本實用新型涉及電容筆，尤其涉及一種能夠同時在普通書寫介質(zhì)和電容觸摸設(shè)備上進(jìn)行書寫的電容筆。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，諸如便攜式移動設(shè)備的電子設(shè)備與人們的生活越發(fā)密切相關(guān)。這種便攜式移動設(shè)備可以接收用戶的輸入，并根據(jù)該輸入來執(zhí)行用戶期望的功能。作為接收用戶輸入的輸入裝置，觸控裝置以其體積小、重量輕、易于操作的優(yōu)點而被廣泛使用。

觸控裝置主要分為兩種，電阻式觸控裝置和電容式觸控裝置。電阻式觸控裝置成本低、易于制造，但是只能支持單指操作。電容式觸控裝置的可操作性較強、支持多指功能，因而成為目前觸控裝置的首選。

電容觸控裝置包括電容觸控屏，電容觸控屏可以通過分布于其上的正交電容圖形來感知手指（或觸筆）觸摸引起的電容變化，從而測量觸摸位置和觸摸強度。電容觸控屏可以是位于電容觸控裝置前面的透明面板，也可以是不透明的人機交互板。

由于能被觸控屏感知的導(dǎo)電體需要較大的接觸面積，所以會造成定位不準(zhǔn)的問題，同時對筆的支持一直不是非常理想。因此，人們期待電容觸控裝置能支持筆的書寫，至少包括纖細(xì)筆頭、懸空感應(yīng)、精準(zhǔn)定位、壓感精確等功能。

主動電容筆解決了上述問題，它是一種與電容觸控屏配合使用的電容筆。主動電容筆可以發(fā)送與電容觸控屏同步的脈沖信號，增強了電容感應(yīng)，從而可以減小接觸面積，同時細(xì)筆尖明顯增強了用戶體驗。

圖1示出了主動電容筆與電容觸控裝置的工作原理的示意圖。

如圖1所示，觸控裝置包括：面板，其上配置有相互正交的用于收發(fā)信號的平行電容極板；發(fā)送電容極板，其設(shè)置在所述面板上，用于向外發(fā)送探測波；筆11，其通過筆頭接收面板發(fā)送的命令信息，再通過筆尖向所述面板發(fā)送信號波；接收電容極板，其設(shè)置在所述面板上，用于接收所述發(fā)送電容極板的探測波和所述筆的信號波；模擬信號處理單元，其根據(jù)控制處理單元選擇的電容極板來發(fā)送相應(yīng)波形，或者預(yù)處理來自接收電容極板的信號；面板的控制處理單元14，其將預(yù)處理后的接收信號通過AD映射為數(shù)字信號，并通過處理得到觸摸位置，在筆為電容筆的情況下得到筆的位置以及筆回傳的信息。

然而，傳統(tǒng)的主動電容筆主要用于配合平板電腦、電子白板、手機、電容觸控板等通過電容觸控的媒介進(jìn)行書寫、定位以及按鍵操作。筆尖通常為普通金屬、POM、TPU等利于在屏幕等介質(zhì)上書寫的材料。這一類材料不會在所書寫的介質(zhì)上留下痕跡。電容筆通過偵測筆尖的壓力變化，將這一壓力信息發(fā)送到電容屏，同時，電容屏接收到筆尖的定位信息，從而可以還原并模擬出用戶書寫的實際筆跡，從而用于顯示或者存儲。

但是無論是何種電容筆，書寫同時僅能夠?qū)⒐P跡信息存儲并還原在電子設(shè)備上，無法同時展現(xiàn)在其他介質(zhì)上。例如需要在紙上留下書寫痕跡，只能先存儲再通過打印機打印出來；或者在紙上書寫后再掃描進(jìn)電子設(shè)備；或者需要通過打印機打印到紙上。這無疑增加了硬件耗材成本，同時增加了有特殊需要用戶的使用難度。例如在一些需要記錄的場合，既要實時記錄在紙質(zhì)媒介上，又同時要存儲在電子設(shè)備上或投影出來，通過現(xiàn)有的電容筆方案就無法實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決此問題，本實用新型提出了一種能夠同時在普通書寫介質(zhì)和電容觸控設(shè)備上進(jìn)行書寫的電容筆。

本實用新型提供了一種與電容觸控設(shè)備進(jìn)行通信的電容筆，包括：中空的筆桿；和第一筆芯，包括筆芯主體部分和筆尖部分，其中，所述筆芯主體部分容納在所述筆桿內(nèi)部，所述筆尖部分的前端露出至所述筆桿的外部，并且其中，所述筆芯主體部分內(nèi)包含可經(jīng)由所述筆尖部分在普通書寫介質(zhì)上書寫的材料；控制單元，其容納在所述筆桿內(nèi)部，用于控制所述電容筆向所述電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。

優(yōu)選地，所述第一筆芯由導(dǎo)電材料制成，所述筆芯主體部分與所述控制單元相連接，所述筆尖部分向所述電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。

優(yōu)選地，所述筆桿由非導(dǎo)電材料制成。

優(yōu)選地，所述筆桿由導(dǎo)電材料制成，并且所述筆尖部分與所述筆桿電絕緣。

優(yōu)選地，所述第一筆芯由非導(dǎo)電材料制成，所述筆桿的靠近所述筆尖部分的至少一部分由導(dǎo)電材料制成，并且，所述筆桿的所述至少一部分與所述控制單元相連接，并向所述電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。

優(yōu)選地，所述筆芯主體部分內(nèi)包含的材料是墨水或油墨。

優(yōu)選地，所述第一筆芯是可拆卸的。

優(yōu)選地，所述電容筆還包括：由導(dǎo)電材料制成的第二筆芯；和切換單元，用于切換所述第一筆芯和所述第二筆芯，使二者中的一個伸出所述筆桿外部，而另一個縮入所述筆桿內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述電容筆還包括壓感測量單元，所述壓感測量單元容納在所述筆桿內(nèi)部，用于測量所述筆尖部分對所述電容觸控設(shè)備的壓力。

優(yōu)選地，所述電容筆還包括位于所述筆桿內(nèi)的供電單元，用于對所述控制單元、所述壓感測量單元提供電力。

優(yōu)選地，所述電容筆還包括設(shè)置在所述筆桿上的至少一個按鍵單元，所述至少一個按鍵單元與所述控制單元相連接，并被配置成，在所述電容筆與所述電容觸摸屏進(jìn)行通信時實現(xiàn)規(guī)定的功能。

本實用新型的電容筆能夠同時在普通書寫介質(zhì)和電容觸摸屏上進(jìn)行書寫，提高了信息錄入的效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)的電容筆無法在普通書寫介質(zhì)上書寫的難題，能夠應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，并且可以在油墨用盡之后進(jìn)行筆芯的更換，還能夠隨時切換至普通電容筆，因此滿足了用戶日益提高的信息錄入的要求。

附圖說明

附圖與文字描述一起用來對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步的說明。其中：

圖1示出了主動電容筆與電容觸控裝置的工作原理的示意圖。

圖2示出了本實用新型的電容筆的示意框圖。

圖3示出了本實用新型的電容筆的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出了本實用新型的電容筆的工作流程圖。

圖5示出了本實用新型的電容筆的應(yīng)用的示例。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施方式。在所有附圖中，相同標(biāo)號表示相同元件，并省略其重復(fù)說明。

圖2示出了本實用新型的電容筆的示意框圖。

參照圖2，本實用新型的電容筆10包括中空的筆桿100和筆芯。筆芯包括筆芯主體部分102和筆尖部分104。筆芯主體部分102容納在筆桿100內(nèi)部，筆尖部分104從筆桿100的一端露出至外部。

筆芯主體部分102內(nèi)包含可經(jīng)由筆尖部分104在普通書寫介質(zhì)上書寫的材料。

如圖2所示，電容筆10還包括控制單元106，其容納在筆桿100內(nèi)部，用于控制筆尖部分104向電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。

優(yōu)選地，筆尖部分104的遠(yuǎn)離筆芯主體部分102的至少一部分由導(dǎo)電材料制成，以便與電容觸控設(shè)備進(jìn)行電容耦合。另外，筆芯可以由導(dǎo)電材料制成，并且筆芯主體部分102與控制單元106相連接。這樣，控制單元106可以通過筆芯主體部分102將待發(fā)送至電容觸控設(shè)備的信號發(fā)送給筆尖部分104。

另外，在電容筆10中，筆桿100可以由導(dǎo)電材料制成，控制單元106可以將信號通過筆桿100發(fā)送至電容觸控設(shè)備。在此情況下，優(yōu)選地，筆尖部分104的導(dǎo)電外表面與筆桿100電絕緣。

另外，筆芯主體部分102也可以由非導(dǎo)電材料制成，筆桿100的靠近筆尖部分104的至少一部分由導(dǎo)電材料制成。并且，筆桿100的該至少一部分與控制單元106相連接，并向電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。在筆芯主體部分102由非導(dǎo)電材料制成、筆桿100由導(dǎo)電材料制成的情況下，電容筆10收發(fā)信號通過筆桿100來完成，因此，能夠使用普通的油墨筆芯，例如：日常生活中使用的圓珠筆芯等，從而提高了筆芯的通用性。

通過筆尖部分104，一方面，本實用新型的電容筆10可以與電容觸控設(shè)備進(jìn)行通信，另一方面，本實用新型的電容筆10可以在普通書寫介質(zhì)例如紙張上進(jìn)行書寫。

優(yōu)選地，在本實用新型的電容筆10中，筆芯主體部分102內(nèi)包含的材料可以是墨水或油墨。也就是說，電容筆10可以實現(xiàn)與普通的墨水筆、圓珠筆或簽字筆相同的書寫功能。

另外，在本實用新型的電容筆10中，筆芯是可拆卸的。當(dāng)筆芯主體部分102內(nèi)包含的材料用盡時，用戶可以打開電容筆10，用新的筆芯替換舊的筆芯。另選地，用戶可以用普通導(dǎo)體材料替換電容筆10中的筆芯，從而將電容筆10轉(zhuǎn)換為普通電容筆，直接在電容觸摸設(shè)備上進(jìn)行書寫。

在本實用新型的電容筆10的另一個優(yōu)選實施方式中，筆桿100中設(shè)置了一個普通電容筆筆芯和上述筆芯，通過設(shè)置在筆桿100外表面上的特定機械結(jié)構(gòu)，可以對這兩個筆芯進(jìn)行自由切換，例如，市面上已有的雙色筆的筆芯切換結(jié)構(gòu)。

下面參照圖3具體說明本實用新型的電容筆10的結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，本實用新型的電容筆10可以包括筆桿100、筆芯主體部分102、筆尖部分104、控制單元106、壓感測量單元108、供電單元110和按鍵單元112。

控制單元106用于控制壓感測量組件108測量筆尖部分104的壓力并控制電容筆10向電容觸控設(shè)備發(fā)送信號。電容觸控設(shè)備根據(jù)該信號能夠判斷電容筆10的位置，同時電容觸控設(shè)備能夠從該信號中獲取包含電容筆10的壓感信息、按鍵信息、ID號、電池電量等信息。

壓感測量單元108容納在筆桿100內(nèi)部，用于測量筆尖部分104對電容觸控設(shè)備的壓力。壓感測量單元108將測得的壓力提供給控制單元106，控制單元106根據(jù)該壓力生成待發(fā)送給電容觸控設(shè)備的信號。

供電單元110位于所述筆桿100內(nèi)，優(yōu)選地位于電容筆10的尾部，用于對控制單元106、壓感測量單元108提供電力。

優(yōu)選地，供電單元110可以是紐扣電池、可充電電池或超級電容。

如圖3所示，筆桿100上還可以設(shè)置有至少一個按鍵單元112。按鍵單元112與控制單元106相連接，并被配置成，在電容筆10與電容觸控設(shè)備進(jìn)行通信時實現(xiàn)規(guī)定的功能。

例如，按鍵單元112可以設(shè)置為執(zhí)行諸如鼠標(biāo)左右鍵等特定操作。按鍵可以由用戶定義為類似鼠標(biāo)左右鍵的功能，也可以由用戶定義為實現(xiàn)橡皮擦、截取屏幕、隨意劃出屏幕特定形狀區(qū)域并進(jìn)行裁剪、移動、編輯等功能。

另外，本實用新型的電容筆10還包括發(fā)送電路。發(fā)送電路設(shè)置在控制單元106與筆芯之間，在控制單元106的控制下向筆芯提供待發(fā)送至電容觸控設(shè)備的數(shù)據(jù)。

由于具備上述結(jié)構(gòu)，本實用新型的電容筆10能夠在普通書寫介質(zhì)，例如紙張，和具備觸摸屏的電子設(shè)備上同時留下相同的內(nèi)容。

下面結(jié)合圖4說明本實用新型的電容筆10的操作方法。

如圖4所示，電容筆10在放置于電容觸控設(shè)備20表面上的紙上進(jìn)行書寫，此時，筆芯主體部分102中的墨水或油墨隨著筆尖部分104施加在紙上，實現(xiàn)了普通書寫介質(zhì)上的書寫。同時，電容筆10的控制單元106生成信號，將其發(fā)送至發(fā)送電路，經(jīng)發(fā)送電路轉(zhuǎn)換為發(fā)射信號，并通過筆尖部分104將該發(fā)射信號發(fā)送至電容觸控設(shè)備20。電容觸控設(shè)備20接收該發(fā)射信號，并根據(jù)該發(fā)射信號獲取電容筆10的位置信息等數(shù)據(jù)。

另外，盡管圖4中未示出，但是電容筆10可以包括壓感測量單元108（參照圖3）。壓感測量單元108包括壓力傳感器和測量元件，筆尖部分104書寫時施加的壓力的獲取通過壓感測量單元108中的壓力傳感器進(jìn)行，壓力傳感器與筆芯主體部分102相連接，當(dāng)筆尖部分104受到壓力時，壓力傳感器會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，比如電容改變、電阻改變等。

壓感測量單元108中的測量元件可測量該變化，從而獲得筆尖部分104的壓力。壓感測量單元108獲得筆尖部分104的壓力信息后，將其發(fā)送至控制單元106。然后，控制單元106將筆尖部分104的壓力相關(guān)信息按照預(yù)設(shè)的通信協(xié)議編碼在發(fā)射信號中，然后通過筆尖部分104將攜帶有筆尖部分104的壓力信息的發(fā)射信號發(fā)送至電容觸控設(shè)備20。

可選的是，電容筆10的筆尖部分104的外部設(shè)置有接收線圈，并且接收線圈位于筆桿100內(nèi)部。接收線圈接收從電容觸控設(shè)備20發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其提供給接收電路。接收電路對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送給控制單元，從而實現(xiàn)電容筆10與電容觸控設(shè)備20的交互。

下面結(jié)合圖5說明本實用新型的電容筆的應(yīng)用示例。

在某些需要記錄的場合下，用戶既要將內(nèi)容實時地記錄在紙質(zhì)介質(zhì)上，又需要將內(nèi)容存儲在電子設(shè)備上或者投影出來。本實用新型的電容筆10能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能。

如圖5所示，電子設(shè)備20的電容觸摸屏上放置有紙張30。用戶使用電容筆10在紙張30上進(jìn)行書寫，例如圖5所示的繪制了一條曲線。

在此過程中，電容筆10與電子設(shè)備通過電容耦合在電容觸摸屏上記錄了同樣的曲線。

電子設(shè)備20可以通過有線或無線方式連接至PC 40。在此情況下，電子設(shè)備20將所記錄的電容筆10繪制的曲線傳送給PC 40，PC 40可以在其顯示器上同步顯示該曲線，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲起來。用戶可以隨后讀取該數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行編輯處理。

另外，電子設(shè)備20還可以通過有線或無線方式連接至投影儀50。在此情況下，投影儀50可以投影出電子設(shè)備20將所記錄的電容筆10繪制的曲線。這對于大型會議等需要展示給更多觀眾的情形尤其有益。

現(xiàn)有技術(shù)的電容筆只能在電容觸摸屏上進(jìn)行書寫，內(nèi)容雖然被以電子方式記錄下來，但是并不能留下紙質(zhì)上的記錄。例如，在畫圖應(yīng)用中，用戶可能同時希望保留自己的手稿留作紀(jì)念，畢竟電子格式的文件太容易被復(fù)制而收藏價值不足。

同時，現(xiàn)有技術(shù)的書寫筆也無法在電容觸摸屏上進(jìn)行書寫，在需要對合同等協(xié)議進(jìn)行簽字的場合，可能需要先用普通簽字筆進(jìn)行簽字，然后將帶有簽字的紙質(zhì)合同掃描成電子件。而本實用新型的電容筆可以實現(xiàn)一步到位，將合同簽字頁放置在顯示有電子合同的對應(yīng)頁面的觸摸屏上，用戶進(jìn)行一次簽名就可以實現(xiàn)上述目的，提高了效率。

以上結(jié)合具體實施方式對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解的是，以上僅僅是出于例示的目的介紹了本實用新型的具體實施方式，并不是要限制本實用新型。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。