电子笔

本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2014年7月17日的标题为“电子笔”的第201480040837.7号申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及如在专利权利要求1前序部分中所指定类型的电子笔、如在专利权利要求16前序部分中所指定的设备以及如在专利权利要求17前序部分中所指定的方法。

背景技术

电子信息和通信系统，特别是个人计算机(PC)、笔记本计算机、平板计算机和智能电话，在日常生活、休闲和工作中的不断增加的使用使得值得开发人机界面的改进。

除了诸如键盘、鼠标或触敏表面的人机界面之外，电子笔是特别令人感兴趣的。电子笔尤其具有的优势在于它们可将用笔在表面上书写的功能性和简便性与电子数据处理的多得多的可能性相结合。因此希望电子笔在外观和操作上尽可能类似于常规的笔。

例如在WO02/07424A2中，描述了用于手写识别的电子信息系统，其具有笔和带有压敏或感应敏感表面的平板计算机，并且其中笔或笔尖的移动从平板计算机的压敏或感应敏感表面捕获或由加速度传感器或光学传感器捕获。

然后，传感器数据可被无线地传送到个人计算机，其可基于所接收到的笔运动数据来执行手写识别。

然而用于手写识别的已知电子信息系统的缺陷在于，除其它之外，笔位置数据并不总是能够以足够的精确度来检测到，并且例如这可导致笔移动的错误确定。

发明内容

因此，本发明目的在于改进电子笔，特别是关于笔位置检测的精确度。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的电子笔、根据权利要求16的装置和根据权利要求17的方法来实现。

有利的实施方式和进一步的改进是从属权利要求的主题。

其中，具有笔位置检测的电子笔可包括至少一个书写芯、至少一个电压源、至少一个数字控制单元和至少一个数据传输模块。此外，电子笔可具有至少三个位置确定传感器，其中所述位置确定传感器可配置成可从它们的测量数据确定电子笔的位置和/或移动的超确定(over-determination)。

电子笔可被认为是刚性体，即其具有三个平移自由度和三个旋转自由度，总计共有六个运动自由度。通常，两个三维位置确定传感器足以在三维坐标系中描述电子笔的位置和/或移动，除了所选坐标系的任何必要的初始化和积分(integration)误差之外。

在下文中，除非另外明确提及，否则位置确定传感器应理解为这样的位置确定传感器，其可测量在三个相互正交的空间方向上的加速度和/或局部磁场的强度和/或旋转速率。

根据本发明的电子笔可以由于其至少三个位置确定传感器而允许在三维坐标系中对笔位置数据或笔的位置和/或电子笔的移动进行超确定。

在一方面，这具有的优势在于例如通过将独立测量的笔位置数据进行平均可更精确地确定笔的位置，并且在另一方面可避免相对于在三维坐标系中的电子笔位置和/或移动的模糊性。

在由位置确定传感器测得的笔位置数据上的所述模糊性是由于这样的事实造成的，即在两个旋转轴线(例如用于测量三维旋转速率的安装在万向节上的位置确定传感器的轴线)平行对准的情况下，关于一个自由度的信息丢失，并且电子笔的移动不再能够被唯一地描述。自由度信息丢失的该实施例也被称为所谓的万向节死锁(gimbal blockade)。

然而在根据本发明的电子笔中不会出现该问题，因为至少三个位置确定传感器可至少一次并以对于电子笔的每个位置和/或移动的独特方式捕获所有六个自由度。

位置数据中的不精确的另一来源源自于在位置确定传感器电路中的热噪声。该随机噪声信号可通过足够数量的传感器取平均而显著减少。

另外的不精确可能由数据获取中的时间延迟或偏移而导致，因为它们经由数据总线串行读出并且此后被处理就好像它们在完全相同的时间下被记录一样。此外，多个传感器的平均信号可以是最小化该误差的好方法。

除了所述位置确定传感器之外，电子笔可包括耦接到书写芯的力传感器。

这具有的优势在于，例如仅当测量值超过预定力时，例如在将电子笔放置到书写基质(诸如纸)上时通过按压或将压力施加到书写芯而触发，才需要完全启用位置确定传感器和/或数字控制单元和/或数据传输模块。

这可减少电子笔的能量或功率消耗，因为人们可以在用于在书写基质上书写或绘画的电子笔的使用和未使用之间进行区分，以及例如在未使用的情况下，位置确定传感器和/或电子笔的其它电力操作元件可被部分地或完全地关掉。

另一方面，当然也可以在没有书写基质的情况下使用电子笔，例如以便自由地书写或在空间内执行手势，其中即使在不存在施加于所述力传感器的特定压力的情况下或在测量与书写芯质量并与电子笔的加速度相一致的压力的情况下，可部分地或完全地激活位置确定传感器和/或数字控制单元和/或数据传输模块。

这主要针对像换行或翻页的过程是重要的，因为在这种情况下所述芯不会与书写基质发生接触。因此，例如它可能对在书写压力暂停之后允许位置确定又继续运行几秒钟是有用的。于是任何随后的移动模式可被分成几种类型，并且可在信号或数据接收设备(例如外部数据处理单元)中触发相应的功能。例如，对于反向于书写方向而没有书写压力的主要运动而言，用于下一个笔划的输入点应定位在前一行的开头处，并处在比前一行低一行的高度处。

有利地，力传感器数据的分析还提供作为副产物的有关书写芯等级的信息，因为力传感器数据还可对书写芯质量变化的检测是敏感的。此外，由质量力引起并由力传感器测量的压力可与同时测得的在笔纵向方向上的加速度进行比较，这允许得出书写芯的质量从而得出对其等级。

因此，力传感器不仅可用作通断开关。特别是，力传感器可提供模拟或比例信号，即可测量压力强度或压力强度上的变化，其例如可有利于协助学习书写，以及有利于书写的字母的各种表示模式，例如其可用不同的颜色和/或线的粗细表示在外部显示单元上。

位置确定传感器可设计成惯性传感器，其测量原理基于惯性和安装有弹簧的测试质量的机械位移。优选地，这种惯性传感器可被实施为所谓的惯性微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)，其中例如机械结构可被布图到多晶硅层内。

然而使用非惯性传感器的位置确定传感器也是可能的，并且这种位置确定传感器可基于其它测量原理，诸如磁场传感器，其基于霍尔效应(Hall-effect)或巨磁电阻效应(giant magneto-resistance effect)操作，并且其可在没有移动的机械部件的情况下来实施。优选的实施方式例如可包括福斯特探针型传感器(

位置确定传感器最初可测量在电子笔的主体固定的共动坐标系内的笔位置。通过变换可完成到适于电子笔坐标的绝对参考系的转换，如在下文进一步详细描述的那样。

电子笔的多个位置确定传感器中的至少两个可以是三维加速度传感器，以及一个位置确定传感器可以是三维旋转速率传感器。

可替换地，多个位置确定传感器中的至少两个可以是三维加速度传感器，以及一个位置确定传感器可以是一维或二维或三维磁场传感器。

加速度传感器优先于旋转速率传感器尤其是可基于这样的事实，加速度传感器可以比旋转速率传感器更为高能效，其可有利地影响电子笔的使用寿命。

然而，使用旋转速率传感器可提供的优势在于电子笔在空间内的独立于书写基质的移动可被更容易地测量，并且信号质量，特别是适于围绕纵向轴线的旋转运动的信号质量更高。

因此可能的是多个位置确定传感器中的至少两个可以是三维旋转速率传感器，以及一个位置确定传感器可以是三维加速度传感器。

此外，可想到的是这样的电子笔，其中至少一个位置确定传感器可以是三维旋转速率传感器，至少一个位置确定传感器可以是三维加速度传感器，以及至少一个位置确定传感器可以是一维或二维或三维磁场传感器。

此外，电子笔可包括空气压力传感器，通过其有利地使用气压公式和在海平面处的已知参考空气压力，在高度差异上的电子笔的位置可被确定，并且可被用来初始化位置确定传感器。

空气压力传感器数据的评估和分析可优选在电子笔的外部完成，即在外部在诸如PC、笔记本计算机、平板计算机或智能电话的数据处理或数据分析单元中，其可接收如由数据传输模块所发送的来自电子笔的所有传感器的数据。

所述数据处理单元可包括数据库或可访问下述数据库，其存储并提供所有可能的和所需的最新的依赖时间和/或依赖站点的用于初始化的数据值，诸如在海平面处的参考空气压力和/或由于重力的加速度值，和/或地球磁场强度值。

然而，为了确定所述位置，相对的确定可能是足够的，其中压力变化被解释为海拔高度变化。该方面的有可能的缺陷可能是对环境影响的敏感性，例如打开或关闭附近的门所导致的空气压力变化。然而，这样的变化例如可容易地通过第二静止的空气压力传感器过滤掉。该固定的压力传感器可有利地放置在接收设备(例如所述数据分析或处理单元)中。

电子笔也可具有至少一个组合传感器，至少两个不同或相同类型的传感器可能集成到其中，例如一个组合传感器可包括三维旋转速率传感器和三维加速度传感器。

还有可能的是例如组合传感器可包括三维加速度传感器和一维、二维或三维磁场传感器，或组合传感器可包括三维旋转速率传感器和一维、二维或三维磁场传感器。用于组合传感器的另一实施例会是它可包括三维旋转速率传感器、三维加速度传感器和一维、二维或三维磁场传感器。使用组合传感器有利地允许电子笔的更紧凑的设计，并还可以有可能降低电子笔的生产成本。

组合传感器还可具有数据处理和分析电子器件，其可处理在所有传感器类型的所有空间方向上的数据，并且例如在数字输出处已经提供漂移补偿信号，例如特别是在四元数(quarternions)和/或欧拉角(Euler Angles)中的漂移补偿角信号。

从而组合传感器可能占据例如可能小于5mm×5mm的表面积。

从位置确定传感器的传感器信号，可由加速度的积分(累积求和)创建运动或者移动轮廓。从对于某一时间段确定的速度，可通过进一步积分来计算行进距离。

为了更好地使用所记录的数据，获知初始条件或初始参考数据是有帮助的，即例如可能需要或提供有关在积分过程的开始处的速度和/或位置的信息。

因为人们可能不希望电子笔的使用者通过参考点不断地进行调节，所以基于在电子笔的正常使用中的特色或独特活动的初始条件的初始化是可能的。这样的初始化活动例如可以是放下笔、用于单个字母的平均书写方向或方向逆转。此外与书写基质(例如纸)接触的测量可被用来确定这种初始参考数据，所述测量可通过耦接到书写芯的先前描述的力传感器进行测量。

为了电子笔的使用和数据分析，特别是知晓电子笔的笔尖或书写芯尖的位置和移动是有意义的。然而由于技术原因，将位置确定传感器直接集成到笔尖内可以是更容易的，有时甚至可以对于位置确定精确度而言是更有利的。然而笔尖的位置和/或移动也可通过将来自位置确定数据传感器的数据的相应的坐标变换来计算。

虽然来自电子笔传感器的数据也可由电子笔的数字控制单元部分地或完全地处理和/或分析，但是基于用于这种处理所需的能量，可能优选的是，传感器数据可以以大部分未经处理的形式例如无线地发送到外部数据处理或分析单元。然而，例如可能的是专有算法可以置于电子笔的数字控制单元内和/或可在那里进行预处理，其中来自传感器的原始数据以约化表示(reduced representation)存在，例如具有独立的平移和旋转分量。这还可有助于减少要被传输的数据量，这取决于其减少的程度又可导致显著的能量节省。

有利地，将至少两个加速度传感器可以尽可能地布置成远离电子笔的中心(诸如电子笔纵向轴线的中心)，以便优化加速度信号强度，并因此使用它们所记录的加速度差异，可以获得关于电子笔旋转的信息。由此加速度在三个轴线上的平均值可被视为各轴线上的平移加速度。

在通常情况下，位置确定传感器可沿着电子笔的纵向轴线和/或沿着平行于和/或不平行于电子笔的纵向轴线的轴线布置。

特别是，加速度传感器可沿着电子笔的纵向轴线布置，或者可能优选地沿着平行于或倾斜于或垂直于纵向轴线的轴线布置。

另外的旋转速率传感器可改进围绕纵向轴线的旋转加速度的信号质量并防止在确定电子笔的位置或移动上的模糊性，所述另外的旋转速率传感器也可沿着电子笔的纵向轴线布置，或其优选可沿着平行于、倾斜于或垂直于纵向的轴线布置。

可替代地或附加于旋转速率传感器，第三加速度传感器例如可沿着圆周相对于前两个加速度传感器中的一个的位置以180°+/-90°的圆周偏移布置，以便例如通过评估加速度传感器的信号来解决位置或移动确定中的模糊性。

为了进一步便于信号处理，可能是有利的是将第二位置确定传感器定位在一个平面内，所述平面正交于笔的纵向轴线并且其可能在第一位置确定传感器的平面内。

两个位置确定传感器可定位在圆上，该圆的中心点可由笔的纵向轴线限定。当测量整个圆周为360°时，它们在圆上的位置例如可以在0°和180°处。

然而，此外，任何其它的定位是可能的，条件是垂直于轴线的两个位置确定传感器之间的距离是足够大的，其中旋转将由差异信号来测量。

此外，磁场传感器和其它传感器也可沿着电子笔的纵向轴线或沿着平行于、倾斜于或垂直于纵向轴线的轴线布置。

前面提及的可选择的空气压力传感器的定位几乎是任意的，因为它只提供相对信号，并且例如可仅受从考虑电路设计优化而产生的限制。

位置确定传感器的布置也可以沿着电子笔的纵向轴线或沿着平行于、倾斜于或垂直于纵向轴线的轴线进行，所述传感器设计成组合传感器，也称为传感器组。

在例如由加速度传感器和至少一个其它位置检测传感器诸如旋转速率传感器或磁场传感器构成的组合传感器中，在某些情况下可能有利的是将所述组合传感器尽可能在电子笔中居中布置。例如，如果组合传感器的加速度传感器被预见到主要只涉及平移运动，那么组合传感器和加速度传感器的居中布置可导致较低的噪声和干扰分量。

位置确定传感器可位于电子笔的壳体上或在其内，或位于书写芯和所述壳体之间的组件上。所述组件可具有圆柱形的形状，并且例如可能是电路载体套筒，诸如在图1a或图1b中所描述的那样。

还可以想到将电路构建到用于插进到注射模具或注射成型模具内的薄膜上。由于焊接温度(例如对于汽相焊接而言为238℃)远高于普通塑料的加工温度，在这种情况下，在用塑料包装的过程中不会发生热损伤，并且组件可以最佳地固定。同时，电路载体或位置确定传感器的这种可选择的嵌入到笔套筒或壳体内会允许从笔的纵向轴线相距的传感器距离最大化。

电子笔可具有模块化组合，并且例如可具有插入连接和或螺钉连接，例如使得书写芯和/或用作电压源的电池可容易地更换。然而，也可以想到的是没有可互换部件的单次使用或一次性的模式。

例如可用容易滑移的书写糊剂或墨书写的书写芯例如可具有2mm至10mm，优选4mm至5mm的直径。书写芯的长度可介于50mm至200mm之间，优选在80mm至100mm之间。

电子笔的壳体可具有基本上圆柱形的形状。另外可想到的是立方体的或多面体的壳体形式，或具有凸出的或凹入的多边形横截面的圆柱形形状。

当电路嵌入到壳体内时，可推荐壳体内表面的多边形设计，其可使得将组件有可能定位在内表面的平面部分上。这允许例如当插进到注射成型模具内时避免损害组件到电路载体或电路基片的接触。

电子笔例如可具有在90mm至200mm之间的长度，并且可具有从3mm到20mm的平均直径或平均外径。但从人体工程学的观点出发，可优选5mm至12mm的外径，其可对组件包装提出高要求。

有利的是，可选择电子笔的形状，以使其可在外观和操作上与常规笔尽可能地相似。

基于电子笔的操作模式，可将用于评估和分析电子笔位置的坐标系进行不同的初始化。虽然当绘画时其可有利于获知电子笔在书写基质上的绝对位置(或相对于例如纸的书写基质上的参考点的位置)，例如单独从电子笔的动态移动进行字符识别可能已经成为有可能的。

例如，为了在例如纸的二维书写基质上限定坐标系，通常需要三个参考点。假设使用者在他绘画时总是在同一平面内接触书写基质，集成力测量可允许只用两个参考点进行管理，其确定书写基质的水平位置。所有另外的书写基质触摸或接触则可用于确定绘画或书写平面。

由此耦接到书写芯的力传感器可提供用于校准和初始化书写平面的有用数据，并且例如可将位置确定传感器的加速度值与书写压力数据进行比较或匹配，使得例如电子笔下沉到书写平面以下可以被识别为是不允许的。

初始化过程例如可通过触摸书写基质的角落来进行，其同时也可用于限定可用的绘画区域。

然而，并不总是能够假设书写基质的位置是不变的。因此，限定绝对参考系是有用的，例如具有x、y、z轴的正交参考系，其中例如z轴可与重力加速度的方向相反或者在其方向上。例如为了确定xy平面的旋转，地球的磁场可用作参考系。以下也应将该绝对参考系称为地理参考系。

在位置确定传感器被初始化之后，例如通过平移和/或旋转变换来简单地执行将电子笔的主体固定移动的坐标系(即在其中位置确定传感器进行测量的坐标系)中的坐标转化或变换到地理参考系以及反之亦然。

例如在电子笔的使用过程中，位置确定传感器和其它传感器可记录至少每50ms的数据，从而确保采样频率位于书写使用者的手的固有频率或自然频率(例如5Hz)之上，以便检测并捕获手或电子笔的所有移动。

电子笔的位置检测的分辨率和精确度例如可小于或优于1mm。

代替永久的绝对笔位置检测，还有可能例如在1s、2s、4s或6s或更长的时间段内跟踪电子笔的移动模式，以便能够将所记录的移动模式分配给单独的字母和/或字。

该分配或分析例如可在外部数据处理单元上来完成。

测得的位置确定数据可由数字控制单元进行向量化，或以其它方式格式化并随后经由数据传输模块传送到用于分析和处理所接收到数据的数据接收模块和数据处理单元。这可例如根据蓝牙低功耗(BLE，Bluetooth Low Energy)-标准使用加密的无线数据传输来完成。

还有可能将数据处理单元集成到笔内，例如用于测得数据的积分(integration)和误差校正，并且可允许降低被传送的数据量和防止数据故障的更高稳健性。由电子笔的积分数据处理单元产生的可选择的这些数据可经由数据传输模块传送。

可替代地或另外地，外部数据处理单元例如可执行由数据接收模块所接收到的数据的积分和误差校正。

由电子笔的数据处理单元所处理的数据和/或由外部数据处理单元所处理的数据可被输出到数据输出单元和/或存储在数据存储单元上。

为了误差校正，除其它技术之外，在此可使用卡尔曼滤波技术，例如包括与来自耦接到书写芯的力传感器的数据相关的位置确定传感器数据。有利的是，因此例如可校正由于传感器数据的有问题的积分造成的在书写方向基线中的人工漂移。

位置确定数据的诸如像手写识别处理的实际处理的可能外包具有的优势在于对数字控制单元免除了计算密集型和/或存储密集型的处理步骤，计算密集型和/或存储密集型的处理步骤可损害传感器数据收集的平稳运行，并且其在某些情况下可不利地影响用作电子笔电压源的电池的使用寿命。

然而，如上所述，由电子笔的传感器收集和记录的数据的处理也可在笔本身内发生。

此外，还可以想到的是，例如电子笔的数据传输模块还可从外部设备接收数据，特别是控制和/或配置命令。

因此，该电子笔可与外部设备的通信，以便进行接收和发送。

还应当指出的是，电子笔也可简单地按常规使用，例如通过书写芯书写和/或绘画，通过容易流动的书写糊剂或墨工作。

附图说明

下述附图示例性地示出：

图1a：电子笔的示例性实施方式

图1b：电路载体套筒的示例性实施方式

图2：电子笔的另外的示例性实施方式

具体实施方式

图1a示出根据本发明的电子笔100的实施例。

其中例如填充有容易流动的糊剂或墨的书写芯113可由电路载体套筒122保持或包裹，其中所述电路载体套筒122可能进而由电子笔的壳体115包围。

电路载体套筒122可选择地包括在电路载体套筒122的第二套筒部分101上的突出物117，其可用于保持书写芯。

力传感器107例如可通过销110耦接到书写芯113，并且测量施加到书写芯113的压力或加速力。

电路载体套筒122还可承载第一位置确定传感器，例如旋转速率传感器112，其可沿着电子笔100的纵向轴线121布置，例如布置在电路载体套筒122的第一套筒构件102内。

第二和第三位置确定传感器可位于电路载体套筒122上和纵向轴线121的外侧。例如，第一加速度传感器105可附接到电路载体套筒122的第一套筒部分102上，例如优选在与电子笔的笔尖1相反的端部/端帽116的附近。

第二加速度传感器104例如可布置在电路载体套筒122的第二套筒部分101上，优选在与第一加速度传感器105相距的几乎最大距离处，从而有利地允许改进从在两个不同位置下测得的加速度之间的差异确定位置和运动的精确度，特别是关于电子笔100旋转的信息。

电压源103，例如用于将电能供应到电子笔100的电池，可能位于电路载体套筒122的第一套筒部分102内，而数字控制单元120和数据传输模块111亦如此。

数据传输模块111可将电子笔100的数据发送到外部数据处理单元(未示出)和数据接收模块(未示出)。

电子笔100可具有封帽(未示出)，当电子笔100在使用中时其例如可被插入到或旋拧到端帽116上。

电子笔100可具有模块化结构，例如使用插入和/或螺纹连接，从而例如使得书写芯113和/或用作电压源103的电池可容易地更换。然而，还可以想到没有可互换部件的电子笔100的单次使用或一次性的模式。

图1b示出根据本发明电子笔的可替代的电路载体套筒200的实施例。

电路载体套筒200可以包括第一套筒部分202和第二套筒部分201，第二套筒部分201可以包括两个凸缘218、219，其可以包括书写芯(未示出，但例如类似于书写芯113)，但是其例如不具有类似于图1a的突出物117的突出物。第一套筒部分202可以包括隔室203，用于接纳诸如像电池的电压源。

多个不同类型的位置确定传感器，即加速度传感器、旋转速率传感器、磁场传感器、空气压力传感器和组合传感器，可以位于电路载体套筒200的表面上的几乎任何位置处。

示出用于具有三个加速度计的实施方式的示范性布置。该实施方式可有利地以优化的能量消耗为特征，因为加速度传感器通常比诸如像旋转速率传感器的其它位置确定传感器使用更少的能量。

其中，例如加速度传感器205和204可沿着平行于电子笔的纵向轴线214的轴线217布置在电路载体套筒200上。加速度传感器205和204可位于同一轴线217上。

优选地，加速度传感器205和204之间的距离几乎可被最大化，从而有利地允许改进从在两个不同的位置中测得的加速度之间的差异确定位置和运动的精确度，特别是关于电子笔旋转的信息。

第三加速度传感器206例如可布置在加速度传感器204的对面，沿着电路载体套筒200的圆周215具有例如180°+/-90°的偏移。两个加速度传感器204和206由此可位于电路载体套筒200的同一圆周215上或位于沿着电子笔的纵向轴线214的两个不同的圆周215、216上。第三加速度传感器206也可在电路载体套筒200的第一套筒部202上布置在与加速度传感器205相对的位置212处。

还可以想到的是，所有的三个加速度传感器布置在平行于电子笔的纵向轴线214的不同轴线上，即例如如在可替代的位置211处通过加速度传感器205、206和通过加速度传感器204所示的布置那样。

用于位置确定传感器诸如加速度传感器的另一示例性的可替代的位置由213表示。

有利的是，三个加速度传感器205、204、206中的至少两个可能布置于平行于电子器件的纵向轴线214的同一轴线上，以便使得处理和分析算法更为简单，因为在这种情况下，只有来自传感器的相应一个轴线的值必须被考虑用来计算差异和平均值。

导电路径208、209可能将力传感器207的传感器信号输送到数字控制单元(未示出)。

类似于图1a的实施例，力传感器207可通过销210耦接到书写芯(未示出)。

位置确定传感器诸如加速度传感器205、204、206的信号可通过电导路径210转发到所述数字控制单元(未示出)，从那里由位置确定传感器和其它传感器所收集的原始或经处理的传感器数据可通过数据传输模块(未示出)优选无线地传送到外部数据处理单元(未示出)。

电子笔100的特征当然可以与电路载体套筒200的特征相结合。此外，如在一般性描述中表现的特征可与电子笔100的特征或电路载体套管200的特征组合。

电子笔的位置确定传感器和其它传感器可能配置成当电子笔在使用中时它们可捕获至少每50ms的数据。数字控制单元通过其查询所有传感器的查询频率可以是至少20赫兹。

图2还示出根据本发明的可能的电子笔300的实施例。

应当再次指出的是，上面描述的所有特征可以任何组合进行组合，以实现所述的益处。这意味着例如电子笔300还可具有电子笔的一些或全部特征。

然而为了清楚的原因，图2中仅示出上述特征组合的一部分或实施例。

电子笔300可能具有壳体或套筒311。优选地，壳体311可能具有常规笔的几何形状，即它可能具有主要圆柱形的形状。还可以想到的是立方体的或多面体的壳体形式，或具有凸出的或凹入的多边形横截面的圆柱形形状。

电子笔300例如可能具有在90mm至200mm之间的长度，以及从3mm至20mm，优选5mm至12mm的平均直径或平均外径。

所述电子笔300的壳体311例如可被划分为三个壳体部分，第一部分303，第二部分302和第三部分301，它们可以拧紧的或通过插入连接而与彼此连接。

壳体部分303例如可包括壳体端部部分310，其可拧到壳体部分302上且其可具有带有电池舱盖的端帽304。

除其它事项之外，壳体部分303可容纳一个或多个电压源305，例如锌-空气钮扣电池，例如675型(1.4V，650mAh)。

壳体部分301例如可设计成螺口型的锥形壳体端部部分316，书写芯312可从其出来。

壳体部分302还可包括压配型的柔软握持区域314。

数据传输模块306也可在壳体311的部分303或310中找到位置，数据传输模块306可将电子笔300的所有电子组件的数据无线地发送到外部数据处理单元(未示出)。

可替代地或另外地，电子笔300也可在内部装配有单独数据处理单元323用于在数据可经由数据传输模块306发送之前分析和/或处理和/或预处理数据，以便例如在数据输出单元(未示出)上输出和/或以便保存在数据存储单元(未示出)上。

例如包括微控制器的数字控制单元也容纳在壳体部分303或310内。

数字控制单元307可与电子笔300的所有其它电子组件通信，特别是传感器，包括位置确定传感器，特别是用于通信数据和/或控制命令和/或用于传输电能。

所述连接(未示出)可通过导电路径实现，导电路径例如可被集成到所述壳体311内。

多个不同类型的位置确定传感器，即加速度传感器、旋转速率传感器、磁场传感器、空气压力传感器和组合传感器可放置在电子笔300的壳体311上或其内的几乎任何位置处。

示出用于具有适于位置确定传感器308、313的两个位置的实施方式的示例性配置。

其中例如，位置确定传感器308例如可能是组合传感器，例如包括两个加速度传感器或包括加速度传感器和旋转速率传感器，并且其可沿着平行于在壳体311中(例如在壳体部分303中)的电子笔纵向轴线324的轴线布置。

位置确定传感器308可能设计成使得它可被插进或插入到连接器带309内。

优选地，位置确定传感器308和313之间的距离可以几乎被最大化，例如以便有利地允许改进从在两个不同位置中测得的加速度、旋转速率或其它传感器值之间的差异确定位置和运动的精确度，特别是关于电子笔300旋转的信息。

另外的位置确定传感器313，例如另外的加速度传感器或另一组合传感器例如可沿着壳体311(例如在第二部分302中)的圆周布置。

换言之，电子笔300具有至少三个位置确定传感器，其中例如两个传感器(例如两个加速度传感器，或加速度传感器和旋转速率传感器)可被组合成组合传感器308，以及第三位置确定传感器313例如可能是加速度传感器。

此外，位置确定传感器313可更靠近书写芯尖318定位，例如在壳体311的第二部分302中定位。

此外，位置确定传感器313、308的布置仅仅是示例性的，因为它们也可能位于壳体311的其它部分上或其它部分内。唯一重要的是至少可存在三个位置确定传感器，其可允许电子笔位置和/或运动的超确定。

电子笔300可包括书写芯312，书写芯例如可包括例如包括镍银的书写芯尖318，和例如包括碳化钨的书写圆珠317，以及例如具有0.2mm至2mm，优选1.0+/-0.2mm的直径。

书写芯312可耦接到力传感器321，例如通过用于摩擦地接收书写芯312或与书写芯312连接的销319。

销319可终止于销板322内，其可涂覆有软导电材料。所述销板322例如可能压靠薄膜电阻器315的曲折状路径，使得可确定取决于书写压力的电阻。

在电子笔300的组装过程中插进的帽盖320可有助于容纳力传感器320。

具有三幅附图的两页如下。

附图标记从而分配如下。

100 电子笔

101 电路载体套筒的第二套筒部分

102 电路载体套筒的第一套筒部分

103 电压源，例如电池

104 位置确定传感器，加速度传感器

105 位置确定传感器，加速度传感器

107 力传感器，其可耦接到书写芯，用于测量书写压力

110 用于将力传感器耦接到书写芯的销

111 数据传输模块

112 位置确定传感器，旋转速率传感器

113 书写芯

114 电子笔的笔尖/书写芯尖

115 电子笔的壳体

116 与电子笔笔尖相对的端部/端帽，可能适用于接纳笔尖的封帽

117 在电路载体套筒的第二套筒部分上可选择的突出物，其用于保持书写芯

120 数字控制单元

121 电子笔的纵向轴线

122 电路载体套筒

200 电子笔的电路载体套筒

201 电路载体套筒的第二套筒部分

202 电路载体套筒的第一套筒部分

203 用于容纳电压源的隔室/电池舱

204 位置确定传感器，加速度传感器

205 位置确定传感器，加速度传感器

206 位置确定传感器，加速度传感器

207 力传感器，其可耦接到书写芯，用于测量书写压力

208 导电路径，用于将传感器信号(例如来自位置确定传感器的信号)传送到数字控制单元

209 导电路径，用于将传感器信号(例如来自力传感器的信号)传送到数字控制单元

210 销，用于将力传感器耦接到书写芯

211 位置确定传感器的可能的示例性可替代的位置

212 位置确定传感器的可能的示例性可替代的位置

213 位置确定传感器的可能的示例性可替代的位置

214 电子笔的纵向轴线

215 电路载体套筒的第一圆周

216 电路载体套筒的第二圆周

217 在平行于电子笔的纵向轴线的电路载体套筒上/沿着所述套筒的轴线

218 电路载体套筒的第二套筒部分的第一凸缘

219 电路载体套筒的第二套筒部分的第二凸缘

300 示例性的电子笔

301 电子笔的壳体/套筒/罩的第三部分

302 电子笔的壳体/套筒/罩的第二部分

303 电子笔的壳体/套筒/罩的第一部分

304 具有电池舱盖的端帽304

305 一个或多个电压源/电池，例如锌-空气钮扣电池

306 数据传输模块，例如BLE-模块

307 数字控制单元，例如包括微控制器

308 位置确定传感器，例如组合传感器

309 用于接收位置确定传感器的连接器带

310 电子笔的螺口型第一壳体端部部分

311 电子笔的壳体/套筒

312 书写芯

313 位置确定传感器

314 压配型的柔软握持区域

315 薄膜电阻器

316 螺口型第二壳体端部部分，例如锥形的，书写芯可通过其出来

317 书写圆珠

318 书写芯尖

319 用于摩擦地接收书写芯或与书写芯连接的销

320 帽盖，其可在电子笔的组装过程中插进，以容纳用于测量书写压力或轴向压力的力传感器

321 力传感器

322 销板

323 集成到电子笔内的可选择的数据处理单元

324 电子笔的纵向轴线