TW202134686A

TW202134686A - 電磁感應式座標定位裝置

Info

Publication number: TW202134686A
Application number: TW109118857A
Authority: TW
Inventors: 許瓊文
Original assignee: 大陸商深圳普贏創新科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2021-09-16
Also published as: CN113358013A; US20210278194A1; JP2021140724A; CN113358013B; TWI714512B; US11313661B2; JP7013534B2

Abstract

本案提供一種電磁感應式座標定位裝置包含第一感應線圈、第二感應線圈、第一放大電路、第二放大電路及控制電路。第一感應線圈及第二感應線圈在指標元件鄰近時分別產生第一感應訊號及第二感應訊號，第一放大電路及第二放大電路可電性連接第一感應線圈及第二感應線圈，以接收第一感應訊號及第二感應訊號。控制電路在第一放大電路及第二放大電路接收第一感應訊號及第二感應訊號時控制第一放大電路及第二放大電路放大第一感應訊號及第二感應訊號，使放大後之第一感應訊號及放大後之第二感應訊號的功率位準達到第一預設位準及第二預設位準。

Description

電磁感應式座標定位裝置

本案是關於一種電磁感應式座標定位裝置，且特別是具有放大電路之電磁感應式座標定位裝置。

隨著科技的進步，電磁感應式座標定位裝置已廣泛應用於手機、平板電腦等各種電子裝置產品，而現今人們對於電子裝置要求也越來越高。由於希望有更好的視覺體驗，在電子裝置的外觀上漸漸走向窄邊框的趨勢，窄邊框的限制導致內部的感應線圈佈局面臨不小的考驗，位於邊框的感應線圈往往因為縮減感應線圈的佈局而導致感應線圈產生的感應訊號電壓位準衰減，進而造成使用者在使用電磁感應式座標定位裝置時出現操作不順暢的問題。

再者，電磁感應式座標定位裝置內的一些元件亦影響感應線圈，導致感應線圈產生的感應磁場減弱，例如電磁感應式座標定位裝置包含金屬元件及導磁元件。進一步，若電磁感應式座標定位裝置使用不適當之配件，其配件亦導致感應線圈產生的感應磁場減弱。除此之外，也很常因使用者擺放電磁感應式座標定位裝置距離順磁性或反磁性物體太過靠近而造成感應訊號受到影響。以上種種提及之問題皆為目前在開發電磁感應式座標定位裝置時最常面對且迫切需要解決之問題。

本案提供一種電磁感應式座標定位裝置。電磁感應式座標定位裝置包含第一感應線圈、第二感應線圈、第一放大電路、第二放大電路及控制電路。第一感應線圈用以在指標元件鄰近時產生第一感應訊號，第二感應線圈用以在指標元件鄰近時產生第二感應訊號，第一放大電路具有第一放大增益，用以電性連接第一感應線圈及第二感應線圈中之一者，以接收第一感應訊號及第二感應訊號中之一者，第二放大電路具有第二放大增益，用以電性連接第一感應線圈及第二感應線圈中之另一者，以接收第一感應訊號及第二感應訊號中之另一者，在第一放大電路及第二放大電路分別接收第一感應訊號及第二感應訊號時，控制電路控制第一放大電路以第一放大增益放大第一感應訊號並控制第二放大電路以第二放大增益放大第二感應訊號，其中第一放大增益係大於第二放大增益，並且，在第一放大電路及第二放大電路分別接收第二感應訊號及第一感應訊號時，控制電路控制第二放大電路以第二放大增益放大第一感應訊號且控制第一放大電路以第一放大增益放大第二感應訊號，其中第二放大增益係大於第一放大增益，使放大後之第一感應訊號的電壓位準達到第一預設位準，且放大後之第二感應訊號的電壓位準達到第二預設位準。

請參照圖1及圖2，圖1及圖2係為根據本發明之電磁感應式座標定位裝置2之一實施例與適用於電磁感應式座標定位裝置2之指標元件1之一實施例的示意圖。其中電磁感應式座標定位裝置2可為手機、平板電腦或筆記型電腦。電磁感應式座標定位裝置2具有工作區域29，指標元件1可接觸或不接觸電磁感應式座標定位裝置2之工作區域29，當指標元件1的位置鄰近於工作區域29時，電磁感應式座標定位裝置2可感應並計算指標元件1的位置，並接收指標元件1發送之訊號。當指標元件1接觸電磁感應式座標定位裝置2時，電磁感應式座標定位裝置2除可感應並計算指標元件1的位置並可接收來自指標元件1之壓力訊號。並且，如圖1、2所示，電磁感應式座標定位裝置2可以有線或無線的方式通訊於其他電子裝置3。在一實施例中，電磁感應式座標定位裝置2可為手寫板、手機、平板電腦、筆記型電腦、數位板或智能筆記本等，指標元件1可為電磁感應式之筆、滑鼠或定位盤等，電子裝置3可為手機、平板電腦或筆記型電腦。

在配置上，感應線圈24、25、26係沿著同一軸向（例如，X軸及Y軸）排列之複數圈數之感應線圈，且相鄰之兩感應線圈之間係彼此交錯地排列，例如相鄰之兩感應線圈24、25彼此之間係交錯地排列，相鄰之兩感應線圈25、26彼此之間係交錯地排列，依此類推不再贅述。第一感應線圈24耦接於第一放大電路21及第二放大電路22，第二感應線圈25耦接於第一放大電路21及第二放大電路22，第一放大電路21及第二放大電路22耦接於控制電路28，換言之，第一放大電路21耦接在第一感應線圈24及第二感應線圈25與控制電路28之間，第二放大電路22耦接在第一感應線圈24及第二感應線圈25與控制電路28之間。

其中，感應線圈24～26中之複數感應線圈係可同步地掃描指標元件1之位置，當指標元件1接近電磁感應式座標定位裝置2時，根據指標元件1之位置，鄰近於指標元件1之相鄰感應線圈之間可分別產生感應訊號。舉例來說，當指標元件1鄰近於第一感應線圈24時，相鄰之第二感應線圈25及第一感應線圈24本身可分別產生第二感應訊號S2及第一感應訊號S1，且感應訊號S1、S2之間係具有不相同之電壓位準，當指標元件1鄰近於第二感應線圈25時，相鄰之感應線圈24、26及第二感應線圈25本身可分別產生感應訊號S1、S3、S2，且感應訊號S1、S3、S2之間係具有不相同之電壓位準，其餘則依此類推不再贅述。在一實施例中，感應線圈24、25、26可包含複數迴路，圖3係以感應線圈24～26分別包含兩個迴路為例。

第一放大電路21可電性連接第一感應線圈24與第二感應線圈25兩者之中的其一感應線圈，第二放大電路22可電性連接第一感應線圈24與第二感應線圈25兩者之中的另一感應線圈。第一放大電路21具有第一放大增益，第二放大電路22具有第二放大增益。第一放大電路21及第二放大電路22可放大第一感應訊號S1及第二感應訊號S2。在一實施例中，第一感應線圈24之感應線圈佈局係受到電磁感應式座標定位裝置2的機構條件的限制。舉例來說，電磁感應式座標定位裝置2具有工作區域29，相較於第二感應線圈25，第一感應線圈24較鄰近於前述工作區域29的邊緣區域，可佈局第一感應線圈24之區域小於可佈局第二感應線圈25之區域。因此，受到電磁感應式座標定位裝置2的機構條件的限制，第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1的電壓位準無法達到理想值，相較於第二感應線圈25產生的第二感應訊號S2，第一放大電路21及第二放大電路22需額外放大第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1。

詳細而言，以下可分別就前述兩種情況描述：當第一放大電路21電性連接第一感應線圈24且第二放大電路22電性連接第二感應線圈25時，第一放大電路21接收第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1，第二放大電路22接收第二感應訊號S2，控制電路28控制第一放大電路21以第一放大增益放大第一感應訊號S1，以產生放大後的第一感應訊號S4，且控制電路28控制第二放大電路22以第二放大增益放大第二感應訊號S2，以產生放大後的第二感應訊號S5。其中，由於第一放大電路21需對第一感應訊號S1進行額外之放大，第一放大增益係大於第二放大增益，舉例來說，第二放大增益可為「1」，第一放大增益為大於「1」，例如第一放大增益可為「1.2」，或者，第二放大增益可為「2」，第一放大增益可為「2.4」，使放大後的第一感應訊號S4的電壓位準達到理想之預設位準（以下稱為第一預設位準），且放大後的第二感應訊號S5的電壓位準亦達到理想之另一預設位準（以下稱為第二預設位準）。

另一方面，當第一放大電路21電性連接第二感應線圈25且第二放大電路22電性連接第一感應線圈24時，第一放大電路21接收第二感應線圈25產生的第二感應訊號S2，第二放大電路22接收第一感應訊號S1，控制電路28控制第一放大電路21以第一放大增益放大第二感應訊號S2，以產生放大後的第二感應訊號S5，且控制電路28控制第二放大電路22以第二放大增益放大第一感應訊號S1，以產生放大後的第一感應訊號S4。其中，由於第二放大電路22需對第一感應訊號S1進行額外之放大，第二放大增益係大於第一放大增益，舉例來說，第一放大增益可為「1」，第二放大增益為大於「1」，例如第二放大增益可為「1.2」，或者，第一放大增益可為「2」，第二放大增益可為「2.4」，使放大後的第一感應訊號S4的電壓位準達到理想之第一預設位準，且放大後的第二感應訊號S5的電壓位準亦達到理想之第二預設位準。

在一些實施例中，根據指標元件1於電磁感應式座標定位裝置2上之不同坐落位置，其第一預設位準及第二預設位準可為變動的電壓位準，且第一預設位準可相同或不相同於第二預設位準。

基此，當使用者使用電磁感應式座標定位裝置2時，放大電路21、22可在接收到第一感應訊號S1時以較大之放大增益校調第一感應訊號S1的電壓位準。如此可以防止第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1的電壓受電磁感應式座標定位裝置2的機構限制造成衰減而導致感應不良或操作不順暢之情形，甚至是影響電磁感應式座標定位裝置2偵測觸控動作之座標的準確度，因此可使使用者在操作指標元件1與電磁感應式座標定位裝置2時能更為流暢方便。

在一些實施例中，如圖3所示，電磁感應式座標定位裝置2更包含第三感應線圈26及第三放大電路23，第三感應線圈26耦接於第一放大電路21、第二放大電路22及第三放大電路23，其中第三放大電路23亦耦接於控制電路28，感應線圈24、25、26之間的位置排序為第二感應線圈25在第一感應線圈24及第三感應線圈26的中間，第一感應線圈24與第二感應線圈25相鄰，且第二感應線圈25與第三感應線圈26相鄰，也就是在第一感應線圈24、第二感應線圈25及第三感應線圈26上對應相同的任一位置上分別標記測量點，第一感應線圈24與第三感應線圈26之間的垂直距離大於相鄰的第二感應線圈25與第三感應線圈26之間的垂直距離L2，且相鄰的第二感應線圈25與第三感應線圈26之間的垂直距離L2大於相鄰的第一感應線圈24與第二感應線圈25之間的垂直距離L1。

如前所述，在電磁感應式座標定位裝置2中的感應線圈佈局受到電磁感應式座標定位裝置2機構條件的限制，舉例來說，由於第一感應線圈24受到電磁感應式座標定位裝置2的邊緣空間的限制，導致第一感應線圈24的整體寬度縮邊，也就是第一感應線圈24與第二感應線圈25之間的垂直距離L1小於第三感應線圈26與第二感應線圈25之間的垂直距離L2，即第一感應線圈24的整體迴路寬度小於第二感應線圈25及第三感應線圈26的整體迴路寬度。於是，當放大電路21、22、23中之一者接收到第一感應線圈24產生之第一感應訊號S1時，接收第一感應訊號S1之放大電路需對第一感應訊號S1進行額外之放大。

在一些實施例中，舉例第一感應線圈24與第二感應線圈25的感應線圈佈局均受到電磁感應式座標定位裝置2機構條件的限制，也就是感應線圈24、25均縮邊，且第一感應線圈24的整體迴路寬度小於第二感應線圈25的整體迴路寬度，且第二感應線圈25的整體迴路寬度小於第三感應線圈26的整體迴路寬度。當放大電路21、22、23中之兩者分別接收到第一感應訊號S1及第二感應訊號S2時，接收到第一感應訊號S1及第二感應訊號S2之兩放大電路需對第一感應訊號S1及第二感應訊號S2進行額外之放大。

舉例來說，以第一放大電路21、第二放大電路22及第三放大電路23分別接收第一感應訊號S1、第二感應訊號S2及第三感應訊號S3為例，第一放大增益及第二放大增益大於第三放大電路23的放大增益（以下稱為第三放大增益），且第一放大增益大於第二放大增益，例如，第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益可分別為1.2倍、1.1倍及1倍。

在一些實施例中，電磁感應式座標定位裝置2更包含導磁膜片設置在感應線圈24、25、26的下方。在佈局時，更需考慮導磁膜片之導磁係數是否影響電磁感應式座標定位裝置2中用於電子羅盤之偵測地磁的微機電元件之運作，若導磁膜片鄰近於微機電元件，即導磁膜片與微機電元件之間之距離位於干擾微機電元件運作之一干擾範圍內，則導磁膜片之導磁係數需降低，以避免影響微機電元件運作。於是，當導磁膜片之導磁係數降低時，例如導磁係數小於一預設值，若指標元件1靠近感應線圈24、25、26，因導磁係數降低，第一感應線圈24產生之第一感應訊號S1之電壓位準在放大前無法達到前述之第一預設位準，且第二感應線圈25產生之第二感應訊號S2之電壓位準在放大前無法達到前述之第二預設位準，且第三感應線圈26產生之第三感應訊號S3之電壓位準在放大前無法達到理想之一第三預設位準。此時，控制電路28控制放大電路21、22、23需對感應訊號S1、S2、S3進行額外之放大，即第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益均大於一倍。

並且，在前述導磁係數下降之情形中，當指標元件1鄰近於感應線圈24、25、26時，由於感應訊號S1、S2、S3之電壓位準分別與感應線圈24、25、26與指標元件1之間的距離之間具有平方反比關係，在控制放大電路21、22、23時，控制電路28係根據感應線圈24、25、26與指標元件1之間的距離分別選擇放大電路21、22、23之第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益。以控制電路28判斷出指標元件1與第一感應線圈24之間的距離大於指標元件1與第二感應線圈25之間的距離且指標元件1與第二感應線圈25之間的距離大於指標元件1與第三感應線圈26之間的距離為例，一併考量前述導磁係數下降之情形，當放大電路21、22、23分別接收到感應訊號S1、S2、S3時，控制電路28選擇之第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益可分別為1.4倍、1.2倍及1.1倍；當放大電路21、22、23分別接收到感應訊號S2、S1、S3時，第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益可分別為1.2倍、1.4倍及1.1倍，依此類推。控制電路28可根據放大後的感應訊號S4、S5、S6精確地計算出指標元件1的座標資訊且使使用者在操作電磁感應式座標定位裝置2時更為順利流暢。

在一些實施例中，感應線圈24、25、26產生的感應訊號S1、S2、S3會受到搭配於電磁感應式座標定位裝置2外之配件所包含的磁性元件所影響，前述磁性元件可為使用於電磁感應式座標定位裝置2的皮套上的磁鐵扣件。當磁鐵等磁性元件與電磁感應式座標定位裝置2靠近時，以磁性元件靠近第一感應線圈24為例，第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1受磁性元件影響而衰減，放大電路21、22、23中之一者在接收到第一感應訊號S1時需對第一感應訊號S1進行額外的放大，使控制電路28可根據放大後的感應訊號S4、S5、S6精確地計算出指標元件1的座標資訊。

在一些實施例中，電磁感應式座標定位裝置2更包含無線通訊模組，此無線通訊模組為避免干擾，會有金屬遮罩將其電路進行屏蔽，此屏蔽之金屬元件亦為影響激勵磁場訊號的元件，以感應線圈24、25、26中係第一感應線圈24受前述金屬元件影響為例，也就是第一感應線圈24與金屬元件之間的垂直距離小於一預設距離，感應線圈25、26與金屬元件之間的垂直距離大於前述預設距離，預設距離可隨著不同電磁感應式座標定位裝置2而不同。例如，第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1受金屬元件影響而衰減，放大電路21、22、23中之一者在接收到第一感應訊號S1時需對第一感應訊號S1進行額外的放大，使控制電路28可根據放大後的感應訊號S4、S5、S6精確地計算出指標元件1的座標資訊且使使用者在操作電磁感應式座標定位裝置2時更為順利流暢。

在一些實施例中，如圖3所示，電磁感應式座標定位裝置2更包含選擇電路27，選擇電路27耦接於感應線圈24、25、26與放大電路21、22、23之間。選擇電路27受控於控制電路28，選擇電路27根據控制電路28產生的控制訊號C4選擇第一感應線圈24、第二感應線圈25及第三感應線圈26與第一放大電路21、第二放大電路22及第三放大電路23之中的何者進行電性連接，使感應線圈24、25、26與放大電路21、22、23之間為一對一電性連接。舉例來說，當選擇電路27控制第一放大電路21電性連接第一感應線圈24時，選擇電路27控制放大電路22、23不電性連接第一感應線圈24，選擇電路27控制第二放大電路22電性連接感應線圈25、26中之一者，且控制第三放大電路23電性連接感應線圈25、26中之另一者，依此類推，於此不再贅述。

在一些實施例中，請合併參照圖3及圖4，圖4係為圖3之電磁感應式座標定位裝置2之放大電路之一實施例之電路圖。第一放大電路21、第二放大電路22及第三放大電路23分別包含運算放大器211、複數電阻R1、R2、R3及選擇器212，且分別接收控制電路28產生的控制訊號C1、控制訊號C2及控制訊號C3，其中圖4所繪之放大電路以第一放大電路21為舉例，其中電阻數量為八且標示其中的三個電阻為例。第一放大電路21包含運算放大器211、複數電阻R1、R2、R3及選擇器212。如圖4所示，運算放大器211具有負輸入端I及輸出端O，電阻R1、R2、R3耦接於輸出端O，選擇器212耦接在電阻R1、R2、R3與負輸入端I之間。

其中，電阻R1、R2、R3之間具有不同的電阻值，係決定運算放大器211之輸入訊號與輸出訊號之間的第一放大增益。感應線圈24、25、26所產生的感應訊號S1、S2、S3傳送至運算放大器211的負輸入端I，選擇器212的控制腳位A1、A2、A3接收控制電路28產生的控制訊號C1，並根據控制訊號C1選擇電性連接於電阻R1、R2、R3中的其中之一，於此，感應訊號S1、S2、S3流經電阻R1、R2、R3其中為選擇器212電性連接的電阻，運算放大器211根據選擇器212電性連接的電阻決定之第一放大增益產生放大後的感應訊號S4、S5、S6，並由運算放大器211之輸出端O輸出。第二放大電路22及第三放大電路23中的運算放大器211、複數電阻R1、R2、R3及選擇器212的相關說明亦依照前述類推完成。本案不以圖4為限，在另一些實施例中，放大電路21、22、23亦可以圖5至7所示例之實施態樣來實現。

在一些實施例中，控制訊號C1可為三個位元表示，控制腳位A1、A2、A3分別對應至三個位元中的其中一位元。在其他實施例中，控制訊號C1更可為大於三個位元而包含控制腳位A1、A2、A3的三個位元。控制訊號C2、C3以此類推完成，於此不再贅述。

在一些實施例中，控制電路28係根據預設增益表格決定第一放大增益、第二放大增益及第三放大增益，預設增益表格裡存有不同倍率的增益值，控制電路28選擇預設增益表格裡的增益值，並根據選擇的增益值傳送控制訊號C1、C2、C3至選擇器212的控制腳位A1、A2、A3以決定電性連接於電阻R1、R2、R3中的其中之一。下表示例出前述預設增益表格，以第一感應線圈24電性連接第一放大電路21、第二感應線圈25電性連接第二放大電路22及第三感應線圈26電性連接第三放大電路23為例，其中，當第一放大電路21的選擇器212的控制腳位A1～A3接收之控制訊號C1分別為「0」、「1」及「0」時，對應的第一放大增益的增益值為1.2倍，也就是第一感應線圈24產生的第一感應訊號S1放大1.2倍，其餘則依此類推不再贅述。

	控制腳位A1	控制腳位A2	控制腳位A3	增益值
第一感應線圈24	0	1	0	1.2	第一放大增益
第二感應線圈25	0	0	1	1.1	第二放大增益
第三感應線圈26	0	0	0	1	第三放大增益

在一些實施例中，如圖3所示，各放大電路21、22、23包含第一級放大器21a、22a、23a及第二級放大器21b、22b、23b。以下以第一放大電路21的第一級放大器21a及第二級放大器21b為例說明。第一級放大器21a的電路結構可為圖4至7所示例之電路結構，第一級放大器21a是用於感應訊號S1、S2、S3根據受到前述之感應線圈24、25、26之間垂直距離、偵測地磁的磁性物件、鄰近電磁感應式座標定位裝置2的磁性元件及天線金屬元件造成的影響而額外放大第一感應訊號S1，第二級放大器21b是用於根據使用者操作指標元件1與電磁感應式座標定位裝置2時的使用方式來調整感應訊號S1、S2、S3的電壓位準，其中使用時機可為指標元件1懸空時之訊號強度、指標元件1與電磁感應式座標定位裝置2的角度，這些皆可能影響感應訊號S1、S2、S3的電壓位準，故控制電路28根據指標元件1懸空狀態、指標元件1與電磁感應式座標定位裝置2的角度或選自前述任一條件所形成之組合控制第二級放大器21b的放大增益，第一級放大器21a的放大增益與第二級放大器21b的放大增益相乘產生第一放大增益，控制電路28根據第一放大增益控制第一級放大器21a及第二級放大器21b放大感應訊號S1、S2、S3。

在一實施例中，各放大電路21、22、23更包含一前處理放大器分別耦接第一級放大器21a、22a、23a，前處理放大器分別自感應線圈24～26接收感應訊號S1～S3，各前處理放大器係受控於控制電路28而以相同的放大增益放大感應訊號S1～S3。以第一放大電路21為例，圖8示例第一放大電路21之前處理放大器21c，第一級放大器21a耦接在前處理放大器21c與第二級放大器21b之間。以第一放大電路21接收第一感應訊號S1為例，前處理放大器21c先放大第一感應訊號S1，待前處理放大器21c放大第一感應訊號S1之後，第一級放大器21a再進行第二次之放大程序，第二級放大器21b再進行第三次之放大程序。

在一實施例中，如圖8所示，電磁感應式座標定位裝置2更包含濾波器21d、整流器21e、積分器21f及解調器21g以進行濾波程序、整流程序、積分程序及解調程序。再者，電磁感應式座標定位裝置2更可包含加解密電路31及匯流排介面32。加解密電路31耦接在匯流排介面32與控制電路28之間。

在一些實施例中，控制電路28可為微控制器（MCU）、中央處理器（CPU）、內嵌式控制器（EC）、特殊應用積體電路（ASIC）。選擇電路27可為多工器（MUX）或開關（switch）。

綜上所述，根據本案之電磁感應式座標定位裝置之一實施例，電磁感應式座標定位裝置可根據縮邊的感應線圈、設置有較小導磁係數之導磁膜片、具有磁性元件之配件以及鄰近於遮蔽無線通訊模組之金屬元件的感應線圈產生的感應訊號進行電壓位準的校正。如此可防止部分感應線圈的感應訊號電壓過小導致使用者操作電磁感應式座標定位裝置時發生感應不良或操作不順暢的情形，甚至是影響電磁感應式座標定位裝置偵測觸控動作之座標的準確度，使使用者在操作電磁感應式座標定位裝置能有更好的體驗感受。

雖然本案已以實施例揭露如上然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本案之保護範圍當視後附之專利申請範圍所界定者為準。

1:指標元件 2:電磁感應式座標定位裝置 3:電子裝置 21:第一放大電路 22:第二放大電路 23:第三放大電路 24:第一感應線圈 25:第二感應線圈 26:第三感應線圈 27:選擇電路 28:控制電路 29:工作區域 31:加解密電路 32:匯流排介面 21a:第一級放大器 22a:第一級放大器 23a:第一級放大器 21b:第二級放大器 22b:第二級放大器 23b:第二級放大器 211:運算放大器 212:選擇器 21c:前處理放大器 21d:濾波器 21e:整流器 21f:積分器 21g:解調器 I:負輸入端 O:輸出端 R1:電阻 R2:電阻 R3:電阻 A1:控制腳位 A2:控制腳位 A3:控制腳位 L1:垂直距離 L2:垂直距離 C1:控制訊號 C2:控制訊號 C3:控制訊號 C4:控制訊號 S1:第一感應訊號 S2:第二感應訊號 S3:第三感應訊號 S4:放大後的第一感應訊號 S5:放大後的第二感應訊號 S6:放大後的第三感應訊號

[圖1] 係為應用本發明之電磁感應式座標定位裝置與適用電磁感應式座標定位裝置之指標元件之一實施例的示意圖。 [圖2] 係為應用本發明之電磁感應式座標定位裝置與適用電磁感應式座標定位裝置之指標元件之另一實施例的示意圖。 [圖3] 係為根據本案之電磁感應式座標定位裝置之一實施例之示意圖。 [圖4] 係為圖3之電磁感應式座標定位裝置之放大電路之一實施例之電路圖。 [圖5] 係為圖3之電磁感應式座標定位裝置之放大電路之另一實施例之電路圖。 [圖6] 係為圖3之電磁感應式座標定位裝置之放大電路之另一實施例之電路圖。 [圖7] 係為圖3之電磁感應式座標定位裝置之放大電路之另一實施例之電路圖。 [圖8] 係為耦接圖3之放大電路與控制電路之其他訊號處理電路之一實施例之方塊圖。

21:第一放大電路

22:第二放大電路

23:第三放大電路

24:第一感應線圈

25:第二感應線圈

26:第三感應線圈

27:選擇電路

28:控制電路

21a:第一級放大器

22a:第一級放大器

23a:第一級放大器

21b:第二級放大器

22b:第二級放大器

23b:第二級放大器

L1:垂直距離

L2:垂直距離

C1:控制訊號

C2:控制訊號

C3:控制訊號

C4:控制訊號

S1:第一感應訊號

S2:第二感應訊號

S3:第三感應訊號

S4:放大後的第一感應訊號

S5:放大後的第二感應訊號

S6:放大後的第三感應訊號

Claims

一種電磁感應式座標定位裝置，適於一指標元件，包含：一第一感應線圈，用以在該指標元件鄰近時產生一第一感應訊號；一第二感應線圈，用以在該指標元件鄰近時產生一第二感應訊號；一第一放大電路，耦接該第一感應線圈及該第二感應線圈，具有一第一放大增益，用以電性連接該第一感應線圈及該第二感應線圈中之一者，以接收該第一感應訊號及該第二感應訊號中之一者；一第二放大電路，耦接該第一感應線圈及該第二感應線圈，具有一第二放大增益，用以電性連接該第一感應線圈及該第二感應線圈中之另一者，以接收該第一感應訊號及該第二感應訊號中之另一者；及一控制電路，耦接該第一放大電路及該第二放大電路，用以在該第一放大電路及該第二放大電路分別接收該第一感應訊號及該第二感應訊號時，控制該第一放大電路根據該第一放大增益放大該第一感應訊號，並控制該第二放大電路根據該第二放大增益放大該第二感應訊號，其中該第一放大增益大於該第二放大增益，且用以在該第一放大電路及該第二放大電路分別接收該第二感應訊號及該第一感應訊號時，控制該第一放大電路根據該第一放大增益放大該第二感應訊號，並控制該第二放大電路根據該第二放大增益放大該第一感應訊號，其中該第二放大增益大於該第一放大增益，使放大後之該第一感應訊號的電壓位準達到一第一預設位準，且放大後之該第二感應訊號的電壓位準達到一第二預設位準。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，更包含一第三感應線圈，耦接該第一放大電路及該第二放大電路，其中該第三感應線圈與該第一感應線圈之間的垂直距離大於該第三感應線圈與該第二感應線圈之間的垂直距離，且該第三感應線圈與該第二感應線圈之間的垂直距離大於該第二感應線圈與該第一感應線圈之間的垂直距離。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，其中該第一感應線圈的整體迴路寬度小於該第二感應線圈的整體迴路寬度。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，更包含一導磁膜片設置於該第一感應線圈及該第二感應線圈的下方，該導磁膜片的導磁係數小於一預設值使放大前之該第一感應訊號無法達到該第一預設位準且放大前之該第二感應訊號無法達到該第二電壓位準，在控制該第一放大電路及該第二放大電路時，該控制電路以大於一倍之該第一放大增益及大於一倍之該第二放大增益分別控制該第一放大電路及該第二放大電路，且該指標元件鄰近於該第一感應線圈及該第二感應線圈時，該第一感應線圈與該指標元件之間的距離大於該第二感應線圈與該指標元件之間的距離。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，其中該電磁感應式座標定位裝置適於具有一磁性元件之一配件，該第一感應線圈與該磁性元件之間之距離小於一預設距離，該第二感應線圈與該磁性元件之間之距離大於該預設距離。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，更包含一無線通訊模組及屏蔽該無線通訊模組之一金屬元件，其中該第一感應線圈與該金屬元件之間的垂直距離小於一預設距離，且該第二感應線圈金屬元件之間的垂直距離大於該預設距離。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，其中該第一放大電路及該第二放大電路分別包含：一運算放大器，具有一負輸入端及一輸出端；複數電阻，耦接於該輸出端，該些電阻之間具有不同的電阻值；及一選擇器，耦接在該些電阻與該負輸入端之間，並受控制於該控制電路。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，其中該控制電路根據該指標元件懸空時產生的訊號強度、該指標元件與該電磁感應式座標定位裝置之間的角度或選自前述任一條件所形成之組合控制該第一放大增益及該第二放大增益，使放大後之該第一感應訊號的電壓位準達到該第一預設位準，且放大後之該第二感應訊號的電壓位準達到該第二預設位準。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，更包含一選擇電路耦接該第一感應線圈、該第二感應線圈、該第一放大電路及該第二放大電路，該選擇電路受控於該控制電路，該選擇電路用以電性連接該第一放大電路於該第一感應線圈及該第二感應線圈中之一者，且電性連接該第二放大電路於該第一感應線圈及該第二感應線圈中之另一者。
如請求項1所述之電磁感應式座標定位裝置，當該第一放大電路及該第二放大電路分別接收該第一感應訊號及該第二感應訊號時，該第一放大增益為大於一倍，該第二放大增益等於一倍，當該第一放大電路及該第二放大電路分別接收該第二感應訊號及該第一感應訊號時，該第一放大增益等於一倍，該第二放大增益為大於一倍。