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能够使用电磁感应和静电电容来感测位置的平板.pdf

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  • 文档编号:6270927
  • 上传时间:2019-05-27
  • 格式:PDF
  • 页数:22
  • 大小:1.36MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201480038070.4

    申请日:

    2014.07.02

    公开号:

    CN105359066A

    公开日:

    2016.02.24

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/03申请日:20140702|||公开

    IPC分类号:

    G06F3/03; G06F3/041

    主分类号:

    G06F3/03

    申请人:

    得翰株式会社

    发明人:

    柳英基

    地址:

    韩国首尔市

    优先权:

    10-2013-0077691 2013.07.03 KR

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司11021

    代理人:

    倪斌

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    内容摘要

    本发明涉及一种能够用电磁感应和静电电容来感测位置的平板。所述平板包括:具有围绕感测区的闭环形状的环路天线,在所述感测区能够感测电子笔发射的电磁波;设置有多个第一导电图案的第一线天线,所述多个第一导电图案中每一个的两端都位于第一线天线的一侧;设置有多个第二导电图案的第二线天线,所述多个第二导电图案在感测区中与所述多个第一导电图案交叉,并且所述多个第二导电图案中每一个的两端都位于所述多个第一导电图案中每一个的两端所在的一侧;以及控制电路,通过控制所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案之间的连接关系,使用电磁感应和静电电容来感测位置。因此,能够用相同的天线图案选择性地识别电子笔操控和手指触摸。

    权利要求书

    1.一种能够以电磁感应方法执行位置感测以及以静电电容方法
    执行位置感测的平板,所述平板包括:
    围绕感测区的至少一部分的环路天线,在所述感测区中电子笔辐
    射的电磁波可被感测;
    第一线天线,具有布置在感测区中的多个第一导电图案;
    第二线天线,具有在感测区中与所述多个第一导电图案交叉的多
    个第二导电图案;以及
    控制电路,包括控制所述多个第一导电图案中每一个第一导电图
    案的第一端和第二端的开关器件和控制所述多个第二导电图案中每一
    个第二导电图案的第一端和第二端的开关器件,并且通过控制开关器
    件来控制所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案中每一个导
    电图案的相对端的连接,从而通过电磁感应方法或静电电容方法执行
    位置感测。
    2.根据权利要求1所述的平板,其中,当以静电电容方法执行
    位置感测时,控制电路控制连接到所述多个第一导电图案中每一个第
    一导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得所述多个第一导电图
    案中每一个第一导电图案的第二端开路或者反馈连接到第一端,并且
    控制连接到所述多个第二导电图案中每一个第二导电图案的第一端和
    第二端的开关器件,使得所述多个第二导电图案中每一个第二导电图
    案的第二端开路或者反馈连接到第一端。
    3.根据权利要求1或2所述的平板,还包括发送一定波形的驱
    动信号的发送电路以及接收由发送电路的驱动信号传输的感测信号的
    接收电路,
    其中,当以静电电容方法执行位置感测时,控制电路控制连接到
    所述多个第一导电图案中每一个第一导电图案的第一端和第二端的开
    关器件,使得发送电路的驱动信号被提供到所述多个第一导电图案中
    至少一个第一导电图案的第一端,并且控制连接到所述多个第二导电
    图案中每一个第二导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得接收
    电路接收由发送电路的驱动信号向第二导电图案传输的感测信号。
    4.根据权利要求1所述的平板,其中,当以电磁感应方法执行
    位置感测时,控制电路控制连接到所述多个第一导电图案中每一个第
    一导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得所述多个第一导电图
    案中每一个第一导电图案的第二端连接到环路天线,并且控制连接到
    所述多个第二导电图案中每一个第二导电图案的第一端和第二端的开
    关器件,使得所述多个第二导电图案中每一个第二导电图案的第二端
    连接到环路天线。
    5.根据权利要求1或4所述的平板,还包括输出电子笔在第一
    线天线和第二线天线中电磁感应的感应信号与环路天线之间的电势差
    的差分放大器,
    其中,当以电磁感应方法执行位置感测时,控制电路控制连接到
    所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案中每一个导电图案的
    第一端和第二端的开关器件,使得电子笔在第一线天线和第二线天线
    中电磁感应的感应信号被提供到差分放大器。
    6.根据权利要求1所述的平板,当以电磁感应方法执行位置感
    测时,还包括将环路天线连接到地或公共电势或者使环路天线的闭环
    开路的选择器。
    7.根据权利要求1所述的平板,其中,形成有所述多个第一导
    电图案和所述多个第二导电图案的基底与包括开关器件的控制电路形
    成在不同基底上。
    8.根据权利要求1所述的平板,其中,所述多个第一导电图案
    和所述多个第二导电图案以绝缘状态形成在一个基底的一个表面上,
    或者分别形成在一个的基底的一个表面和另一个表面上,或者形成在
    不同的基底上。
    9.根据权利要求1所述的平板,其中,环路天线形成在第一基
    底和第二基底中的任一个上,或者形成在分离的第三基底上。
    10.根据权利要求9所述的平板,其中,针对电子笔辐射电磁力
    的电力线圈形成在第一至第三基底中的任一个上,或者形成在分离的
    第四基底上。
    11.根据权利要求10所述的平板,其中,电力线圈包括通过在
    水平方向或者竖直方向或者在水平和竖直方向上划分一定区域而布置
    的多个线圈图案。

    说明书

    能够使用电磁感应和静电电容来感测位置的平板

    技术领域

    本发明涉及一种能够使用电磁感应和静电电容来感测位置的平
    板,更具体地,涉及一种能够使用相同天线图案而不需要单独的天线
    图案来同时感测电子笔发射的电磁波的改变和人手指引起静电电容的
    改变的平板。

    背景技术

    例如,韩国专利No.10-910348(专利文献1)公开了一种平板,
    其包括共振电路并且感测发射某频率电磁波的电子笔的位置。

    图1示出了专利文献1中公开的技术的概况。参考图1,平板可
    以包括形成闭环的环路天线10、多个线天线20(每一个线天线都具有
    与环路天线10相连的一端,这多个线天线为梳状,并平行地布置在环
    路天线10上)、复用器30(其中,线天线20未连接到环路天线10的
    另一端连接到多个输入侧,并且输入侧中任一个被选择为输出侧)以
    及差分放大器40(一个输入端连接到环路天线10并且另一个输入端
    连接到复用器30的输出侧,因此输出环路天线10的电势和复用器30
    选择的线天线20的电势之间的差)。

    在上述结构中,当发射电磁波的电子笔靠近环路天线10的闭环
    内的某位置时,即,处于虚拟设置的电子笔感测区中,在所有线天线
    20中通过电磁感应效应产生感应电压。在该状态中,产生的感应电压
    在各线天线中相对于环路天线10的电势呈现出不同的幅值和相位。专
    利文献1公开了使用该现象来测量电子笔的位置的平板。

    同时,图2示出了一种技术,作为实现用于感测人手指触摸和触
    摸位置的触摸面板的方法。首先,形成布置为X轴和Y轴的网格形式
    的多个线天线。在该状态中,X轴线天线21和Y轴线天线22可以相
    互绝缘,或者布置在基底的不同表面上,以防止它们之间的电连接。

    X轴模拟开关37布置在X轴线天线21的一端,以选择性地连接
    到TX电路51。X轴线天线21的另一端开路。此外,Y轴线天线22的
    一端经由Y轴模拟开关38连接到RX电路52。Y轴线天线22的另一侧
    端部开路。

    在上述结构中,TX电路51将具有一定电压(或电流)和波形的
    驱动信号连接到X轴线天线21中的任一个。在该状态中,Y轴模拟开
    关38逐个选择Y轴线天线22,并测量通过RX电路52感测的信号(电
    压或电流,根据驱动信号而定)。接下来,驱动信号连接到另一个X
    轴线天线21,并在该状态中,逐个选择Y轴线天线22。然后,执行扫
    描操作,通过RX电路52感测Y轴线天线22中各被选线天线的信号。
    通过使用经扫描操作所感测的信号,可以找到经过手指接触或靠近的
    位置处的X轴线天线21和Y轴线天线22。因此,如上所述,可以通
    过使用X轴线天线21和Y轴线天线22,获得手指接触的位置的坐标。

    同时,上述平板装置或触摸面板可以布置在显示设备的前表面
    上。在该情形中,形成在感测区中的天线图案可以设计为尽可能透明。

    此外,为满足各类用户需要,需要一种能够针对显示设备同时使
    用电子笔进行精确操控输入及通过手指进行触摸输入的装置。

    此外,需要将布置有用于驱动天线图案的电路器件的边缘部分的
    宽度最小化,因为围绕布置有天线图案的感测区的部分迅速增加。

    发明内容

    技术问题

    本发明构思提供一种能够通过使用相同天线图案来选择性地感
    测电子笔操控和手指触摸的平板。

    此外,本发明构思提供了改进形成在感测区的边缘部分处的天线
    的形状并调整用于驱动天线图案的电路器件的布置结构的平板,由此,
    将作为感测区外部边缘部分的边框区的宽度最小化,从而可以在不增
    加平板装置的尺寸的情况下使显示设备的尺寸相对最大化。

    技术方案

    根据本发明构思的一个方面,提供了一种能够以电磁感应方法执
    行位置感测以及以静电电容方法执行位置感测的平板,所述平板包括:
    围绕感测区的至少一部分的环路天线,在所述感测区中电子笔辐射的
    电磁波可被感测;第一线天线,具有布置在感测区中的多个第一导电
    图案;第二线天线,具有在感测区中与所述多个第一导电图案交叉的
    多个第二导电图案;以及控制电路,包括控制所述多个第一导电图案
    中每一个第一导电图案的第一端和第二端的开关器件和控制所述多个
    第二导电图案中每一个第二导电图案的第一端和第二端的开关器件,
    并且通过控制开关器件来控制所述多个第一导电图案和所述多个第二
    导电图案中每一个导电图案的相对端的连接,从而通过电磁感应方法
    或静电电容方法执行位置感测。

    当以静电电容方法执行位置感测时,控制电路可以控制连接到所
    述多个第一导电图案中每一个第一导电图案的第一端和第二端的开关
    器件,使得所述多个第一导电图案中每一个第一导电图案的第二端开
    路或者反馈连接到第一端,并且控制连接到所述多个第二导电图案中
    每一个第二导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得所述多个第
    二导电图案中每一个第二导电图案的第二端开路或者反馈连接到第一
    端。

    该平板还可以包括发送一定波形的驱动信号的发送电路和接收
    由发送电路的驱动信号传输的感测信号的接收电路,其中当以静电电
    容方法执行位置感测时,控制电路控制连接到所述多个第一导电图案
    中每一个第一导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得发送电路
    的驱动信号被提供到所述多个第一导电图案中至少一个第一导电图案
    的第一端,并且控制连接到所述多个第二导电图案中每一个第二导电
    图案的第一端和第二端的开关器件,使得接收电路接收由发送电路的
    驱动信号向第二导电图案传输的感测信号。

    当以电磁感应方法执行位置感测时,控制电路可以控制连接到所
    述多个第一导电图案中每一个第一导电图案的第一端和第二端的开关
    器件,使得所述多个第一导电图案中每一个第一导电图案的第二端连
    接到环路天线,并且控制连接到所述多个第二导电图案中每一个第二
    导电图案的第一端和第二端的开关器件,使得所述多个第二导电图案
    中每一个第二导电图案的第二端连接到环路天线。

    该平板还可以包括输出电子笔在第一线天线和第二线天线中电
    磁感应的感应信号与环路天线之间的电势差的差分放大器,其中,当
    以电磁感应方法执行位置感测时,控制电路控制连接到所述多个第一
    导电图案和所述多个第二导电图案中每一个导电图案的第一端和第二
    端的开关器件,使得电子笔在第一线天线和第二线天线中电磁感应的
    感应信号被提供到差分放大器。

    当以电磁感应方法执行位置感测时,该平板还可以包括将环路天
    线连接到地或公共电势或者使环路天线的闭环开路的选择器。

    形成有所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案的基底
    与包括开关器件的控制电路可以形成在不同基底上。

    所述多个第一导电图案和所述多个第二导电图案可以以绝缘状
    态形成在一个基底的一个表面上,或者分别形成在一个的基底的一个
    表面和另一个表面上,或者形成在不同的基底上。

    环路天线可以形成在第一基底和第二基底中的任一个上,或者形
    成在分离的第三基底上。

    针对电子笔辐射电磁力的电力线圈可以形成在第一至第三基底
    中的任一个上,或者形成在分离的第四基底上。

    电力线圈可以包括通过在水平方向或者竖直方向或者在水平和
    竖直方向上划分一定区域而布置的多个线圈图案。

    有益效果

    根据本发明构思的示例性实施例,可以实现一种能够通过使用相
    同天线图案来选择性地感测电子笔操控和手指触摸的平板。

    此外,由于可以用一个天线图案来执行多个功能,所以天线图案
    不必以多层形成,因而可以提高天线图案的透明度。

    此外,由于改进了形成在感测区边缘部分的天线图案的形状并且
    调整了用于驱动天线图案的电路器件的布局结构,所以感测区外部边
    缘部分的边框区的宽度得以最小化,从而可以在有限装置尺寸下使显
    示器尺寸最大化,而不需要增加平板装置的尺寸。

    附图说明

    图1示出了根据相关技术的电子笔感测电路。

    图2示出了根据相关技术的手指触摸感测电路。

    图3示出了根据示例性实施例的能够使用相同天线图案来感测电
    子笔和手指的平板的结构。

    图4示出了根据另一个示例性实施例的天线图案,其中TX电路
    被配置为将驱动信号同时施加于线天线的相对端。

    图5至9示出了根据各示例性实施例的形成有X轴线天线的透明
    基底和/或形成有Y轴线天线的透明基底以及X轴线天线的图案形状和
    Y轴线天线的图案形状。

    图10至12示出了当根据示例性实施例的平板工作于电子笔感测
    模式和触摸感测模式时的电路器件到连接器的连接。

    图13示出了将图1的用于感测电子笔的天线图案和图5的双路
    天线图案相组合的情形中线天线的形状。

    具体实施方式

    在以下描述中,参考附图详细描述根据示例性实施例的平板,其
    能够使用相同天线图案结构,以电磁感应方法执行位置感测并以静电
    电容方法执行位置感测。

    首先描述能够同时感测安装有共振电路的电子笔的操控和人手
    指触摸(即,本发明构思的基本原理)的平板的结构。

    图3示意性示出了根据示例性实施例的平板的结构原理,所述平
    板能够使用在感测区中相互交叉的线天线图案来同时测量电子笔和手
    指的位置。在本示例性实施例中,感测电子笔位置的原理使用图1所
    示的原理,并且感测手指触摸位置的原理使用图2所示的原理。

    参考图3,环路天线10被配置为以闭环形式包括感测区A。在该
    状态中,环路天线10可以是公共电势或者地电势。X轴线天线21或
    第一线天线以及Y轴线天线22或第二线天线以网格形状布置在环路天
    线10内,即,包括感测区A的部分。

    X轴线天线21的一端连接到第一模拟开关31的一侧。在控制电
    路70的控制下,第一模拟开关31可以每次选择X轴天线21的一端或
    者同时选择X轴天线21的所有的一端,并将所选择的一端或所有的一
    端连接到第一模拟开关31的另一侧。第一模拟开关31的另一侧可以
    连接到用于输出驱动信号以感测手指导致的静电电容的TX电路51。
    TX电路51布置在第一模拟开关31的另一侧和控制电路70之间,并
    且可以被配置为与差分放大器61择一操作。

    图3示出了第一模拟开关31具有四个一侧和两个另一侧,并且
    另一侧可以选择连接到TX电路51和到差分放大器61。然而,该结构
    可以用各种方法来实现,例如,添加单独开关。

    X轴线天线21的另一端可以连接到第二模拟开关32的每一个输
    入侧。第二模拟开关32可以操作为允许其所有的输入侧与其输出侧同
    时连接或断开。此外,可以实现选择一个或多个输入侧并将所选择的
    一个或多个输入侧连接到其输出侧的操作。

    差分放大器61被配置为使用感测区中的电磁感应现象来感测电
    子笔的位置,并且包括至少两个输入侧。差分放大器61的一输入侧连
    接到第一模拟开关31的另一侧和第三模拟开关33的输出侧,而另一
    输入侧可以连接到环路天线10。差分放大器61执行输出两个输入侧
    (即,第一模拟开关31选择的任一个X轴线天线21的一端或者第三
    模拟开关33选择的任一个Y轴线天线22的一端,以及环路天线10)
    之间电势差的功能。差分放大器61的输出侧连接到控制电路70。由
    于在第一模拟开关31和第三模块开关33不相互重叠的时刻选择各线
    天线,所以仅任一个X轴线天线21或者任一个Y轴线天线22可以连
    接到差分放大器61的输入侧。

    在控制电路70的控制下,TX电路51实现为输出具有一定电压/
    电流和波形的驱动信号。TX电路51实现为与差分放大器61择一操作。

    在控制电路70的控制下,RX电路52将第三模拟开关33选择的
    任一个Y轴线天线22的电势连接到控制电路70。因此,当手指靠近X
    轴线天线21和Y轴线天线22的某个交叉点时,通过靠近该交叉点的
    手指的静电电容,将施加于穿过该交叉点的X轴线天线21的驱动信号
    传输到穿过交叉点的Y轴线天线22,并且由第三模拟开关33传输的
    驱动信号通过RX电路52作为感测信号被呈现到控制电路70。

    控制电路70可以通过针对所有X轴线天线21中的每个线天线顺
    序扫描所有Y轴线天线22,来检查感测信号,从而识别手指触摸点。

    当根据本示例性实施例的平板工作于电子笔感测模式时,通过接
    通第二模拟开关32和第四模拟开关34,将X轴线天线21的一端和Y
    轴线天线22的一端连接到环路天线10。然后,第一模拟开关31和第
    三模拟开关33顺序选择每个线天线,并且差分放大器61操作为感测
    由电子笔靠近产生的感应电压,从而感测电子笔的位置。

    当平板工作于触摸感测模式时,通过关断第二模拟开关32和第
    四模拟开关34二者,使X轴线天线21的一端和Y轴线天线22的一端
    处于关断状态。差分放大器61从第一模拟开关31和第三模拟开关33
    断开。第一模拟开关31选择任一个X轴线天线21,并将经由TX电路
    51的驱动信号施加于所选择的X轴线天线21。在该状态中,第三模拟
    开关33选择一个Y轴线天线22,并且控制电路70检查在每一个选择
    的Y轴线天线22处的感测信号。在选择一个X轴线天线21的状态中,
    当完成顺序选择所有Y轴线天线22的操作时,选择另一个X轴线天线
    21并重复逐个检查所有Y轴线天线22的操作。当完成所有检查操作
    时,检查每个感测信号的幅值,因而可以确定触摸位置。

    在通过图3所示的天线结构进行操作的平板中,由于感测区中仅
    形成了X轴线天线21和Y轴线天线22,所以感测区中布置的天线的
    数量相对较少。

    此外,由于线天线图案(即,形成与图3的感测区A对应的至少
    一部分的图案)可以通过在透明基底上印刷透明导电材料的方法来配
    置,所以制备天线基底可以简单而且低廉。

    备选地,其中X轴线天线21和Y轴线天线22以绝缘状态相互交
    叉的感测区A可以通过仅在单层透明基底21B上印刷X轴线天线21
    且在单层透明基底22B上印刷Y轴线天线22,并将透明衬底21B和22B
    重叠来配置。因此,感测区A通过印刷有透明电极的仅两个透明衬底
    来实现,所以可以提高感测区的透明度。

    图3的结构中,由于每个模拟开关都布置在感测区A的外边缘部
    分并且多个天线图案紧密布置,从而允许每个天线图案连接到模拟开
    关,所以增加了边缘部分的宽度。

    近来,平板常常可能布置为重叠在显示设备的前表面上。在该状
    态中,感测区对应于显示设备的显示区,并且感测区的边缘宽度对应
    于显示设备的边框区。在该情形中,因为显示设备的边框区的宽度无
    法根据平板边缘宽度的尺寸而增加,所以需要将平板中感测区A的外
    边缘的宽度最小化。

    因此,在以下描述中将参考图4详细描述将感测区A的外边缘的
    宽度最小化的方法。

    换句话说,通过改进环路天线10的形状、X轴线天线21和Y轴
    线天线22各自的形状以及包括第一至第四模拟开关31至34在内的各
    电路器件的布局位置,可以将感测区A的尺寸最大化并将边框区的尺
    寸(宽度)最小化。

    图4示出了根据另一个示例性实施例的天线图案,其示出了TX
    电路将驱动信号同时施加于线天线的相对端的结构。图4中,第一至
    第四模拟开关31至34紧密地平行布置在实质为矩形形状的感测区A
    的任一侧的外侧,而X轴线天线21和X轴线天线21的图案为沿边缘
    部分延伸以连接到每个模拟开关。

    虽然第一至第四模拟开关31至34布置为相互平行,如图4所示,
    但是其可以布置在不同位置。然而,在本示例性实施例中,连接器形
    成在感测区A的一侧并且模拟开关紧密地平行布置,从而所有的线天
    线(还可能包括环路天线和一部分电力线圈)可通过该连接器而引出。

    由于第一至第四模拟开关31至34紧密地平行布置,并且X轴线
    天线21和Y轴线天线22图案集中在对着第一至第四模拟开关31至
    34的一侧,所以在透明基底上可以仅形成天线图案,而各种电路器件
    可以分离地配置在另一个基底(例如PCB)上。在该状态中,附图标
    记“C”所示的用于各图案电连接的连接器部分可以配置在透明基底上,
    并且与连接器部分相对应的电极可以形成在PCB上(参见图5及后续
    附图,图5及后续附图示出了透明基底的图案形状)。

    换句话说,形成有天线图案的透明基底和布置有各电路器件的
    PCB可以通过图4中虚线所示的连接器部分而分离。

    可以对透明基底应用印刷导电材料(例如ITO)的方法,以形成
    导电材料的图案,该图案形成线天线21、22和环路天线10。当使用
    印刷方法时,在一个基底的表面上可以只形成一层。因此,需要相互
    绝缘的X轴线天线21和Y轴线天线22不可同时印刷在相同的表面上。
    为解决该问题,X轴线天线21和Y轴线天线22可以分离地印刷在一
    个透明基底的两侧上,或者仅印刷X轴线天线21图案的第一透明基底
    21B和仅印刷Y轴线天线22图案的第二透明基底22B可以相互重叠(参
    见图9)。

    在本示例性实施例中,环路天线10可以被配置为允许闭环的一
    部分选择性地开路或闭合。为此,制备具有至少两个输入的选择器15
    且环路天线10的闭环的一侧断开,闭环的相对端连接为选择器15的
    输入。在控制器70的控制下,选择器15将环路天线10的相对端相互
    连接(形成闭环)或者保持断开状态(闭环开路)。

    环路天线10可以维持公共电势或连接到地。为此,环路天线10
    的一侧可以连接到公共电势或地。在本示例性实施例中,选择器15
    实现为具有三个输入,并且第三输入连接到地或公共电势。三个输入
    可以被配置为在控制电路70的控制下,全部连接(环路天线10形成
    闭环并同时连接到地)或者全部开路(环路天线10的闭环开路,同时
    环路天线10和地相互断开)。

    如上配置的选择器15操作为在电子笔感测模式中连接所有的输
    入侧,并在触摸感测模式中开路所有的输入侧。

    之所以增加选择器15是因为,在电子笔感测模式中形成闭环的
    天线10在触摸模式的状态中继续保持闭环,当人手指触摸感测区时,
    由于闭环结构的原因,X轴线天线21和Y轴线天线22不能很好地感
    测静电电容。

    环路天线10的图案可以通过印刷与印刷有X轴线天线21的透明
    基底21B及印刷有Y轴线天线22的透明基底22B中的任一个形成在一
    起,或者可以形成在单独的透明基底10B上。此外,当环路天线10
    布置在感测区A外侧时,其可以形成在不透明的基底上。

    在图4的平板中,与图3的结构不同,其特征在于TX电路51被
    配置为同时连接到X轴线天线21的相对端。

    换句话说,当第一模拟开关31选择任一个X轴线天线21的一端
    时,第二模拟开关32被控制为选择由第一模拟开关31选择的线天线
    的另一端。在选择相同线天线的状态中,当TX电路51施加驱动信号
    时,驱动信号被同时施加于第一模拟开关31和第二模拟开关32。

    使用上述结构的理由如下。

    当线天线的一端开路并且从相对端施加驱动信号时,如图3所示,
    驱动信号的幅值表现为在感测区中线天线的每个部分处均不同。换句
    话说,形成线天线图案的导电材料可以是例如ITO,该材料具有大的
    固有电阻,因而当导电图案被应用于具有相对较大尺寸的感测区时,
    从一端施加的驱动信号可能表现为因导电材料的电阻而在相对端有小
    量衰减。因此,当驱动信号衰减时,可能难以感测手指触摸。

    因此,当同时从线天线的相对端施加驱动信号时,即使在相对大
    的感测区的情形中,即天线较长,整个感测区中可呈现充分大的驱动
    信号。

    图5至9示出了根据各示例性实施例的形成有X轴线天线21的
    透明基底和/或形成有Y轴线天线22的透明基底,以及X轴线天线21
    的图案形状和Y轴线天线22的图案形状。

    图5示出了形成有沿X轴方向延伸的X轴线天线21的图案的透
    明基底。X轴线天线21和一端和另一端被配置为沿感测区A的左侧和
    右侧行进。

    X轴线天线21的图案形成为通过连接器部分21C向外行进,连接
    器部分21C设置在透明基底21B的一侧,例如上侧。连接器部分21C
    设置为将天线图案连接到与其他电路板(即,安装有模拟开关和/或其
    他电路部件的分离电路板)相对应的接触点。

    图6示出了沿竖直方向延伸的Y轴线天线22的图案,其中线天
    线在与感测区A相对应的内部部分竖直地平行布置,而在边缘部分中
    尽可能彼此靠近地行进,并通过上侧的连接部分22C引出。

    图6的图案形状中,左半部分的Y轴线天线22沿透明衬底22B
    的左边缘向连接器部分22C行进,而右半部分的Y轴线天线22沿透明
    衬底22B的右边缘向连接器部分22C行进。

    由于Y轴线天线22的图案被设计为部分分为左右侧地行进,所
    以可以将透明基底的外边缘部分的宽度进一步最小化。

    图7示出了当印刷有X轴线天线21的透明基底21B和印刷有Y
    轴线天线22的透明基底22B相互重叠时的线天线的形状。虽然X轴线
    天线21和Y轴线天线22的图案呈现为相互交叉或者相互重叠,但是
    由于透明基底21B和22B是在将线天线的图案印刷在各透明基底21B
    和22B的状态中重叠的,所以线天线实际上是绝缘的。

    图8A和8B示出了布置有环路天线10的其他基底。在一个示例
    中,环路天线10可以和电力线圈12的图案同时形成。电力线圈12
    被配置为针对具有共振电路的电子笔辐射电磁力。可以参考上述专利
    文献1来理解电力线圈12的操作。

    在本示例性实施例中,电力线圈12被设置为针对具有共振电路
    的无源电子笔提供电磁力。然而,如果电子笔可以包括内置电池并从
    内置电池接收能量以通过共振电路辐射电磁波,则可以省略电力线圈
    的配置。

    此外,图8A和8B中,可以看出环路天线10不在透明基底10B
    中形成完整闭环,并且以开路状态通过连接器C向外行进。环路天线
    10可以通过安装在另一个电路板上的选择器15完成闭环。

    图8A示出了将环路天线10和单个电力线圈12的图案同时布置
    在透明基底10B上的示例。然而,当平板相对较大时,如果仅使用电
    力线圈12的信号图案向电引脚提供能量,则供能效率将变差并导致出
    错。

    图8B出了将环路天线10和多个电力线圈12’的图案同时布置在
    透明基底10B上的示例。在电力线圈12针对电子笔的操作中,可以根
    据电子笔的位置,仅操作与电子笔的位置相对应的电力线圈。电力线
    圈12’可以通过在水平方向上划分区域来布置,如图8B所示,或者
    通过在竖直方向上划分区域来布置。此外,电力线圈12’可以通过在
    水平和竖直方向上都划分区域来布置。

    图9示出了在分别形成如图5所示的形成有X轴线天线21的图
    案的透明基底21B,如图6所示的形成有Y轴线天线22的图案的透明
    基底22B,以及如图8A和8B所示的形成有环路天线10的图案的透明
    基底10B后,将这些基底相互重叠,从而实现感测区A。

    图10至12示出了当根据示例性实施例的平板工作于电子笔感测
    模式和触摸感测模式时,线天线21、22以及环路天线10的控制,具
    体地,电路器件如何连接到连接器部分21C、22C和10C。

    图10中,假设在印刷有X轴和Y轴线天线21和22的透明基底
    21B和22B与形成有环路天线10和电力线圈12的透明基底10B相互
    重叠的状态中,将连接器部分21C和22C以及透明基底10B的连接器
    部分10C相互重叠的部分认为是连接器部分C。

    图11示出了当平板工作于电子笔感测模式时,用于获得电子笔
    的X-Y坐标的各天线图案的连接关系。

    当平板工作于电子笔感测模式时,X轴线天线21和Y轴线天线
    22的另一端都连接到环路天线10。为此,第二模拟开关32和第四模
    拟开关34的所有输入侧都连接到输出侧。在根据另一个示例性实施例
    的电子笔感测模式中,第二模拟开关32和/或第四模拟开关34可以被
    配置为仅将第一模拟开关31选择的一个X轴线天线21以及仅将第三
    模拟开关33选择的一个Y轴线天线22连接到环路天线10。由此,当
    第一模拟开关31选择任一个X轴线天线21并且第三模拟开关33选择
    任一个Y轴线天线22时,至少被选择的线天线处于与环路天线10相
    连的状态中。

    环路天线10由选择器15连接到地。

    当配置电力线圈12时,可将对电力线圈12施加具有特定频率的
    电压脉冲,以便向电子笔提供具有某个频率的电磁波。

    第一模拟开关31和第三模拟开关33的输出侧连接到差分放大器
    61。差分放大器61连接到控制电路70,用于感测电子笔的位置。

    图12示出了当平板工作于触摸感测模式时各天线图案的连接关
    系。

    当平板工作于触摸感测模式时,使用TX电路51对X轴线天线21
    的相对端施加驱动信号。通过关断第四模拟开关34,将Y轴线天线22
    的一端与环路天线10分离。第三模拟开关33被逐个选择并连接到RX
    电路52,从而控制电路70可以感测手指触摸的位置。

    在触摸感触模式中,电力线圈12不操作。此外,可以通过关断
    选择器15使环路天线10开路。

    图13示出了当将图1所示的用于感测电子笔的天线图案和图5
    所示的双路天线图案相组合时的线天线21和22的形状。

    X轴线天线21和Y轴线天线22中的一个按图1所示的用于感测
    电子笔的天线图案来形成。换句话说,环路天线10形成闭环,并且X
    轴线天线21具有电连接到环路天线10的一端并由多个线天线图案形
    成,所述线天线图案相互平行布置且为梳状。

    此外,X轴线天线21和Y轴线天线22中的一个按图5的双路天
    线图案来形成。换句话说,在Y轴线天线22中,双路天线图案靠近感
    测区A中的环形形状而形成,并且其一端和另一端位于一侧。

    在该情形中,与电子笔感测相关的现有天线图案使用图1的原理。
    因此,当图1的用于感测电子笔的天线图案实现为X轴线天线21时,
    在环路天线10中不存在用于连接X轴线天线21的另一端的第二模拟
    开关32。当图1的用于感测电子笔的天线图案实现为Y轴线天线22
    时,在环路天线10中不存在用于连接Y轴线天线22的另一端的第四
    模拟开关34。因此,通过上述图3和图4中的描述,可以充分理解将
    图1所示的用于感测电子笔的天线图案和图5的双路天线图案相组合
    的情形下图13的操作。

    当电子笔设有电池,因而不需要电力线圈时,通过移除形成有图9
    的环路天线10的图案的透明基底10B,图13的结构可用两个天线层
    来配置。

    根据本示例性实施例,根据上述平板的天线结构,X轴线天线21
    和Y轴线天线22可以分别由以印刷方法印刷的导电图案形成。此外,
    由于电子笔的位置和手指位置可以用仅重叠为于感测区A中垂直的两
    个图案而选择性地被感测,感测区A可以仅用两层透明电路板来实现。
    备选地,X轴线天线21的图案和Y轴线天线22的图案可以分别形成
    在一层透明电路板的相对表面上。因此,由于电路板的数量较少,并
    且相互交叉或相互重叠的天线的数量较少,所以可以提高感测区A的
    透明度。

    此外,根据上述线天线结构,线天线的图案在感测区A的外边缘
    部分弯曲,向着布置在某些位置处的模拟开关行进,从而尽可能多地
    降低了边缘区的宽度。此外,由于电路器件可以布置在某些位置,所
    以增加了电路设计的自由度。

    尽管已经参考本发明构思的优选实施例具体示出和描述了本发
    明构思,但本领域普通技术人员应当理解,在不脱离所附权利要求所
    限定的本发明构思的精神和范围的情况下,可以进行形式和细节上的
    多种改变。因此,本发明构思的范围不是由本发明构思的详细描述而
    是由所附权利要求来限定,并且该范围内的所有不同均应认为包含在
    本发明构思中。

    关 键  词:
    能够 使用 电磁感应 静电 电容 测位 平板
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