专利名称：电磁输入笔的倾斜角侦测方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁输入笔的侦测方法，特别是涉及一种电磁输入笔的倾斜角侦 测方法。
背景技术：
目前电磁式输入笔的倾斜角侦测方式，例如美国专利5，751，229与5，748，110是 由电磁笔发射信号后，由天线或感应线圈于接收到电磁式输入笔的信号后，经一系列信号 处理包含信号放大、滤波、整流、相位侦测与模拟数字转换等产生电压值与电磁式输入笔所 在位置的X或Y坐标的对应关系。当电磁式输入笔的姿态与天线或感应线圈垂直时，电磁 式输入笔所在位置的天线或感应线圈及其对应坐标处电压信号值强度为最大，且为唯一出 现电压信号值的坐标。但当电磁式输入笔姿态并非与天线或感应线圈垂直时，电磁式输入 笔所在位置邻近的天线或感应线圈及其对应坐标处亦会有电压信号值出现，但相对于电磁 式输入笔所在位置的电压信号值，为强度次高的电压信号值。此时电磁式输入笔的倾斜角 利用电磁式输入笔所在位置强度最高的电压信号值，即电压信号值与X或Y坐标关系图主 峰值(main peak value)，与强度次高的电压信号值，即电压信号值与X或Y坐标关系图次 峰值(sub peak value)，进行函数运算后计算出电磁式输入笔倾斜角的角度。但是上述传统电磁式输入笔的倾斜角侦测方式，必须使用强度最高的电压信号值 或主峰值信号与强度次高的电压信号值或次峰值信号做函数运算后计算出倾斜角的角度。 以X轴的角度为例，当电磁式输入笔维持在一定高度，而X轴为0度倾斜但Y轴有一倾斜 角度时，X轴的主峰值信号与次峰值信号会改变而相对应的比例值也会有所变化，且主峰值 信号与次峰值信号强弱的变化不一定对等，也不一定有比例上的关系，容易因电磁式输入 笔位置造成主峰值信号的变化而影响倾斜角的准确性，增加电磁式输入笔角度上判断的误 差，在运算上徒增繁琐的判断。鉴于上述传统电磁式输入笔的倾斜角侦测方式的缺点，本发明提出一种电磁输入 笔的倾斜角侦测方法，以解决传统电磁式输入笔倾斜角侦测方式判断误差与运算繁琐的问题。由此可见，上述现有的电磁输入笔的侦测方法在结构与使用上，显然仍存在有不 便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋 求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能 够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的电磁输 入笔的倾斜角侦测方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的电磁输入笔的侦测方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产 品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期 创设一种新型的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，能够改进一般现有的电磁输入笔的侦测方 法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出 确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的电磁输入笔的侦测方法存在的缺陷，而提供 一种新型的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，所要解决的技术问题是使其可以不受到所在位 置信号主峰值的变化而影响倾斜角的准确性，减少电磁式输入笔角度上判断的误差，非常 适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种电磁输入笔的倾斜角侦测方法，该方法包括以下步骤提供一电磁输入笔在X/Y轴天线Xn/Yn上方；以天线Χη/Υη为中心点两侧各扫描a天线数；根据扫描信号及扫描的a天线数分析天线Xn/Yn中心点与两侧主要信号分布；决定两侧所需取样的天线数目；根据取样的天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号；及根据两侧天线取样信号判断该电磁输入笔的一倾斜角。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其中所述的决定两侧所需取样的天线数目 包含两侧各一到八根天线。前述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其中所述的电磁输入笔的该倾斜角由该天 线乂 八11各单侧边一到八根天线信号强度的和与二侧边信号的总和的比例值判断计算而
出ο前述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其中所述的天线Χη/Υη为中心点两侧各扫 描a天线数，a为介于一到八之间的整数。前述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其中所述的电磁输入笔的该倾斜角由该天 线Xn/Yn两侧各一天线信号强度的差值判断计算而出。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目 的，本发明提供了一种电磁输入笔的倾斜角侦测方法，此电磁输入笔的倾斜角侦测方法包 含以下步骤。首先提供一电磁输入笔在Χ/Υ轴天线Χη/Υη上方。接着以天线Χη/γη*中心点 两侧各扫描a天线数。然后根据扫描信号及扫描的a天线数分析天线Xn/Yn中心点与两侧 主要信号分布。接着决定两侧所需取样的天线数目。然后根据取样的天线数目开启两侧所 需的天线撷取电磁笔的信号。最后根据两侧天线取样信号判断该电磁输入笔的一倾斜角。借由上述技术方案，本发明电磁输入笔的倾斜角侦测方法至少具有下列优点及有 益效果本发明利用侦测电磁式输入笔所在位置两侧信号强度并取样两侧信号峰值的方式 进行函数运算，并由计算结果去判断电磁式输入笔的倾斜角度。如此可以不受到所在位置 信号主峰值的变化而影响倾斜角的准确性，减少电磁式输入笔角度上判断的误差。综上所述，本发明是有关于一种电磁输入笔的倾斜角侦测方法，此电磁输入笔的 倾斜角侦测方法包含以下步骤。首先提供一电磁输入笔在χ/γ轴天线χη/γη上方。接着以 天线Χη/Υη为中心点两侧各扫描a天线数。然后根据扫描信号及扫描的a天线数分析天线 Xn/Yn*心点与两侧主要信号分布。接着决定两侧所需取样的天线数目。然后根据取样的 天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号。最后根据两侧天线取样信号判断该电磁输入笔的一倾斜角。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、 进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为本发明一实施例的一电磁感应输入系统的示意图。图2为电磁式输入笔于电磁感应输入系统的天线区(Xn—8-X_)倾斜一角度的示意 图。图3为经由电磁式输入系统的天线区所撷取到的X轴电压信号与坐标示意图。图4为本发明电磁输入笔的倾斜角侦测方法一实施例的流程图。102 电磁感应控制基板104 天线区106 电磁输入笔202 电磁输入笔在X/Y轴天线Xn/Yn上方。204 以Χη/Υη为中心点两侧各扫描a个天线数206 根据扫描信号及扫描的天线数分析中央与两侧主要信号分布208 决定两侧所需取样的天线数目210 根据取样的天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号212 根据两侧天线取样信号判断电磁输入笔倾斜角
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电磁输入笔的倾斜角侦测方法其具体实施方式
、 结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同 的编号表示。本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛 地在其它的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。 再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图， 某些尺寸与其它相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。图1显示本发明一实施例的一电磁感应输入系统。电磁感应输入系统包含一电磁 感应控制基板102与一电磁输入笔(stylus) 106。电磁感应控制基板102包含含复数沿X与 Y方向排列彼此平行部分重迭由导体或感应线圈构成的天线区104与控制组件(未图标)。 控制组件包含处理单元例如微控制器(Micro-controller Unit, MCU)与相关信号滤波 (filter)、信号放大(amplifier)、天线开关(switch)、相位侦测(phase detector)、模拟数字转换(A/D converter)等信号处理电路。电磁输入笔106包含一共振电路(resonance circuit)。电磁输入笔106的坐标藉由电磁输入笔106内共振电路与电磁感应控制基板 102上的感应线圈之间的电磁波传送与接收而获得。图2显示电磁式输入笔于电磁感应输入系统的天线区(Xn—8-X_)倾斜一角度的示 意图。在图2中，当电磁式输入笔垂直于电磁感应输入系统的天线区时定义为0°，向右边 倾倒至平行于天线区时为90°，向左边倾倒至平行于天线区时为-90°。图3显示为经由电磁式输入系统的天线区所撷取到的X轴电压信号与坐标示意 图。其中横轴为X轴的天线数，纵轴为电压信号的强度，及信号主峰值与两侧信号次锋值的 信号分布图。Y轴信号也是如此。以下说明都是以X轴信号为主。并延伸至Y轴信号。当电磁式输入笔在X轴天线Xn上方，以Xn为中心点两侧各扫描复数个天线数，由 各个天线所扫描出来的信号强弱及扫描的天线数去分析出复数个主要的信号分布。因为电 磁感应的信号分布有对称性，两侧峰值在做信号取样时，可以应用相对应的天线做取样，而 使用相对应的天线数取样时，当笔有倾斜时或是提高时，其两侧峰值比例变化是一致的，并 不受到主峰值信号强弱而造成倾斜角度的误差。而两侧次峰值信号的取样，可以是单数或 是复数个天线信号强度的总和。当决定好两侧次峰值信号的取样的方式为单数或是复数个 天线后。在进行倾斜角侦测时，信号取样只要开启决定好的天线取样即可，并不需要取样主 峰的信号值。当取样完成后，再应用其信号强度来进行函数运算来判断电磁式输入笔的倾 斜角度。本发明第一实施例根据图2与图3所示，当电磁输入笔在X轴天线Xn上方，以 Xn为中心点两侧各扫描8个天线数，左边号扫描天线数为Xlri-Xu及右边号扫描天线数为 xn+1-xn吧由各个天线所扫描出来的信号强弱及扫描的天线数去分析出3个主要的信号分 布，例如主峰信号为Xn-2-Xn+2、左峰信号为Xn-7-Xn-4、右峰信号为Xn+4-Xn+7。此实施例以复数个天线信号强度的总和为例，左峰信号取样为Xn_7-Xn_4的信号强 度值总和，及右峰信号取样为χη+4-χη+7的信号强度值总和。当决定好两侧峰信号的取样的方 式后，在进行倾斜角侦测时，两侧峰值信号取样只要开启xn-7-xn-4及χη+4-χη+7的天线取样信 号即可。当取样完成后，左峰信号取样为Xn_7_Xn_4的信号强度值总和=左峰信号值；右峰信 号取样为Xn+4-Xn+7的信号强度值总和=右峰信号值，再经过函数运算后，去判断倾斜角度。 以下为其中的一种函数运算去判断倾斜角度。当信号取样完成，已知左峰信号值及右峰信号值，此函数运算以X轴两侧峰值信 号值的比例值作为倾斜角的判断当笔垂直天线区时，X轴两侧峰值信号值为相等；右锋信号值/(右锋信号值+左峰信号值)=1/2 —角度为0度，当笔向右边倾倒至平行于天线区时，X轴右峰信号值远大于左峰的信号值右锋信号值/(右锋信号值+左峰信号值)N 1 —角度为90度，当笔向左边倾倒至平行于天线区时，X轴左峰信号值远大于右峰的信号值右锋信号值/(右锋信号值+左峰信号值)N 0 —角度为-90度，右锋信号值/ (右锋信号值+左峰信号值)=比例值B，而比例值B会落在0 <比例值BS 1之间，可以依据不同的比例值B对应到相对 应的角度上。
以上实施例也可以用左锋信号值/ (右锋信号值+左峰信号值)=比例值，所得到 的比例值会与上述实施例相同，但是所定义的倾斜方向却是相反的。所以判断出倾斜角度 与上述实施例差一个负号。本发明第二实施例为当电磁输入笔在X轴天线Xn上方，以Xn为中心点两侧各扫 描8个天线数，左边号扫描天线数为Xlri-Xu及右边号扫描天线数为Xn_「Xn+8o由各个天线 所扫描出来的信号强弱及扫描的天线数去分析出3个主要的信号分布，例如主峰信号为 Xn-2_Xn+2、左峰信号为Xn-7_Xn-4、右峰信号为H此实施例以单个天线信号强度为例，左峰信号取样为Xn_5的信号强度，及右峰信号 取样为Xn+5的信号强度。当决定好两侧峰信号的取样的方式后，在进行倾斜角侦测时，两侧 峰值信号取样只要开启Xn-5及Xn+5的天线取样信号即可。当取样完成后，左峰信号取样为Xn_5的信号强度值=左峰信号值；右峰信号取样 为的信号强度值=右峰信号值，再经过函数运算后，去判断倾斜角度。以下为其中的一 种函数运算去判断倾斜角度。当信号取样完成，已知左峰信号值及右峰信号值，此函数运算以X轴两侧峰值信 号值的差值作为倾斜角的判断当笔垂直天线区时，X轴两侧峰值信号值为相等；右锋信号值-左峰信号值=0 —角度为0度，当笔向右边倾倒至平行于天线区时，X轴右峰信号值远大于左峰的信号值右锋信号值-左峰信号值N右峰信号值一角度为90度，当笔向左边倾倒至平行于天线区时，X轴左峰信号值远大于右峰的信号值右锋信号值-左峰信号值N -左峰信号值一角度为-90度，右锋信号值-左峰信号值=差值A，而差值A会落在-左峰信号值<差值A <右峰 信号值之间，可以依据不同的差值A对应到相对应的角度上。以上实施例也可以用左锋信号值-右峰信号值=差值，所得到的差值会与上述的 实施例差一个负号。可以用一样的方式判断出倾斜角度。而Y轴方向的倾斜角度可以依照 上述实施例去做判断。图4显示本发明电磁输入笔的倾斜角侦测方法一实施例的流程图。首先，于步骤 202中，将电磁输入笔置于X/Y轴天线Xn/Yn上方。接着于步骤204中，以天线Χη/Υη为中心 点两侧各扫描a个天线数。然后于步骤206中，根据扫描信号及扫描的天线数分析中央与 两侧主要信号分布。接着于步骤208中，决定两侧所需取样的天线数目。然后于步骤210 中，根据取样的天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号。最后于步骤212中，根据 两侧天线取样信号判断电磁输入笔倾斜角。本发明侦测电磁式输入笔所在位置两侧信号强度并取样两侧信号峰值的方式进 行函数运算，并由计算结果判断电磁式输入笔的倾斜角度。如此可以不受到所在位置信号 主峰值的变化而影响倾斜角的准确性，并可减少电磁式输入笔角度上判断的误差。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其特征在于该方法包括以下步骤 提供一电磁输入笔在χ/Υ轴天线Χη/γη上方；以天线Χη/Υη为中心点两侧各扫描a天线数；根据扫描信号及扫描的a天线数分析天线Xn/Yn中心点与两侧主要信号分布； 决定两侧所需取样的天线数目；根据取样的天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号；及 根据两侧天线取样信号判断该电磁输入笔的一倾斜角。
2.根据权利要求1所述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其特征在于其中所述的决定 两侧所需取样的天线数目包含两侧各一到八根天线。
3.根据权利要求2所述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其特征在于其中所述的电磁 输入笔的该倾斜角由该天线Χη/Υη各单侧边一到八根天线信号强度的和与二侧边信号的总 和的比例值判断计算而出。
4.根据权利要求1所述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其特征在于其中所述的天线 Χη/Υη为中心点两侧各扫描a天线数，a为介于一到八之间的整数。
5.根据权利要求4所述的电磁输入笔的倾斜角侦测方法，其特征在于其中所述的电磁 输入笔的该倾斜角由该天线Xn/Yn两侧各一天线信号强度的差值判断计算而出。
全文摘要
本发明是有关于一种电磁输入笔的倾斜角侦测方法，此电磁输入笔的倾斜角侦测方法包含以下步骤。首先提供一电磁输入笔在X/Y轴天线Xn/Yn上方。接着以天线Xn/Yn为中心点两侧各扫描a天线数。然后根据扫描信号及扫描的a天线数分析天线Xn/Yn中心点与两侧主要信号分布。接着决定两侧所需取样的天线数目。然后根据取样的天线数目开启两侧所需的天线撷取电磁笔的信号。最后根据两侧天线取样信号判断该电磁输入笔的一倾斜角。
文档编号G01S3/32GK102147457SQ20101011115
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者叶云翔, 叶嘉瑞, 谢政良 申请人:太瀚科技股份有限公司