CN104020877B - 电感触摸屏及其驱动检测方法、坐标输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种用于检测电磁笔触摸位置的电感触摸屏及其驱动检测方法、包含该电感触摸屏的坐标输入装置,属于电感触摸领域;为了提高电感触摸屏驱动检测效率,该电磁笔包括第一谐振电路和第二谐振电路,该电感触摸屏包括:多个沿第一方向延伸的第一线圈和多个沿第二方向延伸的第二线圈;至少一第一线圈发射第一频率的第一电磁信号,该第一电磁信号被该第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号,至少一第二线圈发射第二频率的第二电磁信号,该第二电磁信号被该第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号;第一方向和第二方向的坐标检测可以同时进行,大大提高了电感触摸屏的驱动检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及电感触摸领域,尤其涉及一种电感触摸屏,该电感触摸屏的驱动检测方法,以及包含该电感触摸屏的坐标输入装置。
背景技术
近年来,随着人性化、便捷化的发展,触摸屏、带有触摸功能的显示面板和显示装置越来越受到人们的青睐。按照工作原理的不同,触摸屏有多个种类,例如电阻触摸屏(Resistive-type Touch Panel)、电容触摸屏(Capacitive-type Touch Panel)、电感触摸屏(Electromagnetic-type Touch Panel)等。其中,电阻触摸屏、电容触摸屏的优点是可以用手直接操作。但当用笔来书写时,由于手掌一般放置于触摸屏上,手和笔的触摸难以准确的区别开。电感触摸屏主要包括沿X与Y方向排列的多个电感线圈或天线,以及一位置指向装置(如电磁笔)。即便手掌放置于触摸屏上时,电感触摸屏也可以准确判别出电磁笔的位置。
图1a为现有技术的一种电磁触摸屏的结构示意图。从图1a中可以看出,该电磁触摸屏包括沿X方向排列、沿Y方向延伸的第一线圈11(包括11-1、11-2、11-3…11-48),沿Y方向排列、沿X方向延伸的第二线圈12(包括12-1、12-2、12-3…12-48),通常第一线圈11与第二线圈12绝缘交叉,并均设置于一基板(图中未示出)上。以第一线圈11为例,结合图1b和图1c,阐述现有技术触摸屏的驱动检测方法。第一线圈11中逐个线圈被施加驱动信号并发射电磁信号后接收电磁笔反射的电磁信号(称之为反射信号)产生感应信号。具体地说,第一线圈11-1被施加驱动信号从而发射电磁信号,电磁笔接收来自第一线圈11-1发射的电磁信号,其中的谐振电路(例如LC谐振电路)谐振产生与该第一线圈11-1发射的电磁信号频率相同的电磁信号(即反射信号)并发射出去,第一线圈11-1接收该电磁笔反射的电磁信号后产生感应信号(通常表现为感应电压);同理,第一线圈11-2、11-3、…、11-48均产生感应信号;因此产生48个感应信号。对这48个感应信号进行函数拟合(例如二次函数拟合),取拟合后的曲线的峰值的位置(Xp)为电磁笔触摸位置的X方向的坐标。采用同样的原理和方式可以确定电磁笔触摸位置的Y方向的坐标。
上述的触摸屏及其驱动检测方法能够很好地确定电磁笔的触摸位置,但其驱动检测效率有待提高。
发明内容
本发明的实施例所要解决的一个技术问题是,现有技术的触摸屏及其驱动检测方法的驱动检测效率有待提高。
为了解决上述技术问题,本发明的实施例提供了一种用于检测电磁笔触摸位置的电感触摸屏,该电磁笔包括第一谐振电路和第二谐振电路,该电感触摸屏包括:多个沿第一方向延伸的第一线圈和多个沿第二方向延伸的第二线圈;至少一第一线圈发射第一频率的第一电磁信号,该第一电磁信号被该第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号,至少一第二线圈发射第二频率的第二电磁信号,该第二电磁信号被该第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号。
本发明的实施例还提供了一种坐标输入装置,包括电磁笔和上述电感触摸屏,该电磁笔包括该第一谐振电路和该第二谐振电路。
本发明的实施例还提供了电感触摸屏的驱动检测方法,用于检测电磁笔触摸位置,该电磁笔包括第一谐振电路和第二谐振电路,该电感触摸屏包括多个沿第一方向延伸的第一线圈和多个沿第二方向延伸的第二线圈;该驱动检测方法包括:向至少一第一线圈施加第一驱动信号并使之发射第一频率的第一电磁信号,该第一电磁信号被该第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号;向至少一第二线圈施加第二驱动信号并使之发射第二频率的第二电磁信号,该第二电磁信号被该第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号。
相对于现有技术而言,本发明的实施例所提供的电感触摸屏及其驱动检测方法,以及包含该电感触摸屏的坐标输入装置中,使用两个频率的电磁信号并且该电磁笔相应具有两个频率的谐振电路。这样,第一方向(如X方向)和第二方向(如Y方向)的驱动检测分别使用不同频率的电磁信号,二者可以同时进行,大大加快了电感触摸屏的电磁笔的触摸位置的定位速度,提高了驱动检测效率。
附图说明
图1a为现有技术的一种电磁触摸屏的结构示意图;
图1b为图1a中第一线圈驱动检测原理示意图;
图1c为从图1b中各第一线圈检测到的感应电压说明图;
图2a为本发明实施例提供的坐标输入装置的结构框图;
图2b为本发明实施例提供的电磁笔中谐振电路的结构示意图;
图2c为本发明实施例提供的电感触摸屏的第一线圈和第二线圈的布局结构示意图;
图3为本发明实施例提供的初步检测原理图;
图4a为本发明实施例提供的第一大组第一线圈发射电磁信号与第二大组第一线圈检测感应信号同时进行的各处信号波形图;
图4b为本发明实施例提供的第一大组第一线圈发射电磁信号与第二大组第一线圈检测感应信号分时进行的各处信号波形图;
图5a为本发明实施例提供的使用第一选择开关单元的第二方向初步检测原理图;
图5b为本发明实施例提供的使用第一信号过滤单元的第二方向初步检测原理图;
图6为从图3中各第二大组第一线圈检测到的感应电压说明图;
图7a为本发明实施例提供的使用第二选择开关单元的第一方向初步检测原理图;
图7b为本发明实施例提供的使用第二信号过滤单元的第一方向初步检测原理图;
图8为从图3中各第二大组第二线圈检测到的感应电压说明图;
图9为本发明实施例提供的同时进行第一方向、第二方向初步检测原理图;
图10为本发明实施例提供的一种精确检测原理图;
图11为本发明实施例提供的另一种精确检测原理图;
图12为本发明实施例提供的一种驱动检测方法流程图;
图13为本发明实施例提供的一种初步检测与精确检测结合的驱动检测方法流程图;
图14为本发明实施例提供的坐标输入装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是电感触摸屏的电磁笔的触摸位置的定位,使用两个频率的电磁信号并且该电磁笔相应具有两个频率的谐振电路。这样,X方向和Y方向的驱动检测分别使用不同频率的电磁信号,二者可以同时进行,大大加快了电感触摸屏的电磁笔的触摸位置的定位速度,提高了检测效率。
实施例一
本发明实施例一提供的坐标输入装置的结构框图如图2a所示。从图2a中可以看出,该坐标输入装置包括电感触摸屏10和电磁笔20。该电感触摸屏10主要包括:第一基板100;位于该第一基板100上的多个沿第一方向(例如X方向)延伸的第一线圈1和多个沿第二方向(例如Y方向)延伸的第二线圈2;与第一线圈1和第二线圈2电连接的Y方向驱动检测电路3和X方向驱动检测电路4。其中,多个第一线圈1沿着第二方向排列,多个第二线圈2沿着第一方向排列,第一线圈1和第二线圈2均可以如图所示为U形线圈,二者彼此交叉且绝缘。
通常该电磁笔20是无源的,即其自身不需要额外的电源。如图2b所示,该电磁笔20包括第一谐振电路LC1和第二谐振电路LC2。其中,第一谐振电路LC1包括串接的电感L1、电容C1和开关K1,形成闭合回路,即形成LC谐振电路。第二谐振电路LC2包括串接的电感L2、电容C2和开关K2,形成闭合回路,即形成LC谐振电路。当电磁笔20的笔端(未图示)按压该电磁触摸屏10时,开关K1和K2关闭,第一谐振电路LC1和第二谐振电路LC2处于工作状态;当电磁笔20的笔端(未图示)没有按压该电磁触摸屏10时,开关K1和K2打开,第一谐振电路LC1和第二谐振电路LC2处于非工作状态。另外,开关K1和K2可以共用一个开关。
下面通过实施例阐述第一谐振电路LC1和第二谐振电路LC2处于工作状态时如何驱动检测该电感触摸屏10从而确定该电磁笔20的触摸位置。总的来说,可以包括2个过程,分别为1)发射和反射过程、2)接收过程。
1)发射和反射过程
1a)第一线圈的发射和反射过程:至少一第一线圈1(设有G1个,G1为大于等于1的整数)发射第一频率f1的第一电磁信号E1,该第一电磁信号E1被第一谐振电路LC1接收后谐振产生同频率(即第一频率f1)的第一反射信号R1。如图2a所示,该Y方向驱动检测电路3还可以包括第一驱动电路3-1,向该G1个第一线圈1提供第一驱动信号D1,并使之发射第一频率f1的第一电磁信号E1。第一谐振电路LC1接收到第一电磁信号E1后被激发,产生与第一线圈1发射的第一电磁信号E1同频率的电磁信号(电磁笔接收电磁信号后谐振产生同频率的电磁信号的过程通常称之为电磁笔反射电磁信号,电磁笔所发射的电磁信号称之为反射信号)。
1b)第二线圈的发射和反射过程:至少一第二线圈2(设有G2个,G2为大于等于1的整数)发射第二频率f2的第二电磁信号E2,该第二电磁信号E2被第二谐振电路LC2接收后谐振产生同频率(即第二频率f2)的第二反射信号R2。如图2a所示,该X方向驱动检测电路4还可以包括第二驱动电路4-1,向该G2个第二线圈2提供第二驱动信号D2,并使之发射第二频率f2的第二电磁信号E2。第二谐振电路LC2接收到第二电磁信号E2后被激发,产生与第二线圈2发射的第二电磁信号E2同频率的电磁信号,即反射信号R2。
作为一种优选的实施方式,上述至少一第一线圈1发射第一频率f1的第一电磁信号E1,该第一电磁信号E1被第一谐振电路LC1接收后谐振产生同频率(即第一频率f1)的第一反射信号R1的过程与至少一第二线圈2发射第二频率f2的第二电磁信号E2,该第二电磁信号E2被第二谐振电路LC2接收后谐振产生同频率(即第二频率f2)的第二反射信号R2的过程可以同步进行或同时进行(这样检测效率更高),也可以异步进行。第一频率f1与第二频率f2不相等。
2)接收过程
接收过程可以有多种不同的方式,例如,
方式一:
2a)第一线圈的接收过程:多个第一线圈1(设有H1个,H1为大于等于2的整数)接收第一反射信号R1产生第一感应信号S1。
2b)第二线圈的接收过程:多个第二线圈2(设有H2个,H2为大于等于2的整数)接收第二反射信号R2产生第二感应信号S2。
通常,如图2a所示,该Y方向驱动检测电路3还可以包括第一检测电路3-2,从该H1个第一线圈1检测第一感应信号S1并根据该第一感应信号S1确定该电磁笔20触摸位置的第二方向(Y方向)坐标值。该X方向驱动检测电路4还可以包括第二检测电路4-2,从该H2个第二线圈2检测第二感应信号S2并根据该第二感应信号S2确定该电磁笔20触摸位置的第一方向(X方向)坐标值。
方式二:
2a)第一线圈的接收过程:多个所述第一线圈1(设有H1个,H1为大于等于2的整数)接收第二反射信号R2产生第一感应信号S1。
2b)第二线圈的接收过程:多个第二线圈2(设有H2个,H2为大于等于2的整数)接收第一反射信号R1产生第二感应信号S2。
通常,如图2a所示,该Y方向驱动检测电路3还可以包括第一检测电路3-2,从该多个第一线圈1检测第一感应信号S1并根据该第一感应信号S1确定该电磁笔20触摸位置的第二方向(Y方向)坐标值。该X方向驱动检测电路4还可以包括第二检测电路4-2,从该多个第二线圈2检测第二感应信号S2并根据该第二感应信号S2确定该电磁笔20触摸位置的第一方向(X方向)坐标值。第一感应信号S1、第二感应信号S2可以为感应电流或感应电压。
1)发射和反射过程中发射电磁信号的线圈可以有多种不同的选择,相应的2)接收过程中接收反射信号的线圈及其所接收的反射信号也可以有多种不同的选择。每种选择都对应一种具体的驱动检测方法,多种选择还可以相互组合以适应不同的应用。相应地,第一驱动检测电路3(包括第一驱动电路3-1、第一检测电路3-2)、第二驱动检测电路4(包括第二驱动电路4-1、第二检测电路4-2)与第一线圈1、第二线圈2之间电连接的具体方式可以根据具体驱动检测方法的不同而有所不同。下面结合具体实施例加以说明。
实施例二
本实施例提供的电感触摸屏的第一线圈和第二线圈的布局结构示意图如图2c所示。下面结合图2a、图2b和图2c阐述本实施例提供的电感触摸屏的工作过程。
从图2c中可以看出,该电感触摸屏10中第一线圈1由多个沿第一方向(例如X方向)延伸,沿第二方向(例如Y方向)排列多个线圈1-1、1-2、1-3、…组成;第二线圈2由多个沿第二方向(例如Y方向)延伸,沿第一方向(例如X方向)排列多个线圈2-1、2-2、2-3、…组成。通常,第一线圈1与第二线圈2绝缘且交叉(优选为垂直交叉),也就是说第一方向与第二方向交叉(优选为垂直)。需要说明的是,图中以第一线圈1-1、1-2、1-3、…中相邻线圈交叠排列,第二线圈2-1、2-2、2-3、…中相邻线圈交叠排列为例,但第一线圈1-1、1-2、1-3、…中相邻线圈可以不交叠排列,第二线圈2-1、2-2、2-3、…中相邻线圈也可以不交叠排列。第一线圈1和第二线圈2通常为U形线圈。
从图2c中还可以看出,该电感触摸屏10中,第一线圈1包括多组第一线圈G11、G12、G13、…。每组第一线圈包括至少一个第一线圈。需要说明的是,图2c中以G11(包括第一线圈1-1、1-2、1-3、1-4)、G12(包括第一线圈1-5、1-6、1-7、1-8)、G13(包括第一线圈1-9、1-10、1-11、1-12)、G14(包括第一线圈1-13、1-14、1-15、1-16)各自包括4个线圈为例进行说明,但本领域的一般技术人员可以根据本发明的核心思想得知,各组第一线圈最少可以只包括一个第一线圈,也可以包括多个第一线圈;各组所包含的第一线圈的数量可以相同,也可以不相同。另外,多组第一线圈G11、G12、G13、…分为第一大组第一线圈G1-1和第二大组第一线圈G1-2,第一大组第一线圈G1-1内的各组第一线圈G11、G13、…与第二大组第一线圈G1-2内的各组第一线圈G12、G14、…彼此交替排列,即依次排列G11、G12、G13、G14、…。图2c中以第一大组第一线圈G1-1为奇数组,即包括G11、G13、…;第二大组第一线圈G1-2为偶数组,即包括G12、G14、…为例进行说明,但第一大组第一线圈G1-1也可以为偶数组,即包括G12、G14、…;第二大组第一线圈G1-2也可以为奇数组,即包括G11、G13、…。本申请文件的其他实施例也仅以第一大组第一线圈G1-1为奇数组,第二大组第一线圈G1-2为偶数组为例进行说明。
类似的,第二线圈2包括多组第二线圈G21、G22、G23、…。每组第二线圈包括至少一个第二线圈。需要说明的是,图2c中以G21(包括第二线圈2-1、2-2、2-3、2-4)、G22(包括第二线圈2-5、2-6、2-7、2-8)、G23(包括第二线圈2-9、2-10、2-11、2-12)、G24(包括第二线圈2-13、2-14、2-15、2-16)各自包括4个线圈为例进行说明,但本领域的一般技术人员可以根据本发明的核心思想得知,各组第二线圈最少可以只包括一个第二线圈,也可以包括多个第二线圈;各组所包含的第二线圈的数量可以相同,也可以不相同。另外,多组第二线圈G21、G22、G23、…分为第一大组第二线圈G2-1和第二大组第二线圈G2-2,第一大组第二线圈G2-1内的各组第二线圈G21、G23、…与第二大组第二线圈G2-2内的各组第二线圈G22、G24、…彼此交替排列。图2c中以第一大组第二线圈G2-1为奇数组,即包括G21、G23、…;第二大组第二线圈G2-2为偶数组,即包括G22、G24、…为例进行说明,但第一大组第二线圈G2-1也可以为偶数组,即包括G22、G24、…;第二大组第二线圈G2-2也可以为奇数组,即包括G21、G23、…。本申请文件的其他实施例也仅以第一大组第二线圈G2-1为奇数组,第二大组第二线圈G2-2为偶数组为例进行说明。
下面以图2c所示的电感触摸屏的第一线圈和第二线圈的布局结构为例,阐述其驱动检测过程。总体来说,该驱动检测过程包括初步检测,具体地说包括第二方向坐标初步检测(P1)、第一方向坐标初步检测(P2)。
P1.1、第二方向坐标的初步检测可以采用如下方式,即1)发射和反射过程为:第一大组第一线圈发射电磁信号,第一谐振电路LC1产生反射信号,2)接收过程为:第二大组第一线圈接收反射信号并产生感应信号(对应前文所述的方式一)。
如图3所示,对第一大组第一线圈G1-1(即G1个第一线圈)同时施加驱动信号并使之发射电磁信号,从各第二大组第一线圈G1-2(即H1个第一线圈)检测第一感应信号S1(包括S12、S14、…),根据第一感应信号S1确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值。
1、第一线圈发射和反射过程为:第一大组第一线圈G1-1中各组第一线圈(G11、G13、…)同时从第一驱动电路3-1接收第一驱动信号D1并发射第一电磁信号E1。电磁笔20中的第一谐振电路LC1谐振产生第一反射信号R1。此时第一大组第一线圈G1-1中各组第一线圈即为前文1)发射和反射过程中所述的至少一第一线圈。
2、第一线圈接收过程为:第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)接收(同时或逐组)该第一反射信号R1并产生第一感应信号S1。第一检测电路3-2从第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)分别对应检测到一第一感应信号(S12、S14、…),二者一一对应,例如第一检测电路3-2从G12检测得到S12、从G14检测得到S14,以此类推。其中,从第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)检测第一感应信号在时间上可以同时,也可以分时逐组检测。对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上可以同时,也可以分时。此时,第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈为前文2)接收过程方式一中所述的H1个第一线圈。
若对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上同时进行,则需要对检测到的感应信号进行处理。如图4a所示,第一大组第一线圈G1-1被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A),该第一驱动信号D1可以被施加一次或多次,每两次施加之间间隔一段时间(对应D1B)。电磁笔在第一大组第一线圈G1-1被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A)时,产生第一反射信号R1中逐渐增强的部分R1A;在第一大组第一线圈G1-1未被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1B)时,产生反射信号R1中逐渐衰减的部分R1B。在第一大组第一线圈G1-1被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A)时,第二大组第一线圈G1-2被(第一检测电路3-2)检测到的第一感应信号S1的第一部分S1A为D1A和R1A共同作用的结果。为了提高检测的准确性,需要事先检测第一驱动信号D1单独使得第二大组第一线圈G1-2产生的感应信号S1A’,然后在该触摸屏工作过程中,将第一大组第一线圈G1-1被施加驱动信号时从第二大组第一线圈G1-2检测到的感应信号S1A中去除S1A’,得到第二大组第一线圈G1-2被电磁笔发射的电磁信号激发产生的感应信号。
若对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上分时进行,则也需要在驱动电路上做出相应的设计,或对检测到的感应信号进行处理。如图4b所示,第一大组第一线圈G1-1被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A),该第一驱动信号D1可以被施加一次或多次,每两次施加之间间隔一段时间(对应D1B)。电磁笔在第一大组第一线圈G1-1被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A)时,产生第一反射信号R1中逐渐增强的部分R1A;第一大组第一线圈G1-1未被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1B)时,产生第一反射信号R1中逐渐衰减的部分R1B。在第一大组第一线圈G1-1未被(第一驱动电路3-1)施加第一驱动信号D1(对应D1A)时,第二大组第一线圈G1-2被(第一检测电路3-2)检测到的感应信号S1B为电磁笔发射的反射信号R1B激发的结果。图4b中在第一大组第一线圈G1-1被施加第一驱动信号D1(对应D1A)时,从第二大组第一线圈G1-2检测到的感应信号S1A为零。但实际上,此时D1A和R1A会对第二大组第一线圈G1-2共同作用,产生如图4a所示的电磁感应信号S1A。但由于该时间段内的感应信号S1A并非电磁笔反射的电磁信号单独作用的结果,可以通过改变驱动电路结构或者将该时间段检测到的感应信号滤除。
如图5a所示,该电磁触摸屏在图3的基础上,增加了一个第一选择开关单元501,用于控制第一检测电路3-2从第二大组第一线圈G1-2检测感应信号的时间。与图3相同的部分不再重述,从图5a可以看出,该电感触摸屏还包括设置于第二大组第一线圈G1-2和第一检测电路3-2之间的第一选择开关单元501,第一选择开关单元501在第一大组第一线圈G1-1发射电磁信号时断开、第一大组第一线圈G1-1不发射电磁信号时导通。第一选择开关单元501可以包括多个开关,每一开关与第二大组第一线圈G1-2中一组第一线圈电连接;这些开关可以同时导通/断开,也可以逐个导通。
如图5b所示,该电磁触摸屏在图3的基础上,在第一检测电路3-2中增加了一个第一信号过滤单元601。与图3相同的部分不再重述,从图5b可以看出,第一检测电路3-2还包括第一信号过滤单元601,将第一大组第一线圈G1-1发射电磁信号时从第二大组第一线圈G1-2接收到的信号滤除。
另外,第一检测电路3-2根据第一感应信号S1确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值可以有多种不同的具体实现方式。下面结合图6阐述其中一种具体实现方式。如图6所示,第一检测电路3-2从第二大组第一线圈G1-2中每一组第一线圈检测得到一第一感应信号(图中为感应电压)。第一检测电路3-2选取这些第一感应信号中最大值所对应的第二大组第一线圈中的一组第一线圈的位置作为电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值。例如,图中第一感应信号最大值对应第二大组第一线圈G1-2中G16组,因此将G16组的位置作为电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值。G16组的位置指的是该组在第二方向排列的位置,可以是该组在第二方向上所占据的坐标范围Y1~Y2,也可以是该坐标范围Y1~Y2内的一个数值,例如(Y1+Y2)/2。
通过P1.1所述过程,最少只需要一次发射电磁信号和一次接收电磁信号就可以快速确定电磁笔触摸位置在第二方向的大致位置。
第二方向坐标的初步检测采用P1.1所述方式时,相对应的,第一方向坐标的初步检测可以采用如下方式(P2.1),即1)发射和反射过程为:第二大组第一线圈发射电磁信号,第二谐振电路LC2产生反射信号,2)接收过程为:第二大组第二线圈接收反射信号并产生感应信号(对应前文所述的方式一)。
第一方向坐标的初步检测的原理和工作方式可以和第二方向坐标的初步检测的原理和工作方式相同。区别仅在于此时发射电磁信号的线圈是第一大组第二线圈,产生反射信号的是第二谐振电路LC2,接收反射信号并产生感应信号的是第二大组第二线圈。因此,P2.1的具体步骤可以参照P1.1的内容。下面简单阐述P2.1的内容。
如图3所示,对第一大组第二线圈G2-1(即G2个第二线圈)同时施加驱动信号D2并使之发射电磁信号,从各二大组第二线圈G2-2(即H2个第二线圈)检测第二感应信号S2(包括S22、S24、…),根据第二感应信号S2确定电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
1、第二线圈发射和反射过程为:第一大组第二线圈G2-1中各组第二线圈(G21、G23、…)同时从第二驱动电路4-1接收第二驱动信号D2并发射第二电磁信号E2。电磁笔20中的第二谐振电路LC2谐振产生第二反射信号R2。
2、第二线圈接收过程为:第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈(G22、G24、…)(同时或逐组)接收该第二反射信号R2并产生第二感应信号S2。第二检测电路4-2从第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈(G22、G24、…)分别对应检测到一第二感应信号(S22、S24、…),二者一一对应,例如第二检测电路4-2从G22检测得到S22、从G24检测得到S24,以此类推。其中,从第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈(G22、G24、…)检测第二感应信号在时间上可以同时,也可以分时逐组检测。对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上可以同时,也可以分时。
若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上同时进行,则需要对检测到的感应信号进行处理。这里对第二感应信号的处理方式与过程P1.1中图4a和图4b的处理方式相同,在此不再重复阐述。简单概述为:若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上同时进行,则从所检测到的第二检测信号中滤除第一大组第二线圈G2-1对应产生的部分检测信号。若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上分时进行,则可以在图3的基础上,增加一个第二选择开关单元701(如图7a所示),用于控制第二检测电路4-2从第二大组第二线圈G2-2检测感应信号的时间;也可以在图3的基础上,在第二检测电路4-2中增加一个第二信号过滤单元801(如图7b所示),将第一大组第二线圈G2-1发射电磁信号时从第二大组第二线圈G2-2接收到的信号滤除。
另外,第二检测电路4-2根据第二感应信号确定电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值可以采用过程P1.1及图6相同的方式。下面结合图8阐述其中一种具体实现方式。如图8所示,第二检测电路4-2从第二大组第二线圈G2-2中每一组第二线圈检测得到一感应信号(图中为感应电压)。第二检测电路4-2选取这些第二感应信号中最大值所对应的第二大组第二线圈中的一组第二线圈的位置作为电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。例如,图中第二感应信号最大值对应第二大组第二线圈G2-2中G26组,因此将G26组的位置作为电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。G26组的位置指的是该组在第一方向排列的位置,可以是该组在第一方向上所占据的坐标范围X1~X2,也可以是该坐标范围X1~X2内的一个数值,例如(X1+X2)/2。
通过P2.1所述的过程,最少只需要一次发射电磁信号和一次接收电磁信号就可以快速确定电磁笔触摸位置在第一方向的大致位置。
另外,确定第二方向坐标初步值的过程P1.1和确定第一方向坐标初步值的过程P2.1可以同步(同时)进行,也可以异步(不同时)进行。对于P1.1和P2.1同步(同时)进行的实施方式,可以在第一检测电路3-2中增加一信号第三过滤单元901(如图9所示),以滤除第一线圈感应第二反射信号所产生的感应信号(通常为第二频率f2);同样的,也可以在第二检测电路4-2中增加一第四信号过滤单元1001(如图9所示),以滤除第二线圈感应第一反射信号所产生的感应信号(通常为第一频率f1)。
上述P1.1发射电磁信号和接收电磁信号的线圈均为第一线圈,P2.1发射电磁信号和接收电磁信号的线圈均为第二线圈。本发明的其他实施例还可以此采用第一线圈发射电磁信号、第二线圈接收电磁信号以确定第一方向坐标,第二线圈发射电磁信号、第一线圈接收电磁信号以确定第二方向坐标。
P1.2、第一方向坐标的初步检测还可以采用如下方式,即1)发射和反射过程为:第一大组第一线圈发射电磁信号(即G1个第一线圈),第一谐振电路LC1产生反射信号,2)接收过程为:第二大组第二线圈(也可以是第二大组第一线圈,即H2个第二线圈)接收反射信号并产生感应信号(对应前文所述的方式二)。
过程P1.2与过程P1.1的区别仅在于接收电磁信号的线圈不同,可以采用相同的驱动原理和类似的方法。下面仍然结合图2a、b、c和图3阐述P1.2的驱动检测过程。
如图3所示,对第一大组第一线圈G1-1同时施加驱动信号并使之发射电磁信号,从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号S2(包括S22、S24、…),根据第二感应信号S2确定电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
1、第一线圈发射和反射过程为:第一大组第一线圈G1-1中各组第一线圈(G11、G13、…)同时从第一驱动电路3-1接收第一驱动信号D1并发射第一电磁信号E1。电磁笔20中的第一谐振电路LC1谐振产生第一反射信号R1。此时第一大组第一线圈G1-1中各组第一线圈即为前文1)发射和反射过程中所述G1个第一线圈。
2、第二线圈接收过程为:第二大组第二线圈G2-2接收中各组第二线圈(G22、G24、…)(同时或逐组)该第一反射信号R1并产生第二感应信号S2。第二检测电路4-2从第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈(G22、G24、…)分别对应检测到一第二感应信号(S22、S24、…),二者一一对应,例如第二检测电路4-2从G22检测得到S22、从G24检测得到S24,以此类推。其中,从第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈(G22、G24、…)检测第二感应信号在时间上可以同时,也可以分时逐组检测。对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上可以同时,也可以分时。此时,第二大组第二线圈G2-2中各组第二线圈为前文2)接收过程方式二中所述的H2个第二线圈。
若对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上同时或分时进行,则需要对检测到的感应信号进行处理。这里对第二感应信号的处理方式与过程P2.1中的处理方式相同,在此不再重复阐述。简单概述为:若对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上同时进行,则从所检测到的第二感应信号中滤除第一大组第一线圈G1-1对应产生的部分检测信号。若对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第二线圈G2-2检测第二感应信号在时间上分时进行,则可以如图7a所示,增加一个第二选择开关单元701,用于控制第二检测电路4-2从第二大组第二线圈G2-2检测感应信号的时间;也可以如图7b所示,在第二检测电路4-2中增加一个第二信号过滤单元801,将第一大组第一线圈G1-1发射电磁信号时从第二大组第二线圈G2-2接收到的信号滤除。
另外,第二检测电路4-2根据第二感应信号确定电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值可以采用过程P2.1及图8相同的方式。在此不再赘述。
通过P1.2所述的过程,最少只需要一次发射电磁信号和一次接收电磁信号就可以快速确定电磁笔触摸位置在第一方向的大致位置。
第一方向坐标的初步检测采用P1.2所述方式时,相对应的,第二方向坐标的初步检测可以采用如下方式(P2.2),即1)发射和反射过程为:第一大组第二线圈发射电磁信号(即G2个第二线圈),第二谐振电路LC2产生反射信号,2)接收过程为:第二大组第一线圈(即H1个第一线圈)接收反射信号并产生感应信号(对应前文所述的方式二)。
第二方向坐标的初步检测的原理和工作方式可以和第一方向坐标的初步检测的原理和工作方式相同。区别仅在于此时发射电磁信号的线圈是第一大组第二线圈,产生反射信号的是第二谐振电路LC2,接收反射信号并产生感应信号的是第二大组第一线圈。因此,P2.2的具体步骤可以参照P1.2的内容。下面简单阐述P2.2的内容。
如图3所示,对第一大组第二线圈G2-1同时施加驱动信号D2并使之发射电磁信号,从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号S1(包括S12、S14、…),根据第一感应信号S1确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值。
1、第二线圈发射和反射过程为:第一大组第二线圈G2-1中各组第二线圈(G21、G23、…)同时从第二驱动电路4-1接收第二驱动信号D2并发射第二电磁信号E2。电磁笔20中的第二谐振电路LC2谐振产生第二反射信号R2。此时第一大组第二线圈G2-1中各组第二线圈即为前文1)发射和反射过程中所述的G2个第二线圈。
2、第一线圈接收过程为:第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)(同时或逐组)接收该第二反射信号R2并产生第一感应信号S1。第一检测电路3-2从第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)分别对应检测到一第一感应信号(S12、S14、…),二者一一对应,例如第一检测电路3-2从G12检测得到S12、从G14检测得到S14,以此类推。其中,从第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈(G12、G14、…)检测第一感应信号在时间上可以同时,也可以分时逐组检测。对第一大组第一线圈G1-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上可以同时,也可以分时。此时,第二大组第一线圈G1-2中各组第一线圈为前文2)接收过程方式二中所述的H1个第一线圈。
若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上同时或分时进行,则需要对检测到的感应信号进行处理。这里对第一感应信号的处理方式与过程P1.1中的处理方式相同,在此不再重复阐述。简单概述为:若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第一感应信号在时间上同时进行,则从所检测到的第一感应信号中滤除第一大组第二线圈G2-1对应产生的部分检测信号。若对第一大组第二线圈G2-1施加驱动信号并使之发射电磁信号与从各第二大组第一线圈G1-2检测第二感应信号在时间上分时进行,则可以如图5a所示,增加一个第一选择开关单元501,用于控制第一检测电路3-2从第二大组第一线圈G1-2检测感应信号的时间;也可以如图5b所示,在第一检测电路3-2中增加一个第一信号过滤单元601,将第一大组第二线圈G2-1发射电磁信号时从第二大组第一线圈G1-2接收到的信号滤除。
另外,第一检测电路3-2根据第一感应信号确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值可以采用过程P1.1及图6相同的方式。在此不再赘述。
通过P2.2所述的过程,最少只需要一次发射电磁信号和一次接收电磁信号就可以快速确定电磁笔触摸位置在第二方向的大致位置。
另外,确定第一方向坐标初步值的过程P1.2和确定第二方向坐标初步值的过程P2.2可以同步(同时)进行,也可以异步(不同时)进行。对于P1.2和P2.2同步(同时)进行的实施方式,可以如图9所示在第一检测电路3-2中增加一第三信号过滤单元901,以滤除第一线圈感应第一反射信号所产生的感应信号;同样的,也可以如图9所示在第二检测电路4-2中增加一第四信号过滤单元1001,以滤除第二线圈感应第二反射信号所产生的感应信号。
需要说明的是,过程P1.2中发射电磁信号的是第一大组第一线圈,接收反射信号的是第二大组第二线圈,本发明的其他实施例还可以是任意一个或多个第一大组第一线圈发射电磁信号,也可以是任意多个第二大组第二线圈接收反射信号。此时第一方向的坐标检测与第二方向的坐标检测通常分时进行,其驱动检测原理和方法均可以参照前述P1.1、P2.1,或P1.2、P2.2中的内容,在此不再赘述。
另外,前述P1.1、P2.1,或P1.2、P2.2均是初步检测,为了提高检测精度,该驱动检测方法还可以采用精确检测,具体地说包括第二方向坐标精确检测(P3)、第一方向坐标精确检测(P4)。
精确检测的方法概括来说就是先选定第一线圈或第二线圈,然后对选定的线圈逐个施加驱动信号并检测感应信号;对每一个线圈施加驱动信号并检测感应信号的方法为先对该线圈施加驱动信号(通常通过驱动电路施加)使之发射电磁信号,电磁笔接收该电磁信号后谐振产生电磁信号(称为反射电磁信号),停止对该线圈施加驱动信号,并且该线圈感应电磁笔的反射电磁信号产生感应信号。每一个线圈均产生一感应信号,这样根据这些感应信号可以确定电磁笔的触摸位置。电磁笔的触摸位置的第一方向坐标和第二方向坐标的精确值均可以通过这种方式获得。这一驱动检测方式每个线圈发射电磁信号和接收电磁信号是分时的,但检测精度较高,故可称之为精确检测。选定第一线圈进行第二方向坐标的精确检测,选定第二线圈进行第一方向坐标的精确检测。
精确检测需要首先选定第一线圈和第二线圈,也就是选定对哪些第一线圈施加驱动信号并检测感应信号,对哪些第二线圈施加驱动信号并检测感应信号。下面结合不同的具体方案进行说明。
方案一、选定第二方向坐标初步值前后预定数量的第一线圈和第一方向坐标初步值前后预定数量的第二线圈进行精确检测
具体地可以结合图10继续说明,对于第二方向坐标的精确检测,对P1.1或P2.2中所确定的电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈(如图6中的G16)及其前M个第一线圈和后N个第一线圈(即选定第一线圈)逐个施加驱动信号(通过如图10所示的第三驱动电路5-1)并检测感应信号(通过如图10所示的第三检测电路5-2),每一第一线圈1被施加第三驱动信号D3并发射第三电磁信号(具有第一频率f1)后接收来自电磁笔中第一谐振电路LC1谐振产生的同频率第三反射信号并产生第三感应信号S3。每一个被选择的第一线圈上均被检测得到一个第三感应信号,有的可能为0,有的可能不为0。该第三检测电路5-2根据这些第三感应信号S3确定该电磁笔20触摸位置的第二方向坐标的精确值,M、N为自然数(可以为0)。
另外,需要说明的是,第三驱动电路5-1可以共用该第一驱动电路3-1,即用该第一驱动电路3-1替代第三驱动电路5-1;同样的,第三检测电路5-2可以共用该第一检测电路3-2,即用该第一检测电路3-2替代第三检测电路5-2。
另外,如何根据第三感应信号确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标的精确值的方法可以为:对所检测得到的这些第三感应信号进行函数拟合(例如二次函数拟合),取拟合后的曲线的峰值的位置所对应的第二方向坐标值位置作为电磁笔触摸位置的第二方向坐标的精确值。该函数拟合的具体方法可以采用如图1c所示的传统方式,在此不再赘述。
继续结合图10继续说明,对于第一方向坐标的精确检测,对P2.1或P1.2中所确定的电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈(如图9中的G23)及其前P个第一线圈和后Q个第二线圈(即选定第二线圈)逐个施加驱动信号(通过如图10所示的第四驱动电路6-1)并检测感应信号(通过如图10所示的第四检测电路6-2),每一第二线圈2被施加第四驱动信号D4并发射第四电磁信号(具有第二频率f2)后接收来自电磁笔中第二谐振电路LC2谐振产生的同频率第四反射信号并产生第四感应信号S4。每一个被选择的第二线圈上均被检测得到一个第四感应信号,有的可能为0,有的可能不为0。该第四检测电路6-2根据这些第四感应信号S4确定该电磁笔20触摸位置的第一方向坐标的精确值,P、Q为自然数(可以为0)。另外,需要说明的是,第四驱动电路6-1可以共用该第二驱动电路4-1,即用该第二驱动电路4-1替代第四驱动电路6-1;同样的,第四检测电路6-2可以共用该第二检测电路4-2,即用该第二检测电路4-2替代第四检测电路6-2。
另外,如何根据第四感应信号确定电磁笔触摸位置的第一方向坐标的精确值的方法可以为:对所检测得到的这些第四感应信号进行函数拟合(例如二次函数拟合),取拟合后的曲线的峰值所对应的第一方向坐标值位置作为电磁笔触摸位置的第一方向坐标的精确值。该函数拟合的具体方法可以采用如图1c所示的传统方式,在此不再赘述。
方案一中第一方向坐标的精确检测与第二方向坐标的精确检测可以同时进行,也可以分时进行;方案一中初步检测的第一驱动电路3-1、第一检测电路3-2、第二驱动电路4-1、第二检测电路4-2、第三驱动电路5-1、第三检测电路5-2、第四驱动电路6-1、第四检测电路6-2其中任意2个或2个以上可以集成于一个驱动电路中。
方案二、选定所有第一线圈和所有第二线圈进行精确检测
方案二与方案一在驱动检测方式和原理上相同,区别仅在于所选取进行精确检测的第一线圈和第二线圈不同,因此其具体检测过程可以参照方案一,并且不需要先进行初步检测。简单阐述如下。
具体地可以结合图11进行说明,对于第二方向坐标的精确检测,对所有第一线圈(即选定第一线圈)逐个施加驱动信号(通过如图11所示的第一驱动电路3-1)并检测感应信号(通过如图11所示的第一检测电路3-2),每一第一线圈1被施加第一驱动信号D1并发射第一电磁信号(具有第一频率f1)后接收来自电磁笔中第一谐振电路LC1谐振产生的同频率第一反射信号并产生第一感应信号S1。每一个被选择的第一线圈上均被检测得到一个第一感应信号,有的可能为0,有的可能不为0。该第一检测电路3-2根据这些第一感应信号S1确定该电磁笔20触摸位置的第二方向坐标的精确值。
继续结合图11进行说明,对于第一方向坐标的精确检测,对所有第二线圈(即选定第二线圈)逐个施加驱动信号(通过如图11所示的第二驱动电路4-1)并检测感应信号(通过如图11所示的第二检测电路4-2),每一第二线圈2被施加第二驱动信号D2并发射第二电磁信号(具有第二频率f2)后接收来自电磁笔中第二谐振电路LC2谐振产生的同频率第二反射信号并产生第二感应信号S2。每一个被选择的第二线圈上均被检测得到一个第二感应信号,有的可能为0,有的可能不为0。该第二检测电路4-2根据这些第二感应信号S2确定该电磁笔20触摸位置的第一方向坐标的精确值。
需要说明的是,方案二中第一方向坐标的精确检测与第二方向坐标的精确检测可以同时进行,也可以分时进行;方案二中第一驱动电路3-1、第一检测电路3-2可以集成于一个驱动电路中。
综上所述,如图2a、b、c所示,在触摸屏10上确定包括两个谐振电路的电磁笔20的第一方向坐标和第二方向坐标可以直接进行精确检测,也可以直接进行初步检测,还可以先进行初步检测再进行精确检测。不论是初步检测,还是精确检测,如图12所示,该触摸屏的驱动检测方法的发射过程和发射过程均包括:
向至少一(G1)第一线圈施加第一驱动信号并使之发射第一频率的第一电磁信号,该第一电磁信号被第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号(即第一线圈发射和反射过程);向至少一(G2)第二线圈施加第二驱动信号并使之发射第二频率的第二电磁信号,第二电磁信号被第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号(即第二线圈发射和反射过程)。
该触摸屏的驱动检测方法的接收过程对事先选定的第一线圈和第二线圈进行检测感应信号,即从多个(H1)第一线圈检测第一感应信号并根据该第一感应信号确定电磁笔触摸位置的第二方向坐标值,从多个(H2)第二线圈检测第二感应信号并根据第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。其中,对于精确检测或初步检测,该第一感应信号可以为第一线圈接收第一反射信号所产生的感应信号,第二感应信号可以为第二线圈接收所述第二反射信号所产生的感应信号。对于初步检测,该第一感应信号可以为第一线圈接收第二反射信号所产生的感应信号,第二感应信号可以为第二线圈接收第一反射信号所产生的感应信号。
对于精确检测,无论是第一线圈还是第二线圈,发射电磁信号与接收电磁信号的线圈是相同的。具体地说,发射第一电磁信号的第一线圈与接收第一反射信号的第一线圈相同(G1=H1,H1为大于1的整数),该驱动检测方法的第二方向坐标的精确检测具体包括:对该H1个第一线圈逐个施加第一驱动信号并检测感应信号,每一第一线圈被施加第一驱动信号并发射第一电磁信号后接收来自电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第一反射信号并产生第一感应信号,根据该第一感应信号确定该电磁笔触摸位置的第二方向坐标值。同样的,发射第二电磁信号的第二线圈与接收第二反射信号的第二线圈也相同(G2=H2,H2为大于1的整数),该驱动检测方法的第一方向坐标的精确检测具体包括:对H2个第二线圈逐个施加第二驱动信号并检测感应信号,每一第二线圈被施加第二驱动信号并发射第二电磁信号后接收来自所述电磁笔中第二谐振电路谐振产生的同频率第二反射信号并产生第二感应信号,根据该第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。其中,确定第二方向坐标值的方法可以为:对所有第一感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第二方向坐标值位置作为该电磁笔触摸位置的第二方向坐标值。确定第一方向坐标值的方法可以为:对所有第二感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第一方向坐标值位置作为该电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。另外,该H1个第一线圈可以为所有第一线圈,该H2个第二线圈可以为所有第二线圈,这与前述精确检测的方案二对应。
该H1个第一线圈、H2个第二线圈也可以采用初步检测的方法进行选取。其具体选取方式可以有多种。
选取方式一:
将图2c所示的多个(即所有)第一线圈1分为多组第一线圈G11、G12、G13、…,所述每组第一线圈包括至少一个第一线圈,该多组第一线圈分为第一大组第一线圈G1-1和第二大组第一线圈G1-2,第一大组第一线圈G1-1内的各组第一线圈G11、G13、…与第二大组第一线圈G1-2内的各组第一线圈G12、G14、…彼此交替排列;将图2c所示的多个(即所有)第二线圈2分为多组第二线圈G21、G22、G23、…,每组第二线圈包括至少一个第二线圈,多组第二线圈分为第一大组第二线圈G2-1和第二大组第二线圈G2-2,第一大组第二线圈G2-1内的各组第二线圈G21、G23、…与第二大组第二线圈G2-2内的各组第二线圈G22、G24、…彼此交替排列;
同时对第一大组第一线圈G1-1施加第三驱动信号并发射第三电磁信号,第二大组第一线圈G1-2接收来自电磁笔中第一谐振电路LC1谐振产生的同频率第三反射信号并产生第三感应信号,根据该第三感应信号确定该电磁笔20触摸位置的第二方向坐标的初步值(即第二方向初步检测);
同时对第一大组第二线圈G2-1施加第四驱动信号并发射第四电磁信号,第二大组第二线圈G2-2接收来自电磁笔中第二谐振电路LC2谐振产生的同频率第四反射信号并产生第四感应信号,根据第四感应信号确定该电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值(即第一方向初步检测);
选取该第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈及其前M个第一线圈和后N个第一线圈作为该H1个第一线圈;选取该第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈及其前P个第二线圈和后Q个第二线圈作为该H2个第二线圈。
需要说明的是,该选取方式一所描述的初步检测过程与前述过程P1.1和P2.1实质上是相同的。只是由于该选取方式一为了描述的方便,精确检测的过程中给第一线圈施加第一驱动信号,从第一线圈检测第一感应信号,给第二线圈施加第二驱动信号,从第二线圈检测第二感应信号;初步检测的过程中给第一线圈施加第三驱动信号,从第一线圈检测第三感应信号,给第二线圈施加第三驱动信号,从第二线圈检测第三感应信号。而前述过程P1.1和P2.1中初步检测的过程中给第一线圈施加第一驱动信号,从第一线圈检测第一感应信号,给第二线圈施加第二驱动信号,从第二线圈检测第二感应信号;精确检测的过程中给第一线圈施加第三驱动信号,从第一线圈检测第三感应信号,给第二线圈施加第三驱动信号,从第二线圈检测第三感应信号。二者只是对于信号命名上的形式不同。
选取方式二:
将图2c所示的多个(即所有)第一线圈1分为多组第一线圈G11、G12、G13、…,所述每组第一线圈包括至少一个第一线圈,该多组第一线圈分为第一大组第一线圈G1-1和第二大组第一线圈G1-2,第一大组第一线圈G1-1内的各组第一线圈G11、G13、…与第二大组第一线圈G1-2内的各组第一线圈G12、G14、…彼此交替排列;将图2c所示的多个(即所有)第二线圈2分为多组第二线圈G21、G22、G23、…,每组第二线圈包括至少一个第二线圈,多组第二线圈分为第一大组第二线圈G2-1和第二大组第二线圈G2-2,第一大组第二线圈G2-1内的各组第二线圈G21、G23、…与第二大组第二线圈G2-2内的各组第二线圈G22、G24、…彼此交替排列;
同时对第一大组第一线圈G1-1施加第三驱动信号并发射第三电磁信号,第二大组第二线圈G2-2接收来自电磁笔中第一谐振电路LC1谐振产生的同频率第三反射信号并产生第四感应信号,根据该第四感应信号确定该电磁笔20触摸位置的第一方向坐标的初步值(即第一方向初步检测);
同时对第一大组第二线圈G2-1施加第四驱动信号并发射第四电磁信号,第二大组第一线圈G1-2接收来自电磁笔中第二谐振电路LC2谐振产生的同频率第四反射信号并产生第三感应信号,根据第三感应信号确定该电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值(即第二方向初步检测);
选取该第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈及其前M个第一线圈和后N个第一线圈作为该H1个第一线圈;选取该第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈及其前P个第二线圈和后Q个第二线圈作为该H2个第二线圈。
需要说明的是,该选取方式二所描述的初步检测过程与前述过程P1.2和P2.2实质上是相同的。只是由于该选取方式一为了描述的方便,精确检测的过程中给第一线圈施加第一驱动信号,从第二线圈检测第一感应信号,给第二线圈施加第二驱动信号,从第一线圈检测第二感应信号;初步检测的过程中给第一线圈施加第三驱动信号,从第二线圈检测第三感应信号,给第二线圈施加第三驱动信号,从第一线圈检测第三感应信号。而前述过程P1.2和P2.2中初步检测的过程中给第一线圈施加第一驱动信号,从第二线圈检测第一感应信号,给第二线圈施加第二驱动信号,从第一线圈检测第二感应信号;精确检测的过程中给第一线圈施加第三驱动信号,从第二线圈检测第三感应信号,给第二线圈施加第三驱动信号,从第一线圈检测第三感应信号。二者只是对于信号命名上的形式不同。
先经过初步检测再经过精确检测的驱动检测方法见图13。
无论是选取方式一还是选取方式二,该第一大组第一线圈G1-1可以为奇数组第一线圈,第二大组第一线圈G1-2可以为偶数组第一线圈;或者,第一大组第一线圈G1-1可以为偶数组第一线圈,第二大组第一线圈G1-2可以为奇数组第一线圈。相应地,第一大组第二线圈G2-1可以为奇数组第二线圈,第二大组第二线圈G2-2为偶数组第二线圈;或者,第一大组第二线圈G2-1可以为偶数组第二线圈,第二大组第二线圈G2-2可以为奇数组第二线圈。另外,无论是选取方式一还是选取方式二,可以选取第三感应信号中最大值所对应的第二大组第一线圈中的一组第一线圈的位置作为电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值,可以选取第四感应电流中最大值所对应的第二大组第二线圈中的一组第二线圈的位置作为电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
实施例三
本发明实施例提供的坐标输入装置(如图14),包括电磁笔20和上述实施例二提供的电感触摸屏10。该坐标输入装置还可以包括显示面板(未图示),电感触摸屏10可以与该显示面板分别单独设置(外挂型),电感触摸屏10也可以集成于该显示面板内(ON-cell型,或IN-cell型)。该电感触摸显示面板可以为液晶显示面板或电子纸或等离子显示面板或有机发光二极管显示面板。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (26)
1.一种用于检测电磁笔触摸位置的电感触摸屏,所述电磁笔包括第一谐振电路和第二谐振电路,所述电感触摸屏包括:
多个沿第一方向延伸的第一线圈,其中至少一所述第一线圈发射第一频率的第一电磁信号,所述第一电磁信号被所述第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号;以及
多个沿第二方向延伸的第二线圈,其中至少一所述第二线圈发射第二频率的第二电磁信号,所述第二电磁信号被所述第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号;
H1个所述第一线圈接收所述第一反射信号产生第一感应信号,H2个所述第二线圈接收所述第二反射信号产生第二感应信号;或者,
H1个所述第一线圈接收所述第二反射信号产生第一感应信号,H2个所述第二线圈接收所述第一反射信号产生第二感应信号;
其中,H1、H2均为大于等于2的整数;
根据所述第一感应信号和第二感应信号分别确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标和第一方向坐标。
2.根据权利要求1所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一谐振电路和/或第二谐振电路为LC谐振电路。
3.根据权利要求1所述的电感触摸屏,其特征在于,所述至少一第一线圈发射第一频率的第一电磁信号,所述第一电磁信号被所述第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号的过程与所述至少一第二线圈发射第二频率的第二电磁信号,所述第二电磁信号被所述第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号的过程同步进行或异步进行。
4.根据权利要求1所述的电感触摸屏,其特征在于,所述触摸屏还包括第一驱动电路,向所述至少一第一线圈提供第一驱动信号;第二驱动电路,向所述至少一第二线圈提供第二驱动信号;第一检测电路,从所述H1个第一线圈检测第一感应信号并根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标值;第二检测电路,从所述H2个第二线圈检测第二感应信号并根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。
5.根据权利要求4所述的电感触摸屏,其特征在于,所述多个第一线圈包括多组第一线圈,所述每组第一线圈包括至少一个所述第一线圈,所述多组第一线圈分为第一大组第一线圈和第二大组第一线圈,所述第一大组第一线圈内的各组第一线圈与所述第二大组第一线圈内的各组第一线圈彼此交替排列;
所述多个第二线圈包括多组第二线圈,所述每组第二线圈包括至少一个所述第二线圈,所述多组第二线圈分为第一大组第二线圈和第二大组第二线圈,所述第一大组第二线圈内的各组第二线圈与所述第二大组第二线圈内的各组第二线圈彼此交替排列。
6.根据权利要求5中所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一大组第一线圈为奇数组第一线圈,所述第二大组第一线圈为偶数组第一线圈;或者,所述第一大组第一线圈为偶数组第一线圈,所述第二大组第一线圈为奇数组第一线圈。
7.根据权利要求6所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一大组第二线圈为奇数组第二线圈,所述第二大组第二线圈为偶数组第二线圈;或者,所述第一大组第二线圈为偶数组第二线圈,所述第二大组第二线圈为奇数组第二线圈。
8.根据权利要求5所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一大组第一线圈同时从所述第一驱动电路接收第一驱动信号并发射第一电磁信号,所述第二大组第一线圈接收所述第一反射信号并产生第一感应信号,所述第一检测电路根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值;
第一大组第二线圈同时从所述第二驱动电路接收驱动信号并发射第二电磁信号,所述第二大组第二线圈所述第二反射信号产生第二感应信号,所述第二检测电路根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
9.根据权利要求5所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一大组第一线圈同时从所述第一驱动电路接收第一驱动信号并发射第一电磁信号,所述第二大组第二线圈接收所述第一反射信号并产生第二感应信号,所述第二检测电路根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值;
所述第一大组第二线圈同时从所述第二驱动电路接收第二驱动信号并发射第二电磁信号,所述第二大组第一线圈接收所述第二反射信号并产生第一感应信号,所述第一检测电路根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值。
10.根据权利要求8或9所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一检测电路选取所述第一感应信号中最大值所对应的第二大组第一线圈中的一组第一线圈的位置作为所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值;所述第二检测电路选取所述第二感应信号中最大值所对应的第二大组第二线圈中的一组第二线圈的位置作为所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
11.根据权利要求8或9所述的电感触摸屏,其特征在于,在确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标和第二方向坐标的初步值之后,所述第一驱动电路和第二检测电路对所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈及其前M个第一线圈和后N个第一线圈逐个施加驱动信号并检测感应信号,每一所述第一线圈被施加第三驱动信号并发射第三电磁信号后接收来自所述电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第三反射信号并产生第三感应信号,所述第一检测电路根据所述第三感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的精确值,M、N为自然数。
12.根据权利要求11所述的电感触摸屏,其特征在于,在确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标和第二方向坐标的初步值之后,所述第二驱动电路和第二检测电路对所述电磁笔触摸位置的所述第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈及其前P个第二线圈和后Q个第二线圈逐个施加驱动信号并检测感应信号,每一所述第二线圈被施加第四驱动信号并发射第四电磁信号后接收来自所述电磁笔中第二谐振电路谐振产生的同频率第四反射信号并产生第四感应信号,所述第二检测电路根据所述第四感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的精确值,P、Q为自然数。
13.根据权利要求12所述的电感触摸屏,其特征在于,所述第一检测电路对所有所述第三感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第二方向坐标值位置作为所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的精确值;所述第二检测电路对所有所述第四感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第一方向坐标值位置作为所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的精确值。
14.根据权利要求1所述的电感触摸屏,其特征在于,所述电感触摸屏还包括第一驱动电路和第一检测电路,所述第一驱动电路和第一检测电路对所述多个第一线圈逐个施加驱动信号并检测感应信号,每一所述第一线圈被施加第一驱动信号并发射第一电磁信号后接收来自所述电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第一反射信号并产生第一感应信号,所述第一检测电路根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的精确值。
15.根据权利要求1所述的电感触摸屏,其特征在于,所述电感触摸屏还包括第二驱动电路和第二检测电路,所述第二驱动电路和第二检测电路对所述多个第二线圈逐个施加驱动信号并检测感应信号,每一所述第二线圈被施加第二驱动信号并发射第二电磁信号后接收来自所述电磁笔中第二谐振电路发射的同频率第二反射信号并产生第二感应信号,所述第二检测电路根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的精确值。
16.一种坐标输入装置,其特征在于,包括电磁笔和权利要求1-15任一项所述的电感触摸屏,所述电磁笔包括所述第一谐振电路和所述第二谐振电路。
17.一种电感触摸屏的驱动检测方法,用于检测电磁笔触摸位置,所述电磁笔包括第一谐振电路和第二谐振电路,所述电感触摸屏包括多个沿第一方向延伸的第一线圈和多个沿第二方向延伸的第二线圈;
所述驱动检测方法包括:
向至少一所述第一线圈施加第一驱动信号并使之发射第一频率的第一电磁信号,所述第一电磁信号被所述第一谐振电路接收后谐振产生同频率的第一反射信号;
向至少一所述第二线圈施加第二驱动信号并使之发射第二频率的第二电磁信号,所述第二电磁信号被所述第二谐振电路接收后谐振产生同频率的第二反射信号;
从H1个所述第一线圈检测第一感应信号并根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标值,从H2个所述第二线圈检测第二感应信号并根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值;其中,H1、H2均为大于等于2的整数。
18.根据权利要求17所述的驱动检测方法,其特征在于,所述发射第一电磁信号的第一线圈与所述H1第一线圈相同,所述驱动检测方法具体包括:对所述H1个第一线圈逐个施加所述第一驱动信号并检测感应信号,每一所述第一线圈被施加所述第一驱动信号并发射第一电磁信号后接收来自所述电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第一反射信号并产生第一感应信号,根据所述第一感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标值。
19.根据权利要求18所述的驱动检测方法,其特征在于,所述发射第二电磁信号的第二线圈与所述H2个第二线圈相同,所述驱动检测方法具体包括:对所述H2个第二线圈逐个施加所述第二驱动信号并检测感应信号,每一所述第二线圈被施加第二驱动信号并发射第二电磁信号后接收来自所述电磁笔中第二谐振电路谐振产生的同频率第二反射信号并产生第二感应信号,根据所述第二感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。
20.根据权利要求19所述的驱动检测方法,其特征在于,对所有所述第一感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第二方向坐标值位置作为所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标值;对所有所述第二感应信号进行二次函数拟合,拟合所得的二次函数的峰值所对应的第一方向坐标值位置作为所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标值。
21.根据权利要求19所述的驱动检测方法,其特征在于,所述H1个第一线圈为所有所述第一线圈,所述H2个第二线圈为所有所述第二线圈。
22.根据权利要求19所述的驱动检测方法,其特征在于,所述H1个第一线圈、H2个第二线圈采用如下步骤选取:
将所述多个第一线圈分为多组第一线圈,所述每组第一线圈包括至少一个所述第一线圈,所述多组第一线圈分为第一大组第一线圈和第二大组第一线圈,所述第一大组第一线圈内的各组第一线圈与所述第二大组第一线圈内的各组第一线圈彼此交替排列;
将所述多个第二线圈分为多组第二线圈,所述每组第二线圈包括至少一个所述第二线圈,所述多组第二线圈分为第一大组第二线圈和第二大组第二线圈,所述第一大组第二线圈内的各组第二线圈与所述第二大组第二线圈内的各组第二线圈彼此交替排列;
同时对所述第一大组第一线圈施加第三驱动信号并发射第三电磁信号,所述第二大组第一线圈接收来自电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第三反射信号并产生第三感应信号,根据所述第三感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值;
同时对所述第一大组第二线圈施加第四驱动信号并发射第四电磁信号,所述第二大组第二线圈接收来自电磁笔中第二谐振电路谐振产生的同频率第四反射信号并产生第四感应信号,根据所述第四感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值;
选取所述第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈及其前M个第一线圈和后N个第一线圈作为所述H1个第一线圈;
选取所述第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈及其前P个第二线圈和后Q个第二线圈作为所述H2个第二线圈。
23.根据权利要求19所述的驱动检测方法,其特征在于,所述H1个第一线圈、H2个第二线圈采用如下步骤选取:
将所述多个第一线圈分为多组第一线圈,所述每组第一线圈包括至少一个所述第一线圈,所述多组第一线圈分为第一大组第一线圈和第二大组第一线圈,所述第一大组第一线圈内的各组第一线圈与所述第二大组第一线圈内的各组第一线圈彼此交替排列;
将所述多个第二线圈分为多组第二线圈,所述每组第二线圈包括至少一个所述第二线圈,所述多组第二线圈分为第一大组第二线圈和第二大组第二线圈,所述第一大组第二线圈内的各组第二线圈与所述第二大组第二线圈内的各组第二线圈彼此交替排列;
同时对所述第一大组第一线圈施加第三驱动信号并发射第三电磁信号,所述第二大组第二线圈接收来自电磁笔中第一谐振电路谐振产生的同频率第三反射信号并产生第四感应信号,根据所述第四感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值;
同时对所述第一大组第二线圈施加第四驱动信号并发射第四电磁信号,所述第二大组第一线圈接收来自电磁笔中第二谐振电路谐振产生的同频率第四反射信号并产生第三感应信号,根据所述第三感应信号确定所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值;
选取所述第二方向坐标的初步值所对应的一组第一线圈及其前M个第一线圈和后N个第一线圈作为所述H1个第一线圈;
选取所述第一方向坐标的初步值所对应的一组第二线圈及其前P个第二线圈和后Q个第二线圈作为所述H2个第二线圈。
24.根据权利要求22或23所述的驱动检测方法,其特征在于,所述第一大组第一线圈为奇数组第一线圈,所述第二大组第一线圈为偶数组第一线圈;或者,所述第一大组第一线圈为偶数组第一线圈,所述第二大组第一线圈为奇数组第一线圈。
25.根据权利要求24所述的驱动检测方法,其特征在于,所述第一大组第二线圈为奇数组第二线圈,所述第二大组第二线圈为偶数组第二线圈;或者,所述第一大组第二线圈为偶数组第二线圈,所述第二大组第二线圈为奇数组第二线圈。
26.根据权利要求22或23所述的驱动检测方法,其特征在于,选取所述第三感应信号中最大值所对应的第二大组第一线圈中的一组第一线圈的位置作为所述电磁笔触摸位置的第二方向坐标的初步值,选取所述第四感应信号中最大值所对应的第二大组第二线圈中的一组第二线圈的位置作为所述电磁笔触摸位置的第一方向坐标的初步值。
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