CN102799333B - 电磁触控装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁触控装置及其控制方法,属于电磁触控技术领域。本发明的电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔;其中,电磁笔包括第一加速度传感器模块,其获取电磁笔的第一倾角信息。电磁触控板包括:天线板,其接收电磁笔发送的第一倾角信息;第二加速度传感器模块,其获取电磁触控板的第二倾角信息;以及,控制板,其对第二倾角信息和天线板接收的第一倾角信息进行处理,得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。本发明的电磁触控装置及其控制方法,利用加速度传感器模块得到的倾角抖动小、可靠性高,并且在得到倾角的过程中不易受外界因素的影响,有效提高了因计算倾角而导致的笔迹延时的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电磁触控领域,特别是指一种电磁触控装置及其控制方法。
背景技术
作为一种重要的电子产品输入技术,电磁触控技术得到了越来越多的应用。电磁触控装置包括电磁触控板以及电磁笔,电磁触控板又可包括电磁触控控制板、电磁触控天线板。电磁触控控制板简称控制板,电磁触控天线板简称天线板。天线板发射和接收电磁波,或者只接收来自电磁笔的电磁信号,并将接收到的电磁信号传递给控制板,由控制板进行信号处理,最终得到电磁笔的一系列信息,如坐标、倾角以及压力等信息。
与电容式以及电阻式触控技术不同,电磁触控技术中电磁触控板与电磁笔不需要直接接触在一起,而通过电磁波就可以工作,而且具有定位精度高,可产生压感效果等优点。电磁触控技术的触控板和电磁笔之间可以放置任何非导电体,而几乎不影响触控效果。因此,电磁触控技术的应用范围非常广泛,可用于电磁绘图板以及绘图屏等领域。
在进行电磁触控时,在电磁笔与天线板之间通常存在一定的倾角,特别是在一些专业绘画工具的喷枪笔中,经常利用倾角的不同而产生不同的触控效果。在目前的电磁触控技术中,所述倾角的计算方法是,对天线板上不同的线圈接收到的电磁笔信号的强度进行相应的运算处理,并根据处理结果判断倾角的大小。然而,通过这种方式得到的倾角容易受到外界因素影响而出现较大抖动,如外界电磁干扰、安装于天线板背部的屏蔽材料材质的影响等都会影响到倾角的计算;并且,上述倾角的计算方法较为复杂,运算处理速度较慢,影响电磁触控装置向计算机发送的电磁信号的频率,从而影响了计算机向显示屏的“发点”速度,进而导致显示屏上所显示的笔迹存在一定的延时。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提出了一种电磁触控装置及其控制方法。
本发明的电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔,其中,电磁笔包括第一加速度传感器模块,其获取电磁笔的第一倾角信息。电磁触控板包括:天线板,其接收电磁笔发送的第一倾角信息;第二加速度传感器模块,其获取电磁触控板的第二倾角信息;和控制板,其对第二倾角信息和天线板接收的第一倾角信息进行处理,得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。
在本发明的电磁触控装置的控制方法中,电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔,电磁笔包括第一加速度传感器模块,电磁触控板包括天线板、第二加速度传感器模块和控制板,控制方法包括:第一倾角信息获取步骤,第一加速度传感器模块获取电磁笔的第一倾角信息;第一倾角信息接收步骤,天线板接收电磁笔发送的第一倾角信息;第二倾角信息获取步骤,第二加速度传感器模块获取电磁触控板的第二倾角信息;以及电磁笔相对倾角取得步骤,控制板对第二倾角信息和天线板接收的第一倾角信息进行处理,得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。
本发明的电磁触控装置及其控制方法,通过电磁笔中的第一加速度传感器检测出电磁笔相对于水平面的倾角,以及通过电磁触控板中的第二加速度传感器检测出电磁触控板相对于水平面的倾角,再进行简单的运算处理就可得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。
采用本发明的装置和方法,由于加速度传感器检测到的倾角均是相对于水平面的倾角,因而经过运算处理所得到的倾角抖动小、可靠性较高,并且在得到倾角的过程中不易受电磁干扰、天线板背部的屏蔽材料材质等外界因素的影响,提高了倾角检测的效果;并且,加速度传感器的功耗低、易于控制,简化了电磁笔相对于电磁触控板的倾角的运算过程,提高了运算处理速度,能够克服现有技术中因计算倾角而导致的笔迹延时的问题,具有实际的应用价值。
附图说明
图1是本发明的电磁触控装置的一个具体实施方式的结构示意图;
图2是本发明的电磁触控装置中第二加速度传感器的位置以及与其他部件的连接关系的一个实施例的示意图;
图3是本发明的电磁触控装置中第二加速度传感器的位置以及与其他部件的连接关系的另一个实施例的示意图;
图4是本发明的电磁触控装置中电磁笔的一个实施例的结构示意图;
图5是本发明的电磁触控装置中控制板的一个实施例的结构示意图;
图6是本发明的电磁触控装置的控制方法的一个具体实施方式的流程图。
具体实施方式
下面,结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1是本发明的电磁触控装置的一个具体实施方式的结构示意图。
如图1所示,电磁触控装置包括电磁触控板2和电磁笔1,其中,电磁笔包括第一加速度传感器模块3,用于获取电磁笔的第一倾角信息并发送给电磁触控板2。电磁触控板包括天线板5,第二加速度传感器模块4和控制板6。天线板5可以接收电磁笔1发送的第一倾角信息。第二加速度传感器模块4获取电磁触控板2的第二倾角信息。控制板6对第二倾角信息和天线板5接收的第一倾角信息进行处理,得到电磁笔1相对于电磁触控板2的倾角。这里,电磁笔1除了发送第一倾角信息外,还可以发送其他信息。
所述控制板6对第二倾角信息和第一倾角信息进行处理,具体包括:预先设定X、Y、Z方向的基准值,并将得到的所述第一倾角信息和第二倾角信息分别与所设定的基准值进行比较计算,分别得到第一倾角信息和第二倾角信息相对于所述基准值的第一相对角度信息和第二相对角度信息;对所得到的两个相对角度信息进行计算,得到电磁笔1相对于电磁触控板2的倾角。
这里,在得到第一相对角度信息和第二相对角度信息时,还可以在一定时间内采集多个第一倾角信息和第二倾角信息,再分别对所述第一倾角信息和第二倾角信息进行平均值计算,并将所得到的第一倾角信息的平均值和第二倾角信息的平均值分别与所设定的基准值进行比较计算,以消除外界干扰信息,从而获得较为准确的第一相对角度信息和第二相对角度信息。
第二加速度传感器模块4包括第二加速度传感器。优选地,当电磁触控板2水平放置时,第二加速度传感器与水平面的夹角为零。
第一加速度传感器模块3包括第一加速度传感器。优选地,当电磁笔1竖直放置时,第一加速度传感器与水平面的夹角为0或者90度角或者其他规定的角度。
加速度传感器可以在XYZ三个轴向上读取低重力水平的倾斜、摇摆并且具有低功耗特性;并且,加速度传感器检测到的倾角均是相对于水平面的倾角,因而经过运算处理所得到的倾角抖动小、可靠性较高,不易受电磁干扰、天线板背部的屏蔽材料材质等外界因素的影响;且电磁笔相对于电磁触控板的倾角的运算过程简单,处理速度较快,能够克服现有技术中因计算倾角而导致的笔迹延时的问题。
图2是本发明的电磁触控装置中第二加速度传感器的位置以及与其他部件的连接关系的一个实施例的示意图。
如图2所示,第二加速度传感器模块4设置于控制板6上。优选地,控制板6与天线板5位于相互平行的平面内。
优选地,控制板6包括主处理器(即,主MCU)61,其I/O接口62直接或者通过物理连接配件(图中未示出)与第二加速度传感器模块4电学连接,以从第二加速度传感器模块4得到第二倾角信息。
具体讲,I/O接口可以为通用I/O接口,也可以为其他接口,这是由加速度传感器自身的特点决定的。
优选地,第二加速度传感器模块4还可以包括外围电路,如晶振电路等。根据加速度传感器型号的不同,外围电路也不同,比如有些加速度传感器需要外部晶振,有些加速度传感器就不需要外部晶振。
图3是本发明的电磁触控装置中第二加速度传感器的位置以及与其他部件的连接关系的另一个实施例的示意图。
如图3所示,第二加速度传感器模块4设置于天线板5上。在本实施例中,天线板5与控制板6可以不在相互平行的平面内。
优选地,天线板5通过物理连接模块63与控制板6连接。具体讲,物理连接模块63可以是连接器、连接线等能把天线板5与电磁控制6连接在一起的物理配件。
优选地,控制板6包括主处理器(即,主MCU)61,其I/O接口62直接或者通过物理连接配件(图中未示出)与第二加速度传感器模块4电学连接,以从第二加速度传感器模块4得到第二倾角信息。
具体讲,I/O接口可以为通用I/O接口,也可以为其他接口,这是由加速度传感器自身的特点决定的。
优选地,第二加速度传感器模块4还可以包括外围电路,如晶振电路等。根据加速度传感器型号的不同,外围电路也不同,比如有些加速度传感器需要晶振,有些加速度传感器就不需要晶振。
图4是本发明的电磁触控装置中电磁笔的一个实施例的结构示意图。
如图4所示,电磁笔1除了包括第一加速度传感器模块3外,还包括微处理器11,供电模块12和发射模块13。微处理器11的I/O接口与第一加速度传感器模块3电学连接,并通过第一加速度传感器模块3得到第一倾角信息。供电模块12对微处理器11和第一加速度传感器模块3供电。发射模块13在微处理器11的控制下将第一倾角信息以数字编码的方式以固定的频率发射出去。
优选地,第一加速度传感器模块3还可以包括外围电路,如晶振电路等。根据加速度传感器型号的不同,外围电路也不同,比如有些加速度传感器需要外部晶振,有些加速度传感器就不需要外部晶振。
优选地,供电模块12为电池或者激磁线圈和稳压电路。激磁线圈和稳压电路通过外部固定频率的电磁激励产生稳定的电压。
图5是本发明的电磁触控装置中控制板的一个实施例的结构示意图。
如图5所示,控制板6除了包括主处理器61外,还可以包括放大器63、信号处理电路64、积分电路65和模数转换器66。放大器63将天线板5接收的电磁波中包含的第一倾角信息进行放大。信号处理电路64对放大器63放大后的信号进行处理,如滤波处理等。积分电路65对信号处理电路64处理后的信号进行积分。模数转换器66将积分电路65积分后的信号转换为数字信号。其中,主处理器61对第二倾角信息和数字信号进行处理,得到电磁笔1相对于电磁触控板2的倾角。图5为原理性示意图,说明信号从接收到信号处理进而到主处理器61需要经过的过程。当然,这里模数转换器66和主处理器61可以是两个单独的个体,也可以将模数转换器66内置在主处理器61中。
图6是本发明的电磁触控装置的控制方法的一个具体实施方式的流程图。
如图6所示,本实施方式的电磁触控装置的控制方法除了包括手写扫描步骤S1之外,还包括第一倾角信息获取步骤S2,第一倾角信息接收步骤S3,第二倾角信息获取步骤S4和电磁笔相对倾角取得步骤S5。在第一倾角信息获取步骤S2中,第一加速度传感器模块3获取电磁笔1的第一倾角信息。在第一倾角信息接收步骤S3中,天线板5接收电磁笔1发送的第一倾角信息。在第二倾角信息获取步骤S4中,第二加速度传感器模块4获取电磁触控板2的第二倾角信息。在电磁笔相对倾角取得步骤S5中,控制板6对第二倾角信息和天线板5接收的第一倾角信息进行处理,得到电磁笔1相对于电磁触控板2的倾角。
所述控制板6对第二倾角信息和第一倾角信息进行处理,具体包括:预先设定X、Y、Z方向的基准值,并将得到的所述第一倾角信息和第二倾角信息分别与所设定的基准值进行比较计算,分别得到第一倾角信息和第二倾角信息相对于所述基准值的第一相对角度信息和第二相对角度信息;对所得到的两个相对角度信息进行计算,得到电磁笔1相对于电磁触控板2的倾角。
这里,在得到第一相对角度信息和第二相对角度信息时,还可以在一定时间内采集多个第一倾角信息和第二倾角信息,再分别对所述第一倾角信息和第二倾角信息进行平均值计算,并将所得到的第一倾角信息的平均值和第二倾角信息的平均值分别与所设定的基准值进行比较计算,以消除外界干扰信息,从而获得较为准确的第一相对角度信息和第二相对角度信息。
Claims (14)
1.一种电磁触控装置,其特征在于,包括电磁触控板和电磁笔,其中,
所述电磁笔包括第一加速度传感器模块,其获取所述电磁笔的第一倾角信息;以及,
所述电磁触控板包括:
天线板,其接收所述电磁笔发送的第一倾角信息;
第二加速度传感器模块,其获取所述电磁触控板的第二倾角信息;和
控制板,其对所述第二倾角信息和所述天线板接收的所述第一倾角信息进行处理,得到所述电磁笔相对于所述电磁触控板的倾角;
所述控制板对第二倾角信息和第一倾角信息进行处理,具体包括:预先设定X、Y、Z方向的基准值,并将得到的所述第一倾角信息和第二倾角信息分别与所设定的基准值进行比较计算,分别得到第一倾角信息和第二倾角信息相对于所述基准值的第一相对角度信息和第二相对角度信息;对所得到的两个相对角度信息进行计算,得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。
2.根据权利要求1所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第二加速度传感器模块包括第二加速度传感器,当所述电磁触控板水平放置时,所述第二加速度传感器与水平面的夹角为零。
3.根据权利要求2所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第二加速度传感器模块设置于所述控制板上,所述控制板与所述天线板位于相互平行的平面内。
4.根据权利要求2所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第二加速度传感器模块设置于所述天线板上。
5.根据权利要求4所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第二加速度传感器模块还包括晶振电路。
6.根据权利要求1或5所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第一加速度传感器模块包括第一加速度传感器,当所述电磁笔竖直放置时,所述第一加速度传感器与水平面的夹角为0°或90°或者其他规定的角度。
7.根据权利要求6所述的电磁触控装置,其特征在于,
所述第一加速度传感器模块还包括晶振电路。
8.根据权利要求7所述的电磁触控装置,其特征在于,所述控制板包括:
主处理器,其I/O接口直接或通过物理连接配件与所述第二加速度传感器模块电学连接,通过所述第二加速度传感器模块得到所述第二倾角信息。
9.根据权利要求8所述的电磁触控装置,其特征在于,所述控制板还包括:
放大器,其将所述天线板接收的所述第一倾角信息进行放大;
信号处理电路,其对所述放大器放大后的信号进行处理;
积分电路,其对所述信号处理电路处理后的信号进行积分;以及,
模数转换器,其将所述积分电路积分后的信号转换为数字信号;
其中,
所述主处理器对所述第二倾角信息和所述数字信号进行处理,得到所述电磁笔相对于所述电磁触控板的倾角。
10.根据权利要求9所述的电磁触控装置,其特征在于,所述电磁笔还包括:
微处理器,其I/O接口与所述第一加速度传感器模块电学连接,以从所述第一加速度传感器模块得到所述第一倾角信息;
供电模块,其对所述微处理器和所述第一加速度传感器模块供电;以及,
发射模块,其在微处理器的控制下将所述第一倾角信息以数字编码的方式以固定的频率发射出去。
11.根据权利要求10所述的电磁触控装置,其特征在于,所述供电模块包括电池。
12.根据权利要求10所述的电磁触控装置,其特征在于,所述供电模块包括激磁线圈和稳压电路,其通过外部的固定频率的电磁激励产生稳定的电压。
13.根据权利要求12所述的电磁触控装置,其特征在于,所述天线板与所述控制板通过物理连接模块连接。
14.一种电磁触控装置的控制方法,其特征在于,所述电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔,所述电磁笔包括第一加速度传感器模块,所述电磁触控板包括天线板、第二加速度传感器模块和控制板,所述控制方法包括:
第一倾角信息获取步骤,所述第一加速度传感器模块获取所述电磁笔的第一倾角信息;
第一倾角信息接收步骤,所述天线板接收所述电磁笔发送的第一倾角信息;
第二倾角信息获取步骤,所述第二加速度传感器模块获取所述电磁触控板的第二倾角信息;以及
电磁笔相对倾角取得步骤,所述控制板对所述第二倾角信息和所述天线板接收的所述第一倾角信息进行处理,得到所述电磁笔相对于所述电磁触控板的倾角;其中,所述控制板对第二倾角信息和第一倾角信息进行处理,具体包括:预先设定X、Y、Z方向的基准值,并将得到的所述第一倾角信息和第二倾角信息分别与所设定的基准值进行比较计算,分别得到第一倾角信息和第二倾角信息相对于所述基准值的第一相对角度信息和第二相对角度信息;对所得到的两个相对角度信息进行计算,得到电磁笔相对于电磁触控板的倾角。
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