專利名稱：電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)及電磁筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電磁感應(yīng)式輸入技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)及電磁筆。
背景技術(shù)：
目前主流的觸摸屏技術(shù)主要有以下幾種電阻式、電容式和電感式。其中，電感式觸摸屏的手寫輸入由電磁筆、天線陣列板和相應(yīng)的識(shí)別處理電路完成。然而，現(xiàn)有的電感式觸摸屏及其電磁筆只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)觸摸功能，也即電磁筆只能發(fā)射單一頻率的電磁波，電感式觸摸屏只能檢測識(shí)別該諧振頻率的電磁筆，其結(jié)果是只能有一只配套的電磁筆在電磁感應(yīng)板的有效區(qū)域工作，功能單一，不能滿足用戶多筆混合使 用進(jìn)行多點(diǎn)觸控的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種能發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的電磁筆和電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種電磁筆，包括設(shè)于電磁筆的殼體中、用于發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的LC諧振電路；設(shè)于所述殼體上且連接于LC諧振電路的、用于控制LC諧振電路發(fā)射的電磁信號(hào)在兩種諧振頻率之間切換的控制開關(guān)。進(jìn)一步地，LC諧振電路包括由線圈均勻地纏繞于磁環(huán)柱而成的電感，磁環(huán)柱的長度大于等于電感的長度，磁環(huán)柱借由彈性件彈性地抵頂于伸出所述殼體的筆尖，并在筆尖受到外力壓入殼體中時(shí)沿所述線圈的軸線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，LC諧振電路包括由I. 5伏的干電池或鋰電池構(gòu)成的電源和連接于電源的、在電磁筆空閑預(yù)定時(shí)長后由其控制進(jìn)入休眠狀態(tài)的省電電路。相應(yīng)地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，包括用于發(fā)射電磁信號(hào)的、如上所述的電磁筆；用于感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置，所述電磁信號(hào)處理裝置包括用于接收電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的接收器；連接于接收器并處理接收器所接收的電磁信號(hào)的信號(hào)處理電路；及連接于信號(hào)處理電路并對(duì)信號(hào)處理電路所處理的電磁信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到坐標(biāo)數(shù)據(jù)的微處理器。進(jìn)一步地，所述接收器為電磁感應(yīng)板，所述電磁感應(yīng)板中設(shè)有感應(yīng)層和連接于感應(yīng)層的信號(hào)掃描模塊，感應(yīng)層為在絕緣隔膜中設(shè)置的沿X，Y軸向的天線陣列，每個(gè)陣列對(duì)應(yīng)網(wǎng)格所圍設(shè)的空間構(gòu)成一個(gè)電磁感應(yīng)單元。進(jìn)一步地，信號(hào)處理電路包括至少兩個(gè)信號(hào)處理子電路，每一信號(hào)處理子電路均包括依次連接的第一信號(hào)放大器、增益控制器、整形濾波器、自動(dòng)增益控制器、帶通濾波器、第二信號(hào)放大器和信號(hào)平滑積分器，其中，第一信號(hào)放大器連接于信號(hào)掃描模塊，信號(hào)平滑積分器連接于微處理器。[0011]進(jìn)一步地，所述每個(gè)陣列網(wǎng)格所圍設(shè)的空間呈方形或圓形。進(jìn)一步地，所述電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)還包括顯示面板，所述感應(yīng)層設(shè)置于顯示面板的前部或后部。進(jìn)一步地，所述感應(yīng)層為手寫板、繪畫板或遙控器對(duì)應(yīng)的感應(yīng)部件。進(jìn)一步地，在所述電磁感應(yīng)板中，感應(yīng)層后還設(shè)有用于增強(qiáng)設(shè)備抗干擾能力的屏蔽層。本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁筆和電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)的有益效果是通過采用能發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的LC諧振電路，所述LC諧振電路設(shè)于電磁筆的殼體中及能感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置的技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)了電磁式多點(diǎn)觸控，滿足了用戶多筆混合使用進(jìn)行多點(diǎn)觸控的需求。
圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁筆的剖視圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁信號(hào)處理裝置的天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖f圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種能發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的電磁筆和使用所述電磁筆的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)。所述電磁筆包括設(shè)于電磁筆的殼體I中的LC諧振電路(圖中未不)和設(shè)于所述殼體I上的控制開關(guān)10。LC諧振電路設(shè)于電磁筆的殼體I中，用于發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)，本實(shí)施方式中，諧振頻率范圍為IOOKHz 600KHz，兩種諧振頻率優(yōu)選為160KHz和455KHz。LC諧振電路包括由線圈20均勻地纏繞于磁環(huán)柱30而成的電感，具體地，線圈20繞于繞線支架40上形成容置腔，磁環(huán)柱30滑動(dòng)地設(shè)于所述容置腔中，磁環(huán)柱30的長度大于等于電感的長度，磁環(huán)柱30借由彈性件50及擋板51彈性地抵頂于伸出所述殼體I的筆尖60，并在筆尖60受到外力壓入殼體I中時(shí)沿所述線圈20的軸線運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于筆尖60壓力識(shí)別，從而得以改變所述電感的電感參數(shù)，進(jìn)而改變電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的頻率。LC諧振電路還包括電源70和連接于電源70的省電電路(圖中未示)。電源70由
I.5伏的干電池或鋰電池構(gòu)成；省電電路用于在電磁筆空閑預(yù)定時(shí)長后由其控制進(jìn)入休眠狀態(tài)。本實(shí)施方式中，省電電路是靠晶體管組合形成的開關(guān)電路，開關(guān)電路設(shè)有一個(gè)控制端，當(dāng)控制端為高電平時(shí)，晶體管開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，晶體管開關(guān)處于斷開狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通后LC諧振電路將會(huì)接通電源70正常工作。晶體管控制端是由一對(duì)電容與電阻并聯(lián)對(duì)地的充放電控制，電磁筆的筆尖60和按鍵處均設(shè)有機(jī)械開關(guān)，這些機(jī)械開關(guān)將充放電控制電容與電源70連接，當(dāng)有按鍵或筆尖60操作時(shí)，電源70將對(duì)電容充電，操作完畢時(shí)，電容將儲(chǔ)存的能量通過電阻放電，當(dāng)放電到一定程度，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，LC諧振電路的電源70被關(guān)閉，電磁筆處于休眠待命狀態(tài)，直到出現(xiàn)下一次操作。當(dāng)電磁筆正常操作時(shí)電源70不會(huì)關(guān)閉，預(yù)定時(shí)長(例如15分鐘，當(dāng)然用戶可根據(jù)需求設(shè)定休眠時(shí)間)沒有操作(按下按鍵或壓入筆尖60)，電磁筆會(huì)自動(dòng)關(guān)閉電源70，進(jìn)入休眠狀態(tài)。[0023]控制開關(guān)10設(shè)于所述殼體I上，連接于LC諧振電路，用于控制LC諧振電路發(fā)射的電磁信號(hào)在兩種諧振頻率之間切換。所述電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)包括用于發(fā)射電磁信號(hào)的所述電磁筆和用于感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置。所述電磁信號(hào)處理裝置包括接收器80、信號(hào)處理電路90和微處理器100。接收器80用于接收電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)。本實(shí)施方式中，所述接收器80為電磁感應(yīng)板，所述電磁感應(yīng)板中設(shè)有感應(yīng)層和連接于感應(yīng)層的信號(hào)掃描模塊，感應(yīng)層為在絕緣隔膜中設(shè)置的沿X，Y軸向的天線陣列，每個(gè)陣列對(duì)應(yīng)網(wǎng)格所圍設(shè)的空間構(gòu)成一個(gè)電磁感應(yīng)單元。所述每個(gè)陣列網(wǎng)格所圍設(shè)的空間呈方形或圓形。具體地，電磁感應(yīng)板為硬板FR4、軟性線路板或如ITO等透明導(dǎo)電板。請(qǐng)一并參考圖3，本實(shí)施方式中，天線陣列是由X、Y兩個(gè)軸向等寬、等距且大小相同的半封閉線圈層疊而彼此絕緣陣列組成。當(dāng)有預(yù)定諧振頻率的信號(hào)出現(xiàn)在天線陣列區(qū)域內(nèi)時(shí)，Xal與乂吣Xa2與Xb2，……，Xal^Xbn, Ya^Ybl, Ya2與 Yb2,……Yan與Ybn兩端都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，信號(hào)掃描模塊將感應(yīng)到的電動(dòng)勢(shì)傳給信號(hào)處理電路90進(jìn)行處理，微處理器100將數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)數(shù)據(jù)以UART/I2C/USB等形式輸出。本實(shí)施方式中，所述電磁信號(hào)處理裝置還包括顯示面板(圖中未示)，所述感應(yīng)層設(shè)置于顯示面板的前部或后部，優(yōu)選地，感應(yīng)層設(shè)置在顯示面板的后面，所以相比電阻式和電容式觸摸屏，透光度要好很多，可以延長電池壽命，最重要的輸入筆不必接觸屏幕，減少磨損，對(duì)靈敏度的穩(wěn)定性有很大改善。在所述電磁感應(yīng)板中，感應(yīng)層后還設(shè)有用于增強(qiáng)設(shè)備抗干擾能力的屏蔽層。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述感應(yīng)層為手寫板、繪畫板或遙控器對(duì)應(yīng)的感應(yīng)部件。信號(hào)處理電路90連接于接收器80，用于處理接收器80所接收的電磁信號(hào)。信號(hào)處理電路90包括至少兩個(gè)信號(hào)處理子電路，每一信號(hào)處理子電路對(duì)應(yīng)處理一種諧振頻率的電磁信號(hào)，每一信號(hào)處理子電路均包括依次連接的第一信號(hào)放大器、增益控制器、整形濾波器、自動(dòng)增益控制器、帶通濾波器、第二信號(hào)放大器和信號(hào)平滑積分器，其中，第一信號(hào)放大器連接于信號(hào)掃描模塊，信號(hào)平滑積分器連接于微處理器100。微處理器100連接于信號(hào)處理電路90，用于對(duì)信號(hào)處理電路90所處理的電磁信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到坐標(biāo)數(shù)據(jù)。綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁筆和電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)觸控技術(shù)的缺陷，電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)配套兩支以上電磁筆，同一天線陣列同時(shí)接收兩種諧振頻率的電磁信號(hào)，信號(hào)處理電路90對(duì)兩種諧振頻率的電磁信號(hào)同時(shí)處理并由微處理器100處理、轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)數(shù)據(jù)以UART/I2C/USB等形式輸出，實(shí)現(xiàn)了兩支以上電磁筆同時(shí)在觸控屏或電子白板上高分辨率書寫，所述多點(diǎn)觸控技術(shù)極大程度地提高了用戶體驗(yàn)，且多筆混合應(yīng)用，更具人性化，操作功能更豐富。以上所述是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電磁筆,其特征在于,包括 設(shè)于電磁筆的殼體中、用于發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的LC諧振電路； 設(shè)于所述殼體上且連接于LC諧振電路的、用于控制LC諧振電路發(fā)射的電磁信號(hào)在兩種諧振頻率之間切換的控制開關(guān)。
2.如權(quán)利要求I所述的電磁筆，其特征在于，LC諧振電路包括由線圈均勻地纏繞于磁環(huán)柱而成的電感，磁環(huán)柱的長度大于等于電感的長度，磁環(huán)柱借由彈性件彈性地抵頂于伸出所述殼體的筆尖，并在筆尖受到外力壓入殼體中時(shí)沿所述線圈的軸線運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I所述的電磁筆，其特征在于，LC諧振電路包括由I.5伏的干電池或鋰電池構(gòu)成的電源和連接于電源的、在電磁筆空閑預(yù)定時(shí)長后由其控制進(jìn)入休眠狀態(tài)的省電電路。
4.一種電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)包括 用于發(fā)射電磁信號(hào)的、如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電磁筆； 用于感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置，所述電磁信號(hào)處理裝置包括 用于接收電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的接收器； 連接于接收器并處理接收器所接收的電磁信號(hào)的信號(hào)處理電路；及 連接于信號(hào)處理電路并對(duì)信號(hào)處理電路所處理的電磁信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到坐標(biāo)數(shù)據(jù)的微處理器。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng),其特征在于,所述接收器為電磁感應(yīng)板，所述電磁感應(yīng)板中設(shè)有感應(yīng)層和連接于感應(yīng)層的信號(hào)掃描模塊，感應(yīng)層為在絕緣隔膜中設(shè)置的沿X，Y軸向的天線陣列，每個(gè)陣列對(duì)應(yīng)網(wǎng)格所圍設(shè)的空間構(gòu)成一個(gè)電磁感應(yīng)單元。
6.如權(quán)利要求5所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)處理電路包括至少兩個(gè)信號(hào)處理子電路，每一信號(hào)處理子電路均包括依次連接的第一信號(hào)放大器、增益控制器、整形濾波器、自動(dòng)增益控制器、帶通濾波器、第二信號(hào)放大器和信號(hào)平滑積分器，其中，第一信號(hào)放大器連接于信號(hào)掃描模塊，信號(hào)平滑積分器連接于微處理器。
7.如權(quán)利要求5所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)陣列網(wǎng)格所圍設(shè)的空間呈方形或圓形。
8.如權(quán)利要求5所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁信號(hào)處理裝置還包括顯示面板，所述感應(yīng)層設(shè)置于顯示面板的前部或后部。
9.如權(quán)利要求5所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)層為手寫板、繪畫板或遙控器對(duì)應(yīng)的感應(yīng)部件。
10.如權(quán)利要求5所述的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，其特征在于，在所述電磁感應(yīng)板中，感應(yīng)層后還設(shè)有用于增強(qiáng)設(shè)備抗干擾能力的屏蔽層。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)及電磁筆，電磁筆包括設(shè)于電磁筆的殼體中、用于發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的LC諧振電路；設(shè)于所述殼體上且連接于LC諧振電路的、用于控制LC諧振電路發(fā)射的電磁信號(hào)在兩種諧振頻率之間切換的控制開關(guān)。電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)包括所述電磁筆和用于感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置。本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁式多點(diǎn)觸控系統(tǒng)及電磁筆通過采用能發(fā)射至少兩種諧振頻率的電磁信號(hào)的LC諧振電路，所述LC諧振電路設(shè)于電磁筆的殼體中及能感應(yīng)并處理所述電磁筆發(fā)射的電磁信號(hào)的電磁信號(hào)處理裝置的技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)了電磁式多點(diǎn)觸控，滿足了用戶多筆混合使用進(jìn)行多點(diǎn)觸控的需求。
文檔編號(hào)G06F3/046GK202563463SQ20122018707
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者謝磊, 賀愛蘭, 詹金良 申請(qǐng)人:謝磊, 賀愛蘭, 詹金良