专利名称：电磁触控装置及其触控定位方法
技术领域：
本发明涉及ー种电磁触控装置及其触控定位方法，属于电磁触控技术领域。
背景技术：
作为ー种重要的电子产品输入技木，电磁触控技术得到了越来越多的应用。电磁触控装置包括电磁触控板以及电磁笔，电磁触控板又可包括电磁触控控制板、电磁触控天线板。电磁触控控制板简称控制板，电磁触控天线板简称天线板。天线板发射和接收电磁波，或者只接收来自电磁笔的电磁信号，并将接收到的电磁信号传递给控制板，由控制板进行信号处理，最終得到电磁笔的一系列信息，如坐标、倾角以及压力等。 与电容式以及电阻式触控技术不同，电磁触控技术中的电磁触控板与电磁笔不需要直接接触在一起，而通过电磁波就可以工作，而且定位精度高，可产生压感等。电磁触控技术的触控板和电磁笔之间可以放置任何非导电体，而几乎不影响触控效果。因此，电磁触控技术的应用范围非常广泛，可用于电磁绘图板以及绘图屏等领域。然而，在现有技术中，当电磁笔的触控位置位于天线板外边界外的边缘区域吋，将无法对电磁笔进行准确定位。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了ー种电磁触控装置及其触控定位方法。本发明的电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔，电磁触控板包括天线板和控制板，天线板包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，控制板包括放大器，其对线圈感应到的电磁笔电磁信号进行放大，得到放大信号；积分电路，其对放大信号进行积分，得到积分信号；以及处理器，其根据积分信号判断电磁笔的触控位置是否位于天线板的边缘区域，当确定触控位置位于边缘区域时，利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。在本发明的电磁触控装置的触控定位方法中，电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔，电磁触控板包括天线板和控制板，天线板包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，控制板包括放大器、积分电路和处理器，触控定位方法包括信号放大步骤，放大器对线圈感应到的电磁笔电磁信号进行放大，得到放大信号；信号积分步骤，积分电路对放大信号进行积分，得到积分信号；触控区域判断步骤，处理器根据积分信号判断电磁笔的触控位置是否位于天线板的边缘区域；以及边缘区域具体触控位置确定步骤，当在触控区域判断步骤中确定触控位置位于边缘区域时，处理器利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。
本发明的电磁触控装置及其触控定位方法，通过触控区域判断和边缘区域具体触控位置确定，使得当电磁笔的触控位置位于电磁触控天线板的外边界内外的边缘区域吋，仍可以对电磁笔进行准确定位。
图I是本发明的电磁触控装置的一个实施例的结构示意图。图2是本发明的电磁触控装置中控制板的一个实施例的结构示意图。图3是本发明的电磁触控装置中天线板的一个实施例的结构示意图。图4是本发明的电磁触控装置中显示模组与天线板的位置关系的一个实施例的 示意图。图5是本发明的电磁触控装置的触控定位方法的一个实施例的流程图。图6是本发明的电磁触控装置中天线板的线圈布置的一个例子的局部示意图。图7是本发明的电磁触控装置中天线板的非边缘区域相邻三组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。图8是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻两组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。图9是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻五组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。图10是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻五组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。
具体实施例方式下面，结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。图I是本发明的电磁触控装置的ー个具体实施方式
的结构示意图。如图I所示，本实施方式的电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔1，电磁触控板包括天线板2和控制板5，天线板2包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，控制板5包括放大器51、积分电路52和处理器54。放大器51对线圈感应到的电磁笔I发射的电磁信号进行放大，得到放大信号。积分电路52对放大信号进行积分，得到积分信号。处理器54根据积分信号判断电磁笔I的触控位置是否位于天线板2的边缘区域。当处理器54获得的积分信号中，最大值的积分信号是来自边缘线圈内获得的电磁笔信号吋，则电磁笔已经到达边缘区域，并且当电磁笔移动时，边缘线圈的积分幅值规律性变小并且临近边缘线圈的次边缘线圈获取的电磁笔信号的积分幅值也在变小，这说明电磁笔在向边缘方向移动。当确定触控位置位于边缘区域时，处理器54利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。本实施方式的电磁触控装置通过设置对触控区域进行判断和对边缘区域具体触控位置进行确定的处理器54，使得当电磁笔I的触控位置位于天线板布线区的外边界附近的边缘区域时，仍可以对电磁笔I进行准确定位。
图2是本发明的电磁触控装置中控制板的一个实施例的结构示意图。如图2所示，控制板5除了包括放大器51，积分电路52，和处理器54之外，还包括模数转换器56和辅助信号处理电路57。模数转换器56将积分电路52输出的积分信号转换成数字信号，输出给处理器54，辅助信号处理电路57对输入的积分信号进行包括反相处理和/或与或处理在内的处理。另外，控制板还可以包括图2中未示出的自动增益控制电路，滤波电路。自动增益控制电路对输入的信号強度进行控制、调节。滤波电路滤除外界电磁干扰。自动增益控制电路、滤波电路、辅助信号处理电路57与放大器51、积分电路52的位置关系可以根据需要进行调整。图3是本发明的电磁触控装置中天线板的一个实施例的结构示意图。如图3所示，天线板2可以分为布线区21和有效区22，布线区21是天线线圈规律 性密布的区域，天线板2除去结构性的外围外，剰余部分就是布线区21。有效区22是整个天线板2对电磁笔I产生感应的区域。在现有技术中，电磁笔I只有在有效区22内动作时才有效，只有在有效区内才能确定电磁笔I的具体触控位置，并且，有效区22小于布线区21，在有效区22之外的布线区内，并不能确定电磁笔I的具体触控位置。但在本实施例中，通过设置图I中所示的对触控区域进行判断和对边缘区域具体触控位置进行确定的处理器54，可以将电磁笔I的有效动作区域扩展到有效区22之外，也就是说，在有效区22之外的布线区也能准确的确定电磁笔I的具体触控位置，甚至布线区21之外。图4是本发明的电磁触控装置中显示模组与天线板的位置关系的一个实施例的示意图。如图4所示，电磁触控板还包括位于天线板2上方的显示模组3。因为需要设置有金属边框4，所以，当天线板直接放置在显示模组3的下方时，显示模组3的显示区域(S卩，图4中所示的A-A区)大于天线板2。在现有技术中，电磁笔I进行触控的有效区22因为小于布线区21，所以一定小于显示模组3的显示区域A-A，因此，若电磁笔在显示模组3的显示区域A-A操作时，在边缘部分不能确定电磁笔的具体触控位置。但在本实施例中，通过设置图I中所示的对触控区域进行判断和对边缘区域具体触控位置进行确定的处理器54，可以将电磁笔I的有效动作区域扩展到整个显示区域A-A。优选地，显示模组3为液晶显示模组。具体讲，液晶显示模组可以包括液晶面板及其背光系统以及塑胶、或者金属、或者塑胶金属混合机构底売。图5是本发明的电磁触控装置的触控定位方法的ー个具体实施方式
的流程图。如图5所示，本实施方式的电磁触控装置的触控定位方法包括信号放大步骤SI，信号积分步骤S2，触控区域判断步骤S3和边缘区域具体触控位置确定步骤S5。在信号放大步骤SI中，放大器51对线圈感应到的电磁笔I发射的电磁信号进行放大，得到放大信号。在信号积分步骤S2中，积分电路52对放大信号进行积分，得到积分信号。在触控区域判断步骤S3中，处理器54根据积分信号的大小判断电磁笔I的触控位置是否位于天线板2的边缘区域。当在触控区域判断步骤S3中确定触控位置位于边缘区域时，在边缘区域具体触控位置确定步骤S5中，处理器54利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。优选地，上述控制方法在所述触控区域判断步骤之后还可以包括信号辅助处理步骤S4，在信号辅助处理步骤S4，由辅助信号处理电路57对来自积分电路52的积分信号进行信号的反相处理，还包括其他的信号处理，如滤波、与或等。优选地，由模数转换器56将积分信号转换为数字信号，得到边缘区域具体触控位置确定步骤S5中的积分信号的大小。下面，结合图6-图10说明本实施方式的电磁触控装置的触控定位装置的ー个例子。
图6是本发明的电磁触控装置中天线板的线圈布置的一个例子的局部示意图。如图6所示，其布线规律是每隔3组重复一次。当然，也可以每隔4组重复一次或者每隔η组重复一次。为了便于说明，以每隔3组重复一次为例，m号线圈是最边缘的线圏。在本例中，不限定线圈间距等距。为了方便说明，以下仅以触控位置的Y方向(即，纵向)坐标的确定方法为例，X方向(即，横向)坐标可以根据同样的方法确定。电磁笔I发射的信号被天线板2上Y方向的至少两个线圈检测到后，经过放大、积分等，会得到一系列有规律的积分波形。在有效区的非边缘区域，会根据相邻的三组有效线圈感应到的电磁笔I信号的积分进行计算，以得到电磁笔I的准确位置信息。例如，电磁笔I的触控位置位于图6中的位置1，可以用m号线圈、m+1号线圈以及m+2号线圈对电磁笔I的触控位置进行定位。这时，通过求取二次方程Y=ax2+bx+c的Y最大值时的X值，即可得到电磁笔的具体位置。在二次方程中，三根相邻线圈的坐标值和积分幅值均为已知，这样，就可以得到二次方程中的a、b、c，进而求得当积分幅值I最大吋，X的值即为电磁笔的确切坐标值。但是，在边缘部分，则需要边缘部分的两个有效线圈进行定位，通过y=ax+b进行折线法对电磁笔进行近似定位。此时要求边缘部分的两个有效线圈对电磁笔I的信号进行积分后得到的积分信号同相。例如，电磁笔I的触控位置在图6中的位置2，只能用m号线圈以及m+Ι号线圈来进行定位。但是，一旦边缘两个线圈对电磁笔I信号的积分不同相，则很难利用现有技术对触控位置进行精确定位。例如，电磁笔I在图6中的位置3或者位置4，m号线圈以及m+1号线圈对其的积分信号不同相时，就会无法确定电磁笔的确切触控位置。图7是本发明的电磁触控装置中天线板的非边缘区域相邻三组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。如果天线板2上的相邻三个线圈感应到的电磁笔信号经过信号放大步骤SI、信号辅助处理步骤S2、信号积分步骤S3之后得到如图7所示的波形，则在触控区域判断步骤S4中，判断电磁笔I在天线板2的非边缘区域。之后，利用现有技术中的二次方程定位方法，从线圈2 4接收到的电磁笔信号经过处理后得到的积分波形确定电磁笔I的实际触控位置。图8是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻两组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。如果天线板2上的五组线圈感应到的电磁笔信号经过信号放大步骤SI、信号辅助处理步骤S2、信号积分步骤S3之后得到如图8所示的波形，则在触控区域判断步骤S4中，判断电磁笔I接近但尚未位于天线板2的边缘区域。其中，同为正相位的波形I和波形2分别代表最边缘线圈和与之紧邻的次边缘线圈感应到的电磁笔信号的积分信号，相位为负的波形3飞代表与次边缘线圈相邻的线圈感应到的电磁笔信号的积分信号。在触控区域判断步骤S4之后，利用现有技术中的折线定位方法，由波形I和2代表的积分信号确定电磁笔I的实际触控位置。图9是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻五组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。如果天线板2上的五组线圈感应到的电磁笔信号经过信号放大步骤SI、信号辅助处理步骤S2、信号积分步骤S3之后得到如图9所示的波形，则在触控区域判断步骤S4中，判断电磁笔I的触控位置位于天线板2的边缘区域。其中，正相位的波形I代表最边缘线圈感应到的电磁笔信号的积分信号，相位为零的波形2代表与最边缘线圈紧邻的次边缘线圈感应到的电磁笔信号的积分信号，相位为负的波形3飞代表与次边缘线圈相邻的线圈感应到的电磁笔信号的积分信号。因为在触控区域判断步骤S4中判断电磁笔I的触控位置位于天线板2的边缘区域，所以随后进行边缘区域具体触控位置确定步骤S5。 图10是本发明的电磁触控装置中天线板的边缘区域相邻五组线圈感应的电磁笔信号积分后产生的积分信号的一个例子的示意图。如果天线板2上的五组线圈感应到的电磁笔信号经过信号放大步骤SI、信号辅助处理步骤S2、信号积分步骤S3之后得到如图10所示的波形，则在触控区域判断步骤S4中，判断电磁笔I的触控位置位于天线板2的边缘区域。其中，正相位的波形I代表最边缘线圈感应到的电磁笔信号的积分信号，相位为负的波形2代表与最边缘线圈紧邻的次边缘线圈感应到的电磁笔信号的积分信号，相位为负的波形3飞代表与次边缘线圈相邻的线圈感应到的电磁笔信号的积分信号。因为在触控区域判断步骤S4中判断电磁笔I的触控位置位于天线板2的边缘区域，所以随后进行边缘区域具体触控位置确定步骤S5。在图9和图10所示的情形下，当确定最边缘线圈感应的积分信号为最大时,采用共同为反相的三个波形3飞代表的最接近次边缘线圈的三组线圈的积分信号，通过辅助信号处理电路57将该三个波形3飞的积分信号进行反相处理，得到反相的积分值以求取到正相极值时的坐标值。在边缘区域具体触控位置确定步骤S5中，以共同为反相的三个波形3飞代表的最接近次边缘线圈的三组线圈求取到的正相极值时的坐标值的位置坐标为自变量值，以通过模数转换器获得的反相积分信号3飞的大小为因变量值，确定一条二次曲线，当该二次曲线的因变量取最大值时，自变量值即为具体触控位置的坐标。其中，可以对反相波形3飞代表的积分信号进行模数转换，以得到的数字信号作为积分信号的大小，进行ニ次曲线的确定和具体触控位置的确定。此处，利用的相邻反相波形可以是其他多个。通过反相的积分值求取到正相极值时的坐标值，这种方法可以平滑得获得电磁笔在边缘甚至边缘之外的坐标值，克服了传统边缘折线法求取坐标时，因算法转换导致到的轻微折线以及线性度差的问题。
权利要求
1.一种电磁触控装置，其特征在于，包括电磁触控板和电磁笔，所述电磁触控板包括天线板和控制板，所述天线板包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，所述控制板包括 放大器，其对所述线圈感应到的电磁笔电磁信号进行放大，得到放大信号； 积分电路，其对所述放大信号进行积分，得到积分信号； 处理器，其根据所述积分信号判断所述电磁笔的触控位置是否位于所述天线板的边缘区域，当确定所述触控位置位于所述边缘区域时，利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。
2.根据权利要求I所述的电磁触控装置，其特征在于，所述经积分电路积分后的积分信号中，最大值的积分信号为最边缘的线圈获得的电磁笔信号时，则电磁笔的触控位置位于所述天线板的边缘区域。
3.根据权利要求I所述的电磁触控装置，其特征在于，所述控制板还包括模数转换器，其将所述积分信号转换成数字信号，输出给所述处理器。
4.根据权利要求I所述的电磁触控装置，其特征在于，所述控制板还包括 辅助信号处理电路，其对输入的信号进行包括反相处理和/或与或处理在内的处理。
5.根据权利要求I所述的电磁触控装置，其特征在于，所述电磁触控板还包括位于所述天线板上方的显示模组。
6.根据权利要求5所述的电磁触控装置，其特征在于，所述显示模组的显示区域大于所述天线板的线圈布线区域。
7.根据权利要求5所述的电磁触控装置，其特征在于，所述显示模组为液晶显示模组。
8.一种电磁触控装置的触控定位方法，其特征在于，所述电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔，所述电磁触控板包括天线板和控制板，所述天线板包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，所述控制板包括放大器、积分电路和处理器，所述方法包括 信号放大步骤，所述放大器对所述线圈感应到的电磁笔电磁信号进行放大，得到放大信号； 信号积分步骤，所述积分电路对所述放大信号进行积分，得到积分信号； 触控区域判断步骤，所述处理器判断电路根据所述积分信号判断所述电磁笔的触控位置是否位于所述天线板的边缘区域；以及 边缘区域具体触控位置确定步骤，当在所述触控区域判断步骤中确定所述触控位置位于所述边缘区域时，所述处理器利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的所述积分信号得到具体的触控位置。
9.根据权利要求8所述的电磁触控装置的触控定位方法，其特征在于，触控区域判断步骤具体为所述经积分电路积分后的积分信号中，最大值积分信号为最边缘的线圈获得的电磁笔信号时，则电磁笔的触控位置位于所述天线板的边缘区域。
10.根据权利要求8所述的电磁触控装置的触控定位方法，其特征在于，在所述触控区域判断步骤之后还包括通过辅助信号处理电路对靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的所述积分信号进行反相处理和/或与或处理以获得积分信号的位置坐标。
11.根据权利要求8所述的电磁触控装置的触控定位方法，其特征在于，在所述触控区域判断步骤之后还包括通过所述模数转换器将所述积分信号转换为数字信号，得到所述边缘区域具体触控位置确定步骤中所述积分信号的大小。
全文摘要
本发明提供了一种电磁触控装置及其触控定位方法，属于电磁触控技术领域。本发明的电磁触控装置包括电磁触控板和电磁笔，电磁触控板包括天线板和控制板，天线板包括多组水平方向和竖直方向上的线圈，控制板包括放大器，其对线圈感应到的电磁笔电磁信号进行放大，得到放大信号；积分电路，其对放大信号进行积分，得到积分信号；处理器，其根据积分信号判断电磁笔的触控位置是否位于天线板的边缘区域，当确定触控位置位于边缘区域时，利用靠近边缘的多组线圈感应到的电磁信号对应的积分信号得到具体的触控位置。本发明可以对边缘触控位置进行准确定位，可以广泛应用于电磁触控领域。
文档编号G06F3/046GK102855049SQ20111017994
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者侯涛 申请人:汉王科技股份有限公司