触控笔及触控识别方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种触控笔及触控识别方法。


背景技术：

2.随着动态折叠(dynamic folding，df)技术的发展，展开形态下屏幕的尺寸朝着越来越大的趋势发展，对主动式触控笔的需求日益成为一种趋势。
3.触控笔通过主板上的射频线路，将笔尖作为发射电极向屏幕发射特定频率的信号，通过单一电极即可向触摸屏传递坐标和压力信息。由于笔尖长期在平板或者笔记本屏幕表面进行书写，对笔头、笔芯表面材质的要求很高，既要满足耐摩擦性能，又要满足射频线路需要的良好的导电效率，同时要求外观精美。市场现有的笔头多采用金属作为笔头或者导电塑料作为笔头。
4.受动态折叠屏幕材质硬度较差的影响，传统的主动式触控笔已不能满足要求。金属笔头导电性好，但是硬度太高，容易划伤屏幕。导电塑料笔头笔芯由于是在塑料材料中加入碳粉确保导电性能，因此颜色上只能做黑色，无法做其他颜色。且金属笔头和塑料笔头由于表面硬度高，书写触感差，用户体验不佳。
5.综上所述，开发出适合动态折叠屏幕的主动式触控笔是目前首要解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种触控笔，用于解决现有技术中主动式触控笔的金属笔头和塑料笔头表面硬度高，书写触感差，用户体验不佳等技术问题。
7.为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种触控笔，用于在显示面板上书写，包括笔身和柔性笔头，
8.所述柔性笔头内设有光纤传感器，所述光纤传感器根据书写时所述柔性笔头的形变生成第一检测信号；
9.所述笔身内设有电连接的微控制模块和光纤信号接收器，所述光纤信号接收器用于接收所述第一检测信号后生成第二检测信号并发送至所述微控制模块；所述微控制模块接收所述第二检测信号后生成驱动信号发送至所述显示面板以实现显示。
10.在本发明的一些实施例中，所述柔性笔头内设有多个所述光纤传感器，任意相邻的两个所述光纤传感器之间间距相等。
11.在本发明的一些实施例中，所述触控笔的笔身内还设有与所述微控制模块电性连接的升压模块；所述柔性笔头内设有传导模块，所述驱动信号通过所述升压模块放大后经所述传导模块发送至所述显示面板。
12.在本发明的一些实施例中，所述笔身内还设有电源模块，所述电源模块为所述触控笔提供电能。
13.在本发明的一些实施例中，所述柔性笔头由软体材料制得，所述软体材料包括导电橡胶、导电泡棉或者导电硅胶。
14.第二方面，本发明提供一种触控识别方法，所述触控识别方法应用于显示面板和如第一方面中任一所述的触控笔，包括以下步骤：
15.所述触控笔包括笔身和柔性笔头，所述柔性笔头内设有光纤传感器，所述笔身内设有电连接的微控制模块和光纤信号接收器；
16.所述触控笔书写时，所述光纤传感器根据书写时所述柔性笔头的形变生成第一检测信号并发送至所述光纤信号接收器；
17.所述光纤信号接收器接收所述第一检测信号后生成第二检测信号并发送至所述微控制模块；
18.所述微控制模块接收所述第二检测信号后生成驱动信号发送至所述显示面板以实现显示。
19.在本发明的一些实施例中所述柔性笔头内设有多个所述光纤传感器，任意相邻的两个所述光纤传感器之间间距相等。
20.在本发明的一些实施例中，所述微控制模块根据所述第二检测信号计算得到书写时的所述柔性笔头的状态信息，并根据所述所述状态信息生成所述驱动信号发送至所述显示面板。
21.在本发明的一些实施例中，所述状态信息至少包括压感信息和/或方向信息。
22.在本发明的一些实施例中，所述触控笔还包括升压模块和传导模块，所述微控制模块生成的所述驱动信号通过所述升压模块放大后经所述传导模块发送至所述显示面板。
23.相较于现有的触控笔和触控识别方法，本发明通过在所述触控笔内设置光纤传感器，利用光纤传感器特性，将书写时因压力引起的笔尖形变转变为光纤信号，从而实现压感功能，提升用户体验；笔头采用柔性笔头，可以减少触控笔对显示面板的磨损，提升显示面板的使用寿命；通过发射出多个测量光线，形变时不同测量光线之间的形变量不同，产生的电信号也会不同，即可判断此时书写方向以及书写力度，从而可预测接下来的书写方向，解决目前主动笔书写时“不跟笔”、延迟大的难题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明一个实施例中触控笔的结构示意图；
26.图2为本发明一个实施例中触控笔的工作原理图；
27.图3为本发明一个实施例中触控笔的工作示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
31.现有技术中主动式触控笔的金属笔芯和塑料笔芯表面硬度高，书写触感差，用户体验不佳等技术问题。
32.基于此，本发明实施例提供一种触控笔及触控识别方法。以下分别进行详细说明。
33.首先，本发明实施例提供一种触控笔。如图1所示，图1为本发明一个实施例中触控笔的结构示意图。所述触控笔用于在显示面板上书写，包括笔身和柔性笔头：所述柔性笔头内设有光纤传感器101，所述光纤传感器101根据书写时所述柔性笔头的形变生成第一检测信号；所述笔身内设有电连接的微控制模块103和光纤信号接收器102，所述光纤信号接收器102用于接收所述第一检测信号后生成第二检测信号并发送至所述微控制模块103；所述微控制模块接收所述第二检测信号后生成驱动信号发送至所述显示面板以实现显示。
34.相较于现有的触控笔，本发明通过在所述触控笔内设置光纤传感器，利用光纤传感器特性，将书写时因压力引起的笔尖形变转变为光纤信号，从而实现压感功能，提升用户体验；可以减少触控笔对显示面板的磨损，提升显示面板的使用寿命。
35.在上述实施例的基础上，所述触控笔的笔身内还设有与所述微控制模块103电性连接的升压模块105；所述柔性笔头内设有传导模块106，所述驱动信号通过所述升压模块105放大后经所述传导模块106发送至所述显示面板。
36.在本发明的一个实施例中，所述柔性笔头的材料为软体材料，所述软体材料包括导电橡胶、导电泡棉或者导电硅胶。在本实施例中，所述触控笔类似于传统的毛笔，所述柔性笔头受到压力产生形变。由于所述柔性笔头具有良好导电性的同时，还具有良好的弹力，避免所述柔性笔头在与显示面板直接接触时划伤显示面板，可以减少触控笔对显示面板的磨损，提升显示面板的使用寿命。所述柔性笔头外侧可涂不同的颜色、添加图案和装饰，美化外观吸引用户。
37.在上述实施例的基础上，所述柔性笔头包括壳体，所述光纤传感器101设置于所述壳体内侧的表面上。在本实施例中，所述柔性笔头和所述笔身都是中空的壳体，所述柔性笔头和所述笔身分别具有容纳腔，所述光纤传感器101、所述光纤信号接收器102、所述为控制
单元103、所述升压模块105、所述传导模块106以及上述未提到的电源模块104均设置于所述柔性笔头和所述笔身的容纳腔中。所述柔性笔头和所述笔身之间为可拆卸连接配合，如卡扣连接或者螺纹连接。
38.其中，由于所述柔性笔头受到压力形变时，同一深度处越靠近所述壳体的位置形变越大，故所述光纤传感器101设置于所述壳体的内侧表面上，使得所述光纤传感器101发出测量光线在形变时具有较大的变化量，感应更灵敏和准确。
39.在一个优选的实施例中，所述触控笔还包括电源模块104，与所述微控制模块103电性连接，所述电源模块104包括电池单元和电源管理单元。所述传导模块106为棒状金属，所述传导模块106设置于所述光纤传感器101靠近所述光纤信号接收器102的一侧。在本实施例中，所述电池单元用于为所述微控制模块103提供电源，所述电池单元可以为普通的一次性电池，也可以为可重复利用的充电电池。所述电源管理单元用于控制所述电池单元的开关，并测量所述电池单元的电量信息传递至所述微控制模块103。所述传导模块106设置于所述柔性笔头内且位于光纤传感器101上方，设置于所述柔性笔头内是为了向显示面板输出信号时，不至于由于所述传导模块106与所述显示面板距离过远，所述信号在传输途中衰减过多；位于所述光纤传感器101上方是为了防止所述柔性笔头发生形变时，所述传导模块106的位置偏移过大，固定连接不稳固。
40.如图2所示，图2为本发明一个实施例中触控笔的工作原理图。所述光纤传感器101设置于所述柔性笔头靠近所述笔尖的位置，用于向所述笔身内的所述光纤信号接收器102发射测量光线，将不易测量的柔性笔头形变信息转化为可以测量的光信号；所述光纤信号接收器102设置于所述笔身内靠近所述柔性笔头的一侧，用于接收所述测量光线，并且将所述测量光线的变化量转化为电信号，传递给所述微控制模块103；所述微控制模块103分别与所述光纤信号接收器102、所述电源模块104、所述升压模块105电性连接，所述微控制模块103用于接收所述光纤信号接收器102传递的形变信息，并对所述形变信息分析计算得出压感信息和方向信息，又可用于接收所述电源模块104传输的电能和传递的电量信息，还可用于控制所述升压模块105；所述升压模块105在所述微控制模块103的控制下，用于将所述电信号升压放大，输出高压的驱动信号至所述传导模块106；所述传导模块106用于将所述驱动信号发送至所述显示面板上。
41.所述显示面板包括x轴和y轴相互交错垂直的电极矩阵，所述电极矩阵包括多个驱动电极(tx)和多个感测电极(rx)，当手指触摸时，手指与所述电极之间形成一个耦合电容，所述驱动电极发出激励信号，所述感测电极检测所述电容量变化，计算得出手指的位置信息。当本发明中的所述触控笔触控时，所述触控笔通过所述升压模块105和传导模块106输出驱动信号至所述显示面板，所述显示面板上的所述驱动电极复用为感测电极，与原有的所述感测电极共同感测所述触控笔发射的驱动信号，计算得出所述触控笔的位置信息以及其他信息，如压感信息和方向信息。
42.如图3所示，图3本发明一个实施例中触控笔的工作示意图。在一个实施例中，所述触控笔包括一个所述光纤传感器101，所述光纤传感器101设置于所述壳体内侧的任意位置，本实施例中所述光纤传感器101传递的形变信息可以反映所述触控笔的压感信息，即所述触控笔受到的压力大小不同，所述触控笔产生的形变大小不同，从而所述显示面板根据所述压感信息显示书写笔迹的粗细。在另一个实施例中，所述触控笔包括多个所述光纤传
感器，所述多个光纤传感器均匀的分布于所述壳体内侧，任意相邻的两个所述光纤传感器之间间距相等。本实施例中，多个所述光纤传感器101传递的形变信息可以反应所述触控笔的压感信息和方向信息，即所述触控笔发生形变时，除了感测所述触控笔的书写力度，还可以根据不同方向上的所述光纤传感器101发出的测量光线的变化量不同，从而所述显示面板根据所述方向信息预判出所述触控笔下一步的书写方向，加快响应速度进行显示，解决目前的主动式触控笔书写时“不跟笔”、延迟大的技术问题。
43.为了更好地实施本发明实施例中的触控笔，在所述触控笔的基础之上，本发明实施例中还提供一种触控识别方法，所述触控识别方法应用于如上述实施例中所述的触控笔和显示面板。
44.所述触控识别方法，应用于触控笔和显示面板，包括以下步骤：
45.s1、所述触控笔包括笔身和柔性笔头，所述柔性笔头内设有光纤传感器101，所述笔身内设有电连接的微控制模块103和光纤信号接收器102；
46.s2、所述触控笔书写时，所述光纤传感器101根据书写时所述柔性笔头的形变生成第一检测信号并发送至所述光纤信号接收器102；
47.s3、所述光纤信号接收器102接收所述第一检测信号后生成第二检测信号并发送至所述微控制模块103；
48.s4、所述微控制模块103接收所述第二检测信号后生成驱动信号发送至所述显示面板以实现。
49.优选的，所述柔性笔头内设有多个所述光纤传感器101，任意相邻的两个所述光纤传感器101之间间距相等。所述触控笔还包括升压模块105和传导模块106，所述微控制模块103生成的所述驱动信号通过所述升压模块105放大后经所述传导模块106发送至所述显示面板。
50.具体的，所述显示面板包括阵列分布的感测电极，所述升压模块105将所述驱动信号输出至传导模块106，所述感测电极感测到所述驱动信号计算得出所述触控笔的位置信息。
51.在本发明的一个实施例中，在步骤s2中还包括：所述柔性笔头发生形变，所述光纤传感器101发射的所述测量光线路径也随之变化，所述光纤信号接收器102感应到的光信号发生变化并将所述光信号的变化量转化为相应的所述电信号传递给所述微控制模块103，所述光信号的变化量为所述第一检测信号，所述电信号为所述第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号包括所述触控笔的压感信息。
52.在本发明的另一个实施例中，在步骤s2中还包括：所述触控笔包括至少两个所述光纤传感器101，每个所述光纤传感器101发射一条所述测量光线，所述柔性笔头发生形变，至少两条所述测量光线之间路径变化量不同，所述光纤信号接收器102感应到至少两个所述光信号的变化量不同，所述光纤信号接收器102产生至少两个不同的所述电信号传递给所述微控制模块103，所述至少两个光信号的变化量为所述第一检测信号，所述至少两个电信号为所述第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号包括所述触控笔的压感信息和方向信息。
53.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。具体实施时，以上各个模块
或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个模块、结构或操作的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
54.以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。