TWI395129B - An electromagnetic induction scrolling information input method and device - Google Patents

Description

一種電磁感應式捲動資訊輸入方法及裝置

本發明係與電腦資訊輸入領域有關，特別是指一種電磁感應式捲動資訊輸入方法及裝置。

電磁板是一種電腦週邊設備，可以藉由它將電磁筆在電磁板上移動的軌跡座標、壓力大小和電磁筆的傾角等資料傳送給電腦，從而實現書寫或繪畫的目的。捲軸和滑鼠的滾輪相似，是一種向電腦發送捲動資訊的電腦週邊輸入設備，藉由捲軸的捲動可以滿足電腦軟體橫向和縱向操作的需求。傳統的電磁板有的藉由額外的硬體設計實現捲軸，這樣就增加了產品的成本和面積；有的藉由電磁感應方式在電磁板上僅實現了縱向捲軸，橫向捲軸卻無法實現，當電腦上一些軟體的操作需要橫向捲軸時，此種方法就無法解決。

本發明所要解決的問題是提供一種電磁感應式捲動資訊輸入方法及裝置，利用現有的電磁板裝置實現完備的捲軸輸入功能，在不增加設備成本的前提下獲得額外功效，以解決現有技術只能利用電磁板實現縱向捲軸而無法實現橫向捲軸的問題。

為解決上述技術問題，本發明揭露以下技術方案：一種電磁感應式捲動資訊輸入方法，包括：捲軸定義，藉由電磁板控制器定義電磁板感應區域上的橫向捲軸和縱向捲軸；捲動實現，根據電磁筆在所述感應區域的橫向捲軸、縱向捲軸上的位置變化實現所述捲軸的虛擬捲動；捲動映射，利用所述控制器將所述捲軸的虛擬捲動映射成電腦中捲軸的捲動。

所述捲軸定義時，使用電磁板控制器將電磁板感應區域內一橫向區域定義為橫向捲軸，將一縱向區域定義為縱向捲軸。

所述捲動實現時，藉由控制器確定電磁筆在所述感應區域中的橫坐標和縱坐標，進一步確定電磁筆是在橫向捲軸上劃動或者是在縱向捲軸上劃動，並根據電磁筆在捲軸上的位置變化實現捲軸的虛擬捲動。

確定電磁筆在橫向捲軸上劃動的方法如下：電磁板橫向線圈組中的多個橫向線圈順序導通並發射訊號，電磁板縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序的接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到訊號強弱的變化來確定電磁筆的橫坐標；電磁板橫向線圈組中的一橫向線圈導通並順序的發射訊號，電磁板縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到訊號強弱的變化確定電磁筆的縱坐標；電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在橫向捲軸上劃動，根據電磁筆在橫向捲軸上位置的變化實現電磁板橫向捲軸的虛擬捲動。

確定電磁筆在縱向捲軸上劃動的方法如下：電磁板橫向線圈組中的一橫向線圈導通並順序的發射訊號，電磁板縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到訊號強弱的變化確定電磁筆的縱坐標；電磁板橫向線圈組中的多個線圈順序導通並發射訊號，電磁板縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序接收訊號，控制器根據縱向線圈訊號的強弱確定電磁筆的橫坐標；電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在縱向捲軸上劃動，根據電磁筆在縱向捲軸上位置的變化實現電磁板縱向捲軸的虛擬捲動。

本發明還提供了一種電磁感應式捲動資訊輸入裝置：包括電磁板和電磁筆，所述電磁板包含感應區域，所述電磁板上還設有能夠感知電磁筆劃動方向的具有橫向捲軸和縱向捲軸功能的橫向區域和縱向區域。

所述感應區域設置有橫向線圈組、縱向線圈組、類比開關、測量器、訊號發生器以及控制器。

所述控制器包括主控制器和從控制器。

縱向線圈組藉由類比開關與測量器連接，測量器分別與主控制器和從控制器連接，主控制器連接從控制器，從控制器連接訊號發生器，訊號發生器藉由另一類比開關與橫向線圈組連接。

縱向線圈組從電磁筆處感應到的電磁訊號經類比開關傳輸到測量器，測量器對類比訊號進行增益放大、相位控制、積分和類比數位轉換處理，處理得到的數位訊號傳輸到主控制器內。

所述橫向區域和縱向區域為感應區域內的橫向凹槽和縱向凹槽。

根據本發明提供的技術方案，本發明之電磁感應式捲動資訊輸入方法及裝置，具有以下技術效果：在無需增加額外硬體條件下，利用現有電磁板設備，實現捲軸功能；克服了現有利用電磁感應在電磁板上實現捲軸方法只能實現縱向捲軸，無法滿足部分軟體需要橫向捲軸操作的缺陷，節約成本的同時方便了用戶對電腦進行操作。

附圖說明

第一圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入方法的流程圖；第二圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入裝置的結構示意圖；第三圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入裝置的電路功能模組圖；第四圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入裝置測量器的訊號處理流程圖。

本發明提供了一種電磁感應式捲動資訊輸入方法及裝置，利用現有的電磁板裝置實現完備的捲軸功能，在不增加設備成本的前提下獲得最佳功效，以解決現有技術只能利用電磁板實現縱向捲軸而無法實現橫向捲軸的問題。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參見第一圖，是本發明一種電磁感應式捲動資訊輸入方法的流程圖。具體包括以下步驟：

步驟S101，捲軸定義，藉由電磁板控制器定義電磁板的橫向捲軸和縱向捲軸。

在本實施例中，控制器分為主控制器和從控制器，並採用如下方法定義捲軸：利用電磁板主控制器將電磁板上的感應區域內某一橫向區域定義為橫向捲軸，某一縱向區域定義為縱向捲軸。

步驟S102，捲動實現，根據電磁筆在所述電磁板的橫向、縱向捲軸上的位置變化實現電磁板捲軸的虛擬捲動。

在傳統的電磁板構造中，橫向分佈有許多發射電磁訊號的發射線圈，縱向分佈有許多接收電磁訊號的接收線圈。電磁筆上設計有接收電磁訊號的由電容和電感組成的諧振電路。從控制器藉由訊號發生器控制橫向發射線圈間隔性地發射電磁訊號，電磁筆上的感應裝置在橫向發射線圈發射訊號時接收發射訊號，在橫向線圈停止發射訊號時將感應到的電磁波訊號發送出去，縱向線圈接收電磁筆發射的電磁訊號，縱向接收線圈接收到的電磁訊號經測量器處理後傳回主控制器，經主控制器處理後輸出到電腦中，轉化為電磁筆在電磁板上移動的軌跡座標、壓力大小和電磁筆的傾角等資訊。

在本發明中，實現電磁板捲軸的虛擬捲動的方法如下：電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在橫向捲軸上劃動，根據電磁筆在橫向捲軸上位置的變化實現電磁板橫向捲軸的虛擬捲動。

確定電磁筆在縱向捲軸上劃動的方法如下：電磁板橫向線圈組中的一橫向線圈導通並順序的發射訊號，電磁板縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到訊號強弱的變化確定電磁筆的縱坐標；電磁板橫向線圈組中的多個線圈順序導通並發射訊號，電磁板縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序接收訊號，控制器根據縱向線圈訊號的強弱確定電磁筆的橫坐標；電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在縱向捲軸上劃動，根據電磁筆在縱向捲軸上位置的變化實現電磁板縱向捲軸的虛擬捲動。

實現橫向捲軸的虛擬捲動時，首先需要確定電磁筆是否在橫向捲軸上劃動。

從控制器藉由訊號發生器控制橫向線圈組中的多個線圈順序導通並發射電磁訊號，當電磁筆在主控制器定義為橫向捲軸的橫向區域移動時，電磁筆上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時感應並接收發射訊號，諧振電路在橫向發射線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時縱向線圈組某一確定的縱向線圈接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器處理，即經過增益放大、相位控制、積分、AD數位轉換，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器中，主控制器根據訊號的強弱從而確定電磁筆的橫坐標。

從控制器藉由訊號發生器控制橫向線圈組中一線圈在類比開關的控制下導通並順序發射電磁訊號，電磁筆中的諧振電路將感應到的電磁訊號發射出去，縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收電磁筆發射的訊號並將該訊號藉由類比開關傳輸到測量器，訊號經測量器處理後傳送到主控制器中，主控制器根據訊號的強弱確定電磁筆在橫向區域的縱坐標。

主控制器根據電磁筆橫坐標和縱坐標確定電磁筆在橫向捲軸範圍劃動，同時主控制器將電磁筆在橫向捲軸的位置變化定義為電磁板橫向捲軸的虛擬捲動並輸出到電腦中。

實現縱向捲軸的虛擬捲動時，同樣需要確定電磁筆是否是在縱向捲軸範圍內劃動。

從控制器控制橫向線圈組中一確定的線圈導通並順序發射訊號，當電磁筆在主控制器定義為縱向捲軸的縱向區域移動時，電磁筆上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時接收發射訊號，在橫向線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器處理，即經過增益放大、相位控制、積分、AD數位轉換，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器中，主控制器根據訊號的強弱從而確定電磁筆的縱坐標。

從控制器藉由訊號發生器控制橫向線圈組中的多個橫向線圈在順序導通並發射電磁訊號，當電磁筆在被主控制器定義為縱向捲軸的縱向區域移動時，電磁筆上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時感應並接收發射訊號，諧振電路在橫向發射線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器處理，並將處理後的訊號傳送到主控制器中，主控制器根據訊號的強弱的變化從而確定電磁筆的橫坐標。

主控制器根據電磁筆橫坐標和縱坐標確定電磁筆在縱向捲軸範圍劃動，同時主控制器將電磁筆在縱向捲軸的位置變化定義為電磁板縱向捲軸的虛擬捲動並輸出到電腦中。

步驟S103，捲動映射，利用所述主控制器將電磁板捲軸的虛擬捲動映射成電腦中捲軸的捲動。

在主控制器內建立電磁板上橫向捲軸與電腦中的橫向捲軸的對應關係，建立電磁板上縱向捲軸與電腦中的縱向捲軸的對應關係。

將電磁板上橫向和縱向兩個方向上的捲軸的虛擬捲動，藉由對應關係，映射成電腦中橫向和縱向兩個方向捲軸的捲動。

本方法利用現有的電磁板裝置，藉由上述步驟的處理，實現了完備的捲軸功能，同時保留了電磁板的原有功能，在不增加設備成本的前提下獲得最佳功效，方便了用戶對電腦的操作，產生了有益的技術效果。

針對上述電磁感應式捲動資訊輸入方法，本發明還提供了一種電磁感應式捲動資訊輸入裝置的實施例。

一種電磁感應式捲動資訊輸入裝置包括電磁板和電磁筆，所述電磁板包括感應區域，所述電磁板上設有被控制器控制的具有橫向捲軸和縱向捲軸功能的橫向區域和縱向區域。所述感應區域為電磁筆訊號感應區域，還包含橫向線圈組、縱向線圈組、類比開關、測量器、訊號發生器以及控制器。所述控制器包括主控制器和從控制器，由主控制器將感應區域內某一橫向區域定義為橫向捲軸，某一縱向區域定義為縱向捲軸。

參見第二圖，是本電磁感應式捲動資訊輸入裝置的結構示意圖。電磁板201內包含了一電磁筆訊號感應區202，電磁筆訊號感應區202進一步被劃分為電磁筆軌跡移動感應區203和兩塊L形的雙向捲軸區域204。

參見第三圖，是本裝置的電路功能模組圖，電磁筆訊號感應區202內分佈有橫向線圈組5和縱向線圈組7，縱向線圈組7藉由一類比開關8與測量器9連接，測量器9與主控制器1以及從控制器2連接，主控制器1與從控制器2連接，從控制器2連接訊號發生器3，訊號發生器3藉由另一類比開關4與橫向線圈組5連接，電磁筆6內設置有接收電磁訊號由電容和電感組成的諧振電路。本實施例中，類比開關為多路類比開關。

參見第四圖，是測量器訊號處理流程圖，測量器首先將從縱向線圈接收到的訊號增益放大，在從控制器控制下對訊號進行相位控制，在主控制器控制下對所述相位控制後的訊號進行積分，再對訊號進行AD轉換，即將類比訊號轉換為數位訊號，然後將數位訊號輸出到主控制器中，主控制器再將數理後的資料輸出到電腦中。

本裝置工作時，從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中的橫向線圈間隔性發射電磁訊號；電磁筆6上的諧振電路在橫向線圈發射訊號時接收訊號，在橫向線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去；縱向線圈組7中的某一縱向線圈接收電磁筆發射出來的電磁訊號，訊號經測量器9處理後傳送至主控制器1，再經由主控制器1傳輸到外部電腦10中。

下面詳細說明本裝置如何藉由電磁筆在電磁板上橫向和縱向區域上移動來實現電腦橫向和縱向捲軸的捲動。

參見第二圖，主控制器將電磁板201上的兩塊L形區域204的橫向區域定義橫向捲軸，縱向區域定義為縱向捲軸。

參見第三圖，電磁筆在電磁板的橫向區域移動時，電磁板實現橫向捲軸功能的方法如下：

從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中的多個線圈在類比開關的控制下順序導通並發射電磁訊號，當電磁筆6在被主控制器定義為橫向捲軸的橫向區域移動時，電磁筆6上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時感應並接收發射訊號，諧振電路在橫向發射線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時縱向線圈組7某一確定的縱向線圈在類比開關的控制下導通並順序接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器9處理，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器1中，主控制器1根據訊號變化確定電磁筆的橫坐標位置。從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中某一確定的線圈在類比開關的控制下導通並順序發射訊號，當電磁筆6在被主控制器定義為橫向捲軸的橫向區域移動時，電磁筆6上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時接收發射訊號，在橫向線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時用縱向線圈組7中的多個縱向線圈在類比開關的控制下順序導通並接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器9處理，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器1中，主控制器根據訊號變化藉由確定電磁筆的縱坐標。同時主控制器1根據電磁筆的橫坐標和縱坐標確定此時筆在橫向捲軸範圍內，將電磁筆在橫向區域位置的變化映射為電腦10中橫向捲軸的位置變化，主控制器將該位置變化輸出到電腦10中，從而實現電腦10中橫向捲軸的捲動。

參見第三圖，電磁筆在電磁板的縱向區域移動時，電磁板實現縱向捲軸功能的方法如下：

從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中某一確定的線圈在類比開關的控制下導通並順序發射訊號，當電磁筆6在被主控制器定義為縱向捲軸的縱向區域移動時，電磁筆6上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時接收發射訊號，在橫向線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時用縱向線圈組7中的多個縱向線圈在類比開關的控制下順序導通並接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器9處理，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器1中，主控制器根據訊號變化確定電磁筆的縱坐標。

從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中的多個線圈在類比開關的控制下順序導通並發射電磁訊號，當電磁筆6在被主控制器定義為縱向捲軸的縱向區域移動時，電磁筆6上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時感應並接收發射訊號，諧振電路在橫向發射線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時縱向線圈組7某一確定的縱向線圈在類比開關的控制下導通並順序接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器9處理，參見第四圖，處理後的訊號傳送到主控制器1中，主控制器1根據訊號變化確定電磁筆的縱坐標。

從控制器2藉由訊號發生器3控制橫向線圈組5中的多個橫向線圈在類比開關的控制下順序導通並發射電磁訊號，當電磁筆6在被主控制器1定義為縱向捲軸的縱向區域移動時，電磁筆6上的諧振電路在橫向發射線圈發射訊號時感應並接收發射訊號，諧振電路在橫向發射線圈停止發射訊號時將感應到的電磁訊號發射出去，此時縱向線圈組7中一縱向線圈在類比開關的控制下導通並順序接收電磁筆發射的訊號，接收到的訊號經測量器9處理，參見第四圖，並將處理後的訊號傳送到主控制器1中，主控制器1根據訊號的強弱的變化從而確定電磁筆的橫坐標。

主控制器1根據電磁筆6縱坐標和橫坐標確定電磁筆在縱向捲軸範圍內，同時主控制器1將電磁筆在縱向區域位置的變化映射為電腦10中縱向捲軸的位置變化，主控制器將該位置變化輸出到電腦10中，從而實現電腦中縱向捲軸的捲動。

本裝置在電磁板上電磁筆訊號感應區內設置橫向和縱向區域，且在主控制器中將該橫向和縱向區域定義為橫向捲軸和縱向捲軸。當電磁筆在該橫向和縱向區域移動時，藉由主控制器將其位置的變化映射為電腦中橫向捲軸和縱向捲軸的位置變化，從而使本裝置實現了捲軸的功能。

1．．．主控制器

2．．．從控制器

3．．．訊號發生器

4．．．類比開關

5．．．橫向線圈組

6．．．電磁筆

7．．．縱向線圈組

8．．．類比開關

9．．．測量器

201．．．電磁板

202．．．電磁筆訊號感應區

203．．．電磁筆軌跡移動感應區

204．．．雙向捲軸區域

S101．．．定義捲軸之步驟

S102．．．實現捲動之步驟

S103．．．映射捲動之步驟

第一圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入方法的流程圖；

第二圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入裝置的結構示意圖；

第三圖是本發明之電磁感應式捲動資訊輸入裝置的電路功能模組圖；

第四圖是發明之本電磁感應式捲動資訊輸入裝置測量器的訊號處理流程圖。

S101．．．定義捲軸之步驟

S102．．．實現捲動之步驟

S103．．．映射捲動之步驟

Claims (11)

1. 一種電磁感應式捲動資訊輸入方法，包括如下步驟：定義捲軸，藉由電磁板控制器定義電磁板感應區域上的橫向捲軸和縱向捲軸；實現捲動，根據電磁筆在所述感應區域的橫向捲軸上的位置變化實現所述橫向捲軸的虛擬捲動；映射捲動，利用所述電磁板控制器將所述橫向捲軸的虛擬捲動映射成電腦中相應的橫向捲軸的捲動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述定義捲軸時，使用電磁板控制器將電磁板感應區域內一橫向區域定義為橫向捲軸，將一縱向區域定義為縱向捲軸。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述實現捲動的步驟還包括根據電磁筆在所述感應區域的縱向卷軸上的位置變化實現所述縱向卷軸的虛擬捲動，以及所述實現捲動時，藉由控制器確定電磁筆在所述感應區域中的橫坐標和縱坐標，進一步確定電磁筆是在橫向捲軸上劃動或者是在縱向捲軸上劃動，並根據電磁筆在捲軸上的位置變化實現捲軸的虛擬捲動。
4. 依據申請專利範圍第3項所述的方法，其中，確定電磁筆在橫向捲軸上劃動的步驟包括：電磁板橫向線圈組中的多個橫向線圈順序導通並發射訊號，電磁板縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序的接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到的訊號來確定電磁筆 的橫坐標；電磁板橫向線圈組中的一橫向線圈導通並順序的發射訊號，電磁板縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到的訊號確定電磁筆的縱坐標；電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在橫向捲軸上劃動，根據電磁筆在橫向捲軸上位置的變化實現電磁板橫向捲軸的虛擬捲動。
5. 依據申請專利範圍第3項所述的方法，其中，確定電磁筆在縱向捲軸上劃動的步驟包括：電磁板橫向線圈組中的一橫向線圈導通並順序的發射訊號，電磁板縱向線圈組中的多個縱向線圈順序導通並接收訊號，控制器根據縱向線圈接收到的訊號確定電磁筆的縱坐標；電磁板橫向線圈組中的多個線圈順序導通並發射訊號，電磁板縱向線圈組中的一縱向線圈導通並順序接收訊號，控制器根據縱向線圈的訊號確定電磁筆的橫坐標；電磁板控制器根據所述橫坐標和縱坐標確定電磁筆在縱向捲軸上劃動，根據電磁筆在縱向捲軸上位置的變化實現電磁板縱向捲軸的虛擬捲動。
6. 一種電磁感應式捲動資訊輸入裝置，包括電磁板和電磁筆，所述電磁板包含感應區域，其特徵在於：電磁板控制器和由所述電磁板控制器在所述電磁板上定義的能夠感知電磁筆劃動方向的具有橫向捲軸和縱向捲軸功能的橫 向區域和縱向區域，其中，根據電磁筆在所述感應區域的橫向捲軸上的位置變化實現所述横向捲軸的虛擬捲動，并利用所述电磁板控制器將所述横向捲軸的虛擬捲動映射成電腦中相应的横向捲軸的捲動。
7. 依據申請專利範圍第6項所述的裝置，其中，所述感應區域設置有橫向線圈組、縱向線圈組、類比開關、測量器、訊號發生器以及控制器。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，所述控制器包括主控制器和從控制器。
9. 依據申請專利範圍第8項所述的裝置，其中，縱向線圈組藉由類比開關與測量器連接，測量器分別與主控制器和從控制器連接，主控制器連接從控制器，從控制器連接訊號發生器，訊號發生器藉由另一類比開關與橫向線圈組連接。
10. 依據申請專利範圍第7、8或9項所述的裝置，其中，縱向線圈組從電磁筆處感應到的電磁訊號經類比開關傳輸到測量器，測量器對類比訊號進行增益放大、相位控制、積分和類比數位轉換處理，處理得到的數位訊號傳輸到主控制器內。
11. 依據申請專利範圍第6至9項中任一項所述之裝置，其中，所述橫向區域和縱向區域為感應區域內的橫向凹槽和縱向凹槽。