CN113568515A - 一种电子手写笔和手写装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子手写笔和手写装置，用于提高压感检测的准确率和检测效率，所述电子手写笔包括：CPU控制电路、压力检测电路和脉冲调制电路，其中，所述中央处理器CPU控制电路：与所述压力检测电路电性连接，用于对所述压力检测电路进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出；所述压力检测电路：与所述CPU控制电路电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；所述脉冲调制电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于将所述压力检测数据通过三进制编码后发送，包括：场效应管，用于通过所述场效应管的开合，使得所述脉冲调制电路将所述压力检测数据编码成三进制数据；谐振电路：将编码后的所述压力检测数据发送。
Description
【技术领域】
本发明涉及计算机外围输入设备技术领域，特别涉及一种电子手写笔和手写装置。
【背景技术】
随着科技进步，数字化电子信息设备已具备轨迹输入的功能，这种功能的实现通常采用手写输入的方式。作为数字化电子信息设备的电子手写笔得到了广泛的应用，其不但能够通过手写输入文字，还可以实现绘画、点控操作等。现有技术中的电子手写笔通常与配套的数位板共同使用，电子手写笔上都要做压力和按键等功能，现有技术中的电子手写笔实现对压力和按键等功能的检测包括如下两种方式：
一种为改变其笔的震荡参数方式，从而使数位板收到的感应频率改变而以判断按键及得知压感的大小。然而在笔的压力下，改变笔线圈和磁芯的相对位置，从而使笔的震荡频率改变，进而判断压感的大小，这样会造成生产时频率精度要求太高，生产难度很高，使出水压感大小等存在不确定性，即造成出水不稳定等问题。
另一种为CN101174192A所采用的方式，通过位置检测装置及位置指示器，其按键处理是通过数字方式传输，但是，压感却是要根据来自数位板的感应频率F0的信号，通过可变电容器构成的时间常数电路充电或放电的时间变化确定压感，由于感应的频率F0会受笔和数位板外部因素变化而改变，造成压感检测的不稳定性。如图1所示在笔压检测电路25中，将施加在对应笔压而变化容量的可变电容器26上的笔压转换为数字值，对应来自检波电路18的脉冲依次输出。该笔压检测电路25根据计算由电容器27输入的频率F0的信号，将通过由可变电容器26构成的时间常数电路充电或放电的时间数字化，其谐振频率F0受外界影响，造成转换成的笔压数字值也受影响。
因此，对电子手写笔压感的检测，如何更加高效准确，是现阶段需要重视的问题。
【发明内容】
为了解决相关技术中，压感检测的准确性低且效率低下的问题，本发明提供一种电子手写笔和手写装置。
本发明为解决上述技术问题，提供的技术方案如下：一种电子手写笔，包括：CPU控制电路、压力检测电路和脉冲调制电路，其中，所述中央处理器CPU控制电路：与所述压力检测电路电性连接，用于对所述压力检测电路进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出；所述压力检测电路：与所述CPU控制电路电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；所述脉冲调制电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于将所述压力检测数据通过三进制编码后发送，包括：场效应管，用于通过所述场效应管的开合，使得所述脉冲调制电路将所述压力检测数据编码成三进制数据；谐振电路：将编码后的所述压力检测数据发送。
优选的，所述电子手写笔还包括供电模组，所述供电模组用于提供电源以保证所述电子手写笔中各部分正常工作。
优选的，所述供电模组包括共振电路及电源抽出电路，所述共振电路包括线圈及电容器，所述电源抽出电路用于从所述线圈上感应的感应电压中抽出电源。
优选的，所述压力检测电路包括压力传感器，所述压力传感器用于将检测到的压力转换为电信号。
优选的，当所述场效应管在接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路发送的压力检测数据为0；
优选的，当所述场效应管在接收周期内保持导通时，所述脉冲调制电路发送的编码后的压力检测数据为2；
优选的，当所述场效应管在连续的半个接收周期内保持导通，且连续的另外半个接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路发送的编码后的压力检测数据为1。
8、优选的，当所述编码后的压力位数为8位时，最高压感级为6560级；
当所述编码后的压力位数为9位时，最高压感级为19682级。
优选的，所述电子手写笔与配套的手写板进行通信，以确定编解码信息。
优选的，所述电子手写笔还包括：按键检测电路，与所述CPU电路电性连接，用于提供按键检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；所述脉冲调制电路还用于将所述按键检测数据通过三进制编码后发送。
本发明还提供了一种手写装置，电子手写笔和与所述电子手写笔配套的手写板，其中，所述电子手写笔为上述任一项所述的电子手写笔；所述手写板包括：第一脉冲调制电路，用于接收所述电子手写笔发送的压力检测数据，并将所述压力检测数据进行三进制解码操作；第一CPU控制电路；与所述第一脉冲调制电路电性连接，对解码后的所述压力检测数据进行处理。
本申请实施例通过提供一种电子手写笔，具体包括：CPU控制电路、压力检测电路和脉冲调制电路，其中，所述中央处理器CPU控制电路，与所述压力检测电路电性连接，用于对所述压力检测电路进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出；所述压力检测电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；所述脉冲调制电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于将所述压力检测数据通过三进制编码后发送，包括：场效应管，用于通过所述场效应管的开合，使得所述脉冲调制电路将所述压力检测数据编码成三进制数据；谐振电路：将编码后的所述压力检测数据发送。本发明通过三进制编码方式，提高了压感检测的准确率和检测效率。
【附图说明】
图1是相关技术的位置指示器构成的框图；
图2为本申请实施例提供的一种电子手写笔的部分电路结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种脉冲调制电路23的电路结构示意图；
图4a为本申请实施例提供的一种电子手写笔的发射信号图；
图4b为本申请实施例提供的另一电子手写笔的发射信号图；
图4c为本申请实施例提供的另一电子手写笔的发射信号图
图5为本申请实施例提供的另一种电子手写笔的部分电路结构示意图。
【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。
解决相关技术中，压感检测的准确性低且效率低下的问题，本发明提供一种电子手写笔、手写板及手写装置，以提升准确率，且提高检测效率。
请参阅图2，为本发明提供的一种电子手写笔20的部分电路结构示意图，包括CPU控制电路21、压力检测电路22和脉冲调制电路23，其中，所述CPU控制电路21，与所述压力检测电路22电性连接，用于对所述压力检测电路进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出；
所述压力检测电路22，与所述CPU控制电路21电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路21处理后输出，所述压力检测电路22包括压力传感器(未示出)，所述压力传感器用于将检测到的压力转换为电信号，实际应用中，所述压力传感器可以为任何形式的将压力转换为电信号的传感器，以便可以将准确的压力绝对值通过CPU A/D转换器检测读出。
所述脉冲调制电路23，与所述CPU控制电路21电性连接，用于将所述压力检测数据通过三进制编码后发送，请参阅图3，为本发明提供的一种脉冲调制电路23的电路结构示意图，其中，所述脉冲调制电路23包括场效应管231和谐振电路232，所述谐振电路232包括线圈2321和电容器2322，通过所述场效应管231的开合，使得所述脉冲调制电路23将所述压力检测数据编码成三进制数据，具体地，当所述场效应管232在接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路23发送的压力检测数据为0；
当所述场效应管232在接收周期内保持导通时，所述脉冲调制电路23发送的编码后的压力检测数据为2；
当所述场效应管232在连续的半个接收周期内保持导通，且连续的另外半个接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路23发送的编码后的压力检测数据为1，具体地，请参阅图4a、图4b和4c，均为电子手写笔的发射信号图，在位置定位时，所述场效应管232为低电平，即发射周期和接收周期都处于低电平。当所述电子手写笔20在传输数据例如压感信息和按键信息时，如图4a所示，当要发射三进制数据中的信号0时，所述场效应管232关闭，即在接收周期均为低电平；如图4b所示，当要发射三进制数据中的信号1时，所述场效应管232导通一半关闭一半，即在接收周期一半为低电平一半为高电平；如图4c所示，当要发射三进制数据中的信号2时，所述场效应管232关闭，即在接收周期均为高电平。
本实施例中，编码后的压力检测数据的位数以8位为例，具体压感值和对应的三进制编码如下表1所示，其中表1还包括相关技术中的二进制编码：
表1
| 压感mg | 三进制编码 | 二进制编码 |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 10 |
| 3 | 10 | 11 |
| 4 | 11 | 100 |
| 5 | 12 | 101 |
| 6 | 20 | 110 |
| 7 | 21 | 111 |
| 8 | 22 | 1000 |
| 9 | 100 | 1001 |
| 10 | 101 | 1010 |
| 11 | 102 | 1011 |
| 12 | 110 | 1100 |
| … | … | … |
| 6558 | 22222220 | 1100110011110 |
| 6559 | 22222221 | 1100110011111 |
| 6560 | 22222222 | 1100110100000 |
同样的，要求更高的压感级数，编码后的压力检测数据的位数可以为9位，具体压感值和对应的三进制编码如下表2所示：
表2
需要说明的是，实际应用中，若采用编码后的压力位为9位，可以通过一个三进制编码将压感级和其他信息一起表示，例如所述电子手写笔的按键信息、角度信息等，具体此处不作限定。如，100000010表示压感值为4mg，角度信息为90°。因此，具体编码表示可根据实际情况进行设置，本申请不作限定。
具体地，请参阅图5，为本发明还提供的一种电子手写笔20的部分电路结构示意图，所述电子手写笔20还包括供电模组24、按键检测电路25、压力检测电路26和数据传输基准检测电路27。所述CPU控制电路21分别与所述按键检测电路25及所述压力检测电路26电性连接，用于对所述按键检测电路25和所述压力检测电路26进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出。
所述供电模组24用于提供电源以保证所述电子手写笔20中各部分正常工作，所述供电模组24可包括共振电路241和电源抽出电路242，所述共振电路241包括线圈2411和电容器2412，所述线圈2411与所述电容器2412共同组成既定频率的所述共振电路241。所述电源抽出电路242用于从所述线圈2421上感应的感应电压中抽出电源，所述电源抽出电路242由二极管2421及电容器2422组成。即电子手写笔20无电池，其供电由所述共振电路241通过所述电源抽出电路242或者其他电路取得电量，再经所述电源稳压电路26到系统需要的稳定单元供其各部分正常工作。
需要说明的是，在本实施例中，所述供电模组24可以由所述共振电路241与所述电源抽出电路242取得电源电量。当然，在其他实施例中，所述供电模组可通过其他任意方式取得电源电量，只需所述供电模组24能为所述电子手写笔20中各部分提供电源，保证所述电子手写笔中各部分正常工作即可。在本实施例中，优选的，所述供电模组24采用所述共振电路241与所述电源抽出电路242取得电源，使得采用所述电子手写笔20中无电池，这样可以有效的降低电子手写笔的重量，在用户使用过程中更加的轻松方便。
所述按键检测电路25与所述CPU控制电路21连接，用于提供按键检测数据并通过所述CPU控制电路21处理后输出。所述按键检测电路25包括按键(未示出)，通过所述CPU控制电路21检测以及防抖处理后以备传输给数位板。具体的，所述按键可为开关按键或触摸按键。即所述按键检测电路25可为包括开关按键、触摸按键等可以检测按键的处理电路。
所述压力检测电路22与所述CPU控制电路21电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路20.处理后输出。所述压力检测电路22对压力的检测为用独立的压力传感器进行检测，可以将准确的压力绝对值通过所述CPU控制电路21检测读出，以备通过通讯传输给数位板。其中，所述压力传感器可为将压力转换为电信号的任意现有技术中的传感器。
需要说明的是，本申请实施例中，可以通过八位三进制编码来传输压感值，也可以通过设置九位或者其他位的三进制编码来一起传输其他信息，例如所述电子手写笔的按键信息、角度信息等，具体此处不作限定。如，100000010表示压感值为4mg，角度信息为90°
因此，通过本申请实施例中的电子手写笔，相对于相关技术中的编码，需要16位才可以传输一个数据，而本申请只需要8位就可以传输，因此大大提高了编解码和传输效率。同时，本申请只有0，1，1/2，解码的识别率大大提高，提高了抗干扰性。
本申请还提供了一种手写装置，所述电子手写笔和与所述电子手写笔配套的手写板，其中，所述电子手写笔为权利要求1至8中任一项所述的电子手写笔；所述手写板包括：第一脉冲调制电路，用于接收所述电子手写笔发送的压力检测数据，并将所述压力检测数据进行三进制解码操作；第一CPU控制电路；与所述第一脉冲调制电路电性连接，对解码后的所述压力检测数据进行处理。
所述电子手写笔作为发射端，通过所述电子手写笔的脉冲调制电路向所述手写板发送数据，该数据可以包括压感值、按键信息或者角度信息等。对应的，所述手写板作为接收端，需对接收到的编码后的三进制数据进行解码，具体压感值和对应的三进制解码如下表3所示，其中表3还包括相关技术中的二进制解码：
表3：
| 压感mg | 三进制解码 | 二进制解码 |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 10 |
| 3 | 10 | 11 |
| 4 | 11 | 100 |
| 5 | 12 | 101 |
| 6 | 20 | 110 |
| 7 | 21 | 111 |
| 8 | 22 | 1000 |
| 9 | 100 | 1001 |
| 10 | 101 | 1010 |
| 11 | 102 | 1011 |
| 12 | 110 | 1100 |
| … | … | … |
| 6558 | 22222220 | 1100110011110 |
| 6559 | 22222221 | 1100110011111 |
| 6560 | 22222222 | 1100110100000 |
对应9位解码不在这里列述。
为便于理解，将对所述手写装置的原理进行描述：所述电子手写笔接收到所述手写板信号后，通过所述数据传输基准电路得到充电结束下降沿为电子手写笔进行通讯的起始基准。
通过与所述数据传输基准电路数据传输基准相同的所述脉冲调制电路，调整参数后得到笔信号检出波形。从所述按键检测电路、所述压力检测电路及所述角度检测电路中检测得到的按键、压力、倾斜角等信息通过一定的形式编码得到发射给所述手写板的通信信号，如可将要发射的“1”信号不变发射出去，将要发射的“0”通过所述CPU控制电路控制让其脉冲为“0”发射出去。当然，也可将要发射的“0”信号不变发射出去，将要发射的“1”通过所述CPU控制电路20控制让其脉冲发射出去。
所述手写装置的工作原理：所述CPU控制电路在通信结束后进行待机，在接收到充电信号上升沿时，所述CPU控制电路被唤醒，在充电过程中，所述CPU控制电路实现对所述按键检测电路、所述压力检测电路及所述角度检测电路的信号检测，当充电结束时，其下降沿为通信信号的开始，这时将要发射的通过所述按键检测电路、所述压力检测电路及所述角度检测电路检测得到的按键信号、压力信号及倾斜角信号，通过编码后调制其通信信号得到笔信号检出波形。所述手写板接收到该信号后就可以按照预定的方式解码得到电子手写笔的按键、笔压及倾斜角信号。
与相关技术相比，本发明提供的手写装置将按键处理和压力处理均通过数字方式传输，减少了笔压、按键受到其他因素的影响，从而增加了所述手写装置的稳定性。
以上所述仅为本发明的一个或者若干个实施例，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 (10)
1.一种电子手写笔，其特征在于，包括：CPU控制电路、压力检测电路和脉冲调制电路，其中，
所述中央处理器CPU控制电路，与所述压力检测电路电性连接，用于对所述压力检测电路进行数据检测，并将检测到的数据进行处理后输出；
所述压力检测电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于提供压力检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；
所述脉冲调制电路，与所述CPU控制电路电性连接，用于将所述压力检测数据通过三进制编码后发送，包括：
场效应管，用于通过所述场效应管的开合，使得所述脉冲调制电路将所述压力检测数据编码成三进制数据；
谐振电路：将编码后的所述压力检测数据发送。
2.根据权利要求1所述的电子手写笔，其特征在于，所述电子手写笔还包括供电模组，
所述供电模组用于提供电源以保证所述电子手写笔中各部分正常工作。
3.根据权利要求2所述的电子手写笔，其特征在于，所述供电模组包括共振电路及电源抽出电路，所述共振电路包括线圈及电容器，所述电源抽出电路用于从所述线圈上感应的感应电压中抽出电源。
4.根据权利要求1所述的电子手写笔，其特征在于，所述压力检测电路包括压力传感器，所述压力传感器用于将检测到的压力转换为电信号。
5.根据权利要求1所述的电子手写笔，其特征在于，当所述场效应管在接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路发送的压力检测数据为0；
当所述场效应管在接收周期内保持导通时，所述脉冲调制电路发送的编码后的压力检测数据为2；
当所述场效应管在连续的半个接收周期内保持导通，且连续的另外半个接收周期内保持关闭时，所述脉冲调制电路发送的编码后的压力检测数据为1。
6.根据权利要求5所述的电子手写笔，其特征在于，所述编码后的压力检测数据的位数为8位。
7.根据权利要求6所述的电子手写笔，其特征在于，当所述编码后的压力位数为8位时，最高压感级为6560级；
当所述编码后的压力位数为9位时，最高压感级为19682级。
8.根据权利要求6所述的电子手写笔，其特征在于，所述电子手写笔与配套的手写板进行通信，以确定编解码信息。
9.根据权利要求6所述的电子手写笔，其特征在于，所述电子手写笔还包括：
按键检测电路，与所述CPU电路电性连接，用于提供按键检测数据并通过所述CPU控制电路处理后输出；
所述脉冲调制电路还用于将所述按键检测数据通过三进制编码后发送。
10.一种手写装置，其特征在于，包括：电子手写笔和与所述电子手写笔配套的手写板，其中，
所述电子手写笔为权利要求1至8中任一项所述的电子手写笔；
所述手写板包括：
第一脉冲调制电路，用于接收所述电子手写笔发送的压力检测数据，并将所述压力检测数据进行三进制解码操作；
第一CPU控制电路；与所述第一脉冲调制电路电性连接，对解码后的所述压力检测数据进行处理。
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- 2021-08-04 CN CN202110890506.4A patent/CN113568515A/zh active Pending
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