CN102520837A - 电磁式输入装置及其电磁式输入面板 - Google Patents

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    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Abstract

一种电磁式输入装置，包括电磁输入面板、磁性笔、处理器以及存储器，电磁输入面板的电磁感应层包括多个大致呈三角形的闭合电磁线圈，沿其宽度方向依次排布，用于感应磁性笔的磁场产生感应电流，由输出端输出该感应电流。存储器存储多个电磁线圈与横、纵坐标的对应关系。处理器包括与电磁感应层中每一电磁线圈的输出端连接，侦测输出端具有感应电流的电磁线圈以及该感应电流的大小，并根据所侦测到的具有感应电流的电磁线圈以及该感应电流的大小，和存储单元存储的对应关系，确定横坐标与纵坐标，从而确定被触摸的位置。本发明的电磁式输入装置，利用大致呈三角形的电磁线圈排列在同一电磁感应层，无需进行多层电磁线圈的布线设计，从而降低成本。

Description

电磁式输入装置及其电磁式输入面板
技术领域
本发明涉及计算机输入设备领域，特别是涉及一种电磁式输入装置。
背景技术
电磁式输入装置，如电磁式触摸屏，由于其定位精度高、能够检测到的关于触摸笔的位置的信息比较多，且安装后，不影响显示屏的亮度，因此其被越来越广泛的应用于便携式电脑以及手写板上。
现有的电磁式触摸屏一般具有多层的透明感应天线板，其将X轴和Y轴方向的电磁线圈的面积扩大，并且两两相邻的线圈在该电磁式触摸屏的厚度方向上位于不同的层，这样的排布方式，由于其总电极层数较多，降低了电磁式感应天线板在发射功率时的透过率，因此在一定程度上会使得该电磁式触摸屏的功耗增加，同时其多层设计增加了布线的工作量，也增加了整个触摸屏装置的成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电磁式输入装置，用以解决现有的电磁式输入装置的采用多层电磁线圈布线而增加成本的技术问题。
本发明提供的一种电磁式输入装置，包括括透明基板，电磁感应层及磁性笔。该电磁感应层设置在该透明基板上，用于感应该磁性笔靠近所造成的磁场干扰。该电磁感应层包括交叉排列的多个大致呈三角形的电磁线圈，该多个电磁线圈沿其宽度方向依次排布，每个电磁线圈具有第一端及第二端，该第一端与该第二端连接形成该电磁线圈的输出端，当该电磁线圈感应该磁性笔的磁场而在该第一端与该第二端产生感应电流时，该输出端用于输出该感应电流。
本发明还提供一种电磁式输入装置，包括电磁输入面板、磁性笔、处理器以及存储器，该电磁输入面板包括透明基板以及电磁感应层。该电磁感应层设置在该透明基板上，用于感应该磁性笔靠近所造成的磁场干扰。该电磁感应层包括交叉排列的多个大致呈三角形的电磁线圈，该多个电磁线圈沿其宽度方向依次排布，每个电磁线圈具有第一端及第二端，该第一端与该第二端闭合连接形成该电磁线圈的输出端，该电磁线圈用于感应该磁性笔的磁场而产生感应电流，该输出端用于输出该感应电流。该存储器，用于存储该多个电磁线圈与横坐标的对应关系以及对应的电磁线圈与纵坐标的对应关系。该处理器包括：侦测模块，与该电磁感应层中每一电磁线圈的输出端连接，用于侦测该输出端具有感应电流的电磁线圈以及该感应电流的大小。以及座标确定模块，用于根据该侦测模块所侦测到的具有感应电流的电磁线圈以及该感应电流的大小，还根据该存储单元存储的对应关系，确定该横坐标与纵坐标，从而确定被触摸的位置。
相对于现有技术，本发明提供的电磁式输入装置，电磁感应层包括多个交叉排列的三角形电磁线圈，通过磁性笔对该电磁式输入装置上的电磁线圈产生干扰以产生磁通量的变化从而相应产生的感应电压差，电磁输入装置根据各电磁线圈产生的感应电压差和电磁线圈的位置，以及根据感应电压差确定的电磁线圈的宽度，从而对磁性笔进行定位，进而可以通过软件实现人机交互的操作。由于该多个三角形的电磁线圈交叉排列在同一电磁感应层，无需进行多层电磁线圈的布线设计，从而降低成本。
附图说明
图1为本发明提供的电磁式输入装置一实施方式中的结构示意图。
图2为本发明提供的电磁式输入装置一实施方式中的电磁线圈的排布示意图。
图3为本发明提供的电磁输入装置一实施方式中的功能模块图。
图4为本发提供的电磁式输入装置另一实施方式中的电磁线圈的排布示意图。
主要元件符号说明
电磁式输入装置 1
电磁式输入面板 2
透明基板 20
电磁感应层 21
透明保护层 22
磁性笔 3
处理器 4
侦测模块 40
座标确定模块 41
存储器 5
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明提供的一种电磁式输入装置1，包括：电磁式输入面板2及磁性笔3。该电磁输式输入面板2包括透明基板20以及电磁感应层21，该电磁感应层21设置在该透明基板20上，用于感应该磁性笔3靠近所造成的磁场干扰。较佳地，该电磁式输入面板2还包括一个透明保护层22，该透明保护层22设置在电磁感应层21上。该透明保护层22及透明基板20的材质为透明玻璃或者透明树脂材料等。所述磁性笔3为永磁体。
请参见图2，该电磁感应层21包括m个交叉排列的三角形电磁线圈Ci，其中，i表示第i个电磁线圈，1≤i≤m。在本实施方式中，该电磁感应层21内的电磁线圈Ci在其宽度方向上依次沿着纵坐标的方向，也即在竖直方向上交叉排布，且多个电磁线圈Ci所形成的三角形的面积基本相同。电磁线圈Ci由具有第一端E1i及第二端E2i的闭合导线绕制而成，每一电磁线圈Ci的第一端E1i与第二端E2i闭合连接以形成该电磁线圈Ci的输出端Oi，且每两个相邻电磁线圈Ci和Ci+1的输出端Oi和Oi+1彼此远离地交错排布。该电磁线圈Ci的材料为透明导电材料，如铟氧化物，锌氧化物或锌镁氧化物等。
请参见图3，本发明提供的电磁式输入装置1还包括处理器4以及存储器5，该处理器4与电磁感应层21中每一电磁线圈Ci的输出端Oi连接。该处理器4包括侦测模块40及座标确定模块41。当该磁性笔3靠近该电磁式输入面板2的其中一个电磁线圈Ci时，该电磁线圈Ci发生磁通量的变化从而使该电磁线圈Ci产生相应的感应电流，该电磁线圈Ci的输出端Oi用于将该感应电流输出至所述处理器4。
存储器5存储有多个电磁线圈Ci与纵坐标的对应关系以及对应的电磁线圈Ci与横坐标的对应关系。在本实施方式中，每一电磁线圈Ci的宽度很小，且由于电磁线圈Ci在其宽度方向上依次沿纵轴排列，从而每一电磁线圈Ci可视为对应一个纵坐标，因此，电磁线圈Ci与纵坐标形成一一对应关系。由于电磁线圈Ci是由第一端E1i和第二端E2i闭合导线绕制而形成的三角形，任一电磁线圈Ci沿横轴方向的宽度是不同的，因此当磁性笔3靠近电磁线圈Ci时，同一电磁线圈Ci不同水平位置的线圈宽度形成的面积能够产生的磁通量的大小也会不同，从而导致磁性笔3接近电磁线圈Ci的不同水平位置时所产生的感应电流的大小不同。所以，对应电磁线圈Ci的感应电流与横坐标形成一一对应关系，如前所述，该一一对应关系预先存储在存储器5中。
当磁性笔3靠近该电磁式输入面板2的第i个电磁线圈Ci，该电磁线圈Ci发生磁通量的变化从而使该电磁线圈Ci产生感应电流，一般地，由于该磁性笔3的磁力线是在空间呈发散的闭合回路，所以以电磁线圈Ci为中心的周边的电磁线圈Ci-1，Ci-2,……Ci-j，以及Ci+1，Ci+2，……Ci+h，其中，0<j≤i，且h为自然数，同样也会发生磁通量的变化从而相应地产生感应电流，然而，其他电磁线圈产生的感应电流很小，可以忽略不计。较佳的，侦测模块40侦测输出端Oi具有感应电流的电磁线圈Ci的感应电流大于一预定值，才确认该电磁线圈Ci产生了感应电流，从而当该磁性笔3最靠近的电磁线圈Ci才会被该侦测模块40确认为产生了感应电流。该侦测模块40还可以用于侦测产生了感应电流的电磁线圈Ci所产生的感应电流的大小。
该座标确定模块41用于根据侦测模块40所侦测到的具有感应电流的电磁线圈Ci以及该感应电流的大小，还根据该存储器5存储的对应关系，确定该电磁线圈Ci对应的纵坐标以及该电磁线圈Ci产生的感应电流对应的横坐标，从而确定被触摸的位置。
显然，由于每两个相邻电磁线圈Ci和Ci+1的输出端Oi和Oi+1彼此远离地、且交错地沿纵轴方向排布，不同的每两个相邻电磁线圈Ci和Ci+1中，当其中一个电磁线圈Ci的宽度为沿横向正轴方向从小到大变化时，则另一个电磁线圈Ci+1的宽度则为沿横向正轴从大到小变化，从而不同电磁线圈产生的感应电流相同，其横坐标不一定相同，该存储器5中存储的为每一电磁线圈Ci的感应电流与横坐标的对应关系。
在另一实施方式中，该电磁式输入装置1包括n组依次沿竖直方向即纵轴排布的电磁线圈Ci，其中，每组包括如图1所示的排布方式的m个电磁线圈Ci，从而形成m×n的电磁线圈矩阵，在另一实施方式中，该m×n的电磁线圈矩阵的长宽大致相等，每一电磁线圈Ci对应一坐标位置，该座标确定模块41根据侦测模块40侦测到具有感应电流的电磁线圈Ci，从而确定该电磁线圈Ci对应的坐标。
请参见图4，在第二实施方式中，该多个电磁线圈Ci在其宽度方向上依次沿着横轴的方向，也即在水平方向上交叉排布，存储模块310存储有多个电磁线圈Ci与横坐标的对应关系以及对应的电磁线圈Ci与纵坐标的对应关系。在本实施方式中，电磁线圈Ci与横坐标形成一一对应关系，对应电磁线圈Ci的感应电流与纵坐标形成一一对应关系，该一一对应关系预先存储在存储模块310中。
在另一实施方式中，该电磁式输入装置1包括n组依次沿水平方向即横轴排布的电磁线圈Ci，其中，每组包括如上述第二实施方式中的排布方式的m个电磁线圈Ci，从而形成n×m的电磁线圈矩阵。
本发明提供的电磁式输入装置，电磁感应层包括多个交叉排列的三角形电磁线圈，通过磁性笔对该电磁式输入装置上的电磁线圈产生干扰以产生磁通量的变化从而相应产生的感应电压差，电磁输入装置根据各电磁线圈产生的感应电压差和电磁线圈的位置，以及根据感应电压差确定的电磁线圈的宽度，从而对磁性笔进行定位，进而可以通过软件实现人机交互的操作。由于该多个三角形的电磁线圈交叉排列在同一电磁感应层，无需进行多层电磁线圈的布线设计，从而降低成本。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种电磁式输入面板，包括括透明基板以及电磁感应层；所述电磁感应层设置在所述透明基板上，用于感应所述磁性笔靠近所造成的磁场干扰；其特征在于，所述电磁感应层包括交叉排列的多个大致呈三角形的电磁线圈，所述多个电磁线圈沿其宽度方向依次排布，每个电磁线圈具有第一端及第二端，所述第一端与所述第二端闭合连接形成所述电磁线圈的输出端，所述电磁线圈用于感应一磁性笔的磁场而产生感应电流，所述输出端用于输出所述感应电流。
2.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述电磁输入面板还包括一个透明保护层，所述透明保护层设置在所述电磁感应层上。
3.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述多个三角形电磁线圈所形成的三角形的面积相同。
4.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述电磁线圈的材料为透明导电材料。
5.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述电磁式输入面板包括多组水平方向排布的电磁线圈组，其中，每组电磁线圈组包括多个竖直方向交叉排布的电磁线圈，以使所述多个电磁线圈以矩阵形式排布而形成所述电磁感应层。
6.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述电磁输入面板包括多组竖直方向排布的电磁线圈组，其中，每组电磁线圈组包括多个水平方向交叉排布的电磁线圈，以使所述多个电磁线圈以矩阵形式排布而形成所述电磁感应层。
7.如权利要求1所述的电磁式输入面板，其特征在于，所述相邻电磁线圈的输出端彼此远离地交错排布。
8.一种电磁式输入装置，包括电磁输入面板、磁性笔、处理器以及存储器，其特征在于：
所述电磁输入面板包括：
透明基板；以及
电磁感应层，所述电磁感应层设置在所述透明基板上，用于感应所述磁性笔靠近所造成的磁场干扰；所述电磁感应层包括交叉排列的多个大致呈三角形的电磁线圈，所述多个电磁线圈沿其宽度方向依次排布，每个电磁线圈具有第一端及第二端，所述第一端与所述第二端闭合连接形成所述电磁线圈的输出端，所述电磁线圈用于感应该磁性笔的磁场而产生感应电流，所述输出端用于输出所述感应电流；
所述存储器，用于存储所述多个电磁线圈与横坐标的对应关系以及对应的电磁线圈与纵坐标的对应关系；
所述处理器包括：
侦测模块，与所述电磁感应层中每一电磁线圈的输出端连接，用于侦测所述输出端具有感应电流的电磁线圈以及所述感应电流的大小；以及
座标确定模块，用于根据所述侦测模块所侦测到的具有感应电流的电磁线圈以及所述感应电流的大小，还根据所述存储单元存储的对应关系，确定所述横坐标与纵坐标，从而确定被触摸的位置。
9.如权利要求8所述的电磁式输入装置，其特征在于，所述多个三角形电磁线圈沿竖直方向交叉排布，所述存储模块存储的对应关系包括：所述多个电磁线圈与纵坐标形成的一一对应关系，以及所述对应的电磁线圈的感应电流与横坐标形成的一一对应关系。
10.如权利要求9所述的电磁式输入装置，其特征在于，所述电磁输入面板包括多组水平方向排布的电磁线圈组，其中，每组电磁线圈组包括多个竖直方向交叉排布的电磁线圈，以使所述多个电磁线圈以矩阵形式排布而形成所述电磁感应层。
11.如权利要求8所述的电磁式输入装置，其特征在于，所述多个三角形电磁线圈沿着水平方向交叉排布，所述存储模块存储的对应关系包括：所述多个电磁线圈与横坐标形成的一一对应关系，以及所述对应的电磁线圈的感应电流与纵坐标形成的一一对应关系。
12.如权利要求11所述的电磁式输入装置，其特征在于，所述电磁输入面板包括多个竖直方向排布的电磁线圈组，其中，每组电磁线圈组包括多个水平方向交叉排布的电磁线圈，以使所述多个电磁线圈以矩阵形式排布而形成所述电磁感应层。
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