專利名稱：一種用于電子白板的電磁筆及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)外圍輸入設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種用于電子白板的電磁筆及其控制方法。
背景技術(shù)：
電子白板是20世紀(jì)90年代末隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和顯示技術(shù)的發(fā)展興起的一種可以用于教學(xué)、培訓(xùn)、會議、演示等場合的多媒體工具。它與傳統(tǒng)的教學(xué)、演示方式結(jié)合得最緊密，以特制的電子白板(或稱投影屏幕)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板，通過電子筆可以在電子白板上書寫或者模擬鼠標(biāo)功能，其結(jié)果可以直接顯示到電子白板上。一個交互式電子白板系統(tǒng)一般是由交互區(qū)域(也稱電子白板)、電子筆、顯示設(shè)備和計(jì)算機(jī)等幾部分構(gòu)成。其實(shí)現(xiàn)的目的是與計(jì)算機(jī)相連的顯示設(shè)備將計(jì)算機(jī)顯示器上的內(nèi)容投射在電子白板上，達(dá)到和多人共享信息的目的；如同計(jì)算機(jī)上的鼠標(biāo)一樣，電子筆能在電子白板上直接操作電腦的應(yīng)用程序；電子筆還能從鼠標(biāo)功能切換成筆功能，像粉筆在黑板上一樣，直接在電子白板上書寫繪畫。電子白板一般包括交互平面和感應(yīng)電子筆在交互平面上的位置信號的接收和處理電路。電子白板從工作原理上來分有電阻壓力式、紅外式、光學(xué)感應(yīng)式、超聲波定位、電磁感應(yīng)式等幾種類型，其中電磁感應(yīng)式電子白板由于定位精度高，不易損壞，能夠檢測電磁筆(即電子筆)的壓力而得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中使用的無線有源電磁筆，是將振蕩電路放到了電磁筆中，同時筆里放有電池為振蕩電路提供電源，通過電子白板的線圈與振蕩電路之間進(jìn)行電磁信號的傳輸， 根據(jù)在各個線圈中接收的交流信號的幅值大小，可以計(jì)算出電磁筆在電子白板上的相對位置。但是，這種電磁筆內(nèi)部設(shè)有電池，因此電磁筆的體積和重量都較大，且需要不定期的更換電池或?qū)﹄姵剡M(jìn)行充電，才能夠滿足電磁筆正常工作的電壓，不利于用戶的使用和攜帶。申請?zhí)枮?0061003M92.3的中國專利申請公開了“一種用于交互電子白板的電子筆”，通過其電子筆上電磁波開關(guān)的通斷可以產(chǎn)生不同的諧振電路的振蕩頻率，從而實(shí)現(xiàn)電磁筆的不同工作狀態(tài)。但是，通過按鍵改變發(fā)射信號頻率來實(shí)現(xiàn)電磁筆功能的切換，在大批量生產(chǎn)時需要調(diào)試各個按鍵對應(yīng)的頻率，給大批量生產(chǎn)造成不便。目前，市場上還存在一種通過按鍵改變電路的Q值，達(dá)到電磁筆功能轉(zhuǎn)換的目的。 這里的Q即品質(zhì)因數(shù)，Q=(L/C)"2/R，其中L、C和R分別為諧振電路的電感、電容和電阻。當(dāng)諧振電路的電感和電容確定后，其Q值只與電路的電阻值有關(guān)。其按鍵簡易電路如圖1所示，當(dāng)按鍵開關(guān)S2按下時，筆尖開關(guān)Sl無效，可見，按鍵功能與筆尖功能不能同時有效，且由于諧振電路的多個Q值在檢測時容易誤觸發(fā)，因此這種方式不便于設(shè)置多個功能鍵。終上所述，現(xiàn)有技術(shù)的電磁筆都存在一定的缺陷，因此還有待進(jìn)一步的研究和完善。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的是，提供用于電子白板的電磁筆及其控制方法，以減輕電磁筆的體積與重量，并使電磁筆的按鍵功能與筆尖功能相互獨(dú)立、互不影響。(二)技術(shù)方案
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于電子白板的電磁筆，包括殼體、殼體前端的筆尖、殼體上的按鍵，還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的狀態(tài)處理模塊，用于檢測筆尖、按鍵的狀態(tài)信息，將檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后得到電磁信號，并將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。上述方案中，所述狀態(tài)處理模塊，還用于感應(yīng)電子白板發(fā)送的電磁信號，并對所述電磁信號進(jìn)行整流濾波處理后，獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)。上述方案中，所述狀態(tài)處理模塊包括筆尖諧振電路、整流濾波電路、按鍵開關(guān)電路、筆尖開關(guān)電路、處理器、及諧振開關(guān)電路；其中，
筆尖諧振電路，與整流濾波電路相連接，用于當(dāng)筆尖靠近電子白板時，接收電子白板發(fā)送的電磁信號，并發(fā)送給整流濾波電路；
整流濾波電路，用于將所接收到的電磁信號進(jìn)行整流濾波處理，并轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送給處理器，為處理器提供工作電源；
按鍵開關(guān)電路，與按鍵相連接，用于將按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器； 筆尖開關(guān)電路，與筆尖相連接，用于將筆尖開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器； 處理器，用于檢測筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，并對檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，將所得數(shù)字編碼信息發(fā)送給諧振開關(guān)電路；
諧振開關(guān)電路，與筆尖諧振電路相連，用于對數(shù)字編碼進(jìn)行處理，并將得到的電磁信號發(fā)送給筆尖諧振電路；具體為當(dāng)數(shù)字編碼為1時，諧振開關(guān)電路閉合，輸出低電平信號，并將筆尖諧振電路感應(yīng)的電磁信號拉為低電平；當(dāng)數(shù)字編碼為0時，諧振開關(guān)電路關(guān)斷，沒有信號輸出，筆尖諧振電路感應(yīng)的電磁信號不變。上述方案中，所述筆尖諧振電路，還用于在諧振開關(guān)電路閉合時，將所述低電平的電磁信號發(fā)送給電子白板；在諧振開關(guān)電路關(guān)斷時，將感應(yīng)到的電磁信號發(fā)送給電子白板。本發(fā)明還提供了一種電磁筆的控制方法，該方法包括
檢測電磁筆的筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，將所述狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后得到電磁信號，并將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。上述方案中，所述檢測電磁筆的筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息之前，該方法還包括
電磁筆感應(yīng)電子白板發(fā)送的電磁信號，并對所述電磁信號進(jìn)行整流濾波處理后，獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)。上述方案中，所述電磁筆對數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后，將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板，具體包括當(dāng)數(shù)字編碼為1時，電磁筆感應(yīng)的電磁信號被拉為低電平，將所述低電平電磁信號返回給電子白板；當(dāng)數(shù)字編碼為0時，電磁筆感應(yīng)的電磁信號不變，將所述感應(yīng)的電磁信號返回給電子白板。
上述方案中，所述電磁信號發(fā)送給電子白板后，該方法還包括電子白板將接收到的電磁信號進(jìn)行處理，獲得電磁筆的狀態(tài)信息，并執(zhí)行電磁筆的狀態(tài)信息相對應(yīng)的功能操作，通過投影設(shè)備將執(zhí)行的結(jié)果顯示在電子白板上。(三)有益效果
本發(fā)明提出了一種用于電子白板的電磁筆及其控制方法，所述無源電磁筆的諧振電路感應(yīng)電子白板發(fā)射的激勵信號并利用產(chǎn)生的振蕩信號為處理器供電，避免現(xiàn)有電磁筆需要不定期更換電池或者給電池充電的麻煩，且體積和重量較輕，便于使用和攜帶；另外，處理器將掃描得到的筆尖和按鍵信息數(shù)字編碼后傳回電子白板進(jìn)行處理，使電磁筆上各功能按鍵與筆尖功能獨(dú)立工作、互不影響，與改變發(fā)射信號頻率或者改變諧振電路Q值來進(jìn)行按鍵功能的切換相比較，通過數(shù)字編碼可以更準(zhǔn)確地識別每個按鍵，也使得電磁筆更利于批量生產(chǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)電磁筆中按鍵電路示意圖2本發(fā)明實(shí)施例中用于電子白板的電磁筆的外觀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中用于電子白板的電磁筆內(nèi)部的狀態(tài)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中用于電子白板的電磁筆的控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的用于電子白板的電磁筆的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述電磁筆包括殼體11、設(shè)置在所述殼體11前端的筆尖12、設(shè)置在殼體11上的功能按鍵13 ； 所述電磁筆內(nèi)部，還進(jìn)一步包括設(shè)置在所述殼體11內(nèi)部的狀態(tài)處理模塊，用于檢測筆尖和按鍵的狀態(tài)信息，并對檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后得到電磁信號，將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。所述狀態(tài)處理模塊，還用于將電子白板發(fā)送的電磁信號進(jìn)行整流濾波處理，從而獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)。所述功能按鍵13，用于實(shí)現(xiàn)無源電磁筆的功能；在本實(shí)施例中，功能按鍵13具有三個功能，具體為按鍵處于左端表示紅色筆功能，按鍵處于中間表示鼠標(biāo)功能，按鍵處于右端表示藍(lán)色筆功能，具體各種按鍵功能的實(shí)現(xiàn)不屬于本發(fā)明的重點(diǎn)，在此不做贅述。圖3是本發(fā)明所述的電磁筆中狀態(tài)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，狀態(tài)處理模塊包括筆尖諧振電路21、整流濾波電路22、按鍵開關(guān)電路23、筆尖開關(guān)電路對、處理器 25、諧振開關(guān)電路沈；其中，
筆尖諧振電路21，由電容C和電感L并聯(lián)構(gòu)成，用于當(dāng)筆尖靠近電子白板時，接收電子白板發(fā)送電磁信號，并發(fā)送給整流濾波電路22 ；
整流濾波電路22，用于將所接收到的電磁信號進(jìn)行整流濾波處理，并轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送給處理器21，為處理器21提供工作電源；
按鍵開關(guān)電路23，與殼體上的按鍵相連接，用于將按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器25 ；
筆尖開關(guān)電路對，與筆尖相連接，用于將筆尖開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器25 ； 處理器25，為具有可編程功能的數(shù)據(jù)處理單元，如單片機(jī)，處理器25在工作狀態(tài)下， 可檢測筆尖開關(guān)和按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，并對檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，將所得數(shù)字編碼信息發(fā)送給諧振開關(guān)電路26 ；
諧振開關(guān)電路26，與筆尖諧振電路相連，用于對數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理，并將得到的電磁信號發(fā)送給筆尖諧振電路；這里，諧振開關(guān)電路由晶體管電路組成，根據(jù)晶體管自身的 PN結(jié)特性，通過接收到的數(shù)字編碼信息控制其內(nèi)部晶體管的閉合與關(guān)斷；具體地，當(dāng)接收到數(shù)字編碼信息為1時，諧振開關(guān)電路閉合，則輸出低電平信號，由于諧振開關(guān)電路與筆尖諧振電路相連，因而將筆尖諧振電路感應(yīng)的電磁信號拉為低電平；當(dāng)接收到數(shù)字編碼信息為0時，諧振開關(guān)電路關(guān)斷，則沒有信號輸出，因而不會對筆尖諧振電路感應(yīng)到的電磁信號造成影響。所述筆尖諧振電路，還用于在諧振開關(guān)電路閉合時，將所述低電平電磁信號發(fā)送給電子白板；在諧振開關(guān)電路關(guān)斷時，將感應(yīng)到的電磁信號發(fā)送給電子白板。所述筆尖開關(guān)電路M中包括筆尖開關(guān)，在默認(rèn)狀態(tài)下，所述筆尖開關(guān)處于斷開狀態(tài)；只有當(dāng)筆尖12與電子白板接觸時，筆尖開關(guān)才處于閉合狀態(tài)；所述按鍵開關(guān)電路23中包括按鍵開關(guān)，例如單刀多擲開關(guān)，通過按鍵開關(guān)的不同狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)無源電磁筆對應(yīng)的不同功能?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明還提供了一種電磁筆的控制方法，如圖4所示，該方法包括以下步驟
步驟401 電磁筆感應(yīng)電子白板發(fā)送的電磁信號；
本步驟中，當(dāng)電磁筆的筆尖靠近電子白板時，如果筆尖與電子白板之間的距離在設(shè)定的閾值之內(nèi)，例如，距離在1厘米內(nèi)時，電子白板發(fā)射與電磁筆內(nèi)部的筆尖諧振電路同頻率的電磁信號；在電磁筆內(nèi)部，處理器未輸出數(shù)字編碼或者輸出的數(shù)字編碼信息不含有高電平時，諧振開關(guān)電路斷開，電磁筆通過其內(nèi)部的筆尖諧振電路感應(yīng)電子白板發(fā)射的電磁信號。步驟402 電磁筆將感應(yīng)的電磁信號進(jìn)行整流濾波后，獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)； 本步驟中，在電磁筆內(nèi)部，筆尖諧振電路將感應(yīng)到的電磁信號經(jīng)整流濾波電路進(jìn)行整
流濾波處理，轉(zhuǎn)化為直流電壓，為電磁筆內(nèi)部的處理器提供正常工作的直流電壓，使處理器上電并進(jìn)入工作狀態(tài)。步驟403 檢測電磁筆的筆尖開關(guān)和按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，將所述狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后，將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板；
本步驟中，本實(shí)施例中，對于筆尖開關(guān)和按鍵開關(guān)來說，設(shè)定當(dāng)開關(guān)閉合時，相應(yīng)的狀態(tài)信息為1 ；當(dāng)開關(guān)斷開時，相應(yīng)的狀態(tài)信息為0，則所得狀態(tài)信息的數(shù)字編碼如表1所示
權(quán)利要求
1.一種用于電子白板的電磁筆，包括殼體、殼體前端的筆尖、殼體上的按鍵，其特征在于，還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的狀態(tài)處理模塊，用于檢測筆尖、按鍵的狀態(tài)信息，將檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后得到電磁信號，并將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁筆，其特征在于，所述狀態(tài)處理模塊，還用于感應(yīng)電子白板發(fā)送的電磁信號，并對所述電磁信號進(jìn)行整流濾波處理后，獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁筆，其特征在于，所述狀態(tài)處理模塊包括筆尖諧振電路、整流濾波電路、按鍵開關(guān)電路、筆尖開關(guān)電路、處理器、及諧振開關(guān)電路；其中，筆尖諧振電路，與整流濾波電路相連接，用于當(dāng)筆尖靠近電子白板時，接收電子白板發(fā)送的電磁信號，并發(fā)送給整流濾波電路；整流濾波電路，用于將所接收到的電磁信號進(jìn)行整流濾波處理，并轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送給處理器，為處理器提供工作電源；按鍵開關(guān)電路，與按鍵相連接，用于將按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器；筆尖開關(guān)電路，與筆尖相連接，用于將筆尖開關(guān)的狀態(tài)信息發(fā)送給處理器；處理器，用于檢測筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，并對檢測到的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，將所得數(shù)字編碼信息發(fā)送給諧振開關(guān)電路；諧振開關(guān)電路，與筆尖諧振電路相連，用于對數(shù)字編碼進(jìn)行處理，并將得到的電磁信號發(fā)送給筆尖諧振電路；具體為當(dāng)數(shù)字編碼為1時，諧振開關(guān)電路閉合，輸出低電平信號，并將筆尖諧振電路感應(yīng)的電磁信號拉為低電平；當(dāng)數(shù)字編碼為0時，諧振開關(guān)電路關(guān)斷，沒有信號輸出，筆尖諧振電路感應(yīng)的電磁信號不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁筆，其特征在于，所述筆尖諧振電路，還用于在諧振開關(guān)電路閉合時，將所述低電平的電磁信號發(fā)送給電子白板；在諧振開關(guān)電路關(guān)斷時，將感應(yīng)到的電磁信號發(fā)送給電子白板。
5.一種電磁筆的控制方法，其特征在于，該方法包括檢測電磁筆的筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，將所述狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后獲得電磁信號，將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述檢測電磁筆的筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息之前，該方法還包括電磁筆感應(yīng)電子白板發(fā)送的電磁信號，并對所述電磁信號進(jìn)行整流濾波處理后，獲取電量并進(jìn)入工作狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述電磁筆對數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后， 將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板，具體包括當(dāng)數(shù)字編碼為1時，電磁筆感應(yīng)的電磁信號被拉為低電平，將所述低電平電磁信號返回給電子白板；當(dāng)數(shù)字編碼為0時，電磁筆感應(yīng)的電磁信號不變，將所述感應(yīng)的電磁信號返回給電子白板。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述電磁信號發(fā)送給電子白板后，該方法還包括電子白板將接收到的電磁信號進(jìn)行處理，獲得電磁筆的狀態(tài)信息，并執(zhí)行電磁筆的狀態(tài)信息相對應(yīng)的功能操作，通過投影設(shè)備將執(zhí)行的結(jié)果顯示在電子白板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電子白板的電磁筆及其控制方法，屬于計(jì)算機(jī)外圍輸入設(shè)備領(lǐng)域。在本發(fā)明所述方案中，檢測電磁筆的筆尖開關(guān)、按鍵開關(guān)的狀態(tài)信息，將所述狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字編碼，并對所得數(shù)字編碼信息進(jìn)行處理后得到電磁信號，將得到的電磁信號發(fā)送給電子白板。采用本發(fā)明所述方案，可以有效減輕電磁筆的體積和重量，且能夠使電磁筆的按鍵功能互相獨(dú)立、便于使用。
文檔編號G06F3/033GK102478974SQ20101056632
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張海玲, 趙亮, 趙石峰 申請人:漢王科技股份有限公司