一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法与流程

1.本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法。


背景技术：

2.在人机交互领域中，触控技术的发展日益多样化，其中主动笔因为能够带来良好的书写体验，被应用到越来越多的移动终端中，例如笔记本、平板和手机等等，主动笔信号驱动方案作为主动笔协议的核心内容，决定了终端检测主动笔坐标等关键信息的方式。
3.随着触控技术和主动笔的普及，会议平板和教育平板等大尺寸终端也开始搭配主动笔提升书写效果，大尺寸终端一般有多人书写的需求，但是目前市面上的主动笔信号驱动方案基本都是单笔应用场景，无法满足多笔多人同时书写。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，解决了现有技术中不能在触控系统中同时满足多人多笔书写的问题。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，所述信号交互方法包括：
7.s1、触控系统驱动上行同步信号，通过主动笔与触控系统中的tx走线和/或rx走线之间形成的耦合电容传递上行同步信号给主动笔；
8.s2、主动笔接收到上行同步信号后，每只主动笔驱动多次频率相同但是序列互不相同的下行信号传递给触控系统；
9.s3、触控系统对接收到的每只主动笔传递的下行信号进行解调和解码，得到对应主动笔的坐标信息；
10.s4、按照固定频率重复步骤s1-s3，触控系统与主动笔持续交互，得到每个主动笔后续的坐标信息。
11.驱动的下行信号由多个子时间片组成，子时间片的数量与同时工作的主动笔数量相同，每个时间片的信号包括三种选择方式；
12.第一种选择方式包括幅度为0，即不驱动的信号，由驱动系数0表示；
13.第二种选择方式包括幅度为a，相位为θ，频率为f的信号，由驱动系数1表示；
14.第三种选择方式包括幅度为a，相位为θ+π，频率为f的信号，由驱动系数-1表示。
15.所有主动笔在同一个子时间片i内的系数组合成一个一维向量di，一维向量di由三种选择方式的驱动系统组成，驱动的下行信号中所有时间片的一维向量di组合成一个n维方阵d，即驱动矩阵，n为同时工作的主动笔数量。
16.所述信号交互方法还包括协定主动笔的驱动序列，具体包括以下内容：
17.提前对每支主动笔的驱动序列进行分配，并同步到触控系统的上行信号后每支主动笔驱动各自的驱动序列，驱动序列为对应主动笔的驱动矩阵；
18.触控系统通过另外的通信方式给每支主动笔分配各自的id，每个id与一种特定的驱动序列对应。
19.所述触控系统对接收到的每只主动笔传递的下行信号进行解调和解码，得到对应主动笔的坐标信息具体包括：
20.在tx走线和rx走线上接收到所有主动笔同时驱动出来的下行信号，且接收的时间与主动笔协定的驱动序列对齐，每根tx走线或者rx走线根据主动笔驱动信号的频率对接收到的信号接线解调，对子时间片i的驱动信号解调得到的结果为si，所有时间片的结果组成一个一维的结果向量s；
21.将驱动矩阵d的逆矩阵d’与某一根tx走线或者rx走线的结果向量s相乘，得到该走线上每一支主动笔的解码结果sdj，其中j表示主动笔的id，所有tx走线或者rx走线的sdj组成tx走线或者rx走线维度上主动笔j的解码结果，根据该结果计算出主动笔j在tx走线或者rx走线维度上的坐标信息；
22.将所有主动笔在tx走线和rx走线维度上的坐标信息综合起来，得到每一支主动笔各自的坐标信息，实现多支主动笔同时书写的目的。
23.本发明具有以下优点：一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，每支主动笔分多个子时间片驱动下行信号，为每个子时间片的信号提供不同幅度、相位共3种选择，每支主动笔的信号序列各不相同，使每支主动笔的驱动信号独立可解；触控系统按照规定严格在子时间片内同时接受多支主动笔驱动的下行信号，并根据下行信号的序列解调、解码得到每一支主动笔各自的解调结果，最终每一支主动笔都能够独立计算得到各自的坐标信息；实现了在一个终端上多支主动笔同时书写的功能，并且多支主动笔不需要分时、分配驱动下行信号，在降低触控系统解调难度的同时保证了信号质量，提升了多人书写的体验，丰富了主动笔在终端应用的场景。
附图说明
24.图1为本发明触控系统与主动笔的交互示意图；
25.图2为时间片信号的三种选择方式示意图；
26.图3为驱动矩阵组成的示意图；
27.图4为驱动序列的组成示意图；
28.图5为主动笔坐标信息计算的示意图。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的保护范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得
的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
30.如图1所示，本发明具体涉及一种能够同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，行列式触控系统包含多根tx和rx，每支主动笔与触控系统的信号交互通过与tx和rx的耦合电容传递。当主动笔位置处于同一根tx或rx时，主动笔的驱动信号需要能够互相区分，否则同一根tx或rx接收到的信号无法确定具体是哪一支主动笔驱动，进而无法确定对应主动笔的坐标信息，本发明的主动笔信号交互方法包括以下内容：
31.步骤s1、触控系统驱动上行同步信号；
32.步骤s2、主动笔接收到上行同步信号，等待一段时间后驱动多次下行信号，存在多支主动笔时，每支主动笔驱动下行信号的具体序列互不相同；
33.步骤s3、触控系统接收到主动笔驱动的下行信号，进行解调、解码，得到对应主动笔的坐标信息；
34.步骤s4、按照某一固定频率重复上述步骤，触控系统和主动笔持续交互得到主动笔的坐标信息。
35.进一步地，主动笔1和主动笔2同时驱动下行信号，信号的具体形式可选择为正弦波或方波等周期信号。主动笔1和主动笔2驱动下行信号的频率可以相同，这样有利于降低触控系统解调的复杂程度。
36.如图2所示，主动笔1和主动笔2驱动信号频率相同时，驱动信号由多个子时间片组成，子时间片的数量与同时工作的主动笔数量相等。每个时间片的信号可选择为：1、幅度为0，即不驱动信号，由系数0表示；2、幅度为a，相位为θ，频率为f，由系数1表示；3、幅度为a，相位为θ+π，频率为f，由系数-1表示。
37.进一步地，所有主动笔在同一个子时间片i内的系数组合成一个一维向量di，然后所有时间片的向量di组合成一个n维方阵d，称为驱动矩阵，其中n为同时工作的主动笔数量。
38.如图3所示，以主动笔1和主动笔2为例，可供选择的一种驱动方式为：
39.(1)在子时间片1，向量d1为[1,1]主动笔1驱动信号幅度为a，相位为0，频率为f；主动笔2驱动信号幅度为a，相位为0，频率为f；
[0040]
(2)在子时间片2，向量d2为[1,-1]主动笔1驱动信号幅度为a，相位为0，频率为f；主动笔2驱动信号幅度为a，相位为π，频率为f；最终d1和d2组合成d＝[1,1；1,-1]。
[0041]
进一步地，如图4所示，对于n支主动笔，一种驱动方式为：触控系统需要与多支主动笔协定每支主动笔各自的驱动信号序列，即在每个子时间片驱动系数0、1或者-1表示的信号，例如对于主动笔1，协定后的驱动序列为[d
11
,d
21
,
…
,d
n1
]，其中d为驱动矩阵。可供选择的协定方案包括：
[0042]
(1)提前分配好每支笔的驱动序列，同步到触控系统的上行信号后每支主动笔驱动各自的序列，确定后序列不再更改；
[0043]
(2)触控系统通过其他通信方式(例如ble)给每支主动笔分配每支笔各自的id，每个id与一种特定的驱动序列对应，即与系数0、1、-1关联，用至多n组2bit数据来表示。触控系统可以给多支主动笔重新分配id和驱动序列。
[0044]
进一步地，如图5所示，触控系统通过以下步骤得到多支主动笔的坐标信息：
[0045]
(1)在tx和rx上接收到所有主动笔同时驱动出来的下行信号，接受的时机与主动
笔协定好的驱动序列对齐，每根tx或rx根据主动笔驱动信号的频率对接收到的信号进行解调，对子时间片i的驱动信号解调得到的结果为si，然后所有时间片的结果组合成一个一维向量s。
[0046]
(2)以rx1为例，解调的结果向量为s
rx1
。由于驱动矩阵d存在逆矩阵d’，将逆矩阵乘以向量s
rx1
即可得到rx1上每一支主动笔的解码结果sdj，其中j为主动笔的id。然后所有rx的sdj组合成rx维度上主动笔j的解码结果，根据此结果可以计算出主动笔j在rx维度上的坐标信息。
[0047]
(3)同理，所有tx的sdj组合成tx维度上主动笔j的解码结果，进而得到主动笔i在tx维度上的坐标信息。
[0048]
(4)将所有主动笔在rx和tx维度上的坐标信息综合起来，即可得到每一支主动笔各自的坐标信息，实现多支主动笔同时书写。
[0049]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，其特征在于：所述信号交互方法包括：s1、触控系统驱动上行同步信号，通过主动笔与触控系统中的tx走线和/或rx走线之间形成的耦合电容传递上行同步信号给主动笔；s2、主动笔接收到上行同步信号后，每只主动笔驱动多次频率相同但是序列互不相同的下行信号传递给触控系统；s3、触控系统对接收到的每只主动笔传递的下行信号进行解调和解码，得到对应主动笔的坐标信息；s4、按照固定频率重复步骤s1-s3，触控系统与主动笔持续交互，得到每个主动笔后续的坐标信息。2.根据权利要求1所述的一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，其特征在于：驱动的下行信号由多个子时间片组成，子时间片的数量与同时工作的主动笔数量相同，每个时间片的信号包括三种选择方式；第一种选择方式包括幅度为0，即不驱动的信号，由驱动系数0表示；第二种选择方式包括幅度为a，相位为θ，频率为f的信号，由驱动系数1表示；第三种选择方式包括幅度为a，相位为θ+π，频率为f的信号，由驱动系数-1表示。3.根据权利要求2所述的一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，其特征在于：所有主动笔在同一个子时间片i内的系数组合成一个一维向量d
i
，一维向量d
i
由三种选择方式的驱动系统组成，驱动的下行信号中所有时间片的一维向量d
i
组合成一个n维方阵d，即驱动矩阵，n为同时工作的主动笔数量。4.根据权利要求2所述的一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，其特征在于：所述信号交互方法还包括协定主动笔的驱动序列，具体包括以下内容：提前对每支主动笔的驱动序列进行分配，并同步到触控系统的上行信号后每支主动笔驱动各自的驱动序列，驱动序列为对应主动笔的驱动矩阵；触控系统通过另外的通信方式给每支主动笔分配各自的id，每个id与一种特定的驱动序列对应。5.根据权利要求2所述的一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，其特征在于：所述触控系统对接收到的每只主动笔传递的下行信号进行解调和解码，得到对应主动笔的坐标信息具体包括：在tx走线和rx走线上接收到所有主动笔同时驱动出来的下行信号，且接收的时间与主动笔协定的驱动序列对齐，每根tx走线或者rx走线根据主动笔驱动信号的频率对接收到的信号接线解调，对子时间片i的驱动信号解调得到的结果为s
i
，所有时间片的结果组成一个一维的结果向量s；将驱动矩阵d的逆矩阵d’与某一根tx走线或者rx走线的结果向量s相乘，得到该走线上每一支主动笔的解码结果sd
j
，其中j表示主动笔的id，所有tx走线或者rx走线的sd
j
组成tx走线或者rx走线维度上主动笔j的解码结果，根据该结果计算出主动笔j在tx走线或者rx走线维度上的坐标信息；将所有主动笔在tx走线和rx走线维度上的坐标信息综合起来，得到每一支主动笔各自的坐标信息，实现多支主动笔同时书写的目的。

技术总结
本发明涉及一种同时容纳多支主动笔书写的信号交互方法，包括：触控系统驱动上行同步信号，传递给主动笔；主动笔接收到上行同步信号后，每只主动笔驱动多次频率相同但是序列互不相同的下行信号传递给触控系统；触控系统对接收到的每只主动笔传递的下行信号进行解调和解码，得到对应主动笔的坐标信息；按照固定频率重复上述步骤，触控系统与主动笔持续交互，得到每个主动笔后续的坐标信息。本发明在子时间片内同时接受多支主动笔驱动的下行信号，并根据下行信号的序列解调、解码得到每一支主动笔各自的解调结果，最终每一支主动笔都能够独立计算得到各自的坐标信息；实现了在一个终端上多支主动笔同时书写的功能。个终端上多支主动笔同时书写的功能。个终端上多支主动笔同时书写的功能。


技术研发人员：赵泓昊 包宇洋
受保护的技术使用者：深圳市芯璨科技有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/28