由于手指或电容笔的笔尖具有导电性，使手指或电容笔与透明电极图案之间将建立电容耦合。同时，手指或电容笔下方的触控面板的透明电极图案的电容将会改变，因此，透明电极图案的电极中的电压或电流也将改变。借由比较手指或电容笔下方的电极与相邻电极之间的电压差，可以决定手指或电容笔的坐标。

不过使用者手指并不适合进行比较细腻的输入操作，例如可呈现笔画粗细变化的书写输入操作。此外，以使用者手指进行输入操作缺乏各种应用功能。因此在具备电容式触控输入功能的触控面板上执行细腻输入操作的是电容笔而不会是使用者的手指。电容笔可进一步让使用者在触控面板上描绘具有各种粗细程度的线条。电容笔还可以侦测使用者通过电容笔施加在触控面板上的力量。

电容笔在触控面板上显示的笔划粗细是反应电容笔的压力感测模块产生的信号的结果。电容笔在触控面板上显示的笔划粗细在理想条件下应该是与电容笔笔尖上施加的压力成正比。然而，由于各种问题，例如电容笔的压力侦测组件的物理与机械误差或电容笔压力传感器不均匀特性，使得电容笔的压力感测模块产生的信号并不必然对应电容笔笔尖上施加的压力。因此，由于每个电容笔的压力侦测组件以及压力传感器通常分别具有不同的物理与机械误差以及略为不同的特性，多个电容笔可能具有各种笔尖压力敏感度。因此，量产的电容笔在出厂前必须先进行校准。

因此本发明提出一种量产时校正电容笔压力阶度曲线以符合Microsoft Windows 10标准的方法。

技术实现要素：

本发明公开一种校正电容笔压力阶度曲线的方法和具有压力校正功能的电容笔，其解决的技术问题以校准参考值校准电容笔的压力感测信号值 的数据，借由标准压力阶度映像曲线使压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种校正电容笔压力阶度曲线的方法，此方法包含以下步骤。首先产生平均压力感测信号值的数据。接着产生标准压力阶度的数据。然后借由平均压力感测信号值的数据与标准压力阶度的数据产生标准压力阶度映像曲线。接着产生接受校准的电容笔的压力感测信号值。然后比较平均压力感测信号值的数据中的映像平均压力感测信号值与压力感测信号值以产生校准参考值，其中映像平均压力感测信号值与压力感测信号值是对应于施加在电容笔上的重量值。最后以校准参考值校准电容笔的压力感测信号值的数据，借由标准压力阶度映像曲线使压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述的方法，其中该标准压力阶度映像曲线包含符合Microsoft Windows 10标准电容笔专用标准的标准压力阶度曲线。

上述的方法，其中该标准压力阶度映像曲线与该校准参考值通过编码储存在控制单元内非挥发性内存内。

上述的方法，更包含借由该标准压力阶度映像曲线与该校准参考值产生压力阶度曲线的步骤。

上述的方法，更包含借由该标准压力阶度映像曲线使电容笔的压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线的步骤。

本发明解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。

本发明更提出一种具有压力校正功能的电容笔，包含具有嵌入非挥发性内存的控制单元，非挥发性内存储存可执行指令以执行一种校正电容笔压力阶度曲线的方法，此方法包含以下步骤。首先产生平均压力感测信号值的数据。接着产生标准压力阶度的数据。然后借由平均压力感测信号值的数据与标准压力阶度的数据产生标准压力阶度映像曲线。接着产生此电容笔的压力感测信号值。然后比较平均压力感测信号值的数据中的映像平均压力感测信号值与压力感测信号值以产生校准参考值，其中映像平均压力感测信号值与压力感测信号值是对应于施加在电容笔上的重量值。最后以校准参考值校准电容笔的压力感测信号值的数据，借由标准压力阶度映像曲线使压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述的电容笔，其中该校正电容笔压力阶度曲线的方法更包含借由该标准压力阶度映像曲线与该校准参考值产生压力阶度曲线的步骤。

上述的电容笔，其中该校正电容笔压力阶度曲线的方法更包含借由该 标准压力阶度映像曲线使电容笔的压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线的步骤。

借由本发明的实施，至少可达到下列进步功效：本发明能够在量产时校正电容笔压力阶度曲线以Microsoft Windows 10标准。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例在触控面板上使用电容笔的示意图。

图2为显示多个电容笔的压力感测信号曲线的示意图。

图3为显示移动后多个电容笔的压力感测信号曲线的示意图。

图4为根据本发明一个实施例的电容笔参考感测信号曲线的示意图。

图5为根据本发明一个实施例的标准压力阶度曲线的示意图。

图6为根据本发明的一个实施例的标准压力阶度映像曲线示意图。

图7为根据本发明的一实施例显示多支量产电容笔的发散压力感测信号曲线经映像校准的示意图。

图8为根据本发明的一实施例显示多支在使用过程中的电容笔的发散压力感测信号曲线经映像校准的示意图。

图9与图10为根据本发明的一实施例显示如何在触控面板上校准电容笔的示意图。

图11显示根据本发明一实施例的校正电容笔压力映像曲线的方法。

【主要组件符号说明】

10：触控面板 12:工具

14:固定座 16:砝码

30:产生平均压力感测信号值的数据

32:产生标准压力阶度的数据

34:借由平均压力感测信号值的数据与标准压力阶度的数据产生标准压力阶度映像曲线

36：产生接受校准电容笔的压力感测信号值

37：比较平均压力感测信号值的数据中的映像平均压力感测信号值与压力感测信号值以产生校准参考值，其中映像平均压力感测信号值与压力感测信号值是对应于施加在电容笔上的相同重量

38：以校准参考值校准电容笔的压力感测信号值的数据，借由标准压力阶度映像曲线使压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线

100：电容笔 102：笔管

104：导电笔芯 105：笔芯固定座

106：屏蔽 108：弹性体

110：压力传感器 112：压力传感器电路板

114：控制电路板

具体实施方式

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以权利要求书的专利范围为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本发明，附图内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

图1显示根据本发明一实施例在触控面板10上使用电容笔100的示意图。电容笔100用于执行在触控面板10上的细腻的输入操作。在此实施例中，电容笔100包含笔管102，导电笔芯104、笔芯固定座105、屏蔽106、弹性体108、压力传感器110、压力传感器电路板112与控制电路板114。导电笔芯104电性连接至控制电路板114。导电笔芯104与触控面板10上的透明电极之间则建立电容耦合。位于导电笔芯104下方的触控面板10上的透明电极的电容会改变，透明电极中的电压或电流也会改变。因此可以通过透明电极电容的变化或透明电极中的电压或电流的变化侦测电容笔100的坐标。

在此实施例中，导电笔芯104、笔芯固定座105、弹性体108、压力传感器110与压力传感器电路板112的设置是用于提供电容笔100的压力感测功能。更可进一步包含一些组件，以增强功能，例如当笔尖压力消失后，使导电笔芯104回复到原来位置的弹簧。在其他实施例中，各种压力感测模块可以用于提供电容笔100的笔尖压力侦测功能。

电容笔可进一步包含位于控制电路板114上的控制单元(图中未显示)。控制单元包含内建嵌入式非挥发性内存或非挥发性的计算机可读取媒体的微处理器(microprocessor)或微控制器(MCU)。非挥发性内存包含闪存。控制单元借由压力传感器110的信号计算施加于电容笔100的笔尖压力。来自压力传感器110的信号可能因各种原因而波动。例如，因制造问题或装配的因素造成的导电笔芯104、笔芯固定座105、弹性体108或恢复导电笔芯104位置的弹簧的物理或机械的误差或尺寸的不精确性，以及电容笔100使用时，弹性体108与压力传感器110之间变动的接触状况。控制单元通过导电笔芯104输出压力感测信号至触控面板10。触控面板10根据电容笔100的坐标与笔划粗细显示电容笔100的笔划，笔划粗细部分则是根据压力感测信号。压力感测信号可能由触控面板10内的模拟数字转换器转换为数字信号。在理想情况下，压力感测信号应与施加在导电笔芯104笔尖上的压力成正比。然而，不同电容笔的压力感测模块的物理与机械误 差可能会导致发散的压力感测灵敏度。压力感测信号与施加于导电笔芯104笔尖压力之间的关系构成电容笔100的压力感测信号曲线。

图2为显示多个电容笔的压力感测信号曲线的示意图。在图2中，是在触控面板上借由工具施加砝码于五支电容笔C6、C8、C16、C18与C20上以产生压力感测信号曲线。有关如何产生这些曲线的详细信息将在以下的内容中进一步地描述。这些压力感测信号曲线是根据以一工具施加多个具有不同的重量的砝码于各电容笔所产生的压力感测信号值的原始数据所绘制。这些压力感测信号曲线显示可能是来自各电容笔的压力感测模块的物理与机械误差所导致的发散的感测灵敏度。

图3为显示移动后多个电容笔的压力感测信号曲线的示意图。在图3中，是在触控面板上借由一工具施加砝码于电容笔C1、C2、C5、C6。C12、C14、C15与C20上以产生压力感测信号曲线。这些压力感测信号曲线是根据以一工具施加多个具有不同的重量的砝码于各电容笔所产生的压力感测信号值的原始数据所绘制。这些压力感测信号值的原始数据经由以下的公式进一步计算以产生移动后的多个电容笔的压力感测信号曲线。

V_s(x)＝V(x)-V(0)

V_s是移动后的压力感测信号值，x是施加在电容笔的重量，而V是电容笔的压力感测信号，V(0)是未施加任何重量的电容笔的压力感测信号值。压力感测信号曲线可以很轻易地通过电子表格或交互式计算机应用程序获得。

图4为根据本发明一个实施例的电容笔参考感测信号曲线的示意图。在图4中，电容笔的压力感测信号平均值可由以下公式计算。

V_a(x)＝SUM(V₁(x)+......+V_n(x))/n

V_a是压力感测信号平均值，而V₁(x)和V_n(x)分别为电容笔1与电容笔n施加重量x后的压力感测信号值。举例来说，图3中移动的压力感测信号值加总后除以电容笔的数量，以获得压力感测信号平均值。平均压力感测信号曲线的数据可以编码储存于每个电容笔的控制单元的嵌入式非挥发性内存内，以作为电容笔在量产过程中校准用的参考感测信号曲线。

图5为根据本发明一个实施例的标准压力阶度曲线的示意图。在图5中，为符合窗口(Microsoft Windows 10)电容笔标准的标准压力阶度曲线。压力阶度可以由以下的公式计算。

P(x)＝LN(x)*71.723-165.15

P(x)是电容笔施加重量x后的压力阶度，LN(x)是自然对数函数。压力阶度值是从0到255，因而有256级压力阶度。压力阶度对应于触控面板上显示的笔划粗细。

图6为根据本发明的一个实施例的标准压力阶度映像曲线示意图。此 压力阶度映像曲线是根据图4中参考压力感测信号曲线的平均压力感测信号值的数据的与图5中的标准压力阶度曲线的数据所生。此压力阶度映像曲线的数据可编码储存于每个电容笔的控制单元的嵌入式非挥发性内存内，以作为电容笔在量产过程中校准用的标准压力阶度映像曲线。标准压力阶度映像曲线可借由电子表格或交互式计算机应用程序获得。

图9与图10为根据本发明的一实施例显示如何在触控面板上校准电容笔的示意图。如图9所示，电容笔100通过工具12垂直地放置在触控面板10上。如图10所示，砝码16通过放置于工具12上的固定座14进一步施加于电容笔100。

图7为根据本发明的一实施例显示多支量产电容笔的发散压力感测信号曲线经映像校准的示意图。每支电容笔的压力感测信号曲线与图4中平均压力感测信号曲线进行映像校准。校准的压力感测信号值可以由以下的公式计算。

V_c(x)＝V(x)-(V(x_c)-V_a(x_c))

V_c是映像后的校准压力感测信号值，x_c是映像点施加于被校准的电容笔的重量。举例来说，在图7中，在图9与图10的实施例中，x_c是450克(g)。值得注意的是，可选择多个映射点进行校准。砝码16的重量以电容笔可侦测的设计最大重量较佳，例如，450克。以砝码16施加于电容笔100时，电容笔100的控制单元产生对应于砝码16的压力感测信号值V(450g)。接着压力感测信号值V(450g)与储存在控制单元的非挥发性内存中对应于砝码16的平均压力感测信号值V_a(450g)被用于计算校准的压力感测信号值V_c。借由比较V(450g)和V_a(450g)，可获得V(450g)与V_a(450g)的差值或校准参考值。V(450g)与V_a(450g)的差值或校准参考值则储存在控制单元的非挥发性内存中，以用于校准电容笔。校准的压力感测信号值V_c可由以下的公式计算。

V_c(x)＝V(x)-(V(450g)-V_a(450g))

上述电容笔的压力感测信号曲线的映像可借由编码储存在控制单元的非挥发性内存中的程序执行。因此，电容笔在生产后，质量管理人员可以使用工具12、固定座14与砝码16在触控面板10上校准新生产的电容笔。

图8为根据本发明的一实施例显示多支在使用过程中的电容笔的发散压力感测信号曲线经映像校准的示意图。如图8所示，三个关于电容笔的Microsoft Windows 10标准的预定标准压力阶度曲线包含最大压力阶度曲线、代表压力阶度曲线与最小压力阶度曲线。在图8中同时显示电容笔N1至N10位于Microsoft Windows 10标准压力阶度曲线范围内的压力阶度曲线。当使用电容笔时，用户也可以通过编码储存在控制单元内非挥发性内存的压力阶度映像曲线的数据与用于映像校准电容笔压力感测信号曲线的 程序校准电容笔。举例来说，当使用者在触控面板上使用电容笔时，电容笔的控制单元产生压力感测信号值。此压力感测信号值接着以映像校准电容笔压力感测信号曲线的程序校准以产生校准的压力感测信号值。此校准压力感测信号值然后通过编码储存在控制单元内非挥发性内存的压力阶度映像曲线的数据经转换或计算以形成压力阶度。因此电容笔的压力阶度曲线会位于符合Microsoft Windows 10标准电容笔专用的标准压力阶度曲线的范围内。

图11显示根据本发明一实施例的校正电容笔压力阶度曲线的方法。首先，在步骤30中，产生平均压力感测信号值的数据。接着在步骤32中，产生标准压力阶度的数据。然后在步骤34中，借由平均压力感测信号值的数据与标准压力阶度的数据产生标准压力阶度映像曲线。接着在步骤36中，产生接受校准电容笔的压力感测信号值。然后在步骤37中，比较平均压力感测信号值的数据中的映像平均压力感测信号值与压力感测信号值以产生校准参考值，其中映像平均压力感测信号值与压力感测信号值是对应于施加在电容笔上的相同重量。最后在步骤38中，以校准参考值校准电容笔的压力感测信号值的数据，借由标准压力阶度映像曲线使压力阶度符合Microsoft Windows 10的标准压力阶度曲线。

上述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟悉此技艺的人士能了解本发明的内容并据以实施，当不能据以限定本发明的专利范围，即凡其他未脱离本发明所揭示精神所完成的各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内，均应包含在权利要求书的专利范围内。