CN107390901A - 一种新型电子笔和智能终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子笔和一种智能终端，该电子笔能够作为手写输入设备或触摸设备或触摸控制装置，智能终端不必设置触摸屏或没有触摸显示屏同样也能够获得触控功能。用于手写输入，绘图、设计，包括工业设计、建筑设计、机械设计、服装设计、工艺建模、测绘、测绘地图、3D建模、手术过程的记录、重现或复核或教学、工艺过程的复原、教学或工艺品的复制或重现。所述的新型电子笔使用位移传感器，包括设有陀螺仪、加速度计或还设有无线通信模块，电子笔可以取代智能终端的鼠标、键盘、触摸屏，新型电子笔是新型智能终端的输入设备。

Description

一种新型电子笔和智能终端

技术领域

本发明涉及一种新型电子笔和智能终端，所述的电子笔可以在显示屏或 触摸显示屏或各种传统书写或绘图媒介上书写，所述的媒介包括平面或立体物 体；所述的电子笔书在写或绘图时可以将相关信息经无线通信传送到智能终端 显示或保存，所述的智能终端包括：平板电脑、智能手机、笔记本电脑、台式 电脑、分体式平板电脑；所述的新型智能终端包括平板电脑、智能手机、分体 式平板电脑、笔记本电脑、台式电脑，这些智能终端没有键盘或没有键盘和没 有触摸屏，这些智能终端的显示屏设有陀螺仪、加速度计、电子罗盘，这些智 能终端与新型电子笔具有相同的坐标原点和坐标。

技术背景

随着科技的发展，各种智能设备如雨后春笋般出现，深刻改变了人们传 统的习惯，由于人们对各种智能设备越来越依赖，人们对文件的电子化产生了 越来越大的需求，现在出现了各种电子笔用于在触摸显示屏或触摸屏上书写或 绘图，然后在触摸显示屏或显示屏显示出来，并形成电子文件保存，但这些电 子笔只能在各种触摸屏或触摸板上使用，不能再传统的纸张或黑板或物体上书 写或绘图。

现在的平板电脑或智能手机及触摸输入电脑等普遍设有触摸屏，触摸屏 包括电容屏、电阻屏、电磁屏、光学屏、红外屏等各种触摸屏，触摸屏的存在 一方面大幅增加了设备的成本一方面也增加了设备的体积和浪费了资源和污染 环境，因此有必要寻找一种新的触摸输入方法和设备。

现在的笔记本、台式电脑使用键盘及鼠标作为输入设备，既增加了体积 又影响了输入速度，因此有必要寻找替换的输入设备。

随着科技的发展陀螺仪、加速度计等各种元器件的体积越来越小。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在二维平面或三维物体或空间绘制或书 写二维或三维的黑白或图形或文字，或测绘图形或物体的二维或三维尺寸的新 型电子笔，和一种不用键盘和触摸屏输入的新型智能终端，为了实现上述目的， 本发明采用如下技术方案：

所述的新型电子笔和智能终端使用坐标输入设备实现操控、文字、图形 的输入，取代传统的触摸屏、键盘、鼠标。

A.这种新型的电子笔可以分为：书写部分和感应部分这两大部分，书写 部分包括各种笔头还可以包括压力传感器、小型镜头、感光元件，笔头上可以 设有RFID芯片，存储与笔头规格有关的资料；感应部分设有笔迹感应模块还可 以设有：主控、存储器、无线通信模块、电源等，笔记感应模块或电路根据性 能需求可以设置陀螺仪、加速度计、磁阻芯片等元器件。

B.书写或绘图时，由于笔的运动，由陀螺仪和加速度计等感应单元对直 线和旋转运动进行测量，准确的描述直线和旋转运动，而书写或绘图时笔尖接 受的压力将由压力传感器捕捉，笔头的规格资料可以由RFTD检测，或采用其他 方法获取笔头的资料，这样，直线、旋转运动的参数和压力数据及笔头规格等 相关参数经无线通信传输到主处理器处理，经过一定的运算就可以确定相应的 笔迹、笔划和笔迹、笔划的变化，这样相应的笔迹、笔划就可以通过显示屏显 示出来。

C.电子笔内可以预置有一空白的域，所述的域可以是二维的域，或三维 的域，所述的域可以扩张，开始书写或绘图时，可以先在书写媒介如：触摸显 示屏、触摸屏(所述的触摸显示屏、触摸屏包括：电磁屏、电容屏、电阻屏)、 纸张、车身、墙壁上的一定位置设置确定原点、X轴、Y轴(还可以包括Z轴) 方向，这样，由于原点、X轴、Y轴(还可以包括Z轴)方向的确定，电子笔的 每一笔划就有相应的坐标数据，这样，电子笔的每一笔划间都有确定的关系， 这样，电子笔的书写或绘图就可以确定，就可以被智能终端计算和显示出来。

D.基于上述A\B\C，电子笔可以在二维平面或三维空间书写或绘图中由 电子笔的感应部分的传感器如陀螺仪或加速度计或磁阻计产生的测量数据通过 无线通信模块传输到智能终端，智能终端的处理器依一定的算法，生成相应的 电子文件，并在显示屏显示出来，由于以上所述，电子笔最终书写或绘画产生 的文字或图形可以具有相应的尺寸。

E.基于上述A\B\C\D，可以通过电子笔来扫描实物并生成相应的三维图 像和尺寸；可以携带电子笔记录行走/运行的路径和海拔坐标。

F.基于上述，电子笔的书写部分包含笔头，笔头可以是固定不可更换的， 笔头可以是电磁笔，可以是电容笔、可以是电阻笔、可以是钢笔、原子笔、铅 笔、毛笔、油画笔、水彩笔、油性笔、水性笔、白板笔，这些笔可以具有内源 性颜色，也可以如水彩笔可以具有外源性颜色或多种颜色。对于笔头自带的内 源性颜色数据可以在笔头设置的RFID读取相应的笔头规格，并经无线通信模块 传输到智能终端，智能终端的处理器经一定运算生成相应颜色的笔划并在显示 屏显示出来；

对于外源性颜色可以在电子笔的书写部分的一定位置设置镜头，镜头 可以拍摄捕捉笔头的外源性颜色，通过镜头光路上的感光元件(包括CCD\CMOS\ 其他感光元件)感应产生相关的电信号，电信号通过一定电路传输到电子笔感 应部分的无线通信模块，通过无线通信模块传输给连接的智能终端，智能终端 的处理器经一定运算生成相应颜色的笔划并在显示屏显示出来。

对于不具显色能力的笔头，可以通过软件，设置笔划的色彩。

G.如上述所述的陀螺仪包括：电子陀螺仪、压电陀螺仪、微机械陀螺仪、 光纤陀螺仪、激光陀螺仪、其他可以设置在电子笔壳体内的陀螺仪；所述的陀 螺仪可以是MEMS陀螺仪；

H.如上述所述的加速度计，所述的加速度计可以是MEMS加速度计；

I.如上述所述电子笔感应部分的电源可以是电池，所述的电池可以设 置在新型电子笔的壳体内，所述的电池可以是可充电电池或不可充电电池；所 述的电源是无线电力传输单元，或者所述的电源含无线充电电路或模块；上述 的电子笔感应部分设有处理器，设有存储器，设有RFID感应电路，设有RFID 感应模块。

J.由于电子笔内设置有无线通信模块，可以连接智能终端，因此可以 将陀螺仪、加速度计、磁阻计、RFID、压力计、镜头与感光元件等元器件，获 取的笔迹、笔划色彩、笔头规格和特性等相关数据传输到智能终端或服务器或 云服务器，通过这些设备对相关数据进行一定的运算，形成一定格式的电子文 件，所述的电子文件可以存储在存储器或同步显示在显示屏或触摸显示屏上。

K.所述的电子笔的笔头具有压力传感器，所述的压力传感器兼作为一输 入开关，书写或绘图时压力传感器受到一定的压力，这个压力持续期间的各感 应模块生成的参数才被设备判定为有效参数并以此参数进行相应的运算生成相 应的电子文件。

L.一种新型智能终端，其显示器部分设有如新型电子笔所述的陀螺仪、 加速度计、罗盘。所述智能终端设有坐标校准校验装置，所述的坐标校准校验 位置可以设置在智能终端的显示器上，所述的坐标原点校准校验装置是一个槽， 电子笔放入槽内，可以开始校准校验，或者所述的坐标原点校验校准位置是一 个孔，孔内设有一开关，开关触发开始校验，又或者所述的坐标原点校验校准 位置是虚拟位置，位置可以由APP确定。新型智能终端与新型电子笔设有相同 的坐标原点和坐标系，因此新型电子笔可以作为新型智能终端的触摸输入设备。 新型电子笔点击显示屏的一个图标时，电子笔尖与显示屏的该图标接触的一个 点具有相同的坐标，电子笔将该坐标通过无线通信传输给智能终端，智能终端 判定两坐标相同，判断电子笔触发该图标，于是智能终端执行该图标的功能； 由于不用触摸屏，因此避免了触摸屏本身的感应误差，因此，电子笔在这种智 能终端的触摸误差极小，可以具有连续的触摸点，因此也可以在这种智能终端 的显示屏上进行连续的不间断的输入。这种智能终端和电子笔可以利用Google 电子地图为其书写或绘图进行定位，坐标原点为地图上的一点，坐标系与电子 地图一致。

M.如L及前项所述的新型智能终端可以不必设有键盘，文字或图形输入 可以使用新型电子笔手写和手绘输入，可以使用新型电子笔触摸显示屏上显示 的控制图标作为控制输入，因此新型智能终端不设键盘，或者新型智能终端既 不设键盘也不设触摸屏。

N.由于新型智能终端和电子笔都具有相同的坐标原点和坐标系，比如： X轴Y轴、Z轴设定在与海平面垂直的面，原点设定为一相同的点，因此电子笔 在使用时不必重复设置坐标原点和坐标。

优选地，所述的新型电子笔，包括书写部分和感应部分，可以在包括： 纸、黑板、白板、墙壁、沙滩、玻璃或三维物体等物体上书写或绘图，所写的 文字或绘图可以同时在显示屏显示；

优选地，所述的新型电子笔可以描绘二维或三维图形或文字；

优选地，所述的电子笔可以测绘图形或物体的二维或三维尺寸和色彩；

优选地，所述的电子笔内设有笔迹感应模块或笔迹感应单元或者可以任 意具有以下任意项或任意项组合：

1.所述的电子笔设有陀螺仪；或者可以设有陀螺仪和加速度计；或者 设有陀螺仪和加速度计及磁阻芯片；

2.所述的电子笔设有重力感应元件或单元；

3.所述的电子笔设有电子罗盘。

优选地，所述的电子笔包括笔迹感应部分和书写部分，笔迹感应部分设 有笔迹感应模块或笔迹感应单元；

优选地，所述的笔迹感应模块或笔迹感应单元可以任意包括以下任意项 或任意项组合：

1.陀螺仪，所述的陀螺仪包括：电子陀螺仪、压电陀螺仪、微机械陀螺 仪、光纤陀螺仪、激光陀螺仪、其他可以设置在电子笔壳体内的陀螺仪；

2.如1.所述的陀螺仪可以是MEMS陀螺仪；

3.加速度计；

4.如3所述的加速度计可以是MEMS加速度计；

5.磁阻芯片；

6.重力感应；

优选地，所述的电子笔设有无线通信电路或模块，还可以包括或任意包 括以下任意项或任意项的组合：

1.设有电源，所述的电源可以任意包括以下特征：

1-1.所述的电源是电池；

1-2.如1-1所述的电池可以设置在新型电子笔的壳体内；

1-3.如1-1.所述的电池可以是可充电电池或不可充电电池；

1-4.所述的电源是无线电力传输单元；

1-5.所述的电源含无线充电电路或模块；

2.设有处理器；

3.设有存储器；

4.设有RFID感应电路；

5.设有RFID感应模块。

优选地，所述的新型电子笔包括笔迹感应部分和书写部分，所述的电子 笔的书写部分的笔头部分可以更换；

优选地，所述的笔头包括可以在传统书写媒介上书写的笔或笔单元， 还可以包括或任意包括以下任意项或任意项的组合：

1.所述的笔头是铅笔；

2.如1所述的铅笔是可以换笔芯的铅笔；

3.所述的笔头是钢笔；

4.所述的笔头是原子笔；

5.所述的笔头是油性笔；

6.所述的笔头是水性笔；

7.所述的笔头是毛笔；

8.所述的笔头是水彩笔；

9.所述的笔头是油画笔；

10.所述的笔头是电容笔；

11.所述的笔头是电阻笔；

12.所述的笔头是电磁笔；

13.所述的笔头是白板笔；

14.所述的笔头设有RFID；

15.所述的书写部分设有压力传感器或模块，所述的压力传感器可以是 MEMS压力传感器；

16.所述的笔头书写或绘图时受的压力经压力传感器测量后产生的信号 可以经无线通信模块传输到主处理器；

17.所述的书写部分设有镜头，镜头的光路上设有感光元件；

18.如17所述的感光元件可以是CCD或C-MOS，所述的感光元件用于捕 捉附着在笔头的染料的色彩；

19.上述所列的笔头部分可以更换。

优选地，所述的新型电子笔在二维或三维或多维媒介或物体上所作的书 写或描画或绘画时陀螺仪、加速度计、RFID、压力传感器等感应的信号可以经 无线通信模块传输到智能终端；还可以包括或任意包括以下任意项或任意项的 组合：

1.智能终端对信号处理产生的二维或三维图像或文字；

2.该二维或三维图像或文字包括图像或文字各点的坐标；

3.智能终端在其连接的显示屏或触摸显示屏上显示该二维或三维图像或 文字；

4.二维图像或三维图像或文字可以存储为一定格式的文件；

优选地，一种新型智能终端，包括平板电脑、智能手机、分体式平板电 脑、笔记本电脑、台式电脑；所述的智能终端的显示器设有陀螺仪、加速度计、 电子罗盘，还可以任意包括以下任意项：

1.没有设置电子罗盘；

2.没有设置加速度计；

3.智能终端设有坐标校准校验位置；

4.如3所述的坐标校准校验位置设置在智能终端的显示器上；

5.如3、4所述的坐标原点校验校准位置是一个孔，孔内设有一开关， 开关触发开始校准校验；

6.如3、4所述的坐标原点校验校准位置是一个槽，电子笔放入槽内， 可以开始校准校验；

7.如3、4所述的坐标原点校验校准位置是虚拟位置，位置可以根据APP 确定；

8.智能终端的表面可以设置或不设置电容触摸屏；

优选地，所述的智能终端的显示屏设有陀螺仪、加速度计、电子罗盘， 所述的智能终端与新型电子笔设有共同的坐标原点和坐标系；

优选地，所述的智能终端的显示屏表面没有设置触摸屏，如前所述的新 型电子笔是智能终端的触摸输入设备；

优选地，如前所述任意项所述的新型电子笔是新型智能终端的输入设 备，也是触摸输入设备；

优选地，所述的新型电子笔是一种智能手机；

优选地，所述的新型电子笔是分体式平板电脑的主机。

由于采用了上述方案，本发明的新型电子笔，通过设置陀螺仪、加速度 计、磁阻计(罗盘)等设备可以在二维平面或三维物体或空间绘制或书写二维 或三维图形或文字，或测绘图形或物体的二维或三维尺寸。由于所述的新型电 子笔可以获获取笔头的颜色信息或可以设置镜头，可以获获取笔头的颜色或外 源性颜料的颜色，因此可以绘制或书写彩色文字或图形。所述的新型电子笔不 但可以在触摸屏或触摸显示屏(包括电磁屏、电容屏、电阻屏)上进行书写或 绘图，还可以在纸张、白板等二维或三维物体上书写或绘图并在显示屏上同步 显示文字或图形和保存文字或图形，因此非常适于在展示、学术、商务、教学、 美术、广告、医疗、工程等等不同领域的应用和日常应用。本发明所述的新型 智能终端可以去掉价格昂贵的触摸屏，可以去除影响输入速度的键盘、鼠标， 使得新型智能终端有更低的价格和轻薄便携的体积和更方便携带。

附图说明

图1是本发明的一种新型电子笔的模块结构示意图；

图2是基于本发明图1的一种新型电子笔的模块结构示意图；

图3是基于本发明图1、2的一种新型电子笔的笔迹感应模块的模块结 构示意图；

图4是基于本发明图1、2或3的一种新型电子笔的笔迹感应模块的模 块结构示意图；

图5是基于本发明图1、2的一种新型电子笔的模块结构示意图；

图6是基于本发明图1、2、3、4或5的一种新型电子笔的书写部分的 模块结构示意图；

图7是基于本发明图1、2、3、4、5或6的一种新型电子笔的书写部分 的模块结构示意图；

图8是基于本发明图7的一种新型电子笔的结构示意图；

图9是基于本发明图1、2、3、4、5、6、7或8的一种新型电子笔的连 接应用示意图；

图10是基于本发明1、2、3、4、5、6、7、8或9的一种新型电子笔书 写部分的模块结构示意图。

图11是基于本发明图1-10的一种新型电子笔的整体模块结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，1-1是一种本发明创造的新型的电子笔，它包括书写部分 如1-6和感应部分如1-5，所述的书写部分和感应部分可以是人为的为便于描述 而设的，这两个部分及各模块、单元或元器件的具体结构可以根据产品设计而 有所不同。感应部分1-5包括笔迹感应模块1-4，无线通信模块1-3，电源1-2， 由图可见，笔迹感应模块1-4连接无线通信模块1-3，在电源1-2的电力供给下 笔迹感应模块感应的各种参数如：直线、旋转运动的加速度、角度、水平、垂 直、方向、角速度、坐标等经过无线通信模块传递给智能终端的主处理器如图9 所示，图9中的9-4是本地智能终端的处理器，9-5是智能终端的存储器、9-6 是智能终端连接的触摸显示屏，9-4、9-5、9-6可以是平板电脑、智能手机、笔 记本电脑、台式电脑等智能装置，图9中的无线模块可以是这些设备的内置无 线模块也可以是外接模块。9-4、9-5、9-6也可以是分体式平板电脑，其中9-4 和9-5是分体式平板电脑的主机部分，9-6是分体式平板电脑的手持终端部分， 主机和手持终端通过无线或有线连接。书写部分1-6可以提供如：笔尖几何尺 寸、笔尖材料和笔尖材料特性、笔颜色、书写压力等参数(书写部分可以参见 图6或图7或图8或图10)，这些参数和笔迹感应模块提供的参数在智能终端的 处理器9-4部分经一定的运算生成相应的笔迹(或笔划)在显示屏图9-6显示 出来，对于在触摸屏或触摸显示屏的书写或绘图，触摸屏可以提供笔划的坐标 信息因此不同的笔划可以如书写或绘图的实际显示出来；对于在任意的纸张、 白板、墙壁或三维物体等书写媒介的书写或绘图，可以在书写或绘图开始时先 设定原点、坐标轴这样由于内置有陀螺仪、加速度计(如图3所示)因此可以 获得每一笔划的每一点的坐标，因此可以准确确定各笔划间的相互关系，因此 经处理器9-4的运算就可以相应生成与实际书写或绘图一致的文字或图形的一 定格式的电子文件并在智能终端连接的显示器显示出来，电子文件也可以存储 在智能终端的存储器。原点、坐标轴的设定是非常简单的，首先，我们在书写 媒介上做上原点、坐标轴的标记，然后打开电子笔和智能终端的开关，用电子 笔在书写媒介的一个原点标记点一下并保持不动，相应的我们依智能终端连接 的显示屏的提示方法将显示屏的任意位置设为坐标轴的原点，于是智能终端通 过与电子笔的通信，将电子笔所在的位置设置坐标原点，然后电子笔在书写媒 介沿任意1条坐标轴的标志移动一定距离，并保持不动，相应的我们在智能终 端连接的显示屏上依显示屏上的提示设定该坐标轴，于是智能终端通过与电子 笔的通信，将电子笔所划的轴设为一坐标轴，然后逐次设置另外两个坐标轴， 原点和坐标轴设定完成，于是就可以在该书写媒介任意的书写或绘图，电子笔 就会将相关参数通过无线通信传输到智能终端，智能终端经过一定的运算生成 相应的电子文件，并可以在显示屏上显示或存储，需要说明的是相关的应用是 需要一套软件的配套的。在实际使用时，由于书写媒介会因各种原因移动，这 时我们可以根据显示屏的提示重新标定原点和坐标轴即可再继续书写或绘图并 获的正确的电子文件。

如图2所示，是一种新型电子笔的模块结构示意图，也是一种基于图1 的一种变形的模块结构示意图。图2与图1相比，图2具有单独设置的存储器 2-2和主控2-5。书写部分的具体模块结构可以参见见图11或图10或图7或图 6所示；图11所示的新型电子笔，通过无线通信连接手持终端，智能终端是平 板电脑也可以是智能手机也可以是笔记本电脑也可以是台式电脑。图11的电子 笔本身也可以是一种智能手机，卡槽11-3包括SIM卡槽和SD卡槽，外接接口 包括USB接口、HDMI接口、蓝牙接口等；图11的电子笔也可以是一种分体式平 板电脑的主机。当图11所示的电子笔是一种智能手机或是一种平板电脑或者特 别是一种分体式平板电脑的主机时可以设有显示屏11-4。当然单纯地作为一种 电子笔也是可以设置显示屏的，这样电子笔使用时就可以不必连接智能手机、 平板电脑、分体式平板电脑、防水平板电脑、笔记本电脑、台式电脑实现独立 的书写或绘图，这样这种电子笔依赖笔内的处理器就可以实现书写的电子化。 这种电子笔本身也可以是智能手机、分体式平板电脑的主机；2-6是一种笔迹感 应模块，这个模块通常由电子罗盘、陀螺仪、加速度计组成就如图4所示，所 述的陀螺仪是MEMS陀螺仪，加速度计是MEMS加速度计，当然也可以是其他可 以适合设置在电子笔壳体内的陀螺仪和加速度计，这个模块也可以由陀螺仪或 加速度计或电子罗盘任意组合构成，使加速度和角速度的数据能够采集；在图4、 图3、图5中的陀螺仪(5-2、4-5、3-4)、加速度计(3-2、4-2)、磁阻计可以 是已将A/D转换芯片一起封装的，如果陀螺仪、加速度计、磁阻计本身没有连 接A/D芯片那么陀螺仪、加速度计、磁阻计的输出通常要先经另设的A/D模块 处理完成数模转换，转换后的数据可以存储在存储器里也可以经处理器以一定 的方式处理生成一定格式的文件，生成的文件可以保存在存储器中也可以经无 线通信连接其他智能终端存储或显示。书写部分包括笔头，为方便使用笔头可 以设置为可以更换。书写部分如图11、图10、图7、图6所示，包括压力传感 器(11-10、10-4、7-3、6-3)、笔头(11-14、10-2、7-2、6-2)、RFID模块(11-11、 10-5)、RF芯片(11-15、10-3)、镜头(11-13、)、感光元件(11-12、)，压力传 感器、RFID、感光元件的输出如需经A\D转换处理，则先经A\D转换处理再连 接处理器，对于固定笔头的结构如图6、图7所述可以不设置RFID，通过预置 事先将笔头的相关资料存储在存储器并供调用。

图3、图4、图5是图1、图2的笔迹感应模块的模块结构示意图，其中 陀螺仪是MEMS三轴陀螺仪(也可以是单轴陀螺仪)分别是3-4、4-5、5-2，加 速度计是MEMS加速度计，分别是图中的3-2、4-2，磁阻计是4-6所示，其在电 子笔内的整体连接参照图1、图2、图11。图6、图7、图10是书写部分的模块 结构示意图，是图1、图2的书写部分的模块结构图，在电子笔的整体的结构中 参照图11。图10、图11是图1、图2的改进的模块结构示意图。图11是图1、图2的扩展的模块结构示意图，这个图是一完整的模块结构示意图，图11由书 写部分和感应部分组成。每一部分可以根据产品的设计对具体的组成进行增减 以满足设计和设计使用要求。比如：处理器11-8、存储器11-5可以如图1所示 的一种节约资源的结构共用无线通信模块的处理器和存储器。

如图11所示，是一种电子笔的模块结构图，图中11-2是外接接口这个 接口可以是USB接口、可以是音频接口、视频接口、HDMI接口、I²C接口或如前 述任意2种或更多接口的混合接接口，外接接口可以是标准接口也可以是MINI 接口或非标接口。通过外接接口可以实现与外设的连接也可以有线连接显示屏、 触摸显示屏、分体式平板电脑的手持终端；11-3是卡槽，卡槽包括：SD卡、TF 卡、SIM卡插槽；11-4是显示屏，所述的显示屏可以是触摸显示屏；11-5是存 储器；11-6是电源，电源包括：无线供电、电池、无线充电、有线供电等结构，实际上可以根据产品设计选择其中一种或数种；11-7是一种无线通信模块或电 路，一种节省资源的方案是共用无线通信模块或电路的主控和存储器；11-8是 电子笔的处理器；11-9是笔迹感应模块，所述的笔迹感应模块具体来说包括图 3、图4、图5所示的结构，可以根据产品设计选择其中一种；11-10是压力传 感器，当笔头11-14安装好开始书写时笔头所受的压力被压力传感器感知，与 笔迹感应部分检测的角度信息经APP的处理生成书写时笔的角度和受力情况， 再结合笔头的相关资料经APP的处理可以生成还原笔迹或笔划，由于笔迹笔划 的每一点具有对应的坐标因此可以准确生成文字、绘图；11-11是RFID的感应 模块用于读取设置在笔头一定位置的RFID芯片所存储的笔头资料，所述的笔头 资料包括：笔尖部分的相关材质、材质特性、规格、笔头内颜料的色彩等等； 11-2是感光元件、11-13是镜头，镜头可以摄取笔头的外源性颜料如水彩、油 画颜料、国画颜料的颜色包括书写或绘图工程中笔头颜色的变化，感光元件可 以对镜头传递光线的颜色作出感应因此使用感光元件的光电信号生成相应笔划 的色彩；11-14是笔头，包括铅笔、钢笔、圆柱笔、原子笔、水性笔、油性笔、 毛笔、水彩笔、油画笔、电磁笔、电容笔、电子笔也包括特殊的结构，如：各 种规格的雕刻刀、各种手术刀或其他结构。当电子笔的书写部分为手术刀刀片 时，就成为一种新型的手术刀，所述的新型手术刀在手术中可以真实记录医生 的操作，如：切割的力度、角度、速度、切割的位置、切割的深度长度，便于 准确还原手术的过程，便于检讨和研究对改善手术或实现自动化或远程手术有 重大的意义；同理，当笔头更换为雕刻刀时也可以记录和还原雕刻过程便于对 雕刻的手法进行检讨和研究，同理也可以包括：各种手工工具。基于前述，本 发明的新型电子笔的笔头可以更换不同的结构实现在不同领域应用，这些应用 同理都包括对线速度、角速度及压力的传感，在此基础上包含了RFID的应用， 这些应用硬件上同理包括陀螺仪、加速度计、压力传感器(或拉力、扭力传感 器)、RFID芯片、RFID感应模块，组成了可以手持的硬件设备。

由于采用了上述方案，本发明的新型电子笔，通过设置陀螺仪、加速度 计、磁阻计(罗盘)等设备可以在二维平面或三维物体或空间绘制或书写二维 或三维图形或文字，或测绘图形或物体的二维或三维尺寸。由于所述的新型电 子笔可以获获取笔头的颜色信息或可以设置镜头，可以获获取笔头的颜色或外 源性颜料的颜色因此可以绘制或书写彩色文字或图形。所述的新型电子笔不但 可以在触摸屏或触摸显示屏(包括电磁屏、电容屏、电阻屏)上进行书写或绘 图，还可以在纸张、白板等二维或三维物体上书写或绘图并在显示屏上同步显 示文字或图形和保存文字或图形，因此非常适于在展示、学术、商务、教学、 美术、广告、医疗、工程等等不同领域的应用和日常应用。本发明所述的新型 智能终端可以去掉价格昂贵的触摸屏，可以去除影响输入速度的键盘、鼠标， 使得新型智能终端有更低的价格和轻薄便携的体积和更方便携带。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或 间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型电子笔，所述的电子笔包括：书写部分和笔迹感应部分，即包括：笔头、压力传感器、笔迹感应模块、电源等组成，其特征在于：

1.所述的书写部分设有压力传感器；还包括以下任意一项或任意项组合的技术特征：

1.1.所述的电子笔，包括各种笔头；

1.2.基于1.1所述的笔头包括特殊的结构；

1.3.所述的电子笔存储有笔头规格资料；

1.3-1.基于1.3所述，所述的笔头规格资料存储于RFID；

2.所述的笔迹感应部分包括：笔迹感应模块或笔迹感应单元，所述的笔迹感应模块或笔迹感应单元包括以下一项或任意项组合的技术特征：

2.1-1.陀螺仪，所述的陀螺仪包括：电子陀螺仪、压电陀螺仪、微机械陀螺仪、光纤陀螺仪、激光陀螺仪或其他可以设置在电子笔壳体内的陀螺仪；

2.1-2.如2.1-1.所述的陀螺仪可以是MEMS陀螺仪；

2.2.加速度计；

2.2-1.如2.2所述的加速度计可以是MEMS加速度计；

2.3.磁阻芯片；

2.4.重力感应模块或单元；

2.5.电子罗盘；

与所述电子笔连接的智能终端设有坐标校准校验位置，校准或校验电子笔的坐标原点和坐标系，所述的电子笔和连接的智能终端具有相同的坐标原点和坐标系，或者所述的电子笔本身就是智能终端，电子笔在书写媒介确定坐标原点和坐标系；

如上述的电子笔，由所述的位移传感器，对电子笔的直线或旋转运动进行测量，得到直线、旋转运动的位移参数，所述电子笔的坐标原点和所述的位移参数结合得到电子笔笔尖的坐标数据，与所述的新型电子笔连接的智能终端利用所述的坐标数据形成相应的功能；或者，电子笔的笔迹或笔划具有坐标数据，每一笔划间具有相应的确定关系，压力传感器捕捉的压力数据、电子笔的坐标数据、笔头规格资料，传输到与新型电子笔连接的智能终端或者新型电子笔内置的处理器处理形成相应的功能；包括：

运笔时，笔尖所受的压力由压力传感器捕捉，所述压力持续时间内获得的电子笔坐标数据，判断为有效的笔迹或笔划的坐标数据，与所述电子笔连接的智能终端或电子笔据此有效坐标数据形成相应的电子文件；

或者触摸输入时，当电子笔笔尖点击智能设备显示的画面的一个位置，所述笔尖与该位置具有相同的坐标数据，触发该位置的人机对话功能。

2.一种新型智能终端，所述的智能终端包括：平板电脑、智能手机、笔记本电脑、分体式平板电脑、台式电脑，所述的智能终端包括：处理器、存储器、显示屏，其特征在于：所述的智能终端连接如权利要求1所述的新型电子笔作为触摸输入设备，还包括以下任意一项或任意项组合的技术特征：

2.0.所述的电子笔可以用于触摸输入；

2.1.所述的新型智能终端不必设置触摸屏；

2.2.所述的电子笔可以代替键盘、鼠标；

2.2-1.基于2.2.所述，所述的新型智能终端不必设置鼠标；

2.2-2.基于2.2所述，所述的新型智能终端不必设置键盘；

2.3.所述的电子笔可以用来扫描实物并生成相应的三维图像和尺寸；

2.4所述的电子笔可以记录行走/运行的路径和海拔坐标；

2.5.所述电子笔和智能终端设有相同的坐标和坐标原点；

2.6.没有技术特征。

3.如权利要求1或2所述的新型电子笔、智能终端，具有相同的坐标原点，其特征在于：包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

3.1.智能终端设有坐标校准校验位置；

3.2.如3.1.所述的坐标校准校验位置设置在智能终端的显示器上；

3.3.如3.1或3.2所述的坐标原点校验校准位置是一个孔，孔内设有一开关，笔尖插入孔内触发开关，开始校准校验；

3.4.如3.1或3.2所述的坐标原点校验校准位置是一个槽，电子笔放入槽内，可以开始校准校验；

3.5.如3.1或3.2所述的坐标原点校验校准位置是虚拟位置，位置可以根据APP确定；

3.6.智能终端的表面不必设置电容触摸屏；

3.7.使用所述的电子笔获得的书写、绘图和或测绘对应的电子文件，包含每一笔划的坐标数据；

3.8.书写时可以重新标定原点和坐标轴。

4.如权利要求1、2或3所述的新型电子笔，其特征在于：所述的新型电子笔包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

4.1在包括：平面或三维物体上书写、绘图；

4.2对三维物体扫描生成三维图像、尺寸、坐标；

4.2-1.所写的文字、绘图或三维图像和尺寸、坐标可以存储为一定格式的文档，所述的书写部分设有笔头，所述的笔头任意包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

A.设有RFID标签；

A-1.RFID标签提供笔头的规格资料供RFID感应模块感应读取；

B.如A-1.所述的笔头规格资料包括如下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

B-1.笔头材料；

B-2.笔头材料特性；

B-3.笔头几何尺寸；

B-4.笔头的颜色；

B-4-1.所述笔头的颜色是笔头的内源性颜色。

5.如权利要求1、2、3或4任意项所述的新型电子笔，其特征在于：所述的电子笔的笔迹感应部分设有无线通信电路或模块，还任意包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

5.1.设有电源，所述的电源可以任意包括以下特征：

5.1-1.所述的电源是电池；

5.1-2.如5.1-1所述的电池设置在新型电子笔的壳体内；

5.1-3.如5.1-1.所述的电池是可充电电池或不可充电电池；

5.1-4.所述的电源是无线电力传输单元；

5.1-5.所述的电源含无线充电电路或模块；

5.2.设有处理器；

5.3.设有存储器；

5.4.设有RFID感应电路；

5.5.设有RFID感应模块。

6.如权利要求1、2、3、4或5任意项所述的新型电子笔，其特征在于：所述的书写部分设有笔头，所述的笔头包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

6.1.所述的笔头是铅笔；

6.2.如6.1所述的铅笔是可以换笔芯的铅笔；

6.3.所述的笔头是钢笔；

6.4.所述的笔头是原子笔；

6.5.所述的笔头是油性笔；

6.6.所述的笔头是水性笔；

6.7.所述的笔头是毛笔；

6.8.所述的笔头是水彩笔；

6.9.所述的笔头是油画笔；

6.10.所述的笔头是电容笔；

6.11.所述的笔头是电阻笔；

6.12.所述的笔头是电磁笔；

6.13.所述的笔头是白板笔；

6.14.所述的笔头设有RFID；

6.15.所述的书写部分设有压力传感器或模块；

6.16.所述的压力传感器是MEMS压力传感器；

6.17.所述的笔头书写或绘图时受的压力经压力传感器测量后产生的信号可以经无线通信模块传输到主处理器；

6.18.所述的书写部分设有镜头，镜头的光路上设有感光元件；

6.19.如6-18所述的感光元件可以是CCD或C-MOS；

6.20.如6.18或6.19所述的感光元件用于捕捉附着在笔头的染料的色彩；

6.20.上述所列的笔头部分可以更换；

6.21.笔头是特殊的结构；

6.21-1.如6.21所述的笔头是手术刀；

6.21-2.如6.21所述的笔头是雕刻刀；

6.21-3.如6.21所述的笔头包括各种手工工具。

7.如权利要求1、2、3、4或5任意项所述的新型电子笔，其特征在于：笔迹感应部分感应电子笔使用时的各种参数，特别的包括电子笔的角度的参数。

8.如权利要求1、2、3、4或5任意项所述的电子笔，其特征在于：所述的新型电子笔包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

8.1.所述的电子笔设有外接接口；

8.1-1.如8.1所述的外接口：是USB接口；

8.1-2.如8.1所述的外接口：是音频接口；

8.1-3.如8.1所述的外接口：是视频接口；

8.1-4.如8.1所述的外接口：是HDMI接口；

8.1-5.如8.1所述的外接口：是I²C接口；

8.1-6.如8.1所述的外接口：是前述任意2种或更多接口的混合接口；

8.1-7.如8.1、8.1-1、8.1-2、8.1-3、8.1-4、8.1-5或8.1-6所述的外接口：外接接口可以是标准接口也可以是MINI接口或非标接口；

8.2.新型电子笔通过上述的接口连接外设；

8.3.新型电子笔可以通过上述接口有线连接显示屏、触摸显示屏、分体式平板电脑的手持终端。

9.如权利要求1、2、3、4或5任意项所述的电子笔，其特征在于：所述的电子笔设有主控，还包括以下任意一项技术特征或任意项技术特征的组合：

9.1.所述的电子笔设有存储器；

9.2.所述的电子笔设有显示屏；

9.4.所述的电子笔设有电源结构；

9.4-1.所述的电源是：无线供电；

9.4-2.所述的电源是：无线充电；

9.4-3.所述的电源是：电池；

9.4-4.所述的电源是：有线供电；

9.5.所述的电子笔设有无线通信电路或模块

9.6.所述的电子笔连接显示屏；

9.7.所述的电子笔设有卡槽；

9.7-1.如9.7所述的卡槽是：SIM卡卡槽；

9.7-2.如9.7所述的卡槽是：SD卡卡槽；

9.7-3.如9.7所述的卡槽是：TF卡卡槽；

9.8.所述的新型电子笔是智能手机；

9.8-1.如9.8所述的电子笔任意具有上述任意项所述的技术特征；

9.9.如上述任意项所述的新型电子笔是分体式平板电脑的主机；

9.9-1.如9.9所述的电子笔任意具有上述任意项所述的技术特征；

9.10.如9.8、9.9任一项所述的电子笔同样具有权利要求1、2、3、4、6、7和/或8所述的技术特征；

9.11.没有技术特征。