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電容屏手寫筆悖論

      無源手寫筆檢測對于觸摸操控工程師而言是一個復(fù)雜的問題。問題的根源在于“手寫筆悖論”。所謂“手寫筆悖論”，是指無源手寫筆的信號比正常手指觸摸輸入要小得多，而用戶則認(rèn)為手寫筆的筆尖這么細，應(yīng)該比手指更加準(zhǔn)確。

    準(zhǔn)確度和線性度與系統(tǒng)的信噪比成正比。由于噪聲底限不會隨輸入而改變，因此信號減弱會對信噪比造成較大影響。電容式觸摸屏的信號電平基本取決于觸摸輸入的覆蓋面積。這就是說，2毫米無源手寫筆的信號強度比典型的10毫米手指觸摸時的信號強度小25倍。這種信號強度的差距給觸控工程師造成了許多問題。即使在有較大觸摸信號的情況下，固件也必須能檢測到較小的手寫筆信號，這往往需要采用不同的傳感器掃描模式，而抗噪性和刷新率都要受到影響。此外，無源手寫筆適合搭配較大的觸摸板使用，但大型觸摸板本來就刷新率低，或是要采用較大的間距傳感器，這二者都會影響系統(tǒng)的性能指標(biāo)。

      從根本上說，應(yīng)對信號強度差距需要解決兩個問題。盡管信號強度極低，也必須首先檢測到手寫筆。第二，一旦檢測到手寫筆，就必須進行準(zhǔn)確報告。這兩大問題各有難點。從概念上講，合理的手寫筆檢測方法是大限度地提高傳感器信號。一般通過大限度地減少傳感器到信號電平（非常接近預(yù)期信號電平）的動態(tài)范圍，或者甚至通過采用軟件乘法和濾波等方法，來解決有關(guān)問題。但是，高增益系統(tǒng)通過正常手指觸摸等較大輸入很容易達到飽和，所以必須認(rèn)真處理正常觸摸和較小的手寫筆信號。一個常見的方法就是在每個預(yù)期的信號電平進行兩次獨立的掃描，從而從手寫筆輸入中區(qū)分出正常觸摸。

 觸摸及手寫筆簡介

 這種模式切換容易受到錯誤檢測的影響，因此必須過濾掉錯誤檢測的情況。手指靠近或離開觸摸屏就是一個典型的例子。當(dāng)手指靠近時，其信號電平很低（在無源手寫筆區(qū)），而離開時信號電平同樣也很低，所以必須采用其它判斷器來確認(rèn)任何已檢測到的手寫筆輸入。

死區(qū)的管理

      檢測到手寫筆后，必須準(zhǔn)確進行報告。與典型的手指觸摸不同，無源手寫筆的尖筆頭使用戶能夠準(zhǔn)確地看到其放置到LCD的確切位置。因此，盡管信噪比顯著降低，但用戶對手寫筆操控的準(zhǔn)確度卻有著更高的預(yù)期。此外，線性度也是一個關(guān)鍵因素，因為手寫筆通常用于書寫。

      無源手寫筆與準(zhǔn)確度和線性度相關(guān)的關(guān)鍵問題就是“死區(qū)”?！八绤^(qū)”是指觸摸屏上即使在輸入刺激轉(zhuǎn)移到新位置時報告信號電平也不發(fā)生改變的區(qū)域。例如，2毫米的無源手寫筆筆尖在觸摸屏上可由典型的5毫米傳感器完全包圍。

 手寫筆筆尖死區(qū)

 手寫筆在傳感器中心位置的微小移動很難被檢測到，但對于傳感器而言，輸入通常被量化到元件的中心，因此，當(dāng)手寫筆的移動限于傳感器范圍內(nèi)時，會被報告為處于固定位置，這就是所謂的死區(qū)。

      解決此問題的一般性方法就是分析所有周圍的傳感器，并用其創(chuàng)建查找表索引，以此來校正報告位置，從而更好地掌握筆尖所在的實際位置。因此，無源手寫筆的準(zhǔn)確度和線性度問題歸根結(jié)底就是要通過極具創(chuàng)意的方法來生成上述位置索引，或者設(shè)計出更先進的查找表，因為死區(qū)通常是一個無法克服的物理問題，因此必須找出適當(dāng)?shù)男Ｕk法。

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