CN205068356U - 带显示功能的双面数位板和绘图输入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带显示功能的双面数位板。所述双面数位板包括壳体、输入板、显示面板、感应电路板和传感单元，其中所述壳体内部具有收容空间，并且其包括第一表面和第二表面，所述感应电路板收容在所述收容空间，所述输入板和所述显示面板分别设置在所述壳体的第一表面和第二表面，二者相对设置并分别提供第一输入界面和第二输入界面；所述传感单元为当前输入界面检测单元，其连接到感应电路板。本实用新型还提供一种采用上述双面数位板的绘图输入系统。

Description

带显示功能的双面数位板和绘图输入系统

技术领域

本实用新型涉及计算机输入技术，特别地，涉及一种带显示功能的双面数位板和采用所述双面数位板的绘图输入系统。

背景技术

数位板，又称为手绘板或者绘图板等，是一种常用的手写式计算机输入装置，其采用电磁感应原理工作，具有精度高、带压感功能以及可装配纸上书写的墨水笔等特点，被广泛地应用在电脑绘画、游戏制作、电影特效等电子绘图领域。通常来说，使用者可以采用与数位板相配套的绘图笔在数位板上进行书写或者绘画，数位板可以通过电磁式感应原理来捕捉绘图笔的移动轨迹和压感信息并获得相应的绘图数据，并且将上述绘图数据传送给计算机，计算机接收到上述数据之后并经过数据处理便可以生成相应的图形并输出给显示装置进行显示。

传统数位板为了满足专业绘图人员的绘图需要，其需要配备特殊板面材料制成的输入板来为使用者提供输入界面，因此数位板通常不支持显示功能，换句话说，数位板需要配合计算机系统的显示装置方可显示使用者的手绘输入的图形。然而，在某些特殊场景下使用者可能会希望能够在数位板手绘输入的过程中看到自己的笔迹或者图形，而现有的数位板并不支持上述功能，因此会给使用者带来不便。

有鉴于此，有必要提供一种支持显示功能的数位板和绘图输入系统。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是为解决上述技术问题而提供一种带显示功能的双面数位板；本实用新型的另一个目的是提供一种采用上述双面数位板的绘图输入系统。

本实用新型提供的带显示功能的双面数位板，包括壳体、输入板、显示面板、感应电路板和传感单元，其中所述壳体内部具有收容空间，并且其包括第一表面和第二表面，所述感应电路板收容在所述收容空间，所述输入板和所述显示面板分别设置在所述壳体的第一表面和第二表面，二者相对设置并分别提供第一输入界面和第二输入界面；所述传感单元为当前输入界面检测单元，其连接到感应电路板。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述显示面板为电子墨水屏或者液晶显示屏。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述第一表面和第二表面分别为所述壳体的顶面和底面。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述感应电路板包括基板，所述基板包括位于中间区域的感应线路区，且所述基板在所述感应线路区设置有感应线圈组件，所述感应线圈组件位于所述显示面板提供的第一输入界面和所述输入板提供的第二输入界面之间。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述感应线圈组件包括多个平行间隔设置的第一感应线圈和多个平行间隔设置并与所述第一感应线圈相垂直的第二感应线圈；所述第一感应线圈和所述第二感应线圈分别设置在所述基板的两个相对的表面。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述基板还包括位于边缘区域的控制电路区，所述控制电路区承载控制电路，所述控制电路包括微控制器、开关阵列、信号放大单元和信号处理单元，所述信号放大单元通过所述开关阵列连接到所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，并且通过所述信号处理单元连接到所述微控制器。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述传感单元为光学传感器，其连接到所述微控制器，并通过所述壳体表面的通光孔进行光学检测。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述传感单元为重力传感器，其设置在所述壳体内部，并连接到所述微控制器。

作为本实用新型提供的带显示功能的双面数位板的一种改进，所述控制电路还包括无线发射单元，所述无线发射单元连接到所述微控制器，并与外部计算机系统的无线接收模块建立无线连接。

本实用新型提供的绘图输入系统，包括数位板和与所述数位板配套使用的绘图笔，其中所述绘图笔为电磁式绘图笔，而所述数位板为如上所述的带显示功能的双面数位板。

相较于现有技术，本实用新型提供的数位板及绘图输入系统在正面和反面分别设置显示面板和输入板来提供正面输入界面和反面输入界面，并且在使用者采用反面输入界面时根据需要进行必要的坐标变换，从而可以实现双面数位板的功能，一方面满足使用者在执行绘图输入操作的过程中可以看到绘图内容的需求，另一方面也可以满足专利绘图人员对于面板的要求，有效提高所述数位板的使用便利性并且拓宽所述数位板的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的绘图输入系统一种实施例的结构示意图。

图2是本实用新型提供的带显示功能的双面数位板一种实施例的剖面结构示意图。

图3是图2所示的双面数位板的感应电路板的平面结构示意图。

图4是图2所示的双面数位板的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，其是本实用新型提供的绘图输入系统一种实施例的结构示意图。所述绘图输入系统100可以为电磁式书写输入系统，其主要包括数位板110和绘图笔120。所述数位板110主要用于为使用者提供绘图输入界面；在本实施例中，所述数位板110为双面数位板，其正反两面分别提供一个绘图输入界面。所述绘图笔120为所述数位板110的配套功能组件，其可以供使用者手持并在所述数位板110正面或者反面提供的绘图输入界面执行相应的绘图输入操作。

所述绘图笔120可以为电磁式绘图笔，其内部可以设置有电磁发射模块，所述电磁发射模块在使用者采用所述绘图笔120进行绘图输入时可以周期性地向所述数位板110内部的感应电路板发射电磁信号，相对应地，所述数位板110内部的感应电路板可以获得相应的感应电压，并根据所述感应电压检测出所述绘图笔120的移动轨迹，从而获得使用者绘图输入的文字或图形信息，并可以进一步地以有线或者无线方式输出至计算机系统进行显示。

请一并参阅图2和图3，所述数位板110可以包括壳体111、显示面板112、输入板113、感应电路板114和传感单元115。其中，所述壳体111内部定义有收容空间，所述感应电路板114可以收容固定在所述收容空间的内部；所述显示面板112和所述输入板113可以分别设置在所述壳体111的顶面和底面，二者分别定义所述数位板110的正面输入界面和反面输入界面，以供使用者通过所述绘图笔120并选择任意输入界面进行绘图输入操作。

所述正面输入界面和反面输入界面可以均为矩形界面，其二者分别位于所述壳体111的顶面和底面中间区域。比如，在本实施例中，所述壳体111的顶面和底面的中间区域可以分别形成有凹陷部，且所述显示面板112和所述输入板113分别嵌设在所述壳体111顶面的凹陷部和底面的凹陷部；并且，所述显示面板112通过引线连接到所述壳体111内部的感应电路板114。

在本实用新型提供的数位板110中，所述输入板113可以是采用特殊的手绘板面材料制作而成，满足专业绘图人员对于绘图操作的板面需求。所述显示面板112可以为液晶显示屏、电子墨水屏或者其他平面显示装置，其可以用于在使用者利用所述绘图笔120在所述显示面板112提供的正面输入界面进行绘图输入操作时在所述数位板110显示使用者的绘图内容。优选地，所述显示面板112为不需要采用背光的电子墨水屏。

由于所述显示面板112并不会对电磁信号造成屏蔽，所述绘图笔120周期性发出的电磁信号可以直接穿透所述显示面板112而到达所述壳体111内部的感应线路板114，因此所述显示面板112的表面可以为所述数位板110提供所述正面输入界面，即，使用者可以手持所述绘图笔120直接在所述显示面板112表面执行绘图输入操作。

所述感应电路板114包括基板140和承载在所述基板140表面的控制电路144。如图3所示，所述基板140可以包括感应线路区147和控制电路区148，其中所述感应线路区147位于所述基板140的中间区域，且其与所述输入板113和所述显示面板112相对设置；而所述控制电路区148位于所述基板140的边缘区域，其主要用于承载所述控制电路144和所述传感单元115。

所述感应线路区147设置有感应线圈组件143，所述感应线圈组件143位于所述显示面板112和所述输入板113定义的正面输入界面和反面输入界面之间；所述感应线圈组件143包括多个平行间隔设置的第一感应线圈141以及多个平行间隔设置并与所述第一感应线圈141相互垂直的第二感应线圈142，其中所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142分别设置在所述基板140的两个相对的表面，即是所述基板140的顶面和底面，并且所述第一感应线圈141朝向所述显示面板112设置，而所述第二感应线圈142朝向所述输入板113设置。在所述数位板110的工作过程中，所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142可以在所述绘图笔120周期性发出的电磁信号的激励下产生相应的感应电压，所述控制电路144可以根据所述感应电压确定所述绘图笔120的坐标和移动轨迹。

所述传感单元115主要用于检测使用者当前选择进行绘图输入操作的输入界面是所述显示面板112提供的正面输入界面还是所述输入板113提供的反面输入界面，并获得当前输入界面信息并提供给所述控制电路144。

在本实施例中，所述传感单元115为光学传感器，其可以安装固定在所述感应电路板114或者连接到所述感应电路板114承载的控制电路144，并且其检测面可以延伸到所述壳体111顶面的边缘区域预先开设的透光孔，以通过所述透光孔进行光学检测。具体地，如果使用者当前选择的输入界面是所述显示面板112提供的正面输入界面，则所述光学传感器可以检测到光线并输出第一指示信号给所述控制电路144，以通知所述控制电路144当前输入界面为所述正面输入界面。如果使用者选择的是所述输入板113提供的反面输入界面，则所述光学传感器检测不到光线或者检测到的光线非常微弱，此时所述光学传感器可以输出第二指示信号给所述控制电路，以通知所述控制电路144指示当前输入界面为所述反面输入界面因此必须执行必要的坐标转换操作。

可替代地，在其他实施例中，所述传感单元115还可以为重力传感器或者其他类型的传感器，比如，当所述传感单元115采用重力传感器时，其可以设置在所述壳体111内部的其他位置，并通过重力感应来检测当前输入界面是所述正面输入界面还是所述反面输入界面，此时所述壳体111便不需要开设相应的透光孔。

请一并参阅图4，所述控制电路144可以包括微控制器(MicroControlUnit,MCU)441、开关阵列442、信号放大单元443、信号处理单元444和无线发射单元445。其中，所述开关阵列442连接到所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142，且另一方面还连接到所述微控制器441和所述信号放大单元443；所述信号处理单元444连接在所述信号放大单元443和所述微控制器441之间，且所述微控制器441进一步连接到所述无线发射单元445、所述显示面板130和所述传感单元115。所述无线发射单元445可以为蓝牙模块、射频模块或者其他无线通信组件，其可以与连接在计算机系统的无线接收单元建立无线连接，以实现所述数位板110的绘图数据的无线传输。

使用者在所述数位板110进行绘图输入时可以选择所述显示面板112提供的正面输入界面或者所述输入板113提供的反面输入界面进行绘图输入操作。当使用者选择的当前输入界面为所述显示面板112提供的正面输入界面时，其可以将所述数位板110水平放置在工作台并使所述输入板113朝向工作台面而所述显示面板112朝上设置，同时手持所述绘图笔120在所述显示面板112的表面进行绘图输入操作。此时，所述传感单元115可以检测到当前输入界面为所述显示面板112提供的正面输入界面，因此向所述控制电路114的微控制器441输出第一指示信号。

在使用者的绘图过程中，所述绘图笔120可以周期性地向所述数位板110发出电磁信号，所述电磁信号穿透所述显示面板112而到达所述感应线路板114；所述感应线路板114的第一感应线圈141和第二感应线圈142在所述绘图笔120提供的电磁信号激励下产生相应的感应电压信号。其中，距离所述绘图笔120的笔尖最近的第一感应线圈141和第二感应线圈142产生的感应电压信号最大，而且所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142相邻两侧的两个感应线圈同样可以产生较大的感应电压信号，因此通过对所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142分别进行扫描式检测来得到各个感应线圈的感应电压幅值，便可以判断出所述绘图笔120当前的坐标信息。

具体地，在使用者的绘图过程中，所述微控制器441通过控制所述开关阵列442内部开关单元的开启和闭合来对所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142执行扫描式检测，其中，所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142分别用于执行横坐标和纵坐标的检测。

以横坐标检测为例，所述微控制器441控制所述开关阵列442逐行地扫描所述第一感应线圈141，当某个第一感应线圈141需要被扫描检测时，所述开关阵列442其相应的开关单元被接通，此时所述第一感应线圈141受所述绘图笔120的电磁信号激励而产生的感应电压信号便可以将通过所述开关阵列442输出至所述信号放大单元443，所述信号放大单元443可以对所述感应电压信号进行放大处理之后进一步提供给所述信号处理单元444，所述信号处理单元444可以对所述感应电压信号进行相应的信号处理，比如积分处理及采样处理等，从而获得感应电压信息，比如感应电压幅值信息，并将其输出给所述微控制器441。所述微控制器441可以通过比较在当前扫描周期中各个第一感应线圈141的感应电压幅值信息来判断出当前所述绘图笔120所在位置的横坐标。

相类似地，所述控制电路144可以通过对所述第二感应线圈142执行扫描式检测，并根据各个第二感应线圈142的感应电压幅值信息来判断出当前所述绘图笔120所在位置的纵坐标。并且，所述微控制器441结合所述传感单元115提供的第一指示信号可以获知当前输入界面为所述显示面板112提供的正面输入界面，因而无需进行坐标变换，因此，所述微控制器441便可以直接根据所述绘图笔120的坐标信息(包括横坐标和纵坐标)对所述绘图笔120进行精确的定位；且进一步地，所述微控制器441根据所述绘图笔120的坐标信息随时间的变化获得所述绘图笔120的移动轨迹信息。

另一方面，所述控制电路144还可以通过检测所述绘图笔120发出的电磁信号的频率，来获得使用者手持所述绘图笔120进行手写输入时的压力信息，其基本原理如下：假设所述绘图笔120处于悬空状态(即不对所述手写输入界面180施加压力)时，所述绘图笔120周期性发射的电磁信号的频率为F，当使用者手持所述绘图笔120在所述手写输入界面180进行手写输入时对所述手写输入界面180施加的压力为N时，所述绘图笔120发射的电磁信号的频率可以变为F-A；相对应地，当所述绘图笔120对所述手写输入界面180施加的压力为n*N时，所述绘图笔120发射的电磁信号的频率相对应地变为F-nA，由此可见，所述电磁信号的频率与所述绘图笔120施加的压力之间具有对应关系，因此，所述控制电路144可以通过检测所述电磁信号的频率来得到所述绘图笔120对所述显示面板112提供的正面输入界面施加的压力信息。

进一步地，所述微控制器441可以根据上述电压检测及频率检测获得的所述绘图笔120的移动轨迹信息和压力信息生成相应地显示驱动信号并且直接输出给所述显示面板112，从而直接驱动所述显示面板112显示使用者通过所述绘图笔120绘图输入的笔迹或者图形。由此，使用者便可以其手持所述绘图笔120在所述数位板110执行绘图输入操作的过程中，通过所述数位板110的显示面板112看到自己输入的笔迹或者图形。

同时，所述微控制器441还可以将所述绘图笔120的移动轨迹信息和压力信息作为绘图数据输出给所述无线发射单元445，所述无线发射单元445可以将所述绘图数据承载在无线信号，并通过其与计算机系统的无线接收模块建立的无线连接传输给所述计算机系统，由此所述计算机系统便可以根据所述绘图数据来驱动其显示装置显示使用者通过所述绘图笔120绘图输入的内容，比如笔迹或者图形。

当使用者选择的当前输入界面为所述输入板113提供的反面输入界面时，其可以将所述数位板110翻转之后放置在工作台，以使所述显示面板112朝向工作台面而所述输入板113朝上设置，同时，使用者手持所述绘图笔120在所述输入板113的表面进行绘图输入操作。此时，所述传感单元115可以检测到当前输入界面为所述输入板113提供的反面输入界面，因此向所述控制电路114的微控制器441输出相应的第二指示信号。

在使用者的绘图过程中，相类似地，所述控制电路114可以通过所述开关阵列442对所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142受所述绘图笔120的电磁信号激励而产生的感应电压进行扫描式检测，并根据所述第一感应线圈141和所述第二感应线圈142的感应电压幅值信息来判断出当前所述绘图笔120所在位置的所述绘图笔120的坐标信息(包括横坐标和纵坐标)。并且，所述微控制器441结合所述传感单元115提供的第二指示信号可以获知当前输入界面为所述输入板113提供的反面输入界面，因而需要进行坐标变换；具体而言，当使用者采用所述输入板113进行输入操作时，由于所述数位板110发生了翻转而所述控制电路114检测到的坐标信息与所述绘图笔120在所述输入板113的实际坐标不一致，比如检测到位于左下角区域的坐标实际上应该是位于右上角的坐标，因此，所述微控制器441可根据预先配置的坐标变换规则对上述坐标信息进行必要的坐标变换，从而获得更新后的坐标信息。且进一步地，所述微控制器441根据所述更新后的坐标信息随时间的变化获得所述绘图笔120的移动轨迹信息。

另一方面，所述控制电路144可以通过检测所述绘图笔120的电磁信号的频率来得到所述绘图笔120对所述输入板113提供的反面输入界面施加的压力信息。所述微控制器441可以将所述绘图笔120的移动轨迹信息和压力信息作为绘图数据，通过所述无线发射单元445传输给所述计算机系统，以使所述计算机系统驱动相应的显示装置来显示使用者通过所述绘图笔120绘图输入的内容，比如笔迹或者图形。

相较于现有技术，本实用新型提供的数位板及绘图输入系统在正面和反面分别设置显示面板和输入板来提供正面输入界面和反面输入界面，并且在使用者采用反面输入界面时根据需要进行必要的坐标变换，从而可以实现双面数位板的功能，一方面满足使用者在执行绘图输入操作的过程中可以看到绘图内容的需求，另一方面也可以满足专利绘图人员对于面板的要求，有效提高所述数位板的使用便利性并且拓宽所述数位板的适用范围。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带显示功能的双面数位板，其特征在于，包括壳体、输入板、显示面板、感应电路板和传感单元，其中所述壳体内部具有收容空间，并且其包括第一表面和第二表面，所述感应电路板收容在所述收容空间，所述输入板和所述显示面板分别设置在所述壳体的第一表面和第二表面，二者相对设置并分别提供第一输入界面和第二输入界面；所述传感单元为当前输入界面检测单元，其连接到感应电路板。

2.如权利要求1所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述显示面板为电子墨水屏或者液晶显示屏。

3.如权利要求1所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述第一表面和第二表面分别为所述壳体的顶面和底面。

4.如权利要求1所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述感应电路板包括基板，所述基板包括位于中间区域的感应线路区，且所述基板在所述感应线路区设置有感应线圈组件，所述感应线圈组件位于所述显示面板提供的第一输入界面和所述输入板提供的第二输入界面之间。

5.如权利要求4所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述感应线圈组件包括多个平行间隔设置的第一感应线圈和多个平行间隔设置并与所述第一感应线圈相垂直的第二感应线圈；所述第一感应线圈和所述第二感应线圈分别设置在所述基板的两个相对的表面。

6.如权利要求5所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述基板还包括位于边缘区域的控制电路区，所述控制电路区承载控制电路，所述控制电路包括微控制器、开关阵列、信号放大单元和信号处理单元，所述信号放大单元通过所述开关阵列连接到所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，并且通过所述信号处理单元连接到所述微控制器。

7.如权利要求6所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述传感单元为光学传感器，其连接到所述微控制器，并通过所述壳体表面的通光孔进行光学检测。

8.如权利要求6所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述传感单元为重力传感器，其设置在所述壳体内部，并连接到所述微控制器。

9.如权利要求6所述的带显示功能的双面数位板，其特征在于，所述控制电路还包括无线发射单元，所述无线发射单元连接到所述微控制器，并与外部计算机系统的无线接收模块建立无线连接。

10.一种绘图输入系统，其特征在于，包括数位板和与所述数位板配套使用的绘图笔，其中所述绘图笔为电磁式绘图笔，而所述数位板为如权利要求1至9中任一项所述的带显示功能的双面数位板。