CN106909238B - 智能笔及智能笔书写方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种智能笔及智能笔书写方法。所述智能笔包括笔杆、笔芯、控制装置、书写方向检测装置、书写长度检测装置、无线通信装置及电源装置；其中，所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述无线通信装置及所述电源装置设置于所述笔杆内部；所述书写长度检测装置设置于所述笔芯与所述笔杆之间；所述控制装置分别与所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接；所述电源装置分别与所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接。采用本发明实施例，能够提高智能笔书写的精度，且使智能笔的使用不受握笔方向的限制。

Description

智能笔及智能笔书写方法
技术领域
本发明涉及电子笔迹生成领域，尤其涉及一种智能笔及智能笔书写方法。
背景技术
随着科学技术的发展及便携式电子产品的日益普及，越来越多的用户更偏向于采用便携式设备做笔记或者进行创作，以便将所做的笔记或者所创作的作品带在身边或者通过互联网及时分享给朋友们。但是由于受到设备显示屏大小和灵敏度的限制，直接在设备上做笔记或者进行创作的效果并不理想，因此，智能笔应运而生。在智能笔和设备通过无线的方式连接配对成功后，在用户使用智能笔在纸质的笔记本上进行书写和创作的同时，智能笔将用户所书写和创作的内容同步发送至该设备的显示屏中显示和存储，因此，在用户在纸质笔记本上完成笔记或者创作的同时，该笔记和创作也已同步显示并保存在电子设备中。
现如今市面上的智能笔有很多种，但是现有的智能笔多采用声波或者摄像的方式检测智能笔的书写笔迹，不仅书写的精度不高，而且需要在特制的纸张上进行书写，十分不方便。部分采用光学传感器的智能笔在书写过程中，虽然书写精度较高，但无法准确识别当前书写的方向，对握笔方向有严格的要求，用户无法自如地握笔进行书写。
发明内容
本发明实施例提出一种智能笔及智能笔书写方法，能够提高智能笔书写的精度，且使智能笔的使用不受握笔方向的限制。
本发明实施例提供的一种智能笔，具体包括笔杆、笔芯、控制装置、书写方向检测装置、书写长度检测装置、无线通信装置及电源装置；
其中，所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述无线通信装置及所述电源装置设置于所述笔杆内部；所述书写长度检测装置设置于所述笔芯与所述笔杆之间；
所述控制装置分别与所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接；所述电源装置分别与所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接；
所述书写方向检测装置用于检测智能笔的书写方向，所述书写长度检测装置用于检测所述笔芯的书写距离。
进一步地，所述智能笔还包括笔尖压力检测装置；
其中，所述笔尖压力检测装置设置于所述笔杆内部；
所述笔尖压力检测装置的一端固定，另一端与所述笔芯相接触；且所述笔尖压力检测装置与所述控制装置通过电气连接的方式相连接。
进一步地，所述智能笔还包括基准方向设置按钮；
其中，所述基准方向设置按钮嵌于所述笔杆；
所述基准方向设置按钮与所述控制装置通过电气连接的方式相连接。
进一步地，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
进一步地，所述笔芯为可拆卸更换式笔芯；所述笔芯为触摸屏专用笔芯或硬笔笔芯。
相应地，本发明实施例还提供了一种智能笔书写方法，具体包括：
智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置；
所述控制装置根据接收到的所述书写方向数据及所述书写长度数据生成相应的书写数据；
所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备；
所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹。
进一步地，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置的同时，还包括：
所述智能笔中的笔尖压力检测装置检测所述智能笔当前的笔尖压力，生成笔尖压力数据，并将生成的所述笔尖压力数据发送给所述控制装置；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备的同时，还包括：
所述控制装置将所述笔尖压力数据发送给所述显示设备；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备之后，所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹之前，还包括：
所述显示设备根据接收到的所述笔尖压力数据生成对应的笔迹宽度数据；
则所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹，具体包括：
所述显示设备根据接收到的所述书写数据及生成的所述笔迹宽度数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度及对应宽度的笔迹。
进一步地，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述智能笔中的基准方向设置按钮按下时，发送基准方向设置指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向设置指令，将所述智能笔默认的向前一侧当前所在的方向设置为基准方向。
进一步地，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述显示设备处于校准模式时，发送基准方向校准指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向校准指令，获取所述智能笔沿所述显示设备的显示屏中的校准直线书写时的移动方向数据，并根据所述移动方向数据对基准方向进行调整。
进一步地，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的智能笔及智能笔书写方法，通过在智能笔中设置能够获取书写方向和书写长度的装置，减少了外界环境、其他外部装置性能等干扰因素的影响，光学传感器能够提高智能笔书写的精度，且由于书写方向检测装置的配套使用，能够使得智能笔的使用不受握笔方向的限制，应用范围更广，普适性更强。
附图说明
图1是本发明提供的智能笔的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的智能笔的另一个实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的智能笔书写方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明提供的智能笔的一个实施例的结构示意图，包括：
笔杆11、笔芯12、控制装置13、书写方向检测装置14、书写长度检测装置15、无线通信装置16及电源装置17；
其中，所述控制装置13、所述书写方向检测装置14、所述无线通信装置16及所述电源装置17设置于所述笔杆11内部；所述书写长度检测装置15设置于所述笔芯12与所述笔杆11之间；
所述控制装置13分别与所述书写方向检测装置14、所述书写长度检测装置15及所述无线通信装置16通过电气连接的方式相连接；所述电源装置17分别与所述控制装置13、所述书写方向检测装置14、所述书写长度检测装置15及所述无线通信装置16通过电气连接的方式相连接；
所述书写方向检测装置14用于检测智能笔的书写方向，所述书写长度检测装置15用于检测所述笔芯12的书写距离。
在一个优选的实施方式中，智能笔中包含有书写方向检测装置、书写长度检测装置、控制装置、无线通信装置和电源装置等。其中，电源装置用于给其他装置提供运行所需的电能。该电源装置可以为供电电源，也可以为电源接口。在使用智能笔进行书写之前，用户需要将该智能笔与显示设备通过无线通信的方式进行连接配对。当用户使用智能笔在纸面或者其他具有漫反射的平面中进行书写时，控制装置开始获取书写方向数据和书写长度数据。控制装置控制书写方向检测装置和书写长度检测装置，使书写方向检测装置和书写长度检测装置分别检测智能笔当前的移动方向和移动距离，从而分别生成相应的书写方向数据和书写长度数据。控制装置在接收到书写方向检测装置发送的书写方向数据和书写长度检测装置发送的书写长度数据之后，将接收到的书写方向数据和书写长度数据融合，生成智能笔的书写数据(移动向量数据)。智能笔实时检测相连接的显示设备当前是否处于显示模式，若是，则将生成的智能笔的书写数据通过无线通信装置发送至显示设备，使显示设备根据该书写数据在显示屏中的对应显示方向上显示具有对应长度的笔迹；若否，则将生成的智能笔的书写数据暂时存储于本地，待检测到显示设备切换为显示模式之后，再将存储的所有书写数据发送至显示设备以使该显示设备显示相应的笔迹。
特别地，智能笔中的控制装置为MCU，即微控制单元；无线通信装置为RF装置，即无线射频装置；该RF装置为采用蓝牙、2.4G无线通信技术等制成的通信装置；显示设备可以为PC(个人计算机)、平板电脑、智能手机等。
需要说明的是，显示屏中的笔迹的显示方向与智能笔的移动方向具有一一对应关系。由于用户在用笔书写时，常常会无意中将笔进行旋转，针对此现象，本实施例中的书写方向检测装置实时地根据智能笔的旋转角度对书写方向数据进行校正，从而保证智能笔的书写方向与显示屏中的显示方向相一致。
例如，用户将本实施例所提供的智能笔与自己的智能手机通过蓝牙的方式连接，在连接配对成功之后，用户使用该智能笔在纸上书写内容，则该智能笔中的控制装置获取智能笔的书写方向数据和书写长度数据，并将二者融合获得书写数据。控制装置在检测到相连接的智能手机当前处于显示模式时，则将获得的书写数据发送至该智能手机中，使得该智能手机在显示屏的对应的显示方向上显示具有对应长度的笔迹。在标准情况下，智能手机显示屏的向上显示方向与智能笔默认的向前一侧(如，笔夹所在的一侧为向前一侧)所在的方向相对应，则用户在将智能笔默认的向前一侧对着前方地进行书写时，用户移动智能笔向前书写，则智能手机中的笔迹的显示方向为向上显示方向，用户移动智能笔向后书写，则智能手机中的笔迹的显示方向为向下显示方向，用户移动智能笔向左书写，则智能手机中的笔迹的显示方向为向左显示方向，以此类推。当用户将智能笔旋转，使智能笔默认的向前一侧偏离向前方向时，如智能笔默认的向前一侧此时对着用户的向左方向时，此时用户使用智能笔向前书写，若不对所获得的书写方向数据进行校正，则智能手机中的笔迹的显示方向为向右方向，因此智能笔中的书写方向检测装置需要对所获得到的书写方向数据进行校正，即在检测到的原始书写方向数据的基础上加90度的位移量，获得校正后的书写方向数据，从而使得用户在使用智能笔在向前书写时，智能手机中的笔迹的显示方向依然为向上的显示方向，用户在使用智能笔在向后书写时，智能手机中的笔迹的显示方向依然为向下显示方向，以此类推。
通过在智能笔中设置能够获取书写方向和书写长度的装置，减少了外界环境、其他外部装置性能等干扰因素的影响，光学传感器能够提高智能笔书写的精度，且由于书写方向检测装置的配套使用，能够使得智能笔的使用不受握笔方向的限制，且由于无需其他外部装置配套使用，在一般的具有漫反射的平面上也可使用，因此能够使得智能笔的使用不受书写平面种类的限制，应用范围更广，普适性更强。另外，智能笔能够通过无线通信的方式检测相连接的显示设备当前所处的模式，并在检测到该显示设备不处于显示模式时，先将生成的书写数据存储于本地，待显示设备切换为显示模式后再将存储的书写数据发送至显示设备，从而避免了书写数据的丢失，保证了显示设备中显示的笔迹的完整性。
如图2所示，为本发明提供的智能笔的另一个实施例的结构示意图。其中，智能笔中包括笔杆21、笔芯22、控制装置23、书写方向检测装置24、书写长度检测装置25、无线通信装置26及笔尖压力检测装置27。
在另一个优选的实施方式中，所述智能笔还包括笔尖压力检测装置27；
其中，所述笔尖压力检测装置27设置于所述笔杆21内部；
所述笔尖压力检测装置27的一端固定，另一端与所述笔芯22相接触；且所述笔尖压力检测装置27与所述控制装置23通过电气连接的方式相连接。
需要说明的是，本实施例所提供的智能笔还能够根据用户书写的力度的大小而调整显示设备中显示的笔迹的粗细。当用户在使用智能笔在纸张上书写内容时，智能笔中的笔尖压力检测装置实时检测当前的笔尖受到的按压力度，生成相应的笔尖压力数据，并将生成的笔尖压力数据发送至控制装置。控制装置在接收到笔尖压力检测装置发送的笔尖压力数据之后，实时检测相连接的显示设备是否处于显示模式，若是，则将该笔尖压力数据连同对应的书写数据发送至该显示设备。显示设备在接收到智能笔发送的笔尖压力数据和对应的书写数据之后，将该笔尖压力数据对应转换为笔迹宽度数据，并对对应的书写数据进行解析，从而在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹，且将该笔迹的宽度调整为该笔迹宽度数据所对应的宽度。
通过安装于智能笔内部的笔尖压力检测装置获得笔尖的压力数据，从而能够根据用户的书写力度调整显示屏中显示的笔迹的粗细，使得笔迹的显示更加贴近用户需求，更加人性化，进一步提高用户体验。
进一步地，所述智能笔还包括基准方向设置按钮18；
其中，所述基准方向设置按钮18嵌于所述笔杆11；
所述基准方向设置按钮18与所述控制装置13通过电气连接的方式相连接。
需要说明的是，用户可以通过按下嵌于笔杆的基准方向设置按钮控制控制装置向书写方向检测装置发送基准方向设置指令，从而对书写方向检测装置的基准方向进行设置，将智能笔默认的向前一侧当前所在的方向设置为基准方向。
具体地，书写方向检测装置在接收到基准方向设置指令时，将智能笔默认的向前一侧所在的方向设置为书写方向检测装置的基准方向。例如，当智能笔默认的向前一侧为笔夹所在的一侧时，将笔夹所在的方向设置为书写方向检测装置的基准方向。书写方向检测装置在检测智能笔的书写方向并生成相应的书写方向数据时，若检测到智能笔默认的向前一侧偏离了基准方向，则根据方向的偏离量对所获得的书写方向数据进行校正。
进一步地，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
需要说明的是，智能笔在获取智能笔当前的书写方向和书写长度的数据时，九轴传感器通过自身的重力加速度传感器、陀螺仪和磁力传感器获得九轴数据，将所获得的九轴数据进行融合，获得旋转四元数、倾斜角和旋转角，并将所获得的书写方向数据(最终的旋转角)发送给控制装置。与此同时，光学传感器检测智能笔的书写移动距离，生成相应的书写长度数据，并将生成的书写长度数据发送给控制装置。控制装置在接收到九轴传感器发送的书写方向数据及光学传感器发送的书写长度数据之后，将接收到的书写方向数据和书写长度数据融合，生成相应的书写数据，并将该书写数据发送至显示设备，从而使得显示设备在显示屏中的对应显示方向上显示具有对应长度的笔迹。
具体地，九轴传感器采用卡尔曼滤波算法将接收到的旋转四元数、倾斜角和旋转角融合，从而获得最终的书写方向数据。其中，将陀螺仪检测到的旋转角作为算法中的预测值代入算法中，将重力加速度传感器和磁力传感器检测到的旋转四元数和倾斜角作为算法中的测量值代入算法中，从而计算获得最终的书写方向数据。
采用光学传感器对智能笔书写的距离进行检测，能够将检测的精度缩小至0.1mm，从而大大提高书写笔迹显示的精确度。
进一步地，所述笔芯为可拆卸更换式笔芯；所述笔芯为触摸屏专用笔芯或硬笔笔芯。
需要说明的是，用户可对智能笔的笔芯进行拆卸更换。当用户需要在触摸屏中书写时，可将笔芯更换为触摸屏专用笔芯；当用户需要在纸张等上书写时，可将笔芯更换为硬笔笔芯。其中，硬笔笔芯包括但不限于：圆珠笔、签字笔、钢笔、铅笔等。
本发明实施例提供的智能笔，通过在智能笔中设置能够获取书写方向和书写长度的装置，减少了外界环境、其他外部装置性能等干扰因素的影响，光学传感器能够提高智能笔书写的精度，且由于书写方向检测装置的配套使用，能够使得智能笔的使用不受握笔方向的限制，且由于无需其他外部装置配套使用，在一般的具有漫反射的平面上也可使用，因此能够使得智能笔的使用不受书写平面种类的限制，应用范围更广，普适性更强。另外，智能笔能够通过无线通信的方式检测相连接的显示设备当前所处的模式，并在检测到该显示设备不处于显示模式时，先将生成的书写数据存储于本地，待显示设备切换为显示模式后再将存储的书写数据发送至显示设备，从而避免了书写数据的丢失，保证了显示设备中显示的笔迹的完整性。通过安装于智能笔内部的笔尖压力检测装置获得笔尖的压力数据，从而能够根据用户的书写力度调整显示屏中显示的笔迹的粗细，使得笔迹的显示更加贴近用户需求，更加人性化，进一步提高用户体验。采用光学传感器对智能笔书写的距离进行检测，能够将检测的精度缩小至0.1mm，从而大大提高书写笔迹显示的精确度。
相应地，本发明还提供一种智能笔书写方法，采用上述实施例所提供的智能笔实现。
参见图3，是本发明提供的智能笔书写方法的一个实施例的流程示意图，具体如下：
S31：智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置；
S32：所述控制装置根据接收到的所述书写方向数据及所述书写长度数据生成相应的书写数据；
S33：所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备；
S34：所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹。
在另一个优选地实施方式中，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置的同时，还包括：
所述智能笔中的笔尖压力检测装置检测所述智能笔当前的笔尖压力，生成笔尖压力数据，并将生成的所述笔尖压力数据发送给所述控制装置；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备的同时，还包括：
所述控制装置将所述笔尖压力数据发送给所述显示设备；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备之后，所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹之前，还包括：
所述显示设备根据接收到的所述笔尖压力数据生成对应的笔迹宽度数据；
则所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹，具体包括：
所述显示设备根据接收到的所述书写数据及生成的所述笔迹宽度数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度及对应宽度的笔迹。
进一步地，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述智能笔中的基准方向设置按钮按下时，发送基准方向设置指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向设置指令，将所述智能笔默认的向前一侧当前所在的方向设置为基准方向。
进一步地，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述显示设备处于校准模式时，发送基准方向校准指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向校准指令，获取所述智能笔沿所述显示设备的显示屏中的校准直线书写时的移动方向数据，并根据所述移动方向数据对基准方向进行调整。
需要说明的是，当显示设备的显示屏发生旋转偏移时，若不对智能笔与显示设备之间的方向对应关系进行重新匹配校准，则当用户使用智能笔向前书写时，显示屏中的笔迹的显示方向为相对于显示屏的向上显示方向，而不是相对于用户的向前方向，因此，在显示设备的显示屏发生旋转偏移时，在使用智能笔之前需要对智能笔与显示屏之间的方向对应关系进行重新匹配校准。用户在将显示设备的模式切换为校准模式之后，显示设备在显示屏的中部显示一条与显示屏的任一边界相平行的校准直线，用户使用智能笔沿该校准直线在显示屏上书写。智能笔中的控制装置在检测到显示设备当前处于校准模式时，发送基准方向校准指令至书写方向检测装置。书写方向检测装置在接收到该基准方向校准指令之后，获取智能笔沿校准直线书写时的移动方向数据。控制装置在接收到书写方向检测装置检测到的至少100个移动方向数据之后，根据该100个移动方向数据计算获得显示屏发生旋转偏移的旋转度，并根据该旋转度对书写方向检测装置的基准方向进行调整。
例如，某一与智能笔相连接的台式电脑发生逆时针旋转90度的偏移，用户在将台式电脑的模式切换为校准模式后，台式电脑的中部显示一条与显示屏的上边界相平行的校准直线，用户使用智能笔沿该校准直线书写，与此同时，智能笔中的书写方向检测装置检测并获得智能笔移动时的多个移动方向数据。智能笔中的控制装置接收书写方向检测装置检测到的移动方向数据，并根据这些移动方向数据计算获得台式电脑旋转偏移的旋转度为-90度。控制装置根据计算获得的台式电脑的旋转度对书写方向检测装置的基准方向进行调整，即，将书写方向检测装置的基准方向逆时针旋转90度，从而使得当用户使用智能笔向前书写时，显示设备中显示的笔迹的显示方向为相对于用户的向前方向，当用户使用智能笔向后书写时，显示设备中显示的笔迹的显示方向为相对于用户的向后方向，当用户使用智能笔向左书写时，显示设备中显示的笔迹的显示方向为相对于用户的向左方向，以此类推，从而使得用户的书写方向与显示屏中的笔迹的显示方向相一致。
通过对智能笔和显示设备之间的方向对应关系进行校准，从而使得用户的书写方向与显示屏中的笔迹的显示方向始终相对于用户相一致，能够带来更好的用户体验。
进一步地，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
本发明实施例提供的智能笔书写方法，通过在智能笔中设置能够获取书写方向和书写长度的装置，减少了外界环境、其他外部装置性能等干扰因素的影响，光学传感器能够提高智能笔书写的精度，且由于书写方向检测装置的配套使用，能够使得智能笔的使用不受握笔方向的限制，且由于无需其他外部装置配套使用，在一般的具有漫反射的平面上也可使用，因此能够使得智能笔的使用不受书写平面种类的限制，应用范围更广，普适性更强。另外，智能笔能够通过无线通信的方式检测相连接的显示设备当前所处的模式，并在检测到该显示设备不处于显示模式时，先将生成的书写数据存储于本地，待显示设备切换为显示模式后再将存储的书写数据发送至显示设备，从而避免了书写数据的丢失，保证了显示设备中显示的笔迹的完整性。通过安装于智能笔内部的笔尖压力检测装置获得笔尖的压力数据，从而能够根据用户的书写力度调整显示屏中显示的笔迹的粗细，使得笔迹的显示更加贴近用户需求，更加人性化，进一步提高用户体验。采用光学传感器对智能笔书写的距离进行检测，能够将检测的精度缩小至0.1mm，从而大大提高书写笔迹显示的精确度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能笔，其特征在于，包括笔杆、笔芯、控制装置、书写方向检测装置、书写长度检测装置、无线通信装置及电源装置；
其中，所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述无线通信装置及所述电源装置设置于所述笔杆内部；所述书写长度检测装置设置于所述笔芯与所述笔杆之间；
所述控制装置分别与所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接；所述电源装置分别与所述控制装置、所述书写方向检测装置、所述书写长度检测装置及所述无线通信装置通过电气连接的方式相连接；
所述书写方向检测装置用于检测智能笔的书写方向，所述书写长度检测装置用于检测所述笔芯的书写距离；
所述智能笔实时检测相连接的显示设备当前是否处于显示模式；若是，则将生成的智能笔的书写数据通过无线通信装置发送至显示设备，使显示设备根据该书写数据在显示屏中的对应显示方向上显示具有对应长度的笔迹；若否，则将生成的智能笔的书写数据暂时存储于本地，待检测到显示设备切换为显示模式之后，再将存储的所有书写数据发送至显示设备以使该显示设备显示相应的笔迹。
2.如权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括笔尖压力检测装置；
其中，所述笔尖压力检测装置设置于所述笔杆内部；
所述笔尖压力检测装置的一端固定，另一端与所述笔芯相接触；且所述笔尖压力检测装置与所述控制装置通过电气连接的方式相连接。
3.如权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括基准方向设置按钮；
其中，所述基准方向设置按钮嵌于所述笔杆；
所述基准方向设置按钮与所述控制装置通过电气连接的方式相连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的智能笔，其特征在于，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
5.如权利要求1至3中任一项所述的智能笔，其特征在于，所述笔芯为可拆卸更换式笔芯；所述笔芯为触摸屏专用笔芯或硬笔笔芯。
6.一种智能笔书写方法，其特征在于，包括：
智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置；
所述控制装置根据接收到的所述书写方向数据及所述书写长度数据生成相应的书写数据；
所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备；
所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹；
其中，所述智能笔实时检测相连接的显示设备当前是否处于显示模式；若是，则将生成的智能笔的书写数据通过无线通信装置发送至显示设备，使显示设备根据该书写数据在显示屏中的对应显示方向上显示具有对应长度的笔迹；若否，则将生成的智能笔的书写数据暂时存储于本地，待检测到显示设备切换为显示模式之后，再将存储的所有书写数据发送至显示设备以使该显示设备显示相应的笔迹。
7.如权利要求6所述的智能笔书写方法，其特征在于，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置的同时，还包括：
所述智能笔中的笔尖压力检测装置检测所述智能笔当前的笔尖压力，生成笔尖压力数据，并将生成的所述笔尖压力数据发送给所述控制装置；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备的同时，还包括：
所述控制装置将所述笔尖压力数据发送给所述显示设备；
则在所述所述控制装置通过所述智能笔中的无线通信装置与显示设备通信，将所述书写数据发送给所述显示设备之后，所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹之前，还包括：
所述显示设备根据接收到的所述笔尖压力数据生成对应的笔迹宽度数据；
则所述所述显示设备根据接收到的所述书写数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度的笔迹，具体包括：
所述显示设备根据接收到的所述书写数据及生成的所述笔迹宽度数据，在显示屏的对应方向上显示具有对应长度及对应宽度的笔迹。
8.如权利要求6所述的智能笔书写方法，其特征在于，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述智能笔中的基准方向设置按钮按下时，发送基准方向设置指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向设置指令，将所述智能笔默认的向前一侧当前所在的方向设置为基准方向。
9.如权利要求6所述的智能笔书写方法，其特征在于，在所述智能笔中的书写方向检测装置及书写长度检测装置分别检测所述智能笔当前的书写方向及书写长度，对应生成书写方向数据及书写长度数据，并分别将生成的所述书写方向数据及所述书写长度数据发送给所述智能笔中的控制装置之前，还包括：
所述控制装置在检测到所述显示设备处于校准模式时，发送基准方向校准指令给所述书写方向检测装置；
所述书写方向检测装置根据接收到的所述基准方向校准指令，获取所述智能笔沿所述显示设备的显示屏中的校准直线书写时的移动方向数据，并根据所述移动方向数据对基准方向进行调整。
10.如权利要求6至9中任一项所述的智能笔书写方法，其特征在于，所述书写方向检测装置为九轴传感器；所述书写长度检测装置为光学传感器。
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