CN103513795A - 具有控制环用户界面的手写笔 - Google Patents

Abstract

在手写笔的主体上安装控制环。手写笔的主体内的控制器根据控制环生成控制信号。将控制信号发送到主机电子设备，在主机电子设备中，包含在控制信号中的信息用于控制计算机绘制应用中的绘制工具的特性。

Description

具有控制环用户界面的手写笔

背景技术

手写笔指点设备用于向主机电子设备传达位置信息。然而，与传达相对运动的计算机鼠标不同，手写笔被设计为传达手写笔在诸如平板电脑或屏幕等的表面上的绝对位置。可以通过多种方法来确定该位置，方法包括：检测手写笔与平板电脑的电气特性(电磁感应、电阻、电容)、平板电脑的光学特性之间的交互，或者可以通过超声定位来确定该位置。

有源手写笔具有通过有线链路或者通过无线通信链路(例如，射频(RF)或红外线(IR)链路)来与主机电子设备进行通信的能力。

可以将手写笔与图形用户界面结合使用以使得能够向主机电子设备进行用户输入。

手写笔的常见用途是向计算机绘制或手写应用提供用户输入。在该应用中，手写笔用于绘制线条并且与用户界面进行交互。例如，通过使用手写笔与图形用户界面进行交互，来实现对线条的特性的选择。可以通过使手写笔接触(“点击”)屏幕或平板电脑的特定区域来选择要绘制的线条的特性(例如，线条的颜色或粗细)。备选地，可以通过使用手写笔将屏幕光标移动到屏幕的特定区域，来选择线条的颜色或粗细。类似的方法可以用于选择要绘制的线条的其它特性。

提供一种用于选择绘制工具、线条特性或其它参数的更快速且更直观的方法将是有用的。

附图说明

下面将参照包含的附图来描述本公开的示例实施例，使得相似的附图标记指代相似的元件，并且在附图中：

图1是根据本公开的各个示例实施例的绘制***的框图；

图2是根据本公开的各个示例实施例的手写笔电路的框图；

图3是根据本公开的各个示例实施例的主机电子设备的电路的框图；

图4是根据本公开的各个示例实施例的用于从手写笔向电子设备提供用户输入的方法的流程图；

图5是根据本公开的各个示例实施例的控制信号的示图；

图6至图9是根据本公开的各个示例实施例的具有控制环用户界面的手写笔的示图。

具体实施方式

为了使说明简单和清楚，可以在附图之间对附图标记进行重复，以指示相应的或类似的元件。阐述了大量细节，以提供对本文所描述的示例实施例的理解。可以在没有这些细节的情况下实践示例实施例。在其它实例中，为了避免模糊所描述的示例实施例，没有对公知的方法、过程和组件进行详细的描述。不应将该描述理解为限制于本文所公开的示例实施例的范围。

本公开的一个方面涉及使用手写笔来向电子设备提供用户输入的绘制***。响应于用户对手写笔上的第一控制环的操作，生成第一控制信号。第一控制信号被配置为控制电子设备上的第一绘制工具特性。响应于用户对手写笔上的第二控制环的操作，生成第二控制信号。该第二控制信号被配置为控制在电子设备上运行的绘制应用的第一绘制工具特性。将第一控制信号和第二控制信号进行复用以形成发射信号，从手写笔的发射机发送该发射信号。由主机电子设备(例如，平板电脑、手写板(pad)等)接收该发射信号，并且该发射信号用于控制正在设备上执行的应用的操作。

图1是根据本公开的各个示例实施例的绘制***的框图。该绘制***包括手写笔100，该手写笔100具有绘制尖端102、主体104、第一控制环106和第二控制环108。在一个实施例中，控制环106是可以关于手写笔的主体而旋转的选择开关。手写笔的主体上的标记110可以用于指示控制环106的位置。手写笔100还包括用于实现手写笔与主机电子设备120之间的通信的射频(RF)或红外线(IR)发射机。主机电子设备120具有显示屏122。主机电子设备120还包括接收机和处理器，该处理器可操作以执行计算机绘制应用的指令的程序。

在操作中，手写笔100向主机电子设备120发送通信信号。该通信信号取决于用户与手写笔的第一控制环和第二控制环的交互。主机电子设备120可操作以接收该通信信号，并且使用该通信信号来设置绘制应用中的绘制工具的特性。具体地说，该通信信号可以用于控制在显示屏122上显示的线条或图像124的特性，或者选择要使用的绘制工具。

在一个实施例中，第一控制环106是用于设置绘制工具颜色的色环。在该实施例中，控制环106可以关于手写笔的主体104而旋转。根据色环相对于手写笔的主体的角位置来选择绘制工具颜色。

在另一个实施例中，第二控制环是电容环，并且通信信号取决于电容环上的触摸位置或者电容环上的触摸运动。电容环提供了对所选择的绘制工具特性的值的实质上连续的控制。然而，实际上，可以对该值进行量化以作为数字值进行传送。例如，可以使用7比特与16比特之间的值来对该值进行量化。可以使用更粗略或者更精细的量化。

图2是根据本公开的各个示例实施例的手写笔电路的框图。手写笔电路200包括控制电路202和发射机204。控制电路具有感测电路206，该感测电路206对第一控制环106和第二控制环108进行响应。在一个实施例中，控制环106和108中的一个或多个是选择开关，并且感测电路206检测该开关的角位置。开关的角位置可以用于选择主机电子设备上的离散标识符，例如，绘制工具类型(刷子或笔)或者绘制工具特性标识符(颜色或线条宽度)或者类型和特性的组合(例如，蓝色的笔)。在另一个实施例中，控制环是连续传感器，例如，电容环、电阻环、旋转式电位器或模拟传感器。感测电路206检测用户与控制环的交互。这可以用于选择主机电子设备上的绘制工具的特性的值(例如，线条的宽度、图像的大小、颜色中的红色成分的量等等)。

上文所描述的实施例具有两个控制环。然而，手写笔可以具有三个或更多个控制环。环可以用于离散选择或者连续值输入。

在一个实施例中，第一控制环用于选择绘制工具特性，并且一个或第二控制环用于设置所选择的特性的值。

再次参照图2，在控制电路202的复用器208中将感测的特性和感测的特性值进行复用，以形成控制信号。根据通信协议来形成控制信号，使得可以由主机电子设备来解释该控制信号。将控制信号传递给发射机204以发送到主机电子设备。发射机可以是例如使用已知的协议(例如，蓝牙、WiFi或者近场通信(NFC))操作的RF发射机。备选地，发射机204可以使用自定义协议。

可以在不偏离本文给出的教导的情况下使用备选的无线通信技术。这些技术包括光学技术、红外线(IR)技术和超声波技术。

图3是根据本公开的各个示例实施例的主机电子设备的电路300的框图。电路300具有接收来自手写笔的RF传输的天线302和接收机301的、从RF信号中恢复控制信号的解复用器304。将控制信号输入处理器306中，在处理器306中，包含在控制信号中的信息用于控制计算机绘制应用或者在处理器上执行的其它程序的操作。将来自处理器306的输出(其可以是例如电子图)传递到显示驱动器308，然后在主机电子设备的显示器122上呈现该输出。还可以将输出存储在存储器310中。存储器可以位于该电子设备本地，远离该电子设备，或者这二者的组合。

图4是根据本公开的各个示例实施例的用于从手写笔向电子设备提供用户输入的方法的流程图400。该方法在图4中的起始框402开始。在框404处，感测手写笔的第一控制环，并且根据且响应于用户激活手写笔上的第一控制环来生成第一信号。可以使用第一信号以例如选择主机电子设备上的第一绘制工具类型、特性或其组合。在框406处，感测手写笔的第二控制环，并且根据且响应于用户激活手写笔上的第二控制环来生成第二信号。可以使用第二信号以例如选择主机电子设备上的绘制工具特性的值。在框408处，将第一信号和第二信号进行复用以形成控制信号。控制信号可以指定一个或多个标识符，例如，绘制工具的类型或工具的属性，以及绘制工具参数值。下面将讨论示例的特性及其相关联的参数。在框410处，将控制信号嵌入在发射信号中，然后，在框412处，将该发射信号作为例如RF信号发送到主机电子设备。然后，流程返回框404。

图5是根据本公开的各个示例实施例的控制信号的示图。在该示例中，控制信号500具有报头502，报头502可以包含诸如以下各项的信息：手写笔标识号、控制信号的格式、控制信号的长度和校验和。控制信号还具有标识符字段504，标识符字段504标识要控制的特性。标识符字段可以包括工具类型标识符506(笔、刷子等)、特性标识符508(例如，颜色、线条宽度、大小等)。控制信号还包括特性值510。可以通过第一控制环106来确定工具类型标识符506或特性标识符508，其中，其它标识符可以是固定的或者可以通过某种其它方式(例如，与主机电子设备进行通信)来选择其它标识符。可以通过第二控制环108来确定特性值510，其中，该第二控制环108可以是实质上连续的控制器。额外的第一控制环可以用于实现对工具类型506和要控制的特性508的控制。可以在不偏离本公开的情况下使用其它控制信号格式。

在一个实施例中，字段ID504中的标识符是第一控制环的角位置的数值表示，并且特性值510是第二控制值的数值表示。由主机电子设备来对数值表示进行解释，并且可以通过主机电子设备的用户界面(例如，菜单)来定制数值表示的解释。

图6、图7、图8和图9是根据本公开的各个示例实施例的具有控制环用户界面的手写笔的示意图。

图6示出了具有两个控制环的手写笔的主体104的实质上为圆柱形部分。在该示例中，控制环106是选择器环，并且控制环108是实质上连续的控制环，例如，电容带。选择器环106用于在绘制工具特性的各个属性之间进行选择。在这里，控制环106上的字母“R”、“G”和“B”指示要调整的颜色成分(红色、绿色或蓝色)，并且字母“T”指示要调整线条粗细。实际上，可以通过实际的颜色而不是字母来表示颜色成分，并且可以通过图形符号或字母来指示线条粗细或者其它属性。标记110指示已经选择哪个属性来进行控制。在所示的示例中，已经选择了绿色成分，如通过将字母“G”与标记110对齐所指示的，因此用户与第二控制环108的交互将引起对正在主机电子设备上的绘制应用中使用的颜色的绿色成分的调整。在该示例中，使用单个选择环106，因此可能将变色应用到当前使用的绘制工具。

图7示出了具有三个控制环的手写笔的主体104的一部分。控制环106和108以上文参照图6所述的方式操作。第二选择环106′用于选择要在绘制应用中使用哪个绘制工具。在该示例中，对控制环106′进行旋转以选择刷子绘制工具，这是因为刷子符号与标记110’对齐。对控制环106进行旋转以选择颜色的与标记110对齐的绿色成分，因此控制环108控制刷子颜色的绿色成分。

图8示出了具有两个控制环106和108的另一个手写笔的主体104的一部分。在该示例中，选择环106用于选择对象类型，例如，正方形、圆形、直线或者曲线，如环上的符号所指示的。第二控制环108用于控制对象的参数，例如，正方形或圆形的大小、线条的角度或者曲线的平滑度。在图8中选择正方形绘制工具，如通过将正方形符号与标记110对齐所指示的。

对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，可以使用选择环和连续控制环的各个组合来控制或选择其它绘制工具特性。

图9示出了具有两个控制环106和108的另一个手写笔的主体104的一部分。在该示例中，可以由用户来定制选择环106和第二控制环108。例如，可以通过用户与主机电子设备上的用户界面进行交互来实现定制。在一个实施例中，当在选择环106上选择特定的数字(如通过与标记110对齐所指示的)时，可以在用户界面上利用用于对该数字进行编程的菜单。这使用户能够将绘制工具参数与环106上的所选择的数字相关联，并且选择将通过第二控制环108调整什么值。例如，可以将“2”编程为与刷子相对应，并且可以将第二控制环108编程为当选择“2”时调整刷子宽度。

在另一个示例中，可以将“2”编程为与宽度为2个单位的红色的笔相对应，并且可以将第二控制编程为控制使用这只笔绘制的线条的平滑。

在一个实施例中，可以在主机电子设备上的存储器中存储定制，使得可以将其它手写笔与该主机设备一起使用。在另一个实施例中，可以在手写笔上的存储器中存储该定制，使得可以将该手写笔与其它主机电子设备一起使用。

手写笔的主体可以具有实质上为圆柱形的部分，其中，第一控制环和第二控制环安装在主体的圆柱形部分上。主体内的控制器根据第一控制环和第二控制环来生成控制信号，发射机向主机电子设备发送该控制信号。包含在控制信号中的信息可以用于控制计算机绘制应用中的绘制工具的特性。

在一个实施例中，第一控制环是可以关于手写笔的主体的圆柱形部分而旋转的色环，并且控制信号控制计算机绘制应用中的绘制工具的颜色。可以给色环着色以指示计算机绘制应用中的绘制工具的颜色。例如，可以通过红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色、紫色和黑色来给色环着色。

色环可以是实质上连续的控制器，例如，电容环。控制信号可以取决于电容环上的触摸位置或者电容环上的触摸运动。例如，从左至右的触摸运动可以用于递增特性值，而从右至左的运动用于递减特性值。类似地，可能检测到环上的轴向运动。

第一控制环可以用于选择计算机绘制应用中的绘制工具的特性，并且第二控制环用于控制计算机绘制应用中的特性的值。

在另一个示例实施例中，第一控制环控制计算机绘制应用中的绘制工具的颜色，并且第二控制环控制绘制工具的线条宽度。

手写笔的发射机可以是在标准协议下操作的射频发射机，该标准协议例如是蓝牙、WiFi或近场通信(NFC)协议。还可以使用非标准的协议。

手写笔可以具有安装在主体的圆柱形部分上的三个或更多个控制环，在该情况下，控制信号取决于所有这些控制环。

第一控制环可以是用于选择特性类型的多位置开关，而第二控制环可以是可操作以对所选择的特性类型的值进行选择的实质上连续的控制。在该情况下，第一控制环相对于手写笔的主体的角位置指示所选择的特性类型。

手写笔与主机电子设备进行通信，该主机电子设备具有处理器、显示屏和通信接收机。主机电子设备可操作以执行绘制应用的指令的程序。主机电子设备从手写笔接收控制信号，并且根据控制信号来确定绘制应用中的绘制工具的特性。

手写笔通过以下操作来向电子设备提供用户输入：根据对手写笔上的第一触控环和第二触控环的操作生成第一信号和第二信号，然后将第一信号和第二信号进行复用以形成控制信号。将该控制信号从手写笔的发射机发送到主机电子设备的接收机。

控制信号可以包括例如报头、取决于第一信号的标识符；以及取决于第二信号的特性值。

当第一控制环是色环时，根据色环相对于手写笔的角位置来确定绘制工具颜色。

控制环可以是实质上连续的控制环，例如，电容环。在该实施例中，对电容环的电容进行感测以确定绘制工具特性值。可以感测触摸位置或触摸运动。

上文所描述的本公开的实现仅仅旨在作为示例。本领域技术人员可以在不偏离本公开的期望范围的情况下实现对本文的特定的示例实施例的改变、修改和变化。此外，可以组合从上文所描述的示例实施例中的一个或多个中选择的特征，以创建未在本文中显式描述的备选的示例实施例。

手写笔和主机电子设备的电路可以作为例如编程的处理器或者ASIC的现场可编程门阵列或自定义电路来实现。本文所公开的执行指令的相关联的软件模块或组件可以包括或者可以以其它方式利用非瞬态的且有形的计算机可读介质，例如，存储介质、计算机存储介质或者诸如磁盘、光盘或磁带数据存储设备等的数据存储设备(可移除的或不可移除的)。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质。计算机存储介质的示例包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或者其它光盘存储设备、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或者其它磁存储设备，或者可以用于存储期望的信息并且可以由应用、模块或者这二者访问的任何其它介质。

可以在不偏离本公开的精神或实质特征的情况下以其它具体形式体现本公开。在所有方面，都认为所描述的示例实施例仅是示例的而非限制的。因此，本公开的范围是由所附权利要求而不是前述描述来指示的。在权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变都落入权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种用于实现对主机电子设备上的计算机化的绘制工具的属性的选择的方法，包括：

响应于对手写笔上的第一控制环的操作，生成表示第一属性的第一信号；

响应于对所述手写笔上的第二控制环的操作，生成表示第二属性的第二信号；

将所述第一信号和所述第二信号进行复用，以形成控制信号；以及

从所述手写笔的发射机发送所述控制信号，以实现对所述主机电子设备上的具有所述第一属性和所述第二属性的绘制工具特性的选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信号包括：

报头；

标识符，取决于所述第一信号；以及

特性值，取决于所述第二信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一控制环包括色环，所述方法还包括：

根据所述色环相对于所述手写笔的角位置来确定所述绘制工具的颜色。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一控制环和所述第二控制环中的一控制环包括电容环，所述方法还包括：

感测所述电容环的电容；以及

根据所述电容环的所述电容来确定所述绘制工具特性的绘制工具特性值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，感测所述电容环的所述电容包括：感测所述电容环上的触摸位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，感测所述电容环的所述电容包括：感测所述电容环上的触摸运动。

7.一种***，包括：

主机电子设备，包括：处理器、显示屏和接收机，所述主机电子设备能够操作用于执行绘制应用的指令的程序；以及

手写笔，包括：主体、第一控制环、第二控制环和发射机；

所述手写笔能够操作用于响应于对所述手写笔的所述第一控制环和所述第二控制环的操作，来从所述手写笔的所述发射机发送控制信号；以及

所述主机电子设备能够操作用于接收所述控制信号，并且根据所述控制信号生成所述绘制应用中的具有包括多个属性的特性的绘制工具。

8.根据权利要求7所述的***，其中，所述第一控制环包括色环，并且其中，所述主机电子设备能够操作用于根据所述色环相对于所述手写笔的所述主体的角位置来设置绘制工具颜色。

9.根据权利要求7所述的***，其中，所述第一控制环和所述第二控制环中的一控制环包括电容环，并且其中，所述控制信号取决于所述电容环上的触摸位置。

10.根据权利要求7所述的***，其中，所述第一控制环和所述第二控制环中的一控制环包括电容环，并且其中，所述控制信号取决于所述电容环上的触摸运动。

11.根据权利要求7所述的***，其中，所述主机电子设备还能够操作用于提供用户界面，所述用户界面能够操作用于定制所述主机电子设备对从所述手写笔接收的所述控制信号的响应。

12.一种手写笔，包括：

主体；

第一控制环，安装在所述主体上；

第二控制环，安装在所述主体上；

控制器，能够操作用于响应于对所述第一控制环和所述第二控制环的操作来生成控制信号；以及

发射机，能够操作用于发送所述控制信号，所述控制信号包含用于实现对计算机绘制应用中的具有多个属性的绘制工具特性的选择的信息。

13.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环包括色环，所述色环能够关于所述手写笔的主体而旋转，并且其中，所述控制信号控制所述计算机绘制应用中的所述绘制工具的颜色。

14.根据权利要求13所述的手写笔，其中，给所述色环着色以指示所述计算机绘制应用中的所述绘制工具的所述颜色。

15.根据权利要求13所述的手写笔，其中，通过来自颜色组的一个或多个颜色来给所述色环着色，所述颜色组是由红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色、紫色和黑色组成的。

16.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环和所述第二控制环中的一控制环包括电容环，并且其中，所述控制信号取决于所述电容环上的触摸位置。

17.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环和所述第二控制环中的一控制环包括：电容环，并且其中，所述控制信号取决于所述电容环上的触摸运动。

18.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环选择所述计算机绘制应用中的所述绘制工具的特性，并且所述第二控制环控制所述计算机绘制应用中的所述特性的值。

19.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环选择所述计算机绘制应用中的所述绘制工具的颜色，并且所述第二控制环控制所述绘制工具的线条宽度。

20.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述发射机包括能够在从协议组中选择的协议下操作的射频发射机，所述协议组由蓝牙协议、WiFi协议和近场通信协议组成。

21.根据权利要求12所述的手写笔，还包括：

至少一个第三控制环，安装在所述主体上；

其中，所述控制器能够操作用于根据所述第一控制环和所述第二控制环并且根据所述至少一个第三控制环来生成控制信号。

22.根据权利要求12所述的手写笔，其中，所述第一控制环包括能够操作用于选择特性类型的多位置开关，并且所述第二控制环包括能够操作用于对所选择的特性类型的值进行选择的实质上连续的控制。

23.根据权利要求22所述的手写笔，其中，所述第一控制环相对于所述手写笔的主体的角位置指示所选择的特性类型。

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