CN110147170B - 用于书写膜局部擦除的多电压输出电路及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路及应用，包括：主控器和升压电路，其中，主控器生成控制信号；升压电路根据主控器生成的控制信号产生相应的擦除压痕所需的电压，所述升压电路输出两个或两个以上的擦除压痕所需的电压，利用上述两个或两个以上擦除压痕所需的电压形成的相对电压差，构成擦除电场，实现压痕擦除。本发明有益效果：能够实现对于书写内容的局部区域擦除，而其他区域则不受擦除影响，克服了传统技术只能实现全部擦除的不足，尤其适用于书写面积较大的书写膜结构的局部擦除，提高了用户的工作效率以及使用体验，提高液晶书写膜及其应用设备的商业价值。

Description

用于书写膜局部擦除的多电压输出电路及应用

技术领域

本发明涉及液晶膜结构技术领域，特别是涉及一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路及应用。

背景技术

目前市面上的液晶书写膜，其工作原理是利用液晶的双稳态特性实现显示和/或擦除液晶写字板上的书写内容。例如,以胆甾相液晶作为书写膜,通过作用在液晶写字板上的压力来记录书写笔的书写压力轨迹，进而显示对应的书写内容；通过施加电场使胆甾相液晶结构发生变化，使液晶写字板上的书写压力轨迹消失以实现擦除。

现有的采用液晶书写膜的产品，在进行笔迹擦除时，仅能利用通电方式实现整个液晶书写板内所有笔迹的擦除，如用户仅需擦除部分字迹时,则现有的通电擦除方式无法满足需要，尤其是对书写有错误的部分进行修改时，现有的整体擦除方式将会造成其余不需修改信息的丢失，如何利用通电方式实现部分擦拭，成为用户迫切需要解决的问题。

目前的书写膜电压控制电路，只能为导电层提供单一的电压，利用两导电层之间形成的电场，实现对书写区域的整体擦除。这种电路形式不能实现对不同导电区域分别施加电压，无法形成对不同局部擦除区域的有效电压控制，不能实现局部擦除的目的。

同时这种电压控制电路，采用单路升压的方式，这样输出的电压值的波动较大，不利于电压稳定。

发明内容

本发明的第一目的是公开一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，该电路能够同时控制产生多路不同的电压，以实现对书写膜指定区域的局部擦除功能，同时通过两路或两路以上电压合并输出的方式，能够保证稳定的输出电压。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是公开一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，包括主控器和升压电路，其中，主控器生成控制信号；升压电路根据主控器生成的控制信号产生相应的擦除压痕所需的电压，所述升压电路输出两个或两个以上的擦除压痕所需的电压，利用上述两个或两个以上擦除压痕所需的电压形成的相对电压差，构成擦除电场，实现压痕擦除。

进一步地，所述升压电路包括一个或者一个以上的电压产生单元，所述电压产生单元包括一个或者一个以上的电感升压电路；每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，输出端输出一个所需的电压。

优选地，所述电感升压电路为两个，每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，两个电感升压电路的输出端叠加，输出一个所需的电压信号。

进一步地，所述电感升压电路为三个或三个以上，每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，所有电感升压电路的输出端叠加，输出一个所需的电压信号。

进一步地，所述电压产生单元包括两个电感升压电路时，其具体结构为：

三极管Q1的基极串联电阻R2，三极管Q1的集电极连接电感L2的抽头，三极管Q1的发射极接地；电感L2的一端连接电源，另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极依次串联电阻R1和电阻R4后接地；极性电容E1和电容C2分别并联在电阻R1和电阻R4的串联支路的两端，极性电容E1的正极与二极管D2的负极连接，另一端接地；电容C2的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；

二极管D2的负极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电源；三极管Q2的基极串联电阻R3，三极管Q2的集电极连接电感L1的抽头，三极管Q2的发射极接地。

本发明通过至少两路升压的方式，将两路电压进行叠加互补后得到最终需要的局部擦除电压，能够解决单路升压所造成的输出电压不稳定的问题。

进一步地，所述电压产生单元的输出端电压经过分压后输入至主控器，主控器根据接收到的电压实时调整控制信号的输出，使电压产生单元的输出端电压稳定。

将输出端电压分压后反馈至主控制器，主控制器根据反馈的电压实时调整控制信号的输出，以保证输出端电压始终稳定在擦除压痕所需的电压。

进一步地，所述主控器输出的控制信号为PWM信号，通过控制PWM信号的频率和占空比，实现对输出电压幅值的控制。

本发明的第二目的是公开一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜，包括：上述的用于书写膜局部擦除的多电压输出电路；

书写膜的第一导电层或第二导电层其中一个被分割成两个或者两个以上相互绝缘的带状导电区域；

多电压输出电路的输出端分别与每一个导电区域以及未被分割的导电层电连接。

本发明改变了现有书写膜只能实现整体擦除的现状，通过对导电层的分割，将书写膜分割成若干局部可擦除区域，通过多电压输出电路输出的电压在局部可擦除区域形成擦除电场，实现局部擦除。

考虑到加工成本以及工艺的难易程度，本发明将导电层分割成带状导电区域，有利于提高加工效率，降低工艺成本，便于批量生产。

本发明的第三目的是公开一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜，包括：上述的用于书写膜局部擦除的多电压输出电路；

书写膜的第一导电层和第二导电层均被分割成两个或者两个以上相互绝缘的导电区域；

所述第一导电层的各导电区域沿第一方向分布，相互平行；所述第二导电层的各导电区域沿第二方向分布，相互平行，第一方向和第二方向在空间上相互交错；

多电压输出电路的输出端分别与第一导电层和第二导电层上的每一个导电区域电连接。

对上下两层导电层分别进行分割，这样多电压输出电路输出的电压可以分别施加在上下两导电层的不同导电区域，利用上下两导电层相互交错部分的导电区域的电压差，形成擦除电场，实现局部擦除，提高了局部擦除的准确度。

本发明给出的分割方式便于工业化批量加工，同时能够根据实际需要使分割区域小型化，通过对不同导电区域的通电，实现更加准确的局部擦除。

本发明的第四目的是公开一种写字板，包括上述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的写字板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的写字板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。

本发明的第五目的是公开一种黑板，包括上述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的黑板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的黑板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。

本发明的第六目的是公开一种画板，包括上述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的画板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的画板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用至少两路升压的方式，将至少两路电压进行叠加互补后得到最终擦出压痕所需要的局部擦除电压，能够弥补单路升压造成的输出电压不稳定的不足。

本发明将液晶书写膜分成若干的擦除区域，通过多电压输出电路输出两个或者两个以上的电压，以在液晶书写膜预擦除区域形成所需的擦除电场，能够实现对液晶书写膜上书写内容的局部区域擦除，而其他区域则不受擦除影响，克服了传统技术只能实现全部擦除的不足，提高了用户的工作效率以及使用体验，提高液晶书写膜及其应用设备的商业价值。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1(a)为本发明单路电感升压电路结构示意图；

图1(b)为本发明单路电感升压原理示意图；

图2为本发明两路电感升压电路结构示意图；

图3为本发明两路电感升压原理示意图；

图4为本发明三路电感升压电路结构示意图；

图5为本发明三路电感升压原理示意图；

图6为本发明实施例一主控器示意图；

图7为本发明实施例二的书写膜结构示意图；

图8为本发明实施例三的书写膜结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

本发明实施例公开了一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，如图1所示，包括：相互连接的主控器和升压电路。

主控器为主控MCU，用于生成控制信号并输出至升压电路。

升压电路包括一个或者一个以上的电压产生单元，每一个电压产生单元都能够根据主控器的控制信号生成一路电压。

主控器向每一个电压产生单元输出PWM信号，通过控制PWM信号的相位差和占空比，控制电压产生单元所产生的电压值。

每一个电压产生单元包括一个或者一个以上的电感升压电路；每一个电感升压电路的输入端接收主控器输出的PWM信号，输出端输出一个所需的电压。

本发明的电压产生单元可以由一路电感升压电路实现升压，一路电感升压电路原理图如图1(a)所示，通过控制PWM11的相位差和占空比，控制输出端Vout输出的电压幅值；使用一路电感升压电路时，控制波形原理等效图如图1(b)所示，由图可知，输出端Vout电压幅值的波动较大，不利于电压稳定。

本发明的电压产生单元也可以由两路或者两路以上电感升压电路实现升压，每一路电感升压电路的输出电压叠加成一个电压值输出，这样有利于电压的稳定，避免了输出端电压波动情况的发生。

作为优选的实施方式，本发明电压产生单元采用两路电感升压电路的形式时，具体结构如图2所示，包括：三极管Q1的基极串联电阻R2，三极管Q1的集电极连接电感L2的中间抽头，三极管Q1的发射极接地；电感L2的一端连接输入电源，另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极依次串联电阻R1和电阻R4后接地；极性电容E1和电容C2分别并联在电阻R1和电阻R4的串联支路的两端，极性电容E1的正极与二极管D2的负极连接，另一端接地；电容C2的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；

二极管D2的负极还与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接输入电源；三极管Q2的基极串联电阻R3，三极管Q2的集电极连接电感L1的中间抽头，三极管Q2的发射极接地。

图2中，电压产生单元由两路电感升压电路组成，分别是电感L1、二极管D1、电阻R3、三极管Q2组成一路，电感L2、二极管D2、电阻R2、三极管Q1组成另一路；两路电感升压电路的输入信号分别为来自主控器的PWM1-1和PWM1-2，两路电感升压电路的输出信号叠加后在输出端Vout输出相应的电压。通过调整每一个PWM信号的占空比和相位差，来控制每一路电感升压电路输出电压的幅值和相位，从而保证两路电感升压电路输出的电压经过叠加后能够得到所需的稳定电压。

如果仅使用其中一路电感升压电路时，输出Vout的电压值的波动较大，不利于电压稳定；而增加另一路升压网络电路后，通过调整两路升压网络电路的PWM1-1和PWM1-2的相位差及占空比分配情况，使最终输出的电压稳定在设定值，其控制波形原理等效图如图3所示，通过PWM1-1和PWM1-2分别形成两路电压，输出的两路电压都有波动，但是两路电压进行幅值叠加后，能够形成一个稳定的电压值，如最后叠加的实线部分。

经过叠加后得到所需要的电压并输出到Vout，E1、C2为滤波电容，电阻R1和R4组成输出电压值检测的分压电阻网络，输出电压经过电阻R1和R4分压后，输出端adc1将分压后的电压反馈给主控制器，主控制器根据接收到的反馈电压，实时调整PWM1-1和PWM1-2的占空比和相位差，从而达到能够稳定输出所需电压值的目的。

本发明电压产生单元采用三路电感升压电路的形式时，具体结构如图4所示，三路电感升压电路的输入信号分别为来自主控器的PWM2-0、PWM2-1和PWM2-2，通过调整每一个PWM信号的占空比和相位差，来控制每一路电感升压电路输出电压的幅值和相位，从而保证三路电感升压电路输出的电压经过叠加后能够得到所需的稳定电压。图5给出了三路电压叠加的一种实施方式，通过PWM2-0、PWM2-1和PWM2-2分别形成三路电压，输出的三路电压都有波动，但是三路电压进行幅值叠加后，能够形成一个稳定的电压值，如最后叠加的实线部分。

采用三路电感升压电路的形式不仅能够克服输出电压波动的问题，产生稳定的输出电压，而且能够提升输出电流的大小，增加多电压输出电路的带负载能力。

本发明实施例以升压电路包括三路电压产生单元，每一路电压产生单元由两路电感升压电路进行升压为例进行说明，三路电压产生单元的结构和工作原理相同；本实施例中，主控芯片的型号为SM59R16A5C，如图6所示，本领域技术人员能够获知的能够实现本发明功能的其他主控芯片也在本发明的保护范围之内。

主控芯片的第18、19、20、23、24、25管脚分别与三路电压产生单元连接，用于生产6路PWM信号，控制生成三路大小可任意变化的电压，电压大小由PWM信号的频率和占空比决定；主控芯片的第40、41、42管脚分别与三路电压产生单元的输出电压值检测的分压电阻网络连接，用于实时检测三路电感升压电路的输出电压值，来反馈给主控芯片实时调整PWM的信号输出，从而达到能够稳定输出三路特定的电压值。例如，升压电路包括3个电压产生单元，每一路电压产生单元分别接收两路PWM信号，这样，升压电路能够产生三个设定的电压，将这3个电压分别施加在书写膜两个导电层的不同导电区域，使得在预擦除区域形成所需的擦除电场，实现局部擦除。

实施例二

本发明实施例在实施例一的基础上，公开了一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的液晶书写膜。

其中，用于书写膜局部擦除的多电压输出电路的结构与实施例一相同，书写膜的结构如图7所示，包括：从上到下依次排布的第一导电层、液晶层和第二导电层；

其中，第一导电层被分割成三个相互平行的带状导电区域，第二导电层不分割；第一导电层上的导电区域和第二导电层相互重叠的部分形成第一擦除区域、第二擦除区域和第三擦除区域。

多电压输出电路的输出端与第一导电层上的每一个导电区域和第二导电层分别电连接。

假如需要擦除第二擦除区域的内容，则通过向第一导电层的各导电区域以及第二导电层分别施加设定的电压，在第一擦出区域、第二擦除区域和第三擦除区域分别形成电场，并且，在第二擦除区域形成的电场能够满足对该区域内容的完全擦除，而在第一擦除区域和第三擦除区域形成的电场不能够满足对该区域内容的完全擦除；从而实现仅擦除第二擦除区域的内容，而其余擦除区域的内容不能够被擦除的目的。

实施例三

本发明实施例在实施例一的基础上，公开了一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的液晶书写膜。

其中，用于书写膜局部擦除的多电压输出电路的结构与实施例一相同，书写膜的结构如图8所示，包括：

从上到下依次排布的第一导电层、液晶层和第二导电层；其中，第一导电层分割成若干相互绝缘的横向导电区域，将第二导电层分割成若干相互绝缘的纵向导电区域，并且各导电区域是等间距的；第一导电层上的导电区域与第二导电层上的导电区域在空间上相互垂直交错。通过对导电层的划分，将书写膜分成了网状结构，每一个网格都是一个单独的擦除区域。

多电压输出电路的输出端与两导电层上的每一个导电区域分别电连接。

通过向两导电层的各导电区域分别施加设定的电压，在书写膜各擦除区域分别形成电场，控制在预擦除区域形成的电场能够满足对该区域内容的完全擦除，而其余擦除区域形成的电场不能够满足对相应区域内容的完全擦除，实现局部擦除的目的。

实施例四

本发明实施例在实施例一或者实施例二或者实施例三的基础上，公开了带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜的具体应用，比如：

将本发明的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜应用于写字板上，实现写字板的局部擦除功能。

进一步地，现有的可记忆的液晶写字板，例如，在书写时，通过电阻式触控屏感应压力，计算压力位置，反馈并记录笔迹轨迹，实现书写轨迹的存储；或者，将书写轨迹转化为标准字符进行存储。

将本发明的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜应用于上述可记忆的液晶写字板，实现局部擦除的功能。

更进一步地，在上述具有记忆功能同时具有局部擦除功能的写字板上设置通信单元，通过有线或者无线通信的方式与外部设备进行通信。

外部设备可以是手机、PAD等移动终端，也可以是PC机或者本领域技术人员能够想到的其他设备终端。

同样地，本发明的带有控制电路的具有局部擦除功能的书写膜还可以应用于其他可记忆的黑板或者画板上，并能够将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形通过通信单元发送至外部设备。

作为另外一种实施方式，将本发明的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜应用于光能写字板、光能液晶手写板、光能大液晶写字黑板、光能无尘写字板、光能便携黑板、电子画板、LCD电子写字板、电子手写板、电子记事笔记本、涂鸦板、儿童手写板、儿童涂鸦画板、橡皮擦功能速写板、液晶电子绘画板或者彩色液晶手写板或者本领域技术人员能够获知的其他相关产品中，以实现上述产品的局部擦除功能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，包括主控器和升压电路，其中，主控器生成控制信号；升压电路根据主控器生成的控制信号产生相应的擦除压痕所需的电压，其特征在于，所述升压电路输出两个或两个以上的擦除压痕所需的电压，利用上述两个或两个以上擦除压痕所需的电压形成的相对电压差，构成擦除电场，实现压痕擦除；

所述升压电路包括一个以上的电压产生单元，所述电压产生单元包括一个或者一个以上的电感升压电路；每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，输出端输出一个所需的电压；

电压产生单元具体结构为：

三极管Q1的基极串联电阻R2，三极管Q1的集电极连接电感L2的抽头，三极管Q1的发射极接地；电感L2的一端连接电源，另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极依次串联电阻R1和电阻R4后接地；极性电容E1和电容C2分别并联在电阻R1和电阻R4的串联支路的两端，极性电容E1的正极与二极管D2的负极连接，另一端接地；电容C2的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；

二极管D2的负极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电源；三极管Q2的基极串联电阻R3，三极管Q2的集电极连接电感L1的抽头，三极管Q2的发射极接地；

所述电压产生单元的输出端电压经过分压后输入至主控器，主控器根据接收到的电压实时调整控制信号的输出，使电压产生单元的输出端电压稳定。

2.如权利要求1所述的一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，其特征在于，所述电感升压电路为两个，每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，两个电感升压电路的输出端叠加，输出一个所需的电压信号。

3.如权利要求1所述的一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，其特征在于，所述电感升压电路为三个或三个以上，每一个电感升压电路的输入端接收主控器的控制信号，所有电感升压电路的输出端叠加，输出一个所需的电压信号。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种用于书写膜局部擦除的多电压输出电路，其特征在于，所述主控器输出的控制信号为PWM信号。

5.一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜，其特征在于，包括：权利要求1-4任一项所述的用于书写膜局部擦除的多电压输出电路；

书写膜的第一导电层或第二导电层其中一个被分割成两个或者两个以上相互绝缘的带状导电区域；

多电压输出电路的输出端分别与每一个导电区域以及未被分割的导电层电连接。

6.一种带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜，其特征在于，包括：权利要求1-4任一项所述的用于书写膜局部擦除的多电压输出电路；

书写膜的第一导电层和第二导电层均被分割成两个或者两个以上相互绝缘的导电区域；

所述第一导电层的各导电区域沿第一方向分布，相互平行；所述第二导电层的各导电区域沿第二方向分布，相互平行，第一方向和第二方向在空间上相互交错；

多电压输出电路的输出端分别与第一导电层和第二导电层上的每一个导电区域电连接。

7.一种写字板，其特征在于，包括权利要求5-6任一项所述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的写字板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的写字板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。

8.一种黑板，其特征在于，包括权利要求5-6任一项所述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的黑板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的黑板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。

9.一种画板，其特征在于，包括权利要求5-6任一项所述的带有多电压输出电路的具有局部擦除功能的书写膜；

进一步地，

所述的画板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

更进一步地，所述的画板还包括：

笔迹存储单元，用于直接记录并存储书写轨迹信息；或者，将书写轨迹转化为标准字符或者标准图形并存储；

通信单元，用于与外部设备进行通信，将存储的书写轨迹信息或者标准字符或者标准图形传送至外部设备。