繪畫筆與繪畫板距離的測量方法
2023-07-24 01:28:36 3
專利名稱：繪畫筆與繪畫板距離的測量方法
技術領域：
本發明屬於計算機外圍設備技術領域，尤其涉及一種繪畫筆與繪畫板距離的測量
方法。
背景技術：
作為計算機外圍設備的繪畫板和繪畫筆，其工作原理是根據繪畫筆在繪畫板上 的移動，確定繪畫筆在繪畫板上的移動軌跡，繪畫板所承受的壓力大小以及繪畫筆的傾角 等，並將這些信息傳送給計算機，從而實現繪畫的目的。 傳統的繪畫板是電磁感應式的，這樣，繪畫筆在繪畫板上的移動軌跡，繪畫板所承 受的壓力大小以及繪畫筆的傾角等信息是以電磁信號形式進行處理的。 一般地，在繪畫板 上，橫向分布有多個橫向線圈組，該橫向線圈組用於間隔性的發送電磁信號，同時，在縱向 分布有多個縱向線圈組，該縱向線圈組用於接收橫向線圈組發送的電磁信號；另外，在繪畫 筆上還設置有諧振LC電路，通過該諧振LC電路，縱向線圈組接收橫向線圈組發送的電磁信 號。具體地，在某一時刻，一般根據多個橫向線圈發送的電磁信號以及某一個縱向線圈通過 繪畫筆上的諧振LC電路接收到的電磁信號的強弱，從而確定繪畫筆的橫向位置；一般根據 多個縱向線圈通過繪畫筆上的諧振LC電路接收到的某一個橫向線圈發送的電磁信號的強 弱，從而確定繪畫筆的縱向位置。這樣，通過上述方法，就可以確定繪畫筆在繪畫板平面上 的位置。但是，上述這種方法只能確定繪畫筆在繪畫板這個二維平面內的位置，但並不能確 定在三維空間中，用一個變量來描述繪畫筆與繪畫板的距離的遠近，即現有技術並沒有提 供確定繪畫筆與繪畫板距離的相關技術方案。
發明內容
本發明目的在於提供一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，用以克服現有技術中 在三維空間中不能確定繪畫筆與繪畫板的距離的遠近。 為實現上述目的，本發明提供了一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，繪畫筆在 靠近或遠離繪畫板時，該方法包括 測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值； 根據所述實際輸出信號幅值、對應於所述實際輸出信號幅值的額定輸出信號幅
值，以及主控制器中預先設置的參考信號幅值，確定繪畫筆和繪畫板的距離。 優選地，所述測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值之前包括 從控制器向接收電路發送測量信號； 根據所述測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數； 根據所述測量信號和放大倍數，所述測量電路測量出與所述放大倍數對應的額定 輸出信號幅值。 優選地，所述測量電路測量出與所述放大倍數對應的額定輸出信號幅值之後包 括
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根據所述額定輸出信號幅值，主控器預先設置參考信號幅值。
優選地，所述從控制器向接收電路發送測量信號包括 從控制器通過衰減電路向接收電路發送測量信號，所述測量信號的強度與繪畫筆 在靠近或遠離繪畫板時所述接收電路接收的實際信號強度相當。 優選地，所述實際輸出信號幅值和參考信號幅值包括實際電壓信號幅值和參考電 壓信號幅值。 優選地，所述確定繪畫筆和繪畫板的距離包括 根據P' = (A^Pi)/Ai確定繪畫筆和繪畫板的距離，其中，4表示參考信號幅值，Pi 表示實際輸出信號幅值，&表示額定輸出信號幅值，實際輸出信號幅值Pi與接收電路的額 定輸出信號幅值&對應於同一放大倍數。 優選地，所述接收電路包括接收線圈組、與所述接收線圈組連接的模擬開關，以及 與所述模擬開關連接的增益調節電路。
優選地，在所述測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值之前包括
繪畫板發送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發送電磁信號。 本發明中，在接收電路利用增益調節對其接收到的電磁信號進行調節時，通過將
某一時刻下接收電路的實際輸出信號(對應一個具體的放大倍數，以及該具體的放大倍數
對應的額定信號幅值)變換到作為參考信號幅值的某一額定輸出信號幅值下，從而確定出
了繪畫筆和繪畫板之間的距離，克服了現有技術中只能確定繪畫筆在二維空間中坐標信息
的缺陷。
圖1為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第一實施例的流程圖； 圖2為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法中的繪畫板俯視圖； 圖3為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第二實施例的流程圖； 圖4為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第二實施例中繪畫筆和繪畫板的
結構示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明實施例的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第一實施例的流程圖。如圖1所示， 繪畫筆在靠近或遠離繪畫板時，本實施例繪畫筆與繪畫板距離的測量方法可以但不局限於 包括 步驟11、測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值；
圖2為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法中的繪畫板俯視圖。如圖2所示， 繪畫板包括面板40、信號感應區50以及軌跡移動感應區60。當繪畫筆在繪畫板接觸移動 時，通過主控制器和從控制器可以確定繪畫筆在軌跡移動感應區60中的移動軌跡，即繪畫 筆的橫坐標和縱坐標。當繪畫筆與繪畫板的距離發生變化時，繪畫板上的接收電路接收到 的電磁信號隨之發生相應的變化。具體地，當繪畫筆遠離繪畫板時，繪畫板上的發射電路與 繪畫筆上設置的諧振LC電路距離變遠，繪畫筆上設置的諧振LC電路與繪畫板上的接收線圈的距離變遠，接收電路接收到的電磁信號變弱；當繪畫筆接近繪畫板時，繪畫板上的發射 線圈(橫向線圈組)與繪畫筆上設置的諧振LC電路距離變近，繪畫筆上設置的諧振LC電 路與繪畫板上的接收線圈的距離變近，接收電路接收到的電磁信號變強。因此，在繪畫筆靠 近或遠離繪畫板的過程中，繪畫板上的接收電路接收的電磁信號也隨之變強或變弱。當繪 畫筆在接近繪畫板過程中，信號逐漸變強最終到達測量電路的測量範圍上限時，主控制器 將信號的增益調小，確保放大後的信號在測量電路的測量範圍內。當繪畫筆在遠離繪畫板 過程中，信號逐漸變弱到達測量電路的測量範圍下限時，主控制器將信號的增益調大，確保 放大後的信號在測量電路的測量範圍內。這樣，測量電路測量到的接收電路的輸出信號的 過程大致如下當繪畫筆在接近繪畫板過程中，在當前增益下，縱向線圈組(接收線圈)接 收到的電磁信號強度單調變大_增益調節電路輸出的信號幅值單調變大_測量電路測量到 的信號單調變大_當信號變大到測量電路的測量範圍上限時_增益調節電路增益調小_增 益調節電路輸出的幅值變小_測量電路測量到的信號幅值變小；當繪畫筆在遠離繪畫板過 程中，在當前增益下，縱向線圈組接收到的電磁信號強度單調變小-增益調節電路輸出的 信號幅值單調變小-測量電路測量到的信號單調變小_當信號變小到測量電路的測量範圍 下限時_增益調節電路增益調大_增益調節電路輸出的幅值變大_測量電路測量到的信號 幅值變大。這樣，在不同的增益調節範圍之間，測量電路測量到的幅值是跳躍式的，並不是 單調的，即並不是單調增加或者單調減少的。 本實施例中，測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值之前還可以包 括繪畫板發送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發送電磁信號。
步驟12、根據實際輸出信號幅值、對應於實際輸出信號幅值的額定輸出信號幅值， 以及主控制器中預先設置的參考信號幅值，確定繪畫筆和繪畫板的距離；具體地，本實施例 中，步驟2可以包括根據P' = (A^Pi)/Ai確定繪畫筆和繪畫板的距離，其中，4表示主控 制器中預先設置的參考信號幅值，Pi表示實際輸出信號幅值，&表示接收電路的額定輸出 信號幅值，實際輸出信號幅值Pi與接收電路的額定輸出信號幅值Ai對應於同一放大倍數。
接收電路的增益調節的大小可以通過其對信號的放大倍數來量度。因此，本實施 例中，可以通過對接收電路施加一測量信號，該測量信號的強度可以與繪畫筆通過諧振LC 電路發送給接收電路的電磁信號強度相當。通常來說，對應於接收電路的增益調節，分別有 數個相對應的放大倍數，這些放大倍數分別對應有相應的信號幅值，即額定輸出信號幅值， 這樣，就可以確定出與接收電路的各個放大倍數分別對應的額定輸出信號幅值。為了確定 繪畫筆和繪畫板之間的距離，避免在不同的放大倍數之間實現信號的增益調節時導致接收 電路實際輸出信號非單調，主控制器設置了一個參考信號幅值。主控制器設置的參考信號 幅值可以選自對應於接收電路的各個放大倍數的額定輸出信號幅值。在接收電路接收到變 化的電磁信號，通過主控制器將這種電磁信號變化統一換算到與額定輸出信號幅值對應的 情況下，比如接收電路可調節8級增益，其對應的放大倍數可以分別為Gl、 G2、 G3、 G4、 G5、 G6、 G7和G8等，對應於這8級放大倍數的八級信號額定幅值分別為Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6、 A7和A8。這樣，比如從中選取放大倍數Gl對應的額定信號幅值Al為參考信號幅值，當在 某一時刻，接收電路的放大倍數因繪畫筆和繪畫板之間的距離發生變化需要由G1(對應於 額定輸出信號幅值A1)變為G2(對應於額定輸出信號幅值A2)時，此時，通過步驟ll測量 出了在放大倍數G2時的接收電路實際輸出信號幅值P2，將在額定輸出信號幅值A2情形下的接收電路實際輸出信號幅值P2通過公式(AWP2/)A2變換，從而確定出繪畫筆與繪畫板 的距離。 具體地，本實施例中，實際輸出信號幅值和參考信號幅值可以但不局限於包括實 際電壓信號幅值和參考電壓信號幅值。 本實施例中，在接收電路利用增益調節對其接收到的電磁信號進行調節時，通過 將某一時刻下接收電路的實際輸出信號(對應一個具體的放大倍數，以及該具體的放大倍 數對應的額定信號幅值)變換到作為參考信號幅值的額定輸出信號幅值下，從而確定出了 繪畫筆和繪畫板之間的距離，克服了現有技術中只能確定繪畫筆在二維空間中坐標信息的 缺陷。 圖3為本發明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第二實施例的流程圖。圖4為本發 明繪畫筆與繪畫板距離的測量方法第二實施例中繪畫筆和繪畫板的結構示意圖。繪畫筆可 以包括一個諧振LC電路1，繪畫板2可以具體包括作為接收線圈的縱向線圈組20、與縱向 線圈組20連接的第一多路模擬開關21、與第一多路模擬開關21連接的增益調節電路22、 與增益調節電路22連接的測量電路23、以及與測量電路23連接的主控制器24、與主控制 器24連接的從控制器25、與從控制器25連接的信號發生電路26，以及與信號發生電路26 連接的第二多路模擬開關27，與第二多路模擬開關27連接並作為發送線圈的橫向線圈組 28，從控制器25與測量電路23連接，從控制器25控制信號發生電路26，從控制器25控制 接收電路的信號相位與信號發生電路產生的發射信號相位同步。與上述實施例的技術方案 不同之處在於，測量電路23對繪畫筆在靠近或遠離繪畫板2接收電路的實際輸出信號幅值 進行測量之前，還包括根據接收電路的放大倍數確定與其對應的額定輸出信號幅值，以及 由主控制器預先設置參考信號幅值的過程。本實施例詳細技術方案可以但不局限於如下
步驟31、從控制器向接收電路發送測量信號； 具體地，本實施例中，繪畫板2還可以包括衰減電路29，這樣，步驟31可以具體包
括從控制器25通過衰減電路29向接收電路發送測量信號，測量信號的強度與繪畫筆在靠
近或遠離繪畫板時接收電路接收的實際信號強度相當。 步驟32、根據測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數； 步驟33、根據測量信號和放大倍數，測量電路測量出與放大倍數對應的額定輸出
信號幅值； 本實施例中，接收電路具體可以包括縱向線圈組20，與縱向線圈組20連接的模擬 開關，該模擬開關可以為第一多路模擬開關21，以及與第一多路模擬開關21連接的增益調 節電路22。為了獲知接收電路的增益調節能力，從控制器25向縱向線圈組20發送一測量 信號，該測量信號可以模擬繪畫筆1在靠近或遠離繪畫板2的過程中縱向線圈組20接收到 的電磁信號，也就是說，測量信號的強度與繪畫筆1在靠近或遠離繪畫板2時接收電路接收 的實際信號強度相當。這樣，根據該測量信號可以測量出增益調節電路22的放大倍數，以 及與該放大倍數對應的額定輸出信號幅值，增益調節電路22的增益調節有幾級，其對應的 額定輸出信號幅值就有幾級。 步驟34、測量電路測量出繪畫筆在靠近或遠離繪畫板時接收電路的實際輸出信號 幅值； 步驟35、根據額定輸出信號幅值，主控器預先設置參考信號幅值；
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本實施例中，主控制器24可以從多個額定輸出信號幅值中選出一個作為參考信 號幅值。 步驟36、根據接收電路的額定輸出信號幅值、實際輸出信號幅值以及主控制器中 預先設置的參考信號幅值，確定繪畫筆和繪畫板的距離。 在確定繪畫筆1和繪畫板2的距離時，可以通過主控制器24將接收電路的額定輸 出信號幅值、實際輸出信號幅值以及預先設置的參考信號幅值等信息發送給計算機，藉助 計算機上的軟體程序從而確定出繪畫筆1和繪畫板2的距離。這裡信號發生電路26、第二 多路模擬開關27，主要使橫向線圈組28間隔性的發送電磁信號。 本實施例中，由從控制器發送一測量信號，從而獲知接收電路的放大倍數以及對 應的額定輸出信號幅值，接著當接收電路利用增益調節對其接收到的電磁信號進行調節 時，通過將某一時刻下接收電路的實際輸出信號(對應一個具體的放大倍數，以及該具體 的放大倍數對應的額定信號幅值)變換到作為參考信號幅值的額定輸出信號幅值下，從而 確定出了繪畫筆和繪畫板之間的距離，克服了現有技術中只能確定繪畫筆在二維空間中坐 標信息的缺陷。 最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述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徵進行等同替 換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求
一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，其特徵在於，繪畫筆在靠近或遠離繪畫板時，包括測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值；根據所述實際輸出信號幅值、對應於所述實際輸出信號幅值的額定輸出信號幅值，以及主控制器中預先設置的參考信號幅值，確定繪畫筆和繪畫板的距離。
2. 根據權利要求1所述的測量方法，其特徵在於，所述測量電路測量出繪畫板接收電 路的實際輸出信號幅值之前包括從控制器向接收電路發送測量信號；根據所述測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數；根據所述測量信號和放大倍數，所述測量電路測量出與所述放大倍數對應的額定輸出 信號幅值。
3. 根據權利要求2所述的測量方法，其特徵在於，所述測量電路測量出與所述放大倍 數對應的額定輸出信號幅值之後包括根據所述額定輸出信號幅值，主控器預先設置參考信號幅值。
4. 根據權利要求2所述的測量方法，其特徵在於，所述從控制器向接收電路發送測量 信號包括從控制器通過衰減電路向接收電路發送測量信號，所述測量信號的強度與繪畫筆在靠 近或遠離繪畫板時所述接收電路接收的實際信號強度相當。
5. 根據權利要求1所述的測量方法，其特徵在於，所述實際輸出信號幅值和參考信號 幅值包括實際電壓信號幅值和參考電壓信號幅值。
6. 根據權利要求1或2所述的測量方法，其特徵在於，所述確定繪畫筆和繪畫板的距離 包括根據formula see original document page 2確定繪畫筆和繪畫板的距離，其中，4表示參考信號幅值，Pi表示 實際輸出信號幅值，&表示額定輸出信號幅值，實際輸出信號幅值Pi與接收電路的額定輸 出信號幅值&對應於同一放大倍數。
7. 根據權利要求1所述的測量方法，其特徵在於，所述接收電路包括接收線圈、與所述 接收線圈連接的模擬開關，以及與所述模擬開關連接的增益調節電路，所述增益調節電路 與所述測量電路連接。
8. 根據權利要求1所述的測量方法，其特徵在於，在所述測量電路測量出繪畫板接收 電路的實際輸出信號幅值之前包括繪畫板發送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發送電磁信號。
全文摘要
本發明涉及一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，屬於計算機外圍設備技術領域，繪畫筆在靠近或遠離繪畫板時，該方法包括測量電路測量出繪畫板接收電路的實際輸出信號幅值；根據所述實際輸出信號幅值、對應於所述實際輸出信號幅值的額定輸出信號幅值，以及主控制器中預先設置的參考信號幅值，確定繪畫筆和繪畫板的距離。本發明中，通過將某一時刻下接收電路的實際輸出信號(對應一個具體的放大倍數，以及該具體的放大倍數對應的額定信號幅值)變換到作為參考信號幅值的額定輸出信號幅值下，從而確定出了繪畫筆和繪畫板之間的距離，克服了現有技術中只能確定繪畫筆在二維空間中坐標信息的缺陷。
文檔編號G06F3/033GK101751196SQ20081023987
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者伍松林, 劉迎建, 向國威, 田宇 申請人:漢王科技股份有限公司