兼容电容定位和电磁定位的输入装置及其输入方法
技术领域
本发明涉及一种输入装置和输入方法。具体地,本发明涉及一种兼容电容定位和电磁定位的输入装置和输入方法。
背景技术
近年来,由于苹果公司的iphone面世,使得电容触控技术成为研究热点。实际上电容屏是一种坐标识别装置,相对其他的诸如电阻式、光学式、声学式等的坐标定位技术,电容屏由于定位精度高,耐用,支持多点触控等优点而广泛应用于如手机,计算机等电子设备的领域中。电容屏仅通过手指就能完成触控,可识别多种手势操作,这是其他定位技术所无法替代的,具有很强的时尚感。电容屏的实现方案有很多种,但基本原理都是通过测量手指和屏幕之间耦合电容的变化来定位手指输入的坐标。但是电容触控式屏幕也存在很多的问题,一方面,当人体与屏幕绝缘时如戴手套操作时,屏幕因无法检测到电容变化而不能定位手指输入的坐标,另外,对手指较大的用户,具有较小感应屏幕的设备容易被误操作,因而需要一种能替代手指的导电媒介来完成用户需要的操作。另一方面电容屏对恶劣环境敏感,如雨天等潮湿环境会直接影响电容测量进而影响对手指输入的定位,这时需要选择另一种坐标识别装置对电子设备进行输入。电磁屏技术可以很好的完成坐标的精确定位,且电磁的定位精度较电容的定位精度更高。电磁屏技术的工作原理是电磁感应技术。但电磁屏需要配套的电磁笔才能正常完成各种操作。因此,需要一种能同时完成电磁和电容检测定位的装置,以解决上述存在的各种问题。
申请人太瀚科技股份有限公司于2010年3月2日提交的申请号为201010117095.7,发明名称为“具有多重输入方式的输入装置”的专利申请中公开了一种兼具电磁感应与触控两种输入方式的输入装置。该输入装置具有电磁输入结构和控制该电磁输入结构的第一微控制器以及触控输入结构和控制开触控输入结构的第二微控制器。该技术方案通过提供不同的输入结构和相应的控制器来实现多重输入模式。但是,这种输入装置结构复杂,并且不同的输入结构之间容易产生影响定位的精度的串扰。
申请人N-特莱格有限公司于2004年1月15日提交的申请号为200480009336.9,发明名称为“数字化器的触摸检测”的专利申请中公开了一种位置检测器。该位置检测器包括具有两个透明箔的传感器,一个透明箔包含一组垂直导体而另一个透明箔包含一组水平导体,两组导体组成的图形形成导线格栅。该位置检测器可以利用同一传感器进行电磁触针检测和手指检测,并可以对来自电磁触针或来自手指的同时输入和单独输入进行检测。但是,在该专利申请中,当使用相同的部件用于触针激励和手指采样时,振荡器通过开关或者输出用于激励触针的激励信号或者输出用于手指采样的振荡信号,只在专用采样周期期间检测手指并且在专用采样周期期间不进行激励。
本发明专利的申请人于2008年9月4日提交的申请号为200810119619.9,发明名称为“双模式输入装置”的专利申请中,公开了一种双模式输入装置的输入方法。通过在保存检测到的电容触摸信息后重新检测是否有电磁触摸,并在检测到电磁触摸后使存储的电容触摸无效,保证了电磁触摸的优先级高于电容触摸的优先级。但是,这种输入检测方法使得一些有效的电容触摸因电磁笔的偶然存在而被无效。
因此,需要一种结构简单且能够精确识别输入类型的输入装置和输入方法。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种兼容电容触控定位和电磁定位的输入装置,实现在具有同一输入感应单元的触摸屏上进行触控和电磁检测定位。
根据本发明的一个方面,提供一种兼容电容定位和电磁定位的输入装置,该输入装置包括输入感应单元、振荡单元、数据处理单元和控制单元,
所述振荡单元提供适于电磁检测和电容检测的第一振荡信号给所述输入感应单元,
所述输入感应单元包括沿第一方向延伸的第一组导体和沿第二方向延伸的第二组导体,用于感测电磁笔输入和触控输入并输出电磁信号和/或触控信号,
所述数据处理单元用于根据来自输入感应单元的电磁信号和触控信号确定所述电磁笔输入和所述触控输入的位置,
所述控制单元用于控制所述输入感应单元以电磁模式工作或以触控模式工作,
当所述输入感应单元同时输出电磁信号和触控信号时,所述控制单元以电磁优先或触控优先的方式,控制数据处理单元基于所述电磁信号或所述触控信号确定所述电磁笔输入或所述触控输入的位置。
优选地,当所述控制单元以电磁优先方式工作时,
如果此时所述输入感应单元以电磁模式工作,所述控制单元控制所述输入感应单元继续以电磁模式工作并控制所述数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置;
如果此时所述输入感应单元以触控模式工作,所述控制单元控制所述振荡单元提供适于电磁检测的第二振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第二振荡信号输出第二电磁信号和/或第二触控信号,
所述控制单元检测所述输入感应单元是否输出第二电磁信号并判断所述第二电磁信号是否大于电磁信号阈值,如果是,控制单元控制所述输入感应单元切换至电磁模式工作并控制数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置;否则,所述控制单元控制输入感应单元继续以触控模式工作并控制数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置。
优选地,当所述控制单元以触控优先方式工作时,
如果此时所述输入感应单元以触控模式工作,所述控制单元控制所述输入感应单元继续以触控模式工作并控制所述数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置;
如果此时所述输入感应单元以电磁模式工作,所述控制单元控制所述振荡单元提供适于触控检测的第三振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第三振荡信号输出第三电磁信号和/或第三触控信号,
所述控制单元检测所述输入感应单元是否输出第三触控信号并判断所述第三触控信号是否大于触控信号阈值,如果是,控制单元控制所述输入感应单元切换至触控模式工作并控制数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置;否则,所述控制单元控制输入感应单元继续以电磁模式工作并控制数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置。
优选地,该输入装置进一步包括模式选择单元,用于选择所述控制单元以电磁优先方式工作或以触控优先方式工作。
根据本发明的另一方面,提供一种兼容电容定位和电磁定位的输入装置的输入方法,该输入装置包括输入感应单元、振荡单元、数据处理单元和控制单元,所述输入感应单元包括沿第一方向延伸的第一组导体和沿第二方向延伸的第二组导体,用于感测电磁笔输入和触控输入并输出包括电磁信号和/或触控信号的感应信号,该方法包括以下步骤,
所述振荡单元提供适于电磁检测和电容检测的第一振荡信号给所述输入感应单元;
所述输入感应单元响应电磁笔输入或触控输入输出感应信号;
当所述感应信号仅包括电磁信号时,所述数据处理单元基于该电磁信号确定所述电磁笔输入的位置,
当所述感应信号仅包括触控信号时,所述数据处理单元基于该触控信号确定所述触控输入的位置,
当所述感应信号包括电磁信号和触控信号时,所述控制单元以电磁优先或触控优先的方式,控制数据处理单元基于所述电磁信号和所述触控信号之一确定所述电磁笔输入或所述触控输入的位置。
优选地,所述输入感应单元响应电磁笔输入或触控输入输出感应信号的步骤进一步包括,所述输入感应单元接收来自振荡单元的第一振荡信号,以电磁模式和触控模式交替工作,响应电磁笔输入或触控输入输出感应信号。
优选地,所述控制单元以电磁优先的方式控制数据处理单元基于所述电磁信号和所述触控信号之一确定所述电磁笔输入或所述触控输入的位置进一步包括以下步骤,
如果此时所述输入感应单元以电磁模式工作,则继续以电磁模式工作,并且所述数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置;
如果此时所述输入感应单元以触控模式工作,则所述振荡单元提供适于电磁检测的第二振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第二振荡信号输出第二电磁信号和/或第二触控信号,
检测是否输出第二电磁信号并判断所述第二电磁信号是否大于电磁信号阈值,如果是,则所述输入感应单元切换至电磁模式工作并且数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置;否则,所述输入感应单元继续以触控模式工作并且所述数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置。
优选地,所述控制单元以触控优先的方式控制数据处理单元基于所述电磁信号和所述触控信号之一确定所述电磁笔输入或所述触控输入的位置进一步包括以下步骤,
如果所述输入感应单元以触控模式工作,则继续以触控模式工作并且所述数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置;
如果所述输入感应单元以电磁模式工作,则所述振荡单元提供适于触控检测的第三振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第三振荡信号输出第三电磁信号和/或第三触控信号,
检测是否输出第三触控信号并判断所述第三触控信号是否大于触控信号阈值,如果是,则所述输入感应单元切换至触控模式工作并且数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置;否则,所述输入感应单元继续以电磁模式工作并且所述数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置。
根据本发明的兼容电容定位和电磁定位的输入装置,通过设置电磁输入优先方式和触控输入优先方式,当同时存在电磁笔输入和触控输入时,可正确地选择感应信号并进行相应的处理,避免了由于电磁笔或手指的误操作对输入的影响,使得输入装置具备识别误操作的能力。本发明的输入装置以简单的结构对电磁笔和手指两种不同类型的输入均可实现高的分辨率和定位精度。
附图说明
下面将参照附图并结合本发明的优选实施方式对本发明的特征和优点进行详细说明。
图1示出根据本发明实施例的输入装置的示意图;
图2示出图1所示输入装置中输入感应单元的示意图;
图3示出根据本发明的输入方法的流程图;
图4示出根据本发明的电磁优先输入方法的流程图;
图5示出根据本发明的触控优先输入方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行具体说明。
图1示出根据本发明的输入装置100的示意图。输入装置100包括振荡单元101、输入感应单元102、控制单元103和数据处理单元104。
振荡单元101用于向输入感应单元102提供各种类型的振荡信号。振荡单元101受控制单元103的控制,可以提供适于电容触控检测的脉冲信号、适于电磁检测的电磁信号、和既适于电容触控检测又适于电磁检测的振荡信号。振荡信号的波形可以例如是方波或者正弦波等各种波形信号,频率可以根据需要选择。
数据处理单元104受控制单元103的控制对输入的电磁信号或触控信号进行处理来确定所述电磁笔输入和所述触控输入的位置。
优选地,根据本发明的输入装置进一步包括模式选择单元,用于选择所述控制单元以电磁优先方式工作或以触控优先方式工作。
图2示出图1所示输入装置的输入感应单元的示意图。输入感应单元102例如可以是置于显示屏上方的透明传感器单元,包括沿第一方向延伸的第一组导体111和沿第二方向延伸的第二组导体112,优选第一方向和第二方向彼此正交,例如分别是形成坐标系的X轴和Y轴。第一组导体111和第二组导体112的形状可以是线状、条状或菱形块,它们形成的图案优选是透明的。第一组导体111和第二组导体112可以形成在同一层上,如图2所示,也可以形成在不同的两个层上。该输入感应单元可以感测电磁笔与所述导体的相互作用输出电磁感应信号,也可以感测手指或笔等容性输入装置与导体的相互作用输出电容感应信号。
受控制单元103的控制,输入感应单元可以电磁模式工作用作电磁检测传感器或以触控模式工作用作电容检测传感器。当用作电容检测传感器时,其第一组导体可用于发送来自振荡器的振荡信号,第二组导体用于接收第一组导体发送的信号,当手指存在时由于人体电容的存在耦合到第二组导体上的信号更大,以此检测手指的位置,也就是所谓的互电容技术进行定位。或者,振荡信号可以在第一组导体和第二组导体上轮流发送,检测传感器上的感应信号在有手指触摸和无手指触摸时对发送波形造成的影响可以检测手指的位置,也就是所谓的自电容技术进行定位。
当用作电磁检测传感器时,振荡信号可以同时在第一组导体和第二组导体上发送电磁波,由外部的接收装置一般为笔内装有谐振电路的电磁笔接收。在特定频率下,该谐振电路发出可被导体检测的电磁波。电磁检测传感器接收谐振电路发送的电磁波,输出感应信号,用于定位电磁笔的坐标。电磁驱动信号也可以是一组导体上进行发送,另一组导体接收电磁笔发出的电磁波。因为电磁笔所在的位置所接收到的信号大,由此可以确定电磁笔的坐标。或者,振荡信号可以由单独的一个导体发送,电磁笔接收到信号后,产生谐振并发出可被导体检测的电磁波,传感器的第一组导体和第二组导体都接收电磁笔发送的电磁波;或者振荡信号可以由第一组和第二组导体发送,电磁笔在接收该驱动信号后产生谐振并发送,两组导体再同时接收电磁笔发送的电磁波,输出感应信号。该电磁笔也可以是自身能发送电磁波的有源笔。有源笔和无源笔都适用于这里描述的实施例中。
控制单元103用于控制振荡单元101输出既适于电磁检测又适于电容触控检测的振荡信号,并控制输入感应单元102以电磁模式和电容模式交替工作。当输入感应单元102感应来自电磁笔的输入输出电磁信号时,控制单元103控制数据处理单元104对该电磁信号进行数据处理,以确定电磁笔输入的位置。当输入感应单元感应来自手指输入输出触控信号时,控制单元控制数据处理单元对该触控信号进行数据处理,以确定手指输入的位置。
在一些情况下,由于电磁笔输入和手指输入的同时存在,输入感应单元102可能输出同时包括电磁信号和触控信号的感应信号。当控制单元接收到同时包括电磁信号和触控信号的感应信号时,其能够以电磁优先方式或触控优先方式,控制数据处理单元104基于所述电磁信号和所述触控信号之一确定输入的位置。根据本发明的电磁优先方式和触控优先方式将在下文作详细说明。
图3示出根据本发明的输入方法的流程图。下面参照附图详细说明根据本发明的兼容电容定位和电磁定位的输入装置的输入方法。
控制单元控制振荡单元输出第一振荡信号给输入感应单元,并控制输入感应单元交替以电磁模式和电容模式工作,该第一振荡信号是适于电磁检测和触控电容检测的振荡信号,该第一振荡信号也可以为通常适于电容检测的振荡信号,该振荡信号亦可进行电磁检测。输入感应单元,无论以何种模式工作,在第一振荡信号的驱动下都会响应电磁笔输入电磁信号并响应手指的触控输入产生触控信号。当仅存在电磁笔输入时,输入感应单元响应电磁笔输入输出电磁信号。此时,数据处理单元基于接收到的电磁信号确定电磁笔输入的位置。当仅存在例如手指的触控输入时,输入感应单元响应触控输入输出触控电容信号。此时,数据处理单元基于接收到的触控信号确定触控输入的位置。当同时存在电磁笔输入和手指输入时,输入感应单元响应两种输入同时产生包括电磁信号和触控信号的感应信号。在这种情况下,控制单元按照电磁优先的方式或按照触控优先的方式,控制数据处理单元基于电磁信号和触控信号中的一个信号确定输入的位置。下面分别描述根据本发明的电磁优先输入方式和电容优先输入方式。
图4示出根据本发明的电磁优先输入方法的流程图。
当输入感应单元输出的感应信号中同时包括电磁信号和触控信号时,控制单元根据所述输入感应单元当前的工作模式控制数据处理单元基于哪一感应信号确定输入位置。当输入感应单元以电磁模式工作时,控制单元控制其继续以电磁模式工作,并且所述数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置。当输入感应单元以触控模式工作时,控制单元控制所述振荡单元提供适于电磁检测的第二振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第二振荡信号输出第二电磁信号和/或第二触控信号。控制单元检测输入感应单元是否输出第二电磁信号并判断该第二电磁信号是否大于电磁信号阈值,如果是,则将输入感应单元切换至电磁模式工作并且数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁笔输入的位置而忽略所述触控信号。否则,所述输入感应单元继续以触控模式工作并且所述数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置而忽略所述电磁信号。
图5示出根据本发明的触控优先输入方法的流程图。
当输入感应单元输出的感应信号中同时包括电磁信号和触控信号时,控制单元根据所述输入感应单元当前的工作模式控制数据处理单元基于哪一感应信号确定输入位置。当输入感应单元以触控模式工作时,控制单元控制其继续以触控模式工作,并且所述数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置。当输入感应单元以电磁模式工作时,控制单元控制所述振荡单元提供适于触控电容检测的第三振荡信号给输入感应单元,所述输入感应单元响应该第三振荡信号输出第三电磁信号和/或第三触控信号。控制单元检测输入感应单元是否输出第三触控信号并判断该第三触控信号是否大于触控信号阈值,如果是,则将输入感应单元切换至触控模式工作并且数据处理单元基于所述触控信号确定触控输入的位置而忽略所述电磁信号。否则,所述输入感应单元继续以电磁模式工作并且所述数据处理单元基于所述电磁信号确定电磁输入的位置而忽略所述触控信号。
根据本发明的输入装置因为用同一输入感应结构对两种不同类型的输入进行检测并输出感应信号,具有简单的结构。根据本发明的输入方法,当同时存在电磁笔输入和手指输入时,通过施加另外的检测信号对两种感应信号进行进一步的判断,可以有效避免由误操作引入的信号的干扰,提高了输入精度并改善了用户的输入体验。
以上参照实施例对本发明进行了描述。应该明确的是,本发明并不只限于此处所描述的特殊实施例,而是可以做各种不偏离本技术领域范畴的、对本领域技术人员来说是显而易见的修正、重整以及替代。因此,规定下列的权利要求涵盖了所有这种符合本发明精髓和范畴的修正和变更。