專利名稱：電磁式觸控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及觸摸控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁式觸控裝置。
背景技術(shù)：
觸摸控制技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用在電子產(chǎn)品領(lǐng)域。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，電感式觸控屏按工作原理可分為有源和無(wú)源，有源無(wú)源主要是針對(duì)電磁觸控筆而言。有源電磁式觸控裝置可稱之為主動(dòng)式電磁觸控裝置，其工作原理是電磁觸控筆主動(dòng)發(fā)射電磁信號(hào)，天線板接收信號(hào)并傳給控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)將信號(hào)進(jìn)行放大濾波后經(jīng)控制系統(tǒng)的MCU處理后發(fā)送觸控信息。無(wú)源電磁式觸控裝置又稱被動(dòng)式電磁觸控裝置，其工作原理是主控板控制信號(hào)由天線板發(fā)射，無(wú)源電磁觸控筆在感應(yīng)到信號(hào)后會(huì)產(chǎn)生一定頻率的震蕩信號(hào)，該信號(hào)再由天線板接收傳送給控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)將信號(hào)進(jìn)行放大濾波后經(jīng)控制系統(tǒng)的MCU處理后發(fā)送觸控信息。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，有源電磁觸控裝置在大尺寸電感觸控應(yīng)用方面反應(yīng)靈敏，筆壓較易實(shí)現(xiàn)，但存在使用過(guò)程中需為有源電磁觸控筆更換電池或充電的煩惱。而無(wú)源電磁觸控筆在主控板上因?yàn)樾旁氡纫蛩囟资芨蓴_?，F(xiàn)有電磁觸控裝置采用傳統(tǒng)的RC電路組成的低通、高通濾波器，這種傳統(tǒng)的RC電路濾波的原理是將信號(hào)進(jìn)行衰減，低通濾波在高頻段衰減更多，高通濾波則是在低頻段衰減更多，而在衰減的過(guò)程中有用信號(hào)也會(huì)跟著衰減一部分，特別是在干擾比較大或干擾信號(hào)頻段與電磁觸控筆發(fā)射信號(hào)頻段相近的惡劣環(huán)境下通過(guò)高通低通濾波很難獲得較好信噪比。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種電磁式觸控裝置，能分別有效配合有源電磁觸控筆和無(wú)源電磁觸控筆使用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種電磁式觸控裝置，包括天線模組，所述天線模組包括用于向配套使用的電磁觸控筆發(fā)射控制信號(hào)的信號(hào)發(fā)射電路和用于接收電磁觸控筆發(fā)射的觸控信號(hào)的信號(hào)接收天線；以及與天線模組相連的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括連接于信號(hào)接收天線、對(duì)所接收的觸控信號(hào)進(jìn)行放大處理的信號(hào)放大電路；連接于信號(hào)放大電路以對(duì)經(jīng)放大的信號(hào)進(jìn)行濾波處理并輸出兩路信號(hào)的濾波電路；檢波及積分電路，對(duì)濾波電路輸出的第一路信號(hào)進(jìn)行檢波及積分處理；施密特觸發(fā)電路，對(duì)濾波電路輸出的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率相角檢測(cè)；數(shù)據(jù)處理及通信模塊，對(duì)經(jīng)檢波及積分電路處理的第一路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換比較以計(jì)算出電磁觸控筆的X/Y 二維坐標(biāo)，并對(duì)經(jīng)施密特觸發(fā)電路處理的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率分析計(jì)算以確定電磁觸控筆所處狀態(tài)；其中，所述信號(hào)接收天線為兩路，針對(duì)每一路信號(hào)接收天線均設(shè)有一路信號(hào)放大電路；所述濾波電路為同時(shí)對(duì)所述兩路信號(hào)接收天線接收到的并經(jīng)放大處理的觸控信號(hào)并進(jìn)行濾波處理的加減法比較濾波電路。進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)射電路包括發(fā)射天線以及信號(hào)發(fā)射控制電路。進(jìn)一步地,所述信號(hào)接收天線由X方向和Y方向的閉合線圈組成。進(jìn)一步地，所述電磁式觸控裝置還包括有源電磁觸控筆或無(wú)源電磁觸控筆。進(jìn)一步地，天線模組通過(guò)柔性電路板連接到控制系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理及通信模塊還包括有用于與相應(yīng)的系統(tǒng)端進(jìn)行通訊的USB接口或內(nèi)部整合電路。采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型至少具有如下有益效果本實(shí)用新型在同一電磁觸控裝置上同時(shí)設(shè)置有信號(hào)發(fā)射電路和兩路信號(hào)接收天線，并且采用加減法比較濾波電路，從而使本實(shí)用新型電磁式觸控裝置可以配合無(wú)源電磁觸控筆使用，也可以配合有源電磁觸控筆使用，應(yīng)用范圍更廣。本實(shí)用新型會(huì)一次同時(shí)選通兩個(gè)同一方向的線圈如Xn和Xn+m接收信號(hào)，假若Xn收到電磁觸控筆的信號(hào)，那么Xn+m就是電磁觸控筆信號(hào)以外的干擾信號(hào)。而再配合加減法比較濾波電路進(jìn)行濾波，與傳統(tǒng)的RC組成的低通、高通濾波器相比，加減法比較濾波電路可達(dá)到更好的濾波效果，提取信噪比更好的信號(hào)。

圖1是本實(shí)用新型電磁式觸控裝置的系統(tǒng)原理框圖。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種電磁式觸控裝置，包括天線模組I，所述天線模組I包括用于向配套使用的電磁觸控筆3發(fā)射控制信號(hào)的信號(hào)發(fā)射電路10和用于接收電磁觸控筆2發(fā)射的觸控信號(hào)的信號(hào)接收天線12，其中，所述信號(hào)發(fā)射電路10包括發(fā)射天線100以及信號(hào)發(fā)射控制電路102，所述信號(hào)接收天線12設(shè)有兩路，與現(xiàn)有電磁式觸控裝置的信號(hào)接收天線一樣，本實(shí)用新型的信號(hào)接收天線12也由X方向和Y方向的閉合線圈組成；與天線模組I相連的控制系統(tǒng)2，優(yōu)選地，是使用柔性電路板來(lái)連接天線模組I和控制系統(tǒng)2，所述控制系統(tǒng)2又包括連接于信號(hào)接收天線12對(duì)所接收的觸控信號(hào)進(jìn)行放大處理的信號(hào)放大電路20，具體實(shí)施時(shí)，是針對(duì)每一路信號(hào)接收天線均設(shè)有一路信號(hào)放大電路20 ；連接于信號(hào)放大電路20以對(duì)經(jīng)放大的信號(hào)進(jìn)行濾波處理并輸出兩路信號(hào)的濾波電路21，本實(shí)用新型采用的濾波電路21為同時(shí)對(duì)所述兩路信號(hào)接收天線12接收到的并經(jīng)放大處理的觸控信號(hào)進(jìn)行濾波處理的加減法比較濾波電路；[0030]檢波及積分電路22，對(duì)濾波電路21輸出的第一路信號(hào)進(jìn)行檢波及積分處理；施密特觸發(fā)電路24，對(duì)濾波電路21輸出的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率相角檢測(cè)；數(shù)據(jù)處理及通信模塊26，對(duì)經(jīng)檢波及積分電路22處理的第一路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換比較以計(jì)算出電路電磁觸控筆3的X/Y 二維坐標(biāo)，并對(duì)經(jīng)施密特觸發(fā)電路24處理的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率分析計(jì)算以確定電磁觸控筆所處狀態(tài)，所述數(shù)據(jù)處理及通信模塊26可采用MCU。所述數(shù)據(jù)處理及通信模塊還包括有用于與相應(yīng)的系統(tǒng)端進(jìn)行通訊的USB接口或內(nèi)部整合電路，以便將經(jīng)過(guò)處理的觸控信號(hào)發(fā)送給系統(tǒng)端。在一個(gè)實(shí)施例中，還可為所述電磁式觸控裝置配備電磁觸控筆3，所述電磁觸控筆3可以為有源電磁觸控筆或無(wú)源電磁觸控筆。以下針對(duì)本實(shí)用新型電磁式觸控裝置的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。首先，控制系統(tǒng)判斷是否存在有源電磁觸控筆，即主動(dòng)檢測(cè)是否有相應(yīng)的有源電磁觸控筆發(fā)出的觸控信號(hào)，如有則進(jìn)行后續(xù)的觸控信息處理；當(dāng)沒(méi)有有源觸控信號(hào)時(shí)，則由天線模組發(fā)射控制信號(hào)，然后再逐一掃描接收天線的X向和Y向的閉合線圈，當(dāng)檢測(cè)到無(wú)源電磁觸控筆反饋的觸控信號(hào)后，則進(jìn)行后續(xù)的觸控信號(hào)處理，若仍未檢測(cè)到無(wú)源電磁觸控筆則停止控制信號(hào)的發(fā)射，再次進(jìn)行檢測(cè)有源電磁觸控筆的步驟，如此重復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，直到發(fā)現(xiàn)有相應(yīng)的電磁觸控筆發(fā)出了觸控信號(hào)。在配合有源電磁觸控筆使用時(shí)，由于有源電磁筆由電源部分和震蕩電路組成，震蕩電路產(chǎn)生一定頻率的正弦波通過(guò)電感發(fā)射，信號(hào)接收天線12通過(guò)MCU的控制分別依次選中X方向的線圈和Y方向的線圈進(jìn)行觸控信號(hào)的接收，接收到的觸控信號(hào)經(jīng)由信號(hào)放大電路進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)再由加減法比較濾波電路進(jìn)行濾波，本實(shí)用新型采用的加減法比較濾波電路在工作時(shí)，將包含電磁觸控筆觸控信號(hào)和干擾信號(hào)疊加的信號(hào)與單純的干擾信號(hào)直接相加或相減，具體是相加還是相減需要根據(jù)天線模組I所收到信號(hào)的相位進(jìn)行確定，若相位相同則相減，反之則相加，經(jīng)上述處理后即只剩下電磁觸控筆的觸控信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)濾波功能。具體工作時(shí)，在掃描接收X方向線圈信號(hào)時(shí)同時(shí)打開兩個(gè)線圈xn和Xn+m(m>5)，在相同環(huán)境下，Xn和Xn+m收到的干擾信號(hào)相同或相近，此干擾信號(hào)包含空間電磁波干擾、IXD背光干擾、天線模組發(fā)射線圈產(chǎn)生的干擾等等，將Xn和Xn+m的信號(hào)分別經(jīng)放大后，通過(guò)調(diào)整增益使得在沒(méi)有電磁觸控筆信號(hào)存在時(shí)兩路信號(hào)盡可能的接近，然后再由加減法比較濾波電路進(jìn)行相加或相減，具體使用加法電路還是減法電路是由天線的走線方式?jīng)Q定，具體是由天線的線圈內(nèi)的電流方向，如果線圈所有走線方向都相同，即信號(hào)端和接地端的方向一致，那么信號(hào)的相位相同，則使用減法電路，否則使用加法電路。幅度相等相位相同的干擾信號(hào)相減可以把干擾信號(hào)大幅度降低。經(jīng)放大濾波后的信號(hào)再分成兩路，第一路信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波及積分電路進(jìn)行相應(yīng)處理后輸入MCU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換(模/數(shù)轉(zhuǎn)換)比較，從而計(jì)算出電磁觸控筆的X/Y 二維坐標(biāo)。第二路信號(hào)經(jīng)施密特觸發(fā)電路后進(jìn)入MCU進(jìn)行頻率分析計(jì)算，確定電磁觸控筆所處狀態(tài)，再由MCU向相應(yīng)的系統(tǒng)端發(fā)送觸控信息。而在配合無(wú)源電磁觸控筆使用時(shí)，由于無(wú)源電磁觸控筆沒(méi)有接任何形式供電裝置，而只有電容和電感組成的LC電路。在未檢測(cè)到有源電磁觸控筆的觸控信號(hào)時(shí)，則控制信號(hào)放射電路發(fā)射預(yù)定頻率的方波信號(hào)，通過(guò)通道選擇先依次以Y方向的線圈為發(fā)射天線，X方向的線圈為接收線圈。無(wú)源電磁觸控筆接收到方波信號(hào)，在方波信號(hào)的激勵(lì)下會(huì)產(chǎn)生一定頻率的正弦波，所述正弦波再通過(guò)筆內(nèi)電感向周圍空間發(fā)射。接收天線的X方向的線圈接收信號(hào)，再由信號(hào)放大電路對(duì)收到的觸控信號(hào)進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)再由加減法比較濾波電路進(jìn)行濾波，其濾波原理和方式與上述配合有源電磁觸控筆使用時(shí)的濾波處理方式相同。經(jīng)放大濾波后的信號(hào)再分成兩路，第一路信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波及積分電路后輸入MCU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換比較，計(jì)算出電磁觸控筆的X方向坐標(biāo)，再以同樣方式接收計(jì)算出電磁觸控筆的Y方向坐標(biāo)。而第二路信號(hào)則經(jīng)施密特觸發(fā)電路后進(jìn)入MCU進(jìn)行頻率分析計(jì)算，確定電磁觸控筆所處狀態(tài)。再最終由MCU再向相應(yīng)的系統(tǒng)端發(fā)送觸控信息。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同范圍限定。
權(quán)利要求1.一種電磁式觸控裝置，包括 天線模組，所述天線模組包括用于向配套使用的電磁觸控筆發(fā)射控制信號(hào)的信號(hào)發(fā)射電路和用于接收電磁觸控筆發(fā)射的觸控信號(hào)的信號(hào)接收天線；以及 與天線模組相連的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 連接于信號(hào)接收天線、對(duì)所接收的觸控信號(hào)進(jìn)行放大處理的信號(hào)放大電路； 連接于信號(hào)放大電路以對(duì)經(jīng)放大的信號(hào)進(jìn)行濾波處理并輸出兩路信號(hào)的濾波電路； 檢波及積分電路，對(duì)濾波電路輸出的第一路信號(hào)進(jìn)行檢波及積分處理； 施密特觸發(fā)電路，對(duì)濾波電路輸出的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率相角檢測(cè)； 數(shù)據(jù)處理及通信模塊，對(duì)經(jīng)檢波及積分電路處理的第一路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換比較以計(jì)算出電磁觸控筆的X/Y 二維坐標(biāo)，并對(duì)經(jīng)施密特觸發(fā)電路處理的第二路信號(hào)進(jìn)行頻率分析計(jì)算以確定電磁觸控筆所處狀態(tài)； 其特征在于，所述信號(hào)接收天線為兩路，針對(duì)每一路信號(hào)接收天線均設(shè)有一路信號(hào)放大電路；所述濾波電路為同時(shí)對(duì)所述兩路信號(hào)接收天線接收到的并經(jīng)放大處理的觸控信號(hào)并進(jìn)行濾波處理的加減法比較濾波電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁式觸控裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)射電路包括發(fā)射天線以及信號(hào)發(fā)射控制電路。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁式觸控裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收天線由X方向和Y方向的閉合線圈組成。
4.如權(quán)利要求1所述的電磁式觸控裝置，其特征在于，所述電磁式觸控裝置還包括有源電磁觸控筆或無(wú)源電磁觸控筆。
5.如權(quán)利要求1所述的電磁式觸控裝置，其特征在于，天線模組通過(guò)柔性電路板連接到控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的電磁式觸控裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理及通信模塊還包括有用于與相應(yīng)的系統(tǒng)端進(jìn)行通訊的USB接口或內(nèi)部整合電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電磁式觸控裝置，包括天線模組，所述天線模組包括信號(hào)發(fā)射電路和信號(hào)接收天線；及與天線模組相連的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括信號(hào)放大電路；連接于信號(hào)放大電路以對(duì)經(jīng)放大的信號(hào)進(jìn)行濾波處理并輸出兩路信號(hào)的濾波電路；檢波及積分電路；施密特觸發(fā)電路；數(shù)據(jù)處理及通信模塊；其中，所述信號(hào)接收天線為兩路，針對(duì)每一路信號(hào)接收天線均設(shè)有一路信號(hào)放大電路；所述濾波電路為同時(shí)對(duì)兩路信號(hào)接收天線接收到的并經(jīng)放大處理的觸控信號(hào)進(jìn)行濾波處理的加減法比較濾波電路。通過(guò)在同一電磁觸控裝置上同時(shí)設(shè)置信號(hào)發(fā)射電路和兩路信號(hào)接收天線，并配合加減法比較濾波電路，既可配合無(wú)源電磁觸控筆使用，也可配合有源電磁觸控筆使用。
文檔編號(hào)G06F3/046GK202870755SQ20122052650
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者謝磊, 賀愛(ài)蘭 申請(qǐng)人:賀愛(ài)蘭, 謝磊, 詹金良, 黃紹中