一种动作传感器及动作检出方法技术

本发明专利技术涉及一种动作传感器及动作检出方法，通过设置多通道信号调理电路，加快了检测速度、消除了干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数位板、点读机等指针动作传感器。
技术介绍
为了描述简明，数位板、点读机中的笔、鼠标(不同于普通鼠标是ー种鼠标状的位置指示器)等称为指针；指针的位置(包括x、y、z轴)、姿态(包括与x、y、ζ轴夹角、指针自旋角)、压カ(包括笔尖和面板之间的接触力、手指握指针的握力)、按键状态等都分别对应手持笔的不同动作，我们将这些与指针特性相关的通过电磁耦合方式检出的待检量统称为动作变量，这些待检量的检出称为动作变量检出，将与指针配套检出动作变量的装置成为动作检出装置，动作检出装置又包括天线矩阵和动作检出电路，天线矩阵又由多个子天线组成，将指针和动作检出装置一起称为动作传感器，动作传感器可以检出上面提到的所有动作变量，也可以检出其中的一种或者几种，或者是上面还没有提到其他动作变量。上述传感器有一共同的特性即依靠指针和天线矩阵电磁耦合方式来检出指针的动作，在专利“200420003299. 8，，“200910075485x”技术中得到了实际运用，其中 “200420003^9. 8”是指针中有电池，指针只有电磁发射状态、没有电磁接受状态的动作检出技木，“ 20091007M85X”是指针中既有电磁发射又有电磁接收状态的动作检出技木。原理是通过扫描的方式依次接入待检的子天线并采样，根据采样的数据计算出动作变量。由于上述装置利用的是磁耦合方式来检测指针的动作，天线矩阵和指针会接收各种干扰信号，这些干扰会降低设备的检测精度甚至产生误动作。为了解决上述问题，普遍的做法是增加硬件或者软件滤波器，来増加信噪比，以便提高动作检出的精度，由于采样方式、算法原理上的缺陷，这样并不能根本解决问题，总有一些干扰无法消除，或者在不同类型的干扰下顾此失彼，如果将滤波器的时间常数设计的过长则会影响动作变量的检出速度，从而影响使用手感。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的目的在于实现ー种动作传感器，降低了干扰，提高了动作变量的检出精度和检出速度，改善了使用手感。为了实现本专利技术的目的，技术方案1的专利技术为ー种动作传感器，包括指针、动作检出装置，动作检出装置包括天线矩阵和动作检出电路，天线矩阵包括多个子天线，其特征在干，所述动作检出电路有多个子天线同时接入，同时接入的子天线包括多个与待检动作变量相关的子天线；动作检出电路包括多路信号调理电路，多路信号调理电路中包括多个与待测动作变量相关的信号调理电路，与待测动作变量相关的不同的信号调理电路之间具有相同的采样功能。具有相同采样功能是指当其他条件不变的情况下，将相同的子天线接入不同的信号调理电路，在原理上最终得到相同的采样值，值得注意的是在有些情况下信号调理电路之间的结构可能会有些差异，甚至要増加一些电路来调节不同信号调理电路的偏置、増益差异，或者一部分调整和转换在软件中完成，但在计算动作变量之前有基本相同的采样值，正常情况下本专利技术涉及的不同信号调理电路有者基本相同的电路结构。这样多个子天线的并行采样会加快采样的速度，不同的信号调理电路之间相同的采样功能为进一歩消除干扰影响提供基础，并直接消除了某些干扰影响。技术方案2的专利技术为根据权利要求1所述动作传感器，其特征在干，在ー个动作变量检出周期中的多次扫描中，每个扫描周期中同时接入的子天线中总能找到至少ー个子天线在其他扫描周期中接入过。这样的接入配置可以将采样数据形成可校准数据链，从原理上消除干扰。技术方案3的专利技术为根据权利要求1所述动作传感器，其特征在干，所述同时接入的子天线包括全部与待检动作变量相关的子天线。进ー步减少采样时间，精简误差校准算法，从原理上消除干扰。技术方案4的专利技术为根据权利要求1所述动作传感器，其特征在干，天线矩阵的X、 Y轴子天线分成三組，每个子天线连接一个模拟开关，每组子天线接出ー个公共端。技术方案5的专利技术为根据权利要求1所述动作传感器，其特征在干，所述动作检出装置包括差分电路。硬件上消除偏置干扰，并可以使用两路信号调理电路，完成两个以上子天线的接入，节省了硬件成本。技术方案6的专利技术为根据权利要求4、5所述的动作传感器，其特征在干，动作检出电路包括两路差分信号调理电路；同时接入的三个子天线中有一条子天线分别接入不同的信号调理电路的差动放大器。技术方案7的专利技术为ー种动作检出方法，包括步骤，天线扫描，计算动作变量，一次扫描包括天线接入和采样天线数据，其特征在于在一次扫描中天线矩阵中多个与待检动作相关的子天线同时接入，由多路信号调理电路同步采样子天线的数据，重复扫描得到所有与待检动作变量相关的扫描数据，形成可校准数据链，根据可校准数据链，使用误差变换的反变换消除误差，计算动作变量。可校准数据链是指，子天线的接入方式使每个扫描的采样中有一个数据在没有干扰的情况下应该与其他扫描采样中的一个数据相同，这样可以通过误差反变换算法遍历所有的采样数据，进行校准消除误差。技术方案8的专利技术为根据权利要求7所述的动作检出方法，其特征在干，校准数据链消除误差的变换是比例变换。技术方案9的专利技术为ー种动作检出方法，包括步骤，天线扫描，计算动作变量，一次扫描包括天线接入和采样天线数据，其特征在于在一次扫描中天线矩阵中同时接入全部与待检动作相关的子天线，多路信号调理电路同步采样子天线的数据，一次扫描得到所有与待检动作变量相关的扫描数据，计算动作变量。也就是说ー个扫描周期即完成动作变量相关的全部采样，加快了动作检出速度，消除了干扰影响。技术方案10的专利技术为一动作检出方法，其特征在干，包括步骤，多路信号调理电路接入同一信号源，采样多路信号调理电路的采样数据，此采样数据作为校准数据校准多子天线同时接入的采样数据组。同一信号源可以是子天线，也可以是特定的信号发生电路产生，这样可以使用软件方法消除信号调理硬件电路的信号通道之间的不平衡引起的误差。其中“接入”是指，使用交叉开关将子天线与信号调理电路连接在一起，或者说是低阻抗耦合。其中“一次扫描”是指，在子天线接入状态不变的情况下的一次采样，本专利技术中一次扫描的采样可能会有多个数据。其中“多个”是指两个或者两个以上。其中“同步采样”是指，在检测吋，不同信号调理通道之间检测开始与检测开始、检测结束与检测结束同时发生，复位信号发生的时间没有要求。由于模拟开关的应用，电路形式是可以使用软件配置的，本说明书中提到的涉及模拟开关的电路形式，并不一定要始终如一，而是在本专利技术范围内的指定情况下出现的形式。附图说明图1传统技术方案的原理框2没有干扰的χ轴波形3偏置干扰的χ轴波形示意4増益干扰的χ轴波形示意5技术方案2的原理框6技术方案3的原理框7技术方案6的原理框8包括技术方案7、8、9、10的动作变量检出的流程9信号通道不平衡校准数据检出流程中数字、标号代表的意义1 ；指针2 天线矩阵21 子天线Sl 发射接收控制开关MUXl 80选ー交叉开关MUX2 80选ニ交叉开关MUX3 80选三交叉开关INl+ 差分放大器1正端INl-差分放大器1负端IN2+:差分放大器2正端IN2-差分放大器2负端Wll 处于偏置干扰的第一次扫描数据的波形W12 处于偏置干扰的第二次扫描数据的波形Nl 偏置干扰源波形W21 处于增益干扰的第一次扫描数据的波形W22 处于增益干扰的第二次扫描数据的波形N2 増益干扰源波形具体实施例方式如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伟，
申请(专利权)人：崔伟，
类型：发明
国别省市：