CN205247332U - 一种书写笔配件和书写系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种书写笔配件和书写系统，所述书写系统包括书写笔配件，所述书写笔配件包括：外壳，所述外壳设置用于书写笔穿过的通孔结构、和让所述通孔结构抵住所述书写笔的锁紧装置，所述外壳还设置弹性结构和主电路板，所述主电路板包括LC电磁振荡电路、电感和磁芯，书写时，所述通孔结构受到所述书写笔的挤压，则带动所述弹性结构形变，形变的弹性结构推动磁芯移动，移动的磁芯与所述电感之间的距离发生变化，所述LC电磁谐振电路根据该距离变化，向外辐射不同频率的电磁信号。可见，该书写笔配件和书写系统，能够配合通用的书写笔，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

Description

一种书写笔配件和书写系统

技术领域

本实用新型涉及电磁感应技术领域，尤其涉及一种书写笔配件和书写系统。

背景技术

一般情况下，电磁感应书写都会提供特定的书写笔，该书写笔自身都配套指定的可替换芯，可见，书写笔出厂时的制造成本普遍都比较高，而且当书写笔在使用过程中，相应的结构一旦出现问题，其更换维修的成本也是十分高昂。通用的铅笔，如自动铅笔拥有庞大的使用人群，其具备易用易换及形式多样的优点，但是并不能利用现有的电磁感应方式进行原笔迹检测。如何将上述两方面进行结合，对通用的书写笔利用电磁感应检测方式进行原笔迹检测，以便降低成本，成为了工程师需要解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种书写笔配件和书写系统，能够配合通用的书写笔，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供一种书写笔配件，包括外壳，所述外壳设置用于书写笔穿过的通孔结构、和让所述通孔结构抵住所述书写笔的锁紧装置，所述外壳还设置弹性结构和主电路板，所述主电路板包括LC电磁振荡电路、电感和磁芯，书写时，所述通孔结构受到所述书写笔的挤压，则带动所述弹性结构形变，形变的弹性结构推动磁芯移动，移动的磁芯与所述电感之间的距离发生变化，所述LC电磁谐振电路根据该距离变化，向外辐射不同频率的电磁信号。

其中，所述磁芯包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯固定于靠近所述电感的位置，所述第二磁芯连接于所述弹性结构，所述弹性结构固定于远离所述电感的位置，当所述书写笔处于悬浮状态，则所述第一磁芯与所述第二磁芯接触，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔处于落笔状态，则所述弹性结构形变并推动所述第二磁芯移动，移动的所述第二磁芯与所述第一磁芯分开，且所述第二磁芯因受到推力的不同，与所述第一磁芯之间分开的距离有所不同，所述LC电磁谐振电路根据不同的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

其中，所述磁芯连接所述弹性结构，所述书写笔配件还包括开关结构和开关电路，当所述书写笔处于悬浮状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述磁芯位置不变，被挤压的开关结构改变所述开关电路的开闭状态，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔处于落笔状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述弹性结构推动所述磁芯移动，移动的磁芯改变与所述电感之间的距离，所述LC电磁谐振电路根据改变的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

其中，所述开关结构为金属环，所述开关电路包括触点开关，所述金属环和所述触点开关几乎靠近，当所述书写笔处于悬浮状态，所述金属环被挤压导致形变，形变的所述金属环触发所述触点开关，接通或断开所述开关电路，LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号。

其中，所述电感设置于所述外壳的底部，所述锁紧装置设置于所述外壳的顶部，所述电感和所述磁芯平行设置。

其中，所述锁紧装置为硅胶圈或与所述书写笔配合抵住的凹凸结构。

其中，所述弹性结构为弹簧。

其中，所述主电路板为PCB板。

第二方面，提供一种书写系统，包括电磁感应书写板和如第一方面所述的书写笔配件，书写笔穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件，书写时，所述书写笔在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。

第三方面，提供一种书写系统，包括书写笔，电磁感应书写板和如第一方面所述的书写笔配件，所述书写笔穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件，书写时，所述书写笔在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。

本实用新型的有益效果在于：一种书写笔配件和书写系统，所述书写系统包括书写笔配件，所述书写笔配件包括：外壳，所述外壳设置用于书写笔穿过的通孔结构、和让所述通孔结构抵住所述书写笔的锁紧装置，所述外壳还设置弹性结构和主电路板，所述主电路板包括LC电磁振荡电路、电感和磁芯，书写时，所述通孔结构受到所述书写笔的挤压，则带动所述弹性结构形变，形变的弹性结构推动磁芯移动，移动的磁芯与所述电感之间的距离发生变化，所述LC电磁谐振电路根据该距离变化，向外辐射不同频率的电磁信号。书写时，所述书写笔穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件，所述书写笔在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。可见，该书写笔配件和书写系统，能够配合通用的书写笔，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的书写系统的结构主视图。

图2是本实用新型实施例提供的书写系统的结构俯视图。

图3是本实用新型实施例提供的书写系统的结构剖视图。

附图标记说明如下：

1-书写笔配件；2-书写笔；11-电感；12-磁芯；13-触点开关；14-弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下说明电磁感应书写的基本原理，一般是通过一支电磁笔发射电磁信号，和触控屏背后的电磁感应书写板进行交互，当电磁笔靠近触控屏时，触控屏后面的电磁感应书写板会感应到电磁笔的电磁信号从而使电磁感应书写板下的感应线产生变化，根据水平方向和垂直方向的天线阵列接收信号，通过磁通量的变化计算获得电磁笔的笔尖所在的X、Y坐标位置。而且由于电磁笔拥有纵向的压力感应器，当用户通过电磁笔写画时，在笔尖受力的时候，压力通过笔芯传递到压力感应器，压力的变化导致电磁笔发出的电磁信号发生变化，电磁感应书写板就能够根据感应信号显现出不同的压感，适合于手写以及绘画的场景。

触控屏的内部内置了可以探测到电磁笔动向的电磁感应书写板，电磁感应书写板上纵横分布着许多环状线圈，在电磁感应书写板产生的磁场范围内，电磁笔的移动可使电磁笔的共振回路积蓄微弱的电能，电磁笔积蓄到能量后，控制回路就会停止向循环线圈提供电流并把循环线圈接通到接收回路。此时电磁积蓄到的能量会通过共振回路的自由震荡，将能量从笔尖的线圈处传送回电磁感应书写板。这时控制回路首先通过对电磁感应书写板上循环线圈的扫描，初步检测出电磁笔的大致位置，接下来再对电磁笔周围的多个循环线圈进行扫描，对检测出的信号进行计算，即可十分精确地计算出电磁笔的坐标值。这样的动作循环往复就能够感应出电磁笔的坐标，倾斜度，操作状态(速度，书写笔的压感)的信号。

下面结合图1至图3并通过具体实施方式，进一步说明本实用新型的技术方案。

一种书写笔配件1，包括外壳，所述外壳设置用于书写笔2穿过的通孔结构、和让所述通孔结构抵住所述书写笔2的锁紧装置，所述外壳还设置弹性结构和主电路板，所述主电路板包括LC电磁振荡电路、电感11和磁芯12，书写时，所述通孔结构受到所述书写笔2的挤压，则带动所述弹性结构形变，形变的弹性结构推动磁芯12移动，移动的磁芯12与所述电感11之间的距离发生变化，所述LC电磁谐振电路根据该距离变化，向外辐射不同频率的电磁信号。

优选地，所述书写笔配件1的外形类似握笔器，内壁呈孔状，孔状的结构可以让书写笔2，如自动铅笔、圆珠笔或水性笔穿过。书写笔2通过压紧书写笔配件1顶部的锁紧装置，如硅胶圈，可以将书写笔配件1和书写笔2锁紧为一体；也可以通过在对应位置设置卡槽来与书写笔配件1配合卡紧，以便将书写笔配件1和书写笔2卡紧为一体。

该书写笔配件1的底部(即靠近书写笔2的笔尖部分)安置有电感11(即电磁感应线圈)，电感11的上方设置磁芯12，磁芯12和锁紧装置固定在一起，可以传递书写笔2在书写状态时的压力。书写状态分为悬浮状态和落笔状态。悬浮状态时，书写笔2位于电磁感应书写板的上方，不与电磁感应书写板接触；落笔状态时，书写笔2和电磁感应书写板接触。书写时的压力变化改变磁芯12的位置，进一步地磁芯12和电磁感应线圈的距离变化，从而导致LC电磁谐振电路的谐振频率变化，通过分析谐振频率的变化值，可以获得书写时的书写力度。LC电磁谐振电路还包括LC电磁谐振电路收发器，该LC电磁谐振电路收发器和电磁感应书写板内设置的矩阵分布式的环状线圈配合使用，可以获得书写时的书写位置。

本实用新型实施例提供的书写笔配件1的检测过程为：将书写笔2和书写笔配件1通过锁紧装置连接在一起，当书写笔2在具有电磁感应功能的电磁感应书写板的板面上进行书写时，通过压力使磁芯12远离/靠近电感11，降低/提升电感量，提高/减少谐振频率，LC电磁谐振电路提供能量的传递路径，向外辐射不同谐振频率的电磁信号，进一步的通过能量反射的强度计算坐标值和压力值，获得书写时的书写位置和书写压力。

所述LC电磁谐振电路，是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的LC电磁谐振电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路三种。LC电磁谐振电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的，要让LC电磁谐振电路向外辐射足够强的电磁波，必须提高振荡频率，并且使电路具有开放的形式。

本实用新型实施例提供的书写笔配件1，能够配合通用的书写笔2，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

其中，所述磁芯12包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯固定于靠近所述电感11的位置，所述第二磁芯连接于所述弹性结构，所述弹性结构固定于远离所述电感11的位置，当所述书写笔2处于悬浮状态，则所述第一磁芯与所述第二磁芯接触，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔2处于落笔状态，则所述弹性结构形变并推动所述第二磁芯移动，移动的所述第二磁芯与所述第一磁芯分开，且所述第二磁芯因受到推力的不同，与所述第一磁芯之间分开的距离有所不同，所述LC电磁谐振电路根据不同的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

上述磁芯12的设置为分段式设置，第一磁芯和第二磁芯的接触状态和分离状态，分别对应书写时的悬浮状态和落笔状态。

其中，所述磁芯12连接所述弹性结构，所述书写笔配件1还包括开关结构和开关电路，当所述书写笔2处于悬浮状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述磁芯12位置不变，被挤压的开关结构改变所述开关电路的开闭状态，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔2处于落笔状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述弹性结构推动所述磁芯12移动，移动的磁芯12改变与所述电感11之间的距离，所述LC电磁谐振电路根据改变的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

其中，所述开关结构为金属环，所述开关电路包括触点开关13，所述金属环和所述触点开关13几乎靠近，当所述书写笔2处于悬浮状态，所述金属环被挤压导致形变，形变的所述金属环触发所述触点开关13，接通或断开所述开关电路，LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号。

上述磁芯12的设置为独段式设置，独段式磁芯和开关电路、开关结构结合应用，触点开关13被触发的状态，对应书写时的悬浮状态；磁芯12和电感11的分离状态，对应书写时的落笔状态。

其中，所述电感11设置于所述外壳的底部，所述锁紧装置设置于所述外壳的顶部，所述电感11和所述磁芯12平行设置。

上述设置方式，适合书写笔配件1一般的细长设计，使得书写笔配件1的整体集成度更高，适应人们的书写习惯，方便抓握。

其中，所述锁紧装置为硅胶圈或与所述书写笔2配合抵住的凹凸结构。

设置锁紧装置是为了增加书写笔配件1和书写笔2之间的摩擦力，能够很好地传导书写时的压力至弹性结构。

其中，所述弹性结构为弹簧14。

弹簧14是常见的弹性结构之一，易实施。当然，本领域技术人员还可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用其他形式的弹性结构以实现推动磁芯12移动的功能，此处不再举例赘述。

其中，所述主电路板为PCB板。

PCB板上则贴有构建LC电磁谐振电路所需的电容，电感11和触点开关13也焊接在该PCB板上。PCB板为硬质电路板，相对于柔性的FPC板，PCB板能够更好地传递书写时感应到的压力。

本实用新型实施例提供的书写笔配件1，加在铅笔或者自动铅笔上，使普通的书写笔2可以被电磁感应的方式检测。该书写笔配件1体积较小，不会影响普通书写笔2的操作，使传统的书写方式可以和科技结合，配合软件具备原稿保存，笔迹、字形识别，错笔、错字检测等功能。

以下为本实用新型实施例提供的书写系统的实施例。书写系统的实施例与上述的书写笔配件1实施例属于同一构思，书写系统的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述书写笔配件1实施例。

一种书写系统，包括电磁感应书写板和上述的书写笔配件1，书写笔2穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件1，书写时，所述书写笔2在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件1发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。

本实用新型提供的书写系统，能够配合通用的书写笔2，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

以下为本实用新型实施例提供的书写系统的实施例。书写系统的实施例与上述的书写笔配件1实施例属于同一构思，书写系统的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述书写笔配件1实施例。

一种书写系统，包括书写笔2，电磁感应书写板和上述的书写笔配件1，所述书写笔2穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件1，书写时，所述书写笔2在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件1发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。

本实用新型提供的书写系统，能够配合通用的书写笔，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

一种书写笔配件和书写系统，能够配合通用的书写笔，利用电磁感应的检测方式进行原笔迹检测，结构简单、成本低廉。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种书写笔配件，其特征在于，包括外壳，所述外壳设置用于书写笔穿过的通孔结构、和让所述通孔结构抵住所述书写笔的锁紧装置，所述外壳还设置弹性结构和主电路板，所述主电路板包括LC电磁振荡电路、电感和磁芯，书写时，所述通孔结构受到所述书写笔的挤压，则带动所述弹性结构形变，形变的弹性结构推动磁芯移动，移动的磁芯与所述电感之间的距离发生变化，所述LC电磁谐振电路根据该距离变化，向外辐射不同频率的电磁信号。

2.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述磁芯包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯固定于靠近所述电感的位置，所述第二磁芯连接于所述弹性结构，所述弹性结构固定于远离所述电感的位置，当所述书写笔处于悬浮状态，则所述第一磁芯与所述第二磁芯接触，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔处于落笔状态，则所述弹性结构形变并推动所述第二磁芯移动，移动的所述第二磁芯与所述第一磁芯分开，且所述第二磁芯因受到推力的不同，与所述第一磁芯之间分开的距离有所不同，所述LC电磁谐振电路根据不同的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

3.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述磁芯连接所述弹性结构，所述书写笔配件还包括开关结构和开关电路，当所述书写笔处于悬浮状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述磁芯位置不变，被挤压的开关结构改变所述开关电路的开闭状态，所述LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号，当所述书写笔处于落笔状态，则所述开关结构和弹性结构被挤压且所述弹性结构推动所述磁芯移动，移动的磁芯改变与所述电感之间的距离，所述LC电磁谐振电路根据改变的距离向外辐射不同频率的电磁信号。

4.根据权利要求3所述的书写笔配件，其特征在于，所述开关结构为金属环，所述开关电路包括触点开关，所述金属环和所述触点开关几乎靠近，当所述书写笔处于悬浮状态，所述金属环被挤压导致形变，形变的所述金属环触发所述触点开关，接通或断开所述开关电路，LC电磁谐振电路向外辐射预设固定频率的电磁信号。

5.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述电感设置于所述外壳的底部，所述锁紧装置设置于所述外壳的顶部，所述电感和所述磁芯平行设置。

6.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述锁紧装置为硅胶圈或与所述书写笔配合抵住的凹凸结构。

7.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述弹性结构为弹簧。

8.根据权利要求1所述的书写笔配件，其特征在于，所述主电路板为PCB板。

9.一种书写系统，其特征在于，包括电磁感应书写板和如权利要求1至8任意一项所述的书写笔配件，书写笔穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件，书写时，所述书写笔在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。

10.一种书写系统，其特征在于，包括书写笔，电磁感应书写板和如权利要求1至8任意一项所述的书写笔配件，所述书写笔穿过所述通孔结构抵住所述书写笔配件，书写时，所述书写笔在所述电磁感应书写板上方移动，所述电磁感应书写板接收所述书写笔配件发出的电磁信号，并根据所述电磁信号获得书写位置和书写力度。