CN202771412U - 手写输入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种手写输入装置，本实用新型揭露一种搭配电磁笔的手写输入装置，此手写输入装置包含控制器、电磁天线电路基板、信号处理电路及充电电路。电磁天线电路基板由控制器控制发射或接收电磁信号。信号处理电路处理电磁天线电路基板接收电磁笔的电磁信号。充电电路用于对电磁笔充电，包含第一元件，第一元件输入该手写输入装置的电压以输出第一电压以对该电磁笔充电。充电电路更包含一可程序化电压元件，可程序化电压元件连接第一元件，并由控制器侦测第一电压以控制可程序化电压元件以改变第一电压。

Description

手写输入装置

技术领域

本实用新型涉及一种手写输入装置，特别是涉及一种具有可程序化充电电路的手写输入装置。

背景技术

电磁式的手写输入装置例如手写板(Tablet)、数字板(Digitizer)等产品组合通常包含电磁笔与数字板。电磁笔一般是使用由电容与电感所构成的电路。数字板一般包含感应天线电路与包含模拟数字转换器、放大器、处理器或控制IC的印刷电路板，用于感应电磁笔发射的电磁信号，并将电磁笔的位置、轨迹、频率变化等经由计算处理显示在显示装置上。

电磁式的手写输入装置的运作原理主要是以具有复数沿X或Y轴二轴向分布的感应天线电路或天线的电路板，搭配可发出电磁信号的电磁笔以进行输入动作。目前电磁感应式的输入装置，依据所搭配的电磁笔种类的不同，可区分为使用内含电池的电磁笔以及无电池的电磁笔两种。搭配内含电池的电磁笔的电磁输入装置所使用的电磁输入技术称为主动式（Active）电磁输入技术。由于搭配使用的电磁笔本身就具备电源可自主发出信号，因此使用主动式电磁输入技术的输入装置无需另外发射能量给电磁笔，仅需单纯接收电磁笔所发射的电磁信号。

搭配具备电池的电磁笔的手写输入装置一般会具备充电功能以对电磁笔进行充电。本实用新型提出一种具有可程序化充电电路的手写板及搭配的电磁笔，使电磁笔的充电可根据需求进行程序化控制，可使电磁笔的充电更加便利而有效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种具有可程序化充电电路的手写板及搭配的电磁笔，使电磁笔的充电可根据需求进行程序化控制，可使电磁笔的充电更加便利而有效率。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的手写输入装置,其包含：电磁笔；控制器；电磁天线电路基板，该电磁天线电路基板由该控制器控制接收该电磁笔的电磁信号；信号处理电路，该信号处理电路处理该电磁天线电路基板接收该电磁笔的电磁信号；及充电电路，该充电电路用于对该电磁笔充电，包含第一元件，该第一元件输入该手写输入装置的电压以输出第一电压以对该电磁笔充电；及可程序化电压元件，该可程序化电压元件连接该第一元件，并由该控制器侦测该第一电压以控制该可程序化电压元件以借由该第一元件改变该第一电压。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的手写输入装置,其中所述的电磁笔包含:电源；电感电容震荡电路以发射该电磁笔的电磁信号；第二元件，该第二元件输入该电源的电压并输出第二电压供应该电感电容震荡电路；及第三元件，该第三元件根据该第二电压以控制该第二元件是否将该电源的电压升高。

前述的手写输入装置，其中所述的第一元件是由该控制器控制开启。

前述的手写输入装置，其中所述的第一元件是借由反馈电压改变该第一电压。

前述的手写输入装置，其中所述的可程序化电压元件包含：第一电阻，该第一电阻的一端连接电感的一端，该电感另一端连接至该第一元件的第三脚位，该第一元件的该第三脚位输出该第一电压；第二电阻与第三电阻，该第二电阻与该第三电阻的一端连接该第一电阻的另一端以及该第一元件的第五脚位；第一晶体管与第二晶体管，该第一晶体管与该第二晶体管的漏极分别连接该第二电阻与该第三电阻的另一端，该第一晶体管与该第二晶体管的射极接地；及第四电阻及第五电阻，该第四电阻及该第五电阻的一端分别连接该第一晶体管与该第二晶体管的基极，该第四电阻及该第五电阻的另一端分别连接至该控制器。

前述的手写输入装置，其中所述的充电电路更包含第六电阻，该第六电阻的一端连接该第一电阻的一端及该电感的一端，该第六电阻的另一端连接该充电电路的正极接点，该第六电阻的两端分别连接至该控制器。

前述的手写输入装置，其中所述的第二元件包含电压转换元件。

前述的手写输入装置，其中所述的第三元件包含一反相器。

前述的手写输入装置，其中所述的电磁笔更包含：第七电阻，该第七电阻的一端连接该电磁笔充电正电极；第一萧特基二极管，该第一萧特基二极管的阳极连接该第七电阻的另一端，该第一萧特基二极管的阴极连接该电源的正极，该电源的正极连接该第二元件的一第五脚位以输入该电源的电压。

前述的手写输入装置，其中所述的第二元件的第二脚位连接至该电感电容震荡电路以输出该第二电压及该第三元件的第五脚位以输入该第二电压至该第三元件。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本实用新型手写输入装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其使电磁笔的充电可根据需求进行程序化控制，可使电磁笔的充电更加便利而有效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型手写输入装置实施例的手写板的示意图。

图2是本实用新型手写输入装置实施例的手写板的充电电路。

图3是本实用新型手写输入装置实施例的手写板的控制器。

图4是本实用新型手写输入装置实施例的电磁笔电路。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的手写输入装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

然而，除了如下描述外，本实用新型还可以广泛地在其它的实施例施行，且本实用新型的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。再者，为提供更清楚的描述及更易理解本实用新型，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其它相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

图1是本实用新型实施例的手写板的示意图。手写板100包含控制器102、充电电路104以及接上充电电路104的电磁笔200。手写板100还包含由多条沿X与Y方向排列彼此平行且部分区域重迭的天线（antenna）或感应线圈（sensor coil）与基板构成的电磁天线电路基板与信号处理电路等。电磁天线电路基板上的天线或感应线圈均连接至开关，并由控制器102控制开关以切换天线或感应线圈进行电磁讯信接收。信号处理电路处理由天线或感应线圈接收自电磁笔200发射的信号。手写板的电磁天线电路基板与信号处理电路等可应用任何本领域相关技术而达成，凡其它未脱离本实用新型所揭示精神的各种等效改变或修饰都涵盖在本实用新型所揭露的范围内。

图2是本实用新型实施例的手写板的充电电路。元件U1用于控制开启充电电路。元件U1的脚位1与控制器102（如图1）连接，由控制器102提供开启电压V_EN开启元件U1。元件U1的脚位5连接电阻R6与R7的一端，以及电阻R5的一端，以决定反馈电压值。元件U1的脚位4连接电阻R2及电容C3的一端，电阻R2的另一端则连接手写板输入电压Vcc，Vcc因此经由元件U1的脚位4输入。电阻R6与R7的另一端分别连接晶体管Q1与Q2的漏极，晶体管Q1与Q2的射极则接地。晶体管Q1与Q2的基极则分别连接电阻R8与R9的一端，电阻R8与R9的另一端则连接控制器102（如图1），由控制器102提供信号分别控制晶体管Q1与Q2的基极，借由控制晶体管Q1与Q2的开启以使电流流过电阻R6与R7。电阻R5的另一端连接电阻R3的一端以及电感L3的一端，电感L3的另一端则连接元件U1的脚位3，元件U1的脚位3则提供充电电压及输出充电电流。电阻R3的两端还连接控制器102，以使控制器102能测得电阻R3二端的电压以侦测充电的状态。电容C4与C30的一端连接电阻R3的一端，电容C4与C30的另一端则接地。电阻R5-R9以及晶体管Q1与Q2借由控制器102提供信号构成可程序化电压元件，控制器102提供的信号则根据元件U1脚位3输出的电压而定。

图3是本实用新型实施例的手写板的控制器。同时请参阅图2，控制器102的脚位13连接元件U1的脚位1以提供开启电压V_EN开启元件U1。控制器102的脚位14与15则分别连接电阻R8与R9的另一端以控制晶体管Q1与Q2的开启或关闭。控制器102的脚位17与18分别以电压V_ADC与V_ADC_1侦测充电的状态。通过韧体程序的编写，当电磁笔200接上充电电路104进行充电时，控制器102根据充电的状态侦测的结果，输出信号控制晶体管Q1与Q2的开启或关闭以决定反馈电压值并调整输出电压值Lx。

图4是本实用新型实施例的电磁笔内部的电路。图4所示的电磁笔电路包含LC震荡电路以及控制电路。电磁笔电路的LC震荡电路包含开关S1与S2，开关S1与S2分别与电容C4、C4A与C4B以及C3、C3A与C3B串联，电容C4、C4A与C4B为并联，电容C3、C3A与C3B为并联，通过开关S1或S2改变LC震荡电路的电容值以执行不同的功能。电磁笔电路中其它元件包含线圈型态的电感L1、电容C1、C2及C5-C8、晶体管Q1、电阻R1-R5、电容P1及VC1。上述电磁笔电路仅为本实用新型实施例，本实用新型的电磁笔所应用的电路不受此限，任何其它电磁笔电路均可应用在本实用新型的电磁笔。

上述电磁笔内部的的LC震荡电路的电源是由包含超级电容Cs的电源所构成，但不限于超级电容。电磁笔的充电控制电路的电阻R5的一端连接充电接点的正极，电阻R5的另一端连接萧特基二极管（schottky diode）D2的阳极，萧特基二极管D2的阴极则连接电感L1′的一端以及超级电容Cs的一端，超级电容Cs的另一端则连接充电接点的负极并接地。电感L1′的另一端则连接萧特基二极管D1的阳极以及元件U1的脚位5，萧特基二极管D1的阴极则连接元件U1的脚位2及电容C5的一端，元件U1的脚位4则连接电容C5的另一端并接地。连接充电接点正极的电阻R5一端亦连接元件U2的脚位2以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端则接地。元件U2的脚位5连接元件U1的脚位2，由于元件U1的脚位2是用于升高输出至电磁笔的LC震荡电路的电压，因此元件U2的脚位5以元件U1的脚位2的输出电压Vout作为输入电压Vss，并根据Vss值决定是否开启元件U1。通过连接元件U1的脚位1的元件U2的脚位4，由元件U2决定是否开启元件U1。元件U2包含反相器，而元件U1包含电压转换元件，当元件U1的输出电压Vout为高电压且元件U2的脚位4为低电压时，则元件U1电压转换的功能将被关闭。如果元件U1的输出电压Vout为高电压且元件U2的脚位4为高电压时，则元件U1可以正常地输出电压转换后的电压。另外，当电磁笔位于充电状态时，图2所示手写板的充电电路提供的电流将会流过图4所示的电磁笔电路的电阻R5与萧特基二极管D2以对电磁笔的电源例如超级电容Cs进行充电

请再参阅图2与图3，当本实用新型实施例的电磁笔置于手写板上的充电接点时，若电磁笔的充电电极与手写板的充电电路的充电电极极性正确且正常接触时，图3所示手写板的控制器将首先侦测待充电的电磁笔的电压状态，其方法为控制器通过脚位13输出电压以开启图2的元件U1并通过脚位14与15输出电压信号以开启晶体管Q1并维持晶体管Q2关闭，以使图2的电阻R5与R6串联，图2的元件U1的脚位5则根据反馈电压通过图2的元件U1的脚位3的LX脚提供一用于侦测的电压值（约为2.8V的电压）。由于此时会有电流流过图2的电阻R3，而图3的控制器，再进一步经由量测脚位17与18的电压值，也就是侦测图2的电阻R3两端的电压值并换算成电流的大小来判定待充电的电磁笔的电压状态。

请再参阅图2、图3与图4，当手写板的控制器依上述的方法判断出电磁笔的电源电力不足需要充电时，此时图3所示的控制器将通过脚位14与15输出电压信号以同时开启晶体管Q1与Q2，以使图2的电阻R6与R7并联再与电阻R5串联，而图2的元件U1将根据脚位5的反馈电压值，使得元件U1的脚位3的Lx脚输出一较高的电压值(约为3.75V的电压)。此时充电电流会流过图2的电阻R3及手写板上的充电接点，再流入待充电的电磁笔内的电源，而图3的控制器将持续地通过脚位17与18侦测图2的电阻R3二端电压值或充电电流的大小。充电期间，图2所示手写板的充电电路提供的电流将会持续地流过图4所示的电磁笔电路的电阻R5与萧特基二极管D2以对电磁笔的电源例如超级电容Cs进行充电。在充电的同时，由于图4中所示的U2反相器的作用，将使得图4中的U1不会开启，因此进而使电磁笔也跟着不会进行运作。在本实用新型实施例中，由于电磁笔的待充电的电源的额定电压值、电磁笔内的电阻值及萧特基二极管的导通电压皆为事先已知的值，因此手写板的控制器只需侦测脚位17与18的电压值，并换算出流经R3的电流值，即可推导出电磁笔内的待充电的电源的电压值。例如：若流经手写板的R3的电流为20mA、手写板的充电接点的电压为3.0伏特，且电磁笔内R5的电阻值及D2导通电压分别为10欧姆及0.2伏特，则手写板的控制器便可求得电磁笔内的待充电的电源的电压值为2.6伏特。

当电磁笔的电源充电完成（例如约2.7V）时，图3的控制器通过脚位17与18侦测图2的电阻R3两端电压值或充电的状态判断充电已完成，此时，图3所示手写板的控制器通过脚位14与15输出电压信号以关闭晶体管Q1与Q2，以使图2的电阻R6与R7无电流流过，图2的电阻R5不与电阻R6与R7串联，而图2的元件U1将根据脚位5的反馈电压使元件U1的脚位3有一较低的输出电压值（例如约为0.6V的电压），因此停止对电磁笔充电。

若当本实用新型实施例的电磁笔已充满电或具有足够电力在使用后置于手写板上时，如前述的充电过程，图2的元件U1的脚位3输出的较低的电压值，不限定为0.6V的电压，可视需求再变更。同理，电磁笔的电源电压是否已低于一临界值而落入需充电的范围完全视设计需要而可以在微控制器中的韧体来调整并决定，可通过图3所示的控制器韧体设定或其它方式决定。电磁笔电源充电也可设定在当电压低于充满电时电压即继续充电。

由以上述详细说明及图示可知，本实用新型的可程序化充电电路的手写板及电磁笔可在电磁笔需要进行充电时根据电磁笔的电力状态进行充电。利用手写板的控制器可使电磁笔的充电根据需求进行程序化控制，可使电磁笔的充电更加便利而有效率。此外虽然本实用新型是以手写板为实施例，但本实用新型的新型精神亦可应用于属于本实用新型领域的技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种手写输入装置,其特征在于其包含：

电磁笔；

控制器；

电磁天线电路基板，该电磁天线电路基板由该控制器控制接收该电磁笔的电磁信号；

信号处理电路，该信号处理电路处理该电磁天线电路基板接收该电磁笔的电磁信号；及

充电电路，该充电电路用于对该电磁笔充电，包含：

第一元件，该第一元件输入该手写输入装置的电压以输出第一电压以对该电磁笔充电；及

可程序化电压元件，该可程序化电压元件连接该第一元件，并由该控制器侦测该第一电压以控制该可程序化电压元件以借由该第一元件改变该第一电压。

2.根据权利要求1所述的手写输入装置,其特征在于所述的电磁笔包含:

电源；

电感电容震荡电路以发射该电磁笔的电磁信号；

第二元件，该第二元件输入该电源的电压并输出第二电压供应该电感电容震荡电路；及

第三元件，该第三元件根据该第二电压以控制该第二元件是否将该电源的电压升高。

3.根据权利要求1所述的手写输入装置，其特征在于所述的第一元件是由该控制器控制开启。

4.根据权利要求1所述的手写输入装置，其特征在于所述的第一元件是借由反馈电压改变该第一电压。

5.根据权利要求4所述的手写输入装置，其特征在于所述的可程序化电压元件包含：

第一电阻，该第一电阻的一端连接电感的一端，该电感另一端连接至该第一元件的第三脚位，该第一元件的该第三脚位输出该第一电压；

第二电阻与第三电阻，该第二电阻与该第三电阻的一端连接该第一电阻的另一端以及该第一元件的第五脚位；

第一晶体管与第二晶体管，该第一晶体管与该第二晶体管的漏极分别连接该第二电阻与该第三电阻的另一端，该第一晶体管与该第二晶体管的射极接地；及

第四电阻及第五电阻，该第四电阻及该第五电阻的一端分别连接该第一晶体管与该第二晶体管的基极，该第四电阻及该第五电阻的另一端分别连接至该控制器。

6.根据权利要求5所述的手写输入装置，其特征在于所述的充电电路更包含第六电阻，该第六电阻的一端连接该第一电阻的一端及该电感的一端，该第六电阻的另一端连接该充电电路的正极接点，该第六电阻的两端分别连接至该控制器。

7.根据权利要求2所述的手写输入装置，其特征在于所述的第二元件包含电压转换元件。

8.根据权利要求2所述的手写输入装置，其特征在于所述的第三元件包含一反相器。

9.根据权利要求2所述的手写输入装置，其特征在于所述的电磁笔更包含：

第七电阻，该第七电阻的一端连接该电磁笔充电正电极；

第一萧特基二极管，该第一萧特基二极管的阳极连接该第七电阻的另一端，该第一萧特基二极管的阴极连接该电源的正极，该电源的正极连接该第二元件的一第五脚位以输入该电源的电压。

10.根据权利要求2所述的手写输入装置，其特征在于所述的第二元件的第二脚位连接至该电感电容震荡电路以输出该第二电压及该第三元件的第五脚位以输入该第二电压至该第三元件。

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