专利名称：电磁式触控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及触摸控制技术领域，尤其涉及一种电磁式触控装置。
背景技术：
触摸控制技术被越来越多的应用在电子产品领域。目前，主流的触摸屏技术主要有以下几种电阻式、电容式和电感式。其中，电感式触控屏按工作原理可分为有源和无源，有源无源主要是针对电磁触控笔而言。有源电磁式触控装置可称之为主动式电磁触控装置，其工作原理是电磁触控笔主动发射电磁信号，天线板接收信号并传给控制系统，然后控制系统将信号进行放大滤波后经控制系统的MCU处理后发送触控信息。无源电磁式触控装置又称被动式电磁触控装置，其工作原理是主控板控制信号由天线板发射，无源电磁触控笔在感应到信号后会产生一定频率的震荡信号，该信号再由天线板接收传送给控制系统，然后控制系统将信号进行放大滤波后经控制系统的MCU处理后发送触控信息。在实际使用中发现，有源电磁触控装置在大尺寸电感触控应用方面反应灵敏，笔压较易实现，但存在使用过程中需为有源电磁触控笔更换电池或充电的烦恼。而无源电磁触控笔在主控板上因为信噪比因素而易受干扰。现有电磁触控装置采用传统的RC电路组成的低通、高通滤波器，这种传统的RC电路滤波的原理是将信号进行衰减，低通滤波在高频段衰减更多，高通滤波则是在低频段衰减更多，而在衰减的过程中有用信号也会跟着衰减一部分，特别是在干扰比较大或干扰信号频段与电磁触控笔发射信号频段相近的恶劣环境下通过高通低通滤波很难获得较好信噪比。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种电磁式触控装置，能分别有效配合有源电磁触控笔和无源电磁触控笔使用。为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案一种电磁式触控装置，包括天线模组，所述天线模组包括用于向配套使用的电磁触控笔发射控制信号的信号发射电路和用于接收电磁触控笔发射的触控信号的信号接收天线；以及与天线模组相连的控制系统，所述控制系统包括连接于信号接收天线、对所接收的触控信号进行放大处理的信号放大电路；连接于信号放大电路以对经放大的信号进行滤波处理并输出两路信号的滤波电路；检波及积分电路，对滤波电路输出的第一路信号进行检波及积分处理；施密特触发电路，对滤波电路输出的第二路信号进行频率相角检测；数据处理及通信模块，对经检波及积分电路处理的第一路信号进行模数转换比较以计算出电磁触控笔的X/Y 二维坐标，并对经施密特触发电路处理的第二路信号进行频率分析计算以确定电磁触控笔所处状态；其中，所述信号接收天线为两路，针对每一路信号接收天线均设有一路信号放大电路；所述滤波电路为同时对所述两路信号接收天线接收到的并经放大处理的触控信号并进行滤波处理的加减法比较滤波电路。进一步地，所述信号发射电路包括发射天线以及信号发射控制电路。进一步地,所述信号接收天线由X方向和Y方向的闭合线圈组成。进一步地，所述电磁式触控装置还包括有源电磁触控笔或无源电磁触控笔。进一步地，天线模组通过柔性电路板连接到控制系统。进一步地，所述数据处理及通信模块还包括有用于与相应的系统端进行通讯的USB接口或内部整合电路。采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果本实用新型在同一电磁触控装置上同时设置有信号发射电路和两路信号接收天线，并且采用加减法比较滤波电路，从而使本实用新型电磁式触控装置可以配合无源电磁触控笔使用，也可以配合有源电磁触控笔使用，应用范围更广。本实用新型会一次同时选通两个同一方向的线圈如Xn和Xn+m接收信号，假若Xn收到电磁触控笔的信号，那么Xn+m就是电磁触控笔信号以外的干扰信号。而再配合加减法比较滤波电路进行滤波，与传统的RC组成的低通、高通滤波器相比，加减法比较滤波电路可达到更好的滤波效果，提取信噪比更好的信号。
图1是本实用新型电磁式触控装置的系统原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型提供一种电磁式触控装置，包括天线模组I，所述天线模组I包括用于向配套使用的电磁触控笔3发射控制信号的信号发射电路10和用于接收电磁触控笔2发射的触控信号的信号接收天线12，其中，所述信号发射电路10包括发射天线100以及信号发射控制电路102，所述信号接收天线12设有两路，与现有电磁式触控装置的信号接收天线一样，本实用新型的信号接收天线12也由X方向和Y方向的闭合线圈组成；与天线模组I相连的控制系统2，优选地，是使用柔性电路板来连接天线模组I和控制系统2，所述控制系统2又包括连接于信号接收天线12对所接收的触控信号进行放大处理的信号放大电路20，具体实施时，是针对每一路信号接收天线均设有一路信号放大电路20 ；连接于信号放大电路20以对经放大的信号进行滤波处理并输出两路信号的滤波电路21，本实用新型采用的滤波电路21为同时对所述两路信号接收天线12接收到的并经放大处理的触控信号进行滤波处理的加减法比较滤波电路；[0030]检波及积分电路22，对滤波电路21输出的第一路信号进行检波及积分处理；施密特触发电路24，对滤波电路21输出的第二路信号进行频率相角检测；数据处理及通信模块26，对经检波及积分电路22处理的第一路信号进行模数转换比较以计算出电路电磁触控笔3的X/Y 二维坐标，并对经施密特触发电路24处理的第二路信号进行频率分析计算以确定电磁触控笔所处状态，所述数据处理及通信模块26可采用MCU。所述数据处理及通信模块还包括有用于与相应的系统端进行通讯的USB接口或内部整合电路，以便将经过处理的触控信号发送给系统端。在一个实施例中，还可为所述电磁式触控装置配备电磁触控笔3，所述电磁触控笔3可以为有源电磁触控笔或无源电磁触控笔。以下针对本实用新型电磁式触控装置的工作原理进行说明。首先，控制系统判断是否存在有源电磁触控笔，即主动检测是否有相应的有源电磁触控笔发出的触控信号，如有则进行后续的触控信息处理；当没有有源触控信号时，则由天线模组发射控制信号，然后再逐一扫描接收天线的X向和Y向的闭合线圈，当检测到无源电磁触控笔反馈的触控信号后，则进行后续的触控信号处理，若仍未检测到无源电磁触控笔则停止控制信号的发射，再次进行检测有源电磁触控笔的步骤，如此重复进行检测，直到发现有相应的电磁触控笔发出了触控信号。在配合有源电磁触控笔使用时，由于有源电磁笔由电源部分和震荡电路组成，震荡电路产生一定频率的正弦波通过电感发射，信号接收天线12通过MCU的控制分别依次选中X方向的线圈和Y方向的线圈进行触控信号的接收，接收到的触控信号经由信号放大电路进行放大。放大后的信号再由加减法比较滤波电路进行滤波，本实用新型采用的加减法比较滤波电路在工作时，将包含电磁触控笔触控信号和干扰信号叠加的信号与单纯的干扰信号直接相加或相减，具体是相加还是相减需要根据天线模组I所收到信号的相位进行确定，若相位相同则相减，反之则相加，经上述处理后即只剩下电磁触控笔的触控信号，从而实现滤波功能。具体工作时，在扫描接收X方向线圈信号时同时打开两个线圈xn和Xn+m(m>5)，在相同环境下，Xn和Xn+m收到的干扰信号相同或相近，此干扰信号包含空间电磁波干扰、IXD背光干扰、天线模组发射线圈产生的干扰等等，将Xn和Xn+m的信号分别经放大后，通过调整增益使得在没有电磁触控笔信号存在时两路信号尽可能的接近，然后再由加减法比较滤波电路进行相加或相减，具体使用加法电路还是减法电路是由天线的走线方式决定，具体是由天线的线圈内的电流方向，如果线圈所有走线方向都相同，即信号端和接地端的方向一致，那么信号的相位相同，则使用减法电路，否则使用加法电路。幅度相等相位相同的干扰信号相减可以把干扰信号大幅度降低。经放大滤波后的信号再分成两路，第一路信号经过检波及积分电路进行相应处理后输入MCU进行A/D转换(模/数转换)比较，从而计算出电磁触控笔的X/Y 二维坐标。第二路信号经施密特触发电路后进入MCU进行频率分析计算，确定电磁触控笔所处状态，再由MCU向相应的系统端发送触控信息。而在配合无源电磁触控笔使用时，由于无源电磁触控笔没有接任何形式供电装置，而只有电容和电感组成的LC电路。在未检测到有源电磁触控笔的触控信号时，则控制信号放射电路发射预定频率的方波信号，通过通道选择先依次以Y方向的线圈为发射天线，X方向的线圈为接收线圈。无源电磁触控笔接收到方波信号，在方波信号的激励下会产生一定频率的正弦波，所述正弦波再通过笔内电感向周围空间发射。接收天线的X方向的线圈接收信号，再由信号放大电路对收到的触控信号进行放大。放大后的信号再由加减法比较滤波电路进行滤波，其滤波原理和方式与上述配合有源电磁触控笔使用时的滤波处理方式相同。经放大滤波后的信号再分成两路，第一路信号经过检波及积分电路后输入MCU进行A/D转换比较，计算出电磁触控笔的X方向坐标，再以同样方式接收计算出电磁触控笔的Y方向坐标。而第二路信号则经施密特触发电路后进入MCU进行频率分析计算，确定电磁触控笔所处状态。再最终由MCU再向相应的系统端发送触控信息。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
权利要求1.一种电磁式触控装置，包括 天线模组，所述天线模组包括用于向配套使用的电磁触控笔发射控制信号的信号发射电路和用于接收电磁触控笔发射的触控信号的信号接收天线；以及 与天线模组相连的控制系统，所述控制系统包括 连接于信号接收天线、对所接收的触控信号进行放大处理的信号放大电路； 连接于信号放大电路以对经放大的信号进行滤波处理并输出两路信号的滤波电路； 检波及积分电路，对滤波电路输出的第一路信号进行检波及积分处理； 施密特触发电路，对滤波电路输出的第二路信号进行频率相角检测； 数据处理及通信模块，对经检波及积分电路处理的第一路信号进行模数转换比较以计算出电磁触控笔的X/Y 二维坐标，并对经施密特触发电路处理的第二路信号进行频率分析计算以确定电磁触控笔所处状态； 其特征在于，所述信号接收天线为两路，针对每一路信号接收天线均设有一路信号放大电路；所述滤波电路为同时对所述两路信号接收天线接收到的并经放大处理的触控信号并进行滤波处理的加减法比较滤波电路。
2.如权利要求1所述的电磁式触控装置，其特征在于，所述信号发射电路包括发射天线以及信号发射控制电路。
3.如权利要求1所述的电磁式触控装置，其特征在于，所述信号接收天线由X方向和Y方向的闭合线圈组成。
4.如权利要求1所述的电磁式触控装置，其特征在于，所述电磁式触控装置还包括有源电磁触控笔或无源电磁触控笔。
5.如权利要求1所述的电磁式触控装置，其特征在于，天线模组通过柔性电路板连接到控制系统。
6.如权利要求1所述的电磁式触控装置，其特征在于，所述数据处理及通信模块还包括有用于与相应的系统端进行通讯的USB接口或内部整合电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电磁式触控装置，包括天线模组，所述天线模组包括信号发射电路和信号接收天线；及与天线模组相连的控制系统，所述控制系统包括信号放大电路；连接于信号放大电路以对经放大的信号进行滤波处理并输出两路信号的滤波电路；检波及积分电路；施密特触发电路；数据处理及通信模块；其中，所述信号接收天线为两路，针对每一路信号接收天线均设有一路信号放大电路；所述滤波电路为同时对两路信号接收天线接收到的并经放大处理的触控信号进行滤波处理的加减法比较滤波电路。通过在同一电磁触控装置上同时设置信号发射电路和两路信号接收天线，并配合加减法比较滤波电路，既可配合无源电磁触控笔使用，也可配合有源电磁触控笔使用。
文档编号G06F3/046GK202870755SQ20122052650
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者谢磊, 贺爱兰 申请人:贺爱兰, 谢磊, 詹金良, 黄绍中