电磁触控装置及电磁触控方法

摘要

本发明提供一种电磁触控装置，其包括天线板（1）、控制处理单元（10）和检测判断单元（11），天线板（1）设置有发送线圈和接收线圈，发送线圈用于向电磁笔（2）发送电磁波，接收线圈用于接收电磁笔（2）与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号，控制处理单元（10）用于控制发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对接收线圈所接收信号进行处理，检测判断单元（11）用于检测判断电磁笔（2）与所述天线板（1）的相对位置，并将电磁笔（2）的位置信息发送到所述控制处理单元（10）；控制处理单元（10）根据所述电磁笔（2）与所述天线板（1）的相对位置设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值。

权利要求

1.一种电磁触控装置，其特征在于，包括：

天线板(1)，其上设置有发送线圈和接收线圈，所述发送线圈用于向电磁笔(2)发送电磁波，所述接收线圈用于接收电磁笔(2)与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号；

控制处理单元(10)，其用于控制所述发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对所述接收线圈所接收信号进行处理；以及检测判断单元(11)，其用于检测判断电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置，并将电磁笔(2)的位置信息发送到所述控制处理单元(10)；

所述控制处理单元(10)根据所述电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值，其中，所述电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置包括笔进入、笔悬空、笔压下和笔抬起中的至少一种；

速度检测单元(12)，其用于在所述电磁笔(2)处于笔压下状态时，检测所述电磁笔(2)在所述电磁触控装置上的移动速度并发送至所述控制处理单元(10)；

所述控制处理单元(10)根据所述电磁笔(2)移动速度的大小设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值。

2.如权利要求1所述的电磁触控装置，其特征在于，所述电磁笔(2)的移动速度用最大线圈变化数、坐标差值或坐标矢量差表征。

3.如权利要求1-2任意一项所述的电磁触控装置，其特征在于，所述发送线圈与电阻可调的负载连接或所述发送线圈通过开关选择器与多个不同大小的负载连接；

所述控制处理单元(10)根据所述电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置设定所述发送线圈负载的大小。

4.一种电磁触控装置的电磁触控方法，所述电磁触控装置包括天线板(1)和控制处理单元(10)，所述天线板(1)上设置有发送线圈和接收线圈，所述发送线圈用于向电磁笔(2)发送电磁波，所述接收线圈用于接收电磁笔(2)与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号；控制处理单元(10)用于控制所述发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对所述接收线圈所接收信号进行处理，其特征在于，该电磁触控方法包括以下步骤：检测判断所述电磁笔(2)的状态；

根据所述电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值，其中，所述电磁笔(2)与所述天线板(1)的相对位置包括笔进入、笔悬空、笔压下和笔抬起中的至少一种；

在检测到所述电磁笔(2)处于笔压下状态时，检测所述电磁笔(2)在所述电磁触控装置上的移动速度，并根据所述电磁笔(2)移动速度的大小设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值。

5.如权利要求4所述的电磁触控方法，其特征在于，所述电磁笔(2)的移动速度用最大线圈变化数、坐标差值或坐标矢量差表征。

6.如权利要求4-5任意一项所述的电磁触控方法，其特征在于，通过设定发送线圈负载电阻的大小来设定所述发送线圈的功率。

说明书

电磁触控装置及电磁触控方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电磁触控技术，尤其涉及电磁触控装置以及电磁触控方法。

背景技术

[0002] 电磁手写技术因其精度和压感等独特的性能使其与钢笔、铅笔等的使用效果十分接近，因此受到众多用户和公司的青睐。电磁手写技术的基本原理是利用具有谐振电路的电磁笔在天线板上移动时，谐振电路受天线板的发送线圈发送的电磁波激励而放出电磁信号，并通过天线板的接收线圈接收该电磁信号。

[0003] 图1为现有电磁手写板发送线圈的结构示意图。如图1所示，该手写板包括多个发送线圈X1、X2、X3、X4……XJ、XK、XL、XM，每个发送线圈X1、X2、X3、X4……XJ、XK、XL、XM分别由各自的控制开关Y1、Y2、Y3、Y4……YJ、YK、YL、YM控制其导通与关闭，并且每个发送线圈的输出端P1、P2、P3、P4……PJ、PK、PL、PM全部短接到一起，并连接到一个负载电阻R上。该负载电阻R越小，流过电磁感应线圈的电流越大，相应电磁感应能量越大，电磁笔的感应高度越高，找笔速度越快。因此，在很多设计中，为了增加电磁笔的感应高度和找笔速度，通常将该负载电阻R设定的非常小。并且，为了屏蔽噪声信息，通常设定一个阈值，当电磁笔的能量大于该阈值时才能检测到笔迹信息。在这种情况下，为了避免产生丢笔现象，同样需要减小负载电阻R以增加笔的能量。

[0004] 然而，随着负载电阻R的减小，流过电磁感应线圈的电流增大，这会使得功耗增加，对移动数码设备的影响尤其较大。

[0005] 此外，由于现有技术一般采用固定的阈值，从而会对笔迹跟随性产生影响。这是因为：1）当笔快速使用时，笔的感应能量会变小，可能会产生丢笔现象，即笔正常使用时却无法显示出笔迹。2）当笔离开其感应区时，因笔的使用对个别噪声起了一定的放大作用，而笔的能量却在减小，所以当笔离开感应区时，偶尔会有噪声点存在。

发明内容

[0006] 本发明鉴于以上问题，提供了一种具有低功耗和高笔迹跟随性的电磁触控装置以及一种降低电磁触控装置功耗和提高笔迹跟随性的方法。

[0007] 本发明的一方面提供一种电磁触控装置（100），其包括天线板（1）、控制处理单元（10）和检测判断单元（11），所述天线板（1）设置有发送线圈和接收线圈，所述发送线圈用于向电磁笔（2）发送电磁波，所述接收线圈用于接收电磁笔（2）与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号，所述控制处理单元（10）用于控制所述发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对所述接收线圈所接收信号进行处理，所述检测判断单元（11）用于检测判断电磁笔（2）与所述天线板（1）的相对位置，并将电磁笔（2）的位置信息发送到所述控制处理单元（10）；所述控制处理单元（10）根据所述电磁笔（2）与所述天线板（1）的相对位置设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值。

[0008] 本发明的另一方面提供一种电磁触控方法，用于降低电磁装置（100）功耗并提高笔迹跟随性，所述电磁触控装置包括天线板（1）和控制处理单元（10），所述天线板（1）上设置有发送线圈和接收线圈，所述发送线圈用于向电磁笔（2）发送电磁波，所述接收线圈用于接收电磁笔（2）与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号；控制处理单元（10）用于控制所述发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对所述接收线圈所接收信号进行处理，该电磁触控方法包括以下步骤：

[0009] 检测判断所述电磁笔（2）的状态；

[0010] 根据所述电磁笔（2）与所述天线板（1）的相对位置设定所述发送线圈的发送功率和所述接收线圈的感应阈值。

[0011] 本发明提供的电磁触控装置以及电磁触控方法，通过在电磁笔处于不同状态时，采用不同的感应线圈发送功率以及接收线圈感应阈值，在保证电磁触控装置的感应高度和感应速度的前提下，降低电磁触控装置的功耗以及提高笔迹跟随性。

附图说明

[0012] 图1为现有电磁手写板发送线圈的结构示意图；

[0013] 图2为本发明一个实施方式的电磁触控装置的结构示意图；

[0014] 图3为图2所示电磁触控装置的发送线圈的结构示意图；

[0015] 图4为图2所示电磁触控装置的一个工作过程的流程图。

具体实施方式

[0016] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的电磁触控装置进行详细描述。

[0017] 图2为本发明一个实施方式的电磁触控装置的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的电磁触控装置10包括天线板1、控制处理单元10、检测判断单元11和速度检测单元12。天线板1上设置有发送线圈和接收线圈，发送线圈用于向电磁笔2发送电磁波，接收线圈用于接收电磁笔2与发送线圈发送的电磁波谐振后产生的谐振信号，控制处理单元10用于控制发送线圈和接收线圈发送和接收信号，并对接收线圈所接收信号进行处理。

[0018] 检测判断单元11用于检测判断电磁笔2的状态，并将电磁笔2的状态信息发送到控制处理单元10。控制处理单元10根据电磁笔2的当前状态设定发送线圈的发送功率和接收线圈的感应阈值。比如，在电磁笔2谐振信号较弱时，增大发送线圈的发送功率，而在电磁笔2谐振信号较强时，降低发送线圈的发送功率；在噪声较大时，增大接收线圈的感应阈值，而在噪声较小时降低接收线圈的感应阈值。

[0019] 电磁笔2的状态与电磁笔2与天线板1的相对位置相关联，比如，在本实施例中，根据电磁笔与天线板1的相对位置将电磁笔2的状态划分为：笔进入、笔悬空、笔压下和笔抬起。

[0020] 这里，所谓“笔进入”是指在电磁笔2接近天线板1的过程中，天线板1初始感应到电磁笔2的一个状态。该状态可以是初始感应到电磁笔2的第一个坐标点，也可以是初始感应到电磁笔2后的几个坐标点，也可以是初始感应到电磁笔2后的几毫秒的时间，也可以是高于某个感应高度的情况。例如，该状态可通过检测判断单元11上一次扫描天线板1未检测到电磁笔2而该次扫描天线板1检测到了电磁笔2的方式进行判断。

[0021] 所谓“笔悬空”是指电磁笔2处于“笔进入”和“笔压下”之间的状态，即电磁笔2的笔尖没有接触到显示屏。例如，当检测判断单元11前一时刻判定电磁笔2处于“笔进入”，而当前时刻检测判断单元11检测到笔信息，但没有检测到笔压力时，则判定电磁笔2处于“笔悬空”。

[0022] 所谓的“笔压入”指的是电磁笔2压在电磁触控装置100上，出现笔迹的状态。检测判断单元11通过压力来判断电磁笔2是否处于笔压入状态，即，当有压力时则判定电磁笔处于笔压入状态，反之则不是。

[0023] 所谓的“笔抬起”指的是电磁笔2从压在电磁触控装置100上变为离开电磁触控装置100的过程。例如，当检测判断单元11判定前一时刻电磁笔2有压力，而当前时刻没有压力时，则判定电磁笔2处于“笔抬起”

[0024] 速度检测单元12用于在电磁笔2处于笔压入状态时，检测电磁笔2在电磁触控装置100上的移动速度并发送至控制处理单元10。控制处理单元10根据所检测到的电磁笔2的移动速度大小设定发送线圈的发送功率和接收线圈的感应阈值。比如，在电磁笔移动速度快时，降低接收线圈的感应阈值，在移动速度较慢时增加接收线圈的感应阈值。

[0025] 在本实施例中，电磁笔2的移动速度用最大线圈变化数、坐标差值或坐标矢量差表征。这里，最大线圈指的是天线板1感应能量最大的线圈的位置，例如电磁笔2位于天线板x的最左端，最左端的线圈x感应能量最大，则最大线圈为x（例如，x为自然数）；坐标差指的电磁触控装置100上前后两个笔迹点在某方向上（例如，X方向或Y方向）的坐标差；坐标矢量差指的是电磁触控装置100上前后两个笔迹点在矢量坐标的矢量差。

[0026] 需要注意的是，虽然在本实施例中，将电磁笔的状态划分为笔进入、笔悬空、笔压下和笔抬起，但是在实际应用中电磁笔状态的划分方式不局限于此，例如可根据需要将电磁笔的状态划分为三种或五种以及五种以上。

[0027] 图3为图2所示电磁触控装置的发送线圈的结构示意图。如图3所示，本实施例的电磁触控装置100的天线板1上设置有多组发送线圈X1、X2、X3、X4……XJ、XK、XL、XM，每个发送线圈的输入端均连接有一个开关，控制处理单元10通过与每个发送线圈X1、X2、X3、X4……XJ、XK、XL、XM相连的控制开关Y1、Y2、Y3、Y4……YJ、YK、YL、YM控制每个发送线圈X1、X2、X3、X4……XJ、XK、XL、XM的导通与关闭。所有发送线圈的输出端P1、P2、P3、P4……PJ、PK、PL、PM短接在一起，并与一个一对多的开关选择器U连接，通过该开关选择器U，可使发送线圈与R1、R2、R3中的一个连接。在本实施例中，R1

[0028] 需要注意的是，虽然在本实施例中，通过设置多个可选负载来调节发送线圈的负载大小，但是不局限于这种方式，例如也可通过设置电阻大小可调的负载来实现上述目的。

[0029] 图4为图2所示电磁触控装置的一个工作过程的流程图。在本实施例中，发送线圈有三个负载R1、R2、R3供选择，接收线圈的感应阈值有E1、E2、E3、E4、E5供选择，其中R1

[0030] 如图4所示，在步骤S20电磁触控装置100开始工作时，接着在步骤S21中，检测判断单元11首先判断电磁笔是否处于笔进入状态，如果检测判断单元11判定电磁笔2处于笔进入状态时，则转入步骤S22。在步骤S22中，控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗最小的负载电阻R1连接，同时将接收线圈的感应阈值设置为第二大的E1；随后转入步骤S30，结束该次操作流程。因为该阶段处于找笔阶段，采用负载最小的R1可以保证发送线圈有足够高的发送功率，从而使得笔的感应高度最高，同时也不会影响找笔速度。并且由于当没有笔接近电磁板时，接收线圈所能接收到的信息全部为噪声信息，在此选择第二大的阈值E1可有效排除噪声信息。

[0031] 如果检测判断单元11在步骤S21中判定电磁笔2不是处于笔进入状态，则转入步骤S23。在步骤S23中，检测判断单元11检测判断电磁笔2是否处于笔悬空状态。如果检测判断单元11判定电磁笔2处于笔悬空状态时，则转入步骤S24。在步骤S24中，控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗第二大的负载电阻R2连接，同时将接收线圈的感应阈值设置为第一大的E2。随后转入步骤S30，结束该次操作流程。

[0032] 如果检测判断单元11在步骤S23中判定电磁笔2不是处于笔悬空状态，则转入步骤S25。在步骤S25中，检测判断单元11检测判断电磁笔2是否处于笔压下状态。如果检测判断单元11判定电磁笔2处于笔压下状态，则转入步骤S26。在步骤S26中，速度检测单元12检测电磁笔2在电磁触控装置100上的移动速度。当控制处理单元10判断电磁笔2的移动速度处于低速区间时，则在步骤S27中控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗第一大的负载电阻R3连接，同时将接收线圈的感应阈值设定为第三大的E3；当控制处理单元10判断电磁笔2的移动速度处于中速区间时，则在步骤S27中控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗第一大的负载电阻R3连接，同时将接收线圈的感应阈值设定为第二小的E4；当控制处理单元10判断电磁笔2的移动速度处于高速区间时，则在步骤S27中控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗第一大的负载电阻R3连接，同时将接收线圈的感应阈值设定为最小的E5。随后转入步骤S30，结束该次操作流程。

[0033] 由于电磁笔2的笔压入状态必须经过悬空过程才能达到笔按下的状态，因此能量的累加可以达到最大的平衡值，并且该状态是用笔时保持时间最长的过程，因此通过将负载电阻进一步加大，可在较长的用笔过程中保持较低的功耗。同时，由于在这个过程中笔的感应能量一般都远大于噪声能量，因此可采用较小的阈值。并且根据电磁笔2的移动速度所属区间，相应设定接收线圈的阈值大小以避免产生丢笔现象，提高笔迹跟随性。

[0034] 如果检测判断单元11在步骤S25中判定电磁笔2不是处于笔压下状态，则转入步骤S28。在步骤S28中，检测判断单元11检测判断电磁笔2是否处于笔抬起状态。如果检测判断单元11判定电磁笔2处于笔抬起状态时，则转入步骤S29。在步骤S29中，控制处理单元10控制开关选择器U，使其与阻抗第二大的负载电阻R2连接，同时将接收线圈的感应阈值设置为第一大的E2。随后转入步骤S30，结束该次操作流程。

[0035] 因为笔悬空和抬起两个状态的情况大体相同，且在这两种状态下电磁笔感应谐振信号较强，因此在本实施例中，在这两种状态下采用相同的设置方式，即采用阻抗第二大的负载电阻R2，这样可以减小发送线圈的电流，从而降低电磁触控装置100功耗。并且，由于电磁笔2在离开感应区时可能会存在能量较高的噪声，因此在接收线圈的感应阈值采用第一大的E2。

[0036] 以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。