CN112394823A - 一种模拟书写手感的智能笔 - Google Patents

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种模拟书写手感的智能笔，通过压感模块和速度传感模块采集包括笔尖压力和笔尖加速度的运笔信息，根据运笔信息运算得到模拟书写手感的震动，压力大时震动强度增加，速度快时震动强度减少，并控制震动模块进行震动，提升了智能笔的书写手感。

Description

一种模拟书写手感的智能笔
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及智能笔技术领域，尤其涉及一种模拟书写手感的智能笔。
背景技术
随着电子计算机技术的高速发展，智能笔作为常见的触控设备，已经有广泛的应用，电容、电磁、红外和声波等触控设备中都可以使用智能笔完成书写。和传统的纸笔书写相比较，智能笔书写更加便捷，并且附带更多的辅助功能。
但是，智能笔作为一支笔，笔的基本功即书写感受也很重要。在电子设备的屏幕上书写和在纸张上书写不同，电子设备的屏幕坚硬平滑，纸张则柔软糙滞，也就是说智能笔书写与传统的纸笔书写手感具有较大差异，在一定程度上会影响书写者的书法发挥，使用感受较差。现有的智能笔不能模拟传统纸笔的书写手感，书写舒适度较差。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种模拟书写手感的智能笔，以解决现有的智能笔不能模拟传统纸笔的书写手感，书写舒适度较差的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种模拟书写手感的智能笔，包括：笔外壳以及设置在所述笔外壳内的压感模块、控制模块和震动模块；
所述压感模块，用于检测智能笔的笔尖压力，生成带有压力值的压感信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，发送至所述震动模块；
所述震动模块，用于根据所述震动值进行震动。
可选的，还包括：速度传感模块；
所述速度传感模块，用于检测所述智能笔的笔尖加速度，生成带有加速度值的速度传感信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，还用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到修正的震动值，发送至所述震动模块；
所述震动模块，还用于：
根据所述修正的震动值进行震动。
可选的，所述控制模块，还具体用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值；
根据所述智能笔的笔尖的相对速度值计算得到所述修正的震动值。
可选的，所述根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值，包括：
获取所述智能笔的笔尖的初始速度值，根据若干所述加速度值的矢量和，计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值。
可选的，所述根据所述智能笔的笔尖的相对速度值计算得到所述修正的震动值，包括：
根据所述智能笔的笔尖的相对速度值和预设的笔尖相对速度的比值，计算得到所述修正的震动值。
可选的，所述震动模块包括Z轴线性马达；
所述Z轴线性马达沿所述智能笔的轴向上下震动。
可选的，所述控制模块用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，包括：按照预定的增幅控制所述震动值随所述压力值的增加而增加。
可选的，所述震动值与所述压力值呈正比例关系；
或者，设置至少一个压力值阈值，在所述压力值处于不同的压力值阈值范围时，所述震动值与所述压力值呈不同的正比例关系。
可选的，还包括：通信模块；
所述控制模块通过所述通信模块与上位机进行通信。
可选的，还包括：电源模块；
所述电源模块，用于给所述压感模块、控制模块、震动模块、速度传感模块和通信模块供电。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔，通过压感模块和速度传感模块采集包括笔尖压力和笔尖加速度的运笔信息，根据运笔信息运算得到模拟书写手感的震动，压力大时震动强度增加，速度快时震动强度减少，并控制震动模块进行震动，提升了智能笔的书写手感。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔的第一种结构示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的震动值和压力值的函数关系示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔的第二种结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
随着电子计算机技术的高速发展，智能笔作为常见的触控设备，已经有广泛的应用，电容、电磁、红外和声波等触控设备中都可以使用智能笔完成书写。和传统的纸笔书写相比较，智能笔书写更加便捷，并且附带更多的辅助功能。
但是，智能笔作为一支笔，其书写感受也很重要。在电子设备的屏幕上书写和在纸张上书写不同，电子设备的屏幕坚硬平滑，纸张则柔软糙滞，也就是说智能笔书写与传统的纸笔书写手感具有较大差异，在一定程度上会影响书写者的书法发挥，使用感受较差。现有的智能笔不能模拟传统纸笔的书写手感，书写舒适度较差。
现有的智能笔为了改善书写的舒适度，一般从准确性方向入手，通过使被触控的电子设备端能够准确显示智能笔的书写路径，以提高智能笔的书写舒适度。然而，书写是书写者通过笔与被书写体互动的过程，通过提高准确度的方式只能使被书写体如屏幕充分感受到书写者的意图，书写者得到的反馈是匮乏的。在传统的纸笔书写过程中，书写者能够通过笔得到来自纸张的充分反馈，以控制书写路径和书写力度的变化，从而在书写者和被书写体之间实现控制-反馈-控制的良性循环，书写感受较佳。那么，如果智能笔能够模拟传统纸笔的书写手感，可以较大的提高智能笔的书写舒适度。
那么，如何才能使智能笔具有传统的纸笔书写的书写手感呢，发明人发现电子设备的屏幕坚硬平滑，纸张则柔软糙滞，也就是说智能笔与电子设备的屏幕之间的摩擦远小于传统纸笔之间的摩擦力，因此纸笔书写时，有明显的顿挫感，而智能笔书写时则没有这种顿挫感，手感较轻，于是，发明人从这种顿挫感出发，在智能笔中增加模拟手写手感的震动，以使智能笔模拟纸笔书写的手感，改善了智能笔的书写感受。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种模拟书写手感的智能笔，图1为本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔的第一种结构示意图，模拟书写手感的智能笔，包括：笔外壳1以及设置在所述笔外壳1内的压感模块2、控制模块3和震动模块4。
所述压感模块2，用于检测智能笔的笔尖压力，生成带有压力值的压感信号发送至所述控制模块3。
所述控制模块3，用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，发送至所述震动模块4。
所述震动模块4，用于根据所述震动值进行震动。
一些实施方式中，所述笔外壳1包括笔外壳后端和笔外壳前端。
一种情况下，笔外壳前端设置笔尖5，笔外壳后端设置压感模块2、震动模块4和控制模块3。
笔外壳后端为一端封闭的圆筒结构，压感模块2、控制模块3和震动模块4设置在圆筒结构内部，笔外壳前端采用一中空的圆台结构，圆台结构的直径较大端与圆筒结构的敞开端连接，笔尖5设置在圆台结构的直径较小端。
笔外壳1还可以采用圆角三棱柱结构，笔外壳后端为一端封闭的圆角三棱柱结构，压感模块2、控制模块3和震动模块4设置在圆角三棱柱结构内部。笔外壳前端采用一中空的三棱台结构，三棱台结构的直径较大端与圆角三棱柱结构的敞开端连接，笔尖5设置在三棱台结构的直径较小端。
一些实施方式中，所述控制模块3用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，包括：按照预定的增幅控制所述震动值随所述压力值的增加而增加。
一种情况下，所述震动值与所述压力值呈正比例关系；
或者，设置至少一个压力值阈值，在所述压力值处于不同的压力值阈值范围时，所述震动值与所述压力值呈不同的正比例关系。
作为一种示例，图2为本说明书一个或多个实施例提供的震动值和压力值的函数关系示意图。将压感模块2通过检测智能笔的笔尖压力生成的带有压力值的压感信号输入控制模块3，输出根据压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值。
假设压力值为p，震动值为w；压力值p的取值范围为[0,P]，震动值w的取值范围为[0,W]，则震动值与压力值的关系为w＝f(p)。
一种情况下，震动值与压力值呈正比例关系，例如：
Figure BDA0002802884380000061
则，其函数图像如图2中线段AB所示，是一条斜率为
Figure BDA0002802884380000062
的直线段，其中A的坐标为(0,0)，B的坐标为(P,W)。
一种情况下，设置至少一个压力值阈值，在压力值处于不同的压力值阈值范围时，震动值与压力值呈不同的正比例关系，例如，设置一个压力阈值为E，则：
p＜E时，
Figure BDA0002802884380000063
p≥E时，
Figure BDA0002802884380000064
其中，E为压力阈值，D为压力阈值E对应的震动值。
则，其函数图像如图2中线段AC和CB所示，是两条相接的斜率分别为
Figure BDA0002802884380000065
和
Figure BDA0002802884380000066
的直线段。
其中，可以通过控制压力阈值，来调整在不同的压力范围下，震动值随压力值的增加而增加的增幅的不同。一种情况下，震动值随压力值的增加而增加的增幅在压力阈值后是减小的。需要说明的是，也可以采用其它具有相同特性的函数，来控制震动值和压力值的关系。
图3为本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔的第二种结构示意图，模拟书写手感的智能笔，包括：笔外壳1以及设置在所述笔外壳1内的压感模块2、控制模块3和震动模块4。
所述压感模块2，用于检测智能笔的笔尖压力，生成带有压力值的压感信号发送至所述控制模块3。
所述控制模块3，用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，发送至所述震动模块4。
所述震动模块4，用于根据所述震动值进行震动。
模拟书写手感的智能笔，还包括：速度传感模块6。
所述速度传感模块6，用于检测所述智能笔的笔尖加速度，生成带有加速度值的速度传感信号发送至所述控制模块3。
这种情况下，所述控制模块3，还用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到修正的震动值，发送至所述震动模块4。
所述震动模块4，还用于：
根据所述修正的震动值进行震动。
在传统的纸笔书写中，书写速度慢时摩擦力大，书写速度快时摩擦力小，为了模拟这种情况，在智能笔中引入速度传感模块6，当书写速度快时降低震动强度。
一些实施方式中，所述控制模块3，还具体用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖5的相对速度值；
根据所述智能笔的笔尖5的相对速度值计算得到修正的震动值。
一些实施方式中，所述根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖5的相对速度值，包括：
获取所述智能笔的笔尖的初始速度值，根据若干所述加速度值的矢量和，计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值。
作为一种示例，可用如下公式计算：
Figure BDA0002802884380000071
其中，v为笔尖5的相对速度值；
ai为第i次检测得到的笔尖加速度减去重力加速度后的值；
v0为笔尖5的初始速度值；
Δt为检测笔尖加速度的间隔时间；
n为检测笔尖加速度的次数。
一些实施方式中，所述根据所述智能笔的笔尖5的相对速度值计算得到修正的震动值，包括：
根据所述智能笔的笔尖的相对速度值和预设的笔尖相对速度的比值，计算得到所述修正的震动值。
作为一种示例，可用如下公式计算：
Figure BDA0002802884380000072
其中，g(v)为速度修正项；
vmax为笔尖5的相对速度的上限数值；
w为震动值；
wp为修正的震动值。
在以压力控制震动强度后，再引入速度因素，从压力和速度两个方面控制震动强度，使书写压力大时震动强度大，书写压力小时震动强度小；使书写速度慢时震动强度大，书写速度快时震动强度小，模拟了纸笔书写时压力和速度影响书写手感的情形。
一些实施方式中，所述震动模块4包括Z轴线性马达；
所述Z轴线性马达沿所述智能笔的轴向上下震动。
模拟书写手感的震动与常规的关于提醒的震动不同，常规的关于提醒的震动一般可以是沿智能笔径向进行震动的，这样的震动效果比较明显，能有效起到提醒的作用。但是，在书写过程中，径向的震动显然会影响用户运笔，所以，本申请提供的模拟书写手感的智能笔，采用轴向的震动，以使智能笔笔尖和电子设备屏幕之间的接触是有弹性触感的，能够模拟纸笔书写的书写手感。
一些实施方式中，模拟书写手感的智能笔，还包括：通信模块7；
所述控制模块3通过所述通信模块7与上位机进行通信。
通信模块7可以是无线通信模块7，包括WiFi模块或者蓝牙模块。
这种情况下，所述震动模块4，还用于：
在所述控制模块3与所述上位机连接成功时，进行震动，以及在进行其他提醒时进行震动。
一些实施方式中，模拟书写手感的智能笔，还包括：电源模块8；
所述电源模块8，用于给所述压感模块2、控制模块3、震动模块4、速度传感模块6和通信模块7供电。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的模拟书写手感的智能笔，通过压感模块和速度传感模块采集包括笔尖压力和笔尖加速度的运笔信息，根据运笔信息运算得到模拟书写手感的震动，压力大时震动强度增加，速度快时震动强度减少，并控制震动模块进行震动，提升了智能笔的书写手感。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟书写手感的智能笔，其特征在于，包括：笔外壳以及设置在所述笔外壳内的压感模块、控制模块和震动模块；
所述压感模块，用于检测智能笔的笔尖压力，生成带有压力值的压感信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，发送至所述震动模块；
所述震动模块，用于根据所述震动值进行震动。
2.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括：速度传感模块；
所述速度传感模块，用于检测所述智能笔的笔尖加速度，生成带有加速度值的速度传感信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，还用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到修正的震动值，发送至所述震动模块；
所述震动模块，还用于：
根据所述修正的震动值进行震动。
3.根据权利要求2所述的智能笔，其特征在于，所述控制模块，还具体用于：
根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值；
根据所述智能笔的笔尖的相对速度值计算得到所述修正的震动值。
4.根据权利要求3所述的智能笔，其特征在于，所述根据所述速度传感信号中的加速度值计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值，包括：
获取所述智能笔的笔尖的初始速度值，根据所述智能笔的笔尖的初始速度值和若干所述加速度值的矢量和，计算得到所述智能笔的笔尖的相对速度值。
5.根据权利要求3所述的智能笔，其特征在于，所述根据所述智能笔的笔尖的相对速度值计算得到所述修正的震动值，包括：
根据所述智能笔的笔尖的相对速度值和预设的笔尖相对速度的比值，计算得到所述修正的震动值。
6.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述震动模块包括Z轴线性马达；
所述Z轴线性马达沿所述智能笔的轴向上下震动。
7.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述控制模块用于根据所述压感信号中的压力值计算得到模拟书写手感的震动值，包括：按照预定的增幅控制所述震动值随所述压力值的增加而增加。
8.根据权利要求7所述的智能笔，其特征在于，所述震动值与所述压力值呈正比例关系；
或者，设置至少一个压力值阈值，在所述压力值处于不同的压力值阈值范围时，所述震动值与所述压力值呈不同的正比例关系。
9.根据权利要求2所述的智能笔，其特征在于，还包括：通信模块；
所述控制模块通过所述通信模块与上位机进行通信。
10.根据权利要求9所述的智能笔，其特征在于，还包括：电源模块；
所述电源模块，用于给所述压感模块、控制模块、震动模块、速度传感模块和通信模块供电。
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