CN103105956B

CN103105956B - 位置指示装置及方法

Info

Publication number: CN103105956B
Application number: CN201110358211.9A
Authority: CN
Inventors: 赵亮
Original assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Hanvon Peng Thai Polytron Technologies Inc
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: WO2013067810A1; US20150324017A1; US9696820B2; CN103105956A

Abstract

本发明提供一种位置指示装置及方法，涉及数字电路处理领域。为了能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度，本发明提供如下技术方案：位置指示装置包括分压电路，上述分压电路分别与谐振电路和整流滤波电路相连接；上述分压电路从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路。本发明适用于数字式手写笔。

Description

位置指示装置及方法

技术领域

本发明涉及数字电路处理领域，尤其涉及一种位置指示装置及方法。

背景技术

电磁感应式的手写输入技术已经在实际中得到广泛应用。电磁感应式的手写输入装置通常包括电磁式的手写笔和电磁式的位置检测输入装置。并且，依据手写笔与位置检测输入装置的关系可以将手写输入装置分为有线电磁式、无线有源式、无线无源式三种。其中，无线无源式的手写输入装置使用起来最为方便，受到用户的欢迎。无线无源式的手写笔中包含由电感和电容组成的谐振电路，该谐振电路能够感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡，然后，该位置检测装置上的接收电路接收该谐振电路感应的振荡信号，从而得到手写笔相对于位置检测输入装置的位置。

另外，无线无源式的手写输入装置又可以细分为模拟式和数字式两种。与模拟式的手写输入装置相比，数字式的手写输入装置具有可以精确检测并传送压力信息，还能够检测并传送更多的手写笔按键信息的优点。数字式的手写笔内设有CMOS逻辑电路，有些数字式的手写笔内还设有处理器。目前对谐振电路感应的振荡信号进行整流滤波，将整流滤波后得到的电源作为该数字式的手写笔电路的电源。例如，现有的数字式手写笔的电路框图可以如图1所示。

若想要提高手写笔的输入位置的检测精度，就需要增强手写笔的信号幅度，即增强谐振电路感应的振荡信号的电压幅度。目前普遍采用通过增强位置检测输入装置发射的信号能量来增强手写笔中谐振电路感应的信号能量，从而增强谐振电路感应的振荡信号的电压幅度。然而，在数字式的手写输入装置中，由于数字式的手写笔采用了大量的CMOS电路，而CMOS电路消耗的电流与电源电压之间是非线性的关系，因此，可以得到如图2所示的位置检测输入装置发射的信号能量值与手写笔电路的电源电压值的关系曲线。从图2可以看出，位置检测输入装置发射的信号能量超过图2中A点后，即使位置检测输入装置发射的信号能量继续增强很多，但电源电压却提高得很少，导致谐振电路感应的振荡信号的电压幅度也同样提高得很少。在此，将A点的电源电压值称为电源的工作电压。

因而，当位置检测输入装置发射的信号能量达到一定的强度后，即使继续大幅增强位置检测输入装置发射的信号能量，谐振电路感应的振荡信号的电压幅度也基本保持在电源的工作电压附近。因此，可以通过提高CMOS电路的工作电压来继续提高提高位置检测精度。然而，在CMOS电路的工作电压提高的同时，数字式手写笔的灵敏度也随之降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种位置指示装置及方法，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种位置指示装置，包括分压电路，上述分压电路分别与谐振电路和整流滤波电路相连接；

上述分压电路从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路。

一种位置指示方法，包括：

从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路。

本发明实施例提供的位置指示装置及方法，通过从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号并输出到上述整流滤波电路，使谐振电路两端的电压与整流滤波电路输出的电压成规定比例，即，使位置指示装置的感应信号的电压幅度与CMOS电路的工作电压成规定比例，这样，在CMOS电路的工作电压较低的情况下，位置指示装置的感应信号的电压幅度仍然能达到较高的值。因此，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高位置指示装置的感应信号的电压幅度，从而，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的一种手写笔的电路框图。

图2是位置检测输入装置发射的信号能量值与手写笔电路的电源电压值的关系曲线图。

图3是本发明实施例提供的一种手写笔的电路框图。

图4是本发明实施例提供的另一种手写笔的电路框图。

图5是本发明实施例提供的另一种手写笔的电路框图。

图6是本发明实施例提供的另一种手写笔的电路框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度，本发明实施例提供了一种位置指示装置，包括分压电路，上述分压电路分别与谐振电路和整流滤波电路相连接；并且，上述分压电路从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路。

其中，该谐振电路由电容和电感组成，该谐振电路能够感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡信号。该整流滤波电路接收分压电路输出的信号后，对该信号进行整流滤波，得到直流电压，作为该位置指示装置的其余部分电路的电源。另外，该其余部分电路可以由处理器、谐振开关电路等多个电路构成，该多个电路的组合、连接等详细内容可参见现有技术，在此不再赘述。

在本发明实施例中，位置指示装置可以为数字式的手写笔，而与之配套的位置检测输入装置可以为手写板、手写液晶屏或电子白板等产品。

分压电路可以通过多种方式来实现。举例而言，该分压电路可以为由串联连接的两个电容所构成的电路，该分压电路与谐振电路并联连接。并且，整流滤波电路的一端连接于这两个电容之间的连接点，该整流滤波电路的另一端连接于位置指示装置的其余部分电路。

或者，该分压电路也可以为由串联连接的两个电阻所构成的电路，该分压电路与谐振电路并联连接。并且，整流滤波电路的一端连接于这两个电阻之间的连接点，该整流滤波电路的另一端连接于位置指示装置的其余部分电路。

或者，该分压电路也可以为由串联连接的两个电感所构成的电路，该分压电路与谐振电路并联连接。并且，整流滤波电路的一端连接于这两个电感之间的连接点，该整流滤波电路的另一端连接于位置指示装置的其余部分电路。

或者，该分压电路还可以为由一个带中心抽头的电感所构成的电路，该分压电路与谐振电路并联连接。并且，整流滤波电路的一端连接于该电感的中心抽头，该整流滤波电路的另一端连接于位置指示装置的其余部分电路。

本实施例提供的位置指示装置，通过从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号并输出到上述整流滤波电路，使谐振电路两端的电压与整流滤波电路输出的电压成规定比例，即，使位置指示装置的感应信号的电压幅度与CMOS电路的工作电压成规定比例，这样，在CMOS电路的工作电压较低的情况下，位置指示装置的感应信号的电压幅度仍然能达到较高的值。因此，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高位置指示装置的感应信号的电压幅度，从而，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度。

在上一实施例中，分压电路可以由串联连接的两个电容构成，也可以由串联连接的两个电阻构成，也可以由串联连接的两个电感构成，或者，还可以由带中心抽头的一个电感构成。下面，以手写笔为例，结合以上不同情况对上一实施例作进一步具体地详细描述。

如图3所示，本实施例提供一种手写笔，包括谐振电路101、分压电路102、整流滤波电路103、处理器104、按键检测电路105、压力检测电路106以及谐振开关电路107。

其中，谐振电路101由一个电容和一个电感组成，谐振电路101的一端接地，另一端与谐振开关电路107相连接。分压电路102与谐振电路101并联连接，该分压电路102包括第一电容C1和第二电容C2，该第一电容C1与第二电容C2串联连接，并且，第一电容C1与第二电容C2之间的连接点连接于整流滤波电路103。整流滤波电路103分别与处理器104、按键检测电路105以及压力检测电路106相连接。处理器104分别与按键检测电路105、压力检测电路106以及谐振开关电路107相连接。

谐振电路101感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡信号。分压电路102从电容的中间选取一部分信号输出到整流滤波电路103。整流滤波电路103对分压电路102输出的信号进行整流滤波后得到直流电压，整流滤波电路103为其余电路提供电源。而按键检测电路105用于检测按键是否按下，并把检测结果传送给处理器104。压力检测电路106用于检测手写笔的笔尖所受到的压力大小，并把检测到的压力值传送给处理器104。处理器104接收到这些检测结果后进行数字编码，再通过谐振开关电路107控制谐振电路101是否振荡，以把数字编码信息传送给位置检测输入装置。

在本实施例中，将整流滤波电路103提供的电源电压设为Vcc，谐振电路101的感应信号的电压幅度的峰值设为Vs，第一电容C1的电压为Vs1。假设第二电容C2的电容值是第一电容C1的电容值的n倍，即C2＝n*C1，由电路理论可知：Vs＝(n+1)*Vs1，而电源电压Vcc＝Vs1，所以Vs＝(n+1)*Vcc，也就是说，此时谐振电路101的感应信号的峰值是电源电压的(n+1)倍。

由此可知，虽然图3中为整流滤波电路提供的信号能量小于图1中为整流滤波电路提供的信号能量，但从图2的信号能量强度与电源电压的关系可知，只要谐振电路感应的信号能量仍然达到一定的强度，电源电压还是能够超过图2中的A点，此时电源电压几乎不变，仍然大约等于CMOS电路的工作电压。这样，图3的Vs1就近似等于图2的Vs，因此，图3中谐振电路两端的电压近似等于图1中谐振电路两端的电压的(n+1)倍，进而实现了了增强手写笔的感应信号的电压幅度。

另外，可以采用低工作电压的CMOS器件来提高数字式手写笔的灵敏度，同时只要调整第一电容C1与第二电容C2的比值，就能让手写笔感应信号的电压幅度仍然达到较高的数值，从而提高检测手写笔位置的精度。

如图4所示，本实施例提供一种手写笔，包括谐振电路201、分压电路202、整流滤波电路203、处理器204、按键检测电路205、压力检测电路206以及谐振开关电路207。

其中，谐振电路201由一个电容和一个电感组成，谐振电路201的一端接地，另一端与谐振开关电路207相连接。分压电路202与谐振电路201并联连接，该分压电路202包括第一电阻R1和第二电阻R2，该第一电阻R1与第二电阻R2串联连接，并且，第一电阻R1与第二电阻R2之间的连接点连接于整流滤波电路203。整流滤波电路203分别与处理器204、按键检测电路205以及压力检测电路206相连接。处理器204分别与按键检测电路205、压力检测电路206以及谐振开关电路207相连接。

谐振电路201感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡信号。分压电路202从电阻的中间选取一部分信号输出到整流滤波电路203。整流滤波电路203对分压电路202输出的信号进行整流滤波后得到直流电压，整流滤波电路203为其余电路提供电源。而按键检测电路205用于检测上按键是否按下，并把检测结果传送给处理器204。压力检测电路206用于检测手写笔的笔尖所受到的压力大小，并把检测到的压力值传送给处理器204。处理器204接收到这些检测结果后进行数字编码，再通过谐振开关电路207控制谐振电路201是否振荡，以把数字编码信息传送给位置检测输入装置。

在本实施例中，将整流滤波电路203提供的电源电压设为Vcc，谐振电路201的感应信号的电压幅度的峰值设为Vs，第一电阻R1的电压为Vs1。假设第一电阻R1的电阻值是第二电阻R2的电阻值的n倍，即R1＝n*R2，由电路理论可知：Vs＝(n+1)*Vs1，而电源电压Vcc＝Vs1，所以Vs＝(n+1)*Vcc，也就是说，此时谐振电路201的感应信号的峰值是电源电压的(n+1)倍。

由此可知，虽然图4中为整流滤波电路提供的信号能量小于图1中为整流滤波电路提供的信号能量，但从图2的信号能量强度与电源电压的关系可知，只要谐振电路感应的信号能量仍然达到一定的强度，电源电压还是能够超过图2中的A点，此时电源电压几乎不变，仍然大约等于CMOS电路的工作电压。这样，图4的Vs1就近似等于图2的Vs，因此，图4中谐振电路两端的电压近似等于图1中谐振电路两端的电压的(n+1)倍，进而实现了了增强手写笔的感应信号的电压幅度。

另外，可以采用低工作电压的CMOS器件来提高数字式手写笔的灵敏度，同时只要调整第一电阻R1与第二电阻R2的比值，就能让手写笔感应信号的电压幅度仍然达到较高的数值，从而提高检测手写笔位置的精度。

如图5所示，本实施例提供一种手写笔，包括谐振电路301、分压电路302、整流滤波电路303、处理器304、按键检测电路305、压力检测电路306以及谐振开关电路307。

其中，谐振电路301由一个电容和一个电感组成，谐振电路301的一端接地，另一端与谐振开关电路307相连接。分压电路302与谐振电路301并联连接，该分压电路302包括第一电感L1和第二电感L2，该第一电感L1与第二电感L2串联连接，并且，第一电感L1与第二电感L2之间的连接点连接于整流滤波电路303。整流滤波电路303分别与处理器304、按键检测电路305以及压力检测电路306相连接。处理器304分别与按键检测电路305、压力检测电路306以及谐振开关电路307相连接。

谐振电路301感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡信号。分压电路302从电感的中间选取一部分信号输出到整流滤波电路303。整流滤波电路303对分压电路302输出的信号进行整形滤波后得到直流电压，整流滤波电路303为其余电路提供电源。而按键检测电路305用于检测上按键是否按下，并把检测结果传送给处理器304。压力检测电路306用于检测手写笔的笔尖所受到的压力大小，并把检测到的压力值传送给处理器304。处理器304接收到这些检测结果后进行数字编码，再通过谐振开关电路307控制谐振电路301是否振荡，以把数字编码信息传送给位置检测输入装置。

在本实施例中，将整流滤波电路303提供的电源电压设为Vcc，谐振电路301的感应信号的电压幅度的峰值设为Vs，第一电感L1的电压为Vs1。假设第一电感L1的电感值是第二电感L2的电感值的n倍，即L1＝n*L2，由电路理论可知：Vs＝(n+1)*Vs1，而电源电压Vcc＝Vs1，所以Vs＝(n+1)*Vcc，也就是说，此时谐振电路301的感应信号的峰值是电源电压的(n+1)倍。

由此可知，虽然图5中为整流滤波电路提供的信号能量小于图1中为整流滤波电路提供的信号能量，但从图2的信号能量强度与电源电压的关系可知，只要谐振电路感应的信号能量仍然达到一定的强度，电源电压还是能够超过图2中的A点，此时电源电压几乎不变，仍然大约等于CMOS电路的工作电压。这样，图5的Vs1就近似等于图2的Vs，因此，图5中谐振电路两端的电压近似等于图1中谐振电路两端的电压的(n+1)倍，进而实现了了增强手写笔的感应信号的电压幅度。

另外，可以采用低工作电压的CMOS器件来提高数字式手写笔的灵敏度，同时只要调整第一电感L1与第二电感L2的比值，就能让手写笔感应信号的电压幅度仍然达到较高的数值，从而提高检测手写笔位置的精度。

如图6所示，本实施例提供一种手写笔，包括谐振电路401、分压电路402、整流滤波电路403、处理器404、按键检测电路405、压力检测电路406以及谐振开关电路407。

其中，谐振电路401由一个电容和一个电感组成，谐振电路401的一端接地，另一端与谐振开关电路407相连接。分压电路402与谐振电路401并联连接，该分压电路402包括一个带中心抽头的电感L，并且，该电感L的中心抽头连接于整流滤波电路403。整流滤波电路403分别与处理器404、按键检测电路405以及压力检测电路406相连接。处理器404分别与按键检测电路405、压力检测电路406以及谐振开关电路407相连接。

谐振电路401感应到位置检测输入装置发射的信号而产生振荡信号。分压电路402从电感的中间选取一部分信号输出到整流滤波电路403。整流滤波电路403对分压电路402输出的信号进行整形滤波后得到直流电压，整流滤波电路403为其余电路提供电源。而按键检测电路405用于检测上按键是否按下，并把检测结果传送给处理器404。压力检测电路406用于检测手写笔的笔尖所受到的压力大小，并把检测到的压力值传送给处理器404。处理器404接收到这些检测结果后进行数字编码，再通过谐振开关电路407控制谐振电路401是否振荡，以把数字编码信息传送给位置检测输入装置。

在本实施例中，将整流滤波电路403提供的电源电压设为Vcc，谐振电路401的感应信号的电压幅度的峰值设为Vs，第一电感L1的电压为Vs1。假设电感L的与整流滤波电路并联的部分的电感值L1是其余部分的电感值的n倍，即L1＝n*L2，由电路理论可知：Vs＝(n+1)*Vs1，而电源电压Vcc＝Vs1，所以Vs＝(n+1)*Vcc，也就是说，此时谐振电路401的感应信号的峰值是电源电压的(n+1)倍。

由此可知，虽然图6中为整流滤波电路提供的信号能量小于图1中为整流滤波电路提供的信号能量，但从图2的信号能量强度与电源电压的关系可知，只要谐振电路感应的信号能量仍然达到一定的强度，电源电压还是能够超过图2中的A点，此时电源电压几乎不变，仍然大约等于CMOS电路的工作电压。这样，图6的Vs1就近似等于图2的Vs，因此，图6中谐振电路两端的电压近似等于图1中谐振电路两端的电压的(n+1)倍，进而实现了了增强手写笔的感应信号的电压幅度。

另外，可以采用低工作电压的CMOS器件来提高数字式手写笔的灵敏度，同时只要调整电感L的中心抽头两侧部分的比值，就能让手写笔感应信号的电压幅度仍然达到较高的数值，从而提高检测手写笔位置的精度。

与上述装置对应地，本发明还提供了一种位置指示方法，包括：从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路。

在本实施例中，可以将串联连接的两个电容作为上述分压电路，并将分压电路与谐振电路并联连接，将整流滤波电路的一端连接于两个电容之间的连接点。

或者，可以将串联连接的两个电阻作为上述分压电路，并将分压电路与谐振电路并联连接，将整流滤波电路的一端连接于两个电阻之间的连接点。

或者，可以将串联连接的两个电感作为上述分压电路，并将分压电路与谐振电路并联连接，将整流滤波电路的一端连接于两个电感之间的连接点

或者，还可以将带中心抽头的电感作为上述分压电路，并将分压电路与谐振电路并联连接，将整流滤波电路的一端连接于该电感的中心抽头。

实施例提供的位置指示方法，通过从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号并输出到上述整流滤波电路，使谐振电路两端的电压与整流滤波电路输出的电压成规定比例，即，使位置指示装置的感应信号的电压幅度与CMOS电路的工作电压成规定比例，这样，在CMOS电路的工作电压较低的情况下，位置指示装置的感应信号的电压幅度仍然能达到较高的值。因此，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高位置指示装置的感应信号的电压幅度，从而，能够在不降低位置指示装置的灵敏度的前提下，提高检测位置指示装置的位置的精度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种位置指示装置，包括谐振电路和整流滤波电路，其特征在于，还包括分压电路，上述分压电路分别与上述谐振电路和上述整流滤波电路相连接；

上述分压电路从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路；

上述整流滤波电路对所述信号进行整流滤波得到直流电压，并将所述直流电压作为所述位置指示装置的其余部分电路的电源，其中所述其余部分电路至少包括处理器和谐振开关电路。

2.根据权利要求1所述的位置指示装置，其特征在于，上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电容和第二电容；上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电容与上述第二电容之间的连接点。

3.根据权利要求1所述的位置指示装置，其特征在于，上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻；上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电阻与上述第二电阻之间的连接点。

4.根据权利要求1所述的位置指示装置，其特征在于，上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电感和第二电感；上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电感与上述第二电感之间的连接点。

5.根据权利要求1所述的位置指示装置，其特征在于，上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括带中心抽头的电感；上述整流滤波电路的一端连接于上述电感的中心抽头。

6.一种位置指示方法，用于包括谐振电路和整流滤波电路的位置指示装置，其特征在于，包括：

利用分压电路从上述谐振电路输出的信号中获取规定比例的信号，输出到上述整流滤波电路，

使上述整流滤波电路对所述信号进行整流滤波得到直流电压，并将所述直流电压作为上述位置指示装置的其余部分电路的电源，其中所述其余部分电路至少包括处理器和谐振开关电路。

7.根据权利要求6所述的位置指示方法，其特征在于，将上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电容和第二电容；将上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电容与上述第二电容之间的连接点。

8.根据权利要求6所述的位置指示方法，其特征在于，将上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻；将上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电阻与上述第二电阻之间的连接点。

9.根据权利要求6所述的位置指示方法，其特征在于，将上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括串联连接的第一电感和第二电感；将上述整流滤波电路的一端连接于上述第一电感与上述第二电感之间的连接点。

10.根据权利要求6所述的位置指示方法，其特征在于，将上述分压电路与上述谐振电路并联连接，上述分压电路包括带中心抽头的电感；将上述整流滤波电路的一端连接于上述电感的中心抽头。