專利名稱：電磁觸控裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及電磁觸控領域，特別是指一種電磁觸控裝置及其控制方法。
背景技術：
作為一種重要的電子產品輸入技術，電磁觸控技術得到了越來越多的應用。電磁觸控裝置包括電磁觸控板以及電磁筆，電磁觸控板又可包括電磁觸控控制板、電磁觸控天 線板。電磁觸控控制板簡稱控制板，電磁觸控天線板簡稱天線板。天線板發射和接收電磁波，或者只接收來自電磁筆的電磁信號，并將接收到的電磁信號傳遞給控制板，由控制板進行信號處理，最終得到電磁筆的一系列信息，如坐標、傾角以及壓力等信息。與電容式以及電阻式觸控技術不同，電磁觸控技術中電磁觸控板與電磁筆不需要直接接觸在一起，而通過電磁波就可以工作，而且具有定位精度高，可產生壓感效果等優點。電磁觸控技術的觸控板和電磁筆之間可以放置任何非導電體，而幾乎不影響觸控效果。因此，電磁觸控技術的應用范圍非常廣泛，可用于電磁繪圖板以及繪圖屏等領域。在進行電磁觸控時，在電磁筆與天線板之間通常存在一定的傾角，特別是在一些專業繪畫工具的噴槍筆中，經常利用傾角的不同而產生不同的觸控效果。在目前的電磁觸控技術中，所述傾角的計算方法是，對天線板上不同的線圈接收到的電磁筆信號的強度進行相應的運算處理，并根據處理結果判斷傾角的大小。然而，通過這種方式得到的傾角容易受到外界因素影響而出現較大抖動，如外界電磁干擾、安裝于天線板背部的屏蔽材料材質的影響等都會影響到傾角的計算；并且，上述傾角的計算方法較為復雜，運算處理速度較慢，影響電磁觸控裝置向計算機發送的電磁信號的頻率，從而影響了計算機向顯示屏的“發點”速度，進而導致顯示屏上所顯示的筆跡存在一定的延時。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提出了一種電磁觸控裝置及其控制方法。本發明的電磁觸控裝置包括電磁觸控板和電磁筆,其中，電磁筆包括第一加速度傳感器模塊，其獲取電磁筆的第一傾角信息。電磁觸控板包括天線板，其接收電磁筆發送的第一傾角信息；第二加速度傳感器模塊，其獲取電磁觸控板的第二傾角信息；和控制板，其對第二傾角信息和天線板接收的第一傾角信息進行處理，得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。在本發明的電磁觸控裝置的控制方法中，電磁觸控裝置包括電磁觸控板和電磁筆，電磁筆包括第一加速度傳感器模塊，電磁觸控板包括天線板、第二加速度傳感器模塊和控制板，控制方法包括第一傾角信息獲取步驟，第一加速度傳感器模塊獲取電磁筆的第一傾角信息；第一傾角信息接收步驟，天線板接收電磁筆發送的第一傾角信息；第二傾角信息獲取步驟，第二加速度傳感器模塊獲取電磁觸控板的第二傾角信息；以及電磁筆相對傾角取得步驟，控制板對第二傾角信息和天線板接收的第一傾角信息進行處理，得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。本發明的電磁觸控裝置及其控制方法，通過電磁筆中的第一加速度傳感器檢測出電磁筆相對于水平面的傾角，以及通過電磁觸控板中的第二加速度傳感器檢測出電磁觸控板相對于水平面的傾角，再進行簡單的運算處理就可得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。
采用本發明的裝置和方法，由于加速度傳感器檢測到的傾角均是相對于水平面的傾角，因而經過運算處理所得到的傾角抖動小、可靠性較高，并且在得到傾角的過程中不易受電磁干擾、天線板背部的屏蔽材料材質等外界因素的影響，提高了傾角檢測的效果；并且，加速度傳感器的功耗低、易于控制，簡化了電磁筆相對于電磁觸控板的傾角的運算過程，提高了運算處理速度，能夠克服現有技術中因計算傾角而導致的筆跡延時的問題，具有實際的應用價值。
圖I是本發明的電磁觸控裝置的一個具體實施方式
的結構示意 圖2是本發明的電磁觸控裝置中第二加速度傳感器的位置以及與其他部件的連接關系的一個實施例的示意 圖3是本發明的電磁觸控裝置中第二加速度傳感器的位置以及與其他部件的連接關系的另一個實施例的示意 圖4是本發明的電磁觸控裝置中電磁筆的一個實施例的結構示意 圖5是本發明的電磁觸控裝置中控制板的一個實施例的結構示意 圖6是本發明的電磁觸控裝置的控制方法的一個具體實施方式
的流程圖。
具體實施例方式下面，結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。圖I是本發明的電磁觸控裝置的一個具體實施方式
的結構示意圖。如圖I所不，電磁觸控裝置包括電磁觸控板2和電磁筆I,其中，電磁筆包括第一加速度傳感器模塊3，用于獲取電磁筆的第一傾角信息并發送給電磁觸控板2。電磁觸控板包括天線板5，第二加速度傳感器模塊4和控制板6。天線板5可以接收電磁筆I發送的第一傾角信息。第二加速度傳感器模塊4獲取電磁觸控板2的第二傾角信息。控制板6對第二傾角信息和天線板5接收的第一傾角信息進行處理，得到電磁筆I相對于電磁觸控板2的傾角。這里，電磁筆I除了發送第一傾角信息外，還可以發送其他信息。所述控制板6對第二傾角信息和第一傾角信息進行處理，具體包括預先設定X、Y、Z方向的基準值，并將得到的所述第一傾角信息和第二傾角信息分別與所設定的基準值進行比較計算，分別得到第一傾角信息和第二傾角信息相對于所述基準值的第一相對角度信息和第二相對角度信息；對所得到的兩個相對角度信息進行計算，得到電磁筆I相對于電磁觸控板2的傾角。
這里，在得到第一相對角度信息和第二相對角度信息時，還可以在一定時間內采集多個第一傾角信息和第二傾角信息，再分別對所述第一傾角信息和第二傾角信息進行平均值計算，并將所得到的第一傾角信息的平均值和第二傾角信息的平均值分別與所設定的基準值進行比較計算，以消除外界干擾信息，從而獲得較為準確的第一相對角度信息和第二相對角度信息。第二加速度傳感器模塊4包括第二加速度傳感器。優選地，當電磁觸控板2水平放置時，第二加速度傳感器與水平面的夾角為零。第一加速度傳感器模塊3包括第一加速度傳感器。優選地，當電磁筆I豎直放置時，第一加速度傳感器與水平面的夾角為O或者90度角或者其他規定的角度。加速度傳感器可以在XYZ三個軸向上讀取低重力水平的傾斜、搖擺并且具有低功耗特性；并且，加速度傳感器檢測到的傾角均是相對于水平面的傾角，因而經過運算處理所 得到的傾角抖動小、可靠性較高，不易受電磁干擾、天線板背部的屏蔽材料材質等外界因素的影響；且電磁筆相對于電磁觸控板的傾角的運算過程簡單，處理速度較快，能夠克服現有技術中因計算傾角而導致的筆跡延時的問題。圖2是本發明的電磁觸控裝置中第二加速度傳感器的位置以及與其他部件的連接關系的一個實施例的示意圖。如圖2所示，第二加速度傳感器模塊4設置于控制板6上。優選地，控制板6與天線板5位于相互平行的平面內。優選地，控制板6包括主處理器(B卩，主MCU)61，其I/O接口 62直接或者通過物理連接配件(圖中未示出)與第二加速度傳感器模塊4電學連接，以從第二加速度傳感器模塊4得到第二傾角信息。具體講，I/O接口可以為通用I/O接口，也可以為其他接口，這是由加速度傳感器自身的特點決定的。優選地，第二加速度傳感器模塊4還可以包括外圍電路，如晶振電路等。根據加速度傳感器型號的不同，外圍電路也不同，比如有些加速度傳感器需要外部晶振，有些加速度傳感器就不需要外部晶振。圖3是本發明的電磁觸控裝置中第二加速度傳感器的位置以及與其他部件的連接關系的另一個實施例的示意圖。如圖3所示，第二加速度傳感器模塊4設置于天線板5上。在本實施例中，天線板5與控制板6可以不在相互平行的平面內。優選地，天線板5通過物理連接模塊63與控制板6連接。具體講，物理連接模塊63可以是連接器、連接線等能把天線板5與電磁控制6連接在一起的物理配件。優選地，控制板6包括主處理器(B卩，主MCU)61，其I/O接口 62直接或者通過物理連接配件(圖中未示出)與第二加速度傳感器模塊4電學連接，以從第二加速度傳感器模塊4得到第二傾角信息。具體講，I/O接口可以為通用I/O接口，也可以為其他接口，這是由加速度傳感器自身的特點決定的。優選地，第二加速度傳感器模塊4還可以包括外圍電路，如晶振電路等。根據加速度傳感器型號的不同，外圍電路也不同，比如有些加速度傳感器需要晶振，有些加速度傳感器就不需要晶振。圖4是本發明的電磁觸控裝置中電磁筆的一個實施例的結構示意圖。如圖4所示，電磁筆I除了包括第一加速度傳感器模塊3外，還包括微處理器11，供電模塊12和發射模塊13。微處理器11的I/O接口與第一加速度傳感器模塊3電學連接，并通過第一加速度傳感器模塊3得到第一傾角信息。供電模塊12對微處理器11和第一加速度傳感器模塊3供電。發射模塊13在微處理器11的控制下將第一傾角信息以數字編碼的方式以固定的頻率發射出去。優選地，第一加速度傳感器模塊3還可以包括外圍電路，如晶振電路等。根據加速度傳感器型號的不同，外圍電路也不同，比如有些加速度傳感器需要外部晶振，有些加速度傳感器就不需要外部晶振。優選地，供電模塊12為電池或者激磁線圈和穩壓電路。激磁線圈和穩壓電路通過 外部固定頻率的電磁激勵產生穩定的電壓。圖5是本發明的電磁觸控裝置中控制板的一個實施例的結構示意圖。如圖5所示，控制板6除了包括主處理器61夕卜，還可以包括放大器63、信號處理電路64、積分電路65和模數轉換器66。放大器63將天線板5接收的電磁波中包含的第一傾角信息進行放大。信號處理電路64對放大器63放大后的信號進行處理，如濾波處理等。積分電路65對信號處理電路64處理后的信號進行積分。模數轉換器66將積分電路65積分后的信號轉換為數字信號。其中，主處理器61對第二傾角信息和數字信號進行處理，得到電磁筆I相對于電磁觸控板2的傾角。圖5為原理性示意圖，說明信號從接收到信號處理進而到主處理器61需要經過的過程。當然，這里模數轉換器66和主處理器61可以是兩個單獨的個體，也可以將模數轉換器66內置在主處理器61中。圖6是本發明的電磁觸控裝置的控制方法的一個具體實施方式
的流程圖。如圖6所示，本實施方式的電磁觸控裝置的控制方法除了包括手寫掃描步驟SI之夕卜，還包括第一傾角信息獲取步驟S2，第一傾角信息接收步驟S3，第二傾角信息獲取步驟S4和電磁筆相對傾角取得步驟S5。在第一傾角信息獲取步驟S2中，第一加速度傳感器模塊3獲取電磁筆I的第一傾角信息。在第一傾角信息接收步驟S3中，天線板5接收電磁筆I發送的第一傾角信息。在第二傾角信息獲取步驟S4中，第二加速度傳感器模塊4獲取電磁觸控板2的第二傾角信息。在電磁筆相對傾角取得步驟S5中，控制板6對第二傾角信息和天線板5接收的第一傾角信息進行處理，得到電磁筆I相對于電磁觸控板2的傾角。所述控制板6對第二傾角信息和第一傾角信息進行處理，具體包括預先設定X、Y、Z方向的基準值，并將得到的所述第一傾角信息和第二傾角信息分別與所設定的基準值進行比較計算，分別得到第一傾角信息和第二傾角信息相對于所述基準值的第一相對角度信息和第二相對角度信息；對所得到的兩個相對角度信息進行計算，得到電磁筆I相對于電磁觸控板2的傾角。這里，在得到第一相對角度信息和第二相對角度信息時，還可以在一定時間內采集多個第一傾角信息和第二傾角信息，再分別對所述第一傾角信息和第二傾角信息進行平均值計算，并將所得到的第一傾角信息的平均值和第二傾角信息的平均值分別與所設定的基準值進行比較計算，以消除外界干擾信息，從而獲得較為準確的第一相對角度信息和第二相對角度信息。
權利要求
1.一種電磁觸控裝置,其特征在于,包括電磁觸控板和電磁筆，其中， 所述電磁筆包括第一加速度傳感器模塊，其獲取所述電磁筆的第一傾角信息；以及， 所述電磁觸控板包括 天線板，其接收所述電磁筆發送的第一傾角信息； 第二加速度傳感器模塊，其獲取所述電磁觸控板的第二傾角信息；和控制板，其對所述第二傾角信息和所述天線板接收的所述第一傾角信息進行處理，得到所述電磁筆相對于所述電磁觸控板的傾角。
2.根據權利要求I所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述控制板對第二傾角信息和第一傾角信息進行處理，具體包括預先設定X、Y、Z方向的基準值，并將得到的所述第一傾角信息和第二傾角信息分別與所設定的基準值進行比較計算，分別得到第一傾角信息和第ニ傾角信息相對于所述基準值的第一相對角度信息和第二相對角度信息；對所得到的兩個相對角度信息進行計算，得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。
3.根據權利要求2所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第二加速度傳感器模塊包括第二加速度傳感器，當所述電磁觸控板水平放置吋，所述第二加速度傳感器與水平面的夾角為零。
4.根據權利要求3所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第二加速度傳感器模塊設置于所述控制板上，所述控制板與所述天線板位于相互平行的平面內。
5.根據權利要求3或4所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第二加速度傳感器模塊設置于所述天線板上。
6.根據權利要求5所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第二加速度傳感器模塊還包括晶振電路。
7.根據權利要求I或6所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第一加速度傳感器模塊包括第一加速度傳感器，當所述電磁筆豎直放置時，所述第一加速度傳感器與水平面的夾角為0°或90°或者其他規定的角度。
8.根據權利要求7所述的電磁觸控裝置，其特征在干， 所述第一加速度傳感器模塊還包括晶振電路。
9.根據權利要求I或8所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述控制板包括 主處理器，其I/O接ロ直接或通過物理連接配件與所述第二加速度傳感器模塊電學連接，通過所述第二加速度傳感器模塊得到所述第二傾角信息。
10.根據權利要求9所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述控制板還包括 放大器，其將所述天線板接收的所述第一傾角信息進行放大； 信號處理電路，其對所述放大器放大后的信號進行處理； 積分電路，其對所述信號處理電路處理后的信號進行積分；以及， 模數轉換器，其將所述積分電路積分后的信號轉換為數字信號； 其中， 所述主處理器對所述第二傾角信息和所述數字信號進行處理，得到所述電磁筆相對于所述電磁觸控板的傾角。
11.根據權利要求I或10所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述電磁筆還包括微處理器，其I/O接ロ與所述第一加速度傳感器模塊電學連接，以從所述第一加速度傳感器模塊得到所述第一傾角信息； 供電模塊，其對所述微處理器和所述第一加速度傳感器模塊供電；以及， 發射模塊，其在微處理器的控制下將所述第一傾角信息以數字編碼的方式以固定的頻率發射出去。
12.根據權利要求11所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述供電模塊包括電池。
13.根據權利要求11所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述供電模塊包括激磁線圈和穩壓電路，其通過外部的固定頻率的電磁激勵產生穩定的電壓。
14.根據權利要求I或13所述的電磁觸控裝置，其特征在于，所述天線板與所述控制板通過物理連接模塊連接。
15.ー種電磁觸控裝置的控制方法，其特征在于，所述電磁觸控裝置包括電磁觸控板和電磁筆，所述電磁筆包括第一加速度傳感器模塊，所述電磁觸控板包括天線板、第二加速度傳感器模塊和控制板，所述控制方法包括 第一傾角信息獲取步驟，所述第一加速度傳感器模塊獲取所述電磁筆的第一傾角信息； 第一傾角信息接收步驟，所述天線板接收所述電磁筆發送的第一傾角信息； 第二傾角信息獲取步驟，所述第二加速度傳感器模塊獲取所述電磁觸控板的第二傾角ィ目息;以及 電磁筆相對傾角取得步驟，所述控制板對所述第二傾角信息和所述天線板接收的所述第一傾角信息進行處理，得到所述電磁筆相對于所述電磁觸控板的傾角。
16.根據權利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述控制板對第二傾角信息和第一傾角信息進行處理，具體包括預先設定X、Y、Z方向的基準值，并將得到的所述第一傾角信息和第二傾角信息分別與所設定的基準值進行比較計算，分別得到第一傾角信息和第二傾角信息相對于所述基準值的第一相對角度信息和第二相對角度信息；對所得到的兩個相對角度信息進行計算，得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。
全文摘要
本發明公開了一種電磁觸控裝置及其控制方法，屬于電磁觸控技術領域。本發明的電磁觸控裝置包括電磁觸控板和電磁筆；其中，電磁筆包括第一加速度傳感器模塊，其獲取電磁筆的第一傾角信息。電磁觸控板包括天線板，其接收電磁筆發送的第一傾角信息；第二加速度傳感器模塊，其獲取電磁觸控板的第二傾角信息；以及，控制板，其對第二傾角信息和天線板接收的第一傾角信息進行處理，得到電磁筆相對于電磁觸控板的傾角。本發明的電磁觸控裝置及其控制方法，利用加速度傳感器模塊得到的傾角抖動小、可靠性高，并且在得到傾角的過程中不易受外界因素的影響，有效提高了因計算傾角而導致的筆跡延時的問題。
文檔編號G06F3/046GK102799333SQ201110134960
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者侯濤 申請人:漢王科技股份有限公司