[发明专利]位置指针检测装置及位置指针检测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及位置指针检测装置及位置指针检测方法，应用领域有电脑、平板电脑等IT设备的输入装置和方法，特别是指扣&手标系统，但不只限于此。 

背景技术：

现有的数位板系统，所能检测的位置指针中电感的倾斜度(电感中心轴与检测平面的法线夹角)一般不超过60°，限制了比如铅笔横向涂抹动作的仿真。另外申请号为2013100958124的发明专利“手标系统及指扣及手指动作检测方法及手势检出方法”揭露了一种手标系统，其中指扣随指甲的移动方向非常灵活，其方向变化也非常大，甚至有待检电感和检测面平行的情况，虽然可以使用调整安装方向、增加使用规则限制待检电感的方向的方法解决，但这样会大大减少自由度会使用户体验打折扣。 

专利号为02159568.2的发明专利“三维信息检测装置、三维信息检测传感器装置及三维信息指示装置”提出了一个四个轴向天线的方案，整个天线布线设计非常复杂。 

所以有必要设计一种可以检测横向待检电感的位置指针检测系统。 

发明内容：

本发明的目的在于实现一种位置指针检测系统； 

检测任意方向位置指针的空间位置； 

检测任意方向位置指针的空间姿态等； 

使用新检测方法简化天线设计； 

降低成本。 

为了达到上述目的实现本发明提出以下方案， 

技术方案1的发明为一种位置指针检测装置，其特征在于：包括检测平面上设置至少三个轴向天线。 

技术方案2的发明为根据技术方案1所述的位置指针检测装置，其特征在于：第一轴向天线与第二轴向天线相互垂直；第三轴向天线与第一轴向天线成45°或者135°角。由于轴向天线的方向是人为指定的，同一轴向天线可以指定两个相差180°的方向轴，所以两个轴向天线的轴成45°夹角或者135°夹角可以指同一轴向天线。 

技术方案3的发明为根据技术方案1所述的位置指针检测装置，其特征在于：第一轴向天线与第二轴向天线成60°或者120°角；第三轴向天线与第一轴向天线成60°或者120°角。由于轴向天线的方向是人为指定的，同一轴向天线可以指定两个相差180°的方向轴，所以两个轴向天线的轴成60°夹角或者120°夹角可以指同一轴向天线。 

技术方案4的发明为根据技术方案3所述的位置指针检测装置，其特征在于：所述三个轴向天线配置成正六边形。 

技术方案5的发明为根据技术方案3所述的位置指针检测装置，其特征在于：所述三个轴向天线的外边缘配置成六边形：其中一个长边线圈形成的轴天线的轴与使用者身体的对称面近似平行。 

技术方案6的发明为根据技术方案1所述的位置指针检测装置的位置指针检测方法，其特征在于：包括步骤非卡迪坐标到卡迪坐标转换。 

技术方案7的发明为根据技术方案6所述的位置指针检测装置的位置指针检测方法，其特征在于：包括步骤，求第一轴向天线坐标轴的卡迪坐标系中的第一法向直线；求第二轴向天线坐标轴的卡迪坐标系中的第二法向直线；求所述第一法向直线与第二法向直线卡迪坐标系中的交点坐标。 

透过上面的技术方案，可以看到可以实现本发明的目的。 

为了更准确的描述本发明，对本说明书中的名词解释如下： 

电磁式位置指针是指，至少包括一个待检线圈的使用电磁耦合原理检测其位置的目标装置。如果没有特别说明本发明中简称位置指针或者指针。 

待检线圈是指针中的用来作为指针检测装置检测指针位置的实际目标物，线圈可以是空心线圈，也可以是带磁芯线圈，或者其他类型线圈；待检线圈发射电磁感应信号，指针检测装置根据天线矩阵采样的信号来确定待检线圈的空间位置、姿态、属性，从而计算出指针的空间位置、姿态、属性。 待测线圈的轴是指当线圈通电时线圈中心位置的磁力线的切线方向。 

轴向天线是指由多个基本相同的近似矩形线圈通过在长边法向平移位置配置形成的天线组合，平移方向成为轴向天线的轴。轴向天线也称为子天线或者轴天线。 

检测面是指，轴向天线所在的平面。 

空间位置是指卡迪X、Y、Z轴坐标，空间姿态是指待检物体中心轴和X、Y、Z轴的夹角。 

指针的倾斜角是指指针中的待检电感线圈的轴与检测面法线的夹角。 

附图说明：

图1  现有指针检测装置原理示意图 

图2  本发明的带有45°夹角子天线的天线示意图 

图3  本发明的相互60°夹角子天线的天线示意图 

图4  X轴天线和待测电感的强耦合示意图