技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及一種計算機
外圍設(shè)備，具體是一種寫輸入裝置。
背景技術(shù)
[0002] 目前的便攜式
電子設(shè)備中，手寫裝置已經(jīng)成為常見的配備。目前的手寫裝置都有一個共同的
缺陷，就是手寫裝置均為單向的輸入設(shè)備，不能根據(jù)輸入的方式和內(nèi)容對用戶進(jìn)行反饋，所以用戶體驗不夠好。因此，有必要提出一種改進(jìn)的手寫輸入裝置，讓用戶體驗更接近于真實的手寫輸入。
發(fā)明內(nèi)容
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種讓用戶體驗更接近于真實的手寫輸入的帶有聲音反饋的手寫輸入裝置。
[0004] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種帶有聲音反饋的手寫輸入裝置，包括手寫筆以及便攜式電子設(shè)備，所述手寫筆或便攜式電子設(shè)備內(nèi)部安裝有揚聲器，當(dāng)手寫筆在便攜式電子設(shè)備上進(jìn)行手寫時，所述的揚聲器發(fā)出聲音。
[0005] 更具體的，所述手寫筆內(nèi)部包括處理器、
存儲器、通信模
塊、揚聲器及
電池；
[0006] 所述便攜式電子設(shè)備包括觸摸檢測模塊、顯示模塊、通信模塊、處理器、存儲器；
[0007] 所述便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則便攜式電子設(shè)備的處理器通過通信模塊將進(jìn)入手寫狀態(tài)的信息發(fā)送至手寫筆的處理器，手寫筆的處理器收到信息后，讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，若檢測到手寫筆離開手寫狀態(tài)，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音。
[0008] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述手寫筆筆頭內(nèi)安裝有壓
力傳感器，所述
壓力傳感器通過
模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到手寫筆的處理器，所述便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則便攜式電子設(shè)備的處理器通過通信模塊將進(jìn)入手寫狀態(tài)的信息發(fā)送至手寫筆的處理器，手寫筆的處理器收到信息后，進(jìn)一步獲取壓力傳感器的壓力信息，并讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，并根據(jù)所檢測的壓力大小調(diào)節(jié)聲音反饋的音量，若檢測到手寫筆離開手寫狀態(tài)，即手寫筆離開觸摸檢測模塊或者
接觸位置不發(fā)生位移時，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音，工作流程結(jié)束。
[0009] 作為更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述手寫筆筆頭內(nèi)還安裝有傾
角傳感器、地
磁傳感器，各傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到手寫筆的處理器；
[0010] 所述便攜式電子設(shè)備還包括傾角傳感器和地磁傳感器，各傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到便攜式電子設(shè)備的處理器。
[0011] 該帶有聲音反饋的手寫輸入裝置的工作流程包括以下步驟：
[0012] 步驟1：開始；
[0013] 步驟2：便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則進(jìn)入步驟3，否則，返回步驟1；
[0014] 步驟3：當(dāng)確定手寫筆進(jìn)入手寫狀態(tài)后，便攜式電子設(shè)備通過其上的傾角傳感器獲得便攜式電子設(shè)備的重力傾角信息，通過地磁傳感器獲得便攜式電子設(shè)備的的方位角信息并發(fā)送至其上的處理器；
[0015] 步驟4：便攜式電子設(shè)備自身的重力傾角信息和方位角信息通過通信模塊發(fā)送至手寫筆的處理器；
[0016] 步驟5：手寫筆通過其上的傾角傳感器獲得手寫筆的重力傾角信息，通過地磁傳感器獲得手寫筆的方位角信息并發(fā)送至其上的處理器；
[0017] 步驟6：手寫筆的處理器收到信息后，將該信息結(jié)合獲得的便攜式電子設(shè)備的重力傾角信息和方位角信息，計算出手寫筆與便攜式電子設(shè)備手寫平面之間的空間
姿態(tài)信息；
[0018] 步驟7：手寫筆通過其上的壓力傳感器獲取手寫筆與便攜式電子設(shè)備手寫平面之間的壓力信息；
[0019] 步驟8：手寫筆上的處理器按照所得到的壓力和空間姿態(tài)信息來讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，其中，空間姿態(tài)信息決定了模擬聲音的類別，壓力信息決定了模擬聲音的音量；
[0020] 步驟9：檢測手寫筆是否離開手寫狀態(tài)，若是，進(jìn)入步驟10，否則，返回步驟3；
[0021] 步驟10：當(dāng)手寫筆未離開手寫狀態(tài)時，一直重復(fù)上述壓力和空間姿態(tài)信息獲取和發(fā)出模擬聲音的過程，使模擬聲音隨壓力和夾角的大小一起變化，當(dāng)手寫筆離開手寫狀態(tài)時，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音；
[0022] 步驟11：結(jié)束。
[0023] 更具體的，所述空間姿態(tài)信息具體包括手寫筆與便攜式電子設(shè)備上手寫平面的夾角θ1；為了描述手寫筆的空間姿態(tài)，建立以地平面為參考的直角
坐標(biāo)系，具體以重力
加速度的反方向為G軸，正南方向為S軸，正東方向為E軸，手寫筆為一柱狀體，有一向量 ，沿手寫筆的對稱軸從筆頭指向筆尾方向，向量 與G軸的夾角即為重力傾角β1，通過傾角傳感器獲得，向量 在地平面的投影向量 與S軸的夾角即為方位角α1，通過地磁傳感器獲得，定義沿G軸的單位向量為 ，沿S軸的單位向量為，沿E軸的單位向量為 ，則單位向量 表示為：
[0024] ；
[0025] 為了描述便攜式電子設(shè)備的空間姿態(tài)，同樣建立以地平面為參考的直角坐標(biāo)系，具體以
重力加速度的反方向為G軸，正南方向為S軸，正東方向為E軸，便攜式電子設(shè)備為該直角坐標(biāo)系中的一個長方體，長方體其中一面的一部分為手寫平面，手寫平面對應(yīng)的另外一面為背面，以長方體背面的其中一個
頂點為起始點，指向手寫平面上相鄰頂點的單位向量是 ，單位向量 與G軸的夾角即為重力傾角β2，通過傾角傳感器獲得，單位向量 在地平面的投影向量 與S軸的夾角即為方位角α2，通過地磁傳感器獲得，定義沿G軸的單位向量為 ，沿S軸的單位向量為 ，沿E軸的單位向量為 ，則單位向量 表示為：
[0026]
[0027] 描述手寫筆姿態(tài)的單位向量 和描述便攜式電子設(shè)備的單位向量 均處于同一直角坐標(biāo)系，單位向量 和手寫平面之間的夾角θ1，其具體計算方法如下：
[0028]
[0029]
[0030] 優(yōu)化的，通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆進(jìn)入了手寫狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是手寫筆接觸觸摸檢測模塊同時接觸位置發(fā)生位移，離開手寫狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是手寫筆離開觸摸檢測模塊或者接觸位置不發(fā)生位移。
[0031] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0032] 1、在用戶進(jìn)行手寫輸入時，通過聲音反饋模擬了真實筆尖與紙面摩擦的聲音，有效提升了手寫輸入的用戶體驗。
[0033] 2.用戶在寫字時的力度和握筆角度的變化均可引起聲音反饋的變化，進(jìn)一步提升了聲音反饋的仿真度。
附圖說明
[0034] 圖1是本發(fā)明一種帶有聲音反饋的手寫輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 圖2是
實施例一中手寫筆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理
框圖。
[0036] 圖3是實施例一中便攜式電子設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0037] 圖4是實施例二中手寫筆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0038] 圖5是實施例二中便攜式電子設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0039] 圖6是實施例三中手寫筆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0040] 圖7是實施例三中便攜式電子設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0041] 圖8是實施例三的執(zhí)行過程
流程圖。
[0042] 圖9是手寫筆處于以地平面為參考的直角坐標(biāo)系。
[0043] 圖10是便攜式電子設(shè)備處于地平面為參考的直角坐標(biāo)系。
[0044] 圖11是單位向量 處于地平面為參考的直角坐標(biāo)系。
具體實施方式
[0045] 本發(fā)明提出一種帶有聲音反饋的手寫輸入裝置，如圖1所示，包括手寫筆10以及便攜式電子設(shè)備20。
[0046] 實施例一
[0047] 所述手寫筆10或便攜式電子設(shè)備20內(nèi)部安裝有揚聲器，當(dāng)手寫筆在便攜式電子設(shè)備上進(jìn)行手寫時，所述的揚聲器將發(fā)出聲音，該聲音模擬真實筆尖與紙面摩擦的聲音，可以提升用戶手寫的體驗。
[0048] 作為具體的實施方案，以手寫筆內(nèi)安裝有揚聲器為例。如圖2所示，所述手寫筆內(nèi)部包括處理器、存儲器、通信模塊、揚聲器及電池。
[0049] 存儲器：存儲數(shù)字音頻及
固件。
[0050] 通信模塊：處理器通過通信模塊與便攜式電子設(shè)備通信。
[0051] 音頻解碼模塊：將處理器發(fā)送過來的數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換為模擬音頻
信號并輸送給揚聲器。
[0052] 揚聲器：將經(jīng)過音頻解碼模塊解碼后的模擬
音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。
[0053] 處理器：接收便攜式電子設(shè)備發(fā)來的信息并控制揚聲器。
[0054] 電池：為各功能模塊供電。
[0055] 請參閱圖3所示，所述便攜式電子設(shè)備包括觸摸檢測模塊、顯示模塊、通信模塊、處理器、存儲器。
[0056] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將傳感器輸出的
模擬信號轉(zhuǎn)換為
數(shù)字信號并傳送給處理器。
[0057] 觸摸檢測模塊：用于檢測手寫筆是否處于手寫狀態(tài)。
[0058] 顯示模塊：用于顯示手寫輸入的內(nèi)容。
[0059] 存儲器：存儲
操作系統(tǒng)軟件。
[0060] 通信模塊：便攜式電子設(shè)備通過該模塊和手寫筆通信。
[0061] 處理器：通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否處于手寫狀態(tài)；通過通信模塊與手寫筆通信，發(fā)送獲得的信息；通過顯示模塊顯示手寫輸入的內(nèi)容。
[0062] 電池：為各功能模塊供電。
[0063] 該帶有聲音反饋的手寫輸入裝置的執(zhí)行過程如下：
[0064] 首先，便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，判斷標(biāo)準(zhǔn)即手寫筆接觸觸摸檢測模塊同時接觸位置發(fā)生位移，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則便攜式電子設(shè)備的處理器通過通信模塊將進(jìn)入手寫狀態(tài)的信息發(fā)送至手寫筆的處理器，手寫筆的處理器收到信息后，讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，若檢測到手寫筆離開手寫狀態(tài)，即手寫筆離開觸摸檢測模塊或者接觸位置不發(fā)生位移時，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音，工作流程結(jié)束。
[0065] 實施例二
[0066] 在上述實施例一的
基礎(chǔ)上，手寫筆筆頭內(nèi)安裝有壓力傳感器，用于檢測手寫輸入時手寫筆筆頭所受壓力大小，根據(jù)所檢測的壓力大小調(diào)節(jié)聲音反饋的音量，可提升聲音反饋的真實感。
[0067] 作為具體的實施方案，同樣以手寫筆內(nèi)安裝有揚聲器為例。如圖4所示，所述手寫筆內(nèi)部包括壓力傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、存儲器、通信模塊、揚聲器及電池。與實施例一的區(qū)別在于，多安裝了一個壓力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0068] 請參閱圖5所示，所述便攜式電子設(shè)備包括觸摸檢測模塊、顯示模塊、通信模塊、處理器、存儲器。與實施例一相同。
[0069] 該帶有聲音反饋的手寫輸入裝置的執(zhí)行過程如下：
[0070] 首先，便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，判斷標(biāo)準(zhǔn)即手寫筆接觸觸摸檢測模塊同時接觸位置發(fā)生位移，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則便攜式電子設(shè)備的處理器通過通信模塊將進(jìn)入手寫狀態(tài)的信息發(fā)送至手寫筆的處理器，手寫筆的處理器收到信息后，進(jìn)一步獲取壓力傳感器的壓力信息，并讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，并根據(jù)所檢測的壓力大小調(diào)節(jié)聲音反饋的音量，若檢測到手寫筆離開手寫狀態(tài)，即手寫筆離開觸摸檢測模塊或者接觸位置不發(fā)生位移時，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音，工作流程結(jié)束。
[0071] 實施例三
[0072] 在上述實施例一或者實施例二的基礎(chǔ)上，該手寫筆和便攜式電子設(shè)備中均安裝傳感器用于檢測其相對于地平面為參考系的空間姿態(tài)，且通過通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸后，計算出手寫筆與便攜式電子設(shè)備上手寫平面之間的空間姿態(tài)信息。隨著空間姿態(tài)信息的變化，改變聲音的類別，可進(jìn)一步提升聲音反饋的真實感。所述空間姿態(tài)信息包括重力傾角信息以及方位角信息。采用傾角傳感器獲取手寫筆的重力傾角信息，采用地磁傳感器來獲取方位角信息。
[0073] 以在實施例二的基礎(chǔ)上添加傾角傳感器和地磁傳感器進(jìn)行說明。如圖6所示，所述手寫筆內(nèi)部包括壓力傳感器、傾角傳感器、地磁傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、存儲器、通信模塊、揚聲器及電池。
[0074] 壓力傳感器用來輸出手寫筆與便攜式電子設(shè)備之間的壓力信息，傾角傳感器用來輸出手寫筆的重力傾角信息，地磁傳感器用來輸出手寫筆的方位角信息。
[0075] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將各傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳遞給處理器。
[0076] 請參閱圖7所示，所述便攜式電子設(shè)備包括傾角傳感器、地磁傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、觸摸檢測模塊、顯示模塊、通信模塊、處理器、存儲器。
[0077] 傾角傳感器用來輸出手寫筆的重力傾角信息，地磁傳感器用來輸出手寫筆的方位角信息。
[0078] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將各傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳送給處理器。
[0079] 請參閱圖8所示，該輸入裝置的工作流程包括以下步驟：
[0080] 步驟1：開始；
[0081] 步驟2：便攜式電子設(shè)備通過觸摸檢測模塊判斷手寫筆是否進(jìn)入了手寫狀態(tài)，判斷標(biāo)準(zhǔn)即手寫筆接觸觸摸檢測模塊同時接觸位置發(fā)生位移，如果進(jìn)入手寫狀態(tài)，則進(jìn)入步驟3，否則，返回步驟1；
[0082] 步驟3：當(dāng)確定手寫筆進(jìn)入手寫狀態(tài)后，便攜式電子設(shè)備通過其上的傾角傳感器獲得便攜式電子設(shè)備的重力傾角信息，通過地磁傳感器獲得便攜式電子設(shè)備的的方位角信息并發(fā)送至其上的處理器；
[0083] 步驟4：便攜式電子設(shè)備自身的重力傾角信息和方位角信息通過通信模塊發(fā)送至手寫筆的處理器；
[0084] 步驟5：手寫筆通過其上的傾角傳感器獲得手寫筆的重力傾角信息，通過地磁傳感器獲得手寫筆的方位角信息并發(fā)送至其上的處理器；
[0085] 步驟6：手寫筆的處理器收到信息后，將該信息結(jié)合獲得的便攜式電子設(shè)備的重力傾角信息和方位角信息，計算出手寫筆與便攜式電子設(shè)備手寫平面之間的空間姿態(tài)信息；
[0086] 步驟7：手寫筆通過其上的壓力傳感器獲取手寫筆與便攜式電子設(shè)備手寫平面之間的壓力信息；
[0087] 步驟8：手寫筆上的處理器按照所得到的壓力和空間姿態(tài)信息來讀取存儲在其存儲器中的音頻信息，并通過音頻解碼模塊和揚聲器發(fā)出模擬聲音，其中，空間姿態(tài)信息決定了模擬聲音的類別，壓力信息決定了模擬聲音的音量；
[0088] 步驟9：檢測手寫筆是否離開手寫狀態(tài)，若是，進(jìn)入步驟10，否則，返回步驟3；
[0089] 步驟10：當(dāng)手寫筆未離開手寫狀態(tài)時，一直重復(fù)上述壓力和空間姿態(tài)信息獲取和發(fā)出模擬聲音的過程，使模擬聲音隨壓力和夾角的大小一起變化，當(dāng)手寫筆離開手寫狀態(tài)時，即手寫筆離開觸摸檢測模塊或者接觸位置不發(fā)生位移時，便攜式電子設(shè)備通過通信模塊通知手寫筆停止發(fā)出模擬聲音；
[0090] 步驟11：結(jié)束。
[0091] 上述步驟6中，所述空間姿態(tài)信息具體包括手寫筆與便攜式電子設(shè)備上手寫平面的夾角θ1，如圖1中所示，
[0092] 為了描述手寫筆10的空間姿態(tài)，請參閱圖9所示，建立以地平面為參考的直角坐標(biāo)系，具體以重力加速度的反方向為G軸，正南方向為S軸，正東方向為E軸。此處假設(shè)手寫筆10為一柱狀體，有一向量 ，沿手寫筆10的對稱軸從筆頭指向筆尾方向，我們可通過向量 來描述手寫筆的空間姿態(tài)。向量 與G軸的夾角即為重力傾角β1，該信息可以通過傾角傳感器獲得。向量 在地平面的投影向量 與S軸的夾角即為方位角α1，該信息可以通過地磁傳感器獲得。假設(shè)沿G軸的單位向量為 ，沿S軸的單位向量為 ，沿E軸的單位向量為，則可以將單位向量 表示為：
[0093]
[0094] 為了描述便攜式電子設(shè)備20的空間姿態(tài)，同樣建立以地平面為參考的直角坐標(biāo)系，如圖10所示，具體以重力加速度的反方向為G軸，正南方向為S軸，正東方向為E軸。此處假設(shè)便攜式電子設(shè)備20為該直角坐標(biāo)系中的一個長方體，長方體其中一面的一部分為手寫平面22，手寫平面對應(yīng)的另外一面為背面24，以長方體背面24的其中一個頂點為起始點，指向手寫平面22的相鄰頂點的單位向量是 ，通過確定單位向量 可以唯一確定便攜式電子設(shè)備手寫平面的空間姿態(tài)。
[0095] 單位向量 與G軸的夾角即為重力傾角β2，該信息可以通過傾角傳感器獲得。單位向量 在地平面的投影向量 與S軸的夾角即為方位角，該信息可以通過地磁傳感器獲得。假設(shè)沿G軸的單位向量為 ，沿S軸的單位向量為，沿E軸的單位向量為 ，則單位向量可表示為：
[0096]
[0097] 由于描述手寫筆姿態(tài)的單位向量 和描述便攜式電子設(shè)備手寫平面空間姿態(tài)的單位向量 均處于同一直角坐標(biāo)系，由此我們通過計算單位向量 和單位向量 ，，的相互關(guān)系來確定手寫筆和便攜式電子設(shè)備手寫平面的相對空間關(guān)系。
[0098] 單位向量 和手寫平面之間的夾角θ1，其具體計算方法如下：
[0099]
[0100]
[0101] 上述各實施例是以揚聲器設(shè)置在手寫筆中為例進(jìn)行說明，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以很容易的得到揚聲器設(shè)置在便攜式電子設(shè)備中的方案。
[0102] 以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何
修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
