CN109976557A - 一种电磁笔 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种电磁笔,包括:壳体,壳体的底端设有开口,壳体的内部为容置部;电磁笔芯,笔芯的笔尖从开口伸出,用以在手写板上书写;压力传感器,设置于电磁笔芯的尾端,压力传感器包括硅胶和碳膜,硅胶与碳膜相对设置;处理器,与碳膜相连接,用于产生射电磁信号;数据接口,与处理器相连接,用于接收或传输电磁信号;电源,容置于容置部内,为处理器供电;在书写时,通过在笔尖施加不同的力度,改变硅胶和碳膜之间的接触面积,使接入电路的电阻发生改变,从而引起电磁信号的频率变化,进而在手写板上得到粗细不同的电子笔迹。

Description

一种电磁笔
技术领域
本发明涉及一种电磁手写技术领域,尤其涉及一种电磁笔。
背景技术
电磁笔是一种仿形的笔,一般用来代替手指对手机、平板电脑等产品的屏幕进行操作,是一种用于电磁感应式触摸板的辅助书写工具,电磁笔利用电磁触控技术,使得在纸张上书写的同时,记录下笔的电子轨迹,该电子轨迹可以记录书写的过程和内容。
电磁感应式触摸板是一种使用电磁技术的输入设备。例如:行动通讯装置、手写板、电磁式电子白板或绘图板等触摸板,当电磁笔在上述触摸板的触控面上书写时,电磁笔可发出特定频率的电磁信号,触摸板接收该电磁信号并将该电磁笔的位置、按键状态、频率变化等通过软件计算后显示在屏幕等显示设备上。
电磁笔可分为主动式电磁笔与被动式电磁笔两种,主动式电磁笔需要电池供电,被动式电磁笔则不需要电池供电。但现有的电磁笔结构复杂,且只具有简单的书写和点击的功能,书写得到的笔迹粗细相同,无法对书写笔迹进行真实的还原,无法满足电子签名这类应用的安全要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁笔,结构简单,电磁笔能够通过受力的大小产生不同频率的电磁波,从而在手写板上得到粗细不同的电子原始笔迹。
为实现上述目的,本发明提供了一种电磁笔,包括:
壳体,所述壳体的底端设有开口,所述壳体的内部为容置部;
电磁笔芯,所述笔芯的笔尖从所述开口伸出,用以在手写板上书写;
压力传感器,设置于所述电磁笔芯的尾端,所述压力传感器包括硅胶和碳膜,所述硅胶与所述碳膜相对设置;
处理器,与所述碳膜相连接,用于产生电磁信号;
数据接口,与所述处理器相连接,用于接收或传输电磁信号;
图像采集器,设置于所述开口处,与所述处理器和所述压力传感器相连接;图像采集器用于采集图像数据,发送给所述处理器;所述处理器还用于将所述图像数据解析为数字信号,生成传输数据包;
电源,容置于所述容置部内,为所述处理器供电;
在书写时,通过在所述笔尖施加不同的力度,改变所述硅胶和碳膜之间的接触面积,使接入电路的电阻发生改变,从而引起电磁信号的频率变化,进而在所述手写板上得到粗细不同的电子笔迹。
优选的,所述硅胶为锥形,所述锥形硅胶的顶部与所述碳膜相对设置。
优选的,所述碳膜包括上下两段,上下两段碳膜的具有相同的阻值。
优选的,所述电磁笔还包括音频播放器,与所述处理器相连;
所述处理器接收所述手写板发送的音频数据包,对所述音频数据包进行解析,得到音频数据;
所述音频播放器对所述音频数据进行播放。
优选的,所述电磁笔还包括音频采集器,与所述处理器相连;
所述音频采集器采集音频数据,发送给所述处理器;
所述处理器对所述音频数据进行语义识别,得到关键词;根据所述关键词产生相对应频率的电磁信号,发送给所述手写板。
优选的,所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口;所述有线数据接口具体为USB口,MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口;所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。
优选的,所述电磁笔还包括:图像采集器,设置于所述开口处,与所述处理器和所述压力传感器相连接;
所述图像采集器用于采集图像数据,发送给所述处理器;
所述处理器还用于将所述图像数据解析为数字信号,生成传输数据包。
优选的,所述电磁笔还包括:加密器,所述处理器通过所述加密器与所述数据接口相连接,所述加密器用于将所述传输数据包加密为加密传输数据包。
优选的,所述电磁笔还包括开关电路,与所述电源相连接。
优选的,所述电磁笔还包括感应线圈,缠绕所述电磁笔芯的前端。
本发明实施例提供的电磁笔,结构简单,电磁笔能够通过受力的大小产生不同频率的电磁波,从而在手写板上得到粗细不同的电子原始笔迹。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电磁笔的结构示意图;
图2a-图2c为硅胶与碳膜受力逐渐增大的状态示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的电磁笔的结构示意图。下面结合图1对本实施例提供的电磁笔的结构进行描述。如图1所示,本发明实的电磁笔包括壳体1、电磁笔芯2、压力传感器3、处理器4、数据接口(图中未示出)和电源5。
壳体1,通常包括两个可以扣和的壳体1,壳体1的内部为容置部10,用于容置其他器件;在壳体1的底端设有开口。
电磁笔芯2,容置于壳体1的容置部10内,电磁笔芯2的底部具有笔尖20,笔尖20壳体1底部的开口伸出,用以在手写板上书写,也就是产生笔画和笔顺,其中书写板是指电磁感应式触摸板,当电磁笔在上述触摸板的触控面上书写时,电磁笔可发出特定频率的电磁信号,触摸板接收该电磁信号并将该电磁笔的位置、按键状态、频率变化等通过软件计算后显示在屏幕等显示设备上。
压力传感器3,包括硅胶31和碳膜32;硅胶31设置于电磁笔芯2的另一端,硅胶31与碳膜32相对设置。其中,碳膜32由上下两段组成,上下两段不连接,且上下两段碳膜32的参数相同,具有相同的阻值;硅胶31为导电的弹性材质,采用锥形结构,锥形的尖端与碳膜32相对设置。在使用过程中,当碳膜32与导电硅胶31刚接触时,上下两段碳膜32阻值最大;当导电硅胶31与碳膜32的接触面积越来越大,上下两段碳膜32阻值越来越小;当导电硅胶31与碳膜32完全接触,上下两段碳膜32阻值最小。
处理器4,处理器4上设置有振荡电路,振荡电路与碳膜32相连接,当导电硅胶31与碳膜32之间接触,接触面积不同实现接入电路中阻值的变化,从而转化成振荡频率的变化。
数据接口,与处理器4相连接,用于接收或传输电磁信号;数据接口的作用是利用有线或无线方式传输数据给手写板或外部显示装置,因为有线方式比较稳定,不容易丢数据包。具体的,无线数据接口具体可以为USB口,MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口;因为无线方式比较方便,不用电缆连接,具体的,无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口为无线局域网通信,而通信接口可以利用2G、3G或者4G技术利用通信网络与上位机进行通信。
电源5,容置于容置部10内,为处理器4供电。具体的,电源5可以为电池,例如充电电池,与数据接口相连接,数据接口集成电源5接口为电源5充电。如果数据接口为MiniUSB口或MicroUSB口,既可以传输数据也可以供电。
所述电磁笔还包括感应线圈(图中未示出),与处理器4相连接,感应线圈缠绕电磁笔芯2的前端,并固定在壳体1的容置部10内。
在使用电磁笔在手写板上进行书写过程中,通过在笔尖20施加不同的力度,带动电磁笔芯2在壳体1内的轴向运动,从而改变硅胶31和碳膜32之间的接触面积,使接入电路的电阻发生改变,从而引起电磁振荡频率的频率变化,进而在手写板上得到粗细不同的电子笔迹。具体的,如图2a所示,当笔尖20刚刚接触到手写板时,导电硅胶31和碳膜32处于刚刚接触的状态,接入振荡电路中的阻值最大;随着书写压力的增大,如图2b所示,导电硅胶31和碳膜32的接触面积越来越大,接入振荡电路中的阻值越来越小;如图2c所示,此时,导电硅胶31和碳膜32完全接触,接入振荡电路中的阻值接近为零。由此,根据接触面积的不同实现接入电路中阻值变化,从而转换成振荡频率的变化,通过将导电硅胶31的受力大小与检测到的电路中的电压变化或电磁变化一一对应,产生不同频率的电磁波,并通过数据接口发送至手写板,手写板作相对应的处理,从而得到书写的粗细不同的电子笔迹。
在优选的实施例中,在书写操作时,还可以通过语音的方式改变书写的颜色,具体可以通过音频采集器6,与处理器4相连;音频采集器6采集音频数据,发送给处理器4;处理器4对音频数据进行语义识别,得到关键词;根据关键词产生相对应频率的电磁信号,发送给手写板。其中,关键词和对应的电磁频率是预先设置的。
在现有的电磁笔使用的过程中,书写内容只能在手写板上进行记录和保存,这样要随时携带手写板,给用户的使用带来极大的不便,因此在优选的实施例中,电磁笔还包括图像采集器(图中未示出),用户可以选择性的记录所书写的内容,具体的,图像采集器与处理器4和压力传感器3相连接,设置于开口处,在具体的实现中,图像采集传感器可以具体采用CCD或者CMOS传感器。图像采集器随笔尖20的运动对运动轨迹进行采集,得到采集图像数据,发送给处理器4;处理器4将图像数据解析为数字信号,生成传输数据包。
为了保证传输数据包时的安全性,电磁笔还包括加密器7,处理器4通过加密器7与数据接口相连接,加密器7可以与处理器4集成在一起,作用是将传输数据包进行加密,加密为加密传输数据包,加密算法可以是各种加密算法,然后通过数据接口发送给外接设备,进行解密查看,其中,外接设备可以包括手机等智能终端,从而实现对书写记录的查看。
在更为优选的实施例中,电磁笔还包括音频播放器8,与处理器4相连;处理器4接收手写板发送的音频数据包,对音频数据包进行解析,得到音频数据;音频播放器8对音频数据进行播放。其中,手写板发送的音频数据包可以是根据电磁笔在手写板上的操作触发的。
电磁笔还包括开关电路100,与电源5相连接,作用是控制电源5为压力传感器3、处理器4、音频播放器8、音频采集器6、图像采集器和加密器7供电,可以利用开关来实现。
本发明实施例提供的电磁笔,结构简单,电磁笔能够通过受力的大小产生不同频率的电磁波,从而在手写板上得到粗细不同的电子原始笔迹。
专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁笔,其特征在于,所述电磁笔包括:
壳体,所述壳体的底端设有开口,所述壳体的内部为容置部;
电磁笔芯,所述笔芯的笔尖从所述开口伸出,用以在手写板上书写;
压力传感器,设置于所述电磁笔芯的尾端,所述压力传感器包括硅胶和碳膜,所述硅胶与所述碳膜相对设置;
处理器,与所述碳膜相连接,用于产生电磁信号;
数据接口,与所述处理器相连接,用于接收或传输电磁信号;
图像采集器,设置于所述开口处,与所述处理器和所述压力传感器相连接;图像采集器用于采集图像数据,发送给所述处理器;所述处理器还用于将所述图像数据解析为数字信号,生成传输数据包;
电源,容置于所述容置部内,为所述处理器供电;
在书写时,通过在所述笔尖施加不同的力度,改变所述硅胶和碳膜之间的接触面积,使接入电路的电阻发生改变,从而引起电磁信号的频率变化,进而在所述手写板上得到粗细不同的电子笔迹。
2.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述硅胶为锥形,所述锥形硅胶的顶部与所述碳膜相对设置。
3.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述碳膜包括上下两段,上下两段碳膜的具有相同的阻值。
4.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述电磁笔还包括音频播放器,与所述处理器相连;
所述处理器接收所述手写板发送的音频数据包,对所述音频数据包进行解析,得到音频数据;
所述音频播放器对所述音频数据进行播放。
5.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述电磁笔还包括音频采集器,与所述处理器相连;
所述音频采集器采集音频数据,发送给所述处理器;
所述处理器对所述音频数据进行语义识别,得到关键词;根据所述关键词产生相对应频率的电磁信号,发送给所述手写板。
6.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口;所述有线数据接口具体为USB口,MiniUSB口、MicroUSB口、并口、串口;所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。
7.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述电磁笔还包括:加密器,所述处理器通过所述加密器与所述数据接口相连接,所述加密器用于将所述传输数据包加密为加密传输数据包。
8.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述电磁笔还包括开关电路,与所述电源相连接。
9.根据权利要求1所述的电磁笔,其特征在于,所述电磁笔还包括感应线圈,缠绕所述电磁笔芯的前端。
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