CN112882587A - 书写装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种书写装置，属于触控设备技术领域。该书写装置包括触控笔尖和电磁线圈，触控笔尖包括柔性外壳和磁致变材料填充，柔性外壳内设有第一腔体，磁致变材料填充设置于第一腔体内，且磁致变材料填充支撑柔性外壳；电磁线圈设置于柔性外壳的一端，在电磁线圈处于通电的情况下，磁致变材料填充至少部分位于电磁线圈产生的磁场内，且磁致变性材料填充的硬度可被调节。该方案能解决书写装置书需要改变书写时的倾斜角度来调整书写笔迹粗细，导致用户书写手感较差的问题。

Description

书写装置

技术领域

本申请属于触控设备技术领域，具体涉及一种书写装置。

背景技术

随着信息技术的发展，便携式移动设备的电子设备与人们的生活密切相关。便携式移动设备可以接收用户的输入，并根据该输入来执行用户期望的功能。触控笔作为常见的输入装置，因为其体积小、重量轻、易于操作的优点而被广泛使用。

目前的触控笔虽然可以通过软件配置实现书写笔迹粗细调节，或者是根据触控笔书写时的倾斜角度来实现书写笔迹粗细调节，但是软件配置和改变书写时触控笔的倾斜角度，均不能给用户带来真实的书写手感。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种触控笔，能够解决书写装置需要改变书写时的倾斜角度来调整书写笔迹粗细，导致用户书写手感较差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

一种书写装置，包括触控笔尖和电磁线圈，触控笔尖包括柔性外壳和磁致变材料填充，

柔性外壳内设有第一腔体，

磁致变材料填充设置于第一腔体内，且磁致变材料填充支撑柔性外壳；

电磁线圈设置于柔性外壳的一端，且磁致变材料填充至少部分位于电磁线圈产生的磁场内。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的书写装置是通过改变触控笔尖的硬度实现书写笔迹粗细的调节，进而使得书写装置在书写时更具真实书写手感。具体的，在书写力度恒定的情况下，触控笔尖的硬度越小，触控笔尖的形变量越大，触控笔尖的书写笔迹越粗；触控笔尖的硬度越大，触控笔尖的形变量越小，触控笔尖的书写笔迹越细。具体的，书写装置通过在柔性外壳的第一腔体内设置磁致变材料填充，并通过电磁线圈控制磁致变材料填充阻尼大小调节实现触控笔尖的硬度的调节。当电磁线圈产生磁场的强度越大，磁致变材料填充的阻尼增加，进而触控笔尖的硬度增加。当电磁线圈产生磁场的强度减小，磁致变材料填充的阻尼减小，进而触控笔尖的硬度减小。

附图说明

图1是本发明一种实施例公开书写装置的示意图；

图2是本发明一种实施例公开的磁致变材料填充在电磁线圈不产生磁场的情况下的示意图；

图3是本发明一种实施例公开的磁致变材料填充在电磁线圈产生磁场的情况下的示意图；

图4是本发明一种实施例公开的带应变感测件的触控笔尖的示意图；

图5是本发明一种实施例公开的书写装置在电磁线圈产生磁场的情况下的示意图；

图6是本发明一种实施例公开的书写装置在电磁线圈不产生磁场的情况下的示意图；

图7是本发明一种实施例公开的触控笔尖包括多个电磁线圈的示意图；

图8是本发明一种实施例公开的书写装置书写笔迹粗和书写笔迹粗细的示意图；

图9是本发明一种实施例公开的触控笔尖震动的示意图；

图中：

100-触控笔尖；

110-柔性外壳；

120-磁致变材料填充；

200-应变感测件；

300-触控显示装置；

400-笔杆；

500-电磁线圈。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的书写装置进行详细地说明。

参照图1至图8，本发明实施例公开的书写装置，包括触控笔尖100和电磁线圈500。

触控笔尖100包括柔性外壳110和磁致变材料填充120。柔性外壳110内设有第一腔体，磁致变材料填充120设置于第一腔体内，且磁致变材料填充120支撑柔性外壳110。电磁线圈500设置于柔性外壳110的一端，在所述电磁线圈处于通电的情况下，磁致变材料填充120至少部分位于电磁线圈500产生的磁场内，且所述磁致变性材料填充的硬度可被调节。

柔性外壳110为柔性材料制成。柔性材料的种类有很多，例如橡胶、软性树胶等，本申请不限定柔性外壳110具体材质。磁致变材料填充120为流动性可以通过外加磁场调节的材料制成。具体的，磁致变材料填充120可以为磁流变体制成。磁流变体在磁场的作用下流动性会随着磁场强度的增加而减弱，即磁致变材料填充120阻尼会随着电磁线圈500产生磁场强度的增加而增加。本申请不限定磁致变材料填充120的具体材质。

触控笔尖100在书写过程中，可以利用触控笔尖100笔尖弯曲角度模拟书写时的倾斜角度的调节，进而实现触控笔尖100书写笔迹粗细调节。具体的，在书写力度恒定的情况下，触控笔尖100的硬度越大，触控笔尖100的弯曲角度越小，进而触控笔尖100靠近触控显示装置300的一段与触控显示装置300之间的夹角越大。在书写力度恒定的情况下，触控笔尖100的硬度越小，触控笔尖100的弯曲角度越大，进而触控笔尖100靠近触控显示装置300的一段与触控显示装置300之间的夹角越小。进而可以通过调节触控笔尖100的硬度模拟书写时的倾斜角度的调节，进而无需在书写时调节书写装置与触控显示装置300的角度，便能实现书写笔迹粗细调节，进而使书写装置在书写时更具真实书写手感。

另外，触控笔尖100在书写过程中，还可以根据触控笔尖100与触控显示装置300的接触面积实现书写笔迹粗细调节。具体的，在书写力度恒定的情况下，触控笔尖100的硬度越小，触控笔尖的形变量越大，使得触控笔尖100与触控显示装置300的接触面积增加，进而触控笔尖100书写笔迹越粗。触控笔尖100硬度越大，在书写力度恒定的情况下，触控笔尖100的形变量越小，触控笔尖100与触控显示装置300的接触面积越小，进而触控笔尖100书写笔迹越细。

本发明实施例公开的书写装置还能够模拟不同硬度笔尖的书写手感。例如，在需要模拟毛笔书写的情况下，可以减小经过电磁线圈500的电流，电磁线圈500产生的磁场的强度降低，使磁致变材料填充120的阻尼减小，进而使触控笔尖100整体硬度变小，进而可以达到模拟毛笔书写所需硬度。又例如，在需要模拟硬笔书写的情况下，可以增加经过电磁线圈500产生的电流，电磁线圈500产生的磁场的强度增加，使磁致变材料填充120的阻尼增加，进而使触控笔尖100的整体硬度增加，进而可以达到迷你硬笔书写所需硬度。另外，本申请通过磁致变材料填充120填充至第一腔体内，进而在没有磁场的作用下，触控笔尖100各处阻尼值均匀。进而可以通过调节经过电磁线圈500电流连续性变化来实现触控笔尖100硬度连续性变化，使得触控笔尖100硬度调节更为精细，能适应于更多的对笔尖书写硬度的需求。并且，由于第一腔体内填充物阻尼值均匀，或者是在磁场作用下硬度均匀变化，进而触控笔尖100在发生形变的过程中更为平顺。

参照图9，上述方案中，还可以通过向电磁线圈500内施加交变电压，进而使得电磁线圈500产生的磁场能够作用于第一腔体内的磁致变材料填充120，使得磁致变材料填充120产生震动效果，从而带动触控笔尖100震动，进一步丰富书写装置的应用场景，比如在游戏场景中，可以通过触控笔尖100震动给用户以震动反馈效果，提高用户体验。

书写装置还可以包括笔杆400，笔杆400与触控笔尖100远离书写端的一端连接。笔杆400作为基础构件，便于用户握持。具体的，笔杆400可以为伸缩结构，已通过笔杆400伸长或缩短调节笔杆400长度，便于用户携带和存放。进一步，电磁线圈500可以设置于笔杆400与触控笔尖100连接的一端。

参照图4和图7，电磁线圈500可以设置于远离柔性外壳110远离书写端的一端，以保证触控笔尖100远离书写端的一端的硬度大于书写端的硬度。根据电磁线圈500产生磁场的分布，距离电磁线圈500越远，磁场的强度越弱。电磁线圈500设置于柔性外壳110远离书写端的一端，使得触控笔尖100的硬度由远离书写端的一端向书写端组件降低，进而改善触控笔尖100书写时带给用户的手感，提高产品书写舒适度。

一种可选的实施例中，电磁线圈500的数量为多个，多个电磁线圈500设置于柔性外壳110，且多个电磁线圈500设置于柔性外壳110的不同位置，以通过多个电磁线圈500分别调节触控笔尖100不同位置的硬度。具体的，电磁线圈500可以套设于柔性外壳110上，并通过调节经过各电磁线圈500的电流大小调节触控笔尖100不同段的硬度。当然，还可以沿触控笔尖100周向分布于触控笔尖100的不同方向，并通过调节经过各电磁线圈500的电流大小调节触控笔尖100不同侧的硬度。

参照图7，电磁线圈500的数量为多个，多个电磁线圈500呈阵列分布于柔性外壳110的一端上。具体的，可以根据触控笔尖100不同区域的硬度需要，调节各区域对应的电磁线圈500的电流大小，进而有针对性地调节触控笔尖100不同区域的硬度，使得触控笔尖100不同区域的硬度值存在差异，进而模拟不同的笔尖效果。

参照图1，触控笔尖100还可以包括驱动电路，驱动电路与电磁线圈500相连，且驱动电路调节各电磁线圈500产生磁场的强度。具体的，通过驱动电路控制经过各电磁线圈500的电流大小实现各电磁线圈500产生磁场的强度的调节。调节电路中电流大小的方法有很多，例如可以通过控制器控制各电路电流的大小，还可以通过可变电阻控制各电路的电流大小。本发明不限定驱动电路调节经过各电磁线圈500电流大小的具体方式。

参照图4至图8，书写装置还可以包括应变感测件200，应变感测件200设置于触控笔尖100，且应变感测件200可随触控笔尖100发生形变。触控笔尖100上设置应变感测件200，使得应变感测件200能够感测触控笔尖100的形变量，并根据触控笔尖100的形变量确定用户书写笔迹的粗细。该技术方案中，直接通过检测触控笔尖100的形变量实现触控笔尖书写笔迹的调节，能够提高触控笔尖100书写笔迹粗细调节的精细度和准确度。

一般情况下，在书写过程中，为了能够获得较粗的书写笔迹，需要增加书写力度。即平时采用书写笔书写时，书写用力越大，书写笔迹越粗，书写用力越小，书写笔迹越细。上述方案中，利用应变感测件200感测触控笔尖100的形变量，可以根据触控笔尖100的形变量确定书写力度，进而确定用户在书写时所期望的书写笔迹的粗细，实现用户书写笔迹粗细的调节。需要说明的是，由于该方案是根据书写时书写力度的大小实现书写笔迹粗细的调节，进而使得用户可以根据平时书写习惯，通过控制书写力度控制每一笔画中的不同位置的粗细。

另外，在模拟硬笔书写时，应变感测件200能够感测触控笔尖100当前形变状态，以为触控笔尖100的形态调整提供依据。当应变感测件200感测到触控笔尖100发生弯曲，可以通过增加经过电磁线圈500的电流调整触控笔尖100的形态。具体的，增加经过电磁线圈500的电流不仅能增加磁致变材料填充120的阻尼强度，还能增加磁致变材料填充120和柔性外壳110在沿磁场方向的挤压力，进而使得触控笔尖100恢复竖直状态。当然，还可以通过关闭电磁线圈500或减小经过电磁线圈500的电流，使得磁致变材料填充120的阻尼较小，进而能够在柔性外壳110回复形变的弹性作用力下恢复竖直状态。

参照图7，柔性外壳110为锥形，应变感测件200的沿柔性外壳110的母线方向设置于柔性外壳110。触控笔尖100在书写过程中主要受到压力和摩擦力，进而在压力和摩擦的共同作用下柔性外壳110主要体现为弯曲形变，进而在触控笔尖100的发生弯曲部位的内侧和外侧产生的弯曲应力较大，即触控笔尖100的发生弯曲部位的内侧和外侧的形变量较大。因此，应变感测件200沿母线方向设置，能够提高应变感测件200的灵敏度。

参照图4至图7，应变感测件200的数量为至少两个，且所述至少两个应变感测件200沿柔性外壳110周向方向均匀分布，使得应变感测件200能够感测触控笔尖100在多个方向上发生的形变，进而能提高触控笔尖100的灵敏度。

书写装置用于在触控显示装置上书写，在书写装置在触控显示装置上书写的情况下，触控显示装置300接收应变感测件200感测信息，且触控显示装置300根据感测信息与触控笔尖100书写笔迹粗细的预设关系确定触控笔尖100书写笔迹的粗细。在进行触控操作时，为用户提供操作信息交换界面。具体的，可以通过触控显示装置300展示触控笔尖100书写笔迹，进而模拟真实书写场景。触控显示装置300可以是手机、电脑、电子手表、电视、阅读器等带有显示屏的设备。本申请不限定触控显示装置300的具体种类。触控显示装置300与应变感测件200之间信息传输的方式有很多，例如：触控显示装置300与应变感测件200可以通过导线、WIFI、蓝牙等进行信息传输，为此本申请不限定触控显示装置300与应变感测件200的具体连接方式。

应变感测件200可以为压电材料制成，并通过应变感测件200两端的电压变化确定应变感测件200的形变量，进而确定触控笔尖100的形变量，实现触控笔尖100形态监测。

进一步，书写装置还可以包括充电电路和蓄电单元，充电电路与蓄电单元相连，且充电电路与应变感测件200相连，以通过充电电路将应变感测件200产生的电能储存在蓄电单元中，进而提高书写装置续航时间。具体的，充电电路与蓄电单元可以设置与笔杆400内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种书写装置，其特征在于，包括触控笔尖和电磁线圈，所述触控笔尖包括柔性外壳和磁致变材料填充，

所述柔性外壳内设有第一腔体，

所述磁致变材料填充设置于所述第一腔体内，且所述磁致变材料填充支撑所述柔性外壳；

所述电磁线圈设置于所述柔性外壳的一端，在所述电磁线圈处于通电的情况下，所述磁致变材料填充至少部分位于所述电磁线圈产生的磁场内，且所述磁致变性材料填充的硬度可被调节。

2.根据权利要求1所述的书写装置，其特征在于，所述电磁线圈设置于所述柔性外壳的远离书写端的一端。

3.根据权利要求1所述的书写装置，其特征在于，所述电磁线圈的数量为多个，所述多个电磁线圈呈阵列分布于所述柔性外壳的一端上。

4.根据权利要求3所述的书写装置，其特征在于，还包括驱动电路，所述驱动电路与所述电磁线圈相连，且所述驱动电路调节各所述电磁线圈产生磁场的强度。

5.根据权利要求1所述的书写装置，其特征在于，还包括应变感测件，所述应变感测件设置于所述触控笔尖，且所述应变感测件可随所述触控笔尖发生形变。

6.根据权利要求5所述的书写装置，其特征在于，所述柔性外壳为锥形，所述应变感测件的沿所述柔性外壳的母线方向设置于所述柔性外壳。

7.根据权利要求6所述的书写装置，其特征在于，所述应变感测件的数量为至少两个，且所述至少两个应变感测件沿所述柔性外壳周向方向均匀分布。

8.根据权利要求5所述的书写装置，其特征在于，所述书写装置用于在触控显示装置上书写；

在所述书写装置在所述触控显示装置上书写的情况下，所述触控显示装置接收所述应变感测件感测信息，所述触控显示装置根据所述感测信息与所述触控笔尖书写笔迹粗细的预设关系确定所述触控笔尖书写笔迹的粗细并显示。

9.根据权利要求5所述的书写装置，其特征在于，所述应变感测件为压电材料制成。

10.根据权利要求9所述的书写装置，其特征在于，还包括充电电路和蓄电单元，

所述充电电路与所述蓄电单元相连，且所述充电电路与所述应变感测件相连。

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