CN101751196B - 绘画笔与绘画板距离的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绘画笔与绘画板距离的测量方法，属于计算机***设备技术领域，绘画笔在靠近或远离绘画板时，该方法包括：测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值；根据所述实际输出信号幅值、对应于所述实际输出信号幅值的额定输出信号幅值，以及主控制器中预先设置的参考信号幅值，确定绘画笔和绘画板的距离。本发明中，通过将某一时刻下接收电路的实际输出信号(对应一个具体的放大倍数，以及该具体的放大倍数对应的额定信号幅值)变换到作为参考信号幅值的额定输出信号幅值下，从而确定出了绘画笔和绘画板之间的距离，克服了现有技术中只能确定绘画笔在二维空间中坐标信息的缺陷。

Description

绘画笔与绘画板距离的测量方法
技术领域
本发明属于计算机***设备技术领域，尤其涉及一种绘画笔与绘画板距离的测量方法。
背景技术
作为计算机***设备的绘画板和绘画笔，其工作原理是：根据绘画笔在绘画板上的移动，确定绘画笔在绘画板上的移动轨迹，绘画板所承受的压力大小以及绘画笔的倾角等，并将这些信息传送给计算机，从而实现绘画的目的。
传统的绘画板是电磁感应式的，这样，绘画笔在绘画板上的移动轨迹，绘画板所承受的压力大小以及绘画笔的倾角等信息是以电磁信号形式进行处理的。一般地，在绘画板上，横向分布有多个横向线圈组，该横向线圈组用于间隔性的发送电磁信号，同时，在纵向分布有多个纵向线圈组，该纵向线圈组用于接收横向线圈组发送的电磁信号；另外，在绘画笔上还设置有谐振LC电路，通过该谐振LC电路，纵向线圈组接收横向线圈组发送的电磁信号。具体地，在某一时刻，一般根据多个横向线圈发送的电磁信号以及某一个纵向线圈通过绘画笔上的谐振LC电路接收到的电磁信号的强弱，从而确定绘画笔的横向位置；一般根据多个纵向线圈通过绘画笔上的谐振LC电路接收到的某一个横向线圈发送的电磁信号的强弱，从而确定绘画笔的纵向位置。这样，通过上述方法，就可以确定绘画笔在绘画板平面上的位置。但是，上述这种方法只能确定绘画笔在绘画板这个二维平面内的位置，但并不能确定在三维空间中，用一个变量来描述绘画笔与绘画板的距离的远近，即现有技术并没有提供确定绘画笔与绘画板距离的相关技术方案。
发明内容
本发明目的在于提供一种绘画笔与绘画板距离的测量方法，用以克服现有技术中在三维空间中不能确定绘画笔与绘画板的距离的远近。
为实现上述目的，本发明提供了一种绘画笔与绘画板距离的测量方法，绘画笔在靠近或远离绘画板时，该方法包括：
测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值；
根据P’＝(As*Pi)/Ai确定绘画笔和绘画板的距离，其中，As表示参考信号幅值，Pi表示实际输出信号幅值，Ai表示额定输出信号幅值，实际输出信号幅值Pi与接收电路的额定输出信号幅值Ai对应于同一放大倍数。
优选地，所述测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值之前包括：
从控制器向接收电路发送测量信号；
根据所述测量信号，测量电路测量出接收电路的放大倍数；
根据所述测量信号和放大倍数，所述测量电路测量出与所述放大倍数对应的额定输出信号幅值。
优选地，所述测量电路测量出与所述放大倍数对应的额定输出信号幅值之后包括：
根据所述额定输出信号幅值，主控器预先设置参考信号幅值。
优选地，所述从控制器向接收电路发送测量信号包括：
从控制器通过衰减电路向接收电路发送测量信号，所述测量信号的强度与绘画笔在靠近或远离绘画板时所述接收电路接收的实际信号强度相当。
优选地，所述实际输出信号幅值和参考信号幅值包括实际电压信号幅值和参考电压信号幅值。
优选地，所述接收电路包括接收线圈组、与所述接收线圈组连接的模拟开关，以及与所述模拟开关连接的增益调节电路。
优选地，在所述测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值之前包括：绘画板发送电路通过绘画笔的谐振LC电路向绘画板接收电路发送电磁信号。
本发明中，在接收电路利用增益调节对其接收到的电磁信号进行调节时，通过将某一时刻下接收电路的实际输出信号(对应一个具体的放大倍数，以及该具体的放大倍数对应的额定信号幅值)变换到作为参考信号幅值的某一额定输出信号幅值下，从而确定出了绘画笔和绘画板之间的距离，克服了现有技术中只能确定绘画笔在二维空间中坐标信息的缺陷。
附图说明
图1为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第一实施例的流程图；
图2为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法中的绘画板俯视图；
图3为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第二实施例的流程图；
图4为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第二实施例中绘画笔和绘画板的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第一实施例的流程图。如图1所示，绘画笔在靠近或远离绘画板时，本实施例绘画笔与绘画板距离的测量方法可以但不局限于包括：
步骤11、测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值；
图2为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法中的绘画板俯视图。如图2所示，绘画板包括面板40、信号感应区50以及轨迹移动感应区60。当绘画笔在绘画板接触移动时，通过主控制器和从控制器可以确定绘画笔在轨迹移动感应区60中的移动轨迹，即绘画笔的横坐标和纵坐标。当绘画笔与绘画板的距离发生变化时，绘画板上的接收电路接收到的电磁信号随之发生相应的变化。具体地，当绘画笔远离绘画板时，绘画板上的发射电路与绘画笔上设置的谐振LC电路距离变远，绘画笔上设置的谐振LC电路与绘画板上的接收线圈的距离变远，接收电路接收到的 电磁信号变弱；当绘画笔接近绘画板时，绘画板上的发射线圈(横向线圈组)与绘画笔上设置的谐振LC电路距离变近，绘画笔上设置的谐振LC电路与绘画板上的接收线圈的距离变近，接收电路接收到的电磁信号变强。因此，在绘画笔靠近或远离绘画板的过程中，绘画板上的接收电路接收的电磁信号也随之变强或变弱。当绘画笔在接近绘画板过程中，信号逐渐变强最终到达测量电路的测量范围上限时，主控制器将信号的增益调小，确保放大后的信号在测量电路的测量范围内。当绘画笔在远离绘画板过程中，信号逐渐变弱到达测量电路的测量范围下限时，主控制器将信号的增益调大，确保放大后的信号在测量电路的测量范围内。这样，测量电路测量到的接收电路的输出信号的过程大致如下：当绘画笔在接近绘画板过程中，在当前增益下，纵向线圈组(接收线圈)接收到的电磁信号强度单调变大-增益调节电路输出的信号幅值单调变大-测量电路测量到的信号单调变大-当信号变大到测量电路的测量范围上限时-增益调节电路增益调小-增益调节电路输出的幅值变小-测量电路测量到的信号幅值变小；当绘画笔在远离绘画板过程中，在当前增益下，纵向线圈组接收到的电磁信号强度单调变小-增益调节电路输出的信号幅值单调变小-测量电路测量到的信号单调变小-当信号变小到测量电路的测量范围下限时-增益调节电路增益调大-增益调节电路输出的幅值变大-测量电路测量到的信号幅值变大。这样，在不同的增益调节范围之间，测量电路测量到的幅值是跳跃式的，并不是单调的，即并不是单调增加或者单调减少的。
本实施例中，测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值之前还可以包括：绘画板发送电路通过绘画笔的谐振LC电路向绘画板接收电路发送电磁信号。
步骤12、根据实际输出信号幅值、对应于实际输出信号幅值的额定输出信号幅值，以及主控制器中预先设置的参考信号幅值，确定绘画笔和绘画板的距离；具体地，本实施例中，步骤12可以包括：根据P’＝(As*Pi)/Ai确定绘画笔和绘画板的距离，其中，As表示主控制器中预先设置的参考信号幅值，Pi表示实际输出信号幅值，Ai表示接收电路的额定输出信号幅值，实际输出信号幅值Pi与接收电路的额定输出信号幅值Ai对应于同一放大倍数。
接收电路的增益调节的大小可以通过其对信号的放大倍数来量度。因此，本实施例中，可以通过对接收电路施加一测量信号，该测量信号的强度可以与绘画笔通过谐振LC电路发送给接收电路的电磁信号强度相当。通常来说，对应于接收电路的增益调节，分别有数个相对应的放大倍数，这些放大倍数分别对应有相应的信号幅值，即额定输出信号幅值，这样，就可以确定出与接收电路的各个放大倍数分别对应的额定输出信号幅值。为了确定绘画笔和绘画板之间的距离，避免在不同的放大倍数之间实现信号的增益调节时导致接收电路实际输出信号非单调，主控制器设置了一个参考信号幅值。主控制器设置的参考信号幅值可以选自对应于接收电路的各个放大倍数的额定输出信号幅值。在接收电路接收到变化的电磁信号，通过主控制器将这种电磁信号变化统一换算到与额定输出信号幅值对应的情况下，比如接收电路可调节8级增益，其对应的放大倍数可以分别为G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7和G8等，对应于这8级放大倍数的八级信号额定幅值分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8。这样，比如从中选取放大倍数G1对应的额定信号幅值A1为参考信号幅值，当在某一时刻，接收电路的放大倍数因绘画笔和绘画板之间的距离发生变化需要由G1(对应于额定输出信号幅值A1)变为G2(对应于额定输出信号幅值A2)时，此时，通过步骤11测量出了在放大倍数G2时的接收电路实际输出信号幅值P2，将在额定输出信号幅值A2情形下的接收电路实际输出信号幅值P2通过公式(A1*P2/)A2变换，从而确定出绘画笔与绘画板的距离。
具体地，本实施例中，实际输出信号幅值和参考信号幅值可以但不局限于包括实际电压信号幅值和参考电压信号幅值。
本实施例中，在接收电路利用增益调节对其接收到的电磁信号进行调节时，通过将某一时刻下接收电路的实际输出信号(对应一个具体的放大倍数，以及该具体的放大倍数对应的额定信号幅值)变换到作为参考信号幅值的额定输出信号幅值下，从而确定出了绘画笔和绘画板之间的距离，克服了现有技术中只能确定绘画笔在二维空间中坐标信息的缺陷。
图3为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第二实施例的流程图。图4为本发明绘画笔与绘画板距离的测量方法第二实施例中绘画笔和绘画板的结构示意图。绘画笔可以包括一个谐振LC电路1，绘画板2可以具体包括作为接收线圈的纵向线圈组20、与纵向线圈组20连接的第一多路模拟开关21、与第一多路模拟开关21连接的增益调节电路22、与增益调节电路22连接的测量电路23、以及与测量电路23连接的主控制器24、与主控制器24连接的从控制器25、与从控制器25连接的信号 发生电路26，以及与信号发生电路26连接的第二多路模拟开关27，与第二多路模拟开关27连接并作为发送线圈的横向线圈组28，从控制器25与测量电路23连接，从控制器25控制信号发生电路26，从控制器25控制接收电路的信号相位与信号发生电路产生的发射信号相位同步。与上述实施例的技术方案不同之处在于，测量电路23对绘画笔在靠近或远离绘画板2接收电路的实际输出信号幅值进行测量之前，还包括根据接收电路的放大倍数确定与其对应的额定输出信号幅值，以及由主控制器预先设置参考信号幅值的过程。本实施例详细技术方案可以但不局限于如下：
步骤31、从控制器向接收电路发送测量信号；
具体地，本实施例中，绘画板2还可以包括衰减电路29，这样，步骤31可以具体包括：从控制器25通过衰减电路29向接收电路发送测量信号，测量信号的强度与绘画笔在靠近或远离绘画板时接收电路接收的实际信号强度相当。
步骤32、根据测量信号，测量电路测量出接收电路的放大倍数；
步骤33、根据测量信号和放大倍数，测量电路测量出与放大倍数对应的额定输出信号幅值；
本实施例中，接收电路具体可以包括纵向线圈组20，与纵向线圈组20连接的模拟开关，该模拟开关可以为第一多路模拟开关21，以及与第一多路模拟开关21连接的增益调节电路22。为了获知接收电路的增益调节能力，从控制器25向纵向线圈组20发送一测量信号，该测量信号可以模拟绘画笔1在靠近或远离绘画板2的过程中纵向线圈组20接收到的电 磁信号，也就是说，测量信号的强度与绘画笔1在靠近或远离绘画板2时接收电路接收的实际信号强度相当。这样，根据该测量信号可以测量出增益调节电路22的放大倍数，以及与该放大倍数对应的额定输出信号幅值，增益调节电路22的增益调节有几级，其对应的额定输出信号幅值就有几级。
步骤34、测量电路测量出绘画笔在靠近或远离绘画板时接收电路的实际输出信号幅值；
步骤35、根据额定输出信号幅值，主控器预先设置参考信号幅值；
本实施例中，主控制器24可以从多个额定输出信号幅值中选出一个作为参考信号幅值。
步骤36、根据接收电路的额定输出信号幅值、实际输出信号幅值以及主控制器中预先设置的参考信号幅值，确定绘画笔和绘画板的距离。
在确定绘画笔1和绘画板2的距离时，可以通过主控制器24将接收电路的额定输出信号幅值、实际输出信号幅值以及预先设置的参考信号幅值等信息发送给计算机，借助计算机上的软件程序从而确定出绘画笔1和绘画板2的距离。这里信号发生电路26、第二多路模拟开关27，主要使横向线圈组28间隔性的发送电磁信号。
本实施例中，由从控制器发送一测量信号，从而获知接收电路的放大倍数以及对应的额定输出信号幅值，接着当接收电路利用增益调节对其接收到的电磁信号进行调节时，通过将某一时刻下接收电路的实际输出信号(对应一个具体的放大倍数，以及该具体的放大倍数对应的额定信号幅值)变换到作为参考信号幅值的额定输出信号幅值下，从而确定出了绘画笔和绘画板之间的距离，克服了现有技术中只能确定绘画笔在二维空间中坐标 信息的缺陷。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种绘画笔与绘画板距离的测量方法，其特征在于，所述绘画板为电磁感应式的绘画板，绘画笔在靠近或远离所述绘画板时，包括：
测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值；
根据P’＝(As*Pi)/Ai确定绘画笔和绘画板的距离，其中，As表示预先设置的参考信号幅值，Pi表示实际输出信号幅值，Ai表示额定输出信号幅值，实际输出信号幅值Pi与接收电路的额定输出信号幅值Ai对应于同一放大倍数。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值之前包括：
从控制器向接收电路发送测量信号；
根据所述测量信号，测量电路测量出接收电路的放大倍数；
根据所述测量信号和放大倍数，所述测量电路测量出与所述放大倍数对应的额定输出信号幅值。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述测量电路测量出与所述放大倍数对应的额定输出信号幅值之后包括：
根据所述额定输出信号幅值，主控器预先设置参考信号幅值。
4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述从控制器向接收电路发送测量信号包括：
从控制器通过衰减电路向接收电路发送测量信号，所述测量信号的强度与绘画笔在靠近或远离绘画板时所述接收电路接收的实际信号强度相当。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述实际输出信号幅值和参考信号幅值包括实际电压信号幅值和参考电压信号幅值。
6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述接收电路包括接收线圈、与所述接收线圈连接的模拟开关，以及与所述模拟开关连接的增益调节电路，所述增益调节电路与所述测量电路连接。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值之前包括：
绘画板发送电路通过绘画笔的谐振LC电路向绘画板接收电路发送电磁信号。
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