CN1208741C - 电磁感应系统的天线布局装置及其座标定位法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁感应系统的四四分式天线布局与五段式座标定位法，本发明的四四分式天线布局是将天线回路分为X方向与Y方向两群组，同一群组皆为同向且具有等间距性位移的天线回路，每个方向群内的天线回路包含多个天线回圈，而每一条天线回圈的形成包含自身密集多次重复绕圈的方法，此外，电磁感应系统的五段式扫描步骤至少包含下列步骤：首先，进行一第一程序以确认是否有信号的电压振幅强度大于信号识别准位下限值；接着，进行一第二程序以确认前次扫描的信号是否存在，并确认发射源最接近的天线回圈；之后，进行一第三程序以取得座标值；最后，电磁感应系统之内部微处理器可依据振幅的座标值计算出一组绝对座标。

Description

电磁感应系统的天线布局装置及其座标定位法

发明领域

本发明涉及一种电磁感应系统，特别是涉及一种电磁感应系统的天线布局装置及其座标定位法。

技术背景

由于手写辨识电路装置可以取代鼠标，并且较鼠标更适合于让使用者以人工输入方式输入文字与图案，因此手写辨识电路装置的改良是近年来急剧发展的领域。最早的手写辨识电路装置，可视为将鼠标以笔取代，并且为了提升使用者的操作便利性，通常是以电磁笔与数字板(tablet)二者来取代鼠标，且通常以电磁笔的笔尖对应鼠标的左键。虽然传统的笔式输入产品已行之多年，然而同类产品皆仅偏重于绘图或中文输入等单一功能的应用上。

传统的电磁感应系统备有一数字板和一鼠标或笔的型式的换能器/光标设备。众所周知，决定一描点设备在电磁数字板的表面上的位置有两种的运作模式。一种为相对模式，而另一种为绝对模式。一般鼠标设备以相对模式运作。当鼠标在数字板系统表面上滑行时，电脑系统接收来自鼠标的输入。只能辨识该鼠标在X和Y方向的相对移动。一种普遍的技术是在该鼠标内利用一感应装置以形成一对相互垂直的变换信号，这对信号对应于该鼠标的纵向和横向的移动。同样地，在数字板系统中的光标设备，例如电磁笔，一般于绝对模式下运作。假若提起该光标设备，且移至其所支持的数字板表面上的另一位置时，对该电脑系统而言，其信号将会改变，以便于反映该光标设备的新的绝对位置。现今，多种方法用来决定该光标设备在其支持的数字板表面上的位置，而其中普遍应用于绝对模式的技术为一种电磁感应的技术。

早期的换能器/光标设备由多导体电缆连接至数字板，并经由此电缆，将位置与按钮/压力的信息传送至电脑系统中。在某些传统技术中的电磁式换能器/光标设备，曾由使用频率且/或相位改变来传送换能器/光标设备功能的非方位状态。通常这些功能具有：按下的按钮、笔的压力，或类似的功能等。然而，若是没有审慎的处理，频率和相位的改变很容易因为多种外在因素，如金属物品、杂讯、电磁波等等，因而导致错误地读取信号。特别是在较大的数字板上，这些问题会变得越来越明显。传统改良的数字板系统的技术允许使用者在双模式的运作下使用描点设备，在使用者的控制下，可提供相对移动或是绝对位置的信息。

现行的笔式输入产品通常是为一种电磁感应电路装置。参考图1所示，该图是一现有电磁感应装置的电路方块图。电磁感应装置包含：一电磁笔与一数字板(digital tablet)。电磁笔内具有一由电感电容(LC)所组成的震荡线路，当碰触笔尖时，将产生电感量的变化，因而使得电震荡频率亦随之产生变化。碰撞笔尖的压力越大，则电感量的变化越大，因而震荡频率的变化量越大，所以由频率变化量的大小可知施于笔尖压力的大小。电磁笔的侧边上亦有两个开关按键，由按键的接合离开而产生电感电容震荡器中电容的变化，从而改变笔的发射频率，由频率的不同变化可测知使用者所按下的开关按键。此外，数字板(tablet)亦包含了检测器(detector)、放大器(Amplifier)、模拟数字转换器等元件。此类传统的手写板的中央区域为一感应回路，在感应回路的双面具有以阵列方式等距排列的单向天线。此单向天线回路的主要用途仅在于接收专用的电磁笔所发射的电磁波信号。当电磁笔发射电磁波时，单向天线将会接收该电磁波，并经由数字板利用电磁感应的方式取得相关的信息。一般以传统的天线布局与信号检测的方式而言，其所得到的座标准确率通常不佳，因而降低中央处理器的效能与回报率。至今，对于如何提高座标准确率仍是该领域最重要的发展目标之一。

发明内容

本发明为了强化与增加传统电磁感应装置的座标准确率及其效能，提供一种电磁感应系统的天线布局及其座标定位法，该方法可以增加和改善传统电磁感应装置的座标准确率及其效能。

本发明的一目的是提供一种电磁感应系统的座标定位程序。本发明采用一五段式座标定位法以提高座标定位的准确性，并使其座标回报率更加快速。

本发明的另一目的是提供一种电磁感应系统的五段式座标定位法。本发明由一座标计算程序以使得座标位置的计算能更为精确。据此，本发明可减少微控制器(CPU)的处理时间，并可避免手写输入时的线性不良问题，以强化电磁感应系统的效能。

本发明的再一目的是提供一种电磁感应系统的天线布局装置。本发明采用一四四分式天线布局，以降低天线布局的密度。因此，本发明可缩减印刷电路板(Printed Circuit Board；PCB)的面积，并减少生产工时，达到缩减产品尺寸的目的。据此，本发明能符合经济上的效益。

根据以上所述的目的，本发明揭示了一种电磁感应系统的四四分式天线布局与五段式座标定位法。本发明的四四分式天线布局是将电磁感应系统的感应天线依序等距地布列于电路板的两面，并以二维阵列的方式组成一天线回路，以便于在电磁场变化时能得到较为清楚的信号。此天线回路可分为X方向与Y方向两群组，同一群组皆为同向且具有等间距性位移的天线回路。为了能均匀地配置天线回路与降低天线布局的密度，每个方向群内的天线回路包含多个天线回圈，例如，以4条天线回圈组成一天线回路，即一信号发射源置于天线回圈的主要区域的正上方时，则只会有3条天线回圈把发射源包在圈内。而每一条天线回圈的形成包含自身密集多次重复绕圈的方法。因此，当电磁场发生变化时，圈数较多的天线可产生相对较强的感应信号。

此外，电磁感应系统的五段式扫描步骤至少包含下列步骤：首先，进行一第一程序为“全域扫描”，以便于确认是否有信号的电压振幅强度大于信号识别准位下限值；接着，进行一第二程序为“中域确认扫描”，以便于确认前次扫描的信号是否依旧存在，并确认与发射源最接近的天线回圈；之后，进行一第三程序为“局部确认扫描”，以便于取得座标值；最后，电磁感应系统的内部微处理器可依据振幅的座标值计算出一组绝对座标。

附图说明

图1为传统的现有电磁感应装置的电路方块示意图；

图2A为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的简易电路方块示意图；

图2B为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的X方向天线布局示意图；

图2C为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的Y方向天线布局示意图；

图2D为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的天线布局所形成的天线回圈的结构示意图；

图2E为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的座标定位法的流程图；

图2F为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的座标定位法的中域确认扫描步骤；

图2G为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的座标定位法的X座标的定位流程图；

图2H为根据本发明的一较佳实施例中，电磁感应系统的座标定位法的Y座标的定位流程图。

图中符号说明

200    电磁感应系统

205    天线次电路

210    内部电路

215    微处理次电路

220    天线群组

220A   X方向天线群组

220B   Y方向天线群组

225    暂存器

X_max、X_2nd、X_3rd         暂存器

X_top、X1、X2、X3、X4、X5  暂存器

230A    X方向天线回路

230B    Y方向天线回路

235A    X方向天线回圈

235B    Y方向天线回圈

240     第一全域扫描步骤

245     第一对比程序

250     中域确认扫描步骤

255     第二对比程序

260     第一局部确认扫描步骤

265     第二全域扫描步骤

270     第三对比程序

Y_top、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5  暂存器

Y_max、Y_2nd、Y_3rd         暂存器

275     第二局部确认扫描步骤

X_p-2、X_p-1、X_p、X_p+1、X_p+2         X方向的天线回圈

Y_p-2、Y_p-1、Y_p、Y_p+1、Y_p+2         Y方向的天线回圈

280     X座标定位程序

280A    第四对比程序

280B    第一逻辑判断程序

280C      第二逻辑判断程序

280D      判定发射源位于天线群组的边缘区

280E      第一资料储存程序

280F      第一运算程序

285       Y座标定位程序

285A      第六对比程序A

285B      第三逻辑判断程序

285C      第四逻辑判断程序

285D      判定信号发射源位于天线群组边缘区上

285E      第二资料储存程序

285F      第三运算程序

285G      第四运算程序

具体实施方式

本发明在此所探讨的方向为一种电磁感应系统的天线布局装置及其座标定位法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的发明步骤或结构元件。显然地，本发明的施行并未限定于电路系统的技术者所熟知的特殊细节。另一方面，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成对本发明不必要的限制。本发明除了较佳实施例之外，还可以广泛地应用在其它的实施例中，且本发明的保护范围应以说明书和权利要求书的范围为准。

参考图2A所示，在本发明的一实施例中，首先提供一电磁感应系统200，电磁感应系统200至少包含：一天线次电路205、一内部电路210与一微处理次电路215，其中，内部电路210更包含一滤波次电路、一放大次电路、一整流次电路与一数字-模拟转换次电路。微处理次电路215至少包含多个暂存器225，且微处理次电路215内部可设定储存一电压参考值，此即为信号识别准位下限值，其中，信号识别准位下限值用以区别所接收的信号是否为杂讯。此外，信号识别准位下限值的设定是在电磁感应系统200的附近无任何明显电波发射源时，电磁感应系统200经由自身天线接收及内部电路210处理之后所得到的杂讯的最大电压值，因此，信号识别准位下限值大于一般杂讯电压值。据此，电磁感应系统200内的微处理次电路215只需定时检查所收得的电压值是否大于信号识别准位下限值，如果接收的电压值大于信号识别准位下限值，即可判定有一信号发射源接近电磁感应系统200。一般而言，电磁感应具有电磁信号的强度与其距离平方成反比的特性。对接收端而言，当发射源远离接收天线时，其信号之电压的振幅强度会小于杂讯之电压的振幅强度；相对地，对接收端而言，当发射源接近接收天线时，其信号之电压的振幅强度会大于杂讯之电压的振幅强度。

参考图2B与图2C所示，在本实施例中，本发明的电磁感应系统200的天线次电路205至少包含一四四分式天线布局，其中，四四分式天线布局的天线配置方法更包含一二维阵列式配置法，其座标位置可采用笛卡儿二维座标(two-dimensional Cartesian coordinates)，例如，四四分式天线布局可将多个具有不同方向的天线群组220以二维阵列式配置法等距排列于电路板的两面，以便在电磁场变化时能感应较清楚的信号。此外，天线次电路205的复数条天线更包含一回圈式感应线圈，且回圈式感应线圈的材质更包含一铜箔导线。根据笛卡儿二维座标，多个具有不同方向的天线群组220包含一X方向天线群组220A与一Y方向天线群组220B，其中，同方向的天线群组220A与220B内的天线回路230A与230B皆为同向且具有等间距性位移。再者，X方向天线群组220A与Y方向天线群组220B分别包含N/4组X方向天线回路230A与M/4组Y方向天线回路230B。此外，每组X方向天线回路230A与Y方向天线回路230B皆包含四条天线回圈235A与235B，以便于能够均匀布置天线回圈于电路板的两面。因此，N/4组X方向天线回路230A的天线回圈235A总数为N，且M/4组Y方向天线回路230B的天线回圈235B总数为M。以同方向的天线回圈235A或235B而言，若一信号发射源置于一天线回圈235A或235B的主要区域的正上方时，则约有三条天线回圈235A或235B把发射源包于其内。另一方面，每条天线回圈235A与235B更包含一多重回圈式感应天线，其方法是将同一天线回圈以密集多次重复绕圈的方式形成一感应天线，例如，四回圈式感应天线，由于在电磁场发生变化时，圈数较多的天线可产生相对较强的感应信号，如图2D所示。

参考图2E所示，在本实施例中，根据笛卡儿二维座标，本发明的电磁感应系统200所进行的座标定位法至少包含一五段式座标定位法，五段式座标定位法如下所述。首先，进行一第一全域扫描步骤240，其针对X方向天线群组220A进行全方位扫描的程序，以便于确认具有大于信号识别准位下限值的天线回圈的地址。第一全域扫描步骤240的方法由依时分序的方式进行X方向天线群组220A的所有N条天线回圈235A的扫描，其中，依时分序的方式在同一时间内只开启一条天线回圈，且其余的天线回圈为关闭或形成断路的状态。首先，仅开启第一条天线回圈，并将第一条天线回圈所取得的信号经由内部电路210求得第一条天线回圈的信号的最大电压振幅，且将其传送至微处理次电路215中进行一第一对比程序245，以比较第一条天线回圈的信号的最大电压振幅与信号识别准位下限值的大小。然后，依序开启每一条天线回圈，并反复进行上述的第一全域扫描步骤240与第一对比程序245，直到X方向天线群组220A的所有N条天线回圈235A开启一次，并取得N个信号的电压振幅。在N个信号的电压振幅皆与信号识别准位下限值比较后，将具有最大电压振幅大于信号识别准位下限值的天线回圈的编号值X_p记录于一暂存器X_top中。若没有任一天线回圈的信号振幅值大于信号识别准位下限值时，则再反复进行第一全域扫描步骤240与第一对比程序245，直到出现最大电压振幅大于信号识别准位下限值之一信号为止。

参考图2E与图2F所示，在本实施例中，进行一中域确认扫描步骤250，以确认前次扫描X方向天线群组220A的具有最大电压振幅强度的信号是否仍然存在，并找出发射源与哪条天线回圈最接近，以避免具有最大电压振幅强度的信号为环境中瞬间出现的杂讯突波。中域确认扫描步骤250的方向如下所述：首先，微处理次电路215取出记录于暂存器X_top的天线回圈编号X_p，并将此天线回圈X_p设定为中域确认扫描基准；然后，以天线回圈X_p为中心，重新依序扫描X方向天线群组220A内包含天线回圈X_p在内的半数天线回圈，即N/2条天线；接着，在取得X方向天线群组220A的N/2条天线回圈的N/2个信号振幅后，再传送至微处理次电路215进行一第二对比程序255，以比较N/2个信号的最大电压振幅与信号识别准位下限值的大小；若有另一天线回圈的信号的电压振幅大于信号识别准位下限值时，则更新暂存器X_top的的天线回圈的编号值；相对地，若无任一天线回圈的信号振幅值大于信号识别准位下限值时，则再重新进行第一全域扫描步骤240与第一对比程序245直到出现最大电压振幅大于信号识别准位下限值之一信号为止。此外，若是P+(N/4)大于N或P-(N/4)小于1时，则中域确认扫描步骤250的范围以天线布局以边界为限，扫描包含天线回圈X_p在内的N/2条天线回圈。

随后，进行一第一局部确认扫描步骤260以扫描X方向天线群组220A中具有最大信号振幅值的天线回圈X_p的局部区域，并取得X方向的座标值。首先，取出储存于暂存器X_top中的具有最大电压振幅的天线回圈编号值X_p，并依据信号强度与距离平方成反比的物理特性，可判定信号发射源最接近天线回圈X_p，即信号发射源位于天线回圈X_p的正上方范围内；然后，再依序进行一扫描步骤，其范围包含天线回圈X_p在内的5条天线回圈，亦即逐一扫描天线回圈X_p-2、X_p-1、X_p、X_p+1、X_p+2等五条天线回圈以取得五个信号振幅值，并分别存入多个暂存器X1、X2、X3、X4与X5中。然后，进行一第二全域扫描步骤265，其针对Y方向天线群组220B进行全方位的扫描步骤，以确认发射源最接近的天线回圈，其中，第二全域扫描步骤265的施行方式如第一全域扫描步骤240所述，亦需要依时分序的方法进行扫描步骤，以取得M条天线回圈235B的M个信号振幅值，并进行一第三对比程序270以对比M个信号振幅值彼此之间的大小，且取得具有最大信号振幅值的天线回圈位置。因此，第二全域扫描步骤265不同于第一全域扫描步骤240之处是在于M条天线回圈235B的M个信号振幅值并不需与信号识别准位下限值进行比较，而是以Y方向天线群组220B的M个信号振幅值进行比较。当Y方向天线群组220B的M条天线回圈的M个信号振幅值皆被取得之后，可找出具有最大信号振幅值的天线回圈Y_p，并储存于微处理次电路215的一暂存器X_top中。

其次，进行一第二局部确认扫描步骤275以扫描Y方向天线群组220B中具有最大信号振幅值的天线回圈Y_p的局部区域，并取得Y方向的座标值。首先，取出储存于暂存器Y_top中具有最大信号振幅的天线回圈编号值Y_p，并依据信号强度与距离平方成反比的物理特性，可判定信号发射源最接近天线回圈Y_p，亦即信号发射源位于天线回圈Y_p的正上方范围内；然后，再次依序进行另一扫描步骤，其范围包含天线回圈Y_p在内的5条天线回圈，亦即逐一扫描天线回圈Y_p-2、Y_p-1、Y_p、Y_p+1、Y_p+2等五条天线回圈，以取得五个信号振幅值，并分别存入多个暂存器Y1、Y2、Y3、Y4、Y5中。

参考图2F所示，在本实施例中，当完成上述程序之后，可依据各方向所取得的振幅值(X1、X2、X3、X4、X5)与(Y1、Y2、Y3、Y4、Y5)分别进行一X座标定位程序280与一Y座标定位程序285，以计算出一组绝对座标。因此，经由第一局部确认扫描步骤260与第二局部确认扫描步骤275取得最大振幅值，且依据信号强度与距离成反比的特性，可判定具有振幅最大值的天线回圈的相邻两天线回圈应具有振幅的第二大值及第三大值。据此，X座标定位程序280的施行方法如下所述：首先，进行一第四对比程序280A，以比较暂存器X1、X2、X3、X4、X5内所储存的多个振幅值彼此之间的大小，并储存振幅最大值于一暂存器中X_max中，且储存具有振幅最大值的天线回圈编号于暂存器X_top中。接着，进行一第一逻辑判断程序280B以判断暂存器X1、X2、X3、X4、X5的电压振幅的最大值为何。当电压振幅的最大值判断为暂存器X1或X5的资料，则进行一第二逻辑判断程序280C以判别暂存器X1或X5所对应的天线回圈的地址是否为X方向天线群组220A的第一条天线回圈或第N条天线回圈；若为是，则可直接判定信号发射源是位于X方向天线群组220A两侧边缘区上280D；若为否，则需再次回到中域确认扫描步骤250。当电压振幅的最大值判断不为暂存器X1或X5的资料，则进行一第一资料储存程序280E以便于分别储存电压振幅的第二大值与第三大值于暂存器X_2nd与X_3rd中；例如，具有振幅最大值的天线回圈X_p的相邻两天线回圈X_p-1与X_p+1的振幅值分别储存于多个暂存器X_2nd与X_3rd中，其中，天线回圈X_p的振幅最大值储存于一暂存器X_max中，而天线回圈X_p的编号储存于X_top中。

然后，可由微处理次电路215进行一第一运算程序280F，其运算方式如下所述：首先，由电压振幅的最大值X_max分别减去电压振幅的第二大值X_2nd与第三大值X_3rd，以取得一第一电压振幅差距值(X_max-X_2nd)与一第二电压振幅差距值(X_max-X_3rd)；然后，以第一电压振幅差距值(X_max-X_2nd)与第二电压振幅差距值(X_max-X_3rd)的和作为分母，以及第一电压振幅差距值(X_max-X_2nd)为分子得出一具有最大电压振幅的彼此相邻的三条天线回圈X_p-1、X_p与X_p+1的电压振幅斜率值；接着，将电压振幅斜率值乘上一基本解析度常数值Kr以得到一X方向的相对座标值Xr，其中，基本解析度常数值Kr的定义为单一条天线回圈彼此之间的解析度，其定义为一英寸的期望解析度点数除以一英寸之内的天线数目，亦即每固定距离内的座标点数，且基本解析度常数值Kr通常设定且储存于微处理次电路215中；据此，本发明的运算式如下所述：

$\mathrm{Xr}=\frac{(X_{\max }-X_{2\mathrm{nd}})}{(X_{\max }-X_{2\mathrm{nd}})+(X_{\max }-X_{3\mathrm{rd}})}\×\mathrm{Kr}$

此外，相对座标值Xr是利用局部扫描彼此相邻的三条天线回圈X_p-1、X_p与X_p+1所计算出的相对座标。因此必须将相对座标值Xr换算成真实的绝对座标Xa。最后，进行一第二运算程序280G，其运算方式是由相对座标值Xr加上三条天线回圈X_p-1、X_p与X_p+1距离X方向天线群组220A的原点的基底座标值X_base，才是真正的以X方向天线群组220A的原点为零点的真实座标值Xa，因此，相对座标值Xr加上基底座标值X_base的和即为真实座标值或绝对座标Xa，第二运算程序280G的方程式如下所示：

Xa＝Xr+X_base，且X_base＝(X_top-1)×Kr

如上所述，根据本发明的座标计算程序的一实施例如下：若(X1、X2、X3、X4、X5)＝(30、60、85、70、45)，且(X1、X2、X3、X4、X5)分别对应的天线编号＝(6、7、8、9、10)，而Kr＝100；则X_top＝8、X_max＝85、X_2nd＝70、X_3rd＝60；因此，

$\mathrm{Xr}=\frac{(85-70)}{(85-60)+(85-70)}\×100=37.5$

X_base＝(8-1)×100＝700，与

Xa＝700+37.5＝737.5

参考图2G所示，在本实施例中，Y座标定位程序285的施行方法如下所述：首先，进行一第六对比程序285A以比较暂存器Y1、Y2、Y3、Y4、Y5内所储存的多个振幅值彼此之间的大小，并储存振幅最大值于一暂存器Y_max中，且储存具有振幅最大值的天线回圈编号于暂存器Y_top中。接着，进行一第三逻辑判断程序285B以判断暂存器Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的电压振幅的最大值为何。当电压振幅的最大值判断为暂存器Y1或Y5的资料，则进行一第四逻辑判断程序285C以判别暂存器Y1或Y5所对应的天线回圈的地址是否为Y方向天线群组220B的第一条天线回圈或第M条天线回圈；若为是，则可直接判定信号发射源是位于Y方向天线群组220B两侧边缘区上285D；若为否，则需再次回到第二全域扫描步骤265。当电压振幅的最大值判断不为暂存器Y1或Y5的资料，则进行一第二资料储存程序285E以便于分别储存电压振幅的第二大值与第三大值于暂存器Y_2nd与Y_3rd中；例如，具有振幅最大值的天线回圈Y_p的相邻两天线回圈Y_p-1与Y_p+1的振幅值分别储存于多个暂存器Y_2nd与Y_3rd中，其中，天线回圈Y_p的振幅最大值储存于一暂存器Y_max中，而天线回圈Y_p的编号储存于Y_top中。

如上所述，可由微处理次电路215进行一第三运算程序285F，其运算方式如下所述：首先，由电压振幅的最大值Y_max分别减去电压振幅的第二大值Y_2nd与第三大值Y_3rd，以取得一第三电压振幅差距值(Y_max-Y_2nd)与一第四电压振幅差距值(Y_max-Y_3rd)；然后，以第三电压振幅差距值(Y_max-Y_2nd)与第四电压振幅差距值(Y_max-Y_3rd)的和作为分母，以及第三电压振幅差距值(Y_max-Y_2nd)为分子得出一具有最大电压振幅的彼此相邻的三条天线回圈Y_p-1、Y_p与Y_p+1的电压振幅斜率值；接着，将电压振幅斜率值乘上基本解析度常数值Kr以得到一Y方向的相对座标值Yr；据此，本发明的运算式如下所述：

$\mathrm{Yr}=\frac{(Y_{\max }-Y_{2\mathrm{nd}})}{(Y_{\max }-Y_{2\mathrm{nd}})+(Y_{\max }-Y_{3\mathrm{rd}})}\×\mathrm{Kr}$

最后，进行一第四运算程序285G，其运算方式是由相对座标值Yr加上三条天线回圈Y_p-1、Y_p与Y_p+1距离Y方向天线群组220B的原点的基底座标值Y_base，才是真正的以Y方向天线群组220B的原点为零点的真实座标值Ya，因此，相对座标值Yr加上基底座标值Y_base的和即为真实座标值或绝对座标Ya，第四运算程序285G的方程式如下所示：

Ya＝Yr+Y_base，且Y_base＝(Y_top-1)×Kr

如上所述，在本发明的实施例中，本发明可由一五段式座标定位法以提高座标定位的准确性，并使其座标回报率更加快速。因此，本发明能符合产业上的实用性。再者，本发明采用一四四分式天线布局以降低天线布局的密度。因此，本发明可缩减印刷电路板(PrintedCircuit Board；PCB)的面积，并减少生产工时，以达到缩减产品尺寸的目的。据此，本发明能符合经济上的效益。此外，本发明是由一座标计算程序，以使得座标位置的计算能更为精确。据此，本发明可减少微处理器的处理时间，并可避免手写输入时的线性不良的问题，以强化电磁感应系统的效能。

当然，本发明除了可能应用在电磁感应系统的天线布局上，也可能用在任何电磁感应系统的座标定位法上。而且，本发明由四四分式天线布局，以降低天线布局的密度与一座标计算程序以使得座标位置的计算更为精确，至今仍未发展用在关于电磁感应系统方面。

显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求之范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的内容下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围之内。

Claims (59)

1.一种电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，该电磁感应系统的座标定位法包含步骤：

(1)提供多个天线回圈；

(2)进行第一扫描步骤，以扫描该多个天线回圈，并取得大于一信号识别准位下限值的该多个天线回圈的一最大电压振幅与一出现该最大电压振幅的天线地址，其中该第一扫描步骤为一次扫描该多个天线回圈的一个天线回圈；

(3)由该天线地址当成一扫描中心进行第二扫描步骤，以扫描位于该天线地址及其相邻位置的天线回圈，并取得至少三个电压振幅值，其中该第二扫描步骤为一次扫描该多个天线回圈的一个天线回圈；与

(4)由该至少三个电压振幅值进行一座标运算程序，以取得一座标值。

2.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的天线布局包含具有不同座标方向的多个天线群组，每一天线群组包含多个天线回路，每一天线回路包含多个天线回圈。

3.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的天线布局还包含一四四分式天线布局。

4.如权利要求3所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的四四分式天线布局还包含一X方向天线群组与一Y方向天线群组。

5.如权利要求4所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的X方向天线群组与一Y方向天线群组分别包含具有同向且等间距性位移的多个天线回路。

6.如权利要求5所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的多个天线回路还包含多个天线回圈。

7.如权利要求6所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的天线回圈的形成包含将同一天线以密集多次重覆绕圈而形成。

8.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的第一扫描步骤由依时分序的方式进行。

9.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的第一扫描步骤还包含：

依序启闭该多个天线回圈，并分别求得该多个天线回圈的多个电压振幅；

对该多个天线回圈的该多个电压振幅与该信号识别准位下限值进行比较；与

对大于该信号识别准位下限值的多个电压振幅彼此之间进行比较，并取得该多个电压振幅的该最大电压振幅及其出现的该天线地址。

10.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的第一扫描步骤还包含一确认扫描步骤。

11.如权利要求10所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的确认扫描步骤包含：

由该天线地址当成一扫描中心，依序扫描半数的多个天线回圈，并取得扫描半数的多个天线回圈的多个电压振幅；与

进行该信号识别准位下限值与半数的多个电压振幅的比较，以取得该多个电压振幅的该最大电压振幅及其出现的该天线地址。

12.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的座标运算程序包含一逻辑判断程序以判别信号发射源是位于该天线布局的边缘区。

13.如权利要求1所述的电磁感应系统的座标定位法，其特征在于，上述的座标运算程序包含一计算步骤，该计算步骤为计算该最大电压振幅及其相邻天线回圈的电压振幅的差值。

14.一种电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，该电磁感应系统的天线布局装置包含：

复数条天线回圈；

由该复数条天线回圈形成多组天线回路，其中该每组天线回路具有至少四条天线回圈；

由该多组天线回路形成多个具有不同方向的天线群组，其中，该每个具有不同方向的天线群组分别具有至少一组天线回路；与

等距排列该多个具有不同方向的天线群组于该电磁感应系统的一天线次电路中，以形成该电磁感应系统的该天线布局。

15.如权利要求14所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的复数条天线回圈的材质还包含一铜箔导线。

16.如权利要求14所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的复数条天线回圈的每一条天线回圈还包含一多重回圈式感应天线。

17.如权利要求16所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的多重回圈式感应天线以同一天线密集多次重覆绕圈的方式形成。

18.如权利要求16所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的多重回圈式感应天线还包含一四回圈式感应天线。

19.如权利要求14所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的每一组天线回路能由至少三条该天线回圈接收一信号发射源的电磁感应信号。

20.如权利要求14所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的每一个同方向的天线群组所包含的该多组天线回路的配置皆为同向且具有等间距性位移。

21.如权利要求14所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的该多个具有不同方向的天线群组的布局方法还包含一二维阵列式配置法。

22.如权利要求21所述的电磁感应系统的天线布局装置，其特征在于，上述的二维阵列式配置法的座标方式还包含一笛卡儿二维座标。

23.一种电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，该电磁感应系统的五段式座标定位法包含步骤：

(1)进行一第一全域扫描步骤，以扫描一具有第一座标方向的全区域天线群组，并依序取得每一条天线的信号的第一最大电压振幅值；

(2)由一微处理次电路进行一第一对比程序，以比较该多个第一最大电压振幅值与一信号识别准位下限值的大小，并确认具有大于该信号识别准位下限值的最大电压振幅值的一第一天线地址；

(3)由该第一天线地址为一第一扫描基准进行一中域确认扫描步骤，以依序扫描该具有第一座标方向的半区域天线群组，并取得半区域内的多个第二最大电压振幅值；

(4)由该微处理次电路进行一第二对比程序，以比较该多个第二最大电压振幅值与该信号识别准位下限值的大小，并重新确认具有大于信号识别准位下限值的最大电压振幅值的一第二天线地址；

(5)由该第二天线地址为一第二扫描基准进行一第一局部确认扫描步骤，以扫描该具有第一座标方向的局部区域天线群组，并取得多个第三最大电压振幅值；

(6)进行一第二全域扫描步骤，以扫描一具有第二座标方向的全区域天线群组，并依序取得每一条天线的信号的第四最大电压振幅值；

(7)由该微处理次电路进行一第三对比程序，以对比该多个第四最大电压振幅值彼此之间的大小，且取得具有最大电压振幅值的第三天线地址；

(8)由该第三天线地址为一第二扫描基准进行一第二局部确认扫描步骤，以扫描该具有第二座标方向的局部区域天线群组，并取得多个第五最大电压振幅值；

(9)由该第二天线地址与该多个第三最大电压振幅值进行一第一座标定位程序，以取得第一座标方向的一第一座标值；与

(10)由该第三天线地址与该多个第五最大电压振幅值进行一第二座标定位程序，以取得第二座标方向的一第二座标值。

24.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一全域扫描步骤的方法是由依时分序的方式扫描具有第一座标方向的该天线群组。

25.如权利要求24所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的依时分序的方式是在同一时间内只开启一条天线回圈且其余的天线回圈为关闭或形成断路的状态。

26.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一局部确认扫描步骤的扫描范围还包含该第二天线地址与其最靠近的四个天线地址。

27.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二全域扫描步骤的方法是由依时分序的方式扫描具有第二座标方向的该天线群组。

28.如权利要求27所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的依时分序的方式是在同一时间内只开启一条天线回圈且其余的天线回圈为关闭或形成断路的状态。

29.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二局部确认扫描步骤的扫描范围还包含该第三天线地址与其最靠近的四个天线地址。

30.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一座标定位程序还包含：

由该多个第三最大电压振幅值进行一第四对比程序以找出一第六最大电压振幅值与其相对应的一第四天线地址；

由该第四天线地址与其该第六最大电压振幅值进行一第一逻辑判断程序以判断该第四天线地址是位于该具有第一座标方向的天线群组的非边界区；

由该第六紧大电压振幅值与相邻该第四天线地址的一第七最大电压值与一第八最大电压值进行一第一运算程序以取得该第一座标方向的一第一相对座标值；与

由该第一相对座标值进行一第二运算程序以取得该第一座标方向的一第一绝对座标值。

31.如权利要求30所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一逻辑判断程序判断该第四天线地址位于该具有第一座标方向的天线群组的边界区时，则信号发射源位于该电磁感应系统的边缘区。

32.如权利要求30所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一运算程序还包含：

由该第六紧大电压振幅值与该第七最大电压值进行一第一减法运算，以取得一第一电压振幅差距值；

由该第六最大电压振幅值与该第八最大电压值进行一第二减法运算，以取得一第二电压振幅差距值；

由该第一电压振幅差距值与该第二电压振幅差距值的和作为分母，以及该第一电压振幅差距值为分子进行一第一除法运算，以取得一第一电压振幅斜率值；与

由该第一电压振幅斜率值与一基本解析度常数值进行一第一乘法运算以得到该第一相对座标值。

33.如权利要求32所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的基本解析度常数值为每固定距离内的座标点数。

34.如权利要求30所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一绝对座标值为该第一相对座标值与一第一基底座标值之和。

35.如权利要求34所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一基底座标值的计算方法还包含：

将该第四天线地址减去1，以取得一第一差值；与

由该第一差值与该基本解析度常数值进行一乘法运算以求得该第一基底座标值。

36.如权利要求23所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二座标定位程序还包含：

由该多个第五最大电压振幅值进行一第五对比程序以找出一第九最大电压振幅值与其相对应的一第五天线地址；

由该第五天线地址与其该第九最大电压振幅值进行一第二逻辑判断程序以判断该第五天线地址是位于该具有第二座标方向的天线群组的非边界区；

由该第九最大电压振幅值与相邻该第五天线地址的一第十最大电压值与一第十一最大电压值进行一第三运算程序以取得该第二座标方向的一第二相对座标值；与

由该第二相对座标值进行一第四运算程序以取得该第二座标方向的一第二绝对座标值。

37.如权利要求36所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二逻辑判断程序判断该第五天线地址是位于该具有第二座标方向的天线群组的边界区时，则信号发射源是位于该电磁感应系统的边缘区。

38.如权利要求36所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第三运算程序还包含：

由该第九最大电压振幅值与该第十最大电压值进行一第三减法运算，以取得一第三电压振幅差距值；

由该第九最大电压振幅值与该第十一最大电压值进行一第四减法运算，以取得一第四电压振幅差距值；

由该第三电压振幅差距值与该第四电压振幅差距值的和作为分母，以及该第三电压振幅差距值为分子进行一第二除法运算，以取得一第二电压振幅斜率值；与

由该第二电压振幅斜率值与该基本解析度常数值进行一第二乘法运算以得到该第二相对座标值。

39.如权利要求36所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二绝对座标值为该第二相对座标值与一第二基底座标值之和。

40.如权利要求39所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二基底座标值的计算方法还包含：

将该第五天线地址减去1，以取得一第二差值；与

由该第二差值与该基本解析度常数值进行一乘法运算以求得该第二基底座标值。

41.一种电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，该电磁感应系统的五段式座标定位法包含步骤：

(1)提供一四四分式天线布局，且该四四分式天线布局具有一X方向天线群组与一Y方向天线群组；

(2)进行一X方向全域扫描步骤以依时分序扫描该X方向天线群组的多个天线回路，并取得多个第一电压振幅值；

(3)由一微处理次电路进行一第一对比程序以分别比较该多个第一电压振幅值与一信号识别准位下限值的大小，并取得具有大于该信号识别准位下限值的一最大第一电压振幅值的一第一天线地址；

(4)由该第一天线地址为扫描中心进行一X方向中域确认扫描步骤以依序扫描该X方向天线群组的一半的该多个天线回路，并取得多个第二电压振幅值；

(5)由该微处理次电路进行一第二对比程序以比较该多个第二电压振幅值与该信号识别准位下限值的大小，并取得具有大于该信号识别准位下限值的一最大第二电压振幅值的一第二天线地址；

(6)由该第二天线地址为扫描中心进行一X方向局部确认扫描步骤，以扫描该第二天线地址与该第二天线地址的两侧相邻的四条天线，并取得五个第三电压振幅值及其相对应的天线地址；

(7)进行一Y方向全域扫描步骤以依时分序扫描该Y方向天线群组的多个天线回路，并取得多个第四电压振幅值；

(8)由该微处理次电路进行一第三对比程序以对比该多个第四电压振幅值彼此之间的大小，且取得具有一最大第四电压振幅值的第三天线地址；

(9)由该第三天线地址为扫描中心进行一Y方向局部确认扫描步骤，以扫描该第三天线地址与该第三天线地址的两侧相邻的四条天线，并取得五个第五电压振幅值及其相对应的天线地址；

(10)由该第二天线地址与该五个第三电压振幅值进行一第四对比程序以取得该五个第三电压振幅值的最大值、第二大值与第三大值以及该五个第三电压振幅值的最大值所在的第四天线地址；

(11)由该五个第三电压振幅的最大值、第二大值与第三大值进行一第一运算程序，以取得一X方向的相对座标值；

(12)由该第四天线地址进行一第二运算程序，以取得一X方向的基底座标值；

(13)由该X方向的相对座标值与该X方向的基底座标值进行一第三运算程序，以取得一X方向的绝对座标值；

(14)由该第二天线地址与该五个第五电压振幅值进行一第五对比程序以取得该五个第五电压振幅值的最大值、第二大值与第三大值以及该五个第五电压振幅值的最大值所在的第五天线地址；

(15)由该五个第五电压振幅值的最大值、第二大值与第三大值进行一第四运算程序，以取得一Y方向的相对座标值；

(16)由该第四天线地址进行一第五运算程序，以取得一Y方向的基底座标值；与

(17)由该Y方向的相对座标值与该Y方向的基底座标值进行一第六运算程序，以取得一Y方向的绝对座标值。

42.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的每个同方向的天线群组分别包含多组具有同向且等间距性位移天线回路。

43.如权利要求42所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的每组具有同向且等间距性位移的天线回路还包含四条天线回圈。

44.如权利要求43所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的每组天线回路能由至少三条该天线回圈接收一信号发射源的电磁感应信号。

45.如权利要求43所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的每条天线回圈还包含一四回圈式感应天线。

46.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一对比程序还包含一步骤是在该多个第一电压振幅值皆小于该信号识别准位下限值时，重新进行该X方向全域扫描步骤。

47.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二对比程序还包含一步骤是在该多个第二电压振幅值皆小于该信号识别准位下限值时，重新进行该X方向全域扫描步骤。

48.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第四对比程序包含一第一逻辑步骤。

49.如权利要求48所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一逻辑步骤在该五个第三电压振幅值的最大值的天线地址是为最外侧的天线地址时，判断信号源是位于该四四分式天线布局的该X方向天线群组的两侧边缘区。

50.如权利要求48所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一逻辑步骤是在该五个第三电压振幅值的最大值的天线地址不为最外侧的天线地址时，进行该第一运算程序。

51.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第一运算程序包含一基本解析度常数值，其中，该基本解析度常数值为一英寸的期望解析度点数除以一英寸之内的天线数目。

52.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二运算程序包含该基本解析度常数值。

53.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的X方向的绝对座标值为该X方向的相对座标值与该X方向的基底座标值的和。

54.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第五对比程序包含一第二逻辑步骤。

55.如权利要求54所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二逻辑步骤在该五个第五电压振幅值的最大值的天线地址是为最外侧的天线地址时，判断信号源是位于该四四分式天线布局的该Y方向天线群组的两侧边缘区。

56.如权利要求54所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第二逻辑步骤在该五个第五电压振幅值的最大值的天线地址不为最外侧的天线地址时，进行该第四运算程序。

57.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第四运算程序包含该基本解析度常数值。

58.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的第五运算程序包含该基本解析度常数值。

59.如权利要求41所述的电磁感应系统的五段式座标定位法，其特征在于，上述的Y方向的绝对座标值为该Y方向的相对座标值与该Y方向的基底座标值的和。

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