CN111459316A - 一种改变电子笔笔头硬度的方法及电子笔 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种改变电子笔笔头硬度的方法，所述方法包括：获取当前电子笔的笔触类型；根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数。本发明还提出了一种电子笔。本发明所提出的方法能够根据电子笔的实际笔触类型改变笔头部分的弹性系数，从而使得笔触类型和弹性系数之间形成对应，提高用户的真实书写体验。

Description

一种改变电子笔笔头硬度的方法及电子笔

技术领域

本申请涉及人机交互领域，尤其涉及一种改变电子笔笔头硬度的方法及电子笔。

背景技术

随着科技水平以及生活质量的提高，越来越多的智能设备出现在人们的日常工作生活中，触摸设备就是其中之一。人们通过触摸设备可以直接在显示屏上进行操作，无需鼠标或其他设备进行有线或无线的操作，方便快捷。与此同时，能够在触摸设备上进行书写的书写设备也应运而生。人们通过使用书写设备可以像使用笔一样在触摸设备上随意进行书写。

目前，随着人们工作生活需求的增多，相应的对于书写设备的功能需求也逐渐增多，其中就包含有目前多数书写设备所涉及的笔触选择功能。用户可以通过对笔触的选择来改变书写设备在触摸设备上的书写效果。例如选择钢笔笔触的话，则在触摸设备上呈现钢笔的书写效果，选择毛笔笔触的话，则在触摸设备上呈现毛笔的书写效果。但是无论如何对笔触进行选择，书写设备本身的特性没有任何改变，无法变成钢笔或者毛笔。因此，用户在书写过程当中仍然缺少真实的操作体验。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种改变电子笔笔头硬度的方法及电子笔。

本发明实施例第一方面提供了一种改变电子笔笔头硬度的方法，所述方法包括：

获取当前电子笔的笔触类型；

根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数。

优选地，所述根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数的过程包括：

根据所述笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化。

优选地，所述环境发生模块为磁场发生器，所述根据所述笔触类型控制环境发生模块的输出环境的具体过程为：

根据所述笔触类型控制磁场发生器的磁场强度输出值，笔头弹性系数随着所述磁场发生器的磁场强度输出值的变化而变化。

优选地，所述根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数的过程包括：

根据所述笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，笔头弹性系数随着所述笔头内部的气体介质的压强值的变化而变化。

优选地，所述方法还包括：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制笔头的弹性系数。

本发明实施例第二方面提供了一种电子笔，所述电子笔包括笔身、电路板、处理器、笔头和环境发生模块，所述笔头设置在所述笔身的前端，所述笔头的一端为锥体结构，所述锥体结构的外表面包覆有可变形材质，所述笔头的另一端设置有环境发生模块，所述可变形材质弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化，所述电路板嵌入在所述笔身的内部，所述处理器焊接在所述电路板上，所述处理器与所述环境发生模块电连接，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化。

优选地，所述环境发生模块为磁场发生器，所述可变形材质弹性系数随着磁场发生器的磁场强度输出值的变化而变化。

优选地，在所述笔头的顶端设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制所述环境发生模块的输出环境。

本发明实施例第三方面提供了一种电子笔，所述电子笔包括笔身、电路板、处理器、笔头和电动气泵，所述笔头设置在所述笔身的前端，所述笔头为内部中空且材质为软质材质的锥体结构，所述笔头的平面端上开设有抽送孔，所述电动气泵通过所述抽送孔向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，所述电路板嵌入在所述笔身的内部，所述处理器焊接在所述电路板上，所述处理器与所述电动气泵电连接，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据所述笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，笔头弹性系数随着所述笔头内部的气体介质的压强值的变化而变化。

优选地，在所述笔头的顶端设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制所述电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来。

本发明的有益效果如下：本发明所提出的方法能够根据电子笔的实际笔触类型改变笔头部分的弹性系数，从而使得笔触类型和弹性系数之间形成对应，提高用户的真实书写体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的改变电子笔笔头硬度的方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的环境发生模块与笔头之间的连接关系示意图；

图3为本发明实施例所述的电动气泵与笔头之间的连接关系示意图；

图4为本发明实施例2所述的改变电子笔笔头硬度的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。再者为提供更清楚的描述及更易理解本申请，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

实施例1

如图1所示，本实施例提出一种改变电子笔笔头硬度的方法，该方法包括：

S101、获取当前电子笔的笔触类型。

具体的，本实施例中，电子笔为能够在触摸设备上实现书写的电子书写设备。该电子笔由笔身和笔头组成，笔头位于笔身的前端。笔身内部嵌入有电路板，该电路板上焊接有能够实现电子笔相关功能的电子元件或电路结构。在笔身上也可以设置能够激活该电子笔相关功能的按键、开关或触摸屏幕等。该电子笔还可以配合软件使用。在配合软件时，用户可通过在软件上点选来确定电子笔的功能。本实施例所提出的笔触类型则为该电子笔的基本功能之一。本实施例所提出的笔触类型可包含铅笔、钢笔、圆珠笔、毛笔、蜡笔、荧光笔或笔刷等，当然，如果还有其他类型的笔触也可以包含在其中，本实施例不做特殊限定。用户可以通过电子笔本身或软件来选择或切换电子笔在触摸设备上进行书写操作时的笔触类型。因此，在获取笔触类型之前需要接收用户的笔触选择指令，根据该笔触选择指令来确定当前电子笔的笔触类型。

S102、根据笔触类型控制笔头的弹性系数。

具体的，对于用户而言，在使用电子笔的时候，最为直观的体验就是通过用户自己选择的功能所呈现或感受到的效果。而对于电子笔的笔触而言，用户所要实现的效果一是在用户选择笔触之后，显示出的笔迹能够与该选择的笔触相对应，二则是从电子笔本身上要符合与该笔触同样的触感和书写感受。目前所有电子笔通过书写软件能够实现前者的效果，但是对于后者却没有任何实现方式。

基于此，本实施例的最终目的就是将用户所要选择的笔触与电子笔本身的触感对应起来，以实现更好的书写感受。而对于电子笔本身，其最能够表现出用户所选择笔触的类型的方式就是将电子笔的笔头能够与笔触相融合，即用户选择哪一种笔触，电子笔的笔头就能够变为符合该笔触的软硬度。本实施例可通过以下多种方式来实现这一目的：

(1)根据笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着环境发生模块的输出环境的变化而变化。

具体的，如图2所示，本实施例中，在笔头上包覆有可变形材质。该可变形材质的软硬度可根据外部环境的变化而变化。在笔头的附近设置有环境发生模块，该环境发生模块可以根据输入信号输出不同的物理或化学环境，例如电场、磁场、化学介质等。在目前的科学研究中，由瑞士保罗谢勒研究所和苏黎世联邦理工学院的科学家开发的新材料，该新材料由硅氧烷基聚合物组成，其中包含液滴。该材料利用磁相应液体增加硬度。当该材料不暴露于磁场时，材料保持柔软和柔韧。然而，一旦施加磁场，液滴就会变长，并且铁粒子沿磁场线自身对齐。这两个因素导致材料硬度增加近30倍。此外，劳伦斯利弗莫尔国家实验室也研发出一种能够通过磁场变硬的3D打印超材料。类似于上述材料均可应用在本实施例所提出的笔头上作为可变形材质使用。

本实施例中，当环境发生模块输出的环境发生变化时，会影响到可变形材质的特性参数，从而改变可变形材质的软硬度。以环境发生模块为磁场发生器，且可变形材质的软硬度为受磁场强度影响的材质为例。磁场发生器可根据输入的控制信号来改变产生磁场的磁场强度。当磁场发生器产生的磁场的磁场强度发生变化时，可变形材质受到影响会使其自身的特性发生改变，导致可变形材质变软或变硬。基于此，本实施例将笔触类型、环境参数和可变形材质的特性进行结合从而实现改变笔头硬度的问题。

更为具体的，仍以环境发生模块为磁场发生器为例，首先，获得可变形材质的软硬度与笔触类型之间的对应关系。例如，笔触类型为铅笔时，可变形材质的弹性系数为A，即可变形材质的弹性系数为A时能够模拟真实铅笔的书写体验；笔触类型为毛笔时，可变形材质的弹性系数为B，即可变形材质的弹性系数为B时能够模拟真实毛笔的书写体验。然后，分析可变形材质的软硬度与磁场强度之间的对应关系，即当磁场强度值为何值时，可变形材质的弹性系数为A或B。然后，将不同的笔触类型分别对应不同的磁场强度。例如，将笔触类型为铅笔和毛笔分别记作1和2，然后将1和2分别对应磁场强度I和II。同时，磁场强度I和II所分别对应的可变形材质的软硬度也就是铅笔和毛笔的实际软硬度。此时，若用户通过电子笔或软件选择了铅笔的笔触类型1，那么处理器首先控制磁场发生器输出磁场强度为I的磁场。可变形材质受到该磁场强度为I的磁场影响，导致其弹性系数变化为A，从而最终实现笔触类型为铅笔时笔头的弹性系数变化。

本实施例中，环境发生模块也可以为电场发生器等其他能量形式的发生装置，只要能够实现磁场发生器影响笔头材质的方案即可，本实施例不做特殊限定。

(2)根据笔触类型控制电动气泵对笔头内部的气体介质进行抽送，笔头弹性系数随着笔头内部的气体介质的压力的变化而变化。

具体的，上述通过控制环境发生模块的输出环境改变笔头弹性系数的方式要求笔头材质具有能够与外部环境相反应的特性。这种特性的要求可能会使得电子笔整体成本增加。为了减少成本而实现笔触类型与笔头弹性系数之间的对应关系，本实施例还可以通过控制气压的方式来实现。

更为具体的，如图3所示，本实施例中，笔头设计为锥体结构，材质为可通过外力使其产生显著形变的软质材质，且将其内部掏空。笔头的尖端可与外部设备表面相接触，笔头的平面端上则开设抽送孔。该抽送孔通过气路连接电动气泵，电动气泵与处理器连接。电动气泵可在处理器的控制下向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质抽出。处理器同样获取用户的笔触选择指令，根据该笔触选择指令来确定当前电子笔的笔触类型。通过当前电子笔的笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质抽出，以使笔头内部的气压值发生变化，进而使得笔头发生形变，从而使笔头达到与当前电子笔的笔触类型相对应的弹性系数。

在控制气压值改变笔头的弹性系数时，与通过控制外部环境改变笔头的弹性系数相同，首先都要获取笔头的弹性系数与笔触类型之间的关系。例如，笔触类型为铅笔时，笔头的弹性系数为A，即笔头的弹性系数为A时能够模拟真实铅笔的书写体验；笔触类型为毛笔时，笔头的弹性系数为B，即笔头的弹性系数为B时能够模拟真实毛笔的书写体验。然后，分析笔头的弹性系数与笔头内部气压值之间的对应关系，即当笔头内部气压为何值时，笔头的弹性系数为A或B。然后，将不同的笔触类型分别对应不同的气压值。例如，将笔触类型为铅笔和毛笔分别记作1和2，然后将1和2分别对应气压值I和II。同时，气压值I和II所分别对应的笔头的弹性系数也就是铅笔和毛笔的实际弹性系数。此时，若用户通过电子笔或软件选择了铅笔的笔触类型1，那么处理器首先控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或者将笔头内部的气体介质抽出，使得笔头内部的气压值达到I。软质材质制成的笔头受到内部气压的影响，导致其弹性系数变化为A，从而最终实现笔触类型为铅笔时笔头的弹性系数变化。

在本实施例中，在处理器控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部气体介质抽出之前，还可以预先对笔头内部的气压值进行检测，以便更准确的控制笔头内部的气压值。

实施例2

如图4所示，本实施例提出了一种改变电子笔笔头硬度的方法，该方法包括：

S201、获取当前电子笔的笔触类型和压力信息。

具体的，本实施例中，获取当前电子笔的笔触类型的具体过程可参照实施例1中所记载的内容，本实施例在此不再进行赘述。除获取当前电子笔的笔触类型以外，本实施例还需获取电子笔在外部设备上进行书写操作时所产生的压力信息。该压力信息的采集可通过在笔头的顶端设置压力传感器实现。

S202、根据笔触类型和压力信息控制笔头的弹性系数。

具体的，用户在使用电子笔在外部设备上行进行书写操作时，笔头的弹性系数除了能够直接对应当前电子笔的笔触类型以实现真实的书写感受外，还可以与电子笔在外部设备上接触时所产生的压力信息相对应。例如，用户在使用毛笔在宣纸上泼墨时，毛笔的笔头会随着用户的用力大小而发生形变。对于这种情况，电子笔的笔头除了在用户选择毛笔的笔触类型以外，还需要配合压力信息来改变弹性系数。笔触类型和压力信息与笔头弹性系数之间的对应关系可以通过简单的数学等式以表示：a＝xb+yc。其中，a表示笔头弹性系数，b为笔触类型，c为压力信息，x和y均为系数。本实施例中，通过笔触类型改变笔头的弹性系数的方式可参考实施例1所记载的内容，在此基础上，再配合压力信息能够更好的模拟出用户真实的书写感受。

实施例3

本实施例提出了一种电子笔，该电子笔包括笔身、电路板、处理器、笔头和环境发生模块，笔头设置在笔身的前端，笔头的一端为锥体结构，在该锥体结构的外表面包覆有可变形材质，笔头的另一端设置有发生模块，可变形材质弹性系数随着环境发生模块的输出环境的变化而变化，电路板嵌入在笔身的内部，处理器焊接在电路板上，处理器与环境发生模块电连接，该处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着环境发生模块的输出环境的变化而变化。

具体的，本实施例中，笔头可全部或部分暴露于笔身的前端。笔头的内部可设计为锥体型的硬质结构，外部包覆有可变形材质的软质材料。锥体型的硬质结构可保证可变形材质的牢固性，也可以保证用户在书写时为笔头提供一定的支撑力，以不至于笔头过于柔软。环境发生模块设置在笔身的内部，且尽量靠近笔头，以保证笔头上的可变形材质在环境发生模块输出环境时能够受到输出环境的影响。其中，环境发生模块可以为磁场发生器或电场发生器等能够生成场环境的器件，其影响笔头弹性系数的相关原理和实现过程可参照实施例1所记载的内容，本实施例不再赘述。此外，还可以在笔头的顶端设置压力传感器，该压力传感器可检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，然后通过笔触类型和压力信息共同配合改变笔头的弹性系数，使用户书写达到更逼真的书写效果。

实施例4

本实施例提出了一种电子笔，该电子笔包括笔身、电路板、处理器、笔头和电动气泵，该笔头设置在笔身的前端，该笔头为内部中空且材质为软质材质的锥体结构，笔头的平面端上开设有抽送孔，电动气泵通过抽送孔向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，电路板嵌入在笔身的内部，处理器焊接在电路板上，处理器与电动气泵电连接，该处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，笔头弹性系数随着笔头内部的气体介质的压强值的变化而变化。

具体的，本实施例中，笔头整体的材质为软质材质，该软质材质可在外力作用下产生比较明显的变形，从而使笔头变得柔软或坚硬。将笔头的内部设计为空腔结构，并在该空腔结构的顶部开设抽送孔。电动气泵可通过该抽送孔向笔头内部输送气体介质或者将笔头内部的气体介质抽取出来，从而通过改变笔头内部气压的方式使笔头内外产生气压差，以实现笔头的弹性系数的改变。其具体的工作原理及实现过程可参照实施例1所记载的内容，本实施例不再赘述。此外，还可以在笔头的顶端设置压力传感器，该压力传感器可检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，然后通过笔触类型和压力信息共同配合改变笔头的弹性系数，使用户书写达到更逼真的书写效果。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种改变电子笔笔头硬度的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当前电子笔的笔触类型；

根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数的过程包括：

根据所述笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环境发生模块为磁场发生器，所述根据所述笔触类型控制环境发生模块的输出环境的具体过程为：

根据所述笔触类型控制磁场发生器的磁场强度输出值，笔头弹性系数随着所述磁场发生器的磁场强度输出值的变化而变化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述笔触类型控制笔头的弹性系数的过程包括：

根据所述笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，笔头弹性系数随着所述笔头内部的气体介质的压强值的变化而变化。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制笔头的弹性系数。

6.一种电子笔，其特征在于，所述电子笔包括笔身、电路板、处理器、笔头和环境发生模块，所述笔头设置在所述笔身的前端，所述笔头的一端为锥体结构，所述锥体结构的外表面包覆有可变形材质，所述笔头的另一端设置有环境发生模块，所述可变形材质弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化，所述电路板嵌入在所述笔身的内部，所述处理器焊接在所述电路板上，所述处理器与所述环境发生模块电连接，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据笔触类型控制环境发生模块的输出环境，笔头弹性系数随着所述环境发生模块的输出环境的变化而变化。

7.根据权利要求6所述的电子笔，其特征在于，所述环境发生模块为磁场发生器，所述可变形材质弹性系数随着磁场发生器的磁场强度输出值的变化而变化。

8.根据权利要求6或7所述的电子笔，其特征在于，在所述笔头的顶端设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制所述环境发生模块的输出环境。

9.一种电子笔，其特征在于，所述电子笔包括笔身、电路板、处理器笔头和电动气泵，所述笔头设置在所述笔身的前端，所述笔头为内部中空且材质为软质材质的锥体结构，所述笔头的平面端上开设有抽送孔，所述电动气泵通过所述抽送孔向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，所述电路板嵌入在所述笔身的内部，所述处理器焊接在所述电路板上，所述处理器与所述电动气泵电连接，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

根据所述笔触类型控制电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来，笔头弹性系数随着所述笔头内部的气体介质的压强值的变化而变化。

10.根据权利要求9所述的电子笔，其特征在于，在所述笔头的顶端设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测笔头与外部设备接触时产生的压力信息，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：

获取当前电子笔的压力信息；

根据所述笔触类型和压力信息控制所述电动气泵向笔头内部输送气体介质或将笔头内部的气体介质从笔头中抽取出来。

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