CN104346020A - 建立电磁笔压力阶度补偿参数表的方法和电磁感应压力阶度的修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种建立电磁笔压力阶度补偿参数表的方法和电磁笔的电磁感应压力阶度的修正方法。后者是首先将电磁笔置于触控面板上，触控面板具有感应层与至少一个感应线圈于透明基板上，感应线圈位于感应层的外围与透明基板的周边区域。接着计算该电磁笔的信号强度并根据电磁笔的频率计算压力阶度值。然后根据信号强度计算电磁笔与感应线圈距离，以确定电磁笔的位置。接着根据位置查询压力阶度补偿参数表以取得压力阶度补偿参数值。最后将压力阶度值加上压力阶度补偿参数值以获得校正压力阶度值。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电磁笔的电磁感应压力阶度的修正方法，特别是有关于一种使用压力阶度补偿参数表的电磁感应压力阶度的修正方法。
背景技术
电磁式输入技术是使用电磁笔与具有感应线圈的输入装置。电磁笔具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，另外还可具有侧边按键（作为右键／中键）功能以及电磁笔尾部橡皮擦功能以增加使用上的功能及弹性。
被广泛应用的触控面板则是以电容式触控输入技术为主流。触控面板模块中包含可储存电荷的感应层。位于触控荧幕周边的感应器施加电场于触控面板表面，并形成电容。对于被动式触控源而言，例如使用者的手指或导电装置，当触控源接触触控面板表面时与位于触控面板周边的感应器之间将产生电流。不同触控面板周边的感应器产生的电流差异可用于计算触控点位于触控面板表面的位置。由于被动式触控面板必须以导体才能有效运作，当使用非导电装置例如使用者戴手套或非导体触控笔（stylus）时被动式触控面板的运作效果并不理想。对于主动式电容触控输入技术而言，当触控点感应到触控动作时，主动元件自触控点发出激发信号电流至感应器，并因此计算触控点位于触控面板表面的位置。
电磁式输入技术的优点是如以上所述具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，可是如果用手或是其他的接触物直接点选不会有反应，必需要有特定的电磁笔才可以操作。电容式触控输入技术的优点是可以用手或是任何的接触物进行输入操作，且多点式触控可利用手势变化进行多样化的操作，根据特有的对应动作，可产生多种应用。因此若将电磁式与电容式输入技术整合进入触控面板可兼具两种输入技术的优点，并可大幅提高使用的便利性。
不过触控面板的发展趋势是趋向重量轻、厚度薄以及低成本。虽然将电磁感应线圈基板置于触控面板后方有不影响触控面板光学特性的优点，但仍须增加额外的感应线圈印刷电路板（PCB），使得触控面板的重量及成本均增加，且在制造上也有显示面板与电磁感应线圈基板对位的问题。
因此为了节省成本，新的技术出现将感应线圈基板省略直接将感应线圈形成于触控面板上的趋势。甚至仅将感应线圈形成于触控面板的感应层 四周。不过由于感应线圈仅位于感应层四周，电磁笔在感应线圈内的不同位置，发出或接收到的信号会出现强度不同的现象，也导致产生的压力阶度出现误差的问题。因此，有必要找出一种改善的对策，以解决电磁笔因位于感应线圈内的不同位置而出现压力阶度误差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电磁笔的电磁感应压力阶度的修正方法。利用对应坐标的电磁笔压力阶度补偿参数表，在电磁笔于触控面板上使用压力阶度功能时，根据所处位置的坐标自动查询压力阶度补偿参数表补偿校正以获得较接近真实数值的压力阶度值，可有效避免因电磁笔与位于触控面板四周感应线圈之间的距离不同而造成信号强度不均所导致的压力阶度误差的问题。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的建立电磁笔压力阶度补偿参数表的方法，其包含：将具有标准频率与标准信号强度值的电磁笔置于触控面板上，该触控面板具有感应层与至少一个感应线圈于透明基板上，该感应线圈位于该感应层的外围与该透明基板的周边区域；测量该电磁笔各预定位置所接收到的信号强度值；将信号强度值减去该标准信号强度值以计算该电磁笔与该感应线圈之间的距离，并确定该各预定位置；测量该触控面板上该各预定位置所接收到的该电磁笔的频率值；及将该频率值减去该标准频率值以产生该各预定位置的误差值以建立压力阶度补偿参数表。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的方法，其中该感应层包含电容感应层。
前述的方法，其中该电磁笔包含由导体材料构成的笔芯。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的电磁笔的电磁感应压力阶度的修正方法，其包括以下步骤：将电磁笔置于触控面板上，该触控面板具有感应层与至少一个感应线圈于透明基板上，该感应线圈位于该感应层的外围与该透明基板的周边区域；计算该电磁笔的信号强度并根据该电磁笔的频率计算压力阶度值；根据该信号强度计算该电磁笔与该感应线圈距离，以确定该电磁笔的位置；根据该位置查询前述的该压力阶度补偿参数表以取得压力阶度补偿参数值；及将该压力阶度值加上该压力阶度补偿参数值以获得校正压力阶度值。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：本发明利用对应坐标的电磁笔压力阶度补偿参数表，在电磁笔于触控面板上使用压力阶度功能时，根据电磁笔信号强度计算电磁笔与感应线圈距离，以确定电磁笔位置并借以自动查询压力阶度补偿参数表补偿校正以获得较接近真 实数值的压力阶度值，可有效避免因电磁笔与位于触控面板四周感应线圈之间的距离不同而造成信号强度不均所导致的压力阶度误差的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1显示触控面板的感应基板。
图2显示可使用于图1所示的感应基板的电磁笔。
图3A显示触控面板的触控感应模块的功能方框图。
图3B显示触控面板的另一种触控感应模块的功能方框图。
图4显示感应线圈。
图5A至图5C显示感应线圈接收到的电磁笔信号强度与电磁笔位于感应线圈内位置的关系。
图6显示触控面板上感应线圈内一预定位置。
图7A显示本发明的一实施例建立压力阶度补偿参数表的方法流程图。
图7B显示本发明的一实施例计算电磁笔与触控面板上感应线圈之间距离的方法流程图。
图7C显示本发明的一实施例电磁感应压力阶度的修正方法流程图。
具体实施方式
本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以权利要求书的范围为准。再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。
图1显示触控面板的感应基板。感应基板10具有电容感应层14与电磁感应线圈16位于透明基板12上。感应基板10一般置于触控面板的液晶面板上方。透明基板12一般为玻璃基板，但亦不排除使用其他透明基板。电容感应层14包含多个感应电极（detection electrode）及连接感应电极至触控感应控制电路的导体线路。感应电极排列组成感应侦测区域，当接触物例如使用者手指接近或接触感应电极时，使用者手指与感应电极之间即构成电容。使用者手指位于感应侦测区域上的位置即接近或接触的感应电极的位置，而感应电极的电容值则因使用者手指与感应电极之间的电容而改变。
电磁感应线圈16包含多个金属导体线圈，配置于电容感应层14外围透明基板12上的周边区域，并连接至电磁感应控制电路。电磁感应线圈16可接收侦测电磁笔发出的信号，借由电磁笔频率的变化辨识电磁笔笔尖压感阶度变化、按键是否被按下以及电磁笔尾部橡皮擦功能是否被使用等操作。
图2显示可使用于图1所示的感应基板的电磁笔。电磁笔20包含笔壳21、笔芯22、电路板24、铁心（ferrite core）26及按键28。为了能够在图1所示的感应基板上使用，笔芯22为导体材料构成，例如金属材料。笔芯22一般为可移动以模拟及反应电磁笔20的笔尖压感阶度变化。一般的设计为笔芯22移动可带动电磁笔20的发射信号频率变化，以反应电磁笔20的笔尖压感阶度变化。由笔芯22移动带动的电磁笔20的发射信号频率变化通常借由电磁笔20的共振电路中电感值的变化达成。例如笔芯22与铁心26相对位置的变化造成共振电路中电感值的变化，或是笔芯22移 动造成铁心26与其他铁心相对位置的变化造成共振电路中电感值的变化。铁心26则以导线连接电路板24，电路板24上具有电磁笔20的共振电路与控制电路等。按键28可借由电路板24上的开关改变电磁笔20的发射信号频率，以执行电磁笔20预设的功能。
图3A显示触控面板的触控感应模块的功能方框图。触控面板的触控感应模块1包含感应基板10、电磁感应控制电路30、触控感应控制电路40及处理器50。电磁感应控制电路30用于处理电磁感应线圈16接收来自电磁笔的信号，以计算电磁笔信号的频率变化，以供后续产生笔尖压感阶度变化、按键被按下等预先设定欲执行的功能。触控感应控制电路40用于处理来自电容感应层14的触控信号，以产生电磁笔坐标位置。电磁感应控制电路30一般包含双通道多工器、功率放大及过滤电路、取样电路以及微处理器等。触控感应控制电路40则包含多通道多工器、功率放大及过滤电路、取样电路以及微控制器等。处理器50则根据电磁感应控制电路30与触控感应控制电路40输出的信号，整合处理因电磁笔信号的频率变化产生的笔尖压感阶度变化、按键被按下等信号，以及电磁笔坐标位置的信号。
值得注意的是电磁感应控制电路30与触控感应控制电路40并不必然是分开的实体元件，而仅是执行不同功能的部分。亦即电磁感应控制电路30与触控感应控制电路40亦可为单一实体元件中执行不同功能的部分。图3B显示触控面板的另一种触控感应模块的功能方框图。
触控感应模块1包含感应基板10、电磁及触控感应控制电路31及处理器50。电磁及触控感应控制电路31用于处理电磁感应线圈16接收来自电磁笔的信号以及处理来自电容感应层14的触控信号，以分别计算电磁笔信号的频率变化及产生电磁笔坐标位置，以供后续产生笔尖压感阶度变化、按键被按下等预先设定欲执行的功能。电磁及触控感应控制电路31一般包含双通道多工器、功率放大及过滤电路、取样电路以及微处理器等。处理器50则根据电磁及触控感应控制电路31输出的信号，整合处理因电磁笔信号的频率变化产生的笔尖压感阶度变化、按键被按下等信号，以及电磁笔坐标位置的信号。
如前述电磁笔的笔尖压感阶度变化是利用电磁感应线圈接收到电磁笔信号的频率变化产生。由于感应线圈是形成于触控面板的电容感应层四周，不论电磁笔是位于感应线圈内的任何位置，都是由电容感应层四周感应线圈接收信号，但不同位置与感应线圈之间的距离并不相同，因此造成发出或接收到的信号会出现强度不均匀的现象，同时导致所产生的压力阶度出现误差的问题。此问题会随触控面板或感应线圈的尺寸增大而更加恶化。图4显示感应线圈，而图5A至图5C显示感应线圈接收到的电磁笔信号强度与电磁笔位于感应线圈内位置的关系。如图4及图5A至图5C所示，当 感应线圈的尺寸L越大时，感应线圈接收到的信号强度不均匀的现象就越明显，也就是当电磁笔距离感应线圈越远，感应线圈接收到的电磁笔信号强度就越弱。
在本发明的一实施例中，是根据触控面板上电磁笔的信号强度，并利用压力阶度补偿参数表来补偿压力阶度的漂移。首先以具有标准频率的电磁笔，并利用电磁笔与触控面板上感应线圈之间的距离计算触控面板上各预定位置，并计算各预定位置所接收到电磁笔的频率值。图6显示触控面板上感应线圈内一预定位置。由于感应线圈所感应到的电磁笔信号强度随电磁笔与感应线圈之间的距离增加而减少，因此根据感应线圈所感应到的电磁笔信号强度衰减程度可反推出电磁笔与触控面板上感应线圈之间的距离，例如与感应线圈垂直线段部分的距离X以及与感应线圈水平线段部分的距离Y。最后，以所量得各预定位置的频率值减去标准值，便可获得各预定位置的误差值，并建立一个压力阶度补偿参数表。
图7A显示本发明的一实施例建立电磁笔压力阶度补偿参数表的方法流程图。如图7A所示，首先于步骤70中，将具有标准频率的电磁笔置于触控面板上的预定位置。接着于步骤71中，测量各预定位置所接收到的电磁笔频率值。最后于步骤72中，将电磁笔频率值减去电磁笔的标准频率值可获得各预定位置的误差值以建立压力阶度补偿参数表。压力阶度补偿参数表可内建于处理器或电磁感应控制电路或电磁及触控感应控制电路的韧体程序中。
如以上所述，触控面板上各预定位置是借由电磁笔与触控面板上感应线圈之间的距离决定。由于感应线圈所感应到的电磁笔信号强度随电磁笔与感应线圈之间的距离增加而减少，因此根据感应线圈所感应到的电磁笔信号强度衰减程度可反推出电磁笔与触控面板上感应线圈之间的距离。图7B显示本发明的一实施例计算电磁笔与触控面板上感应线圈之间距离的方法流程图。如图7B所示，首先于步骤73中，将具有标准信号强度值的电磁笔置于触控面板上的预定位置。接着于步骤74中，测量电磁笔各预定位置所接收到的信号强度值。最后于步骤75中，信号强度值减去标准信号强度值以计算电磁笔感应线圈距离，并确定预定位置。
利用压力阶度补偿参数表，当电磁笔于触控面板上使用时，可执行电磁感应压力阶度的修正方法以修正补偿电磁笔的感应压力阶度。图7C显示本发明的一实施例电磁感应压力阶度的修正方法流程图。如图7C所示，首先于步骤76中，将电磁笔置于触控面板上。接着于步骤77中，计算电磁笔信号强度并根据电磁笔的频率计算压力阶度值。然后于步骤78中，根据电磁笔信号强度计算电磁笔与感应线圈距离，以确定电磁笔位置并查询补 偿参数表取得压力阶度补偿参数值。最后于步骤79中，将压力阶度值加上压力阶度补偿参数值以获得校正后的压力阶度值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种建立电磁笔压力阶度补偿参数表的方法，其特征在于其包含：
将具有标准频率与标准信号强度值的电磁笔置于触控面板上，该触控面板具有感应层与至少一个感应线圈于透明基板上，该感应线圈位于该感应层的外围与该透明基板的周边区域；
测量该电磁笔各预定位置所接收到的信号强度值；
将信号强度值减去该标准信号强度值以计算该电磁笔与该感应线圈之间的距离，并确定该各预定位置；
测量该触控面板上该各预定位置所接收到的该电磁笔的频率值；及
将该频率值减去该标准频率值以产生该各预定位置的误差值以建立压力阶度补偿参数表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该感应层包含电容感应层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该电磁笔包含由导体材料构成的笔芯。
4.一种电磁笔的电磁感应压力阶度的修正方法，其特征在于其包括：
将电磁笔置于触控面板上，该触控面板具有感应层与至少一个感应线圈于透明基板上，该感应线圈位于该感应层的外围与该透明基板的周边区域；
计算该电磁笔的信号强度并根据该电磁笔的频率计算压力阶度值；
根据该信号强度计算该电磁笔与该感应线圈距离，以确定该电磁笔的位置；
根据该位置查询权利要求1的该压力阶度补偿参数表以取得压力阶度补偿参数值；及
将该压力阶度值加上该压力阶度补偿参数值以获得校正压力阶度值。
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