專利名稱：通過電磁感應(yīng)測量觸摸對象的位置的感測裝置及控制方法
通過電磁感應(yīng)測量觸摸對象的位置的感測裝置及控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及電磁感應(yīng)輸入技術(shù)，更具體地，涉及基于電磁感應(yīng)輸入技術(shù)的感 測裝置和用于控制該感測裝置的方法。
背景技術(shù)：
隨著智能電話和其他觸摸屏設(shè)備的市場的快速增長，最近已經(jīng)對這些技術(shù)進(jìn)行了 廣泛研究。用戶能夠通過利用用戶的身體部分或電磁感應(yīng)(EI)筆來選擇觸摸屏設(shè)備的顯 示器上的特定位置或圖標(biāo)，將特定命令輸入到智能電話或其他觸摸屏設(shè)備。
通過與用戶的身體部分接觸的選擇能夠通過電容式觸摸屏技術(shù)來實現(xiàn)。電容式觸 摸屏通常包括透明電極和位于透明電極之間的電容器(condenser)。當(dāng)用戶觸摸觸摸屏?xí)r， 基于所造成的電容器的改變的電容來感測觸摸。
然而，由于用戶觸摸觸摸屏的身體部分的接觸面積相對較大，因此很難為電容式 觸摸屏提供精確輸入。相比之下，EI觸摸屏技術(shù)提供的好處在于，利用EI筆在很小的面積 上進(jìn)行觸摸操作。
EI方案通過將電壓施加到布置在印刷電路板(PCB)上的環(huán)路線圈來控制電磁場 的生成，并且控制電磁場向EI筆的轉(zhuǎn)移。EI筆包括電容器和環(huán)路，并且以特定頻率發(fā)射接 收到的電磁場。
從EI筆發(fā)射的電磁場被轉(zhuǎn)移到PCB的環(huán)路線圈，從而能夠基于該電磁場確定觸摸 屏上的與EI筆相對應(yīng)的位置。
常規(guī)地，為了將電磁場施加到EI筆，電流流過布置在用于EI的PCB上的所有環(huán)路 線圈。結(jié)果，觸摸屏設(shè)備的功耗增加。特別是在使用便攜式電池時，諸如在移動設(shè)備中，增 加的功耗降低了電池壽命，這可能給用戶便利性造成明顯不利的影響。
此外，由于PCB上的環(huán)路線圈中的每一個都被控制以感測從EI筆接收到的電磁場 的變化，因此常規(guī)的EI技術(shù)需要很長時間來感測輸入。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例的一個方面是解決至少以上問題和/或缺點并提供至少以下描 述的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的實施例的一個方面是提供一種電磁感測裝置，其中，在預(yù)定的時 間段期間環(huán)路單元中所包括的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元在電流流動和電磁變化 感測之間交替。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種電磁感測裝置，用于通過電磁感應(yīng)來測量 對象相對于包括該電磁感測裝置的設(shè)備的位置。該裝置包括環(huán)路單元，包括用于交替地接 收電流和感測電磁變化的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元；以及控制器，用于控制第一 子環(huán)路單元在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替，并 且控制第二子環(huán)路單元與第一子環(huán)路單元交替地、在每一個預(yù)定的時間段內(nèi)在接收電流和 感測電磁變化之間交替。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種控制包括第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路 單元的電磁感測裝置的方法，該電磁感測裝置通過電磁感應(yīng)來測量對象相對于包括該電磁 感測裝置的設(shè)備的位置。該方法包括控制第一子環(huán)路單元在預(yù)定的時間段中的每一個時 間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替；以及控制第二子環(huán)路單元與第一子環(huán)路單元 交替地、在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種基于電磁感應(yīng)的電磁感測裝置。該裝置 包括環(huán)路單元，該環(huán)路單元包括用于交替地接收電流和感測電磁變化的第一子環(huán)路單元 和第二子環(huán)路單元，每個子環(huán)路單元包括多個環(huán)路；以及控制器，用于在第一時間段的重復(fù) 過程中控制接收電流的第一子環(huán)路單元和感測電磁變化的第二子環(huán)路單元中的一個環(huán)路， 并且在第二時間段的重復(fù)過程中控制接收電流的第二子環(huán)路單元和感測電磁變化的第一 子環(huán)路單元中的一個環(huán)路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種控制包括第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路 單元的電磁感測裝置的方法，每個子環(huán)路單元包括多個環(huán)路，所述裝置通過電磁感應(yīng)來測 量對象相對于包括該電磁感測裝置的設(shè)備的位置。該方法包括通過將第一子環(huán)路單元和 第二子環(huán)路單元中的每一個子環(huán)路單元的環(huán)路劃分成預(yù)訂數(shù)量的組來確定感測范圍；根據(jù) 確定的感測范圍從第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元測量感測信號；基于來自第一子環(huán)路 單元和第二子環(huán)路單元中的最大信號環(huán)路——每個最大信號環(huán)路都包括具有測量的最大 幅度的感測信號——的感測信號以及來自與最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路的感測信號，確定觸 摸對象的位置；比較來自與最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路的感測信號的幅度；以及基于比較結(jié) 果重新設(shè)置感測范圍。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供了一種電磁感測裝置，用于通過電磁感應(yīng)來測 量對象相對于包括該電磁感測裝置的設(shè)備的位置。該電磁感測裝置包括包括多個環(huán)路的 環(huán)路單元，用于交替地接收電流和感測電磁變化；以及控制器，用于控制多個環(huán)路當(dāng)中的至 少兩個環(huán)路同時感測電磁變化。


根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的某些實施例的以上和其他目標(biāo)、特征和 優(yōu)點將更加顯而易見，在附圖中
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的概念圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的框圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電磁感測裝置的框圖2C是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的實施方式的概念圖3A、圖3B和圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于檢測電磁感應(yīng)(EI)筆的坐 標(biāo)的方法的概念圖4是示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程 圖；以及
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程 圖。
具體實施方式
以下參照附圖描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，相同的標(biāo)號表示相同或相似的部 件。為了避免模糊本發(fā)明的主題，省略一般公知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的概念圖。
參照圖1，電磁感測裝置包括第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112以及控制 器120。第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112共同形成環(huán)路單元。
第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112被布置為使得它們垂直交叉。雖然第 一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112的每一個中的多個環(huán)路在圖1中被示為彼此間隔 開，但是提供這樣的配置僅僅作為為了描述清晰的示例。根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一子環(huán)路 單元111和第二子環(huán)路單元112的每一個中的多個環(huán)路可以彼此重疊，以便更準(zhǔn)確地檢測 筆的坐標(biāo)。
第一子環(huán)路單元111中的多個環(huán)路沿Y軸延伸以便感測X軸坐標(biāo)。同時，第二子 環(huán)路單元112中的多個環(huán)路沿X軸延伸以便感測Y軸坐標(biāo)。第一子環(huán)路單元111和第二子 環(huán)路單元112中的多個環(huán)路中的每一個環(huán)路都感測電磁變化并接收電流。
如上所述，作為垂直交叉環(huán)路的集合的第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元 112的配置僅作為示例提供。因此，電磁感測裝置的環(huán)路可以按照根據(jù)本發(fā)明的實施例的其 他各種方式被劃分為第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112。
在預(yù)定的第一時間段期間，第一子環(huán)路單元111從控制器120接收電流，并且該電 流流過第一子環(huán)路單元111的環(huán)路。第一子環(huán)路單元111使用該電流感應(yīng)預(yù)定的電磁場， 并且將該電磁場發(fā)射到包含電磁感測裝置的設(shè)備的外部。預(yù)定的時間段可以根據(jù)各種條件 改變。雖然在本實施例中控制器120將電流直接施加到每個子環(huán)路單元，但是根據(jù)本發(fā)明 的其他實施例，控制器120可以另通過附加電源控制到子環(huán)路單元的電源。
接近環(huán)路單元的EI筆從第一子環(huán)路單元111接收感應(yīng)電磁場，并且發(fā)射該感應(yīng)電 磁場。雖然本實施例指的是EI筆，但是根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以使用接收和發(fā)射電磁場 的其他設(shè)備。這里，這樣的設(shè)備也被稱為觸摸對象。
同時，第二子環(huán)路單元112的環(huán)路被控制為在第一時間段期間感測電磁變化。第 二子環(huán)路單元112的環(huán)路還感測從EI筆發(fā)射的電磁場的變化。由于EI筆能夠發(fā)射從第一 子環(huán)路單元111接收到的電磁場，所以電磁場已經(jīng)改變，而且該電磁變化被第二子環(huán)路單 元112感測到。第二子環(huán)路單元112感測電磁變化，并基于被信號環(huán)路(被稱為最大信號環(huán) 路)感測到的最大感測信號的幅度和來自與最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路的感測信號的幅度來 確定EI筆的Y軸坐標(biāo)。
第二子環(huán)路單元112向控制器120輸出由除了最大信號環(huán)路以外的環(huán)路感測到的 所有感測信號，并且控制器120基于來自多個環(huán)路的感測信號來確定峰值(peak)。因此，能 夠更精確地確定EI筆的Y軸坐標(biāo)。
如上所述，在第一時間段期間，控制器120控制第一子環(huán)路單元111以接收電流以 及控制第二子環(huán)路單元112以感測電磁變化。
在第一時間段之后，第二時間段開始，在第二時間段期間，控制器120控制第一子 環(huán)路單元111以感測電磁變化，并控制第二子環(huán)路單元112以接收電流。這里，對于術(shù)語“第一時間段”和“第二時間段”，術(shù)語第一和第二被用于區(qū)分兩個交替的時間段，并且在根據(jù)本 發(fā)明的實施例執(zhí)行的操作期間，第一時間段和第二時間段中的每一個可能出現(xiàn)一次以上。
因此，第二子環(huán)路單元112的每個環(huán)路接收電流，并且使用該電流感應(yīng)并發(fā)射電 磁場。
EI筆從第二子環(huán)路單元112的每個環(huán)路接收電磁場，并且發(fā)射所接收的電磁場。
第一子環(huán)路單元111的每個環(huán)路都感測從EI筆發(fā)射的電磁場的變化。因此，基于 由最大信號環(huán)路感測到的最大感測信號的幅度和由與最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路感測到的 感測信號的幅度來確定EI筆的X軸坐標(biāo)。
第一子環(huán)路單元111向控制器120輸出由除了最大信號環(huán)路以外的環(huán)路感測到的 所有感測信號，并且控制器120基于該感測信號來確定峰值，并因此確定EI筆的X軸坐標(biāo)。
如上所述，在第二時間段期間，控制器120控制第二子環(huán)路單元112以接收電流以 及控制第一子環(huán)路單元111以感測電磁變化。隨后，控制器120重復(fù)針對第一時間段設(shè)置 的操作。
更具體地，控制器120控制第一子環(huán)路單元111以預(yù)定的時間間隔在電流接收 (即，發(fā)射電磁場)和電磁變化感測之間交替。替換第一子環(huán)路單元111，控制器120控制第 二子環(huán)路單元112以預(yù)定的時間間隔在電流接收和電磁變化感測之間交替。
同時，在第二時間段期間，控制器120提供僅流過第二子環(huán)路單元112中的最大感 測環(huán)路而不是流過第二子環(huán)路單元112的所有環(huán)路的電流，該最大感測環(huán)路在第一時間段 期間具有最大感測信號。
與EI筆的位移相比，第一時間段和第二時間段之間的切換相對較快。因此，即使 在第一時間段之后，EI筆仍可以位于第二子環(huán)路單元112的最大信號環(huán)路附近。
因此，即使在第二時間段期間電流僅流過第二子環(huán)路單元112的最大信號環(huán)路， EI筆也接收和發(fā)射具有足夠幅度的電磁場。由于電流僅流過一個特定環(huán)路而不是流過所有 環(huán)路，因此相比于常規(guī)操作，功耗被顯著降低。
如上所述，在第二時間段之后，控制器120重復(fù)針對第一時間段設(shè)置的操作。值得 注意的是，雖然在最初的第一時間段電流流過第一子環(huán)路單元的所有環(huán)路，但是在另一個 第一時間段電流可以只流過在第二時間段已經(jīng)感測到第一子環(huán)路單元111中的最大感測 信號的最大信號環(huán)路。如上所述，與EI筆的位移相比，第二時間段切換到第一時間段相對 較快。由于在第二時間段之后，EI筆仍可以位于第一子環(huán)路單元111的最大信號環(huán)路附近， 因此盡管在第一時間段期間電流僅流過第一子環(huán)路單元111的最大信號環(huán)路，EI筆也可以 接收具有足夠幅度的電磁場。
當(dāng)控制器120隨后提供通過第一子環(huán)路單元111或第二子環(huán)路單元112的電流 時，控制器120可以控制電流只流過第一子環(huán)路單元111或第二子環(huán)路單元112中先前時 間段的最大信號環(huán)路?？刂破?20還控制第一子環(huán)路單元111和第二子環(huán)路單元112交替 地感測電磁變化并因此確定EI筆的時間序列坐標(biāo)。
當(dāng)控制器120控制第一子環(huán)路單元111或第二子環(huán)路單元112以感測電磁變化 時，控制器120可以控制第一子環(huán)路單元111或第二子環(huán)路單元112的環(huán)路以便按組感測 電磁變化。例如，如果第一子環(huán)路單元111包括258個環(huán)路并被控制以感測電磁變化，則控 制器120可以將第一子環(huán)路單元111的環(huán)路分組成六組，并且可以控制每個組以感測電磁變化。常規(guī)地，以每個環(huán)路為基礎(chǔ)感測電磁變化。如果為一個環(huán)路花費(fèi)時間t來感測電磁 變化，則常規(guī)操作會需要258t以便感測所有環(huán)路中的電磁變化。根據(jù)本發(fā)明，因為控制器 120以每組為基礎(chǔ)控制電磁變化感測，例如通過六組中的每一組。因此，電磁變化能夠在較 短的時間內(nèi)(即，在本實施例中43t)感測，因此電磁變化感測可以在較短的時間段內(nèi)執(zhí)行多 次，從而增加感測信號的信噪比(SNR)。
圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的框圖。
參照圖2A，電磁感測裝置包括環(huán)路單元210、開關(guān)220、驅(qū)動器230、控制器240和 信號處理器250。
環(huán)路單元210包括第一子環(huán)路單元211和第二子環(huán)路單元212。第一子環(huán)路單元 211和第二子環(huán)路單元212中的每一個都包括多個環(huán)路。第一子環(huán)路單元211的環(huán)路與第 二子環(huán)路單元212的環(huán)路垂直交叉，雖然可以使用按照本發(fā)明的其它實施例的其他布置。
開關(guān)220在控制器240的控制下，在預(yù)定的時間段將從驅(qū)動器230接收到的電流 交替地輸出到第一子環(huán)路單元211和第二子環(huán)路單元212。
在第一時間段期間，開關(guān)220切換到第一子環(huán)路單元211，從而提供通過第一子環(huán) 路單元211的電流。在第二時間段期間，開關(guān)220切換到第二子環(huán)路單元212，從而提供通 過第二子環(huán)路單元212的電流。
驅(qū)動器230生成電流并將該電流輸出到開關(guān)220。根據(jù)本發(fā)明的實施例，能夠存儲 預(yù)定功率并生成預(yù)定強(qiáng)度的電流的各種設(shè)備中的任意設(shè)備都可以被用作驅(qū)動器230。
同時，開關(guān)220在控制器240的控制下，在預(yù)定的時間段交替地切換到第一子環(huán)路 單元211和第二子環(huán)路單元212。因此，在第二時間段期間第一子環(huán)路單元211被連接到信 號處理器250，并且在第一時間段期間第二子環(huán)路單元212被連接到信號處理器250。信號 處理器250在第二時間段期間從第一子環(huán)路單元211接收感測信號，在第一時間段期間從 第二子環(huán)路單元212接收感測信號。如上所述，開關(guān)220以每組為基礎(chǔ)將感測電磁變化的 子環(huán)路單元的環(huán)路切換到信號處理器250。
信號處理器250將接收到的感測信號處理成控制器240能夠處理的形式。
控制器240基于通過信號處理器250從子環(huán)路單元211和212的環(huán)路接收到的感 測信號，確定EI筆的坐標(biāo)?？刂破?40可以被實現(xiàn)為微處理器、集成電路(1C)、中央處理單 元(CPU)、微型計算機(jī)等。
圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電磁感測裝置的框圖。
參照圖2B，相比于圖2A中所示的電磁感測裝置，圖2B中的電磁感測裝置不包括信 號處理器250。盡管在圖2A中所示的電磁感測裝置中，模擬信號與控制器240無關(guān)地被處 理，但是在圖2B中所示的電磁感測裝置中，模擬信號在控制器241中被處理。
圖2C是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁感測裝置的實現(xiàn)的概念圖。
參照2C，例如，控制器240可以在布置在印刷電路板(PCB)上的IC上實現(xiàn)。同時， 控制器240可以被并入包括CPU的便攜式電話的控制芯片中或被并入PCB上的電子感測 裝置中?？刂破?40包括連接器單元248。連接器單元248可以包括用于輸入/輸出多個 信道的輸入/輸出信號的信號發(fā)送器。例如，連接器單元248可以被配置為金手指(gold finger) 0然而，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以使用連接器單元248的其它配置。此外，圖2C 中所示的金手指的數(shù)量僅僅作為示例提供。
環(huán)路單元290包括第一子環(huán)路單元291和第二子環(huán)路單元292，它們可以被連接到獨立通道，即，獨立連接器。
圖3A、圖3B和圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于檢測EI筆的坐標(biāo)的方法的概念圖。
在圖3A、圖3B和圖3C中，實線箭頭表示從環(huán)路發(fā)射的電磁場，虛線表示從EI筆發(fā)射的電磁場的變化。
參照圖3A，當(dāng)EI筆接近環(huán)路單元時，電流流過第一子環(huán)路單元以確定EI筆的X軸坐標(biāo)。同時，第二子環(huán)路單元感測電磁變化以確定EI筆的Y軸坐標(biāo)。當(dāng)EI筆最初接近時， 電流流過第一子環(huán)路單元的所有環(huán)路Xl、X2和X3，然后EI筆接收來自第一子環(huán)路單元的感應(yīng)電磁場并發(fā)射接收到的電磁場。第二子回路單元的環(huán)路Yl、Y2和Y3中的每一個都感測來自EI筆的電磁變化。第二子回路單元的環(huán)路Yl、Y2和Y3以預(yù)定的順序感測電磁變化。 如上所述，第二子回路單元的環(huán)路Y1、Y2和Υ3可以被分組為預(yù)定數(shù)量的組并且以組為基礎(chǔ)感測電磁變化。電磁感測裝置利用具有最大幅度的感測信號來確定環(huán)路當(dāng)中的最大信號環(huán)路Υ2。
參照圖3Β，第一子環(huán)路單元感測電磁變化，同時電流流過第二子環(huán)路單元。同時， 電磁感測裝置可以提供僅通過第二子環(huán)路單元的環(huán)路當(dāng)中的最大信號環(huán)路Υ2的電流。
EI筆接收從最大信號環(huán)路Υ2感應(yīng)的電磁場并輸出該感應(yīng)電磁場。第一子環(huán)路單元的環(huán)路X1、Χ2和Χ3感測來自EI筆的電磁變化，而且電磁感測裝置確定第一子環(huán)路單元的環(huán)路Χ1、Χ2和Χ3當(dāng)中的最大信號環(huán)路Χ2。
參照圖3C，第二子環(huán)路單元感測電磁變化，同時電流流過第一子環(huán)路單元。同時， 電磁感測裝置提供僅通過第一子環(huán)路單元的環(huán)路的最大信號環(huán)路Χ2的電流。隨后，電磁感測裝置通過提供僅通過最大信號環(huán)路的電流來確定EI筆的時間序列坐標(biāo)。
如果EI筆的位置被改變，則電磁感測裝置通過改變感測組來感測電磁變化。例如，如果當(dāng)前最大信號環(huán)路為Υ2，則電磁感測裝置比較來自環(huán)路Yl的感測信號與來自環(huán)路 Υ3的感測信號。如果來自環(huán)路Yl的感測信號強(qiáng)于來自環(huán)路Υ3的感測信號，則電磁感測裝置將感測組轉(zhuǎn)移到環(huán)路Yi。相同的操作適用于確定相對于X軸的位置，而且這些操作可以被重復(fù)直到檢測不到來自EI筆的電磁變化。
圖4是示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程圖。 在本示例中，圖4中所示的電磁感測裝置包括彼此垂直交叉的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元。
參照圖4，在步驟S410，電磁感測裝置提供通過第一子環(huán)路單元的電流并控制第二子環(huán)路單元以感測電磁變化。在預(yù)定時間段之后，在步驟S420，電磁感測裝置提供通過第二子環(huán)路單元的電流并控制第一子環(huán)路單元以感測電磁變化。在步驟S430，上述操作被重復(fù)直到檢測不到來自EI筆的電磁變化。換句話說，電磁感測裝置控制第一子環(huán)路單元在電流接收和電磁變化感測之間交替。同時，電磁感測裝置控制第二子環(huán)路單元以預(yù)定的時間間隔、與第一子環(huán)路單元交替地在電流接收和電磁變化感測之間交替。
第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán)路。第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每個子環(huán)路單元中的多個環(huán)路中的至少 兩個環(huán)路分別同時感測電磁變化。更具體地，電磁感測裝置將子環(huán)路單元的環(huán)路分組成預(yù)訂數(shù)量的組，并控制環(huán)路來以組為基礎(chǔ)感測電磁變化，而不是控制環(huán)路來單獨感測電磁變化。
電磁感測裝置中的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán) 路。諸如在步驟S420中提供通過第二子環(huán)路單元的電流可以涉及確定感測電磁變化的第 二子環(huán)路單元中具有最大感測信號的第一最大信號環(huán)路，并且在預(yù)定時間段之后僅通過第 一最大信號環(huán)路流過電流。
在諸如在步驟S420中提供通過第二子環(huán)路單元的電流之后，電流再次流過第一 子環(huán)路單元，而且第二子環(huán)路單元被控制以感測電磁變化。在這種情況下，在通過第一子環(huán) 路單元再次流過電流的步驟中，在預(yù)定時間段期間電流可以僅流過第一最大信號環(huán)路，而 且具有最大感測信號的第二最大感測環(huán)路可以在不包括第一最大信號環(huán)路的其他子環(huán)路 單元中被確定。此外，雖然感測信號只流過第二最大信號環(huán)路，但是在預(yù)定時間段期間，感 測信號僅根據(jù)環(huán)路的子集來測量，該環(huán)路的子集包括感測電磁變化的子環(huán)路單元中的第一 最大信號環(huán)路。感測點是使用來自第一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路以及它們的相鄰 環(huán)路中的信號來確定的。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程 圖。
參照圖5，在步驟S501，電磁感測裝置提供通過第一子環(huán)路單元的電流。同時，在 步驟S502，電磁感測裝置使用第二子環(huán)路單元作為感測回路。在步驟S503，電磁感測裝置 確定預(yù)定時間段是否已經(jīng)過去。當(dāng)預(yù)定時間段屆滿時，在步驟S504，電磁感測裝置確定第二 子環(huán)路單元的環(huán)路當(dāng)中具有最大感測信號的第一最大信號環(huán)路。電磁感測裝置在步驟S505 提供僅通過第一最大信號環(huán)路的電流，并且在步驟S506使用第一子環(huán)路單元作為感測環(huán) 路。在步驟S507，電磁感測裝置確定預(yù)定時間段是否已經(jīng)過去。當(dāng)預(yù)定時間段屆滿時，在步 驟S508，電磁感測裝置確定第一子環(huán)路單元的環(huán)路當(dāng)中具有最大感測信號的第二最大信號 環(huán)路。電磁感測裝置在步驟S509提供僅通過第二最大信號環(huán)路的電流，并且在步驟S510 使用第二子環(huán)路單元作為感測環(huán)路。在步驟S511，上述操作被重復(fù)直到感測不到來自EI筆 的電磁變化。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的用于控制電磁感測裝置的方法的流程 圖。
參照圖6，在步驟S601，電磁感測裝置檢測EI筆的位置。如上詳述，執(zhí)行EI筆的 初始位置的檢測，并因此，為了簡明而省略這個過程的進(jìn)一步描述。
在步驟S602，電磁感測裝置接收來自與EI筆的位置相對應(yīng)的環(huán)路(即，來自與第 一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路)的感測信號，并比較接收到的感測信號。
在步驟S603，電磁感測裝置基于比較的結(jié)果來改變感測范圍。例如，如果來自第一 子環(huán)路單元的最大信號環(huán)路左側(cè)的環(huán)路的感測信號強(qiáng)于來自第一子環(huán)路單元的最大信號 環(huán)路右側(cè)的環(huán)路的感測信號，則電磁感測裝置可以將整個感測范圍轉(zhuǎn)移到左側(cè)。電磁感測 裝置隨后相對于第二子環(huán)單元重復(fù)相同操作。因此，如果來自相鄰環(huán)路的感測信號強(qiáng)于來 自第二子環(huán)單元的最大信號環(huán)路的感測信號，則電磁感測裝置沿著具有更強(qiáng)感測信號的環(huán) 路所位于的方向來轉(zhuǎn)移整個感測范圍。
電磁感測裝置在步驟S604中可以基于改變的感測范圍再次檢測EI筆的位置，并 且在步驟S605重復(fù)上述過程直到電磁變化感測結(jié)束，即，感測不到來自EI筆的電磁變化。
從本發(fā)明的實施例的以上描述顯而易見的是，由于電流僅流過環(huán)路單元的多個環(huán) 路當(dāng)中的至少兩個環(huán)路的子集，因此功耗被降低而且用于驅(qū)動器的IC的大小也能夠被減 小。
此外，使用以組為基礎(chǔ)的感測環(huán)路，而不是單獨使用環(huán)路來感測電磁變化。因此， 總的感測時間能夠被減少。由此產(chǎn)生的在一段時間內(nèi)執(zhí)行的感測操作的數(shù)量的增加使信噪 比(SNR)提聞。
當(dāng)感測信號由于高電阻感測環(huán)路而退化時，能夠?qū)Ω袦y信號多次測量——利用通 過同時測量實現(xiàn)的感測時間的減少所允許的那么多次，從而保持SNR。如果同時測量預(yù)定數(shù) 量的感測信號，則驅(qū)動電壓能夠被增加，而不是增加測量的數(shù)量，從而提高SNR。此外，通過 以電壓驅(qū)動的方式實施發(fā)射器，電路能夠被簡化。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的EI筆可以包括電容器和環(huán)路。當(dāng)施加到EI筆的尖端的壓 力改變電容或電感時，從EI筆發(fā)射的電磁場的頻率改變。因此，施加到筆尖的壓力的變化 能夠基于感測信號的頻率變化來獲取。同時，感測信號的頻率變化可以被檢測為相位檢測 器的相位變化。筆尖的壓力能夠通過監(jiān)測感測信號的相位值來計算。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的實施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員將理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明進(jìn)行各種改變而不偏離由所附權(quán)利要求定義的本 發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電磁感測裝置，用于通過電磁感應(yīng)來測量對象相對于包括該電磁感測裝置的設(shè)備的位置，該電磁感測裝置包括 環(huán)路單元，包括用于交替地接收電流和感測電磁變化的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元；以及 控制器，用于控制第一子環(huán)路單元在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替，并且控制第二子環(huán)路單元與第一子環(huán)路單元交替地、在每一個預(yù)定的時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁感測裝置，其中，第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán)路，而且所述控制器交替地控制第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每個子環(huán)路單元中的多個環(huán)路中的至少兩個環(huán)路感測電磁變化。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁感測裝置，還包括 驅(qū)動器，用于將電流施加到所述環(huán)路單元；以及 開關(guān)，用于在控制器的控制下，在每個預(yù)定的時間段將從驅(qū)動器接收到的電流交替地輸出到第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元。
4.如權(quán)利要求3所述的電磁感測裝置，還包括信號處理器，用于處理通過由所述環(huán)路單元感測到的電磁變化所感應(yīng)的感測信號， 其中，所述控制器控制開關(guān)在每個預(yù)定的時間段將所述信號處理器交替地連接到第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元。
5.如權(quán)利要求1所述的電磁感測裝置，其中，第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán)路，而且所述控制器確定第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中被設(shè)置為感測電磁變化的子環(huán)路單元中的、具有最大幅度的感測信號的第一最大信號環(huán)路，并且在一個預(yù)定的時間段之后提供僅通過第一最大信號環(huán)路的電流。
6.如權(quán)利要求5所述的電磁感測裝置，其中，在一個預(yù)定的時間段之后，控制器提供僅通過第一最大信號環(huán)路的電流，并且確定第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中不包括第一最大信號環(huán)路的另一個子環(huán)路單元中的、具有最大幅度的感測信號的第二最大信號環(huán)路。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁感測裝置，其中，當(dāng)所述控制器在另一個預(yù)定的時間段期間提供通過第二最大信號環(huán)路的電流時，所述控制器從包括被設(shè)置為感測電磁變化的子環(huán)路單元的第一最大信號環(huán)路的至少兩個環(huán)路測量感測信號。
8.如權(quán)利要求6所述的電磁感測裝置，其中，所述控制器基于來自第一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路以及與第一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路的感測信號，確定與對象的位置相對應(yīng)的感測點。
9.一種控制包括第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元的電磁感測裝置的方法，該電磁感測裝置用于通過電磁感應(yīng)來測量對象相對于包括該電磁感測裝置的設(shè)備的位置，該方法包括 控制第一子環(huán)路單元在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替；以及 控制第二子環(huán)路單元與第一子環(huán)路單元交替地、在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán)路，而且感測電磁變化包括通過第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的被設(shè)置為感測電磁變化的子環(huán)路單元中的多個環(huán)路中的至少兩個環(huán)路來同時感測電磁變化。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括 處理由感測的電磁變化所感應(yīng)的感測信號。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中的每一個都包括多個環(huán)路，以及 其中，由第二子環(huán)路單元接收電流包括 確定第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中被設(shè)置為感測電磁變化的子環(huán)路單元中的、具有最大幅度的感測信號的第一最大信號環(huán)路；以及 在一個預(yù)定的時間段之后，提供僅通過第一最大信號環(huán)路的電流。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括在提供通過第二子環(huán)路單元的電流之后，再次提供通過第一最大信號環(huán)路的電流并且控制第二子環(huán)路單元感測電磁變化， 其中，再次提供通過第一最大信號環(huán)路的電流包括在另一個預(yù)定的時間段期間提供僅通過第一最大信號環(huán)路的電流，并且確定第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元中不包括第一最大信號環(huán)路且被設(shè)置為感測電磁變化的另一個子環(huán)路單元中的、具有最大幅度的感測信號的第二最大信號環(huán)路。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，基于來自第一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路以及與第一最大信號環(huán)路和第二最大信號環(huán)路相鄰的環(huán)路的感測信號，確定與對象的位置相對應(yīng)的感測點。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝擞糜谕ㄟ^電磁感應(yīng)來測量觸摸對象的位置的電磁感測裝置以及控制該電磁感測裝置的方法。該裝置包括環(huán)路單元，其包括用于交替地接收電流和感測電磁變化的第一子環(huán)路單元和第二子環(huán)路單元；以及控制器，其用于控制第一子環(huán)路單元在預(yù)定的時間段中的每一個時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替，并且控制第二子環(huán)路單元與第一子環(huán)路單元交替地、在每一個預(yù)定的時間段內(nèi)在接收電流和感測電磁變化之間交替。
文檔編號G06F3/046GK103049161SQ20121034530
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者金昺稙 申請人:三星電子株式會社