CN107430460B - 数字笔、触摸系统及其提供信息的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种数字笔、触摸系统及其提供信息的方法。该触摸系统可以包括显示装置和具有电池的数字笔。该数字笔可以被配置为感测电池的电池状态，产生对触控笔相对于显示装置的位置加以指示的信号。该信号可以具有与电池状态相对应的频率，并且该信号被发送给显示装置。该显示装置可以被配置为接收该信号，分析该信号并获取触控笔的位置和电池状态。

Description

数字笔、触摸系统及其提供信息的方法
技术领域
示例性实施例的多个方面涉及一种数字笔、触摸系统及其提供信息的方法，更具体地，涉及一种产生具有与数字笔的状态信息相对应的频率的触摸信号的数字笔、触摸系统及其提供信息的方法。
背景技术
近来，触摸界面为用户提供了直观的环境。特别地，已经提供了各种触摸界面方法，包括与用户的手交互的触摸界面以及与数字笔结合操作的触摸界面。当数字笔能够产生对应于触摸输入的触摸信号时，数字笔被称为“有源”类型。有源数字笔通常需要便携式电源，例如电池，以产生触摸信号。
同时，传统数字笔不具有向配对设备提供与电池相关的信息的能力。因此，数字笔的电池状态对于配对设备而言很大程度上是未知的，直到数字笔不再运行。换句话说，只有当数字笔的电池被完全放电时，才能识别传统数字笔的电池状态，从而不利于用户便利。
因此，需要更方便有效地识别数字笔的状态信息，例如电池电量状态。
发明内容
问题的解决方案
示例性实施例的一个方面涉及一种数字笔或触控笔，其根据数字笔的状态信息产生具有不同频率的信号，并且将触摸信号提供给显示装置，使得用户可以更方便地检查数字笔的状态信息。还提供了一种触摸系统及其提供信息的方法。
根据示例性实施例，提供了一种包括显示装置和具有电池的触控笔的系统。触控笔可以被配置为感测电池的电池状态，产生对触控笔相对于显示装置的位置加以指示的信号，并将所述信号发送给显示装置，其中所述信号具有与电池状态相对应的频率。显示装置可以被配置为响应于接收到所述信号，分析所述信号并获取触控笔的位置和电池状态。
触控笔还可以感测触控笔的状态信息，产生具有与触控笔的状态信息相对应的频率的信号，并将第二信号发送给显示装置。所述状态信息可以包括触摸坐标、触摸压力或触控笔使用模式。
响应于指示电池的电池电压小于或等于预定值的电池状态，触控笔可以产生具有第一频率的信号，或者响应于指示电池电压大于预定值的电池状态，产生具有与第一频率不同的第二频率的信号。
响应于接收到具有第一频率的信号，显示装置可以输出指示触控笔的电池具有低电量的消息。
根据示例性实施例的一方面，提供了一种用于在包括触控笔和显示装置在内的触摸系统中提供信息的方法。该方法可以包括：感测触控笔中电池的电池状态，产生对触控笔相对于显示装置的位置加以指示的信号，并将所述信号从触控笔发送给显示装置，其中所述信号具有与电池状态相对应的频率。
该方法还可以包括：感测触控笔的状态信息，产生具有与触控笔的状态信息相对应的频率的信号，并将所述信号从触控笔发送给显示装置。所述状态信息可以包括触摸坐标、触摸压力或触控笔使用模式。
当电池状态指示电池的电池电压小于或等于预定值时，所述频率可以是第一频率，而当电池状态指示电池电压高于预定值时，所述频率可以是与第一频率不同的第二频率。
该方法还可以包括：响应于显示装置接收到具有第一频率的第一信号，由显示装置分析所述信号并获取电池的电池状态，并且输出指示触控笔的电池具有低电量的消息。
根据示例性实施例的一方面，提供了一种触控笔，包括：电池，对触控笔供电；传感器，被配置为感测所述触控笔的状态信息，所述状态信息包括所述电池的电池状态；信号发生器，被配置为产生对所述触控笔相对于显示装置的位置加以指示的信号，所述信号具有与所述电池状态相对应的频率；以及信号发送器，被配置为将所述信号发送给显示装置。
传感器还可以包括：比较器，被配置为将所述电池的电压电平与预定电压值进行比较。
所述信号可以是电磁干扰(EMI)信号，并且信号发生器可以包括：分频器，被配置为根据所述电池的电池状态将EMI信号划分为预定频率。
信号发生器可以包括：振荡电路，被配置为通过根据触控笔的电池状态切换振荡电路中包括的电容器来产生具有预定频率的EMI信号。
所述触控笔还可以包括：用户识别单元，被配置为识别数字笔的用户。信号发生器还可以被配置为产生具有与经由用户识别单元识别的用户相对应的频率的信号，并且信号发送器还可以被配置为将所产生的信号发送给显示装置。
所述触控笔还可以包括：输入单元，被配置为选择颜色模式。信号发生器还可以被配置为产生具有与经由输入单元选择的颜色模式相对应的频率的信号。信号发送器还可以被配置为将所产生的信号发送给显示装置。
根据示例性实施例的一方面，提供了一种用于提供触控笔的信息的方法。该方法可以包括：识别触控笔的用户，产生具有与所述用户的标识相对应的频率的信号，并将所述信号从触控笔发送给显示装置。
该方法还可以包括：通过将触控笔的电池电压与预定电压值进行比较来感测触控笔的电池的电池状态，产生具有与电池状态相对应的频率的信号，并将所述信号从触控笔发送给显示装置。
所述信号可以是经由分频器产生的EMI信号，其中分频器根据所述用户的标识将EMI信号划分为预定频率。
可以通过根据所述用户的标识切换振荡电路中包括的电容器而经由振荡电路产生EMI信号。
该方法还可以包括：识别触控笔的第二用户，产生具有与第二用户的第二标识相对应的第二频率的第二信号，并将第二信号从触控笔发送给显示装置。第二频率可以不同于第一频率。
该方法还可以包括：根据经由触控笔接收的用户命令来选择颜色模式，产生具有与所选颜色模式相对应的频率的信号，并将所述信号从触控笔发送给显示装置。
发明的有益效果
根据上述各种示例性实施例，数字笔可以向用户提供各种方便且易于使用的功能。
附图说明
通过参照附图描述特定示例性实施例，上述和/或其他方面将更加显然，在附图中：
图1是示出了根据示例性实施例的触摸系统的示图；
图2是示出了根据示例性实施例的数字笔的配置的框图；
图3是示出了根据示例性实施例的感测电池信息的传感器的配置的框图；
图4A是示出了根据示例性实施例的产生触摸信号的信号发生器的配置的框图；
图4B是示出了根据示例性实施例的产生触摸信号的信号发生器的电路的示图；
图5是示出了根据示例性实施例的显示装置的配置的框图；
图6A和图6B是示出了根据示例性实施例的由显示装置提供的电池信息用户界面(UI)的示图；
图7是示出了根据示例性实施例的用于提供关于数字笔的信息的方法的流程图；
图8是示出了根据示例性实施例的用于提供关于触摸系统的信息的方法的序列图；
图9A是示出了根据示例性实施例的数字笔的配置的框图；
图9B是示出了根据示例性实施例的数字笔的示图；
图10A和图10B是示出了根据各种示例性实施例的显示装置基于数字笔产生的触摸信号显示信息的示图；
图11是示出了根据示例性实施例的提供触摸系统的信息的方法的序列图；以及
图12A和图12B是示出了根据示例性实施例的具有按钮的数字笔的示图。
具体实施方式
将参考附图和详细说明来描述具体示例性实施例。然而，示例性实施例不必受限于具体实施例形式。相反，可以采用包括在本说明书的所公开的构思和技术范围内的修改、等同和替换。在描述示例性实施例时，省略了对公知技术的描述，以避免模糊示例性实施例。
在本公开中，诸如第一和第二等关系术语可以用于将一个实体与另一个实体区分开，而不必暗示这些实体之间的任何实际关系或顺序。
以下描述中使用的术语被提供用于解释具体的示例性实施例，而非意在限制。单数术语包括复数形式，除非另外指示。术语“包括”、“包含”、“被配置为”等用于指示存在特征、数字、步骤、操作、元素、部分及其组合，而不排除一个或多个特征、数字、步骤、操作、元素、部分及其组合的组合或添加的可能性。
在示例性实施例中，“模块”或“单元”执行至少一个功能或操作，并可以实现为硬件、软件或其组合。此外，除应当用特定硬件实现的“模块”或“单元”以外，多个“模块”或多个“单元”可以被集成到至少一个模块中并且可以被实现为至少一个处理器。
现在，将参照附图更详细地描述示例性实施例的特定方面。图1是示出了根据示例性实施例的触摸系统10的示图。触摸系统10包括数字笔100和显示装置200。数字笔100可以是被设计为模拟诸如笔或铅笔之类的传统书写工具的外观和感觉、同时添加了更复杂特征(例如，关于空间中的点产生和发送输入命令)的数字输入设备。数字笔100也可以被称为数字铅笔、触笔或触控笔。数字笔100的用户可以像握住笔或铅笔那样握住数字笔100，并且在诸如触摸屏或图形平板电脑之类的设备的感测表面上点击或书写，以提供用户对设备的输入。根据示例性实施例的一个方面，显示装置200可以用电子黑板来实现，但这仅是示例。显示装置200可以是电视、智能电视、台式计算机、膝上型计算机、移动设备、平板电脑、智能电话、可穿戴式计算设备、智能手表、监视器、信息亭等。
显示装置200可以使用从数字笔100接收的触摸信号来获取关于数字笔100触摸的点的触摸坐标。在本公开中，术语“触摸”及其变体可不仅适用于数字笔与显示器的表面进行物理接触的情况，而且还适用于数字笔可仅仅悬停在所述表面上的点上方、指向所述表面上的点或以其他方式在表面上指定点的情况。根据示例性实施例的一方面，数字笔100和显示装置200可以使用电磁干扰(EMI)信号来获取关于用户触摸的点的坐标。EMI信号也被称为射频干扰(RFI)信号。
具体地，显示装置200可以包括与显示装置200的显示屏的表面区域基本上平行布置的传感器片(也称为“数字化仪”)，以感测从数字笔100输出的EMI触摸信号。因此，显示装置200可以在传感器片上识别这样的点：当数字笔100与该点接触、悬停在该点上方或指向该点时感测到从数字笔100发射的EMI触摸信号。根据实施例的一方面，EMI触摸信号可以具有200-300KHz范围内的射频。
具体地，数字笔100可以感测数字笔100的状态信息，并产生具有与状态信息相对应的频率的触摸信号。根据示例性实施例的一方面，数字笔100可以检测对数字笔100供电的电池的电量状态，产生具有与数字笔100的电池电量状态相对应的频率的触摸信号，然后将产生的触摸信号发送给显示装置200。具体地，如果数字笔100的电池电压大于或等于预定值，则数字笔100可以产生具有第一频率的第一触摸信号，而如果电池电压小于预定值，则数字笔100可以产生具有第二频率的第二触摸信号。信号还可以指示触控笔相对于显示装置200的位置。位置可以由一个或多个坐标表示。可以通过除了改变信号的频率之外的方式将位置编码为信号。然后，数字笔100可以将第一触摸信号或第二触摸信号输出到显示装置200。
显示装置200可以基于从数字笔100输出的触摸信号来获取关于数字笔100触摸的点的触摸信息和数字笔100的状态信息。具体地，显示装置200可以基于获取的触摸信息在触摸点处显示诸如点、光标、指针、十字准线等的图形对象，并且基于获取的数字笔100的状态信息执行一个或多个附加动作。当显示装置200从数字笔100接收到包括数字笔100的电池信息的触摸信号时，显示装置200可以基于触摸信号获取数字笔100的电池信息，并且在图形用户界面(GUI)中提供图形元素以将电池信息传达给显示装置200的用户。例如，图形元素可以显示在显示装置200的显示屏上。
因此，根据上述示例性实施例，用户可以更容易方便地检查数字笔的状态。
下文中，将参考图2至图4B描述根据示例性实施例的数字笔100。图2是示出了根据示例性实施例的数字笔100的配置的框图。如图2所示，数字笔100可以包括传感器110、信号发生器120、信号发送器130和控制器140。图2所示的每个组件可以用硬件电路或处理器、存储在计算机可读介质中的软件模块或者硬件和软件组件的组合来实现。
传感器110可以感测数字笔100的状态信息。具体地，传感器110可以感测数字笔100的电池信息。电池信息可以包括电池电压、预期电池寿命、剩余电池寿命、电池类型等。传感器110可以感测数字笔100的电池电压如何与预定电压进行比较。预定电压可以是对于数字笔100的正常操作所需的最小电压电平或阈值电压电平。备选地，阈值电压电平可以略高于或低于数字笔100所需的最小电压电平。状态信息还可以包含诸如压力敏感度的关于笔输入的信息。
同时，在以上示例性实施例中，传感器110或控制器140可以将电压电平进行比较以确定数字笔100的电压电平是否大于参考电压，但这仅是示例。根据示例性实施例的一方面，可以将根据电池信息的数字笔100的电压电平与多个参考电压进行比较。换言之，数字笔100的电池信息可以划分为多个阶段并提供给用户。传感器110可以包括多个比较器并将数字笔100的电池电压与多个参考电压进行比较。例如，传感器100可以将数字笔100的电池电压与第一参考电压(例如，0.8V)和第二参考电压(例如，0.4V)进行比较。作为另一示例，如果电池电压等于或低于0.4V，则数字笔100的电池电平可以被认为是阶段1，如果电池电压高于0.4V且等于或低于0.8V，则被认为是阶段2，并且如果电池电压高于0.8V，则被认为是阶段3。
另外，在以上示例性实施例中，传感器100可以将数字笔100的电池电压与参考电压进行比较，但这仅是示例。传感器100可以感测数字笔100本身的当前电池电压。
信号发生器120可以产生具有与数字笔100的状态信息相对应的频率的触摸信号。状态信息可以基于传感器110感测到的信息来确定。特别地，信号发生器120可以产生具有与传感器110感测到的数字笔100的电池信息相对应的频率的EMI触摸信号。
具体地，如果传感器110确定数字笔100的当前电池电压大于或等于参考电压，则信号发生器120可以产生具有第一频率(例如，250KHz)的第一EMI触摸信号，而如果传感器110确定数字笔100的电池电压小于参考电压，则信号发生器120可以产生具有第二频率(例如，200KHz)的第二EMI触摸信号。
信号发生器120可以通过使用振荡器或晶体来改变EMI触摸信号的频率。例如，可以通过切换LC振荡电路中包括的电容来改变EMI触摸信号的频率。
信号发送器130可以发射由信号发生器120产生的EMI触摸信号，使得该信号可以被其他设备检测。具体地，信号发送器130可以将EMI触摸信号无线地发送给显示装置200。EMI信号可以承载数字笔100的状态信息，包括坐标、压力信息、电池信息等。
控制器140可以控制数字笔100的总体操作。换言之，控制器140可以控制传感器110、信号发生器120、信号发送器130以及数字笔100的其他组件，以使它们执行上述关于传感器110、信号发生器120和信号发送器130的各种动作。控制器140可以包括中央处理单元(CPU)、诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存等的计算机可读存储介质以及各种通信接口。计算机可读存储介质可以存储被配置为操作数字笔100的其他组件的指令或逻辑。特别地，控制器140可以控制信号发生器120基于数字笔100的电池信息产生触摸信号。具体地，如果数字笔100的电池信息指示数字笔100的电池电压大于或等于参考电压，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第一频率的第一EMI触摸信号，而如果数字笔100的电池信息指示数字笔100的电池电压小于参考电压，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第二频率的第二EMI触摸信号。
即使在上述示例性实施例中使用一个参考电压来产生具有不同频率的两个EMI触摸信号，在这方面的公开也是有限的。可以使用多于两个参考电压来产生三个或更多个EMI触摸信号。例如，如果当前电池电压大于或等于第一参考电压，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第一频率的第一EMI触摸信号。类似地，如果当前电池电压小于第一参考电压且大于或等于第二参考电压，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第二频率的第二EMI触摸信号。最后，如果当前电池电压小于第一参考电压和第二参考电压，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第三频率的第三EMI触摸信号。
另外，控制器140可以控制信号发生器120根据传感器110感测到的电池电压产生具有不同频率的触摸信号。例如，如果传感器110感测到的电池电压为1.5V，则控制器140可以控制信号发生器120产生300MHz的EMI触摸信号，如果传感器110感测到的电池电压为1.0V，则控制器140可以控制信号发生器120产生200MHz的EMI触摸信号，并且如果传感器110感测到的电池电压为0.5V，则控制器140可以控制信号发生器120产生100MHz的EMI触摸信号。
尽管在上述示例性实施例中控制器140基于作为数字笔100的状态信息的电池信息产生EMI触摸信号，但是本公开不限于此。控制器140可以基于数字笔100的其他信息产生EMI触摸信号。例如，控制器140可以基于数字笔100的使用模式信息(例如，“空闲”、“悬停”、“接触”、“按下”、“书写”、“擦除”等)、用户信息等产生EMI触摸信号。换言之，如果数字笔100处于第一模式(例如，书写模式)，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第一频率的第一EMI触摸信号，如果数字笔100处于第二模式(例如，擦除模式)，则控制器140可以控制信号发生器120产生具有第二频率的第二EMI触摸信号。
控制器140还可以控制信号发送器130将产生的EMI触摸信号发送给显示装置200。
根据上述和其他示例性实施例，数字笔100可以使用触摸信号将数字笔100的状态信息提供给显示装置200，而不需要产生单独的信号。
图3是示出了根据示例性实施例的感测电池信息的传感器110的配置的框图。
传感器110可以包括比较器111，其将数字笔100的当前电池电压与预定参考电压(例如，0.4V)进行比较。如上所述，一个或多个比较器可以串联连接以将电池电压与多个参考电压进行比较。可选地，传感器110可以包括与门113，以将比较器111的输出与诸如数字笔100的特定使用状态之类的附加输入(例如，“悬停”模式)相结合。随后，比较器111或可选的与门113的输出可以激活或停用确定传感器110的输出电压的开关。
图4A是示出了根据示例性实施例的产生触摸信号的信号发生器120的配置的框图。
在该示例性实施例中，可以使用振荡器或晶体来改变EMI触摸信号的频率。如图4A所示，信号发生器120可以包括EMI触摸信号发生器121和分频器123。EMI触摸信号发生器121可以使用振荡器或晶体产生具有特定频率的EMI触摸信号。例如，EMI触摸信号发生器121可以使用振荡器或晶体产生具有600KHz频率的EMI触摸信号。分频器123可以根据分频比对EMI触摸信号发生器121产生的EMI触摸信号进行划分，并将划分的信号输出给信号发送器130。根据示例性实施例的一方面，分频器123可以在控制器140的控制下根据数字笔100的电池状态基于不同的分频比来划分EMI触摸信号。例如，如果传感器110感测到数字笔100的当前电池电压大于或等于参考电压，则分频器123可以按照2:1的分频比来划分EMI触摸信号，并输出300KHz的EMI触摸信号。在另一示例中，如果传感器110感测到数字笔100的当前电池电压小于参考电压，则分频器123可以按照3:1的分频比来划分EMI触摸信号，并输出200KHz的EMI触摸信号。
图4B是示出了根据示例性实施例的产生触摸信号的信号发生器120的电路的示图。在该示例性实施例中，可以使用LC振荡电路来改变EMI触摸信号的频率。首先，包括在信号发生器120中的LC振荡电路可以产生具有预定频率的EMI触摸信号。根据示例性实施例的一方面，LC振荡电路可以在控制器140的控制下控制连接到多个电容器410的多个开关420，并改变EMI触摸信号的频率。多个电容器410可以具有不同程度的电容，使得根据多个开关420中的哪些开关被激活，不同的电容器将并联连接以产生“VDD_IN TP”和“TP V_OUT”之间的整体电容。具体地，如果传感器110感测到数字笔100的当前电池电压大于或等于参考电压，则LC振荡电路可以接通所有多个开关420，相反，如果传感器110感测到数字笔100的当前电池电压小于参考电压，则LC振荡电路可以断开多个开关420中的至少一个。因此，当感测到数字笔100的当前电池电压大于或等于参考电压时，LC振荡电路可以产生具有第一频率的EMI信号，而当感测到数字笔100的当前电池电压小于参考电压时，LC振荡电路可以产生具有第二频率的EMI触摸信号。
尽管图4B示出了开关连接到多个电容器410中的每一个，但这仅是示例。多个开关420中的每一个可以连接到多个电容器410中的一个、仅一些或全部。
图5是示出了根据示例性实施例的显示装置200的配置的框图。
如图5所示，显示装置200包括图像接收器210、图像处理器220、显示器230、音频输出单元240、存储器250、通信器260、触摸信号传感器270、输入单元280和控制器290。
图像接收器210可以从其他设备接收各种类型的图像内容。具体地，图像接收器210可以接收来自外部广播站的广播内容、来自外部装置(例如，数字通用盘(DVD)播放器等)的图像内容或来自外部服务器的视频点播(VOD)内容。
图像处理器220可以对从图像接收器210获取的图像数据执行图像处理。图像处理器220可以对图像数据执行各种类型的图像处理，例如解码、缩放、噪声滤除、帧速率转换、分辨率转换等。
显示器230可以显示从图像接收器210接收的图像内容和/或由图形处理器293处理的各种图形用户界面元素。具体地，显示器230可以根据从数字笔100接收的触摸输入来显示图形对象或移动显示的图形对象。显示器230可以是例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器等。
音频输出单元240可以不仅输出音频处理器处理的各种音频数据，还输出各种警报声音和语音消息。
存储器250可以存储用于驱动显示装置200的各种模块。例如，存储器250可以存储软件指令，所述指令包括基础模块、感测模块、通信模块、呈现模块、web浏览器模块和服务模块。基础模块可以指处理从显示装置200中包括的每个硬件组件发送的信号并将处理后的信号发送给上层模块的基本模块。感测模块可以从各种传感器收集信息，并且分析和管理收集的信息。感测模块还可以包括人脸识别模块、语音识别模块、运动识别模块、近场通信(NFC)识别模块等。呈现模块可以在显示屏上组成图形元素，并且可以包括用于再现和输出多媒体内容的多媒体模块和用于UI和图形处理的UI渲染模块。通信模块可实现与外部设备的通信。Web浏览器模块可以实现web浏览以访问web服务器。服务模块可以包括用于提供各种服务的各种应用。
如上所述，存储器250可以包括各种程序模块，但是根据显示装置200的类型和特征，可以省略或替换上述一些程序模块，并且可以添加迄今未讨论的其他模块。例如，如果显示装置200是平板计算设备，则基础模块还可以包括用于基于全球定位系统(GPS)坐标来确定设备的位置的位置确定模块，并且感测模块还可以包括用于感测用户操作的模块。
另外，存储器250可以将触摸信号的频率与数字笔100的状态信息进行映射，并存储映射信息。例如，存储器250可以将EMI触摸信号的频率与数字笔100的电池信息进行映射，并存储映射信息。
通信器260可以根据各种类型的通信方法和协议与各种类型的外部装置进行通信。通信器260可以包括各种通信模块或芯片，例如Wi-Fi模块、蓝牙模块、NFC模块、无线通信模块等。Wi-Fi模块、蓝牙模块和NFC模块可以分别根据Wi-Fi协议、蓝牙协议和NFC协议进行通信。NFC模块可以是根据使用各种射频识别(RFID)频带(例如，135kHz、13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz等)中的13.56MHz频带的NFC协议进行操作的集成电路。当使用Wi-Fi模块或蓝牙模块时，可以首先交换诸如服务集标识符(SSID)和会话密钥的各种连接信息，并且可以使用连接信息来建立通信。然后，可以交换各种信息。无线通信模块可以指根据各种通信标准和协议(例如，电气与电子工程师协会(IEEE)、Zigbee、第三代(3G)、第三代合作伙伴计划(3GPP)、长期演进(LET)等)执行通信的集成电路。
触摸信号传感器270可以感测数字笔100输出的触摸信号。具体地，触摸信号传感器270可以包括用于感测数字笔100输出的EMI信号的传感器片。因此，触摸信号传感器270可以将在传感器片中感测到EMI信号的点识别为数字笔100触摸的点。
尽管在上述示例性实施例中触摸信号传感器270使用EMI信号来感测触摸坐标，但是本公开不限于此。可以通过使用从数字笔100输出的射频(RF)信号、红外(IR)信号、超声波信号或静电信号来感测触摸坐标。
输入单元280可以检测和接收各种用户操控以控制显示装置200。具体地，输入单元280可以被实现为各种输入装置(例如遥控器、语音输入单元、运动输入单元、指向设备等)以便接收用户命令或操纵。
控制器290可以使用存储器250中存储的各种程序来控制显示装置200的整体操作。
如图5所示，处理器290可以包括RAM 291、ROM 292、图形处理器293、CPU 294、第一接口295-1至第n接口295-n(统称为“295”)以及总线296。在这种情况下，RAM 291、ROM 292、图形处理器293、CPU 294以及第一至第n接口295可以通过总线296相互连接。
ROM 292可以存储用于引导系统的命令集。当接收到开启命令并被供电时，CPU294可以根据ROM 292中存储的命令将存储在存储器250中的关于操作系统(OS)的程序指令复制到RAM 291中，并通过执行OS来启动系统。当引导序列完成时，CPU 294可以将存储器250中存储的各种应用程序复制到RAM 291中，并且通过执行复制到RAM 291中的应用程序来执行各种操作。
图形处理器293可以通过使用计算器和渲染器来产生包括各种图形对象(例如，图标、图像、文本等)的屏幕图像。计算器可以基于从输入单元280接收的控制命令，根据屏幕的布局来计算将要显示的图形对象的属性值，例如坐标值、形状、大小、颜色等。渲染器可以基于由计算器计算的属性值来产生包括对象的各种布局的屏幕。由渲染器产生的屏幕图像可以显示在显示器230的显示区域上。
CPU 294可以访问存储器250，并使用存储器250中存储的OS执行引导序列。此外，CPU 294可以使用存储器250中存储的各种程序、内容、数据等执行各种操作。
第一至第n接口295可以与上述各种组件连接。第一至第n接口295之一可以是可经由网络与外部设备通信的网络接口。
同时，控制器290可以通过分析从数字笔100输出的触摸信号来获取关于数字笔100触摸的点和数字笔100本身的状态信息。特别地，控制器290可以通过分析触摸信号的频率来获取数字笔100的状态信息。具体地，如果触摸信号的频率是第一频率，则控制器290可以获取与第一频率相对应的状态信息，并且如果触摸信号的频率是第二频率，则控制器290可以获取与第二频率相对应的状态信息。
作为说明，如果EMI触摸信号的频率为250KHz，则控制器290可以确定数字笔100的电池电压大于或等于参考电压，并且如果EMI触摸信号的频率为200KHz，则控制器290可以确定数字笔100的电池电压小于参考电压。特别地，如图6A所示，如果确定电池电压小于参考电压，则控制器290可以控制显示器230在显示器230的一个区域中显示请求对电池充电的消息600。备选地或与上述内容结合，控制器290可以控制音频输出单元240输出请求对电池充电的语音消息。
根据示例性实施例的一方面，如果EMI触摸信号的频率为200KHz，则控制器290可以确定数字笔100的相应电池电压为10V。另外，如图6B所示，控制器290可以控制显示器230显示包含关于当前电池电平的信息在内的消息610。备选地或与上述内容结合，控制器290可以控制音频输出单元240输出告知当前电池电压的语音消息。
尽管在上述示例性实施例中显示装置200被描述为感测包括电池信息的触摸信号并输出电池信息，但是本公开不限于此。显示装置200可以感测包括数字笔100的其他信息在内的触摸信号，以提供其他信息或执行与这种信息相对应的功能。
图7是示出了根据示例性实施例的用于提供关于数字笔100的信息的方法的流程图。
数字笔100可以感测数字笔100的状态信息(S710)。数字笔100可以确定电池信息是否指示数字笔100的电池电压大于或等于预定值。
数字笔100可以产生具有与状态信息相对应的频率的触摸信号(S720)。具体地，如果数字笔100的电池大于或等于预定值，则数字笔100可以产生具有第一频率的第一触摸信号，而如果数字笔100的电池小于预定值，则数字笔100可以产生具有第二频率的第二触摸信号。
数字笔100可以将产生的触摸信号发送给显示装置200(S730)。
图8是示出了根据示例性实施例的用于提供关于触摸系统10的信息的方法的序列图。
首先，数字笔100可以感测数字笔100的状态信息(S810)。状态信息可以包括数字笔100的电池信息。数字笔100可以产生具有与数字笔100的状态信息相对应的频率的触摸信号(S820)。数字笔100可以将触摸信号发送给显示装置200(S830)。
显示装置200可以分析触摸信号(S840)，并获取关于数字笔100触摸的点的触摸信息和数字笔100的状态信息(S850)。显示装置200可以基于触摸信息显示图形对象，并输出数字笔100的状态信息。
尽管图8描述了触摸信号是EMI触摸信号，但是本公开不限于此。触摸信号可以用其他方式来实现。例如，触摸信号可以用RF信号、IR信号或超声信号来实现。
具体地，如果触摸信号是RF信号，则信号发生器130可以通过根据数字笔100的状态信息对RF触摸信号进行调制来产生RF触摸信号。在这种情况下，信号发生器130可以使用幅移键控(ASK)调制方法、频移键控(FSK)调制方法等对RF信号进行调制。如果使用ASK调制方法，则信号发生器130可以通过对RF触摸信号的幅度进行调制来产生包括与电池信息相对应的数据(例如，“1010”)在内的RF触摸信号。如果使用FSK调制方法，则信号发生器130可以通过对RF信号的频率进行调制来产生包括与电池信息相对应的数据(例如，“1010”)在内的RF触摸信号。显示装置200不仅可以接收RF触摸信号以获取关于数字笔100触摸的点的触摸信息，还可以使用包括在RF触摸信号中的数据来检查数字笔100的电池信息。
如果触摸信号是IR信号，则信号发生器130可以根据数字笔100的状态信息将数据插入IR触摸信号。具体地，如果确定数字笔100的电池电压小于预定值，则信号发生器130可以通过将第一数据(例如，“101010”)插入IR触摸信号来产生IR触摸信号，并且如果确定数字笔100的电池电压大于预定值，则信号发生器130可以通过将第二数据(例如，“101111”)插入IR触摸信号来产生IR触摸信号。
如果触摸信号是超声信号，则信号发生器130可以通过根据数字笔100的状态信息改变超声信号的频率来产生超声触摸信号。具体地，如果确定数字笔100的电池电压大于或等于预定值，则信号发生器130可以产生具有第一频率的超声触摸信号，并且如果确定数字笔100的电池电压小于预定值，则信号发生器130可以产生具有第二频率的超声触摸信号。
如果触摸检测方法是电容方法，则信号发生器130可以通过根据数字笔100的状态信息改变由数字笔100提供的电容来产生触摸信号。换言之，如果确定数字笔100的当前电池电压小于参考电压，则信号发生器130可以通过将电容升高到高于正常状态的电容来产生触摸信号。
换言之，根据上述各种触摸方法，可以根据状态信息产生触摸信号。因此，数字笔100可以将关于数字笔100的信息发送给显示装置200，而不必产生单独的信号。
另外，当数字笔100使用多种触摸方法时，可以应用上述各种技术特征。具体地，当数字笔100处于悬停状态时(即，当数字笔100被放置在距显示装置200的触摸表面的预定距离处而不与表面直接接触时)，可以使用EMI触摸信号，而当数字笔100处于直接接触的状态时，可以使用IR触摸信号。在这种示例中，当数字笔100处于悬停状态时，信号发生器130可以通过根据数字笔100的状态信息改变EMI触摸的频率来产生EMI触摸信号，并且如果数字笔100处于直接触摸状态时，则信号发生器130可以将与数字笔100的状态信息相对应的数据插入IR触摸信号。
尽管在上述示例性实施例中电池信息被视为数字笔100的状态信息的示例，但是本公开不限于此。可以通过使用数字笔100的其他类型的信息来产生触摸信号。下文中，将参考图9A至图12B描述使用数字笔100的其他类型的信息产生触摸信号的示例性实施例。
图9A是示出了根据示例性实施例的数字笔900的配置的框图。
如图9A所示，数字笔900可以包括用户识别单元910、信号发生器920、信号发送器930和控制器940。关于与数字笔900的特征类似的数字笔100的哪些特征的描述也可以应用于数字笔900。例如，如将进一步描述的那样，数字笔900可以基本上与数字笔100相似，除了数字笔900独有的特征。
用户识别单元910可以识别数字笔900的用户。具体地，如图9B所示，用户识别单元910可以通过使用指纹识别单元910-1来识别用户，其中指纹识别单元910-1可以设置在数字笔900的下部朝向数字笔900的尖端，使得指纹识别单元910-1可以识别用户的指纹。备选地，用户识别单元910可以通过使用用户的语音、用户的虹膜、个人识别码(PIN)等来识别用户。
信号发生器920可以产生与识别的用户相对应的触摸信号。换言之，信号发生器920可以产生触摸信号，使得触摸信号具有与识别的用户相对应的频率。
信号发生器930可以将信号发生器920产生的触摸信号输出给显示装置200。
控制器940可以控制信号发生器920基于识别的用户信息产生触摸信号。具体地，如果通过用户识别单元910识别出预注册的用户(用户A)，则控制器940可以控制信号发生器920产生具有与用户A相对应的第一频率的第一触摸信号，并且如果通过用户识别单元910识别出预注册的用户(用户B)，则控制器940可以控制信号发生器920产生具有与用户B相对应的第二频率的第二触摸信号。控制器940还可以控制信号发送器930将产生的触摸信号发送给显示装置200。
显示装置200可以根据从数字笔900发送的触摸信号来识别数字笔900的用户。特别地，例如，如果显示装置200是电子黑板，并且数字笔900的用户是教师，则显示装置200可以通过分析触摸信号来配置根据识别的用户所定制的课程屏幕。具体地，如果识别出与第一触摸信号相对应的用户A，则显示装置200可以显示与用户A相对应的韩语课屏幕，如图10A所示。备选地，如果识别出与第二触摸信号相对应的用户B，则显示装置200可以显示与用户B相对应的数学课屏幕，如图10B所示。
在这些示例中，显示装置200还可以与学习者的进度、用户书写的内容等相对应的课程屏幕。
图11是示出了根据示例性实施例的提供触摸系统10的信息的方法的序列图。
首先，数字笔100可以获取用户信息(S1110)。具体地，如上所述，数字笔100可以通过使用指纹、虹膜、语音、PIN等识别用户，并获取与识别的用户相对应的用户信息。数字笔100可以产生具有与获取的用户信息相对应的频率的触摸信号(S1120)。具体地，如果识别出第一用户，则数字笔100可以产生具有第一频率的第一触摸信号，并且如果识别出第二用户，则数字笔100可以产生具有第二频率的第二触摸信号。数字笔100可以将产生的触摸信号发送给显示装置200(S1130)。
显示装置200可以分析触摸信号(S1140)。具体地，显示装置200可以通过分析触摸信号来识别数字笔100的用户。显示装置200可以基于分析结果显示与用户信息相对应的屏幕(S1150)。具体地，如果识别出第一用户，则显示装置200可以显示与第一用户相对应的屏幕，而如果识别出第二用户，则显示装置200可以显示与第二用户相对应的屏幕。
根据示例性实施例的一方面，数字笔100可以根据数字笔100的操作模式产生具有不同频率的触摸信号。具体地，如图12A所示，数字笔100可以在数字笔100的外表面上包括与各颜色相对应的一个或多个按钮。当用户选择带颜色的按钮之一时，数字笔100可以产生具有与所选择的颜色相对应的频率的触摸信号。例如，如果用户选择黑色，则数字笔100可以产生200kHz的EMI触摸信号，其是对应于所选颜色“黑色”的频率。备选地，如果用户选择红色，则数字笔100可以产生205kHz的EMI触摸信号，其是对应于所选颜色“红色”的频率。显示装置200可以通过分析触摸信号的频率来确定数字笔100的颜色模式，并且在触摸点处以与所确定的颜色模式相对应的颜色显示图形对象。因此，例如，如果用户正在使用在显示装置200上执行的绘图应用上的“绘制”工具绘制图像并按下数字笔100上分配给颜色“红色”的按钮，则显示装置200可以将绘图应用内的“绘制”工具的颜色改变为红色。
根据示例性实施例的一方面，如图12B所示，数字笔100可以在数字笔100的外表面上包括多个数字按钮。当用户选择多个数字按钮中的至少一个时，数字笔100可以根据与所选数字相对应的书写模式产生具有不同频率的触摸信号。例如，如果从多个数字按钮中选择数字1和3，则数字笔100可以转换为“5mm笔”书写模式，并产生具有与“5mm笔”书写模式相对应的频率的触摸信号。如果从多个数字按钮中选择数字1和2，则数字笔100可以将书写模式转换为“3mm笔”模式，并产生具有与“3mm笔”模式相对应的频率的触摸信号。如果从多个数字按钮中选择数字2和4，则数字笔100可以将书写模式转换为“删除”模式，并产生具有与“删除”模式相对应的频率的触摸信号。
因此，根据上述各种示例性实施例，数字笔100可以向用户提供各种方便且易于使用的功能。
同时，上述用于提供数字笔的信息的各种示例性实施例可以用软件程序实现并设置在显示装置或输入装置中。特别地，包括控制显示装置的方法在内的软件程序可以存储在非暂时性计算机可读介质中并设置在其中。
非暂时性可读介质指可以半永久性地存储数据且可被装置读取的介质，而不是短时存储数据的介质(例如，寄存器、缓存、内存等)。具体地，上述各种应用和程序可以在非暂时性记录介质(例如高密度盘(CD)、DVD、硬盘、固态驱动器(SSD)、蓝光盘、通用串行总线(USB)设备、存储卡、闪存、ROM等)中存储并提供。
前述示例性实施例和优点仅是示例性的，而不应理解为限制本发明。本发明的教导能够易于应用于其他类型的装置。此外，本公开的示例性实施例的描述意在说明性的而不是限制权利要求的范围，并且多种备选方案、修改和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。本文中使用词语“示例性”来表示“用作示例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面或设计不必解释为相比于其他方面或设计优选或者有利。此外，记载集合中的“至少一个”的权利要求语言表示集合中的一个成员或集合中的多个成员满足权利要求。

Claims (15)

1.一种触摸系统，包括：
显示装置；
触控笔，包括电池，所述触控笔被配置为：
感测所述电池的电池状态，
产生对所述触控笔相对于所述显示装置的位置加以指示的第一信号，所述第一信号具有第一频率，
响应于所述触控笔根据所述电池状态的电池电压大于或等于参考电压，根据第一分频比划分所述第一频率以产生具有第二频率的第二信号，
响应于所述触控笔根据所述电池状态的电池电压小于所述参考电压，根据第二分频比划分所述第一频率以产生具有第三频率的第三信号，以及
向所述显示装置发送所述第二信号和所述第三信号中的一个信号，
其中所述显示装置被配置为：接收所述第二信号和所述第三信号中的所述一个信号，分析所接收的信号并获取关于所述触控笔的位置和所述电池状态的信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔还被配置为：感测所述触控笔的状态信息，产生具有与所述触控笔的状态信息相对应的第四频率的第四信号，并向所述显示装置发送所述第四信号，
其中所述状态信息包括触摸坐标、触摸压力和触控笔使用模式中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一分频比是2:1，所述第二分频比是3:1。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述显示装置还被配置为响应于接收到具有所述第三频率的所述第三信号，输出指示所述触控笔的电池具有低电量的消息。
5.一种用于提供触控笔的信息的方法，包括：
由包括电池的触控笔感测所述电池的电池状态；
由所述触控笔产生对所述触控笔相对于显示装置的位置加以指示的第一信号，其中所述第一信号具有第一频率；
响应于所述触控笔根据所述电池状态的电池电压大于或等于参考电压，根据第一分频比划分所述第一频率以产生具有第二频率的第二信号；
响应于所述触控笔根据所述电池状态的电池电压小于所述参考电压，根据第二分频比划分所述第一频率以产生具有第三频率的第三信号；以及
从所述触控笔向所述显示装置发送所述第二信号和所述第三信号中的一个信号。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
由所述触控笔感测所述触控笔的状态信息；
产生具有与所述触控笔的状态信息相对应的第四频率的第四信号；以及
从所述触控笔向所述显示装置发送所述第四信号，
其中所述状态信息包括触摸坐标、触摸压力和触控笔使用模式中的至少一个。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一分频比是2:1，所述第二分频比是3:1。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
响应于所述显示装置接收到具有所述第三频率的所述第三信号：
由所述显示装置分析所述第三信号并获取所述电池的电池状态；以及
由所述显示装置输出指示所述触控笔的电池具有低电量的消息。
9.一种触控笔，包括：
电池，对所述触控笔供电；
传感器，被配置为感测所述触控笔的状态信息，所述状态信息包括电池电压；
信号发生器，被配置为产生对所述触控笔相对于显示装置的位置加以指示的第一信号，所述第一信号具有第一频率；
分频器，被配置为：
响应于所述电池电压大于或等于参考电压，根据第一分频比划分所述第一频率以产生具有第二频率的第二信号，
响应于所述电池电压小于所述参考电压，根据第二分频比划分所述第一频率以产生具有第三频率的第三信号，以及
信号发送器，被配置为向所述显示装置发送所述第二信号和所述第三信号中的一个信号。
10.根据权利要求9所述的触控笔，其中所述传感器还包括：
比较器，被配置为将所述电池的所述电池电压与所述参考电压进行比较。
11.根据权利要求9所述的触控笔，其中所述第一分频比是2:1，所述第二分频比是3:1。
12.根据权利要求9所述的触控笔，其中所述第一信号是电磁信号，并且
其中所述信号发生器包括：振荡电路，被配置为通过根据所述触控笔的所述电池电压切换所述振荡电路中包括的电容器来产生所述电磁信号。
13.根据权利要求9所述的触控笔，还包括：
用户识别单元，被配置为识别所述触控笔的第一用户，
其中所述信号发生器还被配置为产生具有与经由所述用户识别单元识别的第一用户的第一标识相对应的第四频率的第四信号，以及
其中所述信号发送器还被配置为向所述显示装置发送所述第四信号。
14.根据权利要求9所述的触控笔，还包括：
输入单元，被配置为接收与颜色模式相关联的输入，
其中所述信号发生器还被配置为产生具有与经由所述输入单元选择的颜色模式相对应的第四频率的第四信号，以及
其中所述信号发送器还被配置为向所述显示装置发送所述第四信号。
15.根据权利要求13所述的触控笔，其中所述用户识别单元还被配置为识别所述触控笔的第二用户，
其中所述信号发生器还被配置为产生与所述第二用户的第二标识相对应的第五信号到所述显示装置，
其中所述第五信号具有与所述第四频率不同的第五频率。
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