笔输入设备、修正其输入坐标的方法和支持其的电子设备

摘要

提供了电子设备和用于修正电子设备的输入坐标的方法。该电子设备包括笔输入设备、触摸屏以及处理器。笔输入设备配置为支持电磁感应功能和静电笔功能。触摸屏包括：数字转换器板；静电电容性触摸面板，设置在该数字转换器板上方；数字转换器板控制器，配置为从数字转换器板检测通过电磁感应计算得出的识别坐标；以及触摸面板控制器，配置为检测与触摸面板的静电电容的改变相关的输入坐标。处理器配置为基于笔输入设备的书写压力、数字转换器板控制器提供的识别坐标信息以及静电电容性触摸面板控制器提供的输入坐标信息，生成笔输入设备的倾斜信息以及坐标修正。

权利要求

1.电子设备，包括：

笔输入设备，配置为支持电磁感应功能和静电笔功能；

触摸屏设备，包括：

数字转换器板；

静电电容性触摸面板，设置在所述数字转换器板上方；

数字转换器板控制器，配置为从所述数字转换器板检测通过电磁感应计算得出的识别坐标；以及触摸面板控制器，配置为检测与所述触摸面板的静电电容的改变相关的输入坐标；以及处理器，配置为根据所述笔输入设备的书写压力、所述数字转换器板控制器提供的识别坐标信息以及所述静电电容性触摸面板控制器提供的输入坐标信息，执行所述笔输入设备的倾斜信息的生成，以及基于所述笔输入设备的所述倾斜信息执行坐标修正，

其中，所述触摸屏设备通过所述静电电容性触摸面板的静电电容的改变来检测所述笔输入设备的笔尖的触摸位置作为输入坐标。

2.如权利要求1所述的电子设备，还包括内存，所述内存包含用于执行所述坐标修正的转换表。

3.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理器通过以下等式测量所述笔输入设备的倾斜角度，所述等式为：其中，T是倾斜角度，Xa和Ya是通过所述笔输入设备的笔尖的触摸而输入的输入横坐标和输入纵坐标，Xb和Yb是通过电磁感应获得的识别横坐标和识别纵坐标，以及d是所述笔输入设备的笔尖与电磁感应单元的线圈中心之间的距离，所述距离d根据所述笔输入设备的书写压力f而改变并因此通过转换表或算术运算而计算得到。

4.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述处理器通过按照以下等式执行算术运算来测量所述笔输入设备的倾斜角度的单位矢量V，其中所述等式为：所述处理器还通过对所测量的单位矢量V执行表转换或算数运算来计算所述单位矢量V。

5.修正电子设备的输入坐标的方法，其中所述电子设备具有笔输入设备，当所述笔输入设备接触所述电子设备的触摸屏设备导致静电电容改变时，检测所述笔输入设备的输入坐标；

当所述笔输入设备接近所述触摸屏设备时，通过电磁感应从所述触摸屏设备的数字转换器板获得识别坐标，所述触摸屏设备的数字转换器板控制器检测所述识别坐标；

根据所述笔输入设备的书写压力、所述识别坐标以及所述输入坐标，生成所述笔输入设备的倾斜信息；以及基于所述笔输入设备的所述倾斜信息执行坐标修正。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述触摸屏设备的触摸面板控制器根据所述触摸屏设备的静电电容性触摸面板的静电电容的改变来检测所述输入坐标。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述坐标修正通过所述电子设备的内存中所包含的转换表来执行。

8.笔输入设备，支持电磁感应功能和静电笔功能，所述笔输入设备包括：壳体，形成为具有开口端的杆状，并具有在供用户的手握持的握持部分上形成的带状介电涂覆部分，所述壳体限定出容纳空间；

共振电路单元，容纳于所述壳体内；

笔尖，配置为能够在所述壳体的纵向方向上移动预定范围，所述笔尖包括接触部分，所述接触部分安装为从所述壳体的开口端向外突出从而压力能够施加至所述接触部分，所述接触部分由介电材料制成或配置为结合至介电材料并被介电材料包裹；以及通道，配置为使所述笔尖的接触部分与所述壳体握持部分的介电涂覆部分互相连接，其中，所述通道与所述共振电路单元的线圈电隔离。

9.如权利要求8所述的笔输入设备，其中，所述共振电路单元包括电磁感应单元的线圈、可变电容器以及开关，并且所述笔输入设备的书写压力根据施加至所述笔尖的压力传递至终端。

10.如权利要求8所述的笔输入设备，其中所述壳体包括：所述共振电路单元的电磁感应单元；

铁心，配置为使得所述通道的一部分安装于所述铁心内或穿过所述铁心；

弹性体，配置为对应于所述笔尖的移动而收缩；以及

印刷电路板。

11.如权利要求10所述的笔输入设备，其中，所述电磁感应单元的线圈安装在所述铁心外部并与所述铁心电绝缘。

12.如权利要求10所述的笔输入设备，其中，所述通道连接至所述印刷电路板。

13.修正笔输入设备的输入坐标的方法，

当所述笔输入设备接触电子设备的触摸屏设备导致静电电容改变时，检测所述笔输入设备的输入坐标；

当所述笔输入设备接近所述触摸屏设备时，通过电磁感应从所述触摸屏设备的数字转换器板获得识别坐标，所述触摸屏设备的数字转换器板控制器检测所述识别坐标；

根据基于共振频率的改变的所述笔输入设备的书写压力、所述识别坐标以及所述输入坐标，生成所述笔输入设备的倾斜信息；以及基于所述笔输入设备的所述倾斜信息执行坐标修正。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述触摸屏设备的触摸面板控制器根据所述触摸屏设备的静电电容性触摸面板的静电电容的改变来检测所述输入坐标。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述坐标修正通过转换表执行。

说明书

笔输入设备、修正其输入坐标的方法和支持其的电子设备

技术领域

[0001] 本公开涉及笔输入设备、修正笔输入设备输入坐标的方法以及支持笔输入设备的电子设备。

背景技术

[0002] 由于便携式电子设备显示器的尺寸及分辨率正在竞争性地增长，所以对书写输入、图片备忘等功能的需求正在相应地增加。例如，在地图上指出目的地的功能、在照片上书写消息的功能以及传输该地图或照片的功能等已成为主要营销点。

[0003] 结果是，特定功能的用户输入得以感应，对应于所感应用户输入的功能得以实现。

[0004] 作为用户输入方法，存在用户通过手指触摸显示器上显示的用户界面的方法。然而，当如在使用中文字符的日本或中国需要书写输入时，如果使用手写笔(触摸笔)而不是手指，则易于管理图片或书写输入并且有可能提高其精度。因此，使用手写笔的触摸功能正被放大为硬件差异化中的重要因素。

[0005] 使用手写笔的触摸技术可一般地分类为压敏方法、静电方法、被动方法、主动方法、电磁共振(EMR)以及电磁感应方法。

[0006] 压敏笔配置为通过使用尖锐的笔尖对压敏触摸屏施加压力来进行触摸输入或书写输入。然而该触摸屏本身的可用性较差并且没有传递书写压力的方法。

[0007] 此外，静电笔包括设置于笔尖中的弹性导体(介电体)并且配置为通过在静电触摸屏上引发静电反应来进行触摸输入或书写输入。因此，没有传递触摸压力的方法。

[0008] 此外，被动类型笔或主动类型笔仅替代手指的作用而不能区分手指的触摸和笔的触摸。由于被动类型笔和主动类型笔不能实现接近感应功能和防手掌误触功能，所以无法使用目前的触摸屏设备，除非其使用单独的数字转换器。

[0009] 此外，在不使用单独的电池或线圈的情况下，被动类型笔使用具有5mm或更大粗细度的粗笔尖以产生类似于手指产生的静电电容。相反，由于主动类型笔包括构造于其中的电池或线圈，所以即使其笔尖较细(2mm)，主动类型笔也能够产生类似于手指产生的静电电容，。

[0010] 同时，由于终端配置为主动而笔配置为被动，所以EMR类型笔能够使用终端和笔的电磁感应部分通过电磁感应作用来进行输入。必须在触摸屏设备内安装作为单独输入装置的数字转换器。使用该配置可将手指的触摸与笔的触摸彼此区分，这使得接近感应功能和防手掌误触功能成为可能。此外，由于可将各种等级的触摸输入彼此区分，因而最重要的事情是可将笔实施为较小尺寸，然而，EMR类型的笔需要识别多个坐标的输入装置。

[0011] EMR类型手写笔输入设备能够通过使用硬件中的两个线圈检测倾斜角度和倾斜方向。

[0012] 然而，使用单线圈的EMR类型手写笔输入设备不能测量倾斜角度和倾斜方向。因此，在这样的方面存在限制，即不能随意地应用使用该设备的手写笔或书写刷效果。此外，当手写笔的笔尖和线圈在位置上彼此偏离时会产生坐标误差。

[0013] 在这种情况下，在使用单线圈的传统EMR类型手写笔输入设备中，必须根据设置区分左手和右手以及必须使用重力传感器(G传感器)确认屏幕的转动信息。鉴于此，必须根据具有线圈阵列的EMR片的特点额外地修正每个坐标区域的偏移量表格，从而修正倾斜角度。

[0014] 根据左手、右手和屏幕转动的设置总共有8个表格，形成表格的数值由从倾斜角度的数值额外修正的数值组成，它们是在使用左手或右手在每个坐标区域中执行标准握持时产生的，进行区分从而修正由EMR片引发的变形。

[0015] 然而在修正倾斜误差时，当因触摸屏设备位于相对于地面的水平方向而使得转动信息不正确或与转动不一致时，如果在这样的方向执行笔输入，则会出现这样的问题：修正数值被添加至因倾斜而导致的误差，这样的数值被生成作为坐标误差。

发明内容

[0016] 为了解决上述缺陷，首要目标是：提供根据本公开各种实施方式的笔输入设备，使得其配置为既支持EMR笔功能又支持被动静电手写笔(触摸笔)功能；以及提供用于修正笔输入设备的输入坐标的方法和支持该方法的电子设备，其中该方法能够使用ERM笔功能和被动静电手写笔(触摸笔)功能来计算笔的倾斜角度和倾斜方向以及改善由倾斜导致的误差。

[0017] 根据本公开的一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括笔输入设备、触摸屏设备以及处理器。笔输入设备配置为支持电磁感应功能和静电笔功能。触摸屏设备包括：数字转换器板；静电电容性触摸面板，设置在该数字转换器板上方；数字转换器板控制器，配置为从数字转换器板检测通过电磁感应计算得到的识别坐标；以及触摸面板控制器，配置为检测与触摸面板的静电电容的改变相关的输入坐标。处理器配置为基于笔输入设备的书写压力、数字转换器板控制器提供的识别坐标信息以及静电电容性触摸面板控制器提供的输入坐标信息，执行笔输入设备的倾斜信息的生成以及坐标修正。

[0018] 根据本公开的另一方面，提供了修正具有笔输入设备的电子设备的输入坐标的方法。当笔输入设备接触电子设备的触摸屏设备而导致静电电容改变时，检测笔输入设备的输入坐标；当笔输入设备接近触摸屏设备时，通过电磁感应获得识别坐标；以及基于笔输入设备的书写压力、识别坐标以及输入坐标，生成笔输入设备的倾斜信息以执行坐标修正。

[0019] 根据本公开的再一方面，提供了支持电磁感应功能和静电笔功能的笔输入设备。该笔输入设备包括：壳体，形成为具有开口端的杆状，并且具有在供用户的手握持的握持部分上形成的带状介电涂覆部分，该壳体限定出容纳空间；共振电路单元，容纳于壳体内；笔尖，配置为能够在壳体的纵向方向上移动预定范围，该笔尖包括接触部分，该接触部分安装为从壳体的开口端向外突出从而压力能够施加至接触部分，该接触部分由介电材料制成或配置为结合至介电材料并被介电材料包裹；以及通道，配置为使笔尖的接触部分与壳体握持部分的介电涂覆部分互相连接。

[0020] 根据本公开的又一方面，提供了修正笔输入设备的输入坐标的方法。当笔输入设备接触电子设备的触摸屏设备而导致静电电容改变时，检测笔输入设备的输入坐标；当笔输入设备接近触摸屏设备时，通过电磁感应获得识别坐标；以及基于笔输入设备的书写压力、识别坐标以及输入坐标，生成笔输入设备的倾斜信息以执行坐标修正。

[0021] 在开始以下具体实施方式部分之前，对整个专利文件中所使用的某些词语和短语的定义进行陈述是有益的，其中：术语“包括(include)”和“包括(comprise)”及其派生词，意为非限制性的包括；术语“或”是包含性的，意为“和/或”；短语“与…相关(associated with)”和“与之相关(associated therewith)”及其派生词可意为包括(include)、包括在…内(be included within)、与…互连(interconnect with)、包含(contain)、包含在…内(be contained within)、连接至或与…连接(connect to or with)、联接至或与…联接(couple to or with)、可与…连通(be communicable with)、与…配合(cooperate with)、交错(interleave)、并排(juxtapose)、靠近(be proximate to)、结合至或与…结合(be bound to or with)、具有(have)、具有…的性质(have a property of)等；以及术语“控制器”意为控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，可以硬件、固件或软件的形式实施或以硬件、固件或软件中至少两种的一些组合的形式实施。应注意，无论本地或是远程，与任意特定控制器相关的功能可为集中式或分布式的。整个专利文件提供了对于某些词语或短语的定义，本领域普通技术人员应理解，在许多情况(如果不是大多数情况)下，这种定义适用于如此定义的词语或短语的先前及未来的使用。

附图说明

[0022] 为了更完整地理解本公开及其有益效果，现在参照附图作出以下描述，其中相同的附图标记代表相同的部件，其中：

[0023] 图1是示出根据本公开各种实施方式的笔输入设备的配置及操作的示意图；

[0024] 图2是示出安装于图1的壳体的容纳空间中的共振电路单元的配置和操作的视图；

[0025] 图3是示出使用图1的笔输入设备的电子设备的示意图；

[0026] 图4是示出数字转换器板控制器的示意图；

[0027] 图5是描述根据本公开各种实施方式的笔输入设备的静电坐标识别操作的示意图；

[0028] 图6是描述使用根据本公开各种实施方式的笔输入设备的位置的防手掌误触功能的示意图；以及

[0029] 图7是描述根据本公开实施方式的计算倾斜方向(方位角)的方法的视图。

具体实施方式

[0030] 在本专利文件中，以下讨论的图1至图7以及用于描述本公开原理的各种实施方式仅以说明性的方式给出而不应理解为对本公开的范围有任何限制。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何合适布置的移动设备中实施。下文中将参照附图描述本公开。本公开可具有各种实施方式，并且可对其作出修改和更改。因此，将参照附图所示特定实施方式具体描述本公开。然而应理解，不意在将本公开限定至该特定形式，而应将本公开理解为涵盖落入本公开的精神和范围内的全部修改、等同和/或可替代方案。在对附图的描述中，相似的附图标记表示相同或相似的元件。

[0031] 提供参照附图的以下描述以帮助对权利要求及其等同所限定的本公开的各种实施方式的全面理解。以下描述包括各种细节以帮助理解，然而这些细节应仅视作示例。相应地，在不背离本公开的范围和精神的前提下，可对本文描述的各种实施方式作出各种更改和修改。此外，出于清晰和简洁的目的，可省略对公知的功能和结构的描述。

[0032] 根据本公开各种实施方式的电子设备包括通信功能。例如，该设备可以是包括以下至少之一的设备的组合：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、笔记本PC、上网本、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字音频播放器、移动医疗设备、电子手镯、电子项链、电子配件、相机、可穿戴设备、电子钟、腕表、家电(例如，空调、真空吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器等)、人工智能机器人、电视机(TV)、数字影像光盘(DVD)播放器、音频设备、各种医疗设备(例如，磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、扫描仪、超声波设备等)、导航设备、全球定位系统(GPS)接收器、行车记录仪(EDR)、飞行数据记录仪(FDR)、机顶盒、电视盒(例如，SAMSUNG HOMESYNCTM、APPLE 或GOOGLE )、电子词典、车载娱乐设备、船载电子设备(例如，船舶导航设备、罗盘等)、航空电子设备、安全设备、电子衣物、电子钥匙、摄录仪、游戏主机、头戴式显示器(HMD)、平板显示设备、电子相框、电子相册、包含通信功能的家具或包含通信功能的建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪等。对于本领域技术人员显而易见的，根据本公开的电子设备不限于前述设备。

[0033] 图1示出了根据本公开各种实施方式的笔输入设备的配置和操作，以及图2是示出了安装于图1的壳体的容纳空间中的共振电路单元的配置的视图。

[0034] 参照图1，根据本公开的各种实施方式，笔输入设备100是电磁感应类型和静电类型的混合型手写笔，其具有导电笔尖110并包括壳体140，壳体140在其一端开口并限定出容纳空间，该容纳空间用于将笔芯120容纳于其中。

[0035] 导电笔尖110被安装为从壳体140的开口端突出至外部，并且能够在纵向方向上朝壳体140的另一端移动至容纳空间预定的范围。笔尖110可以是自对中的。本文中术语“自对中”可意为当对象变形时，对象可自动地返回其初始位置。

[0036] 导电笔尖110配置为由导电橡胶或金属材料形成的介电体，或配置为使得介电体被安置、安装、附接、粘附或熔接至塑料笔尖以被该塑料笔尖包裹。例如，可使用双面胶、粘合剂等将介电体粘附至塑料笔尖，从而使其被塑料笔尖包裹。

[0037] 壳体140包括铁心142、电磁感应单元线圈144、弹性体146、支承部分148、可变电容器149以及印刷电路板200。

[0038] 壳体140还包括推动按键150，推动按键150可定位在壳体140的握持部分上，用户使用该笔输入设备100时通常握持该握持部分。

[0039] 弹性体146安装为实现与笔尖110的移动相对应的功能。例如，弹性体146可包括弹簧等，当笔输入设备进行输入时(例如，显示器上的触摸输入事件或拖拽输入事件)，该弹性体146可收缩与笔尖110进入壳体140容纳空间的移动距离对应的长度。

[0040] 参照图2，在壳体140的容纳空间中可安装有共振电路单元250。

[0041] 所安装的共振电路单元250作为等效电路包括用于电磁感应共振操作的电磁感应单元线圈144、可变电容器(VC)149、电容器C1和C2以及开关SW，并且不需要电源。

[0042] 电磁感应单元线圈144是电感(L)线圈，电容器C1是共振电路单元250的主电容，可变电容器149的电容可根据笔输入设备100的书写压力(即，施加于笔尖110的压力)变化，其导致共振频率被改变，通过这种改变，书写压力可以箭头所示的方向传递至终端。

[0043] 开关SW是笔输入设备100的推动按键150。当推动该推动按键150时，开关SW连接至电容器C2，使得共振频率变化，通过这种变化，按钮推动的操作可传递至终端。

[0044] 共振电路单元250包括这样的元件，其阻抗根据书写时施加的压力而变化。

[0045] 根据阻抗的变化，笔输入设备100的共振频率变化，并且笔输入设备100的电磁感应频率也可变化，使得返回数字转换器的磁信号的频率也可变化。

[0046] 通过这种方式，数字转换器可感应书写压力。阻抗变化元件可经历电感变化或可变电容(VC)变化。

[0047] 同时，根据本公开的各种实施方式，笔输入设备100包括带状介电涂覆部分160，其形成在壳体140侧面部分上的握持部分上，该握持部分供用户的手握持。

[0048] 笔输入设备100还包括由具有导电纤维的导线形成的单天线通道180，其将介电体或笔尖110的接触部分(介电体在此处被结合从而被包裹)与壳体140的握持部分的介电涂覆部分160互相连接。

[0049] 通过这种方式，为根据本公开实施方式的笔输入设备100额外地提供静电笔功能，其能够通过将笔输入设备100的笔尖110与握持部分的介电涂覆部分160互相连接来通过静电触摸屏面板执行坐标输入，该互相连接通过由具有导电纤维的导线制成的单天线通道180的配置得以实现。

[0050] 由于笔输入设备100的电磁感应单元以及导电纤维的一部分被安装在铁心142内部或穿过铁心142的内部，所以笔输入设备100的电磁感应单元以及导电纤维的一部分与安装在铁心142外部上的电磁感应线圈144电绝缘，使得干扰可以最小化。

[0051] 此外，具有导电纤维的单天线通道180可与笔输入设备100的印刷电路板200连接。通过这样，随着静电电容增加，可产生电耦合，该电耦合的等级足以允许静电触摸屏面板识别坐标。

[0052] 当用户握持壳体140的握持部分时，增强了从触摸屏面板至手(地)的电荷移动性，使得可在不增加介电涂覆表面160面积的情况下获得静电触摸坐标。

[0053] 如上所述，本公开的笔输入设备100是电磁感应类型和静电类型的混合型手写笔类型，终端配置为主动单元而笔配置为被动单元。因此，可使用终端和笔的电磁感应单元通过电磁感应作用执行输入。

[0054] 即，由于通过将电感(L)线圈144以及电容器C1和C2并联来配置本公开的笔输入设备100的共振电路单元250，所以当笔输入设备100靠近触摸屏设备时会产生电磁感应现象。

[0055] 鉴于此，从终端的数字转换器产生电磁(EM)场，并且所产生的电磁场被笔输入设备100的共振电路单元250接收从而产生电流。通过笔输入设备100中产生的电流可形成磁场。

[0056] 终端的数字转换器扫描该磁场从而基于信号强度的差别来确定笔输入设备100的坐标。

[0057] 图3示出了根据本公开各种实施方式，使用图1的笔输入设备的电子设备500的配置。

[0058] 参照图3，根据本公开的各种实施方式，电子设备500包括电磁感应类型与静电类型的混合型手写笔的笔输入设备100、触摸屏设备300以及主机设备400。

[0059] 通过在电子设备500与用户之间提供输入/输出界面，触摸屏设备300可同时执行数据输入和输出功能。另外，触摸屏设备300可将通过应用触摸感应技术来感应的用户触摸输入传递至主机设备400，并且示出可视化信息，该可视化信息(如文本、图形或视频)从主机设备400提供至用户。

[0060] 触摸屏设备300包括这样的配置，在该配置中屏幕窗口310、静电电容性触摸面板320、静电电容性触摸面板控制器330、显示面板340、数字转换器板350以及数字转换器板控制器360被顺序地层叠。

[0061] 屏幕窗口310可以是这样的区域，在该区域上通过外部的笔输入设备100、导体(例如，人体的手指或手掌)等触摸来执行外部输入，如触摸输入。例如，屏幕窗口310可以是用强化涂覆层或疏油涂覆层处理的玻璃。另外，可使用氧化铝、氧化硅和蓝宝石中的至少一种来形成屏幕窗口310。

[0062] 根据一个实施方式，屏幕窗口310由透明材料形成，并且可使用粘合剂将屏幕窗口310结合至静电电容性触摸面板320，或者屏幕窗口310可固定至形成电子设备500的外观的主体。

[0063] 作为粘合剂，可使用超级可视树脂(super view resin)、光学透明粘合剂(optically clear adhesive)等。

[0064] 静电电容性触摸面板320包括多个电极线，该多个电极线包括交替形成并彼此平行的多个电极。静电电容性触摸面板320通过接收由静电电容性触摸面板控制器330施加的电压而形成用于感应触摸的电场，并且当笔输入设备100的笔尖110的接触部分以及包含于壳体140的握持部分中的介电涂覆部分160接触静电电容性触摸面板320时，静电电容性触摸面板320改变其静电电容。

[0065] 通过来自静电电容性触摸面板320的静电电容的改变，触摸屏设备300检测笔输入设备100的笔尖110的触摸位置作为最终输入坐标。

[0066] 静电电容性触摸面板控制器330执行控制，使得电压被供给至层叠于屏幕窗口310一侧的静电电容性触摸面板320。

[0067] 根据实施方式，随着安装在笔输入设备100的一端的导电笔尖110靠近屏幕窗口310至相距屏幕窗口310的临界距离值内，静电电容性触摸面板控制器330可引起静电电容性触摸面板320的接收电极(未示出)获取电荷，该电荷的量根据笔输入设备100或导电对象(例如，人体的手指)相对于屏幕窗口310的距离或接触而变化。

[0068] 静电电容性触摸面板控制器330可将位置(该位置由笔输入设备100的导电笔尖110基于接收电极获取的电荷量来感应)提供至主机设备400，并且主机设备400的处理器
440可根据该位置进行操作。即，静电电容性触摸面板控制器330控制显示面板340显示用户界面。

[0069] 此外，静电电容性触摸面板控制器330可提供坐标信息，该坐标信息包括是否是被动手写笔。

[0070] 数字转换器板350包括FPCB，其中该FPCB包括在X轴布置方向和Y轴布置方向彼此重叠的多个环形天线线圈。数字转换器板350向数字转换器板控制器360提供交变电流并产生电磁场。

[0071] 此外，数字转换器板350在其后表面上包括用于屏蔽噪声的屏蔽板。

[0072] 数字转换器板控制器360可提供笔输入设备100的书写压力信息和坐标信息。

[0073] 当笔输入设备100接触或靠近数字转换器板350的电磁场时，笔输入设备100的共振电路单元250可产生电流，并且该电流可在共振电路单元250中形成磁场。

[0074] 数字转换器板控制器360在整个区域扫描由笔输入设备100施加于数字转换器板350的磁场的强度以检测位置，并且将所检测的位置提供至主机设备400以作为识别坐标，并且响应于该识别坐标，主机设备400的处理器440执行操作。例如，处理器440将图像信息(如文本、图形或视频)输出至显示面板340。

[0075] 显示面板340输出使用坐标信息以及笔输入设备100的书写压力、倾斜角度和倾斜方向生成的页面。

[0076] 同时，当同时输入手写笔100的书写压力和被动静电电容性手写笔的坐标时，首先使用该被动静电电容性手写笔的坐标。

[0077] 主机设备400包括内存420、一个或多个处理器440以及接口460，其中的每一个都可以是单独的组成元件或可配置为一个或多个集成电路。

[0078] 内存420包括用于修正坐标的转换表。

[0079] 处理器440可执行各种软件程序以对电子设备500的声音、图像或数据通信执行处理和控制。此外，可通过执行存储于内存420和/或外部储存器(未示出)中特定的软件模块(指令集)来执行本公开实施方式的方法。

[0080] 接口460可将电子设备500的另外的各种设备480与主机设备400连接。该另外的各种设备480例如包括外部储存器、相机设备、传感器设备、无线通信设备、音频设备、外部端口设备等。

[0081] 如上所述，根据本公开的电子设备，由于笔尖110的触摸位置(由静电电容性触摸面板控制器330设置)用作输入坐标，并且坐标信息(其包括被数字转换器板控制器360检测作为识别坐标的位置)被提供至主机设备400，所以主机设备400可使用坐标信息生成笔的倾斜信息，并且可使用内存420所包含的转换表执行坐标修正。

[0082] 图4示出了数字转换器板控制器。

[0083] 如图4A所示，数字转换器面板控制器360可通过使用线圈开关单元370选择数字转换器板350所包括的环形天线线圈372中的一个来以变化的电流放电。

[0084] 结果是，磁场可从环形天线中产生，并且电磁场的共振频率对应于笔输入设备100施加的推力(例如，每单位面积施加的力，或施加于屏幕窗口310预定区域的书写压力)而改变。

[0085] 即，数字转换器板控制器360可基于所感应的电磁场的共振频率的改变来确定笔输入设备100的压力数据。例如，当笔输入设备100相对于屏幕窗口310的压力强度对应于预定等级时，数字转换器板控制器360可将所感应的压力数据确定为与预定等级对应的数据，并且所确定的压力数据可被传递至主机设备400的处理器440。

[0086] 处理器440可执行控制，使得与压力数据(基于从触摸屏设备300传递的压力数据)对应的粗细度显示在用户界面460上。

[0087] 此外，数字转换器板控制器360可基于所感应的电磁场的改变来确定笔输入设备100是否在相距屏幕窗口310的临界距离值之内。

[0088] 根据所确定的结果，笔输入设备100可确认在屏幕窗口310上感应的位置区域，并可将所感应的位置区域的信息传递至处理器440。

[0089] 当在不是由笔输入设备100所感应的位置区域(即，超过临界距离值的位置区域)中感应到触摸输入事件时，处理器440可执行控制，使得与所感应的触摸输入事件对应的功能失效。

[0090] 当笔输入设备100穿过所产生的磁场时，笔输入设备100可通过电磁感应在笔输入设备100的共振电路单元250中存储能量。

[0091] 数字转换器板控制器360通过扫描感应笔输入设备100的大致位置。然后，如图4B所示，扫描笔输入设备100周围的多个天线线圈(图中的传感器板)以用作计算笔输入设备100的修正坐标的信息。

[0092] 由于本公开的笔输入设备100使用上述的电磁感应，所以即使笔输入设备100没有与数字转换器板350接触，也可检测笔输入设备100的坐标。

[0093] 图5示出了用作笔输入设备100的坐标识别装置的静电电容性触摸面板(C-TSP)的配置。

[0094] 静电电容性触摸面板(C-TSP)320是触摸输入装置。现有的静电电容性触摸面板仅在具有预定尺寸(大约手指接触面积)的导体/介电体接触时能够识别触摸坐标。然而，本实施方式中所使用的静电电容性触摸面板320能够识别导体/介电体的触摸坐标，即使该导体/介电体具有大约1mm的粗细度。

[0095] 即，本公开的笔输入设备100的笔尖110的粗细度可以很小，压力被传递至可变阻抗(该可变阻抗随施加于笔尖110的压力而变化)，使得阻抗被改变。此外，笔输入设备100的电磁感应单元的共振频率被改变，并且根据该共振频率的改变，由笔输入设备100通过电磁感应而产生的磁场的频率可被改变。

[0096] 此外，由于可识别磁场的频率改变，所以可识别推动按键150的按钮SW的推动。

[0097] 当推动该推动按键150时，电容器C2被连接，使得笔输入设备100的共振频率可改变。

[0098] 此外，类似于一般静电笔的操作，从发送器传输至导电纤维通道180的脉冲信号的一部分被引入，使得可改变接收器的耦合电压，可据此识别笔输入设备100的坐标。

[0099] 图6示出了使用根据本公开各种实施方式的笔输入设备的位置的防手掌误触功能。

[0100] 如图6A所示，当数字转换器板350感应到笔输入设备100的悬停时，可拒绝静电电容性触摸面板控制器330所识别的全部坐标直至该悬停分离。

[0101] 此外，如图6B所示，当存在笔输入设备100的书写压力时，在相距EMR坐标指定距离之内可单独识别被动手写笔坐标的情况下，或者当同时识别出触摸坐标时，该触摸坐标用作手写笔坐标而EMR坐标可用于计算倾斜方向和倾斜角度。此时，可拒绝范围之外的被动手写笔坐标和触摸坐标。

[0102] 当通过识别书写压力而开始书写输入时，可通过静电电容性触摸面板320识别笔输入设备100的坐标，并且可通过数字转换器板350识别书写压力。

[0103] 与书写压力对应的输出可被输出至屏幕窗口310，其中该书写压力在识别的笔输入设备100的坐标位置被识别。

[0104] 图7是描述对根据本公开各种实施方式的笔输入设备的倾斜角度和倾斜方向进行测量的示意图。

[0105] 如图7所示，可通过以下等式1来测量笔输入设备100的倾斜角度。

[0106]

[0107] 在此，T是倾斜角度，Xa和Ya是通过作为笔输入设备100的被动静电手写笔的笔尖110的触摸而输入的输入横坐标和纵坐标，Xb和Yb是通过电磁感应获得的识别横坐标和纵坐标，d是笔输入设备100的笔尖110与电磁感应单元的线圈中心之间的距离，以及f表示笔输入设备100的书写压力。此时，距离d根据书写压力f而改变，并且因此可通过表转换(或算术运算)而计算。

[0108] 如以上所述，处理器440可使用静电电容性触摸板控制器330和数字转换器板控制器360提供的坐标信息来计算等式1，并且随后可通过反余弦表转换(或算术运算)生成倾斜信息(即，可计算倾斜角度T)。

[0109] 此外，可通过以下等式2来测量笔输入设备100的倾斜角度(方位角)的单位矢量V。

[0110]

[0111] 如上所述，根据本公开的各种实施方式，电子设备500的处理器能够通过使用静电电容性触摸板控制器330和数字转换器板控制器360提供的坐标信息，通过等式2执行算术运算来计算在倾斜方向上的单位矢量V，并且可使用内存420中所存储的表通过转换(或算术运算)来计算方位角从而对单位矢量V执行坐标修正。

[0112] 如上所述，根据本公开的实施方式，笔输入设备是使用单线圈的混合型手写笔，其既支持EMR笔功能也支持被动静电手写笔(触摸笔)功能。根据该笔输入设备，电磁感应方法所产生的磁场的频率改变能够被单通道数字转换器识别，从而识别笔输入设备的书写压力，并且基于此，可计算倾斜角度和倾斜方向以及可改善倾斜所导致的误差。

[0113] 根据本公开的实施方式，由于EMR笔功能和被动静电手写笔(触摸笔)功能都可使用单线圈来支持，并且基于此可计算倾斜角度和倾斜方向以及可改善倾斜所导致的误差，所以在可提供更精确的坐标信息方面具有益处。

[0114] 此外，由于笔的笔尖和壳体握持部分上的带状部分由介电材料制成，所以：可增强从触摸屏面板至手(地)的电荷移动性从而改善信噪比(SNR)；可在不大量增加介电材料面积的情况下获得更精确的静电触摸坐标；以及由此获得的静电触摸坐标可用作最终的输入坐标。

[0115] 此外，根据本公开，由于可使用书写压力和EMR坐标来改善倾斜误差而与输入方向无关，以及可提供倾斜角度和倾斜角度，所以可提供更精确的坐标信息。

[0116] 虽然已通过具体实施方式描述了本公开，然而仍可对本领域技术人员建议各种更改和修改。本公开意在包括落入所附权利要求的范围之内的这种更改和修改。