本文摘要：移动设备生产商期望为消费者获取大自然易懂的用户界面，就样子用于纸和笔一样便利自如，同时还要不具备电脑的高度灵活性，这样的高级特性可协助生产商构建产品差异化。带上手掌误动作回避功能的小型尖头无源手写笔让制造商需要获取反对手写、编辑、亲笔签名捕捉、准确导航系统等各种新的应用于功能的低成本解决方案。然而，上述功能的构建也面对一些挑战，无源手写笔的开发人员必需符合更加大型触摸屏上电容式感应器技术的一系列性能拒绝。

移动设备生产商期望为消费者获取大自然易懂的用户界面，就样子用于纸和笔一样便利自如，同时还要不具备电脑的高度灵活性，这样的高级特性可协助生产商构建产品差异化。带上手掌误动作回避功能的小型尖头无源手写笔让制造商需要获取反对手写、编辑、亲笔签名捕捉、准确导航系统等各种新的应用于功能的低成本解决方案。然而，上述功能的构建也面对一些挑战，无源手写笔的开发人员必需符合更加大型触摸屏上电容式感应器技术的一系列性能拒绝。

具体来说，必须使用高级算法和感应器方法来检测手写笔收到的较小的信号，同时还要回避用户手掌导致的较小的多余信号。此外，设备还必需需要动态地在手写笔和多点触碰输出之间往返转换，同时维持一定的速度、精确度和号召性，从而保证理想的用户体验。随着电容式触摸屏的尺寸更加大，类似于纸和笔一样的用于载入设备显得更为直观便利。

制造商反对手写笔功能的最少见方法就是使用有源手写笔或无源手写笔。有源手写笔使用电子组件，必须一个电源，并向主机设备升空信号。使用有源手写笔能反对显示屏上滑翔、压力感应器、按键反对、擦写等高级特性。

无源手写笔则使用导电性材料，相等于用户身体的伸延。用户手部的电容耦合反对无源手写笔触碰屏幕时发送到信号，手写笔和主机平台之间不不存在有源通信，因此如何区分手指和无源手写笔是一个难题。在许多情况下，如果说有源手写笔和无源手写笔都能构建完全相同的特性，则需要为系统减少额外的成本。有源手写笔额外的组件和电源拒绝使它很难关上销路，而无源手写笔的性能较好以及／或拱起轻巧则不会带给不大自然的手写体验。

因此，如果无源手写笔的笔头为1到2毫米，用户手写时手掌能拢在屏幕上，同时保持足够的速度和准确度，并保证接触点恰好就是“墨水”的“着墨之处”，则可提升无源手写笔的用户体验。为了创立一款切实可行的构建方案，其可同时反对手指和无源手写笔操作者，必需考虑到多种不同的用于情况。

例如，开发人员不应考虑到系统要在检测手指和手写笔输出之间的转换速度。某种程度，他们还要定义手写笔在手指／手掌之前、之后或者同时触碰屏幕时系统的反应情况。

其它最重要因素还包括配备手写笔距离手多近时就仍然检测到手写笔信号。图1得出了手写笔用例下的状态机进程实例。

图1无源手写笔用例下的状态机用于实例手写笔的悖论无源手写笔检测对于触碰操纵工程师而言是一个简单的问题。问题的根源在于“手写笔悖论”。所谓“手写笔悖论”，是所指无源手写笔的信号比长时间手指触碰输出要大得多，而用户则指出手写笔的笔尖这么粗，应当比手指更为准确。

精确度和线性度与系统的信噪比成正比。由于噪声底限会随输出而转变，因此信号弱化不会对信噪比导致较小影响。电容式触摸屏的信号电平基本各不相同触碰输出的覆盖面积。

这就是说，2毫米无源手写笔的信号强度比典型的10毫米手指触碰时的信号强度小25倍。这种信号强度的差距给触控工程师造成了许多问题。即使在有较小触碰信号的情况下，固件也必需能检测到较小的手写笔信号，这往往必须使用有所不同的传感器扫描模式，而外用噪性和刷新率都要受到影响。

此外，无源手写笔最合适配上较小的触摸板用于，但大型触摸板本来就刷新率较低，或是要使用较小的间距传感器，这二者都会影响系统的性能指标。彻底说道，应付信号强度差距必须解决问题两个问题。第一，尽管信号强度极低，也必需首先检测到手写笔。第二，一旦检测到手写笔，就必需展开精确报告。

这两大问题各有难题。从概念上谈，最合理的手写笔检测方法是最大限度地提升传感器信号。

一般通过最大限度地增加传感器到信号电平（十分相似预期信号电平）的动态范围，或者甚至通过使用软件乘法和滤波等方法，来解决问题有关问题。但是，高增益系统通过长时间手指触碰等较小输出很更容易超过饱和状态，所以必需严肃处置长时间触碰和较小的手写笔信号。一个少见的方法就是在每个预期的信号电平展开两次独立国家的扫瞄，从而从手写笔输出中区分出有长时间触碰。

触碰及手写笔概述图2触碰及手写笔概述这种模式转换更容易受到错误检测的影响，因此必需过滤器掉错误检测的情况。手指附近或离开了触摸屏就是一个典型的例子。

当手指附近时，其信号电平很低（在无源手写笔区），而离开了时信号电平某种程度也很低，所以必需使用其它辨别器来证实任何已检测到的手写笔输出。死区的管理检测到手写笔后，必需精确展开报告。与典型的手指触碰有所不同，无源手写笔的钝笔头使用户需要准确地看见其摆放到LCD的清楚方位。因此，尽管信噪比明显减少，但用户对手写笔操纵的精确度却具有更高的预期。

此外，线性度也是一个关键因素，因为手写笔一般来说用作书写。无源手写笔与精确度和线性度涉及的关键问题就是“杀区”。“杀区”是指触摸屏上即使在输出性刺激移往到新的方位时报告信号电平也不再次发生转变的区域。

例如，2毫米的无源手写笔笔尖在触摸屏上可由典型的5毫米传感器几乎围困。手写笔笔尖死区图3手写笔笔尖杀区手写笔在传感器中心方位的微小移动很难被检测到，但对于传感器而言，输出一般来说被分析到元件的中心，因此，当手写笔的移动仅限于传感器范围内时，不会被报告为正处于相同方位，这就是所谓的死区。解决问题此问题的一般性方法就是分析所有周围的传感器，后用其创立查询表格索引，以此来校正报告方位，从而更佳地掌控笔尖所在的实际方位。

因此，无源手写笔的精确度和线性度问题归根结底就是要通过极具创新的方法来分解上述方位索引，或者设计出更先进设备的查询表格，因为杀区一般来说是一个无法解决的物理问题，因此必需找到必要的校正办法。触碰误动作回避的必要性早期无源手写笔的构建方案一次仅有反对一个单一的输出类型，长时间的手指触碰拥有更高的优先级。

如果屏幕上经常出现还包括手写时手握手机或平板电脑的边缘、或手掌拢在屏幕上等长时间的手指触碰，那么手写笔系统将无法长时间工作。然而，这两种情况在大屏幕上用于手写笔时及其少见。为了便于用于，当手写笔在屏幕上工作时，必需回避这类伤及误动作，从而提升用户的满意度。触碰屏幕对手写笔性能导致影响的原因某种程度各不相同信号差距。

触碰屏幕不会造成其信号蔓延到多个传感器，而外围传感器一般来说在信号电平的手写笔区域。长时间触碰的信号电平要相比之下低于手写笔的信号电平。这就样子在黑暗的房间里有两只手电筒，一只很暗，一只很暗。手电筒光就越强劲，就就越无法看见较暗的手电筒。

此外，长时间触碰也不会产生共模噪声。所以，如果噪声较小的触碰和手写笔分享完全相同的传感器接收器，那么手写笔的输出将很难检测到。

这些共模噪声问题是另外众多领域的问题。一般来说情况下，我们可通过仅有扫瞄所关心的特定传感器以隔绝无源手写笔的所需信号来解决问题这个问题。

这时我们假设最初能检测到手写笔，并追踪手写笔在屏幕上的移动，因而使手写笔的第一次触碰尤为脆弱。然而，一旦传感器子集追踪到手写笔，大多数令人厌烦的触碰问题就都能迎刃而解。虽然上述大多数问题或许很难解决问题，但目前触碰控制器的发展使我们享有的产品不但不具备不足以检测小型尖头无源手写笔的敏感度、而且还不具备过滤器屏幕上噪声和其它阻碍对象的智能功能。

从用户角度上谈，智能触碰控制器能处置检测和追踪触碰对象的众多输出涉及问题。从系统层面上谈，顺利的关键在于研发出有涉及应用于，让用户需要更佳地在自己的设备上用于、创立和控制程序，从而提升工作效率，带给更为大自然的操纵体验。

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