专利名称：：电磁感应系统及单边坐标定位方法
技术领域：
：本发明涉及一种电磁感应系统与坐标定位方法，特别是涉及一种单侧边的电磁感应系统及坐标定位方法。
背景技术：
：手写输入装置例如数字板(Tablet或Digitizer)、电子白板(Whiteboard)等的输入方式包含有电磁感应式、薄膜电阻等，而电磁感应式在使用上主要是搭配一支专用的电磁笔。以电磁感应式的数字板为例，数字板的内部可能具有二维天线回圈阵列、多工器、类比信号放大器、带通滤波器、整流器、积分器、峰值取样电路、类比数字转换电路、计算频率电路、微处理器等。此外，有许多装置与方法可以决定电磁笔的坐标位置。美国专利US4,477,877号揭露一种坐标决定装置，其坐标位置的决定是进行x方向与y方向的全域扫描，利用靠近电磁笔的天线会具有最大的信号的原理，将经过类比数字转换电路转换后的最大电压信号，以x轴为例，为Vpx，以及在Vpx左右侧天线的感应信号Vp+1x与Vp-1x储存在暂存器内，而以下列公式计算一Q值，此Q值可以用来计算电磁笔的坐标位置当Vp-1x≥Vp+1x，则当Vp-1x＜Vp+1x，则为了改善习知电磁笔在输入时与数字板倾斜一角度，使得坐标无法精确定位的问题，美国专利US4477877号的坐标决定装置另外储存了在Vpx左右两侧的第二峰值(secondarypeakvoltagevalues)V-px与V+px，并计算一f(θ)值此f(θ)作为电磁笔坐标位置的补偿值，计算出的坐标位置将加或减去f(θ)补偿值，由于电磁笔倾斜的角度θ决定了第二峰值V+px与V-px的大小，进而决定了f(θ)补偿值；因此，坐标决定装置将各种角度的f(θ)补偿值，储存在唯读记忆体(ROM)。换句话说，坐标决定装置提供一角度修正参照表(lookuptable)来修正定位上的误差，以查表的方式来改善误差。然而，此方法以一次函数的方程式模拟本质上是二维二次函数的信号振幅曲线，在本质上本来就会产生明显的误差；并且，依靠人工方式建立经验值修正表，或所谓的误差修正表，是一种费时费力的方式。另外，美国专利US4,848,496号揭露一种坐标输入装置，包含电磁笔坐标的计算方法若Vx3代表侦测天线的最大伏特值，Vx2代表在Vx3左侧边所侦测到的次高伏特值，Vx4代表在Vx3右侧边所侦测到的次高伏特值，x2代表Vx2所在的x坐标值，Δx代表x坐标上天线之间的距离，则电磁笔的x坐标位置xp可由下列公式获得xp＝x2+Δx/2(3Vx2-4Vx3+4Vx4)/(Vx2-2Vx3+Vx4)但是，虽然已经使用二次方程式计算坐标，但与专利US4,477,877相同，其原理都是使用双侧边振幅(doublesideamplitude)的方式，如此为了要计算出精确的坐标值，收到最大信号的天线其左右两侧都要有天线存在，这样将造成应用在电磁式手写输入装置时有严重的限制。例如，当电磁笔落在靠近边缘区域的天线，将因无另一侧的天线，所以无法计算出坐标位置。因此，亟需提供一种新的电磁感应系统与坐标定位方法，可改善习知技术的缺失，使手写输入装置在边缘区域的坐标计算精确。由此可见，上述现有的电磁感应系统及坐标定位方法在产品结构与使用上，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，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，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的电磁感应系统及单边坐标定位方法，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感应系统及坐标定位方法存在的缺陷，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，以期创设一种新的电磁感应系统及单边坐标定位方法，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，克服现有的电磁感应系统及坐标定位方法存在的缺陷，而提供一种新的电磁感应系统及单边坐标定位方法，所要解决的技术问题是使其改善习知双侧边技术的缺失，使手写输入装置在边缘区域的坐标计算精确，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感应系统，其包括一电磁笔；一手写输入装置；一XY天线回路设置于该手写输入装置内部；一切换电路；一坐标计算电路；一类比数字转换电路；一微处理器；及一主机；其中，该微处理器经由该切换电路切换该XY天线回路的天线接收该电磁笔发出的电磁波信号，该坐标计算电路根据收到的电磁波信号获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，该第一信号电压值为最大信号电压值，该第二信号电压值与该第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单同一侧边的两根天线所感应的信号电压值，该坐标计算电路由该第一信号电压值、该第二信号电压值、该第三信号电压值计算出该电磁笔的一坐标值，该坐标值经由该数字类比转换电路转换信号后传送给该微处理器，该微处理器处理该坐标值后将信号传送至该主机。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。前述的电磁感应系统，其中所述的电磁笔是主动式的电磁笔或被动式的电磁笔。前述的电磁感应系统，其中所述的电磁笔包含一电感电容LC所组成的震荡线路与复数个按键，由按键的接合离开产生电感电容震荡器中电容的变化而改变该电磁笔的发射频率。前述的电磁感应系统，其中所述的微处理器依一全域扫描及一区域扫描的信号振幅值来决定是那一边的侧边天线信号将用于计算坐标。前述的电磁感应系统，其中所述的XY天线回路的布局以双面、阵列、等距的方式排列，并设计天线成对称的型式，使满足一二元二次方程式aX2+bXY+cY2+dX+eY+f＝0，其中b2-4ac＝0，以及d＝0前述的电磁感应系统，其中所述的，其特征在于其中所述的感应该第二信号电压值的天线相邻于感应该第一信号电压值的天线、感应该第三信号电压值的天线相邻于感应该第二信号电压值的天线。前述的电磁感应系统，其中所述的感应该第二信号电压值的天线与感应该第一信号电压值的天线相距两倍天线间距的距离、感应该第三信号电压值的天线与感应该第二信号电压值的天线相距两倍天线间距的距离。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种电磁感应系统的单边坐标定位方法，用于决定一电磁笔在一手写输入装置上的一坐标值，该方法包含提供一XY天线回路；根据杂讯识别下限值，进行一系列的比较程序获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，该第一信号电压值等于最大信号电压值，该第二信号电压值与该第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值；以及根据该第一信号电压值、该第二信号电压值、该第三信号电压值计算该坐标值。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。前述的电磁感应系统的单边坐标定位方法，其中所述的电磁笔的X坐标以下列公式计算其中VX1是第一信号电压值，VX2是第二信号电压值、VX3是第三信号电压值，ΔX是天线的间距，X1是天线X1回圈中心点的X坐标，X2是天线X2回圈中心点的X坐标，X3代表天线X3回圈中心点的X坐标。前述的电磁感应系统的单边坐标定位方法，其中所述的电磁笔的Y坐标以相同原理计算。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，本发明提供了一种单边的电磁感应系统，包含一电磁笔，一手写输入装置，一XY天线回路设置于手写输入装置内部，一切换电路，一坐标计算电路，一类比数字转换电路，一微处理器，及一主机；其中，微处理器经由切换电路切换XY天线回路的天线接收电磁笔发出的电磁波信号，该坐标计算电路根据收到的电磁波信号获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，第一信号电压值为最大信号电压值，第二信号电压值与第三信号电压值是感应最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值，坐标计算电路由第一信号电压值、第二信号电压值、第三信号电压值计算出该电磁笔的一坐标值，坐标值经由数字类比转换电路转换信号后传送给微处理器，微处理器处理坐标值后将信号传送至主机。根据上述目的，本发明提供一种电磁感应系统的单边坐标定位方法，用于决定一电磁笔在一手写输入装置上的一坐标值，该方法包含提供一XY天线回路；根据一杂讯识别下限值，进行一系列的比较程序获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，第一信号电压值等于最大信号电压值，第二信号电压值与第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值；根据第一信号电压值、第二信号电压值、第三信号电压值计算该坐标值。借由上述技术方案，本发明电磁感应系统及单边坐标定位方法至少具有下列优点及有益效果改善习知双侧边技术的缺失，使手写输入装置在边缘区域的坐标计算精确，非常适于实用。综上所述，本发明是有关于一种电磁感应系统及单边坐标定位方法，用于决定一电磁笔在一手写输入装置上的一坐标值，此坐标值决定于一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，其中第一信号电压值等于最大信号电压值，第二信号电压值与第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值。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是本发明实施例的电磁感应系统的示意图。图2至图6是本发明电磁感应系统的坐标定位方法的示意图。1电磁笔2XY天线回路3切换电路4坐标计算电路5类比数字转换电路6微处理器7主机8手写输入装置10开机设定11检查X与Y杂讯识别下限值是否存在12全域扫描13得到杂讯识别下限值14全域扫瞄15决定哪一边的天线16检查收到的电压值是否大于杂讯识别下限值17区域扫描18X方向区域扫描19Y方向区域扫描20判断收到的单边电压值是否符合预期21判断收到的电压值是否大于杂讯识别下限值22得到第一、第二、第三信号电压值并计算出坐标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感应系统及单边坐标定位方法其具体实施方式、结构、方法步骤、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。以下将描述本发明的实施例。由于本发明主要探讨手写输入装置及其坐标定位法，因此本发明的实行并未限定于熟悉手写输入装置技艺者所熟习的特殊细节，众所周知的元件与程序并未描述在细节中，以避免造成本发明不必要的限制。请参阅图1所示，图1是本发明实施例的电磁感应系统10，电磁感应系统10包含一电磁笔1、一XY天线回路2设置于一手写输入装置8内部、一切换电路3、一坐标计算电路4、一数字类比转换电路5、一微处理器6、一主机7。微处理器6经由切换电路3切换XY天线回路2的天线接收电磁笔1发出的电磁波信号，收到的电磁波信号由坐标计算电路4计算出电磁笔1的坐标值，坐标值经由数字类比转换电路5转换信号后传送给微处理器6，微处理器6处理计算出的坐标值，传送至主机7，例如一电脑7。上述各元件可能尚包含有滤波电路、放大电路、整流电路等等次要电路或包含有其他元件。本发明实施例中的电磁笔1不限定为主动式或被动式主动式的电磁笔1内含有一电池，供应电磁笔1的电源；被动式的电磁笔1内不含有电池，电源由手写输入装置8供应。一实施例中，电磁笔1内具有由电感电容(LC)所组成的震荡线路，当碰触笔尖时，将产生电感量的变化，因而使得震荡频率亦随之产生变化。碰撞笔尖的压力越大则电感量的变化越大，因而震荡频率的变化量越大，所以由频率变化量的大小可知施于笔尖压力的大小。电磁笔可以包含有数个按键，由按键的接合离开产生电感电容震荡器中电容的变化而改变笔的发射频率，由频率的不同变化可测知使用者所按下的按键为何。请参阅图2、图3、图4、图5所示，本发明实施例中的XY天线回路2可能以双面、阵列、等距的排列方式，至少设置于手写输入装置2的中央区域(可书写区域)。XY天线回路2用于接收电磁笔1所发射的电磁波信号。当电磁笔1置于XY天线回路2上方并发射电磁波时，微处理器6经由切换电路3切换XY天线回路2的天线接收电磁波，最接近电磁笔的X方向天线与Y方向天线会收到最大的信号电压值。而微处理器6包含有复数个暂存器，用于储存一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，其中第一信号电压值是最大信号电压值、第二与第三信号电压值则是在收到最大信号电压值的该根天线单一侧边的另两根天线所收到的信号电压值。例如，图2显示五根天线X7至X11所收到的信号电压值VX7至VX11。当电磁笔最靠近天线X9时，各天线收到的电压值大小可能是VX9＞VX10＞VX8＞VX7＞VX11，此时，第一信号电压值等于VX9，第二信号电压值等于VX10，第三信号电压值等于VX11；或者，在另一个实施例中，第一信号电压值等于VX9，第二信号电压值等于VX8，第三信号电压值等于VX7。而此三个信号电压值将被用来计算电磁笔1的坐标，由于本发明采用收到最大信号天线在单侧边的天线作计算，因此本发明除了可应用于可书写区域中央部分的坐标计算，更特别适合应用在可书写区域边缘部分的坐标计算。图3显示本发明实施例应用在可书写区域边缘部分的坐标计算，假设电磁笔位于可书写区域最左边天线，即天线X1的正上方，使得天线X1能收到最大的信号电压值VX1，即第一信号电压值，另外，第二信号电压值等于VX2，第三信号电压值等于VX3。由于所有天线接收到的信号振幅分布在一定平移距离内仍符合高斯分布曲线，因此只要水平移动距离不大，即离顶点不太远的区间，可采用圆锥曲线作模型的建构，即采用圆锥曲线的二元二次方程式建构坐标计算公式aX2+bXY+cY2+dX+eY+f＝0其中，当设计XY天线回路布局(layout)时，可透过调整天线与天线之间的间距(pitch)，与设计天线成对称的型式，使得上述公式的参数b2-4ac＝0，以及d＝0。因此，上述公式简化成aX2+eY+f＝0移项之后，公式成为上述公式的Y值即为振幅，因此，对于第一信号电压值VX1、第二信号电压值VX2、第三信号电压值VX3的计算如以下公式上述公式(1)、(2)、(3)中Xp代表电磁笔所在的X坐标，X1代表天线X1回圈中心点的X坐标，如图4所示，其余X2、X3代表的意义亦同理类推。另天线的间距等于ΔX，将(1)、(2)、(3)整理之后可得电磁笔所在的X坐标Xp以上揭露Xp的坐标位置计算方法，对于电磁笔所在的Y坐标Yp，可以相同原理获得。本发明使用信号最大的天线的单侧边天线计算坐标，并不限定是具有最大信号天线的相邻两根天线。图5显示九根天线X5至X13所收到的信号电压值VX5至VX13。与图2实施例的不同处至少在于，其天线之间的间距不同。当电磁笔最靠近天线X9时，X9具有最大的信号。因此，第一信号电压值等于VX9，第二信号电压值等于VX11，第三信号电压值等于VX13；或者，在另一个实施例中，第一信号电压值等于VX9，第二信号电压值等于VX7，第三信号电压值等于VX5。而根据前述相同的原理，电磁笔的坐标可以计算获得。本发明中的坐标计算电路用于获得第一信号电压值、第二信号电压值、第三信号电压值，并利用这三个信号电压值计算坐标。微处理器6内部可储存一电压参考值，此值为杂讯识别下限值，用以区别所接收到的电磁波信号是否为杂讯。杂讯识别下限值可以是当手写输入装置8附近无任何明显电磁波发射源时，由XY天线回路2接收及坐标计算电路4处理后所得到的最大电压值。据此，微处理器6定时检查所收到的电压值是否大于杂讯识别下限值，如果接收的电压值大于杂讯识别下限值，即可判定有一信号发射源接近手写输入装置8。再经由一系列的比较程序，即可获得最大信号电压值的第一信号电压值，以及感应最大信号电压值的天线的单一侧边，右侧边或左侧边，另外两根天线的信号电压值，即第二信号电压值与第三信号电压值，分别储存在微处理器6的复数个暂存器。请参阅图6所示，图6例示本发明实施例电磁感应系统的单边坐标定位方法。步骤10，开机设定，当电磁感应系统的电源开启后执行参数设定等动作。步骤11，检查X与Y杂讯识别下限值是否存在，因应各种使用环境下的X与Y杂讯识别下限值会储存在微处理器6中，如果已经存在杂讯识别下限值，则直接进行步骤14的全域扫描；如果不存在，则进行步骤12的全域扫描，并在步骤13得到目前使用环境下的X与Y杂讯识别下限值。步骤14，进行全域扫描。步骤15，由步骤14全域扫描结果，在步骤15决定要使用哪一边的天线的信号电压值计算坐标，例如决定在书写区域最左边的右边天线用来计算坐标。步骤16，检查收到的电压值是否大于杂讯识别下限值(分为X与Y两值)，此步骤一直进行直到以最大信号电压值被决定，其被用来判断目前电磁笔所在的区域。步骤17，进行区域扫描，在电磁笔附近区域进行扫描，以获知电磁笔的坐标位置变化，区域扫描17分为步骤18的X方向区域扫描、步骤19的Y方向区域扫描，且在步骤20，会判断收到的单边电压值是否符合预期，亦即判断收到电压值的合理性，排除电磁笔因为使用者移动太快的电压值。步骤21，判断收到的电压值是否大于杂讯识别下限值，此步骤持续进行直到在步骤22获得前述的第一、第二、第三信号值，且利用前述的计算公式获得电磁笔的X与Y坐标并传回主机。而如果在区域扫描17收到的电压值皆小于杂讯识别下限值，则回到步骤13，决定一新的杂讯识别下限值并重新执行全域扫瞄14。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其他未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的申请专利范围内。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方法及技术内容作出些许的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1.一种电磁感应系统，其特征在于其包括一电磁笔；一手写输入装置；一XY天线回路设置于该手写输入装置内部；一切换电路；一坐标计算电路；一类比数字转换电路；一微处理器；及一主机；其中，该微处理器经由该切换电路切换该XY天线回路的天线接收该电磁笔发出的电磁波信号，该坐标计算电路根据收到的电磁波信号获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，该第一信号电压值为最大信号电压值，该第二信号电压值与该第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单同一侧边的两根天线所感应的信号电压值，该坐标计算电路由该第一信号电压值、该第二信号电压值、该第三信号电压值计算出该电磁笔的一坐标值，该坐标值经由该数字类比转换电路转换信号后传送给该微处理器，该微处理器处理该坐标值后将信号传送至该主机。2.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的电磁笔是主动式的电磁笔或被动式的电磁笔。3.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的电磁笔包含一电感电容LC所组成的震荡线路与复数个按键，由按键的接合离开产生电感电容震荡器中电容的变化而改变该电磁笔的发射频率。4.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的微处理器依一全域扫描及一区域扫描的信号振幅值来决定是那一边的侧边天线信号将用于计算坐标。5.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的XY天线回路的布局以双面、阵列、等距的方式排列，并设计天线成对称的型式，使满足一二元二次方程式aX2+bXY+cY2+dX+eY+f＝0，其中b2-4ac＝0，以及d＝0。6.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的感应该第二信号电压值的天线相邻于感应该第一信号电压值的天线、感应该第三信号电压值的天线相邻于感应该第二信号电压值的天线。7.根据权利要求1所述的电磁感应系统，其特征在于其中所述的感应该第二信号电压值的天线与感应该第一信号电压值的天线相距两倍天线间距的距离、感应该第三信号电压值的天线与感应该第二信号电压值的天线相距两倍天线间距的距离。8.一种电磁感应系统的单边坐标定位方法，用于决定一电磁笔在一手写输入装置上的一坐标值，其特征在于该方法包括提供一XY天线回路；根据杂讯识别下限值，进行一系列的比较程序获得一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，该第一信号电压值等于最大信号电压值，该第二信号电压值与该第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值；以及根据该第一信号电压值、该第二信号电压值、该第三信号电压值计算该坐标值。9.根据权利要求8所述的电磁感应系统的单边坐标定位方法，其特征在于其中所述的电磁笔的X坐标以下列公式计算其中VX1是第一信号电压值，VX2是第二信号电压值、VX3是第三信号电压值，ΔX是天线的间距，X1是天线X1回圈中心点的X坐标，X2是天线X2回圈中心点的X坐标，X3代表天线X3回圈中心点的X坐标。10.根据权利要求9所述的电磁感应系统的单边坐标定位方法，其特征在于其中所述的电磁笔的Y坐标以相同原理计算。全文摘要本发明是有关于一种电磁感应系统及单边坐标定位方法，用于决定一电磁笔在一手写输入装置上的一坐标值，此坐标值决定于一第一信号电压值、一第二信号电压值、一第三信号电压值，其中第一信号电压值等于最大信号电压值，第二信号电压值与第三信号电压值是感应该最大信号电压值的天线的单一侧边的两根天线所感应的信号电压值。本发明改善习知双侧边技术的缺失，使手写输入装置在边缘区域的坐标计算精确，非常适于实用。文档编号G06F3/046GK101807134SQ20091000911公开日2010年8月18日申请日期2009年2月13日优先权日2009年2月13日发明者叶嘉瑞申请人:太瀚科技股份有限公司