CN112462959A - 手写板、电磁输入装置及采用所述电磁输入装置的输入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种手写板。所述手写板包括依次电连接的微处理器、天线选择开关、书写区域和信号输出模组。所述书写区域包括多个书写子区域，每一所述书写子区域包括多个阵列设置的天线，所述天线选择开关选择控制一所述书写子区域处于工作状态，并驱动所述书写子区域的天线产生书写信号，所述信号输出模组接收来自所述天线的书写信号，并输出给所述微处理器。本发明还提供一种电磁输入装置及采用所述电磁输入装置的输入方法。本发明的手写板及电磁输入装置具有天线开关和信号输入装置元件数量少、布线难度低且减少信号串扰的有益效果。

Description

手写板、电磁输入装置及采用所述电磁输入装置的输入方法
技术领域
本发明涉及输入装置技术领域，具体涉及一种手写板及电磁输入装置及输入方法。
背景技术
鉴于电磁输入技术具有较高输入精度，因此是目前最常用的电子输入手段，被广泛应用于手写电脑、电子书、手写液晶屏等各种电子产品中。
现有技术的电磁输入装置，通常为一种电磁感应电路设备。电磁输入装置包括手写笔与所述手写笔配合使用的手写板。所述手写笔内包括一谐振电路和设于端部的笔芯。所述手写笔的笔芯按压所述手写板时，将产生电感量的变化，使得震荡频率相应产生变化。手写笔的笔芯的尖端的压力越大，电感量的变化越大，因而震荡频率的变化量越大，所以由频率的变化大小，便可知道施加于手写笔的笔芯的尖端压力的大小。
此外，所述手写板还包括侦测回路、放大器、模拟数字转换器等器件，其中所述手写板的中央区域用于实现书写功能，环绕中央区域的边缘区域用于设置电子器件及布线。于所述手写板的中央书写区域内，X和Y轴阵列设置的天线组成的多个天线回路。所述天线回路的主要用途在于接收所述配套使用的手写笔发射的电磁信号。当所述手写笔发射电磁信号时，所述天线回路接收该电磁信号，并经处理后，而获得所述手写笔的书写信息。
所述手写板的天线回路及其布局设计是将天线回路以X、Y轴数组等距排列成格状网，以感应所述手写笔的电磁信号并计算其位置坐标。参考图1a所示的现有技术的电磁输入装置沿着二维正交坐标的X方向配置的天线回路布局，每一天线回路110A的一端分别连接一开关(X1至X25)，且其另一端分别与一地线共接点105A相连接，据此，通过对开关X1至X25的逐一顺序控制得到每一天线回路110A所感应的信号。由于磁场强度与距离平方成反比，发射电磁场的手写笔距天线越远时，会使得天线回路所接收到的信号越微弱；相对地，发射电磁场的手写笔距天线越近时，会使得天线所接收到的信号越强。因此，只要让手写板的微处理器逐一顺序扫描所有的天线回路，并分析各天线回路所接收到的信号强弱，便可得知所述手写笔位于哪一条天线的范围内，进而计算出其位置坐标。
然而，对于大面积的数字板而言，随着布置的天线回路数量的增加，天线开关的数量也相应增多。参考图1b所示，其为现有技术的天线回路布局，在现有技术的天线布局中，X轴与Y轴的天线分别连接至地线共接点105A与105B，且天线回路110A与110B的配置，为了形成拟封闭的区域，会超出接地点105A与105B的范围。因此，现有技术的手写板必须预留边界区域170，以置放超出共接点105A与105B的天线回路110A与110B的起始引线，造成手写板的电路板面积缩小化受到限制，导致难以制作具有小尺寸的边界区域的面板。
另一方面，现今信息产品朝着高速率处理与多高功能的方向发展，然而当处理速度越快时，越易伴随产生电磁干扰的现象。通常在使用手写板的特定场合中，其周围常伴随着其它数字产品的存在，因此现有技术的手写板易受外在电磁场的干扰，因而易产生误判。
有鉴于此，本发明提供一种手写板及电磁输入装置，以解决上述的缺陷。
发明内容
本发明为了解决上述天线开关和资料选择器元件多及信号串扰技术问题，提供一种元件数量少、布线难度低且减少信号串扰的手写板。
同时本发明还提供一种采用上述手写板的电磁输入装置及输入方法。
所述手写板包括依次电连接的微处理器、天线选择开关、书写区域和信号输出模组，所述书写区域包括多个书写子区域，每个所述书写子区域包括多个阵列设置的天线，所述天线选择开关选择控制一所述书写子区域处于工作状态，并驱动所述书写子区域的天线产生书写信号，所述信号输出模组接收来自所述天线的书写信号，并输出至所述微处理器。
进一步地，所述天线选择开关选择控制其中一所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态。
进一步地，所述天线选择开关选择控制多个所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态。
进一步地，所述手写板还包括信号处理模组，所述信号处理模组包括依次电连接的放大器、滤波器和整流器，所述放大器与所述信号输出模组电连接，所述整流器与所述所述微处理器电连接，所述信号输出模组将接收的书写信号经所述信号处理模组处理后输出至所述微处理器。
进一步地，所述信号输出模组包括资料选择器，所述资料选择器与所述天线和所述信号处理模组对应电连接。
进一步地，相邻所述书写子区域部分重叠设置或者相接设置。
本发明提供一电磁输入装置，包括手写笔和所述手写笔配合使用的手写板，所述手写板包括依次电连接的微处理器、天线选择开关、书写区域和信号输出模组，所述书写区域包括多个书写子区域，每一所述书写子区域包括多个阵列设置的天线，所述手写笔选择并确认其中至少一书写子区域，所述天线选择开关选择控制所述确认书写子区域处于工作状态，并驱动所述书写子区域的天线产生书写信号，所述信号输出模组接收来自所述天线的书写信号，并输出至所述微处理器。
本发明还提供一种电磁输入装置的输入方法，包括：提供手写笔及手写板，其中所述手写板包括多个相邻设置的子区域，所述手写笔于所述手写板表面书写，确定至少一所述书写子区域；提供电连接的微处理器和天线选择开关，所述微处理器根据所述确定的书写子区域产生驱动信号，驱动所述天线选择开关控制所述确定的书写子区域处于工作状态，同时其他书写子区域处于非工作状态；提供信号输出模组，每一书写子区域内设置多个阵列的天线，所述天线感应所述手写笔的书写信号，信号输出模组输出书写信号至所述微处理器。
进一步地，相邻所述书写子区域部分重叠设置或者相接设置。
相较于现有技术，本发明的手写板及电磁输入装置具有如下有益效果：
第一，本发明的手写板及电磁输入装置，通过所述选择开关控制所有书写子区域的工作状态，所述信号输出模组可控制每一书写子区域内的哪一根天线的信号输出，利用一个选择开关和信号输出模组就可以控制所述手写区域的所有天线回路的导通和断开的工作状态，大大减少了现有技术的天线开关元件的数量，相应的使得布线简便，加工容易，手写板边框宽度尺寸小；
第二，本发明所述天线选择开关选择控制多个所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态，耗电少，相邻天线之间不会出现信号串扰，同时，独立的一个天线回路处于工作状态，产生书写信号强，受周围其他数字产品的电磁干扰影响小，避免误判，提高输入数据的精度。
附图说明
图1a是现有技术的电磁输入装置沿着二维正交坐标的X方向配置的天线回路布局示意图；
图1b为现有技术的天线回路布局示意图；
图2是本发明第一种实施方式揭示的电磁输入装置的结构示意图；
图3是图2所示手写板沿X方向的结构示意图；
图4是本发明第二种实施方式揭示的电磁输入装置的结构示意图；
图5是图4所示手写板沿Y方向的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
第一较佳实施例
请参阅图2，本发明第一种实施方式揭示的电磁输入装置的结构示意图。所述电磁输入装置20包括手写笔21及具书写区域230的手写板23。所述手写笔21于所述手写板23表面书写，并产生电磁信号。所述手写板23感应所述手写笔21的电磁信号，并输出书写信号，其中所述书写信号可以是坐标位置信号和压力信号等。
所述手写笔21包括笔芯211、压力感应器213及谐振电路215。在书写过程中，所述笔芯211于所述手写板23表面的书写区域230内书写，所述压力感应器213感应书写的压力值。所述谐振电路215输出所述手写笔21的坐标位置信号和压力信号至所述手写板23。
所述手写笔21书写时，所述谐振电路215震荡，发射一个电磁波信号，所述手写板23表面的书写区域230设置多个阵列天线回路，逐一导通扫描所述天线回路的所感应的信号。由于磁场强度与距离平方成反比，发射电磁波信号的手写笔21距天线越远时，会使得天线回路所接收到的信号越微弱；相对地，发射电磁波信号的手写笔21距天线越近时，会使得天线所接收到的信号越强。因此，通过所述手写板23逐一顺序扫描所有的所述天线回路，并分析各所述天线回路所接收到的信号强弱，便可得知所述手写笔21位于哪一条天线的范围内，进而计算出其位置坐标，得到所述位置坐标的信号。
所述手写笔21书写过程中，所述笔芯211按压手写板23时，笔芯211朝背离所述手写板23方向上移，所述压力感应器213感应到变化，改变所述谐振电路的215的电感量，使得谐振电路的215的频率相应产生变化。所述笔芯211的尖端的压力越大，所述电感量的变化越大，所述谐振电路的215频率的变化量也越大，所以由所述谐振电路的215频率的变化大小，便可知道施加于所述手写笔21的压力的大小，即通过压力感应器213可得到压力信号。
再请参阅图3，是图2所示手写板沿X方向的结构示意图。所述手写板23包括依次电连接的微处理器231、天线选择开关233、书写区域230、信号输出模组235及信号处理模组237。
所述手写板23的工作区域是由所述书写区域230界定。所述书写区域230包括n个书写子区域，每个书写子区域包括m根天线，组成m*n个天线回路。
所述微处理器231、所述天线选择开关233、所述信号输出模组235和所述信号处理模组237均布置在所述手写板23的非工作区域，即所述书写区域230的周边。所述微处理器连接所述天线选择开关，控制所述天线选择开关233选择导通的一个书写子区域，同时连接所述信号输出模组235，选择书写子区域内具体的一条天线导通。所述信号处理模组237处理所述信号输出模组235输出的信号并传送至所述微处理器231。
以X轴方向为例，所述书写区包括第一书写子区域2301、第二书写子区域2302……及第n书写子区域230n。所述第一书写子区域2301包括第一天线23011、第二天线23012……第m天线2301m。每根所述天线23011、23012……2301m及2302书写子区域……230n书写子区域的天线(图未标示)一端连接天线选择开关，一端依次连接信号输出模组、信号处理模组和微处理器，组成一个独立的天线回路。
所述电磁输入装置20的输入方法为：
所述笔芯211抵接所述手写区域230表面时，所述谐振电路215发射电磁波信号，所述微处理器231逐一顺序扫描所有天线回路感应的信号，确定一书写子区域；
所述微处理器231根据所述确定的书写子区域产生驱动信号，驱动所述天线选择开关233控制所述确定的书写子区域处于工作状态，同时其他书写子区域处于非工作状态；
所述手写笔21书写时，所述压力感应器213根据压力改变谐振频率，并发射电磁波讯号，所述书写子区域内的天线感应所述手写笔21的书写信号，经过所述信号输出模组235输出书写信号；
所述输出书写信号经过信号处理模组237处理，传送给所述微处理器231。
需要说明的是，所述信号输出模组235包括资料选择器。所述信号处理模组237包括放大器、滤波器和整流器，其中所述放大器一端与所述信号输出模组235连接，一端连接所述滤波器，所述整流器一端连接所述滤波器，另一端连接所述微处理器231。
所述手写笔21可以是有电源的，也可以是无电源的。所述手写笔21是无源的，手写笔21靠近所述手写板23时，所述手写板23天线先发射电磁波信号。
所述电磁输入装置20也可以包括多个手写笔，所述确定的书写子区域也可以是间隔的多个，由所述微处理器231控制所述确定的多个书写子区域逐一顺序处于工作状态，便于多个手写笔同时输入信号。
相较于现有技术，本发明电磁输入装置20具有如下有益效果：
第一，本发明的手写板23及电磁输入装置20，通过所述天线选择开关233控制所有书写子区域的工作状态，所述信号输出模组235控制每一书写子区域内的哪一根天线的信号输出，利用一个天线选择开关233和信号输出模组235就可以控制所述手写区域230的所有天线回路的导通和断开的工作状态，大大减少了现有技术的天线开关元件的数量，相应的使得布线简便，加工容易，手写板边框宽度尺寸小；
第二，本发明所述天线选择开关233选择控制多个所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态，耗电少，相邻天线之间不会出现信号串扰，同时，独立的一个天线回路处于工作状态，产生书写信号强，受周围其他数字产品的电磁干扰影响小，避免误判，提高输入数据的精度。
第二较佳实施例
请参阅图4，是本发明第二种实施方式揭示的电磁输入装置的结构示意图。所述电磁输入装置30包括手写笔31及具书写区域330的手写板33。所述手写笔31包括笔芯311、压力感应器313及谐振电路315。
请参阅图5，是图4所示手写板沿Y方向的结构示意图。所述手写板33包括依次电连接的微处理器331、天线选择开关333、书写区域330、信号输出模组335及信号处理模组337。
所述手写板33的工作区域是由所述书写区域330界定。所述书写区域330包括M个书写子区域，每个书写子区域包括N根天线，组成N*M个天线回路。
以Y轴方向为例，所述书写区包括第一书写子区域3301、第二书写子区域3302……及第M书写子区域330M，相邻所述第一书写子区域3301、第二书写子区域3302……及第N书写子区域330N部分重叠设置。所述第一书写子区域3301包括第一天线33011、第二天线33011及第N天线3301N。
所述电磁输入装置30的输入方法为：
所述笔芯311抵接所述手写区域330表面时，所述谐振电路315发射电磁波信号，所述微处理器331逐一顺序扫描所有天线回路感应的信号，确定一书写子区域；
所述微处理器331根据所述确定的书写子区域产生驱动信号，驱动所述天线选择开关333控制所述确定的书写子区域处于工作状态，同时其他书写子区域处于非工作状态；
所述手写笔31书写时，所述压力感应器313根据压力改变谐振频率，并发射电磁波讯号，所述书写子区域内的天线感应所述手写笔31的书写信号，经过所述信号输出模组335输出书写信号；
所述输出书写信号经过信号处理模组337处理，传送给所述微处理器331。
需要说明的是，所述电磁输入装置30的工作原理与第一实施例的相同，在此不再一一赘述。
相较于现有技术，本发明的电磁输入装置30除了具有第一种实施方式的有益效果外，还具有以下有益效果：所述书写子区域在相邻的区域部分重叠设置，可以避免电磁笔31在两个相邻的书写子区域边缘书写时，无法准确判断手写笔输入信号的情况。
以上所述仅为本发明的2个实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种手写板，包括：
微处理器；
天线选择开关，与所述微处理器电连接；
信号输出模组，及
书写区域，分别与所述天线选择开关和所述信号输出模组对应电连接，所述书写区域包括多个书写子区域，每一所述书写子区域包括多个阵列设置的天线，其特征在于，所述天线选择开关选择控制一所述书写子区域处于工作状态，并驱动所述书写子区域的天线产生书写信号，所述信号输出模组接收来自所述天线的书写信号，并输出至所述微处理器。
2.根据权利要求1所述手写板，其特征在于：所述天线选择开关选择控制其中一所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态。
3.根据权利要求1所述手写板，其特征在于：所述天线选择开关选择控制多个所述书写子区域处于工作状态，同时控制其他书写子区域处于非工作状态。
4.根据权利要求1所述手写板，其特征在于：所述手写板还包括信号处理模组，所述信号处理模组包括依次电连接的放大器、滤波器和整流器，所述放大器与所述信号输出模组电连接，所述整流器与所述所述微处理器电连接，所述信号输出模组将接收的书写信号经所述信号处理模组处理后输出至所述微处理器。
5.根据权利要求4所述手写板，其特征在于：所述信号输出模组包括资料选择器，所述资料选择器与所述天线和所述信号处理模组对应电连接。
6.根据权利要求1所述手写板，其特征在于：相邻所述书写子区域部分重叠设置或者相接设置。
7.一种电磁输入装置，包括：
手写笔；及
与所述手写笔配合使用的手写板，所述手写板包括：
微处理器；
天线选择开关，所述天线选择开关与所述微处理器电连接；
信号输出模组，所述信号输出模组将信号输出给所述微处理器，及
书写区域，分别与所述天线选择开关和所述信号输出模组电连接，所述书写区域包括多个书写子区域，每一所述书写子区域包括多个阵列设置的天线，其特征在于，所述手写笔选择并确认其中至少一书写子区域，所述天线选择开关选择控制所述确认书写子区域处于工作状态，并驱动所述书写子区域的天线产生书写信号，所述信号输出模组接收来自所述天线的书写信号，并输出至所述微处理器。
8.一种电磁输入装置的输入方法，其特征在于，包括：
提供手写笔及手写板，其中所述手写板包括多个相邻设置的子区域，所述手写笔于所述手写板表面书写，确定至少一所述书写子区域；
提供电连接的微处理器和天线选择开关，所述微处理器根据所述确定的书写子区域产生驱动信号，驱动所述天线选择开关控制所述确定的书写子区域处于工作状态，同时其他书写子区域处于非工作状态；
提供信号输出模组，每一书写子区域内设置多个阵列的天线，所述天线感应所述手写笔的书写信号，信号输出模组输出书写信号至所述微处理器。
9.根据权利要求8所述手写板，其特征在于：相邻所述书写子区域部分重叠设置或者相接设置。
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