專利名稱：一種電磁手寫裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及手寫輸入領域，具體地涉及一種電磁手寫裝置及其控制方法。
背景技術：
在現有技術中，電磁式手寫裝置一般通過發送線圈向電磁筆發送激勵電磁波，使電磁筆產生電磁感應信號，之后再通過接收線圈接收該電磁感應信號，通過控制模塊處理并獲得電磁筆的位置及壓力等數據信息，通過對這些信息進行處理并輸出，從而完成手寫操作。在上述信號處理過程中，電磁筆的感應靈敏度取決于發送線圈所發送的電磁波的能量大小，而所述電磁波的能量大小又直接取決于發送線圈上的電流大小，因此，現有技術中電磁式手寫裝置一般采用提高發送線圈電流的方法來提高電磁筆的感應靈敏度。例如圖5所示的傳統天線板的χ方向的發送線圈的結構示意圖中，k組發送線圈沿X方向平行排列，其一端與發送單元中的多路選擇開關101相連，另一端接地，其上的電壓為通過發送單元提供的電源電壓(正電壓)。對于一些尺寸較大的電磁式手寫裝置，在布線時，需要增加其發送線圈的間距和線圈寬度，這就導致了發送線圈的負載變大，在電源電壓固定的情況下，流過線圈的電流就會減少，從而造成所發送的電磁波能量降低，嚴重影響了電磁筆的感應靈敏度。目前一些大尺寸的電磁手寫板主要采用三極管放大的方式來增加發送線圈的電流，例如圖6所示為現有技術的天線板的發送線圈增壓裝置的結構示意圖，為增加發送線圈的電壓，每組發送線圈上都要接入三極管102，由于該方法需要對每組發送線圈都進行增壓處理，因此增加了設計成本和整體功耗，并且，該方法對電磁波能量的提高程度有限。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種電磁手寫裝置及其控制方法。本發明的電磁手寫裝置包括電磁筆、具有多組發送線圈和與多組發送線圈相正交的多組接收線圈的天線板、控制部、接收上述接收線圈的信號，并對該信號進行處理后發送到上述控制部的接收單元、處理上述控制部輸出的信號，并將該信號發送到上述發送線圈的發送單元以及連接在上述發送線圈的接地端，并向上述發送線圈提供負電壓的負電壓單元。本發明的電磁手寫裝置控制方法，該電磁手寫裝置包括電磁筆、具有多組發送線圈和與多組發送線圈相正交的多組接收線圈的天線板、控制部、從接收線圈接收信號并處理的接收單元、接收控制部的信號并對上述信號處理后發送給發送線圈的發送單元和連接在該發送線圈的接地端的負電壓單元，該方法包括以下步驟信號發送處理步驟對上述控制器輸出的信號進行處理后輸出到上述發送線圈； 負壓提供步驟向上述發送線圈提供負電壓，使該發送線圈的壓降增加； 信號發送步驟將上述發送單元輸出的信號發送給電磁筆，使該電磁筆產生電磁感應信號；
信號接收處理步驟接收該電磁感應信號并進行處理后發送到上述控制部。本發明的電磁手寫裝置及其控制方法利用負電壓單元向發送線圈提供負電壓，使該線圈同時處于正電壓(由電源提供)和負電壓的雙電壓模式下，從而迅速增大發送線圈的壓降，在負載相同的情況下，增加了流過發送線圈的電流，從而在不增加設計成本和整體功耗的同時，有效的提高發送線圈發送的電磁波能量，進而提高了電磁筆的感應靈敏度。
圖1所示為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置的結構示意圖。圖2所示為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置的發送線圈與發送單元的結構示意圖。圖3所示為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置的接收線圈與接收單元的結構示意圖。圖4所示為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置控制方法的工作流程圖。圖5所示為傳統天線板的χ方向的發送線圈的結構示意圖。圖6所示為現有技術的天線板的發送線圈增壓裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。圖1為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置10的結構示意圖，如圖1所示，本發明的電磁手寫裝置10包括具有多組平行排列的發送線圈11和與多組發送線圈相正交的多組平行排列的接收線圈12的天線板1、接收單元2、控制部3、發送單元4、內部含有電磁波諧振電路(未示出)和濾波電路51的電磁筆5。當電磁筆5與天線板1接近或接觸時，發送單元4對控制部3輸出的數字信號進行處理后產生激勵信號，并通過天線板1中的發送線圈11將該激勵信號以電磁波的形式發送給電磁筆5，電磁筆5通過內部的濾波電路51和電磁波諧振電路(未示出)對該激勵信號進行濾波處理，同時產生電磁感應信號，并將該電磁感應信號發回給天線板1，接收單元2 將天線板1中的接收線圈12接收到的電磁感應信號處理并轉換為數字信號后發送給控制部3，由控制部3對數據進行計算處理，從而確定電磁筆5在天線板1上的位置坐標及壓力值等信息，之后將經過計算處理的數據發送給上位機(未示出)，通過上位機將該數據以圖像等形式顯示給用戶。在本實施例中，上位機雖然為集成在天線板1上作為顯示器的觸控屏，但本發明并不僅限于此，在本發明中上位機也可以是電腦等終端設備。圖2為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置10的發送線圈11與發送單元4的結構示意圖，如圖2所示，天線板中的多組發送線圈11的公共接地端與負電壓單元13 相連，另一端與發送單元4相連，該發送單元4包括多路選擇開關21、發送放大電路42和激勵信號發生電路43，而該負電壓單元13包括負電壓芯片(未示出)。如圖1中所述，激勵信號發生電路43將控制部3發出的數字信號進行處理，產生規定頻率的激勵信號，該激勵信號經過發送放大電路42進行放大后，利用多路選擇開關21 對多組發送線圈11中的一組進行選通，從而通過發送線圈11向電磁筆5發送該激勵信號。 在本實施例中，當其中任意一組發送線圈11被選通后，即通電后，其正電壓由發送單元4提供，優選為3. 3V，其負電壓由負電壓單元13提供，優選為-3.3V。這樣，發送線圈11就同時處于雙電壓模式下，使其壓降提高1倍。與僅處于電源電壓(即正電壓)的情況相比，流過該發送線圈11的電流得到明顯提高，例如經實驗驗證，在現有技術中，發送線圈工作在正常情況下時(正電壓3. 3V)，其電流值一般僅為9mA，而通過向該線圈同時提供_3. 3V電壓時，其壓降提升了 1倍，而電流卻提高到了 30 mA，當提供-5V電壓后，其電流可達到38 mA, 而提供-9 V電壓后，其電流可提高到46 mA。在本實施例中，雖然負電壓單元13包括負壓芯片，并向發送線圈11提供3. 3V的負電壓，而發送線圈11上的正電壓為3. 3V，但本發明并不限于此，負電壓單元13還可以包括負相發生電路等，而發送線圈11上的正、負電壓也可以根據需要設定為其它數值。圖3為本發明的一個優選實施方式的電磁手寫裝置10的接收線圈12與接收單元 2的結構示意圖，如圖3所示，接收單元2包括與多組接收線圈12相連的多路選擇開關21、 接收放大電路22、信號處理電路23、積分電路M與模數轉換電路25。如圖1中所述，天線板1中的多組接收線圈12在接收到電磁筆5的電磁感應信號后，通過接收單元2中的多路選擇開關21對多組接收線圈12進行掃描，即逐個選通一組接收線圈12，從而得到每組接收線圈12所接收到的電磁感應信號，并利用接收放大電路22對該信號進行放大，信號處理電路23對該放大信號進行處理，之后通過積分電路M和模數轉換電路25對該信號進行積分和模數轉換，最終以數字信號的形式發送給控制部3以確定電磁筆5在天線板1上的位置坐標等信息。雖然本實施例中的接收放大電路22包括三極管(未示出)和自動增益控制器(未示出)，但本發明的接收放大電路22還可以由其它元件組成。圖4為電磁手寫裝置控制方法的工作流程圖，以下將結合圖2、圖3以及圖4詳細說明本發明的電磁手寫裝置的工作過程。 如圖2和圖3中所述，在通電狀態下，在電磁筆5接近或接觸天線板1時，控制部3 向發送單元4輸出數字信號，發送單元4對該數字信號進行處理后，產生激勵信號，并將該激勵信號經過放大處理后發送給其中一組發送線圈11，即執行圖4中的信號發送處理步驟 401 ；并且，通過發送單元4向天線板1中的多組發送線圈11提供來源于電源的正電壓，同時負電壓單元13向該發送線圈11提供負電壓，使該發送線圈11處于雙電壓模式下，從而使其壓降得到提高，即進行圖4中的負壓提供步驟402 ；發送線圈11以電磁波的形式將發送單元4的激勵信號發送給電磁筆5，使電磁筆5受到激勵后產生電磁感應信號，并以電磁波的形式將該電磁感應信號發送給天線板1，即圖4中的信號發送步驟403 ；之后，多組接收線圈12在接收該電磁感應信號，由接收單元4對多組接收線圈12進行掃描，并將獲得的該電磁感應信號經過放大和處理、積分和模數轉換處理后以數字信號的形式發送給控制部3，即，執行圖4中的信號接收處理步驟404 ；最終，控制部3對該數字信號進行計算處理后確定電磁筆5的位置坐標等信息并通過上位機(未示出)顯示給用戶，即，執行圖4中的數據計算輸出步驟405，從而完成手寫操作。在本發明的電磁手寫裝置及其控制方法中，通過負電壓單元向發送線圈提供負電壓，使該發送線圈工作在雙電壓模式下，從而使其上的壓降迅速增加，在負載相同的情況下，能夠有效的提高流過發送線圈的電流，從而提高該線圈所發射的電磁波能量。因此，通過本發明的電磁手寫裝置及其控制方法，能夠在有效降低成本和整體功耗的同時，大幅提高流過發送線圈的電流，從而有效地增加發送線圈所發送的電磁波的能量值，提升了電磁筆與天線板之間的感應靈敏度。無論是對于普通尺寸的電磁手寫板，還是一些大尺寸的電磁式手寫板，都能夠有效提升手寫裝置的靈敏度，從而使用戶進行流暢的書寫或繪圖等操作。以上所述僅為本發明的優選實施例，然而本發明并不限于上述實施例。本領域的普通技術人員在閱讀本發明說明書的基礎上可以對各實施例所記載的技術方案進行修改， 或者對其中部分技術特征進行替換；而這些修改或者替換，包含于本發明技術方案的范圍。
權利要求
1.一種電磁手寫裝置，其特征在于，包括 電磁筆；天線板，其具有多組發送線圈和與多組發送線圈相正交的多組接收線圈； 控制部；接收單元，其接收來自所述接收線圈的信號，處理后發送到所述控制部； 發送單元，其處理由所述控制部輸出的控制信號，并驅動所述發送線圈；以及負電壓單元，其連接在所述發送線圈的接地端，向所述發送線圈提供負電壓，從而增加了所述發送線圈的壓降。
2.根據權利要求1所述的電磁手寫裝置，其特征在于所述負電壓單元包括負電壓芯片。
3.根據權利要求1或2所述的電磁手寫裝置，其特征在于包括顯示器，所述顯示器集成在所述天線板上。
4.根據權利要求3所述的電磁手寫裝置，其特征在于，所述電磁筆包括濾波電路。
5.根據權利要求1或4所述的電磁手寫裝置，其特征在于，所述接收單元包括 多路選擇開關，其與多組所述接收線圈相連，通過逐個對多組所述接收線圈進行選通， 掃描所述接收線圈；接收放大電路，其對來自所述接收線圈的信號進行放大；信號處理電路，其對所述放大電路輸出的信號進行處理；積分電路，其對所述信號處理電路輸出的信號進行積分；和模數轉換電路，其將經過積分處理后的信號進行模數轉換后，發送給所述控制部。
6.根據權利要求1或4所述的電磁手寫裝置，其特征在于，所述發送單元包括 激勵信號發生電路，其對由所述控制部輸出的控制信號進行處理，產生激勵信號； 發送放大電路，其對所述激勵信號發生電路輸出的激勵信號進行放大；多路選擇開關，其與多組所述發送線圈相連，通過對所述發送線圈進行選通，將所述放大電路輸出的信號輸出給所述發送線圈。
7.一種電磁手寫裝置的控制方法，所述電磁手寫裝置包括電磁筆；具有多組發送線圈和與多組發送線圈相正交的多組接收線圈的天線板；控制部；接收來自所述接收線圈的信號并進行處理的接收單元；接收由所述控制部輸出的控制信號并進行處理后發送給所述發送線圈的發送單元；以及，連接在所述發送線圈的接地端的負電壓單元，其特征在于，該控制方法包括以下步驟信號發送處理步驟對由所述控制部輸出的控制信號進行處理后輸出到所述發送線圈；負壓提供步驟向所述發送線圈提供負電壓，增加所述發送線圈的壓降； 信號發送步驟通過增加了壓降的所述發送線圈將所述發送單元輸出的信號發送給所述電磁筆，使所述電磁筆產生電磁感應信號；信號接收處理步驟接收所述電磁感應信號并進行處理后發送到所述控制部。
8.根據權利要求7所述的電磁手寫裝置控制方法，其特征在于該方法還包括所述電磁筆對所述發送線圈發送的信號進行濾波處理。
9.根據權利要求7或8所述的電磁手寫裝置控制方法，其特征在于在信號發送處理步驟中，所述對由控制部輸出的控制信號進行處理后輸出到所述發送線圈，包括所述發送單元對所述控制部輸出的信號進行處理，生成激勵信號，并對該激勵信號進行放大后通過多路選擇開關輸出給所述發送線圈。
10.根據權利要求7或8或9所述的電磁手寫裝置控制方法，其特征在于在信號接收處理步驟中，所述接收電磁感應信號并進行處理后發送到所述控制部，包括所述接收單元對所述電磁感應信號進行放大、處理、積分和模數轉換后發送到所述控制部。
全文摘要
本發明公開了一種電磁手寫裝置及其控制方法，屬于手寫輸入技術領域。本發明的電磁手寫裝置包括電磁筆；天線板，其具有多組發送線圈和多組接收線圈；控制部；接收單元，其接收來自所述接收線圈的信號，經處理后發送到所述控制部；發送單元，其處理由所述控制部輸出的信號，并發送到所述發送線圈；以及負電壓單元，其連接在所述發送線圈的接地端，向所述發送線圈提供負電壓。本發明的控制方法包括向上述發送線圈提供負電壓，使該發送線圈的壓降增加，從而提高流過該發送線圈的電流，使該線圈發送的電磁波能量得到提高，進而增加電磁筆的感應靈敏度。
文檔編號G06F3/046GK102163115SQ201110130530
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者鐘桂東 申請人:漢王科技股份有限公司