CN101587395A - 多模式坐标和压力输入装置及方法 - Google Patents

Abstract

多模式坐标和压力输入装置及方法属于显示设备信息输入领域。本发明包含表面声波触摸感应模块，电磁感应模块，控制模块，及显示装置，通过显示装置固定表面声波触摸感应模块和电磁感应模块，表面声波触摸感应模块和电磁感应模块将采集的信息通过控制模块处理后发送到外部操作系统。在本发明装置上进行书写时，由控制模块检测输入模式，当输入模式为电磁笔输入时，控制模块控制电磁感应模块检测电磁笔输入的信号。当输入模式为触摸输入时，控制模块控制表面声波触摸感应模块检测触摸输入的信号。本发明具有电磁笔输入和触摸输入等多种模式，方便用户，有助于提高输入效率。

Description

多模式坐标和压力输入装置及方法

技术领域

本发明属于显示设备信息输入领域，涉及一种坐标输入装置，尤其是涉及一种可以采用触摸输入、笔输入等多种输入模式的坐标和压力输入装置。

背景技术

显示设备信息输入装置主要为触摸式或者电磁式。利用触摸技术，用户只需用手指轻轻地碰触计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当。但是触摸屏只能应用于对分辨率要求不高的地方，无法满足绘画等高分辨率的需要。电磁手写技术发展至今也已非常成熟，可以直接将输入笔绘制的轨迹直接显示在显示屏幕上，精度比触摸屏高，并且可以实现压力信息的输入，但电磁式手写屏始终需要配备输入笔，因而在方便性方面不如触摸屏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，电磁式手写屏必须使用专用的电磁笔完成输入，为用户带来使用上的不便，为解决该问题，本发明提供一种既可以触摸输入又可以手写电磁输入的信息输入设备及方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是，所述装置包含表面声波触摸感应模块，电磁感应模块，控制模块，显示装置，通过所述显示装置固定所述表面声波触摸感应模块和电磁感应模块，所述表面声波触摸感应模块和电磁感应模块将采集的信息通过所述控制模块处理后发送到外部操作系统。

所述表面声波触摸感应模块包含表面声波触摸屏，所述电磁感应模块包含电磁屏。

所述表面声波触摸屏由触摸屏、声波发生器、声波接收器组成，触摸屏的四个周边刻有由疏到密的反射条纹。

作为第一实施例，所述表面声波触摸屏和电磁屏相互叠放在显示装置的表面。所述表面声波触摸屏为透明表面声波触摸屏，所述电磁屏为透明电磁屏。所述透明电磁屏具有相互垂直的x方向线圈和y方向线圈，所述x方向线圈由一层透明材料布置，所述y方向线圈由另一层透明材料布置。

作为第二实施例，所述表面声波触摸屏叠放在显示装置的上表面，所述电磁屏叠放在显示装置的另一表面。所述表面声波触摸屏为透明表面声波触摸屏，所述电磁屏为非透明电磁屏。

本发明提供的多模式坐标和压力输入方法，包括如下步骤：在所述坐标和压力输入装置上书写，由控制模块检测书写信号及书写输入的模式，控制模块根据检测的输入模式相应控制表面声波触摸感应模块或电磁感应模块工作；

所述控制模块中设置电磁笔输入模式优先级为高，设置触摸输入模式为低；当控制模块检测到输入模式包含电磁笔输入和触摸输入时，运行电磁笔输入模式，屏蔽触摸输入模式。

所述控制模块设定一用于判断触摸输入面积的阈值，当控制模块检测到输入模式的输入面积阈值大于该阈值时，输入无效，当控制模块检测到输入模式的输入面积阈值小于该阈值时，输入有效。所述控制模块检测的触摸输入信号包含手指输入信号和手掌输入信号时，控制模块根据设定的阈值，判断输入面积阈值大于设定阈值的为手掌输入，输入面积阈值小于设定阈值的为手指输入。

本发明的有益效果是，本发明采用表面声波技术，实现了电磁式手写屏的多模式输入，而且采用表面声波触摸屏，有助于提高手写屏的防刮擦能力，增强透光率。使用本发明，用户可以选择用电磁笔手写输入模式，也可以直接手指触摸，提高输入效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构框图；

图2为本发明第一实施例的透明表面声波触摸屏和电磁屏相互叠放在显示装置上的剖视示意图；

图3为表面声波触摸屏的结构示意图；

图4为本发明判断信息输入模式的流程图；

图5为本发明第二实施例的透明表面声波触摸屏和电磁屏之间叠放关系的剖视示意图。

图中说明：

1、电磁屏；2、表面声波触摸屏；3、显示装置；4、声波发送器；5、声波接收器；6、反射条纹；7、玻璃

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明。

本发明包含表面声波触摸感应模块，电磁感应模块，控制模块，及显示装置，通过显示装置固定表面声波触摸感应模块和电磁感应模块，表面声波触摸感应模块和电磁感应模块将采集的信息通过控制模块处理后发送到外部操作系统。外部操作系统可以为计算机等信息处理设备。

作为本发明的第一实施例，如图1所示，表面声波触摸感应模块叠放在显示装置上方，电磁感应模块依次叠放在表面声波触摸感应模块上方，电磁感应模块和表面声波触摸感应模块分别与控制模块连接，由控制模块将电磁感应模块和表面声波触摸感应模块采集的坐标和压力信息处理后发送到外部操作系统。本实施例中，表面声波触摸感应模块包含透明表面声波触摸屏，电磁感应模块包含透明电磁屏。

图2为透明表面声波触摸屏和电磁屏相互叠放在显示装置上的剖视示意图。表面声波触摸屏和电磁屏均为透明，电磁屏和表面声波触摸屏依次叠放在显示装置的上方。透明电磁屏上布有x方向和y方向相互垂直的线圈，并有两层透明材料用以布置线圈。x方向线圈由一层透明材料布置，y方向线圈由另一层透明材料布置。

图3为表面声波触摸屏的结构示意图。表面声波触摸屏由触摸屏、声波发生器、声波接收器组成。触摸屏四周布满玻璃屏的四个周边则刻有呈45度角由疏到密间隔精密的反射条纹。其中，声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性。

本发明即是考虑到表面声波触摸屏的上述优点，在坐标和压力输入装置即电磁式手写装置中增加表面声波触摸屏，这样，用户使用本装置时即有两种输入模式，一是用电磁笔在屏幕上书写输入，二是触摸输入。

实际使用中，本装置实时检测信息的输入及信息输入的模式，表面声波触摸屏判断信息输入是否是触摸输入，电磁屏判断是否是电磁笔输入。图4为本发明判断信息输入模式的流程图，具体判断过程如下：

当使用电磁笔输入时，控制模块控制电磁屏进行坐标和压力的检测。具体检测过程是：电磁屏X方向线圈和Y方向线圈分别作为发射电路和接收电路，电磁笔中的谐振电路与电磁屏中的发射电路产生谐振，谐振信号再被电磁屏上的接收电路接收，电磁屏根据返回信号的强弱变化或频率、相位的变化，计算出电磁笔在电磁屏中的相对位置和压力。

当触摸输入时，控制模块控制表面声波触摸屏进行坐标检测。具体检测过程是：声波发射器把控制模块发送的电信号转化为声波能量向触摸屏左方表面传递，然后由触摸屏玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X轴的声波接收器，声波接收器将返回的表面声波能量变为电信号。

当声波发生器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达声波接收器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。

发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。

接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标。控制模块分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标，之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。

上述两种输入模式在实际使用中还可能存在以下两种情况：

一是手持电磁笔在显示装置上进行书写时，由于表面声波触摸屏是放在显示装置的上方，所以使用者的手可能会与表面声波触摸屏接触，这样，表面声波触摸屏就会检测到有触摸信息的输入，干扰电磁屏的正常工作。本实施例针对可能存在的该种情况，在控制模块中预先设置电磁笔输入模式具有更高优先级，当控制模块检测到电磁笔输入信号和触摸输入信号并存时，屏蔽表面声波触摸屏，指示电磁屏工作进行坐标和压力的检测。

二是使用者用手指触摸输入时，手掌可能会接触显示装置，此时，表面声波触摸屏不仅会检测到手指的输入信息，还会检测到手掌的信息，因而需要屏蔽手掌信息。本实施例在控制模块中预先设定一用于判断触摸输入面积的阈值，当控制模块检测到的输入面积大于该阈值时，输入无效，即手掌输入信息无效。当控制模块检测到的输入面积小于该阈值时，输入有效，表面声波触摸屏工作进行手指的坐标和压力信息的检测。

作为本发明的第二实施例，与第一实施例不同之处在于，如图5所示，表面声波触摸感应模块叠放在显示装置的上方，电磁感应模块叠放在显示装置的下方，由控制模块将电磁感应模块和表面声波触摸感应模块采集的坐标和压力信息处理后发送到外部操作系统。表面声波触摸感应模块包含透明表面声波触摸屏，电磁感应模块包括电磁屏，电磁屏由非透明材料制成，这样，电磁屏X、Y方向线圈可以布置在同一层材料上。本实施例的工作流程与第一实施例相同。

本发明采用电磁输入和表面声波输入相结合的方式，方便多种输入模式的选用，可以达到很好的输入效果。

Claims (11)

1、一种多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述装置包含表面声波触摸感应模块，电磁感应模块，控制模块，显示装置，通过所述显示装置固定所述表面声波触摸感应模块和电磁感应模块，所述表面声波触摸感应模块和电磁感应模块将采集的信息通过所述控制模块处理后发送到外部操作系统。

2、根据权利要求1所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述表面声波触摸感应模块包含表面声波触摸屏，所述电磁感应模块包含电磁屏。

3、根据权利要求2所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，表面声波触摸屏由触摸屏、声波发生器、声波接收器组成，触摸屏的四个周边刻有由疏到密的反射条纹。

4、根据权利要求2所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述表面声波触摸屏和电磁屏相互叠放在显示装置的表面。

5、根据权利要求4所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述表面声波触摸屏为透明表面声波触摸屏，所述电磁屏为透明电磁屏。

6、根据权利要求5所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述透明电磁屏具有相互垂直的x方向线圈和y方向线圈，所述x方向线圈由一层透明材料布置，所述y方向线圈由另一层透明材料布置。

7、根据权利要求2所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述表面声波触摸屏叠放在显示装置的上表面，所述电磁屏叠放在显示装置的另一表面。

8、根据权利要求7所述的多模式坐标和压力输入装置，其特征在于，所述表面声波触摸屏为透明表面声波触摸屏，所述电磁屏为非透明电磁屏。

9、根据权利要求1所述装置使用的多模式坐标和压力输入方法，其特征在于，

在所述坐标和压力输入装置上书写，由控制模块检测书写信号及书写输入的模式是电磁笔输入模式还是触摸输入模式；

所述控制模块根据检测的输入模式相应控制表面声波触摸感应模块或电磁感应模块工作。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述控制模块中设置电磁笔输入模式优先级为高，设置触摸输入模式为低；

所述控制模块检测到输入模式包含电磁笔输入和触摸输入时，运行电磁笔输入模式，屏蔽触摸输入模式。

11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述控制模块设定一用于判断触摸输入面积的阈值，当控制模块检测到输入模式的输入面积阈值大于设定阈值时，输入无效，当控制模块检测到输入模式的输入面积阈值小于设定阈值时，输入有效；

所述控制模块检测的触摸输入信号包含手指输入信号和手掌输入信号时，控制模块根据设定的阈值，判断输入面积阈值大于设定阈值的为手掌输入，判断输入面积阈值小于设定阈值的为手指输入。

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