CN216670690U - 智能笔及电子设备组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能笔及电子设备组件，智能笔包括笔壳、麦克、加速度传感器和控制器；所述麦克、所述加速度传感器和所述控制器分别安装于所述笔壳，所述麦克和所述控制器通信连接，所述加速度传感器和所述控制器通信连接；所述控制器用于根据所述麦克采集的语音信息和所述加速度传感器采集的振动信息唤醒所述智能笔。本实用新型提供的智能笔通过麦克采集语音信息，通过加速度传感器采集振动信息，只有在语音信息和振动信息均符合预设条件时控制器才唤醒智能笔，从而减少了误唤醒的几率，使唤醒机制更加精确，增强了智能笔的续航能力。

Description

智能笔及电子设备组件

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种智能笔及电子设备组件。

背景技术

随着科技的发展，在教学、演讲、会议等场合，经常使用智能笔来控制电子屏幕的显示信息。由于在使用过程中经常会出现两次使用智能笔之间间隔时间较长的情况，因此，智能笔通常具备待机模式和待机唤醒功能。

现有的智能笔的待机唤醒通常是通过按动按键手动唤醒，或智能笔在检测到有声音时被唤醒。手动唤醒的缺陷在于操作繁琐，声音唤醒的缺陷在于容易因为外界杂音而造成误判。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能笔及电子设备组件，用以解决现有技术中智能笔的待机唤醒机制不够准确的缺陷。

本实用新型提供一种智能笔，包括：笔壳、麦克、加速度传感器和控制器；所述麦克、所述加速度传感器和所述控制器分别安装于所述笔壳，所述麦克和所述控制器通信连接，所述加速度传感器和所述控制器通信连接；所述控制器用于根据所述麦克采集的语音信息和所述加速度传感器采集的振动信息唤醒所述智能笔。

根据本实用新型提供的智能笔，所述控制器包括处理单元及唤醒控制单元，所述处理单元与所述唤醒控制单元通信连接，所述处理单元用于根据所述语音信息分析得到声纹参数并根据所述振动信息分析得到所述智能笔的振幅参数和频率参数，所述唤醒控制单元用于在所述声纹参数与预设声纹匹配且所述振幅参数和所述频率参数均处于预设范围内时唤醒所述智能笔。

根据本实用新型提供的智能笔，还包括第一按键，所述第一按键安装于所述笔壳，所述第一按键与所述控制器通信连接；所述第一按键用于切换录音模式和扩音模式。

根据本实用新型提供的智能笔，所述加速度传感器包括线加速度传感器和陀螺仪。

根据本实用新型提供的智能笔，还包括第二按键，所述第二按键安装于所述笔壳，所述第二按键与所述控制器通信连接；所述第二按键用于开启鼠标模式，在所述鼠标模式下，所述控制器用于根据所述振动信息确定所述智能笔的空间运动轨迹并根据所述空间运动轨迹控制与所述智能笔相连的显示装置的光标显示。

根据本实用新型提供的智能笔，还包括笔头和压力传感模块，所述笔头安装于所述笔壳，所述压力传感模块安装于所述笔头，所述压力传感模块与所述控制器通信连接；在所述智能笔处于书写模式的情况下，所述控制器用于根据所述压力传感模块检测得到的压力参数控制笔触粗细。

根据本实用新型提供的智能笔，还包括第三按键，所述第三按键安装于所述笔壳，所述第三按键与所述控制器通信连接，所述第三按键用于控制与所述智能笔相连的显示装置的显示内容翻页。

根据本实用新型提供的智能笔，还包括指示灯，所述指示灯安装于所述笔壳，所述指示灯与所述控制器通信连接。

本实用新型还提供一种电子设备组件，包括显示装置和上述任一项所述的智能笔，所述智能笔和所述显示装置通信连接。

根据本实用信息提供的电子设备组件，所述显示装置安装有第一无线充电模块，所述智能笔安装有第二无线充电模块，所述第一无线充电模块用于为所述第二无线充电模块充电。

本实用新型提供的智能笔及电子设备组件，通过麦克采集语音信息，通过加速度传感器采集振动信息，只有在语音信息和振动信息均符合预设条件时控制器才唤醒智能笔，从而减少了误唤醒的几率，使唤醒机制更加精确，增强了智能笔的续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的智能笔的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的智能笔的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的智能笔的结构分解示意图。

附图标记：

1：笔壳； 11：电路板支架； 12：笔帽；

13：笔头支架； 14：笔头； 15：导光柱；

16：透光孔； 17：定位磁铁； 18：充电接口；

2：麦克； 3：电路板； 4：压力传感模块；

51：第一按键； 52：第三按键； 53：第二按键；

54：第四按键； 6：无线充电模块； 7：射频天线

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-图3描述本实用新型提供的智能笔。

本实用新型提供一种智能笔，包括笔壳1、麦克2、加速度传感器和控制器。麦克2、加速度传感器和控制器分别安装于笔壳1，麦克2和控制器通信连接，加速度传感器和控制器通信连接。控制器用于根据麦克2采集的语音信息和加速度传感器采集的振动信息唤醒智能笔。

比如，在一个实施例中，如图1和图2所示，笔壳1顶端安装有笔帽12，麦克2安装于笔帽12内，笔帽12设有拾音孔。麦克2通过拾音孔采集外界的语音信息。

控制器可以是安装在电路板3上的控制芯片。比如，在一个实施例中，如图3所示，智能笔包括笔壳1、电路板支架11和电路板3，电路板支架11安装于筒状的笔壳1内，电路板3固定于电路板支架 11上，控制器安装于电路板3。加速度传感器安装于电路板3，通过电路板3与控制器通信连接。

值得说明的是，本实用新型实施例提供的智能笔可以与电子屏、平板电脑等显示装置配套使用，比如显示装置为一种教学用的电子屏，智能笔用于控制课件翻页或在电子屏上进行书写。在智能笔的使用过程中，麦克2和加速度传感器持续采集声音信息和振动信息。

如果麦克2在指示时间T1内未采集到语音信息且加速度传感器在指示时间T1内未采集到振动信息，则智能笔进入待机状态。指示时间T1可以为0.001s-1s，比如T1为1s、0.5s或0.001s。

在待机状态下，智能笔各项功能不响应，无法用于控制显示装置或和显示装置发生交互。若待机状态下麦克2和加速度传感器分别检测到语音信息和振动信息，则控制器对语音信息和振动信息进行分析，在声音信息和振动信息均符合预设要求时唤醒智能笔，从而智能笔可以被正常使用。若待机状态下仅有麦克2采集到声音信息或仅有加速度传感器采集到振动信息，则智能笔维持待机状态，各项功能仍不响应。

本实用新型实施例提供的智能笔，通过麦克2采集语音信息，通过加速度传感器采集振动信息，只有在语音信息和振动信息均符合预设条件时控制器才唤醒智能笔，从而减少了误唤醒的几率，使唤醒机制更加精确，增强了智能笔的续航能力。

在上述实施例的基础上，具体的，控制器包括处理单元及唤醒控制单元，处理单元与唤醒控制单元通信连接，处理单元用于根据语音信息分析得到声纹参数并根据振动信息分析得到智能笔的振幅参数和频率参数。唤醒控制单元用于在声纹参数与预设声纹匹配且振幅参数和频率参数均处于预设范围内时唤醒智能笔。

可以理解，处理单元包括声纹识别芯片，声纹识别芯片获取麦克 2所检测到的语音信息并对语音信息的音色、频率等进行分析，从而获得声纹参数。并且，控制器内存储有声纹库，声纹库内存储有预设声纹，预设声纹由使用者提前通过麦克2录入语音信息，并由声纹识别芯片对提前录入的语音信息进行分析而形成。从而，当麦克2所采集的语音信息是来自智能笔的使用者时，声纹参数与预设声纹匹配，唤醒智能笔的条件之一被满足；当麦克2所采集的语音信息是来自他人时，声纹参数与预设声纹不匹配，智能笔不会被唤醒。

可选的，声纹库内可以存储有多个不同的预设声纹，比如预设声纹个数为三个、四个或四个以上，从而智能笔可以被多位使用者唤醒。

同时，处理单元还获取加速度传感器所检测的振动信息，振动信息具体包括智能笔在空间方向上的加速度信息和加速度持续时间。处理单元根据加速度信息和加速度持续时间计算得到智能笔在空间方向上的位移，即智能笔的振幅参数；根据加速度信息的方向改变的间隔时间计算得到振动频率，即智能笔的频率参数。在振幅参数和频率参数均处于预设范围内时，唤醒智能笔的条件之一被满足。

唤醒控制单元获取处理单元分析得到的声纹参数、振幅参数和频率参数，在声纹参数与预设声纹匹配，振幅参数处于预设振幅范围内，且频率参数处于预设频率范围内时唤醒智能笔。

比如，在一个实施例中，预设振幅范围为5mm-10mm，预设频率范围为3Hz-6Hz。当声纹参数与预设声纹匹配，振幅参数在5mm 以上10mm以下，频率参数在3Hz以上6Hz以下时，唤醒控制单元唤醒智能笔。

值得说明的是，上述指示时间T1内未采集到振动信息，具体可以是指示时间T1内振幅参数为0，也可以是指示时间T1内振幅参数小于第一预设振幅值，第一预设振幅值可以为2mm、3mm、5mm等数值。

本实用新型实施例提供的智能笔，通过对语音信息进行声纹分析得到声纹参数，和通过对振动信息分析计算得到振幅参数和频率参数，在声纹参数与预设声纹匹配且振幅参数和频率参数均处于预设范围之内时才唤醒智能笔，有效避免误唤醒。比如，当智能笔用于教学场景时，对智能笔提前录入教师的声纹，可以防止智能笔被学生的声音唤醒而扰乱教学秩序。又比如，在教学、会议等场合，当智能笔处于待机状态且被静止放置时，使用者可以保持说话状态而不会使智能笔被误唤醒。又比如，当智能笔摔落时，由于摔落动作为单向运动，频率参数远小于预设范围，也不会导致智能笔被误唤醒。

并且，由于本实用新型实施例提高的智能笔是对语音信息进行声纹判断而非语音内容判断，使用者在唤醒智能笔时，只需在说话的同时轻微晃动智能笔即可，而不需要额外说出唤醒口令，可以避免打断使用者的教学、演讲、会议等过程。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，智能笔还包括第一按键51，第一按键51安装于笔壳1，第一按键51 与控制器通信连接。第一按键51作为智能笔的语音键，用于切换录音模式和扩音模式。

可以理解，麦克2和控制器可以用于执行录音功能或扩音功能。在智能笔被唤醒后，用户通过按动第一按键51开启智能笔的录音模式或扩音模式。在录音模式下，麦克2持续采集使用者的语音信息，控制器将语音信息存储在存储单元，或将语音信息发送至与智能笔通信连接的电子设备，或将语音信息上传至云端。在扩音模式下，智能笔还与外部扩音设备通信连接，麦克2持续采集使用者的语音信息，控制器将语音信息发送至外部扩音设备，从而使用者不需要随身携带扩音设备。或者智能笔内还安装有信号放大电路和扬声器，从而智能笔本身作为扩音设备。

可以理解，在智能笔处于待机状态时，按动第一按键51，麦克2 不响应。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，加速度传感器包括线加速度传感器和陀螺仪，可以用于检测智能笔在空间多个方向上的直线加速度和角加速度，从而控制器可以计算得到多方向的振幅参数和更精确的频率参数，以及计算得到智能笔的空间运动轨迹。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，还包括第二按键53，第二按键53安装于笔壳1，第二按键53与控制器通信连接。第二按键53作为智能笔的飞鼠键，在智能笔与显示装置通信连接时，第二按键53用于开启鼠标模式，在所述鼠标模式下，控制器用于根据振动信息确定空间运动轨迹并根据空间运动轨迹控制与智能笔相连的显示装置的光标显示。

在智能笔与显示装置通信连接且被唤醒后，用户可以通过按动第二按键53开启鼠标模式。在鼠标模式下，控制器获取线加速度传感器和陀螺仪检测得到的振动信息并分析得到智能笔的空间运动轨迹，并根据空间运动轨迹控制显示装置的光标显示位置，从而智能笔可以作为显示装置的无线鼠标，使用者通过在空间中移动智能笔来控制显示装置的光标位置。具体的，在一个实施例中，智能笔在第二按键 53保持在被按压状态时进入鼠标模式，用户在长按第二按键53的过程中移动智能笔至显示装置上的光标达到目标位置后，松开第二按键 53，智能笔退出鼠标模式，用户再次按压一次第二按键53，以执行光标点击动作。

可以理解，当智能笔处于待机模式时，按动第二按键53，智能笔不响应。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，还包括笔头14和压力传感模块4，笔头14安装于笔壳1，压力传感模块4安装于笔头14，压力传感模块4与控制器通信连接。在智能笔处于书写模式的情况下，控制器用于根据压力传感模块4检测得到的压力参数控制笔触粗细。

如图3所示，智能笔包括笔头支架13、笔头14和压力传感模块 4。笔头支架13安装于笔壳1的一端，并与电路板3螺钉连接。笔头 14安装于笔头支架13，笔头14可以为聚碳酸酯材质。压力传感模块 4安装于笔头支架13并与笔头14固定连接，从而获取智能笔用于书写时笔头14的压力。

在智能笔与显示装置通信连接的状态下，智能笔可以用于在显示装置的屏幕上书写，书写模式下压力传感模块4检测到的压力参数可以体现使用者书写力道的变化，控制器获取压力传感模块4的压力参数，并根据压力参数控制智能笔在显示装置上所写出的笔触粗细，从而智能笔可以写出笔画粗细的变化和笔锋，其书写体验更贴近普通纸笔。

可以理解，在智能笔处于待机状态时，使用智能笔在显示装置上书写，智能笔不响应，显示装置不会显示笔画。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，还包括第三按键52，第三按键52安装于笔壳1，第三按键52与控制器通信连接。

可以理解，如图1和图2所示，第三按键52包括上键和下键，第三按键52作为智能笔的选择键，通过按压上键或下键可以实现对智能笔的控制或对显示装置的控制。比如，在扩音模式下，可以通过按压上键调大扩音音量和通过按压下键调小扩音音量；在智能笔与显示装置连接时，可以通过按压上键控制显示内容往回翻页，通过按压下键控制显示内容往后翻页，或通过按压上键和下键控制显示光标左右移动等。

可以理解，在智能笔处于待机状态时，按压第三按键52，智能笔不响应。

在上述实施例的基础上，可选的，在本实用新型的一些实施例中，还包括第四按键54，第四按键54安装于笔壳1并与控制器通信连接。第四按键54作为智能笔的颜色键，用于切换智能笔在显示装置上书写时的笔迹颜色。比如，按动一次第四按键54，智能笔笔迹颜色切换为红色，再按动一次第四按键54，智能笔笔迹颜色切换为蓝色。通过多次按动第四按键54，可以根据预先设定依次切换智能笔的笔迹颜色。

在上述实施例的基础上，可选的，还包括指示灯，指示灯安装于笔壳1，指示灯与控制器通信连接。

比如，在一个实施例中，如图1所示，笔壳1上设有透光孔16。如图3所示，智能笔包括导光柱15。导光柱15安装于笔壳1内并与透光孔16相对，电路板3上安装有指示灯，导光柱15将指示灯的光线沿直线路径导出至透光孔16。

指示灯可以用于指示智能笔的工作状态，比如指示灯用于指示麦克2的工作状态。在待机状态下，无论麦克2是否采集语音信息，指示灯均熄灭。在智能笔被唤醒后，指示灯在麦克2采集语音信息时亮起。

下面以一个具体的实施例进一步说明本实用新型所提供的智能笔。如图1和图3所示，智能笔包括笔壳1、电路板支架11、笔帽 12、笔头支架13、笔头14、导光柱15、麦克2、电路板3、压力传感模块4、第一按键51、第三按键52、第二按键53、第四按键54、开关键55、无线充电模块6和射频天线7。

笔壳1为筒状，电路板支架11安装于笔壳1内，笔壳1一端安装有笔帽12，另一端安装有笔头支架13，笔帽12和笔头支架13对电路板支架11形成轴向限位，麦克2安装于笔帽12内。电路板3安装于电路板支架11，电路板3上安装有控制器、指示灯、线加速度传感器、陀螺仪和电池等部件。笔头14安装于笔头支架13，压力传感模块4安装于笔头14和笔头支架13上，压力传感模块4与控制器通信连接。笔壳1上设有透光孔16，导光柱15安装于笔壳1内，其一端与透光孔16相对，一端与电路板3上的指示灯相对。笔壳1上开设有多个按键孔，按键孔分别用于安装第一按键51、第三按键52、第二按键53、第四按键54和开关键55，各按键分别与控制器通信连接。电路板3上还安装有射频天线7，射频天线7与控制器通信连接，射频天线7用于发射和接受信号以与显示装置通信连接。电路板3上还安装有无线充电模块6，无线充电模块6用于与无线充电装置适配以为智能笔充电。智能笔还包括定位磁铁17，定位磁铁17安装于电路板支架11，在通过无线充电装置为智能笔充电时，定位磁铁17用于固定智能笔和无线充电装置的相对位置。笔壳1上还设有充电接口18，充电接口18与电路板3电连接，用于通过充电线对智能笔进行充电。

在智能笔的使用过程中，通过开关键55开启或关闭智能笔。在关机状态下，智能笔整体不工作。在开机状态下，麦克2和加速度传感器分别用于采集语音信息和振动信息，控制器对语音信息分析得到声纹参数，对振动信息分析得到振幅参数和频率参数。若在指示时间 T1内，麦克2未采集到语音信息，且振幅参数小于第一预设振幅，则控制器控制智能笔进入待机状态。

在待机状态下，各按键不响应，指示灯熄灭，智能笔也不能用于在显示装置上书写。同时，麦克2和加速度传感器持续采集语音信息和振动信息，在根据语音信息分析得到的声纹信息与预设声纹匹配，且根据振动信息得到的振幅信息处于预设振幅范围内，且根据振动信息得到的频率信息处于预设频率范围内时，控制器唤醒智能笔，智能笔结束待机状态而重新进入工作状态。

在工作状态下，通过按动第一按键51可以使智能笔切换录音模式或扩音模式，使麦克2和控制器执行录音功能或扩音功能。通过长按第二按键53可以使智能笔进入鼠标模式，控制器根据加速度传感器的振动信息分析得到空间运动轨迹，根据空间运动轨迹控制显示装置的光标显示位置，通过一次按动第二按键53执行点击光标的动作。通过按动第四按键54，可以选择智能笔在书写模式下的笔迹颜色。通过按动第三按键52，可以执行音量调节、显示装置的显示内容翻页等功能。智能笔还可以用于在显示装置上书写，控制器可以根据压力传感模块4所检测的压力参数控制笔触粗细。

本实用新型还提供一种电子设备组件，包括显示装置和上述任一实施例所提供的智能笔，智能笔和显示装置通信连接。

其中，显示装置可以是电子屏或平板电脑等电子设备。比如，显示装置是一种用于教学或演讲的电子屏。智能笔与显示装置通信连接，可以控制显示装置的显示内容或在显示装置上书写。

可选的，智能笔内安装有无线充电模块6，无线充电模块6为第二无线充电模块，显示装置安装有第一无线充电模块，第一无线充电模块用于为第二无线充电模块充电。从而，显示装置还可以作为智能笔的无线充电装置。可选的，电子设备组件还包括无线充电器，无线充电器内也安装有第一无线充电模块，无线充电器也可以用于为智能笔充电。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能笔，其特征在于，包括：笔壳、麦克、加速度传感器和控制器；

所述麦克、所述加速度传感器和所述控制器分别安装于所述笔壳，所述麦克和所述控制器通信连接，所述加速度传感器和所述控制器通信连接；

所述控制器用于根据所述麦克采集的语音信息和所述加速度传感器采集的振动信息唤醒所述智能笔。

2.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述控制器包括处理单元及唤醒控制单元，所述处理单元与所述唤醒控制单元通信连接，所述处理单元用于根据所述语音信息分析得到声纹参数并根据所述振动信息分析得到所述智能笔的振幅参数和频率参数，所述唤醒控制单元用于在所述声纹参数与预设声纹匹配且所述振幅参数和所述频率参数均处于预设范围内时唤醒所述智能笔。

3.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括第一按键，所述第一按键安装于所述笔壳，所述第一按键与所述控制器通信连接；

所述第一按键用于切换录音模式和扩音模式。

4.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述加速度传感器包括线加速度传感器和陀螺仪。

5.根据权利要求4所述的智能笔，其特征在于，还包括第二按键，所述第二按键安装于所述笔壳，所述第二按键与所述控制器通信连接；

所述第二按键用于开启鼠标模式，在所述鼠标模式下，所述控制器用于根据所述振动信息确定所述智能笔的空间运动轨迹并根据所述空间运动轨迹控制与所述智能笔相连的显示装置的光标显示。

6.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括笔头和压力传感模块，所述笔头安装于所述笔壳，所述压力传感模块安装于所述笔头，所述压力传感模块与所述控制器通信连接；

在所述智能笔处于书写模式的情况下，所述控制器用于根据所述压力传感模块检测得到的压力参数控制笔触粗细。

7.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括第三按键，所述第三按键安装于所述笔壳，所述第三按键与所述控制器通信连接，所述第三按键用于控制与所述智能笔相连的显示装置的显示内容翻页。

8.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，还包括指示灯，所述指示灯安装于所述笔壳，所述指示灯与所述控制器通信连接。

9.一种电子设备组件，其特征在于，包括显示装置和权利要求1-8任一项所述的智能笔，所述智能笔和所述显示装置通信连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备组件，其特征在于，所述显示装置安装有第一无线充电模块，所述智能笔安装有第二无线充电模块，所述第一无线充电模块用于为所述第二无线充电模块充电。

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