TWI402533B - Calculation Method of Antenna Circuit in Coordinate Process of Electromagnetic Induction System - Google Patents

Description

電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法

本發明為有關電磁感應系統中之天線迴路掃描方法的技術領域，能以最精簡的掃描程序，取得訊號強度最強的三個天線迴路進行座標的計算。

目前電磁式感應系統中，天線板的設計是將複數天線迴路以X、Y軸陣列方式等距排列成格狀網，當以一感應電磁指標設備接近或觸碰該天線板時，由於磁埸的強度與距離平方成反比，發射電磁場之電磁指標設備距天線板越遠，會使天線板上天線迴路接收到的訊號越弱；相對地，當電磁指標設備距天線迴路越近時，會使得天線迴路接收到的訊號越強。因此，只要在電磁指標設備接近天線板時，逐一掃描所有的天線迴路，分析各天線迴路所接收到的訊號強弱，便可得知電磁指標設備位於那些天線迴路位址，進而經計算即可得知其座標。

目前電磁式感應系統的座標定位方法，主要是於天線板進行多次掃描程序，例如：在電磁指標設備接近時，先進行全區域所有天線迴路的掃描程序，經計算比較後，再進行局部區域僅數天線迴路的掃描程序，過程中依訊號強弱也會判定是否要重新進行全區域或局部區域的掃描程序，最後在進行座標定位時，僅會取三個電壓訊號值，配合相對的天線迴路位址，計算出所在座標位置。

如第一圖所示，為習用電磁感應系統之天線迴路掃描流程的示意圖。其步驟為：首先先進行天線板之全區域掃描程序110，此時是對天線板上所有天線迴路進行掃描，在取得最大電壓訊號值之天線迴路位址後，依此天線迴路位址為基準進行二分之一區域掃描程序120；進行二分之一區域掃描程序120後，再由當中的資料取得最大電壓訊號值之天線迴路位址後，進行局部區域掃描程序130；在進行局部區域掃描程序130時，是對最大訊號值之天線迴路及左右兩旁各二個天線迴路進行掃描，此時須掃描至少五個天線迴路，之後經分析比較後，再決定要以那三個電壓訊號值，配合相對的天線迴路位址，計算出所在座標位置。相關專利如台彎發明專利第I253003之『電磁感應系統之天線佈局及其座標定位法』。

隨著目前趨勢，漸漸採用無電池指標設備與電磁感應系統(如數位板)相配合使用，主要的電力來源出自該電磁感應系統。該無電池指標設備內部主要電路是具有一可變電感，而相對地該電磁感應系統的電路則包括有一天線電路、一內部電路與一微處理電路，其中該內部電路更包括有一濾波及放大電路、一前級放大電路、一波形整型電路與一頻率-電壓轉換電路，該天線電路則包含複數天線迴路佈局與天線開關群組。當無電池指標設備接近於電磁感應系統，內部之微處理電路會啟動各天線迴路開關而進行掃描程序，透過前述相關的電路將訊號進行放大、濾波、頻率-電壓轉換等處理。當掃描程序越多次、掃描天線迴路的數目也越多，相對地對電磁感應系統的耗電量也增加，縮短電磁感應系統的使用時間，隨著現在天線技術的提升，本發明人試著改變天線掃描程序及掃描天線迴路的數目，如此不斷能減少訊號處理的時間，也能延續該電磁感應系統的使用時間。

本發明主要目的是當電磁感應系統在進行座標定位的過程中，減少掃描天線迴路的次數及數目，進行減少定位過程中所需的掃描時間，亦能減少耗電量，在無電池感應系統中，能使整體的效率有效提昇。

為達上述之目的，本發明所用的方法為：首先在天線板上進行全區域的第一掃描程序後，在進行第二次掃描程序時，只對最大電壓訊號的天線迴路及左右兩旁的各一個天線迴路的描掃，之後經判斷中央位置的天線迴路訊號是否為最強，如果是則依據掃描前述三個天線迴路所的電壓訊號值計算座標，如果中央不是最大的電壓訊號值，則再掃描最大訊號值旁一天線迴路的電壓訊號，再依據掃描天線迴路的電壓訊號值計算座標。換言之，本發明最佳掃描效率，只進行第二次掃描程序，並且在第二掃描程序僅對三個天線迴路進行掃描，若增加第三次掃描程序，也僅對一個天線迴路進行掃描，採用最精簡的次數方式掃描天線迴路，掃描天線迴路的數目也較少，更明顯低於較習用所需至少掃描五個天線迴路。由於電磁感應系統中，座標定位的計算程序是依感應電磁指標設備(電磁筆)的移動不斷反覆進行，所累集減少天線迴路掃描次數及數目，能使整體操作時間反應速率大幅提昇，耗電量也同步降低。

茲配合下列圖示、實施例之詳細說明及申請專利範圍，將上述及本創作之其他目的與優點詳述於後。

如第二圖所示，為本發明之電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法的流程圖，本發明雖然仍是採用三個天線迴路在掃描時所得的電壓訊號值，配合各天線迴路位址計算出座標值，但本發明是以最精簡的方式決定採用那些天線迴路。其步驟如下：首先進行第一掃描程序210，對全區域複數天線迴路進行掃描；在取得最大訊號的天線迴路位址後進行第二掃描程序220，在第二掃描程序220中只對最大訊號的天線迴路及左右兩旁各一天線迴路的進行描掃；之後會依第二掃描程序220的結果進行比對，決定是否進行第三掃描程序230，在進行第三掃描程序230時只對單一天線迴路進行掃描。此掃描過程中，會依預定的條件來決定取那三個天線迴路的電壓訊號值來計算座標。

如第二圖所示，為本發明詳細運用的流程圖。為本發明電磁感應系統在進行座標計算的方法，其步驟如下：首先進行第一掃描程序310，是對天線板進行全區域複數天線迴路的掃描程序，取得每一條天線迴路的第一電壓訊號值，以便於確認最大訊號值之天線迴路位址。將所有的複數第一電壓訊號值進行一第一比對程序320，並由資料中確認最大電壓訊號值，再將最大電壓訊號值所在區域定義為第一天線迴路位址。在比對過程中，最大電壓訊號值須大於預先設定的訊號識別值，如果不是，須重複進行第一掃描程序310。進行第二掃描程序330，依前述第一天線迴路位址與其左右各一的天線迴路位址為基準，進行局部區域的掃描程序，並由前述三個天線迴路取得三個第二電壓訊號值。進行三個第二電壓訊號的第二比對程序340，如果最大的第二電壓訊號值為位於中央位置的第一天線迴路位址，則進行座標計算程序350，依於所得的三個第二電壓訊號值計算出座標值。如果最大第二電壓訊號值並非為第一天線迴路位址，此時則將最大第二電壓訊號值定義為第二天線迴路位址，進行第三次掃描程序360。第三掃描程序360僅對第二天線迴路位址旁的一天線迴路位址為進行，並取一第三電壓訊號值。其中進行第三掃描程序360的天線迴路位址，並不會與第二掃描程序所採用的天線迴路位址相同。之後進行座標計算程序370，依據兩個第二電壓訊號值及一第三電壓訊號值計算出座標值，其中第一個第二電壓訊號值為依第二天線迴路位址所掃描的訊號值，另一個第二電壓訊號值為鄰近第二天線迴路位址所掃描的訊號值。

綜合以上所述，本發明行在座標定位的過程中，最佳掃描效率，只進行第一及第二次掃描程序，並且在進行第二掃描程序中也僅對三個天線迴路進行掃描，若增加第三次掃描程序，也僅對一個天線迴路進行掃描，與習用掃描方式相互比較，本發明掃描天線迴路的次數最精簡，而掃描天線迴路的數目也較少。由於電磁感應系統中，座標定位的計算程序是依電磁筆的移動不斷反覆進行，所累集減少天線迴路掃描次數及數目，能使整體操作時間反應速率大幅提昇，具有明顯的進步性，符合專利之申請要件。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

110‧‧‧全區域掃描程序

120‧‧‧1/2區域掃描程序

130‧‧‧局部區域掃描程序

210‧‧‧第一掃描程序

220．．．第二掃描程序

230．．．第三掃描程序

310．．．第一掃描程序

320．．．第一比對程序

330．．．第二掃描程序

340．．．第二比對程序

350．．．座標計算程序

360．．．第三掃描程序

370．．．座標計算程序

第一圖為習用電磁感應系統之天線迴路掃描流程的示意圖；第二圖為本發明之流程圖；第三圖為運用本發明掃描方法所進行座標計算的方法之流程圖。

210．．．第一掃描程序

220．．．第二掃描程序

230．．．第三掃描程序

Claims (5)

1. 一種電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法，包含：進行第一掃描程序，對全區域複數天線迴路進行掃描；在取得最大訊號的天線迴路位址後進行第二掃描程序，在第二掃描程序中只對最大訊號的天線迴路及左右兩旁各一天線迴路的進行描掃；以及依第二掃描程序的結果決定是否進行第三掃描程序，在進行第三掃描程序時只對單一天線迴路進行掃描。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法，其中在進行第二掃描程序後，掃描三個天線迴路取得三個第二電壓訊號值，在比較三個第二電壓訊號值後，如果最大第二電壓訊號值之天線迴路位址是位於中央位置，之後在進行座標位置的計算時，則依據前述三個第二電壓訊號值及相對的天線迴路位址作為座標運算的參數。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法，其中在進行第二掃描程序後，會由依掃描的三個天線迴路取得三個第二電壓訊號值，在比較三個第二電壓訊號值後，如果最大第二電壓訊號值之天線迴路位址並非位於中央位置，則進行第三掃描程序。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法，其中在進行第三掃描程序時，僅對最大的第二電壓訊號值旁之天線迴路進行掃描，而且進行第三掃描程序時的天線迴路位址，須未經進行過第二掃描程序。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電磁感應系統的計算座標過程中之天線迴路掃描方法，其中在後續進行座標位置的計算時，則依據一第三電壓訊號值與二個第二電壓訊號值及相對應的天線迴路位址作為座標運算的參數。