手写笔应用前景推动内容创建

　　摘要：本文介绍了多种手写笔方案，并认为有源手写笔方法最为理想，因为最接近钢笔或铅笔使用的用户体验，还可以通过各种先进的手势与屏幕互动，比如放大、滚动、擦除，以及翻页。

　　还记得手写笔是早期PDA类型设备的常用文本输入和导航控制工具吗?在那时，电阻式触摸屏技术在大多数初始触摸屏设计中占据主导地位。随着感测层位于前面板后的光滑、闪亮的电容式触摸屏的出现，手写笔的使用减少了，但是为期不长。

　　现在消费者将其平板电脑和智能手机看作用于创建内容的设备，而不是仅仅用于访问或使用内容。手写笔是一个自然的选择，为输入文本、做笔记和画图等任务提供了令人熟悉的精确的笔一样的体验。

　　图1电阻式触摸传感器，比如在普通堆栈中的那些传感器，提供了实现笔和手写笔输入的成本较低的较简单方法。然而，它们没有其他替代技术的光学清晰度和可靠性。

　　屏幕之下

　　使用电阻式技术，机械传感器安装在显示屏和嵌入式控制器的顶部(图1)，传感器包括一个柔性聚酯顶层和一个刚性玻璃底层，它们使用空气和/或绝缘点分隔开来。　　

　　两层各自的内表面涂有透明的金属氧化物涂层(铟锡氧化物或ITO)，施加电压时有助于在每一层形成梯度。当手写笔压下柔性薄膜时会接触到下部的电阻层，从而激活信号。

　　各层之间的控制电子交替电压，经过后续的X和Y坐标到达触摸屏控制器。而后，触摸屏控制器数据传输到CPU用于处理。

　　在电阻式触摸系统中实施手写笔功能相对简单直接，电阻式触摸传感器经设计提供用于手写笔和手指的优化性能。而现在，电容式触摸是从蜂窝电话到电子阅读器、平板电脑以及笔记本电脑的大多数移动设备的首选技术。

　　电容式触摸技术提供了丰富的用户体验，由于具备出色的光学特性，以及电阻式触摸系统所不具备的坚如磐石的可靠性，因此带来了更清晰、更新颖的显示性能。不过，用于电容式触摸技术的手写笔实施方案并不简单，需要考虑诸多因素。

　　感应技术：良好的性能，更高的成本

　　评估现有的潜在手写笔技术，设计工程师有三种可能的选择：感应技术、无源电容式手写笔，以及有源电容式手写笔。多年以来，感应技术方法一直非常盛行，尤其是在图形输入板和平板电脑中。

　　感应技术包括一个印刷电路板(PCB)传感器，一个混合信号IC控制器、驱动器软件，以及一个手写笔。传感器位于LCD和背光装置的下部，传感器是由铜轨道构成的，在X和Y方向提供大量的重叠的天线线圈。这些线圈发射电磁信号，可以使用带有有源或无源电路的专用电磁笔检测信号。

　　磁场的能量维持电路运作，将能量从传感器处转移到电磁笔中，笔的自有电路接收能量，一个电感器/电容器与频率共振以确定其数值。然后，能量反射回到传感器，作为模拟信号被接收，并传输到控制器IC，从而提供位置坐标数据。

　　图2 除了电容式触摸传感器，还需要一个附加的传感器用于感应式有源手写笔技术。这个附加的传感器增加了成本和设备的厚度，但是提供了最高性能的触摸和手写笔解决方案。　　

　　感应方法具有良好的性能，但其实施方案往往比较昂贵(图2)，感应手写笔运作所需的额外堆叠层增加了设备的厚度，需要附加的电路，并且增加了相关的成本。

　　无源电容式手写笔：中等性能、低成本

　　无源电容式手写笔基于投射电容式场电荷转移感测技术，提供了具有中等性能水平的低成本解决方案，广泛用于蜂窝电话和较新的平板电脑设备，在手指等物体接近或触摸屏幕的表面时，投射电容式触摸屏通过测量所引起的电容的微小变化来运作。

　　用于电荷收集的电容至数字转换(capacitive-to-digital conversion, CDC)技术和电极结构(通常是位于显示屏顶部的透明传感器薄膜)的空间排列的组合，对于整体性能产生了很大的影响。这种组合也有助于推动方案的实施。