DE202009014764U1

DE202009014764U1 - Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement

Info

Publication number: DE202009014764U1
Application number: DE202009014764U
Authority: DE
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: TWI403066B; TW201112566A; US20110074740A1; JP3156959U

Abstract

Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement, umfassend
ein batteriefreies drahtloses Zeigerelement (100), enthaltend mindestens
eine Stromschaltung (130), die eine Vielzahl von Induktionsspulen (132) aufweist, die das Frequenzsignal (Sf) aus dem Digitalisiertabletts (200) drahtlos empfangen und dadurch eine elektromagnetische Resonanz erreichen, so dass eine Stromenergie (P) erzeugt wird, und
eine Induktionsschaltung (110), die die Stromenergie (P) aus der Stromschaltung (130) erhält und ein Induktionssignal (Ss) an das Digitalisiertablett (200) sendet; und
ein Digitalisiertablett (200), enthaltend mindestens
eine Signalverarbeitungsschaltung (250), die ein Frequenzsignal (Sf) erzeugt und entsprechend dem Induktionssignal (Ss) aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement (100) die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (100) berechnet,
einen ersten Antennenschaltkreis (210), der eine Erfassungszone (212) für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement (100) bildet und das Induktionssignal (Ss) aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement (100) drahtlos empfangen kann,
eine Vielzahl von zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c), die sich in der Erfassungszone...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät, insbesondere ein Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement, das durch die elektromagnetische Resonanz einen Strom versorgt.
Stand der Technik
Beim herkömmlichen Digitalisiertablett mit einem drahtlosen Zeigerelement erzeugt das drahtlose Zeigerelement durch den Kontakt mit dem Digitalisiertablett ein elektromagnetisches Feld, durch das das Digitalisiertablett die Koordinaten des drahtlosen Zeigerelements errechnen kann, die dann an einen Computer gesendet werden.
Das drahtlose Zeigerelement wird mit Batterie oder durch die elektromagnetische Resonanz betrieben. Beim ersteren muß die Batterie gewechselt werden, so dass die Handhabung lästig und umweltunfreundlich ist. Daher wird die Stromerzeugung durch die elektromagnetische Resonanz bevorzugt.
Bei der heutigen Technik der elektromagnetischen Resonanz muß das Digitalisiertablett ein größeres Magnetfeld für das drahtlose Zeigerelement erzeugen. Erst wenn das drahtlose Zeigerelement eine bestimmte Höhe von Energie speichert, sendet es ein Signal an das Digitalisiertablett. Daher besitzt dieses Digitalisiertablett einen hohen Stromverbrauch, eine komplizierte Schaltung, hohe Kosten und elektromagnetische Wellen.
Daher zielt der Erfinder darauf ab, ein Digitalisiertablett mit einem drahtlosen Zeigerelement anzubieten, das eine einfachere Schaltung, niedrigere Kosten und elektromagnetische Wellen aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement zu schaffen, das die obengenannten Nachteile der herkömmlichen Lösung überwinden kann.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement gelöst, das ein batteriefreies drahtloses Zeigerelement und ein Digitalisiertablett umfaßt, wobei
das Digitalisiertablett enthaltend mindestens
eine Signalverarbeitungsschaltung, die ein Frequenzsignal erzeugt und entsprechend dem Induktionssignal aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements berechnet,
einen ersten Antennenschaltkreis, der eine Erfassungszone für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement bildet und das Induktionssignal aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement drahtlos empfangen kann, und
eine Vielzahl von zweiten Antennenschaltkreisen, die sich in der Erfassungszone befinden und entsprechend den errechneten Koordinaten selektiv ein Frequenzsignal erzeugen können.
Das Digitalisiertablett enthält weiter
eine Steuerschaltung, die entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements die zweiten Antennenschaltkreise selektiv aktiviert.
Nach der Signalverbindung des Digitalisiertabletts und des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements aktiviert die Steuerschaltung nur den zweiten Antennenschaltkreis, dem die Koordinaten gehören, der somit ein Frequenzsignal aussendet.
Das batteriefreie drahtlose Zeigerelement kann ein drahtloser Stift oder eine drahtlose Maus sein.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
2 eine Blockschaltung des Ausführungsbeispiels der Erfindung,
3 eine Darstellung der Anordnung des ersten Antennenschaltkreises und der zweiten Antennenschaltkreise des Ausführungsbeispiels der Erfindung,
4 eine Darstellung der Anordnung des ersten Antennenschaltkreises und der zweiten Antennenschaltkreise eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
5 eine Blockschaltung des Digitalisiertabletts des Ausführungsbeispiels der Erfindung,
6 eine Blockschaltung des Digitalisiertabletts des weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
7 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Wie aus den 1, 2, 3 und 4 ersichtlich ist, umfaßt die Erfindung ein batteriefreies drahtloses Zeigerelement 100 und ein Digitalisiertablett 200.
Das batteriefreie drahtlose Zeigerelement 100 enthält mindestens:
eine Stromschaltung 130, die durch Induktionsspulen das Frequenzsignal Sf aus dem Digitalisiertablett 200 drahtlos empfängt und dadurch eine elektromagnetische Resonanz erreicht, so dass eine erforderliche Stromenergie P erzeugt wird, und
eine Induktionsschaltung 110, die die Stromenergie P der Stromschaltung 130 erhält, ein Induktionssignal Ss erzeugt und dieses an das Digitalisiertablett 200 sendet.
Die Stromschaltung 130 enthält mehrere Induktionsspulen 132 und eine Gleichrichterschaltung 134. Die Induktionsspulen 132 empfangen drahtlos das Frequenzsignal Sf aus dem Digitalisiertablett 200 und erreichen dadurch eine elektromagnetische Resonanz, so dass ein Energiesignal erzeugt wird. Die Gleichrichterschaltung 134 ist mit den Induktionsspulen 132 verbunden, empfängt das Energiesignal aus den Induktionsspulen 132 und erzeugt eine für den Betrieb des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 erforderliche Stromenergie P.
Die Induktionsschaltung 110 enthält eine Schwingungsschaltung und eine Induktionsspule. Die Schwingungsschaltung wird mit der Stromenergie P aus der Stromschaltung 130 versorgt und erzeugt somit ein Induktionssignal Ss. Die Induktionsspule sendet das Induktionssignal Ss aus der Schwingungsschaltung an das Digitalisiertablett. Die Stromschaltung 130 und die Induktionsschaltung 110 gehören nicht zum Gegenstand der Erfindung und werden daher hier nicht detailliert beschrieben.
Das Digitalisiertablett 200 enthält mindestens:
eine Signalverarbeitungsschaltung 250, die ein Frequenzsignal Sf erzeugt und entsprechend dem Induktionssignal Ss aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement 100 die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 berechnet,
einen ersten Antennenschaltkreis 210, der eine Erfassungszone 212 für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement 100 bildet und das Induktionssignal Ss aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement 100 drahtlos empfangen kann,
eine Vielzahl von zweiten Antennenschaltkreisen 230a, 230b, 230c, die sich in der Erfassungszone 212 befinden und entsprechend den Koordinaten selektiv ein Frequenzsignal Sf erzeugen. In der Figur sind drei zweite Antennenschaltkreise gezeigt. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es ist auch möglich, zwei, vier, fünf oder mehr zweite Antennenschaltkreise zu verwenden.
Der erste Antennenschaltkreis 210 enthält einen Antennenschaltkreis für x-Koordinate und einen Antennenschaltkreis für y-Koordinate.
Z. B. wenn sich das batteriefreie drahtlose Zeigerelement 100 in der Nähe des zweiten Antennenschaltkreises 230a des Digitalisiertabletts 200 befindet, empfängt der erste Antennenschaltkreis 210 das Induktionssignal Ss, wodurch die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 errechnet werden und dementsprechend der zweite Antennenschaltkreis 230a aktiviert wird, der somit ein Frequenzsignal Sf aussendet. Dabei werden die zweiten Antennenschaltkreise 230b, 230c nicht aktiviert. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Stromversorgung des Digitalisiertabletts 200 für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement 100 erhöht. Gleichzeitig ist es günstig für die Entwicklung des drahtlosen Digitalisiertabletts oder großflächigen Digitalisiertabletts.
Die zweiten Antennenschaltkreise 230a, 230b, 230c decken die ganze Erfassungszone 212 ab. Die benachbarten zweiten Antennenschaltkreise 230a, 230b/230b, 230c können sich teilweise überlappen, wie es in 3 dargestellt ist. Die benachbarten zweiten Antennenschaltkreise 230a, 230b/230b, 230c können auch sich nicht überlappen und grenzen somit aneinander an, wie es in 4 dargestellt ist.
Das Digitalisiertablett 200 enthält weiter eine Steuerschaltung 270, die entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 die zweiten Antennenschaltkreise 230a, 230b, 230c selektiv aktivieren kann, wodurch der entsprechende Antennenschaltkreis 230a/230b/230c ein Frequenzsignal Sf erzeugt.
D. h. wenn das Digitalisiertablett 200 und das batteriefreie drahtlose Zeigerelement 100 eine Signalverbindung erreichen, aktiviert die Steuerschaltung 270 entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 einen Antennenschaltkreis 230a/230b, 230c, der somit ein Frequenzsignal Sf erzeugt.
Die Steuerschaltung 270 kann durch die Stromversorgung für die zweiten Antennenschaltkreise 230a, 230b, 230c diese selektiv aktivieren. Mit anderen Worten, die Steuerschaltung 270 kann durch die Stromversorgung einen der Antennenschaltkreise 230a, 230b, 230c aktivieren. Die Steuerschaltung 270 kann auch mehrere benachbarte zweite Antennenschaltkreise aktivieren, z. B. die zweiten Antennenschaltkreise 230a und 230b oder die zweiten Antennenschaltkreise 230b und 230c.
Wie aus 5 ersichtlich ist, kann die Steuerschaltung 270 entsprechend den errechneten Koordinaten eine Stromversorgungseinheit 280 steuern, die somit entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 einen Antennenschaltkreis 230a/230b/230c aktiviert. Die anderen Antennenschaltkreise 230a/230b/230c, denen die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 nicht gehören, werden nicht mit Strom versorgt. Nur der zweite Antennenschaltkreis 230a/230b/230c, dem die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 gehören, erzeugt ein Frequenzsignal Sf.
Wie aus 6 ersichtlich ist, kann zwischen der Steuerschaltung 270 und den zweiten Antennenschaltkreisen ein Schaltmodul 290 vorgesehen sein, das entsprechend der errechneten Koordinaten den Strom umschalten kann. Das Schaltmodul 290 verbindet die Stromversorgungseinheit 280 mit dem zweiten Antennenschaltkreis 230a/230b/230c. Die Steuerschaltung 270 ist elektrisch mit dem Schaltmodul 290 verbunden. Die Steuerschaltung 270 kann entsprechend den errechneten Koordinaten das Schaltmodul 290 steuern, das somit die Stromversorgungseinheit 280 mit dem zweiten Antennenschaltkreis 230a/230b/230c, dem die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 gehören, verbindet. Die Stromversorgungseinheit 280 wird mit den anderen Antennenschaltkreisen 230a/230b/230c, denen die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 nicht gehören, nicht verbunden. Daher erzeugt nur der zweite Antennenschaltkreis 230a/230b/230c, dem die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 100 gehören, ein Frequenzsignal Sf. Es ist auch möglich, dass entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements 10 mehrere benachbarte Antennenschaltkreise, z. B. die zweiten Antennenschaltkreise 230a und 230b oder die zweiten Antennenschaltkreise 230b und 230c, gleichzeitig ein Frequenzsignal Sf erzeugen. Wie aus 7 ersichtlich ist, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Stromversorung für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement durch das Digitalisiertablett, das auf ein Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement angewendet wird. Das Digitalisiertablett enthält mindestens einen ersten Antenennschaltkreis und mehrere zweite Antennenschaltkreise.
Das Verfahren zur Stromversorgung für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement durch das Digitalisiertablett enthält folgende Schritte:
der erste Antennenschaltkreis empfängt drahtlos das Induktionssignal des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (Schritt 330);
durch das empfangene Induktionssignal werden die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements errechnet (Schritt 340);
von den zweiten Antennenschaltkreisen auf dem ersten Antennenkreis wird der zweite Antennenschaltkreis, dem die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements gehören, aktiviert (Schritt 350); und
der aktivierte zweite Antennenschaltkreis erzeugt ein Frequenzsignal, wodurch das batteriefreie drahtlose Zeigerelement durch die elektromagnetische Resonanz eine Stromenergie erhält (Schritt 360).
Wenn die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements nicht vorliegen, können die zweiten Antennenschaltkreise gleichzeitig oder nacheinander aktiviert werden, damit das batteriefreie drahtlose Zeigerelement mit dem ersten Antennenschaltkreis des Digitalisiertabletts elektrisch verbunden sind.
Z. B. nach Einschalten des Digitalisiertabletts (Schritt 310) werden zunächst die zweiten Antennenschaltkreise gleichzeitig oder nacheinander aktiviert, die somit ein Frequenzsignal aussenden. Wenn das batteriefreie drahtlose Zeigerelement das Frequenzsignal empfängt, kann er durch die elektromagnetische Resonanz eine Stromenergie erhalten und somit ein Induktionssignal erzeugen. Der erste Antennenschaltkreis empfängt das Induktionssignal und wird mit dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement elektrisch verbunden (Schritt 320). Durch das empfangene Induktionssignal werden die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements errechnet.
Oder nach Einschalten des Digitalisiertabletts werden die zweiten Antennenschaltkreise nacheinander oder abwechselnd aktiviert (z. B. die geradezahligen und ungeradezahligen zweiten Antennenschaltkreise werden abwechselnd aktiviert).
Durch die Stromversorgung der zweiten Antennenschaltkreise können sie selektiv aktiviert werden. Der zweite Antennenschaltkreis, dem die errechneten Koordinaten gehören, wird mit Strom versorgt. Die anderen zweiten Antennenschaltkreise werden nicht mit Strom versorgt. Es ist auch möglicht, mehrere benachbarte zweite Antennenschaltkreis, denen die errechneten Koordinaten gehören, mit Strom zu versorgen.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.

2

100: Batteriefreies drahtloses Zeigerelement
110: Induktionsschaltung
130: Stromschaltung
210: erster Antennenschaltkreis
230a: zweiter Antennenschaltkreis
230b: zweiter Antennenschaltkreis
230c: zweiter Antennenschaltkreis
200: Digitalisiertablett
250: Signalverarbeitungsschaltung
270: Steuerschaltung

5

210: erster Antennenschaltkreis
230a: zweiter Antennenschaltkreis
230b: zweiter Antennenschaltkreis
230c: zweiter Antennenschaltkreis
250: Signalverarbeitungsschaltung
270: Steuerschaltung
280: Stromversorgungseinheit

6

210: erster Antennenschaltkreis
230a: zweiter Antennenschaltkreis
230b: zweiter Antennenschaltkreis
230c: zweiter Antennenschaltkreis
250: Signalverarbeitungsschaltung
270: Steuerschaltung
280: Stromversorgungseinheit
290: Schaltmodul

7

: Starten
310: das Digitalisiertablett wird eingeschaltet;
320: das Digitalisiertablett wird mit dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement elektrisch verbunden;
330: der erste Antennenschaltkreis empfängt drahtlos das Induktionssignal des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements;
340: durch das empfangene Induktionssignal werden die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements errechnet;
350: von den zweiten Antennenschaltkreisen auf dem ersten Antennenkreis wird der zweite Antennenschaltkreis, dem die Koordinaten gehören, aktiviert;
360: der aktivierte zweite Antennenschaltkreis sendet ein Frequenzsignal an das batteriefreie drahtlose Zeigerelement.

Claims

Digitalisiertablett mit einem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement, umfassend ein batteriefreies drahtloses Zeigerelement (100), enthaltend mindestens eine Stromschaltung (130), die eine Vielzahl von Induktionsspulen (132) aufweist, die das Frequenzsignal (Sf) aus dem Digitalisiertabletts (200) drahtlos empfangen und dadurch eine elektromagnetische Resonanz erreichen, so dass eine Stromenergie (P) erzeugt wird, und eine Induktionsschaltung (110), die die Stromenergie (P) aus der Stromschaltung (130) erhält und ein Induktionssignal (Ss) an das Digitalisiertablett (200) sendet; und ein Digitalisiertablett (200), enthaltend mindestens eine Signalverarbeitungsschaltung (250), die ein Frequenzsignal (Sf) erzeugt und entsprechend dem Induktionssignal (Ss) aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement (100) die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (100) berechnet, einen ersten Antennenschaltkreis (210), der eine Erfassungszone (212) für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement (100) bildet und das Induktionssignal (Ss) aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement (100) drahtlos empfangen kann, eine Vielzahl von zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c), die sich in der Erfassungszone (212) befinden und ein Frequenzsignal (Sf) erzeugen können, und eine Steuerschaltung (270), die sich zwischen der Signalverarbeitungsschaltung (250) und den zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c) geschaltet ist und entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (100) mindestens einen der zweiten Antennenschaltkreise (230a, 230b, 230c) aktiviert.
Digitalisiertablett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Digitalisiertablett (200) weiter ein Schaltmodul (290) enthält, das zwischen der Steuerschaltung (270) und den zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c) geschaltet ist.
Digitalisiertablett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antennenschaltkreise (230a, 230b, 230c) die ganze Erfassungszone (212) abdecken, wobei die benachbarten zweiten Antennenschaltkreise (230a, 230b; 230b, 230c) sich teilweise überlappen oder aneinander angrenzen.
Digitalisiertablett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriefreie drahtlose Zeigerelement (100) ein drahtloser Stift oder eine drahtlose Maus ist.
Digitalisiertablett, das ein batteriefreies drahtloses Zeigerelement (100) erfassen kann, enthaltend mindestens einen ersten Antennenschaltkreis (210), der eine Erfassungszone (212) für das batteriefreie drahtlose Zeigerelement (100) bildet, eine Signalverarbeitungsschaltung (250), die entsprechend dem Induktionssignal (Ss) aus dem batteriefreien drahtlosen Zeigerelement (100) die Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (100) berechnet und ein Frequenzsignal (Sf) erzeugt eine Vielzahl von zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c), die sich in der Erfassungszone (212) befinden und entsprechend den errechneten Koordinaten selektiv ein Frequenzsignal (Sf) erzeugen können, und eine Steuerschaltung (270), die entsprechend den Koordinaten des batteriefreien drahtlosen Zeigerelements (100) mindestens einen der zweiten Antennenschaltkreise (230a, 230b, 230c) aktiviert.
Digitalisiertablett nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Schaltmodul (290) enthält, das zwischen der Steuerschaltung (270) und den zweiten Antennenschaltkreisen (230a, 230b, 230c) geschaltet ist.