一种用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法，该主动笔包括：重力感应部件，与重力感应部件的输出端连接的放大电路，以及设置在主动笔笔尖处且与放大电路的输出端连接的信号发射部件；其中，重力感应部件用于根据主动笔与水平面之间的夹角输出对应的重力感应输出信号；放大电路用于将重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；信号发射部件用于将经过放大处理后的信号发送给触控模组。本发明专利技术基于重力感应的原理，通过改变主动笔与水平面之间的夹角来实现信号量输出的变化，即随着主动笔倾斜角度的变化输出信号也随之改变，继而提供不同粗细的书写笔迹，实现线宽的差异，并且，对主动笔的笔尖材质无任何要求，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，尤指一种用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法。
技术介绍
随着智能手机、平板电脑的爆发式增长，触摸屏在日常生活中已经得到广泛的应用，越来越多的应用软件需要更高精度的触摸，由于手指较粗所以很难在尺寸较小的屏幕上进行精确书写和快速书写，由此用于触摸屏的手写笔的使用渐渐广泛，对于手写笔的性能要求也越来越高。用于触摸屏的手写笔主要包括被动笔和主动笔。其中，被动笔的作用相当于人的手指，当被动笔接触触摸显示屏时，触摸显示屏有一小部分电流从触摸点处流入被动笔，这等效为触摸点处电极电容的改变，触摸显示屏的触控芯片通过检测电极电容的变化可以确定出触摸点的位置，一般被动笔无法表达笔触以及笔压力道的大小，因此无法表现出文字的线条以及粗细美感。而主动笔是在现有电容式触摸屏系统的硬件基础上实现的高精度，低成本，优异用户体验的手写笔方案，不同于被动笔。主动笔自身相当于信号发射源，可以发射出激励信号，以改变触摸点处的电场，从而改变触摸点处的电极电容，触摸屏的触控芯片通过检测电极电容的变化可以确定出触摸点的位置。现有技术中，主动笔主要通过压感原理实现线宽的差异，即加入压力传感器，根据压力信号模拟真实笔触与线条，可以使笔能感测用户书写力度的变化，从而可以根据书写力度的变化来改变笔迹的粗细，达到优异的用户效果体验。但是，该主动笔对笔尖材质的要求较高，相应的成本很高；并且，该主动笔的笔尖对触摸屏易造成物理损伤，易破坏触摸屏表层结构。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法，可以通过主动笔角度的倾斜来实现信号量输出的变化，继而提供不同粗细的书写笔迹。因此，本专利技术实施例提供了一种用于触控模组的主动笔，包括：重力感应部件，与所述重力感应部件的输出端连接的放大电路，以及设置在所述主动笔笔尖处且与所述放大电路的输出端连接的信号发射部件；其中，所述重力感应部件，用于根据所述主动笔与水平面之间的夹角输出对应的重力感应输出信号；所述放大电路，用于将所述重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；所述信号发射部件，用于将经过放大处理后的信号发送给所述触控模组。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述主动笔中，所述重力感应部件输出的重力感应输出信号的电压值随着所述主动笔与水平面之间的夹角的增大而增大；其中，所述主动笔与水平面之间的夹角的范围为[0，90度]。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述主动笔中，所述主动笔与水平面之间的夹角和所述重力感应部件输出的重力感应输出信号的电压值的关系，满足以下公式：Vout＝V0·sinα；其中，α表示所述主动笔与水平面之间的夹角，V0表示所述主动笔的初始输入电压值，Vout表示所述重力感应输出信号的电压值。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述主动笔中，所述放大电路包括切换开关和多个具有不同放大倍数的放大单元；所述切换开关的一端与所述重力感应部件连接，所述切换开关的另一端选择性地与其中一个所述放大单元的输入端连接，各所述放大单元的输出端分别与所述信号发射部件连接。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述主动笔中，各所述放大单元包括第一电阻、第二电阻和运算放大器；所述运算放大器的正相输入端与所述切换开关的另一端连接，所述运算放大器的负相输入端通过所述第一电阻接地，所述运算放大器的输出端与所述信号发射部件连接，所述第二电阻连接在所述运算放大器的负相输入端和输出端之间。本专利技术实施例还提供了一种触控输入系统，包括：触控模组和主动笔；其中，所述主动笔为本专利技术实施例提供的上述主动笔；所述触控模组包括多个触控电极，以及与所述触控电极连接的触控芯片；所述触控芯片用于根据各所述触控电极收到的所述主动笔发送的信号，检测各所述触控电极的电容变化量。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述触控输入系统，还包括：显示芯片；所述显示芯片用于根据所述触控芯片检测出的各所述触控电极的电容变化量，在触控位置处显示所述主动笔的笔迹粗细程度。本专利技术实施例还提供了一种触控输入系统的驱动方法，包括：主动笔中的重力感应部件根据所述主动笔与水平面之间的夹角输出对应的重力感应输出信号；主动笔中的放大电路将所述重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；主动笔中的信号发射部件将经过放大处理后的信号发送给触控模组；触控模组中的触控芯片根据所述触控模组中的各触控电极收到的所述主动笔发送的信号，检测各所述触控电极的电容变化量。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述触控输入系统的驱动方法中，还包括：显示芯片根据所述触控芯片检测出的各所述触控电极的电容变化量，在触控位置处显示所述主动笔的笔迹粗细程度。本专利技术实施例的有益效果包括：本专利技术实施例提供的一种用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法，该主动笔包括：重力感应部件，与重力感应部件的输出端连接的放大电路，以及设置在主动笔笔尖处且与放大电路的输出端连接的信号发射部件；其中，重力感应部件用于根据主动笔与水平面之间的夹角输出对应的重力感应输出信号；放大电路用于将重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；信号发射部件用于将经过放大处理后的信号发送给触控模组。由于在主动笔中设置了重力感应部件、放大电路和信号发射部件，基于重力感应的原理，可以通过改变主动笔与水平面之间的夹角来实现信号量输出的变化，即随着主动笔倾斜角度的变化输出信号也随之改变，继而提供不同粗细的书写笔迹，实现线宽的差异，并且，对主动笔的笔尖材质无任何要求，降低了成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的主动笔的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的主动笔中的放大电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的主动笔与水平面之间的夹角和字迹的粗细程度的关系图；图4为本专利技术实施例提供的触控模组中的触控电极的示意图；图5为在无笔触控的状态下，触控电极电容的电量与时间的关系图；图6为在有笔触控的状态下，触控电极电容的电量与时间的关系图；图7为本专利技术实施例提供的触控输入系统的驱动方法的流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术实施例提供的用于触控模组的主动笔、触控输入系统及其驱动方法的具体实施方式进行详细地说明。本专利技术实施例提供了一种用于触控模组的主动笔，如图1所示，包括：重力感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于触控模组的主动笔，其特征在于，包括：重力感应部件，与所述重力感应部件的输出端连接的放大电路，以及设置在所述主动笔笔尖处且与所述放大电路的输出端连接的信号发射部件；其中，所述重力感应部件，用于根据所述主动笔与水平面之间的夹角输出对应的重力感应输出信号；所述放大电路，用于将所述重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；所述信号发射部件，用于将经过放大处理后的信号发送给所述触控模组。

【技术特征摘要】
1.一种用于触控模组的主动笔，其特征在于，包括：重力感应部件，与
所述重力感应部件的输出端连接的放大电路，以及设置在所述主动笔笔尖处且
与所述放大电路的输出端连接的信号发射部件；其中，
所述重力感应部件，用于根据所述主动笔与水平面之间的夹角输出对应的
重力感应输出信号；
所述放大电路，用于将所述重力感应输出信号进行相应倍数的放大处理；
所述信号发射部件，用于将经过放大处理后的信号发送给所述触控模组。
2.如权利要求1所述的主动笔，其特征在于，所述重力感应部件输出的
重力感应输出信号的电压值随着所述主动笔与水平面之间的夹角的增大而增
大；其中，
所述主动笔与水平面之间的夹角的范围为[0，90度]。
3.如权利要求2所述的主动笔，其特征在于，所述主动笔与水平面之间
的夹角和所述重力感应部件输出的重力感应输出信号的电压值的关系，满足以
下公式：
Vout＝V0·sinα；
其中，α表示所述主动笔与水平面之间的夹角，V0表示所述主动笔的初始
输入电压值，Vout表示所述重力感应输出信号的电压值。
4.如权利要求1所述的主动笔，其特征在于，所述放大电路包括切换开
关和多个具有不同放大倍数的放大单元；
所述切换开关的一端与所述重力感应部件连接，所述切换开关的另一端选
择性地与其中一个所述放大单元的输入端连接，各所述放大单元的输出端分别
与所述信号发射部件连接。
5.如权利要求4所述的主动笔，其特征在于，各所述放大单元包括第一
电阻、第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志祥，张大宇，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，合肥鑫晟光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11