電磁輸入筆的傾斜角偵測方法

專利名稱：電磁輸入筆的傾斜角偵測方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁輸入筆的偵測方法，特別是涉及一種電磁輸入筆的傾斜角偵 測方法。
背景技術：
目前電磁式輸入筆的傾斜角偵測方式，例如美國專利5，751，229與5，748，110是 由電磁筆發射信號后，由天線或感應線圈于接收到電磁式輸入筆的信號后，經一系列信號 處理包含信號放大、濾波、整流、相位偵測與模擬數字轉換等產生電壓值與電磁式輸入筆所 在位置的X或Y坐標的對應關系。當電磁式輸入筆的姿態與天線或感應線圈垂直時，電磁 式輸入筆所在位置的天線或感應線圈及其對應坐標處電壓信號值強度為最大，且為唯一出 現電壓信號值的坐標。但當電磁式輸入筆姿態并非與天線或感應線圈垂直時，電磁式輸入 筆所在位置鄰近的天線或感應線圈及其對應坐標處亦會有電壓信號值出現，但相對于電磁 式輸入筆所在位置的電壓信號值，為強度次高的電壓信號值。此時電磁式輸入筆的傾斜角 利用電磁式輸入筆所在位置強度最高的電壓信號值，即電壓信號值與X或Y坐標關系圖主 峰值(main peak value)，與強度次高的電壓信號值，即電壓信號值與X或Y坐標關系圖次 峰值(sub peak value)，進行函數運算后計算出電磁式輸入筆傾斜角的角度。但是上述傳統電磁式輸入筆的傾斜角偵測方式，必須使用強度最高的電壓信號值 或主峰值信號與強度次高的電壓信號值或次峰值信號做函數運算后計算出傾斜角的角度。 以X軸的角度為例，當電磁式輸入筆維持在一定高度，而X軸為0度傾斜但Y軸有一傾斜 角度時，X軸的主峰值信號與次峰值信號會改變而相對應的比例值也會有所變化，且主峰值 信號與次峰值信號強弱的變化不一定對等，也不一定有比例上的關系，容易因電磁式輸入 筆位置造成主峰值信號的變化而影響傾斜角的準確性，增加電磁式輸入筆角度上判斷的誤 差，在運算上徒增繁瑣的判斷。鑒于上述傳統電磁式輸入筆的傾斜角偵測方式的缺點，本發明提出一種電磁輸入 筆的傾斜角偵測方法，以解決傳統電磁式輸入筆傾斜角偵測方式判斷誤差與運算繁瑣的問題。由此可見，上述現有的電磁輸入筆的偵測方法在結構與使用上，顯然仍存在有不 便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀 求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能 夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型的電磁輸 入筆的傾斜角偵測方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。有鑒于上述現有的電磁輸入筆的偵測方法存在的缺陷，本發明人基于從事此類產 品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期 創設一種新型的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，能夠改進一般現有的電磁輸入筆的偵測方 法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創設出 確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的主要目的在于，克服現有的電磁輸入筆的偵測方法存在的缺陷，而提供 一種新型的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，所要解決的技術問題是使其可以不受到所在位 置信號主峰值的變化而影響傾斜角的準確性，減少電磁式輸入筆角度上判斷的誤差，非常 適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出 的一種電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，該方法包括以下步驟提供一電磁輸入筆在X/Y軸天線Xn/Yn上方；以天線Χη/Υη為中心點兩側各掃描a天線數；根據掃描信號及掃描的a天線數分析天線Xn/Yn中心點與兩側主要信號分布；決定兩側所需取樣的天線數目；根據取樣的天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號；及根據兩側天線取樣信號判斷該電磁輸入筆的一傾斜角。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其中所述的決定兩側所需取樣的天線數目 包含兩側各一到八根天線。前述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其中所述的電磁輸入筆的該傾斜角由該天 線乂 八11各單側邊一到八根天線信號強度的和與二側邊信號的總和的比例值判斷計算而
出ο前述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其中所述的天線Χη/Υη為中心點兩側各掃 描a天線數，a為介于一到八之間的整數。前述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其中所述的電磁輸入筆的該傾斜角由該天 線Xn/Yn兩側各一天線信號強度的差值判斷計算而出。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為達到上述目 的，本發明提供了一種電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，此電磁輸入筆的傾斜角偵測方法包 含以下步驟。首先提供一電磁輸入筆在Χ/Υ軸天線Χη/Υη上方。接著以天線Χη/γη*中心點 兩側各掃描a天線數。然后根據掃描信號及掃描的a天線數分析天線Xn/Yn中心點與兩側 主要信號分布。接著決定兩側所需取樣的天線數目。然后根據取樣的天線數目開啟兩側所 需的天線擷取電磁筆的信號。最后根據兩側天線取樣信號判斷該電磁輸入筆的一傾斜角。借由上述技術方案，本發明電磁輸入筆的傾斜角偵測方法至少具有下列優點及有 益效果本發明利用偵測電磁式輸入筆所在位置兩側信號強度并取樣兩側信號峰值的方式 進行函數運算，并由計算結果去判斷電磁式輸入筆的傾斜角度。如此可以不受到所在位置 信號主峰值的變化而影響傾斜角的準確性，減少電磁式輸入筆角度上判斷的誤差。綜上所述，本發明是有關于一種電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，此電磁輸入筆的 傾斜角偵測方法包含以下步驟。首先提供一電磁輸入筆在χ/γ軸天線χη/γη上方。接著以 天線Χη/Υη為中心點兩側各掃描a天線數。然后根據掃描信號及掃描的a天線數分析天線 Xn/Yn*心點與兩側主要信號分布。接著決定兩側所需取樣的天線數目。然后根據取樣的 天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號。最后根據兩側天線取樣信號判斷該電磁輸入筆的一傾斜角。本發明在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、 進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1為本發明一實施例的一電磁感應輸入系統的示意圖。圖2為電磁式輸入筆于電磁感應輸入系統的天線區(Xn—8-X_)傾斜一角度的示意 圖。圖3為經由電磁式輸入系統的天線區所擷取到的X軸電壓信號與坐標示意圖。圖4為本發明電磁輸入筆的傾斜角偵測方法一實施例的流程圖。102 電磁感應控制基板104 天線區106 電磁輸入筆202 電磁輸入筆在X/Y軸天線Xn/Yn上方。204 以Χη/Υη為中心點兩側各掃描a個天線數206 根據掃描信號及掃描的天線數分析中央與兩側主要信號分布208 決定兩側所需取樣的天線數目210 根據取樣的天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號212 根據兩側天線取樣信號判斷電磁輸入筆傾斜角
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合 附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法其具體實施方式
、 結構、特征及其功效，詳細說明如后。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚的呈現。為了方便說明，在以下的實施例中，相同的元件以相同 的編號表示。本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛 地在其它的實施例施行，且本發明的范圍并不受實施例的限定，其以之后的專利范圍為準。 再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分并沒有依照其相對尺寸繪圖， 某些尺寸與其它相關尺度相比已經被夸張；不相關的細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。圖1顯示本發明一實施例的一電磁感應輸入系統。電磁感應輸入系統包含一電磁 感應控制基板102與一電磁輸入筆(stylus) 106。電磁感應控制基板102包含含復數沿X與 Y方向排列彼此平行部分重迭由導體或感應線圈構成的天線區104與控制組件(未圖標)。 控制組件包含處理單元例如微控制器(Micro-controller Unit, MCU)與相關信號濾波 (filter)、信號放大(amplifier)、天線開關(switch)、相位偵測(phase detector)、模擬數字轉換(A/D converter)等信號處理電路。電磁輸入筆106包含一共振電路(resonance circuit)。電磁輸入筆106的坐標藉由電磁輸入筆106內共振電路與電磁感應控制基板 102上的感應線圈之間的電磁波傳送與接收而獲得。圖2顯示電磁式輸入筆于電磁感應輸入系統的天線區(Xn—8-X_)傾斜一角度的示 意圖。在圖2中，當電磁式輸入筆垂直于電磁感應輸入系統的天線區時定義為0°，向右邊 傾倒至平行于天線區時為90°，向左邊傾倒至平行于天線區時為-90°。圖3顯示為經由電磁式輸入系統的天線區所擷取到的X軸電壓信號與坐標示意 圖。其中橫軸為X軸的天線數，縱軸為電壓信號的強度，及信號主峰值與兩側信號次鋒值的 信號分布圖。Y軸信號也是如此。以下說明都是以X軸信號為主。并延伸至Y軸信號。當電磁式輸入筆在X軸天線Xn上方，以Xn為中心點兩側各掃描復數個天線數，由 各個天線所掃描出來的信號強弱及掃描的天線數去分析出復數個主要的信號分布。因為電 磁感應的信號分布有對稱性，兩側峰值在做信號取樣時，可以應用相對應的天線做取樣，而 使用相對應的天線數取樣時，當筆有傾斜時或是提高時，其兩側峰值比例變化是一致的，并 不受到主峰值信號強弱而造成傾斜角度的誤差。而兩側次峰值信號的取樣，可以是單數或 是復數個天線信號強度的總和。當決定好兩側次峰值信號的取樣的方式為單數或是復數個 天線后。在進行傾斜角偵測時，信號取樣只要開啟決定好的天線取樣即可，并不需要取樣主 峰的信號值。當取樣完成后，再應用其信號強度來進行函數運算來判斷電磁式輸入筆的傾 斜角度。本發明第一實施例根據圖2與圖3所示，當電磁輸入筆在X軸天線Xn上方，以 Xn為中心點兩側各掃描8個天線數，左邊號掃描天線數為Xlri-Xu及右邊號掃描天線數為 xn+1-xn吧由各個天線所掃描出來的信號強弱及掃描的天線數去分析出3個主要的信號分 布，例如主峰信號為Xn-2-Xn+2、左峰信號為Xn-7-Xn-4、右峰信號為Xn+4-Xn+7。此實施例以復數個天線信號強度的總和為例，左峰信號取樣為Xn_7-Xn_4的信號強 度值總和，及右峰信號取樣為χη+4-χη+7的信號強度值總和。當決定好兩側峰信號的取樣的方 式后，在進行傾斜角偵測時，兩側峰值信號取樣只要開啟xn-7-xn-4及χη+4-χη+7的天線取樣信 號即可。當取樣完成后，左峰信號取樣為Xn_7_Xn_4的信號強度值總和=左峰信號值；右峰信 號取樣為Xn+4-Xn+7的信號強度值總和=右峰信號值，再經過函數運算后，去判斷傾斜角度。 以下為其中的一種函數運算去判斷傾斜角度。當信號取樣完成，已知左峰信號值及右峰信號值，此函數運算以X軸兩側峰值信 號值的比例值作為傾斜角的判斷當筆垂直天線區時，X軸兩側峰值信號值為相等；右鋒信號值/(右鋒信號值+左峰信號值)=1/2 —角度為0度，當筆向右邊傾倒至平行于天線區時，X軸右峰信號值遠大于左峰的信號值右鋒信號值/(右鋒信號值+左峰信號值)N 1 —角度為90度，當筆向左邊傾倒至平行于天線區時，X軸左峰信號值遠大于右峰的信號值右鋒信號值/(右鋒信號值+左峰信號值)N 0 —角度為-90度，右鋒信號值/ (右鋒信號值+左峰信號值)=比例值B，而比例值B會落在0 <比例值BS 1之間，可以依據不同的比例值B對應到相對 應的角度上。
以上實施例也可以用左鋒信號值/ (右鋒信號值+左峰信號值)=比例值，所得到 的比例值會與上述實施例相同，但是所定義的傾斜方向卻是相反的。所以判斷出傾斜角度 與上述實施例差一個負號。本發明第二實施例為當電磁輸入筆在X軸天線Xn上方，以Xn為中心點兩側各掃 描8個天線數，左邊號掃描天線數為Xlri-Xu及右邊號掃描天線數為Xn_「Xn+8o由各個天線 所掃描出來的信號強弱及掃描的天線數去分析出3個主要的信號分布，例如主峰信號為 Xn-2_Xn+2、左峰信號為Xn-7_Xn-4、右峰信號為H此實施例以單個天線信號強度為例，左峰信號取樣為Xn_5的信號強度，及右峰信號 取樣為Xn+5的信號強度。當決定好兩側峰信號的取樣的方式后，在進行傾斜角偵測時，兩側 峰值信號取樣只要開啟Xn-5及Xn+5的天線取樣信號即可。當取樣完成后，左峰信號取樣為Xn_5的信號強度值=左峰信號值；右峰信號取樣 為的信號強度值=右峰信號值，再經過函數運算后，去判斷傾斜角度。以下為其中的一 種函數運算去判斷傾斜角度。當信號取樣完成，已知左峰信號值及右峰信號值，此函數運算以X軸兩側峰值信 號值的差值作為傾斜角的判斷當筆垂直天線區時，X軸兩側峰值信號值為相等；右鋒信號值-左峰信號值=0 —角度為0度，當筆向右邊傾倒至平行于天線區時，X軸右峰信號值遠大于左峰的信號值右鋒信號值-左峰信號值N右峰信號值一角度為90度，當筆向左邊傾倒至平行于天線區時，X軸左峰信號值遠大于右峰的信號值右鋒信號值-左峰信號值N -左峰信號值一角度為-90度，右鋒信號值-左峰信號值=差值A，而差值A會落在-左峰信號值<差值A <右峰 信號值之間，可以依據不同的差值A對應到相對應的角度上。以上實施例也可以用左鋒信號值-右峰信號值=差值，所得到的差值會與上述的 實施例差一個負號。可以用一樣的方式判斷出傾斜角度。而Y軸方向的傾斜角度可以依照 上述實施例去做判斷。圖4顯示本發明電磁輸入筆的傾斜角偵測方法一實施例的流程圖。首先，于步驟 202中，將電磁輸入筆置于X/Y軸天線Xn/Yn上方。接著于步驟204中，以天線Χη/Υη為中心 點兩側各掃描a個天線數。然后于步驟206中，根據掃描信號及掃描的天線數分析中央與 兩側主要信號分布。接著于步驟208中，決定兩側所需取樣的天線數目。然后于步驟210 中，根據取樣的天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號。最后于步驟212中，根據 兩側天線取樣信號判斷電磁輸入筆傾斜角。本發明偵測電磁式輸入筆所在位置兩側信號強度并取樣兩側信號峰值的方式進 行函數運算，并由計算結果判斷電磁式輸入筆的傾斜角度。如此可以不受到所在位置信號 主峰值的變化而影響傾斜角的準確性，并可減少電磁式輸入筆角度上判斷的誤差。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其特征在于該方法包括以下步驟 提供一電磁輸入筆在χ/Υ軸天線Χη/γη上方；以天線Χη/Υη為中心點兩側各掃描a天線數；根據掃描信號及掃描的a天線數分析天線Xn/Yn中心點與兩側主要信號分布； 決定兩側所需取樣的天線數目；根據取樣的天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號；及 根據兩側天線取樣信號判斷該電磁輸入筆的一傾斜角。
2.根據權利要求1所述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其特征在于其中所述的決定 兩側所需取樣的天線數目包含兩側各一到八根天線。
3.根據權利要求2所述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其特征在于其中所述的電磁 輸入筆的該傾斜角由該天線Χη/Υη各單側邊一到八根天線信號強度的和與二側邊信號的總 和的比例值判斷計算而出。
4.根據權利要求1所述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其特征在于其中所述的天線 Χη/Υη為中心點兩側各掃描a天線數，a為介于一到八之間的整數。
5.根據權利要求4所述的電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，其特征在于其中所述的電磁 輸入筆的該傾斜角由該天線Xn/Yn兩側各一天線信號強度的差值判斷計算而出。
全文摘要
本發明是有關于一種電磁輸入筆的傾斜角偵測方法，此電磁輸入筆的傾斜角偵測方法包含以下步驟。首先提供一電磁輸入筆在X/Y軸天線Xn/Yn上方。接著以天線Xn/Yn為中心點兩側各掃描a天線數。然后根據掃描信號及掃描的a天線數分析天線Xn/Yn中心點與兩側主要信號分布。接著決定兩側所需取樣的天線數目。然后根據取樣的天線數目開啟兩側所需的天線擷取電磁筆的信號。最后根據兩側天線取樣信號判斷該電磁輸入筆的一傾斜角。
文檔編號G01S3/32GK102147457SQ20101011115
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者葉云翔, 葉嘉瑞, 謝政良 申請人:太瀚科技股份有限公司