CN112578920A - 一种动态调整信号发射时间的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动态调整信号发射时间的方法，所述方法包括：获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；或获取无源手写笔的感应信号幅度；基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。同时，本发明还公开了一种动态调整信号发射时间的系统、电磁书写板及电磁式无源手写系统。本发明可选用低耐压元器件构成无源手写笔LC谐振回路，以降低成本，同时，缩短了信号发射时间，提高了报点率，进而得到更快的手写速度。

Description

一种动态调整信号发射时间的方法及系统
技术领域
本发明属于电磁感应触控技术领域。具体涉及一种动态调整信号发射时间的方法及其系统。
背景技术
电磁手写技术属于电磁感应触控技术的具体应用，其主要分为两类：电磁有源手写技术和电磁无源手写技术，现有常见的电磁式无源手写系统即是基于电磁无源技术研发的，其至少包括一个无源电磁书写板和一个无源书写笔，电磁式无源手写系统的工作原理大致是：无源电磁书写板的书写面产生强度一定的电磁发射信号，无源书写笔内部至少设置有一LC谐振回路，LC谐振回路感应电磁发射信号并集聚能量充电，当电磁发射信号停止后，LC谐振回路以其固有谐振频率产生幅度逐渐衰减的电磁信号，无源电磁书写板接收并处理LC谐振回路发出的电磁信号，完成定位和压感功能。
但为保证无源书写笔的感应高度，无源电磁书写板的发射信号持续时间要足够长(如40多个周期，共80μs)，而且该发射信号时间是固定不变的，这样手写系统报点率就比较低，且无源书写笔接触到书写面时，LC谐振回路会感应到幅度过大的感应信号，对无源书写笔内元器件如LC谐振回路内电容的耐压性提出了更高的要求。
发明内容
基于以上技术问题，本发明公开了一种动态调整信号发射时间的方法，从而解决了现有电磁无源手写系统发射信号时间定不变而导致其报点率低、电磁笔元器件耐压要求高的技术问题。同时本发明还公开了一种动态调整信号发射时间的装置、系统、电磁书写板及电磁式无源手写系统。
为解决以上技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种动态调整信号发射时间的方法，所述方法包括：
获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；或，获取无源手写笔的感应信号幅度；基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
更进一步的，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔感应信号幅度获取。
更进一步的，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
更进一步的，所述基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间具体为：
基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
更进一步的，当基于获取的感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分档调整方法或连续调整方法确定。
更进一步的，所述分档调整方法具体为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
更进一步的，所述连续调整方法具体为通过以下公式确定对应信号发射时间：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
本发明由于采用了以上技术方案，相比于现有技术，达到了以下技术效果：本发明是基于现有技术中电磁书写板发射信号的发射时间固定的缺陷提出，根据无源手写笔的高度或其感应信号幅度来动态的调整对应电磁书写板的信号发射时间，这样在无源手写笔进入电磁书写板感应区域的整个过程中，无源手写笔LC谐振回路上的感应信号幅度都不会过高，无源手写笔就可以选用低耐压元器件构成LC谐振回路，以降低成本，同时，因缩短了信号发射时间，就有机会在同样的时间内，上报更多坐标和压感数据，提高了报点率，进而得到更快的手写速度。
同时，本发明基于该动态调整信号发射时间的方法，还公开了一种动态调整信号发射时间的系统，所述系统包括：
获取单元，用于获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；
或，
获取无源手写笔的感应信号幅度；
动态调整单元，用于基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
基于该系统，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：通过测量无源手写笔感应信号幅度获取。
基于该系统，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
基于该系统，所述动态调整单元包括：
确定单元，用于基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
控制单元，用于控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
基于该系统，当确定单元基于获取的感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分档调整方法或连续调整方法确定。
基于该系统，所述分档调整方法具体为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
基于该系统，所述连续调整方法具体为通过以下公式确定对应信号发射时间：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
基于该系统，可以根据无源手写笔的高度或感应信号幅度动态调整对应电磁书写板发射信号时间，进而使得无源手写笔可选用低耐压元器件组成，成本低，同时该电磁书写板在单位时间内可上报更多坐标和压感数据，报点率高，手写速度快。
为解决以上技术问题，本发明还提供如下技术方案：
一种电磁书写板，其至少包括有上述动态调整信号发射时间的系统。
本发明的电磁书写板因可动态调整信号发射时间，从而对电磁书写笔的元器件耐压要求降低，适用范围更广，且在单位时间内，可以上报电磁书写笔更多的坐标和压感数据，报点率高，书写速度更快。
再者，本发明还公开了一种电磁式无源手写系统，其包括电磁书写板和无源手写笔，其中电磁书写板至少包括有上述动态调整信号发射时间的系统。
本发明的电磁式无源手写系统可动态调整信号发射时间，无源手写笔可以选用低耐压元器件组成，成本低，同时还具有高报点率和手写速度快的特点。
最后，本发明还公开了一种动态调整信号发射时间的装置，该装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；
所述至少一个存储器用于存储计算机指令；
所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现上述动态调整信号发射时间的方法。
【附图说明】
图1是动态调整信号发射时间的方法的示例性流程图；
图2是图1中步骤104的示例性流程图；
图3是动态调整信号发射时间的系统的示例性结构框图；
图4是图3中动态调整单元304的示例性结构框图；
图5是具体实施方式中电磁书写板的一种基础结构的示例性框图。
【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。
应当理解，本发明使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是动态调整信号发射时间的方法的示例性流程图。
如图1所示，一种动态调整信号发射时间的方法100，所述动态调整信号发射时间的方法100包括：
步骤102：获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；或获取无源手写笔的感应信号幅度。
步骤104：基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
所述步骤102主要用于数据获取，该数据可以是无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度，或是无源手写笔的感应信号幅度。
具体的，当获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度时，可通过以下方式获取：
1)通过测量无源手写笔感应信号幅度确定并获取。
基于电磁感应原理，当无源手写笔距离电磁书写板书写面的距离越近时，无源手写笔感应信号幅度越大，因此，通过实时测量无源手写笔感应信号幅度，即可确定当前无源手写笔感应信号幅度对应的笔板距离(无源手写笔距离电磁书写板书写面的距离)，该笔板距离即为无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度。
其中，无源手写笔感应信号幅度的测量方式为现有技术，如可采用读取手写笔感应信号ADC通道的最大值来获取。
2)通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
本方式通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度，然后，通过计算得到无源手写笔距离电磁书写板书写面的距离，计算的方法或计算公式等均属于现有技术，此处不再累述，采用该方式可以精确计算无源手写笔距离电磁书写板书写面的距离，但该方式耗时较长，能耗高，会影响到书写板书写速度。
而步骤102中，若直接通过获取无源手写笔的感应信号幅度来直接作为所需数据使用时，则可以省略相应的算法，减少误差，并可减少数据处理时间。具体的，无源手写笔的感应信号幅度可通过上述方式1)中的任一测量方式获得。
图2是图1中步骤104的示例性流程图。
如图2所示，步骤104主要用于动态调整电磁书写板的信号发射时间，具体包括以下步骤：
步骤202：基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
步骤204：控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
步骤202主要用于在获取的高度或感应信号幅度数据前提下，得到该高度或感应信号幅度的对应信号发射时间，也即获取的高度或感应信号幅度为当前实时数据，而得到的对应信号发射时间也为当前实时数据的实时信号发射时间。
具体的，所述步骤202中，当基于获取的高度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，信号发射时间可通过以下方式确定：
所述步骤202中，当基于获取感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分档调整方法或连续调整方法确定。
首先，分档调整方法可以为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
通过以上分档方法，即可将对应信号发射时间分档(三档)确定，从而可以根据获取的感应信号幅度得到对应信号发射时间。本方法中的分档方法，也可理解为分段、分类或分节等类似表述的方法。
再者，连续调整方法可以通过计算确定对应信号发射时间，计算的公式可采用以下公式：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2(1)
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
采用公式(1)的连续调整方法，可以连续的确定对应信号发射时间值，并且还可根据实际无源书写笔、电磁书写板的结构、系数、元器件等因素去调整系数(0.5)或组成的函数。
步骤204则主要用于将当前电磁书写板的信号发射时间调整为步骤202获取的对应信号发射时间，进而实现实时动态调整电磁书写板的信号发射时间。
基于以上所述的动态调整信号发射时间的方法100，其通过实时获取高度或感应信号幅度，获取对应时刻的对应信号发射时间，再用该对应信号发射时间替换电磁书写板的当前对应信号发射时间，将对应信号发射时间调整为电磁书写板的信号发射时间，实现电磁书写板的信号发射时间信号动态调整。
具体的，即当无源书写笔刚进入电磁书写板书写面上方的检测区域时，电磁书写板还处于原始的工作状态，电磁书写板持续发射幅度 (A0)的发射信号，即发射持续时间足够长的发射信号(如背景技术中的40多个周期，共80μs)，当随着电磁手写笔逐渐接近电磁书写板书写面时，电磁书写板逐渐减少信号发射时间，当无源手写笔接触书写面时，发射信号持续时间最短。反之，当无源书写笔逐渐远离电磁书写板书写面时，电磁书写板逐渐增大发射时间直至无源书写笔离开电磁书写板书写面上方的检测区域，此时电磁书写板回到原始的工作状态。
综上，本方法根据无源手写笔的高度或其感应信号幅度来动态的调整对应电磁书写板的信号发射时间，从而可以保证无源手写笔LC 谐振回路上的感应信号幅度在电磁书写板感应区域都不会过高，保证无源手写笔的安全，且由于在手写笔到达书写面时电磁书写板发射信号持续时间最短，从而因缩短了信号发射时间使得(一个)坐标和压感处理周期最短，达到了提高报点率及书写速度的效果。
图3是动态调整信号发射时间的系统的示例性结构框图。
如图3所示，本实施例还公开了一种动态调整信号发射时间的系统300，所述动态调整信号发射时间的系统300包括：
获取单元302，用于获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；或，获取无源手写笔的感应信号幅度；
动态调整单元304，用于基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
在一些实施例中，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔感应信号幅度获取。
在一些实施例中，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
图4是图3中动态调整单元304的示例性结构框图。
如图4所示，在一些实施例中，所述动态调整单元304包括：
确定单元402，用于基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
控制单元404，用于控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
在一些实施例中，当确定单元402基于获取的感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分档调整方法或连续调整方法确定。
在一些实施例中，所述分档调整方法具体为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
在一些实施例中，所述连续调整方法具体为通过以下公式确定对应信号发射时间：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
由于上述动态调整信号发射时间的系统300的原理、具体方式、方法等可参见上述动态调整信号发射时间的系统300方法100，因此本实施例不再过多累述。
本动态调整信号发射时间的系统300可应用于电磁感应手写产品中，具体的，如电磁书写设备、电磁书写系统、具有电磁书写结构的电子设备、系统等。本系统可降低产品的耐压元器件标准，进而控制成本，并可降低能耗，同时还可提高产品的报点率和手写速度。
其次，本实施例还公开了一种电磁书写板，其至少包括有上述的动态调整信号发射时间的系统300。
本实施例的电磁书写板(也即电磁绘图板、电磁绘画板或电磁数码板)，可应用于电磁书写设备、系统及具有电磁书写板的电子设备、系统等。
本电磁书写板的基础功能如信号发射、接收、处理等功能均可采用现有技术任意结构实现，为本实施例更好的实施或理解，本实施例提供了一种具体的电磁书写板结构，如图5所示，该电磁书写板内部主要包括顺次呈环形连接的MCU控制单元、发射驱动单元、模拟开关阵列单元、信号放大单元及检波积分单元，模拟开关阵列单元还连接有收发天线单元；
其中，
MCU控制单元，用于输出一串脉冲信号至发射驱动单元，或处理检波积分单元输出的电磁书写笔反馈信号；
发射驱动单元，用于发射MCU控制单元输出的脉冲信号至模拟开关阵列单元；
模拟开关阵列单元，用于接收并控制发射驱动单元的脉冲信号的输出，或接收并控制收发天线的电磁书写笔反馈信号的输入；
收发天线单元，用于发射模拟开关阵列单元输出的脉冲信号，或接收电磁书写笔反馈信号；
信号放大单元，用于接收并放大电磁书写笔反馈信号；
检波积分单元，用于接收放大后电磁书写笔反馈信号并处理。
基于以上电磁书写板结构，辅以其它结构如壳体、电容屏、金属屏蔽层等，形成电磁书写板结构，再设置上述的动态调整信号发射时间的系统300，即可组成本实施例电磁书写板的一种具体结构。
本实施例的电磁书写板对电磁笔的耐压要求小，可减少电磁笔成本和适用范围，并且报点率高，书写速度快。
再者，本实施例还公开了一种电磁式无源手写系统，其包括电磁书写板和无源手写笔，其中电磁书写板至少包括有上述的动态调整信号发射时间的系统300，或电磁书写板采用上述具有动态调整信号发射时间的系统300的电磁书写板。
本实施例的电磁式无源手写系统可动态调整信号发射时间，无源手写笔可以选用低耐压元器件组成，成本低，同时还具有高报点率和手写速度快的特点。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种动态调整信号发射时间的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；
或，
获取无源手写笔的感应信号幅度；
基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔感应信号幅度获取。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间具体为：
基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当基于获取的感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分段调整方法或连续调整方法确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分段调整方法具体为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述连续调整方法具体为通过以下公式确定对应信号发射时间：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
8.一种动态调整信号发射时间的系统，其特征在于，所述系统包括：
获取单元，用于获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度；
或，
获取无源手写笔的感应信号幅度；
动态调整单元，用于基于获取的高度或感应信号幅度，动态调整电磁书写板的信号发射时间。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔感应信号幅度获取。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述获取无源手写笔距离电磁书写板书写面的高度具体为：
通过测量无源手写笔上多条天线的感应信号幅度获取。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述动态调整单元包括：
确定单元，用于基于获取的高度或感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间；
控制单元，用于控制电磁书写板将其当前的信号发射时间调整为对应信号发射时间。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，当确定单元基于获取的感应信号幅度，确定对应高度或感应信号幅度的对应信号发射时间时，对应信号发射时间可通过分档调整方法或连续调整方法确定。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述分档调整方法具体为：
当0.7A0≤A≤A0时，T＝0.5NT0；
当0.4A0≤A≤0.7A0时，T＝0.75NT0；
当A≤0.4A0时，T＝NT0；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述连续调整方法具体为通过以下公式确定对应信号发射时间：
T＝0.5NT0(A0/A)1/2；
其中，
T表示对应信号发射时间；
A表示无源手写笔感应信号幅度；
A0表示电磁书写板允许的最大信号幅度；
N表示为电磁书写板最大发射脉冲数目；
T0表示电磁书写板发射信号单个脉冲的周期。
15.一种电磁书写板，其特征在于，其至少包括有如权利要求8～14中任一项所述的系统。
16.一种电磁式无源手写系统，包括电磁书写板和无源手写笔，其特征在于，所述电磁书写板至少包括有如权利要求8～14中任一项所述的系统。
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