CN102135847B - 电磁手写板、电磁手写装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁手写板、电磁手写装置和电子设备，属于电磁手写领域。本发明的用于电磁手写装置的电磁手写板，电磁手写装置包括电磁手写板和电磁笔，电磁手写板包括天线板和信号处理模块，天线板包括：多条发送线圈，其向外发送激励信号；以及多条接收线圈，其接收电磁笔在激励信号的激励下产生的感应信号，并传送给信号处理模块进行处理；其中，位于天线板周边部的至少一条发送线圈的匝数比位于天线板中心部的发送线圈的匝数多。本发明通过提高天线板周边部的发送线圈的匝数，提高了周边部的感应能量，从而提高周边部的感应距离，并且降低周边部的噪声干扰，可以广泛应用于电磁手写领域。
Description
技术领域
本发明属于电磁手写领域，具体地涉及一种电磁手写板、电磁手写装置和电子设备。
背景技术
电磁手写板是一种可由电磁笔直接书写或绘图的输入装置，其具有手写功能、定位精度高并能检测电磁笔使用时的压力大小、具有足够的感应距离等优点，因而倍受市场青睐，被广泛应用于电子阅读器（即，所谓的“电子书”）、手写电脑（Tablet PC）、手机等电子设备。
随着计算机技术的发展，目前已有在液晶屏幕上结合的电磁手写板，使得用户可直接在这样的液晶屏幕上书写或绘图，不再需要外接电磁手写板。并且，液晶屏幕上所使用的电磁手写板，其技术原理与一般的电磁手写板相同。
在现有技术中，在设计时电磁手写板中线圈的布局情况直接影响了能量的分布情况。
图1是现有技术中电磁手写板的天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。如图1所示，X1，X2，…，Xj，Xk表示在沿水平方向布置的发送线圈，控制信号最终通过第一放大器103后控制第一多路选择器（MUX1）101选通具体的发送线圈，向外发送电磁波。
图2是现有技术中电磁手写板的天线板上沿竖直方向布置接收线圈的示意图。如图2所示，Y1，Y2，…，Yj，Yk表示在沿竖直方向布置的接收线圈，第二多路选择器（MUX2）102选通接收线圈接收感应信号并经过第二放大器104进行后续的处理。
图1和图2所示的现有技术中的发送线圈和接收线圈是均匀布局的，具体讲，各线圈的匝数相等，并且相邻线圈之间的间距也相等。这样，发送线圈发出的能量分布也是均匀的，在天线板周边部的感应能量远远小于天线板中心部的感应能量，因此在同样的外界干扰情况下，周边部更容易受噪声影响。
为了保证电磁手写板的天线板上的接收线圈和发射线圈中每个线圈感应产生的电磁波具有一致性，目前在设计时都采用上述等匝数、等间距的布线设计，但是这种设计也直接导致了目前电磁手写板周边部能量要远远低于手写板中心部的情况。由于能量低，同样的电磁笔进入天线板区域后，在周边部能感应到电磁信号的距离远远小于在天线板中心部能感应到电磁信号的距离。这将导致在电磁笔离天线板同样距离的情况下，当电磁笔位于天线板周边部附近时无法被检测到，极易引起误操作、误触发，给用户带来困扰。
传统天线板线圈等匝数、等间距的布线设计不仅导致周边部能量的减弱，更导致天线板四角处能量的减弱，使得天线板四角处能量低，极易受噪声干扰。
发明内容
为了解决天线板周边部感应能量低的技术问题，本发明提出了一种电磁手写板、电磁手写装置和电子设备。
本发明的用于电磁手写装置的电磁手写板，电磁手写装置包括电磁手写板和电磁笔，电磁手写板包括天线板和信号处理模块，天线板包括：发送线圈，其向外发送激励信号；以及接收线圈，其接收电磁笔在激励信号的激励下产生的感应信号，并传送给信号处理模块进行处理；其中，位于天线板周边部的至少一条发送线圈的匝数比位于天线板中心部的发送线圈的匝数多。
本发明的电磁手写装置，包括：上述电磁手写板；以及电磁笔，其感应激励信号，发出感应信号。
本发明的电子设备，其包括：上述电磁手写板。
本发明的电磁手写板、电磁手写装置和电子设备，通过使位于天线板周边部的至少一条发送线圈的匝数比位于天线板中心部的发送线圈的匝数多，提高了周边部的感应能量，从而提高周边部的感应距离，并且降低周边部的噪声干扰。
附图说明
图1是现有技术中电磁手写板的天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。
图2是现有技术中电磁手写板的天线板上沿竖直方向布置接收线圈的示意图。
图3是本发明的一个实施方式的电磁手写装置的示意图。
图4是本发明的一个实施方式中天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。
图5是本发明的一个实施方式中天线板上沿竖直方向布置接收线圈的示意图。
图6是本发明的另一个实施方式中天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。
图7是本发明的一个实施方式的电磁手写装置的电路结构框图。
附图标记：天线板6、信号处理模块7、电磁笔8、第一多路选择器101、第二多路选择器102、第一放大器103、第二放大器104、信号发生器16、信号处理器17、积分电路18、模数转换器19、中央处理器20。
具体实施方式
下面，结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
图3是本发明的一个实施方式的电磁手写装置的示意图。
如图3所示，本实施方式的电磁手写装置包括电磁手写板和电磁笔8，电磁手写板包括天线板6和信号处理模块7。
本发明以天线板上沿水平方向布置发送线圈，沿竖直方向布置接收线圈为具体实施例，当然，在实际布线时也可以沿竖直方向布置发送线圈，沿水平方向布置接收线圈，均不影响本发明的技术方案。
图4是本发明的一个实施方式中天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。图5是本发明的一个实施方式中天线板上沿竖直方向布置接收线圈的示意图。
如图4和图5所示，天线板6包括多条发送线圈X1，X2，…，Xj，Xk，以及多条接收线圈Y1，Y2，…，Yj，Yk。多条发送线圈X1，X2，…，Xj，Xk用于向外发送激励信号。多条接收线圈Y1，Y2，…，Yj，Yk用于接收电磁笔8在激励信号的激励下产生的感应信号，并传送给信号处理模块7进行处理。
如图4所示，位于天线板6周边部的至少一条发送线圈的匝数比位于天线板中心部的发送线圈的匝数多。优选地，位于天线板6周边部的至少一条发送线圈的匝数为位于天线板6中心部的发送线圈的匝数的多倍。优选地，位于天线板6中心部的发送线圈为多条；各条位于天线板6中心部的发送线圈的匝数相等；相邻的位于天线板6中心部的发送线圈的间距相等。在本实施方式中，位于天线板6左侧的发送线圈X1、X2和位于天线板6右侧的发送线圈Xj、Xk的匝数具体为位于天线板6中心部的其他发送线圈X3、X4、…、Xi的匝数的3倍，这里的倍数也可以是2、4或其他大于或等于2的自然数；多条发送线圈X1、X2、…、Xj、Xk中相邻发送线圈的间距相等。
如图5所示，接收线圈Y1、Y2、…、Yj、Yk是均匀布局的，具体讲，各接收线圈的匝数相等，并且相邻线圈之间的间距也相等。
实验验证采用本实施方式的布线方式可以有效地提高周边部的能量。所述天线板周边部的发送线圈的匝数根据所述天线板上线圈之间的间距来确定，即在具体实现过程中，天线板周边部的发送线圈所占的面积不能超过天线板上线圈之间的间距。例如，在天线板6中所有的发送线圈X1、X2、…、Xj、Xk匝数均为2时，天线板6中心部能感应到电磁笔8的距离约为10mm，而周边部能感应到电磁笔8的距离仅为4mm。若采用本实施方式的上述布线方式，保持天线板6中心部所有发送线圈X3、X4、…、Xi匝数为2不变，将周边部发送线圈X1、X2、以及Xj、Xk这四条发送线圈的匝数增加为4的情况下，实际测得天线板6周边部能感应到电磁笔8的距离约为9mm。
图6是本发明的另一个实施方式中天线板上沿水平方向布置发送线圈的示意图。
如图6所示，天线板6四角处的相应发送线圈在天线板6四角处绕成多圈。所述天线板四角处所缠绕线圈的圈数由所述天线板上线圈之间的间距决定，即在具体实现过程中，天线板四角处的发送线圈所占的面积不能超过天线板上线圈之间的间距。在本实施方式中，保持接收线圈等匝数、等间距的布线设计不变，将发送线圈X1、X2和发送线圈Xj、Xk这四条线圈分别在各自的靠近天线板6外缘的两角处多绕几圈再形成闭合回路，以达到提高天线板四角能量的目的。具体选择天线板6周边部哪些发送线圈来多绕几圈，可以按照实际情况选择。
实验验证采用本实施方式的布线方式，可以有效地提高天线板6四角处的能量，抑制噪声信号。例如，若采用现有技术中天线板6中线圈的等匝数、等间距的布线设计，在天线板6四角处测得能感应到电磁笔8的距离约为3mm，并且极易引入噪声信号；而采用本实施方式的布线方式，在天线板四角处的发送线圈绕5至6圈时，在四角处测得能感应到电磁笔的距离提高到约为7mm，并且在同样的情况下完全掩盖了噪声信号。
图7是本发明的一个实施方式的电磁手写装置的电路框图。
如图7所示，电磁手写装置包括电磁手写板和电磁笔8。电磁手写板包括天线板6和信号处理模块7。
优选地，信号处理模块7包括第二放大器104、信号处理器17、积分电路18、模数转换器19和中央处理器20。第二放大器104对接收线圈接收的感应信号进行放大，并输出放大信号。信号处理器17对放大信号进行处理。积分电路18对信号处理器17处理后的信号进行积分，输出积分信号。模数转换器19对积分信号进行模数转换，输出数字信号。中央处理器20对数字信号进行处理，得到电磁笔8的包括位置信息和压力信息在内的信息。
如图7所示，信号处理模块7还包括第二多路选择器（MUX2）102，第一多路选择器（MUX1）101，信号发生器16和第一放大器103。在中央处理器20的控制下，信号发生器16生成激励信号，经第一放大器103放大后，通过第一多路选择器101对发送线圈进行选通，以使具体的发送线圈向外发送电磁波。电磁笔8感应到发送线圈发送的电磁波后，发出感应信号，第二多路选择器102选通接收线圈接收感应信号，并输出给第二放大器104，进行上述的后续处理。
在本发明的具体实施方式中，电子设备包括上述电磁手写板或电磁手写装置。电子设备可以是电子阅读器、手写电脑或手机等。
以上详细说明了本发明的具体实施方式，然而，本领域技术人员可以对上述具体实施方式进行适当修改、变形和合并，以达到本发明的目的。
Claims (10)
1.一种用于电磁手写装置的电磁手写板，其特征在于，所述电磁手写装置包括：电磁手写板和电磁笔，所述电磁手写板包括天线板和信号处理模块，所述天线板包括：
发送线圈，其向外发送激励信号；以及
接收线圈，其接收所述电磁笔在所述激励信号的激励下产生的感应信号，并传送给所述信号处理模块进行处理；
其中，
位于所述天线板周边部的至少一条所述发送线圈的匝数比位于所述天线板中心部的所述发送线圈的匝数多。
2.根据权利要求1所述的电磁手写板，其特征在于：所述天线板周边部的发送线圈的匝数根据所述天线板上线圈之间的间距来确定，且天线板周边部的发送线圈所占的面积不能超过天线板上线圈之间的间距。
3.根据权利要求2所述的电磁手写板，其特征在于：
所述天线板四角处的相应发送线圈在所述天线板四角处缠绕成多圈。
4.根据权利要求2所述的电磁手写板，其特征在于：
所述位于天线板周边部的至少一条发送线圈的匝数为所述位于天线板中心部的发送线圈的匝数的多倍。
5.根据权利要求1所述的电磁手写板，其特征在于：
所述位于天线板中心部的发送线圈为多条；
各条所述位于天线板中心部的发送线圈的匝数和间距相等。
6.根据权利要求1所述的电磁手写板，其特征在于：
各条所述接收线圈的匝数和间距相等。
7.根据权利要求1所述的电磁手写板，其特征在于，所述信号处理模块包括：
放大器，其对所述接收线圈接收的所述感应信号进行放大，输出放大信号；
信号处理器，其对所述放大信号进行处理；
积分电路，其对所述信号处理器处理后的信号进行积分，输出积分信号；
模数转换器，其对所述积分信号进行模数转换，输出数字信号；以及
中央处理器，其对所述数字信号进行处理，得到所述电磁笔的包括位置信息和压力信息在内的信息。
8.一种电磁手写装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1-7中任一项所述的电磁手写板；以及
电磁笔，其感应所述激励信号，发出所述感应信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
根据权利要求1-7中任一项所述的电磁手写板。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于：
所述电子设备为电子阅读器、手写电脑和手机之一。
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