TWI434209B - Electromagnetic induction device with multi - touch function - Google Patents

Description

具有多點觸摸功能的電磁感應裝置

本發明屬於電腦外部設備輸入領域，涉及一種能夠進行手寫輸入的電磁感應裝置，尤其涉及一種能夠實現多點觸摸輸入的電磁感應裝置。

目前，電磁式觸摸技術由於定位精度高、可獲取筆傾斜角度及壓力資訊、用於顯示領域時不影響螢幕顯示品質等優點，倍受市場青睞，被廣泛應用於手寫電腦、繪圖板、手寫板、手機、電子書等設備。應用電磁式觸摸技術的電磁感應裝置由電磁感應板和電磁筆構成，電磁感應板內設電磁波發射器和電磁波接收器，電磁筆內設有諧振回路。電磁波發射器發射設定單一頻率的電磁波，在電磁筆靠近電磁感應板時，電磁筆內的諧振回路產生諧振向電磁感應板反射電磁波，電磁波接收器接收具有相同諧振頻率的反射電磁波，電磁感應板據此檢測電磁筆的座標、傾斜角度、壓感、速度等相關資訊。

但是電磁感應裝置只能實現單點觸摸功能，所謂單點觸摸是指電磁感應裝置的電磁感應板發射單一頻率的電磁波，只能檢測產生相同諧振頻率的電磁筆，其結果是只能有一隻配套的電磁筆在電磁感應板的有效區域工作，其他頻率的電磁筆無法工作，功能單一。

針對上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠發射不同頻率電磁波的電磁感應板，以檢測不同頻率電磁筆的軌跡資訊，實現電磁感應裝置基於頻率變換的多點觸摸功能。

本發明解決技術問題所採用的技術方案是，一種具有多點觸摸功能的電磁感應裝置，設有電磁筆和電磁感應板，所述電磁筆內設有諧振電路，所述電磁感應板內設有電磁波發射器、電磁波接收器、控制器和電波頻率切換裝置，通過電磁感應板和電磁筆之間電磁波的發射和接收檢測電磁筆在電磁感應板上的輸入軌跡，電磁感應板的電波頻率切換裝置接收控制器的指令控制電磁波發射器發送不同頻率的電磁波，電磁筆產生相應諧振頻率的電磁諧波，電磁波接收器接收相應諧振頻率的電磁諧波，控制器檢測不同諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊。

進一步，電磁感應板內還設有放大器、相角檢測器、幅值檢測器和積分器，所述電磁波接收器接收電磁筆反射的電磁諧波信號再經放大器放大信號後，接入相角檢測器和幅值檢測器以檢測相角和幅值，再經過積分器輸入控制器，控制器檢測電磁筆的軌跡資訊並發送給電腦。

根據本發明的一個實施例，電磁感應板順次重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在獲得不同諧振頻率電磁筆的軌跡資訊後發送給電腦。

根據本發明的另一實施例，電磁感應板交替重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在完成第一諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊檢測並發送給電腦之後，再開始檢測第二諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊並發送給電腦，依次完成所有不同諧振頻率的電磁筆檢測。

本發明中，通過電磁感應板發射不同頻率的電磁波，從而檢測不同頻率的電磁筆工作資訊，實現了電磁感應裝置的多點觸摸功能。多支電磁筆可以配套使用，實現諸如圖片縮放以及其他的自定義功能，豐富了電磁感應板的應用領域。

以下結合附圖和實施例詳細說明本發明。

第一圖是根據本發明實施例的電磁感應裝置的結構框圖。本裝置包括電磁感應板和電磁筆。電磁感應板用於檢測電磁筆輸入的軌跡資訊，在該電磁感應板內設有電磁波發射器和電磁波接收器，還設有控制器、電波頻率切換裝置、幅值檢測器、相角檢測器和積分器。電磁筆用於輸入軌跡，在該電磁筆內設有電感和線圈構成的諧振回路。電波頻率切換裝置產生方波，通過電磁感應板的電磁波發射器發射電磁波，電磁波發射器所發射的電磁波為矩形波或正弦波。發射的電磁波在電磁筆內產生諧振，電磁筆再將產生的電磁諧波反射給電磁感應板的電磁波接收器。電磁波接收器接收輸入的電磁諧波信號經放大器放大，然後將放大的電磁諧波信號接入相角檢測器和幅值檢測器以檢測相角和幅值。放大的諧振電磁諧波信號經過積分輸入給控制器。控制器根據接收到的放大的諧振電磁諧波信號計算出電磁筆的軌跡資訊如位置、傾角以及壓力值並將其回饋發送給電腦。控制器根據計算得到的電磁筆的軌跡資訊，通知電波頻率切換裝置是否需要更改發射頻率。電波頻率切換裝置將根據控制器的指令確定是否進行發射頻率的更改，並將相應的結果回饋給控制器。本實施例中，控制器中內置有模數轉換器，控制器將接收的電磁諧波信號經過模數轉換器轉化為數位信號進行處理。模數轉換器也可以獨立於控制器設置，積分處理後的電磁諧波信號經由模數轉換器轉化為數位信號後，再發送給控制器處理。

根據本發明第一實施例，電磁感應板順次重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在獲得不同諧振頻率電磁筆的軌跡資訊後發送給電腦。為便於說明，以諧振頻率為f1和f2兩種情況的電磁筆為例進行介紹。如第二圖所示，電磁感應板的電磁波發射器發射頻率為f1的電磁波，產生相應的電磁場。諧振頻率為f1的電磁筆在電磁感應板有效區域工作時，電磁感應板檢測到電磁筆並計算該電磁筆的軌跡資訊，如X方向座標、Y方向座標、壓力、傾角等值。電磁感應板完成諧振頻率為f1的電磁筆檢測之後，無論是否檢測到諧振頻率為f1的電磁筆，均將發射頻率切換到f2，再檢測諧振頻率為f2的電磁筆並計算該電磁筆的軌跡。電磁感應板在連續檢測諧振頻率為f1和f2的電磁筆之後，再將檢測到的所有電磁筆的軌跡資訊發送給電腦，之後重複執行上述工作流程。當然對於多個不同諧振頻率的電磁筆，電磁感應板同樣是在完成所有諧振頻率的檢測之後將檢測到的所有電磁筆的軌跡資訊發送給電腦。

第三圖是基於第一實施例的電磁感應板發送給電腦的資料結構圖。其中reportID是用來通知電腦該資料為手寫資訊，設定KEY1是諧振頻率為f1的電磁筆的按鍵資訊。X方向座標1、Y方向座標1指該電磁筆的座標資訊。壓力1指該電磁筆接觸電磁感應板有效區域的力度，傾角1指該電磁筆與電磁感應板平面之間的夾角，也就是相對於電磁感應板的有效工作平面，該電磁筆的傾斜角度。設定KEY2是諧振頻率為f2的電磁筆的按鍵資訊。X方向座標2、Y方向座標2指該電磁筆的座標資訊。壓力2指該電磁筆接觸電磁感應板有效區域的力度，傾角2指該電磁筆與電磁感應板平面之間的夾角，也就是相對於電磁感應板的有效工作區域，該電磁筆的傾斜角度。當然，可以任意設定KEY1和KEY2所代表的電磁筆按鍵資訊，以能夠區分不同頻率的電磁筆為原則。

根據本發明第二實施例，電磁感應板交替重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在完成第一諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊檢測並發送給電腦之後，再開始檢測第二諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊並發送給電腦，依次完成對所有不同諧振頻率的電磁筆的檢測。

如第四圖所示，本實施例還是以諧振頻率為f1和f2兩種情況的電磁筆進行說明。電磁感應板的電磁波發射器發射頻率為f1的電磁波，產生相應的電磁場。諧振頻率為f1的電磁筆在電磁感應板有效區域工作時，電磁感應板檢測到電磁筆並計算該電磁筆的資訊，如X方向座標、Y方向座標、壓力、傾角等值。與第一實施例不同之處是電磁感應板將獲得的電磁筆的軌跡資訊發送給電腦後，再將發射頻率切換到f2，檢測諧振頻率為f2的電磁筆並將檢測到的資訊發送給電腦。若沒有檢測到諧振頻率為f1的電磁筆，則將發射頻率切換到f2進行檢測，若檢測到諧振頻率為f2的電磁筆發送電磁筆的軌跡資訊至電腦，若沒有，再將發射頻率切換至f1。對於諧振頻率不同的多個電磁筆，同樣是依照上述方法進行檢測。

第五圖是基於第二實施例的電磁感應板發送給電腦的資料結構。其中reportID是用來通知電腦該資料為手寫資訊，KEY是電磁筆的按鍵資訊，如左右鍵等。X方向座標、Y方向座標指電磁筆的座標資訊。壓力指該電磁筆接觸手寫平面的力度，傾角指該電磁筆與電磁感應板有效工作平面之間的夾角。對於不同諧振頻率的電磁筆，採用同樣的資料結構，通過設置不同的ReportID加以區分。如當ReportID=1時，代表該資料為諧振頻率為f1的電磁筆的軌跡資訊；ReportID=2時，代表該資料為諧振頻率為f2的電磁筆的軌跡資訊。

本發明利用電磁感應板輸出頻率的高速切換，實現了無線無源電磁感應裝置的多點觸摸功能。使用本裝置，不僅可以方便用戶輸入座標、壓力以及電磁筆傾角資訊，而且多支電磁筆配合，實現諸如圖片縮放以及其他的自定義功能，大大豐富了電磁式感應板的應用領域。

第一圖是根據本發明實施例的電磁感應裝置的結構框圖；

第二圖是本發明第一實施例的電磁感應板檢測不同頻率電磁筆的工作流程圖；

第三圖是基於第一實施例的電磁感應板發送給電腦的資料結構圖；

第四圖是本發明第二實施例的電磁感應板檢測不同頻率電磁筆的工作流程圖；

第五圖是基於第二實施例的電磁感應板發送給電腦的資料結構圖。

Claims (6)

1. 一種具有多點觸摸功能的電磁感應裝置，設有電磁筆和電磁感應板，所述電磁筆內設有諧振電路，所述電磁感應板內設有電磁波發射器、電磁波接收器、控制器和電波頻率切換裝置，其特徵在於，電磁感應板的電波頻率切換裝置接收控制器的指令控制電磁波發射器發射不同頻率的電磁波，電磁筆產生相應諧振頻率的電磁諧波，電磁波接收器接收相應諧振頻率的電磁諧波，由控制器檢測不同諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的電磁感應裝置，其中，電磁感應板內還設有放大器、相角檢測器、幅值檢測器和積分器，所述電磁波接收器接收電磁筆反射的電磁諧波，該電磁諧波經放大器放大後接入相角檢測器和幅值檢測器以檢測相角和幅值，再經過積分器輸入控制器，控制器檢測電磁筆的軌跡資訊並發送給電腦。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述的電磁感應裝置，其中，電磁感應板順次重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在獲得不同諧振頻率電磁筆的軌跡資訊後發送給電腦。
4. 依據申請專利範圍第3項所述的電磁感應裝置，其中，設定電磁感應板檢測諧振頻率分別為f1、f2的電磁筆，電磁波發射器發射頻率為f1的電磁波，由控制器檢測諧振頻率為f1的電磁筆的軌跡資訊，電磁波發射器切換頻率發射頻率為f2的電磁波，由控制器檢測諧振頻率為f2的電磁筆的軌跡資訊，控制器將檢測到的諧振頻率分別為f1、f2的電磁筆的軌跡資訊發送給電腦。
5. 依據申請專利範圍第1或2項所述的電磁感應裝置，其中，電磁感應板交替重複檢測不同諧振頻率的電磁筆，在完成第一諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊檢測並發送給電腦之後，再開始檢測第二諧振頻率的電磁筆的軌跡資訊並發送給電腦，依次完成對所有不同諧振頻率的電磁筆的檢測。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的電磁感應裝置，其中，設定電磁感應板檢測諧振頻率分別為f1、f2的電磁筆，電磁波發射器發射頻率為f1的電磁波，由控制器檢測諧振頻率為f1的電磁筆的軌跡資訊，控制器將獲得的電磁筆的軌跡資訊發送給電腦，若無諧振頻率為f1的電磁筆，則切換電磁波發射頻率至f2進行檢測，電磁波發射器發射頻率為f2的電磁波，由控制器檢測諧振頻率為f2的電磁筆的軌跡資訊，控制器將獲得的電磁筆的軌跡資訊發送給電腦，若無諧振頻率為f2的電磁筆，則切換電磁波發射頻率至f1進行檢測。