CN101415567B - 书写工具及其书写方法、计算机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型笔,所述笔可根据使用者的感官信号、例如皮肤电导率或者呼吸调节笔的轨迹。众所周知,这些类型的感官信号代表使用者的情绪。通过例如将笔的轨迹从蓝色改变为红色,使用者的情绪变化可被表现出来。

Description

书写工具及其书写方法、计算机装置
技术领域
本发明涉及一种书写工具,例如笔或记录笔(stylus),其被设置为检测并表达使用者的情绪。 
背景技术
自我表达是人们非常重要的一种需求,但是经常遭到忽视,因为它是一种确实存在但又很少有外形可见的典型潜在需求。一些例如为时尚、演出或表演,其中的重点很清楚地在于将自己的一些东西展示给其他人,同时新形式的自我表达也在兴起,例如闪亮饰品(blinging)(手机的丰富装饰品)和写博客(在因特网上向全世界表达个人的观点或者每天的经历)。 
最早的自我表达方式之一是书写:自传、书信、日记。在手写(或打字)文本中,可通过词语和句子的仔细选择来记录经历。但是不容易被记录下来的是作者书写时的情绪。文献US 6,375,622 B1描述了一种书写刷子,在书写刷子的杆上嵌入或附着一个或者多个生物传感器。生物传感器记录使用者的生物活动,所述生物活动涉及书写或绘制期间使用者的感觉、知觉、情绪、认知和生理状态。来自检测器的感官信号提供了使用者书写动作正在发生的信息,因此使得使用者能够在书写过程中通过影响感官信号的改变来控制和调节他或她的身体状况。书写笔被用在中国的毛笔书法中,毛笔书法被认为是一种能够实现情绪稳定和精神放松的艺术。但是,除文本书写外使用者无法表达他或她的情绪。如今这样的需求依然清晰地存在,例如在电子邮件中使用表情符号就是证据,这有对于传达正确的消息至关紧要(提示某人是严肃的,或者是开玩笑等等)。后一种方法相当麻烦,因为书写者必须在文本中明确地包含这些情绪标记。 
发明内容
本发明的一个目的是提供一种书写工具,所述书写工具能够在书写的 文本中自动并且连续地表达书写者的情绪。 
该目的通过一种书写工具实现,该书写工具包括: 
书写杆; 
用于记录使用者的至少一个感官信号的传感装置,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组; 
致动器,其被设置为根据至少一个被记录的感官信号调整书写工具的轨迹。 
通过根据记录信号改变轨迹,所述轨迹准确地显示使用者的情绪变化。 
致动器可被设置为确定轨迹的宽度。在另一实施例中,致动器被设置为调节轨迹的颜色。或者,致动器可被设置为调节轨迹的连续性。传感装置可被嵌入于书写杆自身上。例如,传感装置可包括嵌入于书写杆上的压力传感器,以用于监测使用者在书写活动中施加在书写杆上的力。 
书写工具可包括一个或多个油墨贮存器,每个油墨贮存器包含一种特定颜色。不同颜色可以表示使用者的各种不同情绪。 
致动器可被设置为使油墨从对应于特定油墨贮存器的一个出口排出。在一实施例中,致动器包括多个微型阀。或者致动器可包括用于将油墨从书写工具中排出的喷墨元件。 
在一特定实施例中,书写工具包括柔性喷嘴,并且所述致动器被设置为使所述喷嘴的出口变形。 
本发明还涉及一种计算机装置,其包括: 
用于接收记录笔使用者的至少一个感官信号的接收器,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组; 
处理器,其被设置为根据所述至少一个感官信号调整记录笔的轨迹。 
这种计算机装置可以接收来自记录笔的感官信号,所述记录笔被设置为将所述信号记录并传输至计算机。 
最后,本发明涉及一种书写方法,其包括: 
通过包括传感装置的书写工具记录使用者的至少一个感官信号,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电 反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组; 
根据至少一个被记录的感官信号调整书写工具的轨迹。 
本发明的这些以及其他方面将通过参照下面描述的实施例变得显而易见和明晰。 
附图说明
下面,将参照一些附图解释本发明,这些附图旨在举例说明本发明,并不限制其范围,其中: 
图1示意性图示了按照一实施例的笔; 
图2示意性图示了按照一实施例的笔尖; 
图3A-3C示意性图示了图2中笔尖的出口的横截面的可能构造; 
图4示意性图示了按照一实施例的一种可能的油墨控制方案; 
图5示意性图示了按照另一实施例的一种可能的油墨控制方案; 
图6示意性图示了按照又一实施例的一种可能的油墨控制方案; 
图7图示了人在经历不安全/自信的情感时所产生的轨迹的实例。 
具体实施方式
图1示出了本发明的一实施例,其中笔1包括笔杆2,其具有嵌入于书写工具1的笔杆2中和/或笔杆2上的传感器4、6、8、10。传感器4、6、8、10被设置成记录与情绪探测相关的使用者的感官信号。在图1的实施例中,传感器4是被设置成用来记录作用在笔杆2上的手指压力的压力传感器。该压力是一种相关指示(例如应力),并且被简单的压力传感器检测到,该传感器例如是与导电垫合为一体或位于导电垫下面的小型压力传感薄片。传感器6是被设置成用来测量使用者心率的心跳传感器。本领域的技术人员已知,通过将例如光学传感器夹在指尖上的方式,可以从手指检测心跳。这项技术被称作体积描记术并且例如被应用在健身器材中。为了本发明的目的,体积描记术原理被颠倒过来:手指已经夹紧笔,因此以同样的方式可以检测心跳。众所周知,心跳(变化)是焦虑、激动的直接指示。 
图1的实施例还包括皮肤电导率传感器8、10,其被设置为记录使用者皮肤的电导率。根据情绪计算领域方面的文献可知皮肤电导率是焦虑/放松 的直接指示。通过测量绝缘笔杆2上的两个或者更多接触垫8、10之间的电阻(电导率)(的变化)可以轻松地测得所述皮肤电导率。接触垫8、10可以如图1所示定位,或者可以采用其他结构,例如一个接触垫位于指尖接触笔的部位处(笔尖附近)而另一个接触垫位于笔倚靠手的部位处。 
图1示出的实例中笔1包括多个油墨贮存器20、22。另外,压力传感器12也可以被设置在笔1中,其中该压力传感器12被设置为感应作用于油墨贮存器20,22上的压力,所述压力实际上为使用者施加于纸张上的压力。 
可通过笔上的传感器测量得到的与情绪相关的其他参数包括肌肉动作电位(使用表面EMG接触)和皮肤温度(例如使用热电偶)。可以理解,可以被记录的其他感官信号包括脑电图(EEG)、心电图(ECG)、呼吸以及血压。当然,这些通常需要使用外部传感器:对于脑电图(EEG)而言位于脑部上/附近、对于呼吸而言位于嘴或肺上/附近测量、对于心电图(ECG)而言位于心脏上/附近。 
根据本发明的一实施例,笔1包括被设置为调节笔1的轨迹的致动器14。图1中的笔1包括位于笔尖中的致动器14。除了传感器和致动器外,笔1还可包括一些电子器件,以处理传感器输入,譬如处理器16和电池(未示出)。 
图2示出了根据本发明的一实施例的笔尖的横截面。致动元件34、36被设置在笔尖处,以用于调节柔性喷嘴30的出口38的形状,从而改变书写轨迹的宽度。宽线(也就是轨迹)可能例如表示紧张,而窄线则表示放松。这对于凝胶笔或毡笔而言是最容易想象得到的。这里,喷嘴30可以由弹性材料、例如橡胶制成。在本实施例中,油墨的压力将导致喷嘴出口38默认呈圆形。但是,通过在喷嘴30的相反侧施加压力(以机械方式或热力学方式),其出口38将变形,从而改变线的宽度。在图3A、3B、3C中,示出了环绕喷嘴30布置的致动元件34、35、36、37的配置的三个实例。 
在另一实施例中,致动器14可以改变写出线条的颜色。例如蓝色表示平静,红色表示热情等。图4示出了该实施例的一个实例,其中笔1包括多个油墨贮存器40、42、44。为快速切换颜色,致动器14包括靠近笔1和纸张之间的接触点定位的微型阀46。从微型阀46到纸张(未示出)的油墨 传输通过普通毛细方法完成,参见毛细管48。在该实施例中,致动器14例如可以由一组非常狭窄的凝胶通道48组成,它们在笔1的笔尖中通过微型阀连接,或者分别延伸到笔尖的端部。使用合适的基色(例如青色、品红、黄色),通过控制相应的油墨流可生成任意颜色。 
图5示出了另一个实施例,其中与相应的油墨贮存器40、42、44相连的笔尖50、52、54利用机械致动器56、58、60伸出或者收回,以改变颜色。在这种情形中值得注意的是,只能呈现有限数量的离散颜色。 
在另一实施例中,参见图6,致动器14包括一小型化喷墨打印头65,其集成于笔1的笔尖中。在满足打印需求时,与已知打印头形成鲜明对比的是,只需3个独立喷嘴就能产生任意颜色,而不需要为每种颜色准备一排喷嘴。在这种情形中,笔1的“笔尖”优选地覆盖有接触或者压力传感器64,以当笔1接触纸张时自动开始喷墨过程,并且当笔1被提起时立刻停止油墨喷射。这种产生微小液滴喷射的方法可以是从喷墨打印机技术中已知的任何方法,例如热膨胀(喷墨)或者压电式加压。 
在另一个实施例中,致动器14被设置为调节书写轨迹的连续性。这可以通过以图4和图6中描述的方式控制笔1产生的油墨流而实现。处理器16可以被设置为控制致动器14、46、65,以使得表示特定情绪的特定感官信号将产生例如虚线以表示犹豫,并且产生连续的线条以表示自信。图7示出了产生的轨迹的一个实例。本实施例中的致动器14可以包括小型化的喷墨打印头。热或压电喷嘴(对于单一颜色轨迹而言仅需要一个)可以被使用,以通过将一定序列的微小液滴置于纸张上而绘制线条。通过调整该序列,能够产生虚线或点划线。 
除了传感器和致动器外,笔1还包括处理器16,所述处理器16用于收集传感器输入,分析这些输入并推断出书写者的情绪,并控制书写工具中的致动器,以产生适当的效果。在一简单实施例中,传感器的输出(例如皮肤电导率)可以与致动效果(例如颜色)直接关联。在一更加智能的实施例中,通过处理器16对不同的传感器输入进行比较和合并,从而利用在情绪计算文献方面描述的已知关系可以进行更加可靠和准确的情绪判定。处理器16现在能够控制致动器,从而使得例如将焦急变量映射到颜色标尺上,或者例如将自信心变量映射到线条宽度标尺上。在更加改进的实施例 中,颜色饱和度例如可用于指示情绪判定的不确定等级:越饱和的颜色代表更高的确定性,越不饱和的颜色代表低的确定性。这将有助于避免(例如微弱)传感器信号的错误解读而带来的麻烦。 
在另一实施例中,笔可以包括按钮或者其他装置,以开通或者关闭上文中描述的效果。 
更进一步,笔1可具有用于传感器输入和线条调节输出之间的关系的默认设置,所述默认设置由制造商完成。在这种情况下,可由笔的制造商提供描述情绪参数与所选调节效果(颜色、线条宽度、线条连续性)的关系的表格。于是,接收使用表达笔书写的信件的人们能够很容易地学会如何解释各种不同的效果。或者,使用者可以简单地开始使用它书写,经过一段时间后将发现不同的调节效果与他/她个人情况之间的关系。 
笔1的一种更先进形式可具有微型开关或者其他装置(例如计算机接口),从而使得使用者能够调节线条颜色等的设置。在这种情况下,使用笔之前需要做一些准备,但是使用者具有更大的自由度为他的个人情况、例如用于撰写日记调整和优化效果。使用者例如可以选择使用情绪和效果之间的非常不直观的联系,从而他/她是唯一能够解释它们的人。(但是,在这种情况下,该笔被用于给某人写信时,修改过的效果表格应当同时寄出,以使得其他人能够正确地理解其中的效果)。 
可以理解,如上描述的本发明也可以应用于书写板的记录笔,从而使得对于输入到计算机中的文本也具有同样的可能性。在这种情况下,书写轨迹(例如文本)不是由笔的油墨生成,而是以数字形式存储的文本标记,其可随后被打印出来。这里,用户可以选择带或不带可视情绪输入效果进行打印。对于该实施例,书写工具可包括与处理器16相连的传输装置,其中该传输装置发送信号给譬如具有文本处理工具的计算机的接收器。 
也可称为(情绪)表达笔的根据本发明的书写工具可具有广泛的应用范围,其中的一些应用列举如下: 
1.个人日记。日记通常被人们保存,以记录重要、丰富的个人经历。使用表达笔,不用考虑精确语言的选择,情绪便可以被记录,从而可提供相比当前可能达到的效果更生动的记忆。 
2.信件。手写方式仍然被广泛地用于个人信件。无需考虑写信人的书 面表达能力,信件的接收人现在可以感受到信件的精神实质。 
3.签名。签名通常情况下始终是相同的,然而一些文档在签署时满怀热情,另外一些文档在签署时则有些犹豫。拥有这些记录出于历史原因考虑将是有用的。 
尽管已经结合优选实施例描述了本发明,但可以理解,在上文所概括的原理范围内的一些修改对于本领域的技术人员而言是显而易见的。本发明不仅仅局限于优选实施例,而是应当包括这些修改。进一步地,本发明不局限于记录笔形的书写工具或者文本输入。它可以被很好地应用于其他形状或者其他的表达方法,例如艺术品。本发明的范围仅由所附权利要求书限定,其中在权利要求书中使用到的任何参考标记均不应当被解释为对本发明的范围的限制。 

Claims (14)

1.一种书写工具,其包括:
书写杆;
用于记录使用者的至少一个感官信号的传感装置,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组;
致动器,其被设置为根据至少一个被记录的感官信号调整所述书写工具的轨迹。
2.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述致动器被设置为确定所述轨迹的宽度。
3.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述致动器被设置为调节所述轨迹的颜色。
4.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述致动器被设置为调节所述轨迹的连续性。
5.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述传感装置被嵌入在所述书写杆上。
6.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述传感装置包括嵌入在所述书写杆上的压力传感器,以用于监测使用者在书写活动中施加在所述书写杆上的力。
7.如权利要求1所述的书写工具,其特征在于,所述书写工具包括至少一个油墨贮存器。
8.如权利要求7所述的书写工具,其特征在于,所述书写工具包括多个油墨贮存器,每个油墨贮存器包括特定的颜色。
9.如权利要求8所述的书写工具,其特征在于,所述致动器被设置为使油墨从对应于特定油墨贮存器的一个出口排出。
10.如权利要求8所述的书写工具,其特征在于,所述致动器包括多个微型阀。
11.如权利要求7所述的书写工具,其特征在于,所述致动器包括用于将油墨从书写工具中排出的喷墨元件。
12.如权利要求7所述的书写工具,其特征在于,所述书写工具包括柔性喷嘴,并且所述致动器被设置为使所述喷嘴的出口变形。
13.一种计算机装置,其包括:
用于接收记录笔使用者的至少一个感官信号的接收器,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组;
处理器,其被设置为根据所述至少一个感官信号调整所述记录笔的轨迹。
14.一种书写方法,其包括:
通过包括传感装置的书写工具记录使用者的至少一个感官信号,所述感官信号选自于包括心率、脑电图(EEG)、表面肌电图(EMG)、皮肤电反应(GSR)/皮肤电导率、呼吸、血压、皮肤温度和手指压力的组;
根据至少一个被记录的感官信号调整所述书写工具的轨迹。
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