專利名稱：繪畫筆與繪畫板距離的測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于計算機外圍設備技術(shù)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(shù)：
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(jù)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，并將這些信息傳送給計算機，從而實現(xiàn)繪畫的目的。 傳統(tǒng)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，該橫向線圈組用于間隔性的發(fā)送電磁信號，同時，在縱向 分布有多個縱向線圈組，該縱向線圈組用于接收橫向線圈組發(fā)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(fā)送的電磁信 號。具體地，在某一時刻，一般根據(jù)多個橫向線圈發(fā)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(jù) 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(fā)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(nèi)的位置，但并不能確 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(xiàn)有技術(shù)并沒有提 供確定繪畫筆與繪畫板距離的相關(guān)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)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(xiàn)上述目的，本發(fā)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(jù)所述實際輸出信號幅值、對應于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(yōu)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(fā)送測量信號； 根據(jù)所述測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數(shù)； 根據(jù)所述測量信號和放大倍數(shù)，所述測量電路測量出與所述放大倍數(shù)對應的額定 輸出信號幅值。 優(yōu)選地，所述測量電路測量出與所述放大倍數(shù)對應的額定輸出信號幅值之后包 括
3
根據(jù)所述額定輸出信號幅值，主控器預先設置參考信號幅值。
優(yōu)選地，所述從控制器向接收電路發(fā)送測量信號包括 從控制器通過衰減電路向接收電路發(fā)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(yōu)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(yōu)選地，所述確定繪畫筆和繪畫板的距離包括 根據(jù)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&對應于同一放大倍數(shù)。 優(yōu)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(guān)，以及 與所述模擬開關(guān)連接的增益調(diào)節(jié)電路。
優(yōu)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(fā)送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發(fā)送電磁信號。 本發(fā)明中，在接收電路利用增益調(diào)節(jié)對其接收到的電磁信號進行調(diào)節(jié)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(shù)，以及該具體的放大倍數(shù)
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(xiàn)有技術(shù)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)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于 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(fā)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(qū)50以及軌跡移動感應區(qū)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(qū)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(fā)生變化時，繪畫板上的接收電路接收到 的電磁信號隨之發(fā)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(fā)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?nèi)酰划斃L畫筆接近繪畫板時，繪畫板上的發(fā)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?nèi)?。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范圍上限時，主控制器 將信號的增益調(diào)小，確保放大后的信號在測量電路的測量范圍內(nèi)。當繪畫筆在遠離繪畫板 過程中，信號逐漸變?nèi)醯竭_測量電路的測量范圍下限時，主控制器將信號的增益調(diào)大，確保 放大后的信號在測量電路的測量范圍內(nèi)。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(diào)變大_增益調(diào)節(jié)電路輸出的信號幅值單調(diào)變大_測量電路測量到 的信號單調(diào)變大_當信號變大到測量電路的測量范圍上限時_增益調(diào)節(jié)電路增益調(diào)小_增 益調(diào)節(jié)電路輸出的幅值變小_測量電路測量到的信號幅值變?。划斃L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(diào)變小-增益調(diào)節(jié)電路輸出的 信號幅值單調(diào)變小-測量電路測量到的信號單調(diào)變小_當信號變小到測量電路的測量范圍 下限時_增益調(diào)節(jié)電路增益調(diào)大_增益調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)范圍之間，測量電路測量到的幅值是跳躍式的，并不是 單調(diào)的，即并不是單調(diào)增加或者單調(diào)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(fā)送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發(fā)送電磁信號。
步驟12、根據(jù)實際輸出信號幅值、對應于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(jù)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對應于同一放大倍數(shù)。
接收電路的增益調(diào)節(jié)的大小可以通過其對信號的放大倍數(shù)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(fā)送給接收電路的電磁信號強度相當。通常來說，對應于接收電路的增益調(diào)節(jié)，分別有 數(shù)個相對應的放大倍數(shù)，這些放大倍數(shù)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(shù)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(shù)之間實現(xiàn)信號的增益調(diào)節(jié)時導致接收 電路實際輸出信號非單調(diào)，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 幅值可以選自對應于接收電路的各個放大倍數(shù)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(tǒng)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(diào)節(jié)8級增益，其對應的放大倍數(shù)可以分別為Gl、 G2、 G3、 G4、 G5、 G6、 G7和G8等，對應于這8級放大倍數(shù)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(shù)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(shù)因繪畫筆和繪畫板之間的距離發(fā)生變化需要由G1(對應于 額定輸出信號幅值A1)變?yōu)镚2(對應于額定輸出信號幅值A2)時，此時，通過步驟ll測量 出了在放大倍數(shù)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于包括實 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(diào)節(jié)對其接收到的電磁信號進行調(diào)節(jié)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(shù)，以及該具體的放大倍 數(shù)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(xiàn)有技術(shù)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(fā)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(fā) 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(jié)構(gòu)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(guān)21、與第一多路模擬開關(guān)21連接的增益調(diào)節(jié)電路22、 與增益調(diào)節(jié)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(fā)生電路26，以及與信號發(fā)生電路26 連接的第二多路模擬開關(guān)27，與第二多路模擬開關(guān)27連接并作為發(fā)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(fā)生電路26，從控制器25控制 接收電路的信號相位與信號發(fā)生電路產(chǎn)生的發(fā)射信號相位同步。與上述實施例的技術(shù)方案 不同之處在于，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(jù)接收電路的放大倍數(shù)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(shù)方案可以但不局限于如下
步驟31、從控制器向接收電路發(fā)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(fā)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(jù)測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數(shù)； 步驟33、根據(jù)測量信號和放大倍數(shù)，測量電路測量出與放大倍數(shù)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(guān)，該模擬開關(guān)可以為第一多路模擬開關(guān)21，以及與第一多路模擬開關(guān)21連接的增益調(diào) 節(jié)電路22。為了獲知接收電路的增益調(diào)節(jié)能力，從控制器25向縱向線圈組20發(fā)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(jù)該測量信號可以測量出增益調(diào)節(jié)電路22的放大倍數(shù)，以 及與該放大倍數(shù)對應的額定輸出信號幅值，增益調(diào)節(jié)電路22的增益調(diào)節(jié)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(jù)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(jù)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(fā)送給計算機，借助 計算機上的軟件程序從而確定出繪畫筆1和繪畫板2的距離。這里信號發(fā)生電路26、第二 多路模擬開關(guān)27，主要使橫向線圈組28間隔性的發(fā)送電磁信號。 本實施例中，由從控制器發(fā)送一測量信號，從而獲知接收電路的放大倍數(shù)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(diào)節(jié)對其接收到的電磁信號進行調(diào)節(jié) 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(shù)，以及該具體 的放大倍數(shù)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(xiàn)有技術(shù)中只能確定繪畫筆在二維空間中坐 標信息的缺陷。 最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，其特征在于，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(jù)所述實際輸出信號幅值、對應于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(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，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(fā)送測量信號；根據(jù)所述測量信號，測量電路測量出接收電路的放大倍數(shù)；根據(jù)所述測量信號和放大倍數(shù)，所述測量電路測量出與所述放大倍數(shù)對應的額定輸出 信號幅值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量方法，其特征在于，所述測量電路測量出與所述放大倍 數(shù)對應的額定輸出信號幅值之后包括根據(jù)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(jù)權(quán)利要求2所述的測量方法，其特征在于，所述從控制器向接收電路發(fā)送測量 信號包括從控制器通過衰減電路向接收電路發(fā)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(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量方法，其特征在于，所述確定繪畫筆和繪畫板的距離 包括根據(jù)<formula>formula see original document page 2</formula>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&對應于同一放大倍數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，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(guān)，以及與所述模擬開關(guān)連接的增益調(diào)節(jié)電路，所述增益調(diào)節(jié)電路 與所述測量電路連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，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(fā)送電路通過繪畫筆的諧振LC電路向繪畫板接收電路發(fā)送電磁信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種繪畫筆與繪畫板距離的測量方法，屬于計算機外圍設備技術(shù)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(jù)所述實際輸出信號幅值、對應于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(fā)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(shù)，以及該具體的放大倍數(shù)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(xiàn)有技術(shù)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(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)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