CN104750288B - 手写输入系统、电容笔和设备端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手写输入系统、电容笔和设备端。其中，手写输入系统包括：设备端和电容笔，设备端包括触摸屏和第一通信模块；电容笔包括：本体；第二通信模块与第一通信模块相互通信，并接收第一通信模块发送的电磁波；设置在本体一端的笔尖；与笔尖相连的压力传感器，压力传感器检测笔尖的压力并生成压力信号；控制器用于根据第二通信模块接收的电磁波产生电能，并将电能提供至压力传感器，以及将压力传感器检测的压力信号通过第二通信模块发送至设备端。本发明实施例的系统简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本。

Description

手写输入系统、电容笔和设备端

技术领域

本发明涉及电子设备输入技术领域，特别涉及一种手写输入系统、电容笔和设备端。

背景技术

手写输入系统中的电容笔主要分主动式和被动式两种。其中，被动式电容笔采用软头粗头笔，当用户手拿着被动式电容笔时，被动式电容笔与手导通，并代替手触摸屏幕。主动式电容笔中内置电池和芯片，通过芯片发送信号激励触摸屏幕来判断相关坐标，并通过压力传感器检测用户使用主动式电容笔时的力量以实现笔迹识别功能。

目前存在的问题是，被动式电容笔由于采用软头粗头，划到触摸屏幕上手感并不好，此外，由于内部无压力检测电路无法实现笔迹识别。主动式电容笔笔头的主动触摸屏幕激励功能和压力传感功能由两个电路实现，一方面主动触摸屏幕激励功能的电路复杂，耗电量大，另一方面由于体积有限，主动电容笔内置的电池容量一般都很小，电池续航能力有限，同时，电池也不容易更换。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种手写输入系统，该系统简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本。

本发明的另一个目的在于提出一种电容笔。

本发明的再一个目的在于提出一种设备端。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出的手写输入系统，包括：设备端和电容笔，所述设备端包括触摸屏和第一通信模块；所述电容笔包括：本体；第二通信模块，所述第二通信模块与所述第一通信模块相互通信，并接收所述第一通信模块发送的电磁波；设置在所述本体一端的笔尖；与所述笔尖相连的压力传感器，所述压力传感器检测所述笔尖的压力并生成压力信号；控制器，所述控制器用于根据所述第二通信模块接收的所述电磁波产生电能，并将所述电能提供至所述压力传感器，以及将所述压力传感器检测的压力信号通过所述第二通信模块发送至所述设备端的所述第一通信模块。

本发明实施例的手写输入系统，当电容笔在设备端的触摸屏上进行诸如点击和书写等操作时，电容笔中的控制器可根据第二通信模块接收的设备端发送的电磁波产生电能，并通过该电能为压力传感器供电，以及将压力传感器检测的压力信号通过第二通信模块发送至设备端以进行例如笔迹识别，一方面在电容笔中只设置压力传感器而无需设置内置电池及主动触摸屏幕激励功能的电路，简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本，同时提高了电容笔的使用寿命，另一方面通过电磁波产生的电能为电容笔的压力传感器供电，可降低手写输入系统中电容笔的功耗，进一步提高手写输入系统的用户体验，降低用户使用手写输入系统的成本。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的电容笔，包括：本体；第二通信模块，用于接收电磁波，其中所述电磁波为设备端的第一通信模块所发送；设置在所述本体一端的笔尖；与所述笔尖相连的压力传感器，所述压力传感器检测所述笔尖的压力并生成压力信号；控制器，所述控制器用于根据所述第二通信模块接收的所述电磁波产生电能，并将所述电能提供至所述压力传感器，以及将所述压力传感器检测的压力信号通过所述第二通信模块发送至所述设备端。

本发明实施例的电容笔，通过控制器可根据第二通信模块接收的设备端发送的电磁波产生电能，并通过该电能为压力传感器供电，以及将压力传感器检测的压力信号通过第二通信模块发送至设备端以进行例如笔迹识别。由此，实现了在电容笔中只设置压力传感器而无需设置内置电池及主动触摸屏幕激励功能的电路，也可实现电容笔的压力信号的正常传输，简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本，同时提高了电容笔的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的设备端，包括：触摸屏；第一通信模块，用于向电容笔发送电磁波以及接收所述电容笔发送的压力信号。

本发明实施例的设备端，通过第一通信模块接收电容笔所发送的信号，并可根据压力信号进行例如笔迹识别，提升了用户体验。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是本发明一个实施例的手写输入系统的结构示意图；

图2是本发明又一个实施例的手写输入系统的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的电容笔的结构示意图；

图4是本发明又一个实施例的电容笔的结构示意图；以及

图5是本发明一个实施例的设备端的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

下面参考附图描述本发明实施例的手写输入系统、电容笔和设备端。

图1是本发明一个实施例的手写输入系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例的手写输入系统，包括：设备端1和电容笔2。其中，设备端1包括：触摸屏11和第一通信模块12，电容笔2包括：本体21、第二通信模块22、笔尖23、控制器24和压力传感器25。

在本发明的实施例中，设备端1可为例如是手机、平板电脑、个人数字助理、电子书等具有触摸屏11和第一通信模块12的硬件设备。另外，触摸屏11可为电容屏，还可以包括其他屏幕，本发明的实施例不进行限定。

具体地，第二通信模块22与第一通信模块12相互通信，并接收第一通信模块12发送的电磁波。

笔尖23设置在本体21的一端，笔尖23主要用于在设备端1的触摸屏11上进行诸如点击和书写等操作。本体21内部设置有第二通信模块22、控制器24和压力传感器25。

压力传感器25分别与笔尖23和控制器24相连。具体而言，压力传感器25检测笔尖23的压力并生成压力信号，以及将生成的压力信号发送至控制器24中。其中，压力传感器25还可以和笔尖23设置为一体。

控制器24用于根据第二通信模块22接收的电磁波产生电能，并将电能提供至压力传感器25，以及将压力传感器25检测的压力信号通过第二通信模块22发送至设备端1的第一通信模块12。

本发明实施例的手写输入系统，当电容笔在设备端的触摸屏上进行诸如点击和书写等操作时，电容笔中的控制器可根据第二通信模块接收的设备端发送的电磁波产生电能，并通过该电能为压力传感器供电，以及将压力传感器检测的压力信号通过第二通信模块发送至设备端以进行例如笔迹识别，一方面在电容笔中只设置压力传感器而无需设置内置电池及主动触摸屏幕激励功能的电路，简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本，同时提高了电容笔的使用寿命，另一方面通过电磁波产生的电能为压力传感器供电，可降低手写输入系统中电容笔的功耗，进一步提高手写输入系统的用户体验，降低用户使用手写输入系统的成本。

图2是本发明又一个实施例的手写输入系统的结构示意图。

如图2所示，本发明实施例的手写输入系统，包括：设备端1和电容笔2。其中，设备端1包括：触摸屏11和第一通信模块12，电容笔2包括：本体21、第二通信模块22、笔尖23、控制器24和压力传感器25，其中，控制器24包括：电能转换模块241、发射模块242、模数转换模块243和开关模块244。

具体地，电能转换模块241用于根据电磁波产生电能，并将电能提供给压力传感器25和发射模块242。

发射模块242用于获取压力传感器25检测的压力信号，并将压力信号转换为射频信号，以通过第二通信模块22发送至设备端1。

在本发明的实施例中，第一通信模块12具有第一天线（图中未示出），第二通信模块22具有第二天线（图中未示出）。其中，第一天线和第二天线是具有发送与接收信号功能的天线。

在本发明的实施例中，第一通信模块12通过第一天线接收第二通信模块22通过第二天线发送的射频信号，并将所接收到的射频信号转换为压力信号以使设备端1获取压力信号。

模数转换模块243用于将压力传感器25检测的压力信号转为数字压力信号并传送给发射模块242。在本发明的实施例中，电能转换模块241还用于为模数转换模块243提供电能。

开关模块244用于当第二通信模块22接收到电磁波时，关闭发射模块242、模数转换模块243和压力传感器25，以使电能转换模块241根据电磁波产生电能，以及当电能转换模块241产生的电能达到预设阈值时，关闭电能转换模块241以使电能转换模块241为模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242提供电能。其中，预设阈值是电容笔完成一次压力扫描和信号发送所需的电能值。由此，可保证电容笔2中的模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242在足够电能下完成完整的压力扫描和信号发送，保证了信息传递的完整性。

本发明实施例的手写输入系统，当电容笔在设备端的触摸屏上进行诸如点击和书写等操作时，电容笔中的开关模块关闭压力传感器、发射模块和模数转换模块，以使电能转换模块根据电磁波产生电能，以及当电能转换模块产生的电能能够保证电容笔可完成一次压力扫描和信号发送时，关闭电能转换模块以使电能转换模块为模数转换模块、压力传感器和发射模块提供电能。从而保证了手写输入过程中信息传递地完整性，改善了手写输入系统的用户体验。

下面举例详细说明一下手写输入系统的工作过程。

在设备端1中开启手写功能时，设备端1通过第一通信模块12中的第一天线发以脉冲的形式发送电磁波，电容笔2通过第二通信模块22中的第二天线接收该电磁波并由控制器24将电磁波转化为电能。

具体而言，在第二通信模块22接收到电磁波时，开关模块244关闭发射模块242、模数转换模块243和压力传感器25，以使电能转换模块241根据电磁波产生电能，以及当电能转换模块241产生的电能达到预设阈值时，开关模块244关闭电能转换模块241以使电能转换模块241为模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242提供电能。

其中，电能转换模块241将电磁波转换为电能的过程与现有的无线充电工作过程类似。无线充电又称作感应充电、非接触式感应充电，是指利用近场感应，也就是电感耦合，供电设备（例如充电器）与用电装置之间不需要电线连接，仅以电感耦合的方式即可传送能量。区别是无线充电的过程是连续的，而设备端1中发送的电磁波并不是连续的，而是以脉冲信号的方式发送电磁波，一般在设备端1发送完一个脉冲信号的电磁波之后，电能转换模块241产生的电能即可达到预设阈值，也就是说，此时电能转换模块241已经有足够的电能完成一次压力扫描和信号发送。

在电能转换模块241有足够的电能为模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242提供电能之后，如果电容笔2的笔尖23在设备端1的触摸屏11上进行诸如点击和书写等操作，压力传感器25可检测笔尖23进行诸如点击和书写等操作时笔尖23的压力变化，并将相应的压力变化生成相应的电信号变化。例如，电阻的变化或者电容的变化。

接着，模数转换模块243将压力传感器25中的电信号转为数字信号，并传送给发射模块242。

然后，发射模块242将接收到的信号转换为发射信号之后，通过第二通信模块22中的第二天线发送至设备端1。

最后，设备端1通过第一通信模块12的第一天线接收信号，并结合相应的软件记录或者显示压力值。

举例来说，当用户在智能手机上使用电容笔编辑短信时，用户通过电容笔书写的每个字，智能手机将对其进行分析，并在屏幕上显示用户所写入的字。

此外，本发明实施例中的脉冲反馈过程与雷达工作原理类似，发射线圈发出一个瞬间的脉冲然后等待接收线圈反射回来的脉冲，一来一回实现信息传输。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种电容笔。

图3是本发明一个实施例的电容笔的结构示意图。

如图3所示，本发明实施例的电容笔包括：本体21、第二通信模块22、笔尖23、控制器24和压力传感器25。

具体地，第二通信模块22用于接收电磁波，其中，电磁波为设备端的第一通信模块所发送。其中，设备端1可为例如是手机、平板电脑、个人数字助理、电子书等具有触摸屏和第一通信模块（图中未示出）的硬件设备

笔尖23设置在本体21一端。具体地，笔尖23主要用于在设备端1的触摸屏11上进行诸如点击和书写等操作。本体21内部设置有第二通信模块22、控制器24和压力传感器25。

压力传感器25与笔尖23和控制器24相连。具体而言，压力传感器25检测笔尖23的压力并生成压力信号，以及将生成的压力信号发送至控制器24中。

控制器24用于根据第二通信模块22接收的电磁波产生电能，并将电能提供至压力传感器25，以及将压力传感器25检测的压力信号通过第二通信模块22发送至设备端1。

本发明实施例的电容笔，通过控制器可根据第二通信模块接收的设备端发送的电磁波产生电能，并通过该电能为压力传感器供电，以及将压力传感器检测的压力信号通过第二通信模块发送至设备端以进行例如笔迹识别。由此，实现了在电容笔中只设置压力传感器而无需设置内置电池及主动触摸屏幕激励功能的电路，也可实现电容笔的压力信号的正常传输，简化了电容笔的结构，降低了电容笔的制造成本，同时提高了电容笔的使用寿命。

图4是本发明又一个实施例的电容笔的结构示意图。

如图4所示，本发明实施例的电容笔，包括：本体21、第二通信模块22、笔尖23、控制器24和压力传感器25，其中，控制器24包括：电能转换模块241、发射模块242、模数转换模块243和开关模块244。

具体地，电能转换模块241用于根据电磁波产生电能，并将电能提供给压力传感器25和发射模块242。

发射模块242用于获取压力传感器25检测的压力信号，并将压力信号转换为射频信号，以通过第二通信模块22发送至设备端1。

在本发明的实施例中，第二通信模块12具有第二天线。其中，第二天线是具有发送与接收信号功能的天线。具体地，第二通信模块12通过第二天线接收设备端的第一通信模块所发送的电磁波。

模数转换模块243用于将压力传感器25检测的压力信号转为数字压力信号并传送给发射模块242。在本发明的实施例中，电能转换模块241还用于为模数转换模块243提供电能。

开关模块244用于当第二通信模块22接收到电磁波时，关闭发射模块242、模数转换模块243和压力传感器25，以使电能转换模块241根据电磁波产生电能，以及当电能转换模块241产生的电能达到预设阈值时，关闭电能转换模块241以使电能转换模块241为模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242提供电能。其中，预设阈值是电容笔完成一次压力扫描和信号发送所需的电能值。由此，可保证电容笔2中的模数转换模块243、压力传感器25和发射模块242在足够电能下完成完整的压力扫描和信号发送，保证了信息传递的完整性。

本发明实施例的电容笔，通过控制器中的开关模块关闭压力传感器、发射模块和模数转换模块，以使电能转换模块根据电磁波产生电能，以及当电能转换模块产生的电能能够保证电容笔可完成一次压力扫描和信号发送时，关闭电能转换模块以使电能转换模块为模数转换模块、压力传感器和发射模块提供电能。从而保证了电容笔所发射频信号的完整性，进一步地有效控制了电容笔的功耗，节省了电能。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种设备端。

图5是本发明一个实施例的设备端的结构示意图。

如图5所示，本发明实施例的设备端包括：触摸屏11和第一通信模块12。

在本发明的实施例中，触摸屏11可为电容屏，还可以包括其他屏幕，本发明的实施例不进行限定。

具体地，第一通信模块12用于向电容笔发送电磁波以及接收电容笔发送的压力信号。

在本发明的实施例中，第一通信模块12中具有第一天线。其中，第一天线是具有发送与接收信号功能的天线。

在本发明的实施例中，第一通信模块12还用于接收电容笔发送的射频信号并将射频信号转换为压力信号。

应当理解，在第一通信模块将射频信号转换为压力信号之后，设备端中还可通过其他软件对压力信号进行分析和处理。例如，笔迹识别软件可根据压力信号识别用户使用电容笔在电容屏中所签的名字。

本发明实施例的设备端，通过第一通信模块接收电容笔所发送的信号，并可根据压力信号进行例如笔迹识别，提升了用户体验。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种手写输入系统，其特征在于，包括：

设备端和电容笔，所述设备端包括触摸屏和第一通信模块；

所述电容笔包括：

本体；

第二通信模块，所述第二通信模块与所述第一通信模块相互通信，并接收所述第一通信模块发送的电磁波；

设置在所述本体一端的笔尖；

与所述笔尖相连的压力传感器，所述压力传感器检测所述笔尖的压力并生成压力信号；

控制器，包括：

电能转换模块，用于根据所述第二通信模块接收的所述电磁波产生电能，并将所述电能提供给所述压力传感器和发射模块；

发射模块，用于获取所述压力传感器检测的所述压力信号，并将所述压力转换为射频信号，以通过所述第二通信模块发送至所述设备端的所述第一通信模块；

开关模块，用于当所述第二通信模块接收到所述电磁波时，关闭所述发射模块和所述压力传感器，以使所述电能转换模块根据所述电磁波产生所述电能，以及当所述电能转换模块产生的所述电能达到预设阈值时，关闭所述电能转换模块以使所述电能转换模块为所述压力传感器和所述发射模块提供所述电能，所述预设阈值是所述电容笔完成一次压力扫描和信号发送所需的电能；

所述第一通信模块接收所述第二通信模块发送的所述射频信号，并将所述射频信号转换为所述压力信号以使所述设备端获取所述压力信号。

2.如权利要求1所述的手写输入系统，其特征在于，所述控制器还包括：

模数转换模块，用于将所述压力传感器检测的所述压力信号转为数字压力信号并传送给所述发射模块，其中所述电能转换模块还用于为所述模数转换模块提供所述电能。

3.如权利要求2所述的手写输入系统，其特征在于，所述开关模块还用于：

当所述第二通信模块接收到所述电磁波时，关闭所述所述模数转换模块，以及当所述电能转换模块产生的所述电能达到预设阈值时，关闭所述电能转换模块以使所述电能转换模块为所述模数转换模块提供所述电能。

4.如权利要求1至3中任一项所述的手写输入系统，其特征在于，所述第一通信模块具有第一天线，所述第二通信模块具有第二天线。

5.一种电容笔，其特征在于，包括：

本体；

第二通信模块，用于接收电磁波，其中所述电磁波为设备端的第一通信模块所发送；

设置在所述本体一端的笔尖；

与所述笔尖相连的压力传感器，所述压力传感器检测所述笔尖的压力并生成压力信号；

控制器，包括：

电能转换模块，用于根据所述第二通信模块接收的所述电磁波产生电能，并将所述电能提供给所述压力传感器和发射模块；

发射模块，用于获取所述压力传感器检测的所述压力信号，并将所述压力转换为射频信号，以通过所述第二通信模块发送至所述设备端；

开关模块，用于当所述第二通信模块接收到所述电磁波时，关闭所述发射模块和所述压力传感器，以使所述电能转换模块根据所述电磁波产生所述电能，以及当所述电能转换模块产生的所述电能达到预设阈值时，关闭所述电能转换模块以使所述电能转换模块为所述压力传感器和所述发射模块提供所述电能，所述预设阈值是所述电容笔完成一次压力扫描和信号发送所需的电能。

6.如权利要求5所述的电容笔，其特征在于，所述控制器还包括：

模数转换模块，用于将所述压力传感器检测的所述压力信号转为数字压力信号并传送给所述发射模块，其中所述电能转换模块还用于为所述模数转换模块提供所述电能。

7.如权利要求6所述的电容笔，其特征在于，所述开关模块还用于：

当所述第二通信模块接收到所述电磁波时，关闭所述模数转换模块，以及当所述电能转换模块产生的所述电能达到预设阈值时，关闭所述电能转换模块，以使所述电能转换模块为所述模数转换模块提供所述电能。

8.如权利要求5至7中任一项所述的电容笔，其特征在于，所述第二通信模块具有第二天线。