CN101539816A - 电磁笔、电磁信号发射方法和处理方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁笔、电磁信号发射方法和处理方法、装置及设备。该电磁笔包括：设置在电磁笔壳体中，且并联连接的基准电感和基准电容，用于发射手写频率的电磁信号；控制电容与基准电容并联，由串联的控制开关控制，从而发射控制频率的电磁信号。该处理装置包括：接收识别模块，用于接收电磁笔发射的电磁信号，识别电磁信号的频率；手写输入模块，用于当识别到频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；控制输入模块，用于当识别到频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。本发明采用发射不同频率电磁信号来切换输入手写符号和控制符号，可利用电磁笔进行快捷控制。

Description

电磁笔、电磁信号发射方法和处理方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电磁感应式输入技术，尤其涉及一种电磁笔、电磁信号发射方法和处理方法、装置及设备。
背景技术
随着手机、个人数码助理(Personal Digital Assistant；以下简称：PDA)、笔记本电脑等便携式设备的日益普及，其输入方式变得越来越人性化。触摸屏技术已经成为当前最简便的人机交互的输入技术之一。目前主流的触摸屏技术主要有以下几种：电阻式、电容式、红外线式和电感式。
其中，电感式触摸屏的手写输入由触摸笔、天线阵列板和相应的识别处理电路完成。触摸笔又可称为电磁笔，其中安装有电感电容(LC)振荡器，用于发射固定频率的电磁信号。显示面板与天线阵列板叠合在一起，天线阵列由覆盖整个显示面板的多个天线组成，其至少有两层，分别用来检测水平方向和垂直方向的坐标位置。当电磁笔接近或接触显示面板时，电磁笔中的电磁信号使天线阵列板的一些天线谐振而产生相同频率的振荡波，分析振荡波的幅度和频率可以计算出电磁笔相对于显示面板的坐标位置。例如，文档号为US6937231的美国专利申请中提出了一种采用LC谐振的无源输入笔，即基于电磁感应原理实现手写输入。
目前，随着手写输入技术的发展，人们对手写输入的可控性和操作便捷`性等方面提出了更高的要求。然而，由于输入信息的丰富性，使得这种现有的电磁笔不能配合人性化输入软件及其界面的操作，限制了业界开发具有更丰富输入手段的触摸式输入产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁笔、电磁信号发射方法和处理方法、装置及设备，以丰富电磁感应式输入的功能，提高其可控性和手写输入的便捷性。
为实现上述目的，本发明提供了一种电磁笔，包括：
设置在电磁笔壳体中，且并联连接的基准电感和基准电容，用于发射手写频率的电磁信号；
至少一个控制电容，与所述基准电容并联；
所述控制电容串联一控制开关，所述控制开关的闭合或断开用于连通或切断所述控制电容与所述基准电容的连接，从而发射控制频率的电磁信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电磁信号发射方法，包括：
电磁笔借助于并联连接的基准电感和基准电容发射手写频率的电磁信号；
所述电磁笔发射控制频率的电磁信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电磁信号处理装置，包括：
接收识别模块，用于通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号，识别所述电磁信号的频率；
手写输入模块，用于当识别到所述电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；
控制输入模块，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电磁信号处理方法，包括：
通过天线阵列接收电磁信号，识别所述电磁信号的频率；
当识别到所述电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；
当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
为实现上述目的，本发明又提供了一种包括本发明电磁笔和本发明电磁信号处理装置的电磁感应设备，还包括天线阵列、显示面板和控制处理器；所述天线阵列与所述电磁信号处理装置相连，用于接收所述电磁笔发射的电磁信号并传输给所述电磁信号处理装置进行识别；所述电磁信号处理装置与所述控制处理器相连，用于将识别到的手写符号或控制符号输入给所述控制处理器。
由以上技术方案可知，本发明采用电磁笔发射不同频率电磁信号来切换输入手写符号和控制符号的技术手段，达到了简便地利用电磁笔进行快捷控制的效果，可以丰富电磁感应式输入技术的输入模式，丰富输入功能。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的电磁笔的电路原理图；
图2为本发明第一实施例提供的电磁笔的结构示意图；
图3为本发明第二实施例提供的电磁笔的电路原理图；
图4为本发明第三实施例提供的电磁信号发射方法的流程图；
图5为本发明第四实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图；
图6为本发明第五实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图；
图7为本发明第六实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图；
图8为本发明第七实施例提供的电磁信号处理方法的流程图；
图9为本发明第八实施例提供的电磁信号处理方法的流程图；
图10为本发明第九实施例提供的电磁信号处理方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
第一实施例
图1为本发明第一实施例提供的电磁笔的电路原理图，图2为本发明第一实施例提供的电磁笔的结构示意图。如图1所示，该电磁笔包括：设置在电磁笔壳体中，且并联连接的基准电感L1和基准电容C1，用于发射手写频率的电磁信号，可以按照电磁笔的滑动轨迹输入相应的手写符号。所谓手写频率，即电磁笔输入手写符号时所采用的频率。基准电感L1和基准电容C1连接在电源(Power)的供电电路之中，当电源(Power)闭合供电时即发射手写频率的电磁信号。电磁笔中还包括至少一个控制电容，本实施例中具体包括三个控制电容C8、C9和Cn，具体应用中控制电容也可以为一个或更多个。控制电容C8、C9和Cn分别与基准电容C1并联连接，且各控制电容C8、C9和Cn分别串联一控制开关，即S8、S9和Sn，控制开关S8、S9和Sn的闭合或断开用于连通或切断相应的控制电容C8、C9和Cn与基准电容C1的连接，从而改变电磁信号的频率，发射控制频率的电磁信号，以输入控制符号。所谓控制频率，即电磁笔输入控制符号时所采用的频率，通过不同的电容组合，可以得到多个不同值的控制频率。电磁笔可以通过在控制频率的范围内改变频率值来代表不同的控制符号，也可以在控制频率下通过改变电磁笔的滑动轨迹，由相应软件识别不同滑动轨迹来输入控制符号。
本实施例的电磁笔可以通过并联连接不同的控制电容来发出不同频率的电磁信号，电磁信号频率的差异可以作为区分手写输入和控制输入的标志，可以区分不同输入模式的电磁信号，从而切换识别程序。
如图2所示，该电磁笔包括一壳体1，一般可以为筒状，图1所示电路结构设置在筒状壳体1之中，筒状壳体1上可以进一步嵌设一个或多个控制按钮2，控制按钮2分别与各控制开关相连，可以用于在控制按钮2按下时使控制开关闭合，且在控制按钮2抬起时使控制开关断开，控制按钮2较佳的是设置在电磁笔壳体1的前端，以方便按动操作为宜。实现本实施例电磁笔电路设计的方式有很多，一种具体实现方式是基准电感L1包括磁芯3和电感线圈4，磁芯3的形状优选为条状体，磁芯3和电感线圈4均设置在筒状壳体1内部。电感线圈4缠绕在磁芯3之外形成套管，电感线圈4与基准电容C1相并联而形成LC振荡，且并联连接在电源(Power)供电电路之中。磁芯3借助于一弹性装置6弹性顶持伸出电磁笔壳体1的笔尖5，当笔尖5接触显示屏被按压时，磁芯3会在笔尖5带动下沿电感线圈4的轴线运动，此时将改变电感参数，进而能够改变电磁信号的频率。在筒状壳体1中，弹性装置6可以为弹簧，设置在磁芯3的前部，磁芯3的后部可以装设印刷电路板(Printed Circuit Board；以下简称：PCB)和电池等其他配件。
通过设置电感线圈和磁芯的相对位置、电感线圈的圈数以及弹性装置的弹性系数等，可以设计可变的电感参数，从而控制压力作用下的电磁信号频率变化范围。将压力作用下的频率变化范围限定在控制频率与手写频率的差值之间，从而使电磁信号的频率可以在手写频率的基础上作一定范围内的变化，也可以在控制频率的基础上作一定范围内的变化，但是频率的变化范围并不交叠，依然可以识别出电磁信号的频率。
本实施例电磁笔的工作原理是：在电源开启后，基准电感和基准电容形成的LC振荡不断发射一定频率的电磁信号，在未闭合控制开关时所发出的电磁信号频率为手写频率；当电磁笔接近显示屏时，电磁磁力线穿过附着于显示屏后的电磁天线阵列，在触控感应层中的对应线圈引起感应电流，这种感应电流的大小随着笔与天线阵列的距离变化而变化，并且，当电磁笔笔尖按压在显示屏上后，由于笔芯有移动，导致磁芯移动，从而改变基准电感的值，使LC振荡的频率发生变化。另外，当电磁笔上设置的连接到控制电容的特殊功能控制按钮被按压时，可以并联连接控制电容和基准电容，从而改变LC谐振频率。当电磁笔接近天线阵列时，根据法拉第电磁感应定律，当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中的感生电动势ε感的大小和穿过回路的磁通量变化率等成正比，即
Figure A20091008246300122
不同的天线由于与电磁笔的距离不同，在临近电磁笔的天线上会感应到幅度较大的电磁波。控制电路通过扫描各个天线，确定产生感应电磁波幅度较大的几个天线线圈位置，并且通过接收这种幅度、频率变化的电磁信号，可以计算出电磁笔所处的精确位置和对屏的压力大小，即可识别电磁笔在显示屏上的滑动轨迹，以及是否有控制按钮被按下。然后将这些信息通过PC或其他嵌入式设备的外设接口，例如通用串行总线(Universal Serial BUS；以下简称：USB)接口、“RS232”接口等发送到主机，在主机上的识别程序感知这些输入信息后，可以将它们转换为相应的各种控制符号，从而实现对主机的控制和操作，如文字或形状识别、绘图和快捷键调用等。
采用上述技术方案，电磁笔不仅可以按照手写频率输出电磁信号以进行手写输入，还可以电磁信号的频率表征电磁笔与显示屏的接触压力，从而可以进一步体现手写笔画的粗细等特征。
为优化电磁笔发射电磁信号的性能，在电磁笔中还可以设置其他电阻、电容和晶体管等电气元件，例如图1所示，调节电容C2可以用于将LC谐振频率调整到一个适当的、不易受到外界噪声频率干扰的固有频率上。
本发明实施例所提供的电磁笔，属于一种坐标输入笔，且是具有变频能力的多功能坐标输入笔，不仅能够通过频率来指示输入笔的坐标位置，而且还能够通过变化频率实现特殊功能的控制，向天线阵列板、识别电路等提供除坐标和笔压信息以外的其他控制信息。不同频率的电磁信号可以转换为不同的输入命令，例如，可以通过按钮启动某个应用软件，例如笔势软件、绘图软件等，也可能通过按钮启动应用软件中的某个功能，例如在绘图软件中换墨水、换笔迹等。
电磁笔具备变频功能，也可以进一步支持多根电磁笔同时操作的情况，可以通过按钮使电磁笔发射不同频率的电磁信号，使电磁信号得以区分，避免控制混乱的现象发生，以满足多根电磁笔同时操作、控制系统的功能。
第二实施例
图3为本发明第二实施例提供的电磁笔的电路原理图，本实施例可以第一实施例为基础，电源(Power)可以采用电池，例如常见的干电池或充电电池。并联连接的基准电感L1和基准电容C1连接在电池的供电电路之中，且进一步在电磁笔的供电电路中连接有电源控制回路，如图3中虚线框所示。为获取电磁笔的正常工作电压，例如5伏(V)，通常需对电池电压作升压处理。该电源控制回路的基本结构包括升压单元、第一晶体管Q3、第二晶体管Q2以及充放电电容，本实施例中充放电电容为并联连接的三个电容C21、C22和C23。
升压单元连通基准电感L1和基准电容C1与供电电路，可以在不具有升压功能时实现电池与供电电路的导通。该升压单元上连有一使能端(ENB)，在使能端(ENB)输入使能信号时升压单元的升压功能开始工作。
第一晶体管Q3与升压单元相连，用于在导通时产生使能信号传输给升压单元，以开启升压单元的升压功能。具体的，第一晶体管Q3的集电极c连接电池的正极，其发射极e连接升压单元的使能端。当第一晶体管Q3导通时，其发射极e的电位升高，即使能端产生了高电平的使能信号。
第二晶体管Q2与第一晶体管Q3相连，用于在第二晶体管Q2导通时将第一晶体管Q3导通。具体的，第二晶体管Q2的集电极c和发射极e连接在第一晶体管Q3的基极b和地线之间，第二晶体管Q2的基极b通过一个二极管D1和各个控制开关S8、S9和Sn分别连接在供电电路中。
充放电电容C21、C22和C23通过控制开关S8、S9和Sn连接在供电电路中，用于当控制开关S8、S9和Sn中任一个闭合时由供电电路进行充电，且当控制开关S8、S9和Sn均断开时向第二晶体管Q2供电以维持第二晶体管Q2导通。
下面具体介绍电源控制回路的工作原理：
当电磁笔处于未工作的状态时，基准电感L1和基准电容C1的正极，可称为工作电压极(VCC)，通过升压单元与电池的正极连通。具体可以通过升压单元中的一个二极管导通。此时第二晶体管Q2的基极b和发射极e均为低电位，因此第二晶体管Q2断开，则第二晶体管Q2的集电极c处于高电位。同时，第一晶体管Q3的集电极c为高电位，发射极e通过一电容C24接地，因此第一晶体管Q3断开，使能端为低电平，升压单元不具有升压功能，所以不能驱动基准电感L1和基准电容C1发射电磁信号。
当有任意控制按钮被按下，对应的控制开关闭合的时候，电池的电压会通过电阻R5和电阻R6耦合到第二晶体管Q2，使第二晶体管Q2导通，从而将第一晶体管Q3的基极b电位拉低，使第一晶体管Q3导通，从而在第一晶体管Q3的发射极e产生高电平，使使能端的信号为高电平，即输入使能信号，从而开启升压单元的升压功能。与此同时，三个充放电电容C21、C22和C23被充电。
在开启电磁笔操作以后，当不按控制按钮时，控制开关断开，由充放电电容C21、C22和C23放电来保持第二晶体管Q2的导通，此保持时间可以通过选择充放电电容C21、C22和C23的电容值而确定，例如保持时间可以持续20分钟，或者其他设定的时间长度。在此段时间过后，如果始终未按动控制按钮来连接控制开关，当充放电电容C21、C22和C23放电完毕时，第二晶体管Q2断开，即视为电磁笔已经停止工作，随即第一晶体管Q3断开，使能端为低电平，升压单元的升压功能被关闭，基准电感L1和基准电压C1不再发射电磁信号，从而达到省电的目的。
在上述电源控制回路中还可以包括一低电压检测单元，连接在供电电路中，具体可以与升压单元集成在一起，用于检测供电电路，尤其是电池的电压，当供电电路的电压小于设定电压值时即发出提示信号。例如当检测到电池电压下降到0.9V以下，低电压检测单元可以检测到此低电压，随后会点亮一个发光二极管(Light Emitting Diode；以下简称：LED)，提示用户更换电池。
本实施例在电磁笔中加入了电源控制回路，采用有源输入笔的方式，可以解决无源输入笔方式时，天线阵列线圈密集成本高，且天线阵列板需不断发射电磁波而消耗过多电能的问题。通过设置电源控制回路，可以使电磁笔在不工作时自动关断电源，避免电能浪费，使工作耗电低于1毫安(mA)，对于一节碱性电池而言，可以连续使用400小时以上，避免用户频繁换用电池的问题。上述电路结构设计简单，成本低，并且可以对应减小天线阵列板一侧所需的耗电量，对于便携式产品而言可以减小耗电设备，使产品轻薄化。
或者，本发明中电源控制回路也可以采用其他方式来控制电源，例如设置一个振动开关，串联在供电电路中，在电磁笔被使用的时候，振动开关能够检测到电磁笔的振动而保持闭合状态，从而使供电电路导通供电，当电磁笔被放置不使用时，则振动开关在无法识别到振动时即关断供电电路来节电。
第三实施例
图4为本发明第三实施例提供的电磁信号发射方法的流程图，本实施例可以由本发明的电磁笔来实施，具体包括如下步骤：
步骤A10、电磁笔借助于并联连接的基准电感和基准电容发射手写频率的电磁信号，以输入手写符号；
步骤A20、电磁笔发射控制频率的电磁信号，以输入控制符号。
采用本实施例的技术方案，可以通过改变电磁笔发射电磁信号的频率来切换电磁笔在天线阵列板上的输入方式，该方法简单易行，可以方便的使电磁笔具有多种输入模式，至少包括输入手写符号和输入控制符号的模式。在不同模式下，电磁笔的滑动轨迹或者电磁信号的频率可以具有不同的含义，则丰富了电磁笔的手写输入功能。
电磁笔所发射的电磁信号是由基准电感和基准电容谐振发射的，通过改变基准电感和基准电容的参数即可以改变频率，具体方式有多种，例如，电磁笔可以在发射手写频率电磁信号的基准电感和基准电容上并联至少一个控制电容，以发射由基准电感、基准电容以及控制电容确定的控制频率的电磁信号。或者也可以通过减小电容值、增大或减小电感值、增设控制电阻等方式来改变电磁信号的频率。
电磁笔发射控制频率的电磁信号，以输入控制符号的方式可以具体为：
电磁笔发射控制频率的电磁信号，通过在控制频率的设定范围内改变电磁信号的频率值来输入控制符号，不同的控制频率值代表不同的控制符号。
或者，电磁笔通过在控制频率下改变电磁笔的滑动轨迹来输入控制符号。
电磁笔也可以结合控制频率和滑动轨迹来输入控制符号。
第四实施例
图5为本发明第四实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图。本实施例的电磁信号处理装置即可以作为连接到天线阵列上接收并识别电磁信号的装置，具体包括接收识别模块10、手写输入模块20和控制输入模块30。其中，接收识别模块10用于通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号，识别电磁信号的频率；手写输入模块20用于当接收识别模块10的识别结果为电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；控制输入模块30用于当接收识别模块10的识别结果为电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
采用本实施例的技术方案，当接收到电磁信号之后，由接收识别模块首先识别电磁信号的频率，通过比较可以确定电磁信号的频率在哪个设定的频率范围内，根据频率识别结果即可以确定目前电磁笔的输入模式。
在上述技术方案的基础上，接收识别模块10可以具体包括接收单元11和频率识别单元12。接收单元11用于通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号；频率识别单元12用于识别电磁信号的频率。接收识别模块10还可以包括轨迹识别单元13。轨迹识别单元13用于识别电磁笔的滑动轨迹，将滑动轨迹提供给手写输入模块20和/或控制输入模块30作为转换手写符号或控制符号的依据。进而，电磁信号处理装置可以相应地将电磁笔在显示屏上的滑动轨迹转换为手写符号或控制符号来输入。
本实施例的技术方案可以丰富电磁感应式手写输入的功能，以频率转换来方便地切换电磁笔的输入模式。
在上述技术方案的基础上，该手写输入模块20可以具体包括压力识别单元21和手写输入单元22。其中，压力识别单元21用于当识别到电磁信号的频率在手写频率的范围内时，计算电磁信号的频率与手写基准频率之间的差值，根据差值识别电磁笔的手写压力；手写输入单元22用于根据滑动轨迹和手写压力生成手写符号以输入。
上述方案中，电磁信号的频率可以在手写基准频率的基础上叠加了手写压力频率，例如上述实施例所述，当电磁笔的笔尖按触显示屏时，通过改变磁芯的位置而改变了基准电感值，从而改变了电磁信号的频率。在识别到电磁信号的频率属于手写频率的范围后，进一步识别手写压力频率，即识别电磁笔按触显示屏的压力，进而根据滑动轨迹和手写压力生成手写符号，可以丰富手写符号的输入信息。
在上述技术方案的基础上，控制输入模块30具体包括符号匹配单元31、程序识别单元32和控制输入单元33。其中，符号匹配单元31用于当识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，将滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配，快捷符号可以预先存储，例如“←”、“↑”、“↓”、“→”、“＞”和“)”等，按照模糊识别等技术可以将输入的滑动轨迹与快捷符号进行匹配，作为控制功能输入的滑动轨迹可以由简单易记的笔画组成，可以通过点击或滑动来输入，一般设置至少移动10毫米为滑动；程序识别单元32用于当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，识别当前运行程序的标识，即识别与该电磁信号处理装置相连的PC机或控制器上当前运行程序的标识；控制输入单元33用于根据当前运行程序的标识和快捷符号，查询获取对应的控制符号并传输给当前运行程序以执行控制操作。不同的快捷符号对应不同的运行程序可以具有不同的控制意义，例如，当前运行程序为“Word”文字处理程序时，“↑”和“↓”可以代表上下滚动页面。当前运行程序为“Windows MediaPlayer”媒体播放器时，“←”和“→”可以代表上一首歌曲，下一首歌曲，“↑”和“↓”可以控制音量的增大和减小，“＞”和“)”可以用来控制播放的开始和暂停。目前已有多种应用程序具备快捷键输入控制程序的功能，例如，“Windows Media Player”、图像和传真查看器、“Windows InternetExplorer”、“Outlook Express”、“Microsoft Office-PowerPoint”、“Microsoft Office-Word”、“Adobe Reader”等。本实施例的电磁信号处理装置可以直接将手写输入的符号转换为相应的控制符号输入给应用程序进行控制，无须对现有应用程序进行改进。通过丰富快捷符号、控制符号的预存库即可扩展命令的数量，扩展性能良好。
第五实施例
图6为本发明第五实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图，本实施例与上述第四实施例的区别在于，控制输入模块30具体包括符号匹配单元31和键盘输入单元34。其中，符号匹配单元31用于当识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，将滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；键盘输入单元34用于当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，产生对应的键盘输入信号作为控制符号，键盘输入信号可以传输给当前运行程序以执行控制操作。
本实施例可以直接将手写输入的符号转换为键盘输入的符号，例如将与“←”、“↑”、“↓”和“→”快捷符号匹配一致的滑动轨迹转换为键盘上的上、下、左、右键输入，相当于按动键盘输入，产生键盘输入对当前运行程序的控制。
本实施例可以方便用户的输入控制，且便于记忆，有利于操作。
类似的，控制输入模块具体还可以包括：鼠标输入单元。鼠标输入单元用于当识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，根据电磁信号产生对应的鼠标输入信号，将鼠标输入信号作为控制符号进行输入。例如，可以根据不同的控制频率值来对应输入鼠标的左键单击、右键单击、左键双击等输入信号。或者可以结合控制频率与电磁笔的滑动轨迹来对应输入不同的鼠标输入信号。
或者，该控制输入模块还可以包括：安全控制单元。安全控制单元用于当识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，根据电磁信号产生对应的加密信号、解密信号、屏幕保护信号或磁盘锁定信号等安全控制信号，将其作为控制符号进行输入。可以根据不同的控制频率值来对应输入不同的安全控制信号，例如加密信号、解密信号、屏幕保护信号或磁盘锁定信号等。或者结合控制频率与电磁笔的滑动轨迹来确定。安全控制信号可以是用户设定的，也可以是计算机内部特有的安全控制操作。可以根据需要来修改计算机的基本输入输出系统(BIOS)信息，从而使计算机能够接收电磁笔经电磁信号处理装置转换输入的丰富多样的控制符号，进而实现对计算机丰富的控制功能。
第六实施例
图7为本发明第六实施例提供的电磁信号处理装置的结构示意图，本实施例与上述第四实施例的区别在于，控制输入模块30具体包括：优先级识别单元35和顺序输入单元36。其中，优先级识别单元35用于当识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内，且接收到多个电磁信号时，识别各电磁信号的频率所属频率范围的优先级；顺序输入单元36用于根据识别到的优先级将滑动轨迹转换为控制符号，并按照优先级顺序输入给当前运行程序或控制器等。
本实施例的技术方案适用于采用多根电磁笔同时发射电磁信号进行输入的情况。多根电磁笔同时发射不同频率的电磁信号，则优先级识别单元首先识别各电磁信号的滑动轨迹和频率，而且确定频率所属的优先级。不同的优先级可以对应不同的预存快捷符号，对应不同的处理方式。顺序输入单元将根据电磁信号的优先级转换控制符号。
本实施例的技术方案可以支持多电磁笔同时输入的情况，可以通过按钮使电磁笔发射不同频率的电磁信号，进而对电磁信号的优先级加以区分，避免重复控制或矛盾控制现象的发生。例如，当电磁笔模拟鼠标输入功能时，光标应随电磁笔的笔尖一同移动，但是当使用多根电磁笔时，就会出现光标随机移动的现象。采用本实施例的变频技术，电磁信号处理装置可以根据频率识别电磁笔的优先级，选择其中一种频率的电磁信号作为主功能笔，其他笔为从功能笔，当同时输入控制符号时，会首先输入主功能笔的动作，当主功能笔无动作时再输入下一优先级的电磁信号的控制符号。或者可以间歇式采用各根电磁笔的电磁信号。这样可以区别控制顺序，以满足多根电磁笔同时操作、控制系统的功能。
第七实施例
图8为本发明第七实施例提供的电磁信号处理方法的流程图，本实施例具体可以由上述电磁信号处理装置来执行，包括如下步骤：
步骤B10、电磁信号处理装置通过天线阵列接收电磁信号，识别电磁信号的频率；
步骤B20、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；
步骤B30、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
上述技术方案可以通过改变电磁信号的频率来切换输入模式，在控制频率的范围内，不同频率值的电磁信号可以对应不同的控制符号，改变发射频率即可以改变控制功能。则输入控制符号具体可以为根据电磁信号的频率值查询获取对应的控制符号以输入。
进一步的，电磁信号可以是由电磁笔发射的，在接收到电磁笔发射的电磁信号之后，还可以包括识别发射电磁信号的电磁笔的滑动轨迹的操作，结合电磁信号的频率和电磁笔的滑动轨迹来确定手写符号或控制符号。控制符号的内容可以更为丰富。
在上述方案的基础上，步骤B20可以具体为：
步骤B21、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在手写频率的范围内时，计算电磁信号的频率与手写基准频率之间的差值，根据差值识别电磁笔的手写压力；
步骤B22、电磁信号处理装置根据滑动轨迹和手写压力生成手写符号以输入。
上述方案可以进一步丰富输入手写符号的信息，不仅包括电磁笔的滑动轨迹，还包括电磁笔按触显示屏的压力信息。
在上述方案的基础上，步骤B30可以具体为：
步骤B31a、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，电磁信号处理装置将滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
步骤B32a、当电磁信号处理装置匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，识别当前运行程序的标识；
步骤B33a、电磁信号处理装置根据当前运行程序的标识和快捷符号，查询获取对应的控制符号并传输给当前运行程序以执行控制操作。
采用上述技术方案，可以根据当前所运行程序转换对应的控制符号对程序进行控制，丰富了电磁感应式输入的控制功能，提高了手写输入控制的便捷性。控制符号可以根据当前运行程序对应生成，不必对应用程序进行改进，仅需改进预存的控制符号预存库即可，扩展简便。
第八实施例
图9为本发明第八实施例提供的电磁信号处理方法的流程图，本实施例可以上述第七实施例为基础，且步骤B30具体包括下述步骤：
步骤B31b、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，电磁信号处理装置将滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
步骤B32b、当电磁信号处理装置匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，产生对应的键盘输入信号作为控制符号进行输入。键盘输入信号可以传输给当前运行程序以执行控制操作。
在上述方案的基础上，产生对应的键盘输入信号作为控制符号进行输入具体可以包括：
电磁信号处理装置产生对应的键盘输入信号作为控制符号，将控制符号传输给当前运行程序；
当前运行程序接收到控制符号时，在预设快捷控制表中进行匹配，当匹配到一致的控制符号时，执行相应的操作。
本实施例可以将电磁笔输入的滑动轨迹直接转换为键盘输入，相当于用键盘输入来控制当前运行的应用程序，便于实施快捷操作。
与上述方案类似，输入控制符号还可以具体包括下述步骤：根据电磁信号产生对应的鼠标输入信号，将鼠标输入信号作为控制符号进行输入。
或者，输入控制符号还可以具体为：根据电磁信号产生对应的加密信号、解密信号、屏幕保护信号或磁盘锁定信号等安全控制信号，将其作为控制符号进行输入。
可以根据不同的控制频率值来对应输入鼠标的左键单击、右键单击、左键双击等输入信号，或者是各种安全控制信号。也可以结合控制频率与电磁笔的滑动轨迹来对应输入不同的鼠标输入信号或安全控制信号。
安全控制信号可以是用户设定的，也可以是计算机内部特有的安全控制操作。可以根据需要来修改计算机的基本输入输出系统(BIOS)信息，从而使计算机能够接收电磁笔经电磁信号处理装置转换输入的丰富多样的控制符号，进而实现对计算机丰富的控制功能。
第九实施例
图10为本发明第九实施例提供的电磁信号处理方法的流程图，本实施例可以上述第七实施例为基础，且步骤B10中通过天线阵列接收多根电磁笔分别发射的电磁信号，则步骤B30具体包括下述步骤：
步骤B31c、当电磁信号处理装置识别到电磁信号的频率在控制频率的范围内时，识别各电磁信号的频率所属频率范围的优先级；
步骤B32c、电磁信号处理装置根据识别到的优先级将各电磁笔的电磁信号分别转换为控制符号，例如根据频率值和滑动轨迹来转换控制符号，而后可以按照优先级顺序输入。
采用本实施例的技术方案可以支持多根电磁笔的同时操作，以电磁信号的频率区分各电磁笔的控制优先级，按照优先级来转换控制符号并顺序输入，从而避免多根电磁笔控制时发生的冲突现象。
第十实施例
本发明第十实施例提供一种电磁感应设备，包括本发明任一实施例的电磁笔以及本发明任一实施例的电磁信号处理装置，且还包括天线阵列、显示面板和控制处理器。天线阵列与电磁信号处理装置相连，用于接收电磁笔发射的电磁信号并传输给电磁信号处理装置进行识别，电磁信号处理装置与控制处理器相连，用于将识别到的手写符号或控制符号输入控制处理器，控制处理器具体可以为CPU等处理装置。天线阵列可以叠加在显示面板上作为触摸屏结构。
本发明实施例所使用的天线阵列可以与任何控制面板叠合在一起，通常可以集成在手写板、专业绘图板、计算机、PDA、手机等具有显示屏的终端内，可以根据需要设置在显示屏的前面或后面，电磁信号处理装置可以硬件和/或软件的形式设置在终端中，且可以与终端内的操作系统相连，传输控制符号和手写符号，操作系统的形式不限，例如可以是“Windows”、“Linux”、“Mac”等。本发明实施例的电磁感应设备可以具体为笔记本、台式计算机等设备。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (29)

1、一种电磁笔，其特征在于，包括：
设置在电磁笔壳体中，且并联连接的基准电感和基准电容，用于发射手写频率的电磁信号；
至少一个控制电容，与所述基准电容并联；
所述控制电容串联一控制开关，所述控制开关的闭合或断开用于连通或切断所述控制电容与所述基准电容的连接，从而发射控制频率的电磁信号。
2、根据权利要求1所述的电磁笔，其特征在于，还包括：
至少一个控制按钮，设置在所述电磁笔壳体上，与所述控制开关相连，用于使所述控制开关闭合或断开。
3、根据权利要求1或2所述的电磁笔，其特征在于：
所述基准电感包括磁芯和电感线圈，所述电感线圈缠绕所述磁芯，且所述磁芯借助于一弹性装置弹性顶持伸出所述电磁笔壳体的笔尖；当所述磁芯沿所述电感线圈的轴线运动时改变电感参数，以改变发射的电磁信号的频率。
4、根据权利要求1所述的电磁笔，其特征在于：
并联连接的基准电感和基准电容连接供电电路，且在供电电路中连接有电源控制回路，所述电源控制回路包括：
升压单元，连通所述基准电感和基准电容与供电电路；
第一晶体管，与所述升压单元相连，用于在导通时产生使能信号传输给所述升压单元，以开启所述升压单元的升压功能；
第二晶体管，与所述第一晶体管相连，用于在第二晶体管导通时将所述第一晶体管导通；
充放电电容，通过所述控制开关连接在所述供电电路中，用于当所述控制开关闭合时由所述供电电路进行充电，且当所述控制开关断开时向所述第二晶体管供电以维持所述第二晶体管导通。
5、根据权利要求4所述的电磁笔，其特征在于，所述电源控制回路还包括：
低电压检测单元，连接在所述供电电路中，用于检测供电电压，当所述供电电路的电压小于设定电压值时发出提示信号。
6、根据权利要求1所述的电磁笔，其特征在于：
并联连接的基准电感和基准电容连接在供电电路中，且在供电电路中连接有一振动开关，所述振动开关在检测到电磁笔的振动时连通所述供电电路。
7、一种电磁信号发射方法，其特征在于，包括：
电磁笔借助于并联连接的基准电感和基准电容发射手写频率的电磁信号；
所述电磁笔发射控制频率的电磁信号。
8、根据权利要求7所述的电磁信号发射方法，其特征在于，所述电磁笔发射控制频率的电磁信号具体包括：
所述电磁笔在发射手写频率电磁信号的基准电感和基准电容上并联至少一个控制电容，发射由基准电感、基准电容以及所述控制电容确定的控制频率的电磁信号。
9、根据权利要求7所述的电磁信号发射方法，其特征在于，所述电磁笔发射控制频率的电磁信号具体包括：
所述电磁笔在控制频率的设定范围内改变电磁信号的频率值，以输入控制符号，或在控制频率下改变所述电磁笔的滑动轨迹来输入控制符号。
10、一种电磁信号处理装置，其特征在于，包括：
接收识别模块，用于通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号，识别所述电磁信号的频率；
手写输入模块，用于当识别到所述电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；
控制输入模块，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
11、根据权利要求10所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述接收识别模块包括：
接收单元，用于通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号；
频率识别单元，用于识别所述电磁信号的频率。
12、根据权利要求11所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述接收识别模块还包括：
轨迹识别单元，用于识别所述电磁笔的滑动轨迹。
13、根据权利要求12所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述手写输入模块包括：
压力识别单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在手写频率的范围内时，计算所述电磁信号的频率与手写基准频率之间的差值，根据所述差值识别所述电磁笔的手写压力；
手写输入单元，用于根据所述滑动轨迹和手写压力生成手写符号以输入。
14、根据权利要求12所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述控制输入模块具体包括：
符号匹配单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，将所述滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
程序识别单元，用于当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，识别当前运行程序的标识；
控制输入单元，用于根据当前运行程序的标识和所述快捷符号，查询获取对应的控制符号并传输给所述当前运行程序以执行控制操作。
15、根据权利要求12所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述控制输入模块具体包括：
符号匹配单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，将所述滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
键盘输入单元，用于当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，产生对应的键盘输入信号作为控制符号进行输入。
16、根据权利要求10所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述控制输入模块具体包括：
鼠标输入单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，根据所述电磁信号产生对应的鼠标输入信号，将所述鼠标输入信号作为控制符号进行输入。
17、根据权利要求10所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述控制输入模块具体包括：
安全控制单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，根据所述电磁信号产生对应的加密信号、解密信号、屏幕保护信号或磁盘锁定信号，将其作为控制符号进行输入。
18、根据权利要求12所述的电磁信号处理装置，其特征在于，所述控制输入模块具体包括：
优先级识别单元，用于当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内，且接收到多个电磁信号时，识别各所述电磁信号的频率所属频率范围的优先级；
顺序输入单元，用于根据识别到的优先级将滑动轨迹转换为控制符号，并按照优先级顺序输入。
19、一种电磁信号处理方法，其特征在于，包括：
通过天线阵列接收电磁信号，识别所述电磁信号的频率；
当识别到所述电磁信号的频率在手写频率的范围内时，输入手写符号；
当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号。
20、根据权利要求19所述的电磁信号处理方法，其特征在于，接收到电磁信号之后，还包括：
识别发射所述电磁信号的电磁笔的滑动轨迹。
21、根据权利要求20所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入手写符号具体包括：
计算所述电磁信号的频率与手写基准频率之间的差值，根据所述差值识别所述电磁笔的手写压力；
根据所述滑动轨迹和手写压力生成手写符号以输入。
22、根据权利要求19所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入控制符号具体包括：
根据所述电磁信号的频率值查询获取对应的控制符号以输入。
23、根据权利要求20所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入控制符号具体包括：
将所述滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，识别当前运行程序的标识；
根据当前运行程序的标识和所述快捷符号，查询获取对应的控制符号并传输给所述当前运行程序以执行控制操作。
24、根据权利要求20所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入控制符号具体包括：
将所述滑动轨迹与预设的快捷符号进行匹配；
当匹配到与滑动轨迹一致的快捷符号时，产生对应的键盘输入信号作为控制符号进行输入。
25、根据权利要求24所述的电磁信号处理方法，其特征在于，产生对应的键盘输入信号作为控制符号进行输入具体包括：
产生对应的键盘输入信号作为控制符号，将所述控制符号传输给当前运行程序；
当前运行程序接收到所述控制符号时，在预设快捷控制表中进行匹配，当匹配到一致的控制符号时，执行相应的操作。
26、根据权利要求19所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入控制符号具体包括：
根据所述电磁信号产生对应的鼠标输入信号，将所述鼠标输入信号作为控制符号进行输入。
27、根据权利要求19所述的电磁信号处理方法，其特征在于，输入控制符号具体包括：
根据所述电磁信号产生对应的加密信号、解密信号、屏幕保护信号或磁盘锁定信号，将其作为控制符号进行输入。
28、根据权利要求19所述的电磁信号处理方法，其特征在于，通过天线阵列接收多根电磁笔分别发射的电磁信号，则当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，输入控制符号具体包括：
当识别到所述电磁信号的频率在控制频率的范围内时，识别所述电磁信号的频率所属频率范围的优先级；
根据识别到的优先级将各电磁笔的电磁信号分别转换为控制符号，并按照优先级顺序输入。
29、一种包括权利要求1～6任一所述的电磁笔和权利要求10～18任一所述的电磁信号处理装置的电磁感应设备，其特征在于：还包括天线阵列、显示面板和控制处理器；所述天线阵列与所述电磁信号处理装置相连，用于接收所述电磁笔发射的电磁信号并传输给所述电磁信号处理装置进行识别；所述电磁信号处理装置与所述控制处理器相连，用于将识别到的手写符号或控制符号输入所述控制处理器。
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Patentee after: Maishiya (Beijing) Science and Technology Co., Ltd.

Address before: 518106, No. 23, third industrial zone, down village, Gongming Town, Shenzhen, Guangdong, Baoan District

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Address after: 523853 third floor, No. 43, Hexi Road, Jinxia community, Chang'an Town, Dongguan City, Guangdong Province

Patentee after: Dongguan lingshang Touch Technology Co.,Ltd.

Address before: 100086, 23 floor, block B, digital building, No. 2 South Avenue, Beijing, Haidian District, Zhongguancun

Patentee before: MY3IA (Bei Jing) Technology Ltd.