CN102662494B - 触控笔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触控笔，其配合一数字板使用，该触控笔包括：一整流电路、一滤波电容及一稳压电路，整流电路将一交流信号全波整流为一倍频信号，滤波电容将倍频信号滤波为一直流信号，稳压电路将直流信号处理为一恒定的稳压信号，并把该稳压信号供应给该谐振电路产生恒定的载波信号，如此一来，触控笔就不会因为交流信号抖动而影响其输出载波信号的稳定性，数字板也可以准确地转换成正确的坐标位置，避免了数字板转换坐标位置时因载波信号强度强弱不同而出现误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁式触控笔，尤其涉及一种具有恒定电源的被动型触控笔。
背景技术
现有电磁式的触控笔技术分为两种，分别是主动型及被动型。其中，主动型触控笔需安装电池，因此笔的重量较重及体积较大，而被动型触控笔不需安装电池，因此比主动型触控笔较轻巧，在使用上具有优势。
请参阅图1，现有的一种被动型的触控笔91是配合一具有发射/接收功能的数字板92使用，触控笔91包括一接收电路911、一转换电路912及一发射电路913。
接收电路911是感测数字板92发射的一交流信号并储存感应信号，转换电路912将感应信号半波整流及滤波转换为一工作电压，发射电路913再利用该工作电压转换为一预定频率的振荡信号给数字板92；然后，数字板92利用本身的天线回路921可感测触控笔91发出的载波信号，控制器923配合多工器922依据取得的感测信号强弱转换为对应数字板92上的坐标位置。然而，接收电路911会因为触控笔91与数字板92的距离长短而造成储存电能强弱的差异，进而导致转换电路912的整流滤波后的电压不一致，甚至忽高忽低。
请参阅图1及图2，触控笔91于第一时间T1时与数字板92的距离较近，接收电路911的感应信号、转换电路912的半波整流信号及滤波信号(即工作电压)，及发射电路913的振荡信号的振幅较大；然而，触控笔91于第二时间T2时与数字板92的距离较远，使得触控笔91的感应信号降低，半波整流信号、滤波信号及振荡信号的电压振幅也随着变小，如此会导致数字板92接收的载波信号强度强弱不同或有抖动的现象，进而使得数字板92转换坐标位置时造成误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控笔，无论触控笔与数字板的距离长短都可以得到稳定的工作电压，使得触控笔发射稳定的载波信号，进而避免了数字板转换坐标位置时因载波信号强度强弱不同而造成的误差。
为实现上述目的，本发明提供一种触控笔，其配合一数字板使用，该数字板产生的电磁波提供一交流信号的能量，该触控笔包含一感应该能量的第一线圈、一将该第一线圈能量储存为电能的充电电路、一将电能转换为一频率不与该交流信号频率彼此干扰的载波信号的谐振电路，及一将该载波信号发送予该数字板的第二线圈，该触控笔还包括：
一整流电路，该整流电路将该交流信号全波整流为一倍频信号；
一滤波电容，该滤波电容将该倍频信号滤波为一直流信号；及
一稳压电路，该稳压电路处理该直流信号得到一恒定的稳压信号，从而供应恒定的稳压信号给该谐振电路产生恒定的载波信号，并把该载波信号传送给该第二线圈。
该稳压电路包括：
一电阻，该电阻与该滤波电容串联，并与该谐振电路串联；
一稳压组件，该稳压组件与该电阻串联，且对供给该谐振电路的该直流信号进行限压；及
一输出电容，该输出电容并联接于该稳压组件及该谐振电路之间。
该稳压组件是一低压差线性稳压器。
该稳压组件是多数个彼此串联以利用其顺向偏压进行限压的二极管。
该稳压组件是一利用逆向崩溃电压进行限压的齐纳二极管。
本发明的有益效果：本发明提供的触控笔，其利用稳压电路对直流信号进行稳压，得到恒定的稳压信号，并把该稳压信号供应给该谐振电路产生恒定的载波信号，如此一来，触控笔就不会因为交流信号抖动而影响其输出载波信号的稳定性，数字板也可以准确地转换成正确的坐标位置，避免了数字板转换坐标位置时因载波信号强度强弱不同而造成的误差。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有一种被动型的触控笔及数位板的示意图；
图2为图1的触控笔各信号随动作变化的波形图；
图3为本发明触控笔的较佳实施例中触控笔及数字板具有的组件的示意图；
图4为本发明触控笔的电路图；
图5为稳压组件一实施例的电路图；
图6为稳压组件另一实施例的电路图；
图7为本发明触控笔中各信号随动作变化的波形图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3，本发明触控笔可应用于一电磁式输入系统100，该电磁式输入系统100包括一触控笔1及一数字板3，在此电磁式输入系统100中，触控笔1是配合在数字板3上书写，数字板3可侦知及换算触控笔1在数字板3上的坐标位置并输出该信号供外部装置(如：计算机主机)应用。
该数字板3具有一控制单元30、一内部线圈311、一配置于内部线圈311外侧的外部线圈312、一发射处理电路322及一接收处理电路321，其工作原理介绍如下：控制单元30控制发射处理电路322配合外部线圈312将一交流信号的能量给触控笔1，该交流信号的频率为第一频率，此外，控制单元30并控制内部线圈311配合接收处理电路321取得触控笔1发出的电磁信号以进行坐标位置的换算，由于如何计算坐标并非本发明重点，在此不详细说明。
该触控笔1为被动型的触控笔，其包含一第一线圈101、一充电电路11、一整流电路12、一稳压电路13、一谐振电路14及一第二线圈102。其中，第一线圈101用于感应该数字板3的外部线圈312发出的交流信号的电磁波能量，充电电路11将数字板3的电磁波能量转化为电能，谐振电路14将电能转换为一频率不与该交流信号频率彼此干扰的载波信号，该载波信号频率为第二频率，然后，第二线圈102将第二频率的载波信号发送给数字板3，第一频率及第二频率两者可设计为差距极大(例如：第一频率为第二频率的10倍以上)的频带范围，因此，两者可彼此不受干扰及影响。
请参阅图4，触控笔1还包括一并联于整流电路12及稳压电路13之间的滤波电容C1，整流电路12是四个二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路；稳压电路13包括一电阻R1、一稳压组件131及一输出电容C2，电阻R1用于分压，输出电容C2则是用于储存能量。
本发明第一较佳实施例中，稳压组件131是一低压差线性稳压器(LowDropoutRegulator，LDO)，电阻R1与滤波电容C1串联，并与谐振电路14串联；稳压组件131与电阻R1串联，且对供给谐振电路14的直流信号进行限压，输出电容C2储存能量以供应谐振电路14所需的电能。
请参阅图5，为本发明第二较佳实施例，其中稳压电路13’的稳压组件131’是由数个正向串联的二极管构成，利用二极管顺向偏压对直流信号进行限压，此处优选3个二极管D5、D6、D7。
请参阅图6，为本发明第三较佳实施例中，其中稳压电路13”的稳压组件131”是一利用逆向崩溃电压进行限压的齐纳二极管Dz，对该直流信号进行限压。
上述稳压等效组件的3个实施例中，只要将工作电压设计在不受交流信号抖动而影响供给数字板3的载波信号电压振幅的稳定性即可。
请参阅图4及7，本发明触控笔1的各组件的测量点的电压波形图及工作原理介绍如下：
测量点I的交流信号VRX：第一线圈101与数字板3因互感作用而得到交流信号VRX，且其操作频率为第一频率。
测量点II的倍频信号VB：整流电路12将交流信号VRX全波整流为双倍于第一频率的倍频信号VB。
测量点III的直流信号Vi：滤波电容C1将倍频信号VB滤波为一直流信号Vi，由于无法完全稳压，随着交流信号VRX的振幅变化，直流信号Vi的振幅也会随之微幅波动。
测量点IV的稳压信号Vo：稳压电路13将直流信号Vi处理为一恒定的稳压信号Vo，并把该恒定的稳压信号Vo供应给谐振电路14。
测量点V的载波信号VTX：谐振电路14依据恒定的稳压信号Vo发送出载波信号VTX给数字板3，且其操作频率为第二频率，此第二频率不与该交流信号VRX的第一频率彼此干扰。
借由上述可知，触控笔1于第一时间TA时与数字板3的距离较近，交流信号VRX、倍频信号VB、直流信号Vi的电压振幅较大；然而，触控笔91于第二时间TB时与数字板92的距离较远，使得触控笔91的交流信号VRX、倍频信号VB、直流信号Vi的电压振幅也随着变小，但是因为稳压电路13将直流信号Vi处理为恒定的稳压信号Vo，使得谐振电路14依据恒定的稳压信号Vo发送出载波信号VTX给数字板3，有效防止数字板92接收的载波信号强度强弱不同而导致转换坐标位置时造成误差的问题。
综上所述，本发明提供的触控笔，利用稳压电路对直流信号Vi进行稳压，得到恒定的稳压信号Vo，并把该稳压信号Vo供应给该谐振电路产生恒定的载波信号，如此一来，触控笔就不会因为交流信号VRX抖动而影响其输出载波信号VTX的稳定性，数字板也可以准确地转换成正确的坐标位置，避免了数字板转换坐标位置时因载波信号强度强弱不同而造成的误差。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种触控笔，其配合一数字板使用，该数字板产生的电磁波提供一交流信号的能量，该触控笔包含一感应该能量的第一线圈、一将该第一线圈能量储存为电能的充电电路、一将电能转换为一频率不与该交流信号频率彼此干扰的载波信号的谐振电路，及一将该载波信号发送给该数字板的第二线圈，其特征在于，该触控笔还包括：
一整流电路，该整流电路将该交流信号全波整流为一倍频信号；
一滤波电容，该滤波电容将该倍频信号滤波为一直流信号；及
一稳压电路，该稳压电路对该直流信号进行稳压，得到一恒定的稳压信号，把该恒定的稳压信号供应给该谐振电路产生恒定的载波信号，并把该载波信号传送给该第二线圈；
该稳压电路包括：
一电阻，该电阻与该滤波电容串联，并与该谐振电路串联；
一稳压组件，该稳压组件与该电阻串联，且对供给该谐振电路的该直流信号进行限压；及
一输出电容，该输出电容并联接于该稳压组件及该谐振电路之间；
该稳压组件是一低压差线性稳压器、数个正向串联利用顺向偏压进行限压的二极管、或一利用逆向崩溃电压进行限压的齐纳二极管。
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