专利名称：双模数字板与其输入信号的检测与切换方法
技术领域：
本发明涉及一种数字板与信号检测与切换方法，特别涉及一种双模数字板与其输 入信号的检测与切换方法。
背景技术：
随着科技的快速发展，也带动许多触碰操作的人机界面的产生。这样的操作方式 不仅可以被应用在独立的数字板上，也可以被应用在显示装置中。一般而言，触碰操作可以 分为笔式操作与手指操作。笔式触控是藉由数字板与电磁笔间的电磁变化进而检测其对应 位置。而手指操作则是通过按压数字板时所产生的电容变化而判断其对应位置。
由于前述触控技术所带来的便利，因此更有厂商将前述触控技术与显示装置做了 更进一步的结合，在此将其定义为触控显示器。请参考图1所示，其是为现有技术的双模数 字板的架构示意图。现有技术的触控显示器100是同时具有电磁信号接收模块110与触控 感应模块121。使用者可以在显示器上通过笔写或手写的方式操作，对于使用者可以更直觉 的操作。
现有技术的触控显示器100虽然具有上述的优点，但是对于制造厂商而言却有制 造与维修上的困难。由于现有技术的触控显示器100是由多组感应天线112、电磁信号接 收模块110与触控感应模块121、显示单元141与显示驱动器151所构成。由处理单元131 切换电磁信号接收模块110与触控感应模块121用以接收电磁信号或触控信号。当显示器 中的一项元件发生毁损时，将使得整个触控显示器100必须送厂维修。因此现有技术的触 控显示器100的制造成本势必会提高，而且其后续维修费用也不便宜。发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种双模数字板，应用在具有两种操作 模式的数字板，特别是对电磁笔与手指触控的操作模式。
本发明所揭露的双模数字板包括微处理器、感应线圈组、电磁感应模块与触控输 入模块。电磁感应模块可选择性的电性连接于感应线圈组，电磁感应模块用以接收电磁笔 与数字板所产生的电磁感应信号。触控输入模块可选择性的电性连接于感应线圈组，触控 输入模块用以接收手指在数字板上的触控输入信号。微处理器电性连接于电磁感应模块 与触控输入模块，微处理器从电磁感应模块与触控输入模块中任选其一并连接于感应线圈 组。
其中，微处理器在接收电磁笔所产的电磁感应信号时，微处理器通过电磁感应模 块连接于感应线圈组时，微处理器持续的接收电磁感应信号，直至电磁笔离开数字板为止。 若是使用者通过手指触控数字板时，微处理器会通过触控输入模块连接于感应线圈组，用 以接收触控输入信号。微处理器在接收触控输入信号的同时，微处理器也会将电磁感应模 块连接于感应线圈组，用以检测有无电磁笔接近时所产生的电磁感应信号。
本发明还提出一种双模数字板的输入信号的检测与切换方法，包括以下步骤由微处理器执行电磁感应模式，将感应线圈组连接于电磁感应模块，用以接收电磁感应信号； 当微处理器完成电磁感应信号的接收后，微处理器执行触控输入模式；在触控输入模式下， 微处理器依序的将感应线圈连接于触控输入模块或电磁感应模块的任一，用以接收触控输 入信号或电磁感应信号；当触控输入模式下且接收到电磁感应信号时，则微处理器切换为 电磁感应模式，直至完成电磁感应信号的接收为止，并切换回触控输入模式；在触控输入模 式完成接收触控输入信号后，则执行电磁感应模式。
本发明所提出的双模数字板通过单一的感应线圈组可以同时接收电磁笔与手指 的输入信号，藉以降低两种不同输入方式所需设置的元件与制造成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为现有技术的双1吴数字板的架构不意图2A为本发明的架构示意图2B为本发明的第一方向信号线与第二方向信号线的架构示意图2C为本发明的第一方向信号线与第一方向信号切换装置、第一方向信号连接单元的连接示意图2D为本发明的电磁感应模式的信号接收示意图2E为本发明的触控输入模式的信号接收示意图3A为本发明的运作流程示意图3B为本发明的状态转换示意图。
其中，附图标记
触控显示器100
电磁信号接收模块111
感应天线112
触控感应模块121
处理单元131
显示单元141
显示驱动器151
双模数位板200
微处理器210
感应线圈组220
第一方向信号线221
第二方向信号线222
电磁感应模块230
第一方向信号切换装置231
第一方向信号连接单元232
第二方向信号切换装置233
第二方向信号连接单元234
触控输入模块240
电磁笔251
手指252
第一循环Loopl
第二循环Loop具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述
本发明的双模数字板200是应用在电磁笔与手指触控的两种操作模式。而双模数字板200可以通过电容式、电阻式或光学式等感应方式所实现。本发明的双模数字板200 除了可以独立的运作，也可以应用于不同的装置(例如显示器、移动电话或个人计算机) 之中。例如本发明的双模数字板200可以与显示单元进一步的结合。以下为方便说明，因此仅以双模数字板200本体进行说明，并非仅局限于此一态样之中。其中，两种操作模式分别为感应电磁笔的电磁感应模式，与检测手指的触控输入模式。
请参考图2A所示，其为本发明的架构示意图。本发明的双模数字板200包括微处理器210、感应线圈组220、电磁感应模块230与触控输入模块240。微处理器210电性连接于电磁感应模块230与触控输入模块240。感应线圈组220可选择的连接于电磁感应模块 230或触控输入模块240的任一(在图2A中是以虚线表示)。
当电磁感应模块230连接于感应线圈组220时，感应线圈组220用以接收电磁笔接近双模数字板200所产生的电磁感应信号。感应线圈组220是由多条的第一方向信号线 221与多条的第二方向信号线222所构成，请参考图2B所示。在图2B中是以黑色粗虚线框用以代表所选取的第一方向信号线221与多条的第二方向信号线222。第一方向信号线221 与第二方向信号线222是分属于不同层。在图2B中是以俯视的观点看双模数字板200，因此第一方向信号线221与第二方向信号线222就像重叠般的形成如同网格状所示。
在本发明中将第一方向信号线221指的是水平轴(意即图2B的X轴)上的信号线，而第一方向信号线221的总量定义为η个。在本发明中将第二方向信号线222指的是垂直轴(意即图2Β的Y轴)上的信号线，而第二方向信号线222的总量定义为η个。电磁感应模块230还包括第一方向信号切换装置231、第一方向信号连接单元232、第二方向信号切换装置233与第二方向信号连接单元234。为能清楚表示第一方向信号连接单元232 与触控输入模块240同时连接第一方向信号线221，因此在图2Β中是以一总线的方式分别的连接至第一方向信号连接单元232与触控输入模块240。
微处理器210分别电性连接于第一方向信号切换装置231、第一方向信号连接单元232、第二方向信号切换装置233与第二方向信号连接单元234。为清楚定义所使用中的信号线，因此将所选取的第一方向信号线221定义为Xa，其中X是为第一方向信号线221、a 是为I m中的任一，而m为一自然数。同理，将所选取的第二方向信号线222定义为Yb， 其中Y是为第一方向信号线221、b是为I η中的任一,而η为一自然数。
每一第一方向信号线221的两端分别电性连接于第一方向信号切换装置231与第一方向信号连接单元232。每一第二方向信号线222的两端分别电性连接于第二方向信号切换装置233与第二方向信号连接单元234。本发明在电磁感应或触控输入的操作模式下， 感应线圈组220也会有相应的感应处理(其操作过程将于后文详述)。
以下是以第一方向信号线221作为说明，请参考图2C所示，其是为本发明的第一 方向信号线221与第一方向信号切换装置231、第一方向信号连接单元232的连接示意图。 在图2C中是以相邻的两第一方向信号线Xa、Xa+1作为说明。但实际上可以根据不同的算 法从第一方向信号线221中任选两条进行下述的处理。例如，微处理器210可以以间隔较 大的方式选择两第一方向信号线Xa、Xa+3,藉以加快扫描的速度。而第二方向信号线222的 选取与第一方向信号线221相同，所以不重复描述。
承前述所言，第一方向信号线221的一端是连接于第一方向信号切换装置231。而 微处理器210将所选择的第一方向信号线221Xa连接至第一方向信号切换装置231的模拟 数字转换器，而另一条第一方向信号线Xa+Ι则连接于第一方向信号切换装置231的接地 点。第一方向信号线221的另一端则是连接于第一方向信号连接单元232。同理，将两条第 二方向信号线Yb、Yb+l的两端也分别连接于第二方向信号切换装置233与第二方向信号连 接单元234。
当双模数字板200在电磁感应模式时,微处理器210会依序的进行上述的第一方 向信号线221的选择，并驱动第一方向信号连接单元232将所选择的两第一方向信号线221 进行短路。微处理器210也会对第二方向信号线222进行前述的选择，并驱动第二方向信 号连接单元234将所选择的两第二方向信号线222进行短路。每当微处理器210扫描一次 就可以根据各位置的短路情况判断是否有电磁笔251接近。请参考图2D所示，其是为本发 明的电磁感应模式的信号接收示意图。
当双模数字板200在触控输入模式时，微处理器210会驱动触控输入模块240进 行触控输入信号的接收。微处理器210会将感应线圈组220断开与电磁感应模块230的连 接，于此同时触控输入模块240会连接至感应线圈组220。在触控输入模式下，感应线圈组 220则是根据手指252按压数字板所产生的电容值改变作为手指252位置的判断依据。由 于第一方向信号线221与第二方向信号线222的设置方式如同网状结构(请参考图2B)，因 此在按压双模数字板200的同时就会改变第一方向信号线221与第二方向信号线222之间 的距离，进而使得该位置的电容值有所改变。触控输入模块240可根据改变的电容值得到 手指252位于数字板上的位置，请参考图2E所示。在图2E中是以黑色粗线作为该位置上 所发出的触控输入信号，并为方便说明在图2E左边的第二方向信号线是通过总线的方式 连接至触控输入模块240。
请同时参考图3A与图3B所示，其是为本发明的运作流程示意图与状态转换示意 图。本发明的信号检测与切换方法包括以下步骤
步骤S310 :微处理器将感应线圈连接于电磁感应模块，用以接收电磁感应信号；
步骤S320 :当微处理器完成电磁感应信号的接收后，微处理器执行触控输入模 式；
步骤S330 :在触控输入模式下，微处理器依序的将感应线圈连接于触控输入模块 或电磁感应模块的任一，用以接收触控输入信号或电磁感应信号；
步骤S340 :当触控输入模式下且接收到电磁感应信号时，则微处理器切换为电磁 感应模式，直至完成电磁感应信号的接收为止，并切换回触控输入模式；以及
步骤S350 :在触控输入模式完成接收触控输入信号后，则执行电磁感应模式。
本发明的双模数字板200可切换于电磁感应模式与触控输入模式，在不同模式下数字板会有相应的信号接收处理。首先，双模数字板200开始运作时，双模数字板200会驱 动电磁感应模块230连接于感应线圈组220并执行电磁感应模式(对应步骤S310)。当双 模数字板200进入电磁感应模式时，微处理器210可以通过感应线圈组220与电磁感应模 块230接收电磁笔251移动时的电磁感应信号。
当微处理器210执行电磁感应模式,微处理器210会以第一循环Loopl的方式持 续的检测有无电磁感应信号输入。若微处理器210在第一循环Loopl的期间中检测到有电 磁感应信号输入时，微处理器210会重新的计数第一循环Loopl并检测有无电磁感应信号 输入。换言之，微处理器210每当检测到新的电磁感应信号时，微处理器210就会重头开始 计时，并在新的第一循环Loopl中检测有没有电磁感应信号。如图3B所示，微处理器210 在第一循环Loopl中接收到电磁感应信号的话,则会持续的维持在电磁感应模式。若微处 理器210在第一循环Loopl的期间中没有检测到有电磁感应信号输入,则微处理器210会 退出电磁感应模式，并执行触控输入模式(对应步骤S320)。而第一循环Loopl的时间长度 可以根据双模数字板200的面积或信号线的数量而决定。
在触控输入模式下，微处理器210依序的将感应线圈连接于触控输入模块240或 电磁感应模块230的任一。微处理器210以第二循环Loop2的期间中检测有无触控输入信 号或电磁感应信号。本发明的双模数字板200在触控输入模式时会先将触控输入模块240 连接于感应线圈组220。微处理器210接着将感应线圈组220切换至电磁感应模块230。 换言之，微处理器210在第二循环Loop2中会依序的将触控输入模块240与电磁感应模块 230连接于感应线圈组220。在第二循环Loop2期间中，若是触控输入模块240连接于感应 线圈组220，微处理器210则通过触控输入模块240接收触控输入信号。若是电磁感应模块 230连接于感应线圈组220，微处理器210则通过电磁感应模块230接收电磁感应信号(对 应步骤S330)。而第二循环Loop2的时间长度可以根据双模数字板200的面积或信号线的 数量而决定。
在第二循环Loop2的期间若是接收到电磁感应信号，则微处理器210会以第一循 环Loopl的方式持续检测是否还有电磁感应信号。若是微处理器210在第一循环Loopl时， 仍接收到新的电磁感应信号，则微处理器210会以第一循环Loopl的方式持续检测是否还 有电磁感应信号。若是超过第一循环Loopl且并未接收到新的电磁感应信号，则微处理器 210则重新进入电磁感应模式，请参考图3B所示。当使用者以手指252触控的时候，若同时 以电磁笔251接近双模数字板200时，双模数字板200会优先接收电磁笔251的电磁感应 信号。如此一来，可以降低双模数字板200在使用电磁笔251时手对电磁笔251的位置干 扰，此一防干扰机制被称为防手掌误触(Palm rejection)。
在第二循环Loop2中除了上述运作方式外，本发明可以有以下的变化态样。在第 二循环Loop2的期间若是接收到电磁感应信号，则微处理器210会以第一循环Loopl的方 式持续检测是否还有电磁感应信号。微处理器210在切换成第一循环Loopl的同时，微处 理器210也会记录第二循环Loop2的剩余时间。微处理器210若是经过第一循环Loopl后 没有接收到新的电磁感应信号，则微处理器210就会返回第二循环Loop2的后续处理，继续 检测触控输入信号。与前述实施态样不同的是，本实施态样中微处理器120在执行完第一 循环Loopl后会回到第二循环Loop2未完成的状态并继续执行。
本发明所提出的双模数字板200通过单一的感应线圈组220可以同时接收电磁笔251与手指252的输入信号，藉以降低两种不同输入方式所需设置的元件、制造成本与维修 成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种双模数字板，其特征在于，包括 一感应线圈组； 一电磁感应模块，能够选择性的电性连接于该感应线圈组，该电磁感应模块用以接收一电磁感应信号； 一触控输入模块，能够选择性的电性连接于该感应线圈组，该触控输入模块用以接收一触控输入信号；以及 一微处理器电性连接于该电磁感应模块与该触控输入模块，该微处理器从该电磁感应模块与该触控输入模块中任选其一，并连接于该感应线圈组； 其中，该微处理器在执行一电磁感应模式时，该微处理器将该电磁感应模块连接于该感应线圈组，该微处理器在该电磁感应模式期间中接收到该电磁感应信号时，则该微处理器持续执行该电磁感应模式并检测有无该电磁感应信号，若无该电磁感应信号输入，则该微处理器停止执行该电磁感应模式并执行一触控输入模式；以及 该微处理器在执行该触控输入模式时，该微处理器依序的将该感应线圈组连接于该触控输入模块或该电磁感应模块的任一，用以接收该触控输入信号或该电磁感应信号，若该微处理器于一第二循环的期间中且接收到该电磁感应信号时，则该微处理器切换至该触控输入模式并接收该电磁感应信号，直至完成该电磁感应信号的接收。
2.根据权利要求1所述的双模数字板，其特征在于，该感应线圈组还包括至少一第一方向信号线与至少一第二方向信号线。
3.根据权利要求2所述的双模数字板,其特征在于,该电磁感应模块还包括一第一方向信号切换装置与一第一方向信号连接单元(X)，该第一方向信号线的两端分别电性连接于该第一方向信号切换装置与该第一方向信号连接单元，该第一方向信号连接单元从该些第一方向信号线中选择至少两条信号线，并将所选择信号线进行短路处理。
4.根据权利要求2所述的双模数字板，其特征在于，该电磁感应模块还包括一第二方向信号切换装置(YY)与一第二方向信号连接单元(Y)，该第二方向信号线的两端分别电性连接于该第二方向信号切换装置与该第二方向信号连接单元，该第二方向信号连接单元从该些第二方向信号线中选择至少两条信号线，并将所选择信号线进行短路处理。
5.一种双模数字板的输入信号的检测与切换方法，应用于具有一电磁感应模块与一触控输入模块的一数字板中，其特征在于，该输入信号的检测与切换方法包括以下步骤 由一微处理器执行一电磁感应模式，将一感应线圈组连接于该电磁感应模块，用以接收一电磁感应信号； 当该微处理器完成该电磁感应信号的接收后，该微处理器执行一触控输入模式； 在该触控输入模式下，该微处理器依序的将该感应线圈连接于该触控输入模块或该电磁感应模块的任一，用以接收一触控输入信号或该电磁感应信号； 当该触控输入模式下且接收到该电磁感应信号时，则该微处理器切换为该电磁感应模式，直至完成该电磁感应信号的接收为止，并切换回该触控输入模式；以及 在该触控输入模式完成接收该触控输入信号后，则执行该电磁感应模式。
6.根据权利要求5所述的双模数字板的输入信号的检测与切换方法,其特征在于,于该电磁感应模式时判断该微处理器完成接收该电磁感应信号还包括 该微处理器判断在一第一循环的期间中是否接收到该电磁感应信号；以及当该微处理器接收该电磁感应信号，则重新计数该第一循环，直至在经过该第一循环后未收到新的该电磁感应信号为止。
7.根据权利要求5所述的双模数字板的输入信号的检测与切换方法,其特征在于,于该触控输入模式时判断该微处理器完成接收该触控输入信号还包括 该微处理器判断在一第二循环的期间中是否接收到该电磁感应信号或该触控输入信号；以及 当该微处理器接收该电磁感应信号，则该微处理器以一第一循环进行计时，直至在经过该第一循环后未收到新的该电磁感应信号为止。
8.根据权利要求5所述的双模数字板的输入信号的检测与切换方法,其特征在于,于该触控输入模式时判断该微处理器完成接收该触控输入信号还包括 该微处理器判断在一第二循环的期间中是否接收到该电磁感应信号或该触控输入信号; 当该微处理器接收该电磁感应信号，则该微处理器纪录该第二循环的计时进度，并以一第一循环进行计时，直至在经过该第一循环后未收到新的该电磁感应信号为止；以及该微处理从该第一循环返回该第二循环后，该微处理器根据该第二循环的计时进度继续检测是否接收到该电磁感应信号或该触控输入信号，直至完成该第二循环为止。
全文摘要
一种双模数字板与其输入信号的检测与切换方法，应用于具有电磁感应模块与触控输入模块的数字板中。检测与切换方法包括微处理器将感应线圈组连接于电磁感应模块；微处理器检测有无电磁感应信号被传入；当电磁感应模块完成电磁感应信号的接收后，微处理器将感应线圈组切换并连接于触控输入模块；微处理器在接收触控输入信号的期间，微处理器会依序的将感应线圈组连接于电磁感应模块或触控输入模块的任一；当微处理器检测有电磁感应信号传入时，则微处理器持续的将电磁感应模块连接于感应线圈组，直至接收电磁感应信号完成为止。
文档编号G06F3/041GK103019425SQ20111029949
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者吴文泰, 王裕祺 申请人:昆盈企业股份有限公司