CN101976126A - 多功能电子笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能电子笔，其整体外形相似于一只普通书写笔，笔身内置有普通书写笔芯，其特征在于：电子笔尖部分有光电感应系统，笔身的前段有功能控制系统和时钟芯片，中段有指纹采集处理系统、智能卡/存储卡读写系统及其接口，末端有与电脑有线和无线连接系统、与外部装置上身份识别接口连接的插口和信号灯，所述各系统和时钟芯片都与一个内置的微处理器/微控制器连接。该笔既可电子书写，又可墨水书写，也可两者同时书写，在书写过程中对书写内容能够添加身份标识和时间标识，具有可溯源性，并可防止了他人篡改、复制，还能够与外部装置上的身份识别接口进行身份识别、信息采集和信息交互确认。

Description

多功能电子笔

技术领域

本发明涉及一种电子笔，特别是一种具有身份识别等多功能的电脑信息输入电子笔。

背景技术

键盘和鼠标是现有电脑信息的重要输入设备，文字的输入和指令的确认依靠键盘和鼠标的点击。可是这种长时间的操作会导致手指和腕关节损伤，甚至造成永久性伤害，即形成所谓的“键盘腕”和“鼠标手”，而且键盘的长期使用会造成人们提笔忘字，甚至不会写字的不良后果。为此，人们设计了笔形鼠标、鼠标笔等笔型计算机输入设备，它们除具有现有鼠标功能以外，还能够通过手写识别软件，配合手写绘图设备实现手写文字录入以及绘图功能，以此完成电脑的信息输入。可是，现有的电子笔存在如下的不足：1.信息输入过程中需要不时点击相关按键进行切换，不能象使用普通书写笔那样进行流畅的书写；2.书写的文字只在电脑上记录和显示屏上显现，书写面板上没有文字的影像，不符合人们日常的眼睛随着笔尖走，笔尖随着思路走的书写习惯，也不具备普通书写笔的书写功能，不能在纸张上留下笔迹，更不能同时完成在纸张上的普通书写笔书写和电子信息的手写输入；3.只能通过识别软件将书写信息转换成标准字符进行存储和显示，输入的信息没有身份信息存储和识别功能，书写或发表的作品不具有可追溯性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电子笔的上述不足，提供了一种多功能电子笔，该笔书写流畅，即可电子书写，又可墨水书写，也可两者同时书写，在书写过程中对书写内容能够添加身份标识和时间标识，还能够和与之配合的外部装置上的身份识别接口进行身份识别、信息采集和信息交互确认。

实现上述目的技术方案是：一种多功能电子笔，其整体外形相似于一只普通书写笔，笔身内置有普通书写笔芯，普通书写笔尖和电子笔尖分别处于笔体前端头的上下位置，其特征在于，电子笔尖部分有光电感应系统，该系统的感应区域包括有普通书写笔尖部分，笔身的前段有功能控制系统和时钟芯片，中段有指纹采集处理系统、智能卡/存储卡读写系统及其接口，末端有与电脑有线和无线连接系统、与外部装置上身份识别接口连接的插口和信号灯，所述各系统和时钟芯片都与一个内置的微处理器/微控制器连接。

上述方案中，所述光电感应系统由发光头、透镜、图像传感器和一个PCB面板组成，光电传感器和发光头固定在PCB面板上，发光头可以为发光二极管，也可以为激光二极管，透镜位于光电传感器前面。透镜将电子笔移动或书写时笔尖接触面的图像成像于图像传感器上，图像传感器将光学影像转化为矩阵电信号，再通过微处理器/微控制器转化成数字影像信号，并与上一采样周期的影像进行对比、分析、处理，以判断电子笔笔尖移动方向以及位移，从而得出电子笔在接触面X、Y方向上的移动数值，并将该数值存储在电子笔的存储卡中或发送给电脑。

所述功能控制系统由笔尖开关、左键开关、右键开关、键盘功能开关以及与各开关对应关联的PCB面板组成，笔尖开关位于电子笔尖位置，所述其余开关分别位于笔身外壁前段表面并适合于握笔的手指所触及位置，每个开关和与之关联的PCB面板之间有一个响应开关组件。所述各开关可以是一种机械式按钮和开关电路的组合，也可以是一种触摸式感应器和开关电路的组合。笔尖开关用于信息手写输入时起笔和落笔的确定；左键开关和右键开关相当于鼠标的左右键；键盘功能开关用于实现键盘功能键的手写操作。各个开关位置可以根据用户的握笔、书写习惯来确定。

所述指纹采集处理系统由指纹采集设备、存储器、微处理器/微控制器、控制开关组成，控制开关和与之关联的PCB面板之间有一个响应开关组件。指纹采集设备可以是光学式、电容/电感式、生物射频式、静脉活体指纹采集仪中的任何一种，它用于用户指纹采集、数据保存和数据对比；存储器主要用于存储各个系统采集的临时数据、永久性标识数据以及电子笔软件操作系统；控制开关主要实现电子笔不同工作模式之间的切换；采集到的指纹信息通过PCB面板传输给微处理器/微控制器，微处理器/微控制器根据当前用户所选择功能键进行指纹、控制命令等数据的综合分析、处理、存储。

所述智能卡/存储卡读写系统由接口、智能卡、存储卡以及智能卡/存储卡读写控制器组成。位于笔身中段的智能卡/存储卡接口主要提供电子笔与智能卡/存储卡的插接；智能卡/存储卡读写控制器主要用于对所述两种卡的读写控制，智能卡内部主要保存标示用户身份的动态/静态数据，存储卡主要是在电子笔内部存储空间不足时完成文字信息的存储。

所述有线连通的连接系统由一个PCB面板、信号编码/解码器、有线连接信号发送/接收控制器、接口组成。使用时，将数据线一头插接在接口中，另外一头插接电脑上，实现电子笔与电脑的互通，有线连接信号发送/接收控制器完成电子笔与电脑信号的交互控制，信号编码/解码器完成数据信号的编码与解码。

所述无线连通的连接系统由一个PCB面板、信号编码/解码器、无线连接信号发送/接收器和无线信号接收单元组成，无线信号接收单元插接在电子笔尾部。使用时，将无线信号接收单元从电子笔尾部取下，插接在电脑上，其内部封装的无线信号发送/接收器、信号编码/解码器完成电子笔与电脑之间无线信号的发送/接收及编码/解码工作。

所述各系统和时钟芯片与内置微处理器/微控制器的连接方式是将各系统中的各PCB面板用数据线联通，并通过数据线与微处理器/微控制器连接，时钟芯片也通过数据线与微处理器/微控制器连接。

本发明多功能电子笔的优点在于：

1.普通书写笔笔尖和电子笔尖按钮分别位于笔身前端头上下位置，用户可以通过改变笔身角度实现普通书写笔笔尖、笔尖按钮选择性的接触书写面或两者同时接触书写面。当普通书写笔笔尖接触书写面时，可以完成普通书写功能；笔尖按钮接触书写面时即可完成电子信息的手写输入；普通书写笔笔尖和笔尖按钮同时接触书写面时，两者能够同时完成各自的书写和记录。电子笔未连接电脑时，书写信息暂存于存储器或存储卡内。

2.用户进行电子书写时，微处理器/微控制器在进行笔尖书写轨迹信息存储时动态加载有用户的身份信息和时间标识，由于身份信息、时间标识等具有唯一性、连续性、实现文字信息不可组合性，从而防止了他人篡改、复制、粘贴等行为，使所写文字和图形以及相关信息具有可溯源性。

3.尾端的插口可与外部装置上配套的身份识别接口连接，通过身份识别系统使电子笔和外部装置进行身份识别信息的交互和确认，完成设备的开锁或启动，例如电子门锁、车锁的打开、加密电脑的启动等。

4.在任意电脑上无需特别驱动，连接电脑以后就能完成常规鼠标所有操作，加装文字手写识别系统后，便可替代常规的键盘输入，集鼠标键盘功能于一体，通过书写形式即可完成对电脑控制、操作，适用于所有人群；功能控制开关大多位于持笔手指所及位置，具有落笔即点击，起笔即终止的被动点击效果，在书写过程中能够很好的感知持笔动作变化，提高了书写流畅性。

附图说明

图1是本发明多功能电子笔的系统框图。

图2是本发明一个实施例的正面示意图。

图3是图2所示实施例的后视图。

图4是图2所示实施例的俯视图。

图5是图2所示实施例的仰视图。

图6是图2所示实施例的笔尖端面视图。

图7是图4中的A-A剖面图。

图8是图2中的B-B剖面图。

图9是本发明的尾部端面示意图。

图10是外部装置无线接收端的正面示意图。

图11是图10中的C-C剖面图。

图12是外部装置身份识别接口正面示意图。

图13是图12中的D-D剖面图。

1.墨水笔尖，1a.墨水笔芯，2.笔尖按钮，3.棱镜，4.鼠标模式按钮，5.电子书写模式按钮，6.功能区启动/关闭按钮，7.身份识别模式按钮，8.智能卡/存储卡插口，9.发光二极管①，10.键盘功能按钮，11.发光二极管②，12.盖板，13.弹簧按钮，14.电池仓盖板，15.发光头，16.透镜①，17.图像传感器①，18.左键按钮，19.右键按钮，20.笔尖按钮响应开关，21.PCB面板①，22.数据线①，23.PCB面板②，24.左键按钮响应开关，25.PCB面板③，26.右键按钮响应开关，27.PCB面板④，28.微处理器/微控制器①，29.电子书写模式响应开关，30.鼠标模式响应开关，31.动态/静态随机存储器①，32.身份识别模式响应开关，33.智能卡/存储卡读写控制器，34.模式启动/关闭按钮响应开关，35.存储卡读写触点，36.智能卡读写触点，37.存储器①，38.时钟芯片①，39.信号编码/解码器①，40.电池，41.无线信号发送/接收器①，42.PCB面板⑤，43.有线连接信号发送/接收控制器①，44.接口，45.发光二极管③，46.电子开关①，47.触摸式电容控制器(触摸感应芯片)，48.发光二极管④，49.透镜②，50.图像传感器②，51.PCB面板⑥，52.笔帽，53.发光二极管⑤，54.发光二极管⑥，55.插头①，56.PCB面板⑦，57.无线信号发送/接收器②，58.信号编码/解码器②，59.透光孔①，60.透光孔②，61.透光孔③，62.透镜③，63.光电传感器，64.PCB面板⑧，65.数据线②，66.时钟芯片②，67.存储器②，68.微处理器/微控制器②，69.插头②。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1显示了本发明电子笔中各系统之间的连接关系。

如图2-图5所示，本发明电子笔的整体外形与普通书写笔相似，电子笔的前端是光电感应系统，笔身中段分布着各种功能控制按钮、指纹采集器、智能卡\存储卡插口8，笔身尾部为电池仓和数据接口，无线信号接收器可以插接在电子笔尾部或独立放置。

如图7所示，墨水笔芯1a作为本发明所述普通书写笔的一种，内置于电子笔的笔身中，墨水笔尖1位于电子笔的前端头上方位置。更换笔芯时，用户向下挤压弹簧按钮13，然后将电子笔盖板12向后移动，使盖板12脱离电子笔，更换完成以后，将盖板12复原即可。

笔身前端头的光电感应系统由发光头15、透镜①16、图像传感器①17和PCB面板①21组成，发光头15和图像传感器①17固定在该PCB面板①21上，透镜①16位于图像传感器①17前端(如图6-图8所示)。发光头15可以是发光二极管，也可以是激光二极管。电子笔尖在移动过程中，透镜①16将笔尖位置接触面影像成像于图像传感器①17上，图像传感器①17将光学影像转化为矩阵电信号传递给微处理器/微控制器①28，信号微处理器/微控制器①28根据矩阵电信号形成数字影像信号，并与上一采样周期的影像进行对比、分析、处理，以判断电子笔笔尖移动方向以及位移，从而得出电子笔在接触面上的移动数值，并将数值存储在电子笔的动态/静态随机存储器①31、存储器①37中或发送给电脑。

笔尖按钮2在笔身前端头下方位置，处于墨水笔尖1的下方(如图2、图7所示)；键盘功能按钮10位于持笔的食指位置(如图3所示)；左键按钮18和右键按钮19相邻，位于持笔的中指位置(如图5所示)；在每个按钮与之关联的PCB面板之间各有一个响应开关，响应开关固定在PCB面板上，即：笔尖按钮2下的笔尖按钮响应开关20固定在PCB面板①21上，左键按钮18下的左键按钮响应开关24、右键按钮19下的右键按钮响应开关26固定在PCB面板③25上，用户通过对各按钮挤压，即可实现开关；键盘功能实现按钮10下的触摸感应芯片47、电子开关①46固定在PCB面板PCB面板②23上，通过用户触摸按钮表面，触摸感应芯片47控制电子开关①46的开关实现电路通断(如图7、图8所示)。

当用户手指触摸键盘功能按钮10，同时以笔尖按钮2点进行电子书写时，电子笔将根据笔尖的移动轨迹实现键盘功能的符号化操作。例如：常规键盘F1至F12功能键，通过电子笔书写相应的字母字符，书写完毕后画圆圈轨迹将字母字符包围在里面，电子笔根据字符及圆圈的组合发出操作命令，例如：

……实现常规键盘F1至F12按键功能，圆圈内的字符轨迹不限于F1至F12从而有效的扩展电脑特殊功能的便捷操作。普通的电子书写仅由笔尖按钮书写完成，而键盘功能符号化操作时，由键盘功能按钮10和笔尖按钮2共同完成，实现与电脑信息的手写输入，笔尖按钮2作为判断按钮，电子笔会进行分别处理不会混淆。

指纹采集处理系统由指纹采集设备、存储器、微处理器/微控制器、时钟芯片、控制按钮组成，如图2、图7、图8所示，实施例中指纹采集采集设备采用了光学式指纹采集器，整个系统由PCB面板、发光二极管④48、棱镜3、透镜②49、图像传感器②50、动态/静态随机存储器①31、微处理器/微控制器①28、存储器①37、时钟芯片①38及按钮组成。发光头固定在PCB面板②23上，图像传感器②50固定在PCB面板⑥51上，其余部件及按钮响应开关均固定在PCB面板④27上，PCB面板⑥51通过数据线与PCB面板④27连通，实现信息交换。

棱镜3设置在持笔的大拇指位置(如图2、图8所示)，与大拇指接触的那一面有一个半圆柱形凸起，发光头由发光二极管④48组成，用户使用电子笔进行书写时，发光二极管④48照亮大拇指，并通过棱镜后的透镜②49将指纹影像传递给图像传感器②50，图像传感器②50将光学影像转化为矩阵电信号，经过处理传递给微处理器/微控制器①28形成指纹数字图像，并临时存储至动态/静态随机存储器①31或存储器①37中，完成指纹影像的采集过程。PCB面板④27上的动态/静态随机存储器①31、微处理器/微控制器①28、存储器①37、时钟芯片①38根据用户当前系统的按钮的选择响应工作。

如图2，图7所示，影像采集处理系统四个按钮响应开关分布在PCB面板④27的另一侧，四个按钮主要实现功能区开关、电子笔鼠标控制模式、电子笔书写模式、电子笔身份识别模式之间的切换，即：功能区启动/关闭按钮6使启动/关闭按钮响应开关34张开或/闭合，实现功能区的整体的开关工作；

用户点击鼠标模式按钮4使鼠标模式响应开关30闭合，此时用户挤压左键按钮18、右键按钮19使左键按钮响应开关24、右键按钮响应开关26张开或闭合，电子笔给系统发送出鼠标的左键或右键的点击指令，默认情况下，功能区开启为鼠标模式；

用户需要对所写的信息进行电脑存储和纸质书面存储时，用户点击电子书写模式按钮5使电子书写模式响应开关29闭合，同时调整笔身角度，使用户在进行墨水书写的同时，笔尖按钮2同时接触纸面。用户落笔，笔尖按钮响应开关20自动闭合，电子笔读取时钟芯片①38时间并记录，图像传感器①17通过透镜①16采集接触面图像对比分析，判断出电子笔移动方向和移动轨迹并传递给指纹采集处理系统中的动态/静态随机存储器①31进行临时存储，同时，电子笔并对棱镜3前指纹进行采样并和智能卡中以前存储的指纹特征数据进行比对，结果无误后形成指纹数组。当用户指纹不吻合，电子笔将自动清理动态/静态随机存储器①31数据，防止仿冒电子笔迹发生。用户起笔，笔尖按钮响应开关20张开处于关闭状态，电子笔随即读取时钟芯片①38时间并记录，微处理器/微控制器①28同时完成当前书写笔迹的开始符、书写起始时间码、指纹数组、智能卡身份识别标示码、书写终止时间码、文字书写轨迹、附加码、结束符等身份识别信息的顺序压缩编码，并将结果存储至电笔内部存储器①37中或传递给电脑书写软件进行识别，而且追加上当前书写字符在标准字符集中的代码，加至信息尾部并进行存储，从而完成整个书写过程的记录及身份识别信息。

进行电子书写时，笔尖按钮2与接触面接触，电子笔依靠自身重量完成笔尖按钮响应开关20的闭合工作，若因接触面角度问题导致开关20未能完成闭合，用户可以通过挤压使其闭合，此时电子笔或者电脑开始记录笔尖移动轨迹。当提笔或者放笔停止书写时，笔尖按钮响应开关20自动张开，记录终止。整个书写过程中，均不需用刻意去控制开关的闭与合，它们能够随机转换。

如图2，图7，图8所示，笔身中段有智能卡/存储卡读写插口8，电子笔通过固定在PCB面板④27上的智能卡读写触点36完成与智能卡表面触点连通，通过存储卡读写触点35实施与存储卡的连接。固定在PCB面板④27上的智能卡/存储卡读写控制器33具体负责实现智能卡/存储卡与电子笔及电脑的信息的读写操作。智能卡其内部封装有用户静态/动态身份标示信息，通过表面触点与电子笔内触点实现信息的联通与交互。智能卡芯片内部封装有智能卡中央处理器、加密协处理器、数据存储单元、存储器管理单元、定时器、随机数发生器等。智能卡中央处理器主要完成基本的指令执行、存储控制和逻辑控制等；加密协处理器协同智能卡中央处理器进行加密运算；数据存储单元是芯片内的只读存储器，是使用阶段的临时数据空间，智能卡操作系统代码和数据存储在这里；存储器管理单元将逻辑地址映射为物理地址，即进行地址转换；定时器实施外部时钟计算；随机数发生器主要用于系统加密和解密。

如图7所示，有线连通的连接系统由PCB面板⑤42、信号编码/解码器①39、有线连接信号发送/接收控制器①43和接口44组成。三个器件固定在PCB面板⑤42上并通过数据线与PCB面板④27连通。有线连接信号发送/接收控制器①43控制着书写笔的信号与电脑的交互传输，信号编码/解码器①39负责交互信息的编码与解码。使用时，使用一根数据线，一头插接在电子笔接口44中，另外一头插接电脑上，电脑接收到电子笔的操作信息后开始响应。

如图7所示，无线连通的连接系统由PCB面板⑤42、信号编码/解码器①39、无线信号发送/接收器①41和无线信号接收单元组成。无线信号接收单元由PCB面板⑦56、无线信号发送/接收器②57、信号编码/解码器②58组成(如图11所示)，各器件均通过PCB面板⑦56固定连接，使用时，用户将无线信号接收器插接在电脑上，其内部的无线信号发送/接收器②57发送握手信号，电子笔无线连通的连接系统中的无线信号发送/接收器①41获得握手信号后进行信息反馈，随即电脑和电子笔实现无线连通并开始正常工作。电子笔通过信号编码/解码器①39实现操作信息编码，通过无线信号发送/接收器①41传递出去，无线信号接收单元通过无线信号发送/接收器②57获得信息，通过信号编码/解码器②58实现信息解码并传递给电脑，电脑通过无线信号接收单元将执行信息反馈给电子笔。携带时，可以将无线信号接收单元插头55插接在点在笔尾部接口44内。

如图7、图8所示，电子笔中各个PCB面板用数据线22联通，并通过数据线22与微处理器/微控制器①28连接，时钟芯片①也通过数据线与微处理器/微控制器①28连接。

电子笔电源系统主要通过内部电池和外部电源供电，电子笔尾部电池仓14内安装有电池40(如图7、图8所示)，电池40为用户进行无线连接、课程笔记普通书记并记录时提供电源；而当用户通过数据线实现有线连接时，电子笔自动通过数据线从外部获得电能。

如图9所示，电子笔尾部分布着有线连接数据接口44和多个指示灯，指示灯在微处理器/微控制器①28的控制下按照一定的顺序及亮灯时间亮起，亮灯顺序及时间的组合表明电子笔的身份信息。

本发明电子笔各键开关可以是一种机械式按钮和开关电路的组合，也可以是一种触摸感式应开关和开关电路的组合。从上述各段说明可也看出，本实施例中采用的各键开关正是前者。

如图12、图13所示，外部装置身份识别接口由PCB面板⑧64、透光孔、透镜③62、光电传感器63、时钟芯片②66、存储器②67、微处理器/微控制器②68、数据线②65、插头②72组成，透镜③62位于透光孔和光电传感器63之间，其余各个部件都固定在PCB面板⑧64上。光电传感器63主要完成电子笔尾部指示灯亮起的时间长短及顺序的采集，转换成电信号传递给微处理器/微控制器②68，微处理器/微控制器②68协同存储器②67完成与电子笔身份信息的交互及认证，时钟芯片②66主要完成与电子笔内部时钟芯片①38的校队、统一，为身份加密和解密提供时间参照点。

本发明电子笔与外部装置上的身份识别接口进行身份识别时，将电子笔的尾端插入如图10、11所示的外部装置的身份识别接口中，然后电子笔将自动按下述步骤完成系列操作：

1.两者间的身份确认：大拇指停靠在笔身中段棱镜3处，食指点击身份识别模式按钮7，使身份识别模式响应开关32闭合，电池仓附近的身份识别信息交互开始，指示灯发光二极管①9亮起，电子笔上的微处理器/微控制器①28读取智能卡或存储器①37中的上次亮灯控制数据，点亮电子笔尾部的发光二极管③45、发光二极管⑤53、发光二极管⑥54，三个指示灯的光线通过身份识别接口上的透光孔①59、透光孔②60和透光孔③61中的透镜③62，聚焦成像于光电传感器63之上，外部装置上的身份识别接口中微处理器/微控制器②68将所获得三个指示灯照明顺序及照明时间长短等信息与存储在存储器②67中上次数据进行核对，确认无误后，装置上的身份识别接口允许电子笔使用该接口外部电源，电子笔重新随机生成点亮顺序及照明时间的长度数据并存储至智能卡或存储器①37中，外部装置的身份识别接口通过其内部的系统完成对光照信息的感应和采集将新的照明顺序及照明时间长短等信息存储进存储器②67中。

2.完整性测试：电子笔内部微处理器/微控制器①28随机读取存储器①37中的文字书写信息、图片、声音等文件，进行随机分割组合后加密、压缩形成电子笔新文件，电子笔新文件文件分割算法、加密算法、还原算法存储至电子笔内部存储器①37中，电子笔新文件则通过插头②69传递给电子笔身份识别接口并存储在存储器②67中；外部装置身份识别接口内部微处理器/微控制器②68随机读取存储器②67内文字书写信息、图片、声音等文件，进行随机分割组合后加密、压缩进接口新文件，接口新文件文件分割算法、加密算法、还原算法存储在自身存储器②67中，接口新文件则通过插头②69传递给电子笔并存储在存储器①37中。在进行完整性测试时，电子笔及身份识别接口将所存储的文件传递给对方，各自根据存储器中所存储的分割算法、加密算法、解密算法对文件实现还原，还原后文件与原文件进行对比，对比无差异后确认对方没有遭受机械性或病毒性侵害，进入下一步的测试。

3.身份测试：装置上身份识别接口内的微处理器/微控制器②68随机生成数组通过插头②69传递给电子笔，电子笔获得数组以后将启动指纹采集处理系统对当前棱镜3上的手指指纹采集，并根据数组进行指纹信息编码，形成第一次指纹数据码，并将第一次指纹数据码传递给电子笔身份识别接口存储至存储器②67中，电子笔自动清除内部生产的第一次指纹数据码等临时数据仅将采集时间码、身份识别接口传递的数组信息保存至存储器①37中。在进行电子笔持有者身份测试认证时，电子笔将所采集到的数据和电子笔内部智能卡或存储器①37中原有的指纹数据进行对比，并根据数组信息生产二次指纹数据码传递给身份识别接口与第一次的指纹数据码对比，实现电子笔内部及身份识别接口内的指纹数据的双重测试，测试完毕后无误后，进入下一步的测试。

4.随机口令应答：电子笔中智能卡将生成随机口令及应答口令，随机口令存储至存储器①37或智能卡内部，应答口令传递给身份识别接口，存储至存储器②67中，接口获得应答令后，微处理器/微控制器②68也生产一个随机口令及应答口令，随机口令存储至闪存储器②67中，应答口令传递给电子笔存储至存储器①37或智能卡内部。在进行随机口令应答时，电子笔及身份识别接口彼此间通过所存储口令的应答实现操作指令的启动，完成一系列信息交互及测试以后，指示灯发光二极管①9熄灭，指示灯发光二极管②11点亮，然后用户可以安全的拔掉电子笔。电子身份识别接口将通过数据线将控制信号传递出去实现各个系统的关闭。

系统开启时按照上述同样的顺序完成身份确认、完整性测试、身份测试以及随机口令应答的交互，确认无误后，电子笔及身份识别接口还生产下一次系统关闭时的身份识别信息，电子笔身份识别接口完成被控制系统的开启，从而完成整个身份识别流程。

Claims (10)

1.一种多功能电子笔，其整体外形相似于一只普通书写笔，笔身内置有普通书写笔芯，普通书写笔尖和电子笔尖分别处于笔体前端头的上下位置，其特征在于：电子笔尖部分有光电感应系统，该系统的感应区域包括有普通书写笔尖部分，笔身的前段有功能控制系统和时钟芯片，中段有指纹采集处理系统、智能卡/存储卡读写系统及其接口，末端有与电脑有线和无线连接系统、与外部装置上身份识别接口连接的插口和信号灯，所述各系统和时钟芯片都与一个内置的微处理器/微控制器连接。

2.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述光电感应系统由发光头、透镜、图像传感器和一个PCB面板组成，光电传感器和发光头固定在PCB面板上，透镜位于光电传感器前面。

3.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述功能控制系统由笔尖开关、左键开关、右键开关、键盘功能开关以及与各开关对应关联的PCB面板组成，笔尖开关位于电子笔尖位置，所述其余开关分别位于笔身外壁前段表面并适合于握笔的手指所触及位置，每个开关和与之关联的PCB面板之间有一个响应开关组件。

4.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述指纹采集处理系统由指纹采集设备、存储器、微处理器/微控制器、控制开关组成，控制开关和与之关联的PCB面板之间有一个响应开关组件。

5.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述智能卡/存储卡读写系统由接口、智能卡、存储卡以及智能卡/存储卡读写控制器组成。

6.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述有线连通的连接系统由一个PCB面板、信号编码/解码器、有线连接信号发送/接收控制器、接口组成。

7.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述无线连通的连接系统由一个PCB面板、信号编码/解码器、无线连接信号发送/接收器和无线信号接收单元组成，无线信号接收单元插接在电子笔尾部。

8.按照权利要求1所述的多功能电子笔，其特征在于：所述各系统和时钟芯片与内置微处理器/微控制器的连接方式是将各系统中的各PCB面板用数据线联通，并通过数据线与微处理器/微控制器连接，时钟芯片也通过数据线与微处理器/微控制器连接。

9.按照权利要求3所述的多功能电子笔，其特征在于：所述各开关是一种机械式按钮和开关电路的组合，或一种触摸式感应器和开关电路的组合。

10.按照权利要求4所述的多功能电子笔，其特征在于：所述指纹采集设备是光学式、电容/电感式、生物射频式、静脉活体指纹采集仪中的任何一种。

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