專利名稱：一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子手寫筆，具體涉及一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆及其輸入方法。
背景技術(shù)：
在筆式交互系統(tǒng)中，用戶通過(guò)使用筆式設(shè)備可自由地實(shí)現(xiàn)文字書寫、圖形繪制和命令操作等功能。隨著筆式交互技術(shù)的發(fā)展，筆式設(shè)備正逐漸被普及在個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板電腦和手機(jī)中。然而人們?cè)谑褂霉P與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互時(shí)，仍存在如下缺點(diǎn):(1)在傳統(tǒng)的筆式交互系統(tǒng)中，筆只支持筆尖的二維坐標(biāo)信息，并行輸入能力相對(duì)較弱；(2)使用筆式設(shè)備瀏覽網(wǎng)頁(yè)、文檔時(shí)，無(wú)法像使用鼠標(biāo)滾輪一樣進(jìn)行頁(yè)面的快速滾動(dòng)，只能通過(guò)筆拖動(dòng)滾動(dòng)條，才能實(shí)現(xiàn)翻頁(yè)。這樣的操作相對(duì)麻煩、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
發(fā)明內(nèi)容實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型提出一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆及其使用方法，其目的是解決傳統(tǒng)的電子手寫筆并行輸入能力低的問(wèn)題。技術(shù)方案:本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆，包括筆殼，其特征在于:在筆殼上嵌有壓力傳感器組，在筆殼內(nèi)設(shè)置有主控模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、供電模塊和無(wú)線傳輸模塊，壓力傳感器組通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器連接至主控模塊，主控模塊連接至無(wú)線傳輸模塊，供電模塊連接主控模塊和無(wú)線傳輸模塊。壓力傳感器組包含三個(gè)壓力傳感器，三個(gè)壓力傳感器呈“一”字形沿筆殼的軸向方向排列在筆殼的前端手指握筆處。A/D轉(zhuǎn)換器也為三個(gè)，每個(gè)壓力傳感器各自通過(guò)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器連接至主控模塊。利用上述的一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆所實(shí)施的識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的輸入方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下:(I)用手指在多個(gè)壓力傳感器形成的壓力傳感器組上撓動(dòng)或敲擊，利用壓力傳感器采集壓力模擬信號(hào)，然后利用A/D轉(zhuǎn)換器將壓力傳感器采集到的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，利用主控模塊接收該數(shù)字信號(hào)，并記錄檢測(cè)到壓力值的傳感器個(gè)數(shù)N、每個(gè)傳感器檢測(cè)到壓力值的時(shí)刻Ti和每個(gè)傳感器檢測(cè)到壓力值的次數(shù)Ci ;其中，從筆尖至筆尾方向的三個(gè)傳感器分別記為第1、第2和第3個(gè)傳感器，對(duì)應(yīng)檢測(cè)到壓力值的時(shí)刻分別為TpTyT3,檢測(cè)到壓力值的次數(shù)分別為C1, C2, C3 ;完成撓筆動(dòng)作的時(shí)間間隔閾值為T ；(2)在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若N=3，主控模塊識(shí)別出用戶所做的動(dòng)作為撓筆；利用主控模塊根據(jù)Ti進(jìn)一步判斷用戶手指撓筆的方向:當(dāng)T1CT2CT3時(shí)，識(shí)別為向上撓筆；當(dāng)T1XT2XT3時(shí)，識(shí)別為向下?lián)瞎P；(3)在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若I ( N〈3，主控模塊識(shí)別出用戶所做的動(dòng)作為敲筆；主控模塊根據(jù)C1、N和Ti識(shí)別不同的敲筆動(dòng)作:當(dāng)#1，且Ci=I時(shí)，識(shí)別為對(duì)第i個(gè)傳感器的單擊敲筆動(dòng)作；當(dāng)#1，且(；=2時(shí)，則識(shí)別為對(duì)第i個(gè)傳感器的雙擊敲筆動(dòng)作；當(dāng)#2，且(；(I時(shí)，則識(shí)別為依次單擊了兩個(gè)不同的傳感器，再根據(jù)Ti的大小，判斷對(duì)這兩個(gè)傳感器敲擊的先后順序，進(jìn)而識(shí)別不同的組合敲筆動(dòng)作；(4)識(shí)別撓筆或敲筆動(dòng)作之后，由主控模塊將用戶手指的動(dòng)作解析成操作命令。通過(guò)手指撓動(dòng)和敲擊筆管上的壓力傳感器組，完成撓筆和敲筆動(dòng)作。在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若用戶手指依次撓過(guò)三個(gè)壓力傳感器，則實(shí)現(xiàn)撓筆動(dòng)作；撓筆的方式包括:向上撓筆和向下?lián)瞎P。在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，用戶手指敲擊一個(gè)或兩個(gè)壓力傳感器，則實(shí)現(xiàn)敲筆動(dòng)作；敲筆的方式包括:單次敲擊同一個(gè)壓力傳感器、雙次敲擊同一個(gè)壓力傳感器和先后單次敲擊兩個(gè)不同的壓力傳感器。優(yōu)點(diǎn)及效果:本實(shí)用新型提供一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆及其使用方法。該電子手寫筆不但具有傳統(tǒng)電子手寫筆的功能，能夠完成書寫、繪畫、點(diǎn)擊、滑動(dòng)和選取等操作，而且還實(shí)現(xiàn)了一種全新的操作方式:用戶可以通過(guò)手指的撓筆動(dòng)作和敲筆動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)命令操作。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)增加了筆的功能。本實(shí)用新型不但具有傳統(tǒng)電子手寫筆的功能，而且還可以識(shí)別撓筆和敲筆動(dòng)作。用戶在常規(guī)握筆姿勢(shì)下，通過(guò)手指撓動(dòng)和敲擊筆管上的壓力傳感器，可實(shí)現(xiàn)命令操作，如:在瀏覽網(wǎng)頁(yè)、文檔時(shí)，通過(guò)手指的撓筆動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的快速瀏覽和翻頁(yè)；在選取目標(biāo)時(shí)，通過(guò)手指的敲筆動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)復(fù)制、剪切和粘貼等操作。(2)提高了筆的并行輸入能力。在傳統(tǒng)手寫筆的筆尖二維軌跡輸入的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型通過(guò)撓筆和敲筆的輸入方式，提高了筆的并行輸入能力，使得用戶在書寫繪畫的同時(shí)可以完成命令操作。(3)交互方式自然。本實(shí)用新型提出了撓筆和敲筆的操作方式，使得用戶在使用該筆的過(guò)程中，不用改變當(dāng)前的握筆姿勢(shì)，只需要通過(guò)一個(gè)手指的撓動(dòng)和敲擊，即可完成命令操作，使本實(shí)用新型符合人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)原則。另外，這種操作方式本身也稍具娛樂(lè)性，會(huì)增加用戶的操作體驗(yàn)和使用樂(lè)趣。


:圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型的撓筆動(dòng)作示意圖；圖5為本實(shí)用新型的敲筆動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明:本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)如圖1所示。在外觀上，本實(shí)用新型的主要特征為筆的前端有三個(gè)凸起的圓形區(qū)域，其內(nèi)部為嵌入的壓力傳感器組。本實(shí)用新型所描述電子手寫筆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。在筆殼6上嵌有壓力傳感器組1，在筆殼6內(nèi)設(shè)置有主控模塊3、A/D轉(zhuǎn)換器2、供電模塊4和無(wú)線傳輸模塊5。壓力傳感器組I由三個(gè)壓力傳感器構(gòu)成，三個(gè)壓力傳感器呈“一”字形沿筆殼6的軸向方向排列在筆殼6的前端手指握筆處。本實(shí)用新型所描述電子手寫筆的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。壓力傳感器組的三個(gè)壓力傳感器各自通過(guò)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器連接至主控模塊，主控模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至無(wú)線傳輸模塊；供電模塊連接主控模塊和無(wú)線傳輸模塊。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將壓力傳感器組采集到的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，主控模塊接收該數(shù)字信號(hào)；主控模塊識(shí)別撓筆和敲筆動(dòng)作，并將用戶手指的動(dòng)作解析成操作命令；供電模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)電路供電。本實(shí)用新型的實(shí)施方法如下:(I)用手指在多個(gè)壓力傳感器形成的壓力傳感器組上撓動(dòng)或敲擊，利用壓力傳感器采集壓力模擬信號(hào)，然后利用A/D轉(zhuǎn)換器將壓力傳感器組采集到的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，主控模塊接收該數(shù)字信號(hào)，并記錄檢測(cè)到壓力值的傳感器個(gè)數(shù)N、每個(gè)傳感器檢測(cè)到壓力值的時(shí)刻Ti和每個(gè)傳感器檢測(cè)到壓力值的次數(shù)Ci ;其中，從筆尖至筆尾方向的三個(gè)傳感器分別記為第1、第2和第3個(gè)傳感器，對(duì)應(yīng)檢測(cè)到壓力值的時(shí)刻分別為T1,T2，T3，檢測(cè)到壓力值的次數(shù)分別為C1, C2, C3 ;完成撓筆動(dòng)作的時(shí)間間隔閾值為T ；(2)在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若N=3，主控模塊識(shí)別出用戶所做的動(dòng)作為撓筆；主控模塊根據(jù)Ti進(jìn)一步判斷用戶手指撓筆的方向:當(dāng)T1CT2CT3時(shí)，識(shí)別為向上撓筆；當(dāng)T1XT2XT3時(shí)，識(shí)別為向下?lián)瞎P；(3)在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若I ( N〈3，主控模塊識(shí)別出用戶所做的動(dòng)作為敲筆；主控模塊根據(jù)Cp N和Ti識(shí)別不同的敲筆動(dòng)作:當(dāng)#1，且Ci=I時(shí)，識(shí)別為對(duì)第i個(gè)傳感器的單擊敲筆動(dòng)作；當(dāng)#1，且(；=2時(shí)，則識(shí)別為對(duì)第i個(gè)傳感器的雙擊敲筆動(dòng)作；當(dāng)#2，且(；(I時(shí)，則識(shí)別為依次單擊了兩個(gè)不同的傳感器，再根據(jù)Ti的大小，判斷對(duì)這兩個(gè)傳感器敲擊的先后順序，進(jìn)而識(shí)別不同的組合敲筆動(dòng)作；(4)識(shí)別撓筆或敲筆動(dòng)作之后，由主控模塊將用戶手指的動(dòng)作解析成操作命令。在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若用戶手指依次撓過(guò)三個(gè)壓力傳感器，則實(shí)現(xiàn)撓筆動(dòng)作；撓筆的方式包括:向上撓筆和向下?lián)瞎P。在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，用戶手指敲擊一個(gè)或兩個(gè)壓力傳感器，則實(shí)現(xiàn)敲筆動(dòng)作；敲筆的方式包括:單次敲擊同一個(gè)壓力傳感器、雙次敲擊同一個(gè)壓力傳感器和先后單次敲擊兩個(gè)不同的壓力傳感器。本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用舉例如下:本實(shí)用新型提供一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆及其使用方法。該電子手寫筆不但具有傳統(tǒng)電子手寫筆的功能，能夠完成書寫、繪畫、點(diǎn)擊、滑動(dòng)和選取等操作，而且還實(shí)現(xiàn)了一種全新的操作方式:用戶可以通過(guò)手指的撓筆動(dòng)作和敲筆動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)命令操作。如圖4所示，在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，若用戶手指依次撓過(guò)三個(gè)壓力傳感器，則三個(gè)傳感器依次檢測(cè)到壓力值的變化，此時(shí)用戶的動(dòng)作被識(shí)別為撓筆；根據(jù)這三個(gè)傳感器檢測(cè)到壓力值的時(shí)間先后順序，進(jìn)而識(shí)別用戶手指撓筆時(shí)的方向。通過(guò)撓筆操作，可實(shí)現(xiàn)類似于在觸摸設(shè)備上劃動(dòng)手指或在鼠標(biāo)上滾動(dòng)滾輪的功能，例如:在瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，若用戶手指沿筆尖至筆尾方向依次撓過(guò)三個(gè)壓力傳感器，則可實(shí)現(xiàn)向后滾屏的功能；反之，若用戶手指沿筆尾至筆尖方向依次撓過(guò)三個(gè)壓力傳感器，則可實(shí)現(xiàn)向前滾屏的功能。如圖5所示，在時(shí)間間隔閾值T內(nèi)，用戶手指敲擊一個(gè)或兩個(gè)壓力傳感器，則用戶的動(dòng)作被識(shí)別為敲筆。在該圖中，從筆尖至筆尾方向的三個(gè)傳感器分別記為第1、2、3個(gè)傳感器。當(dāng)用戶單次敲擊壓力傳感器時(shí)，識(shí)別為單擊敲筆動(dòng)作。單擊三個(gè)不同壓力傳感器分別映射為不同的命令。例如:單次敲擊第I個(gè)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)單擊鼠標(biāo)左鍵的功能；單次敲擊第2個(gè)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)單擊鼠標(biāo)右鍵的功能；單次敲擊第3個(gè)壓力傳感器則實(shí)現(xiàn)“返回”功能。當(dāng)用戶雙次敲擊壓力傳感器時(shí)，識(shí)別為雙擊敲筆動(dòng)作。雙擊三個(gè)不同壓力傳感器分別映射為不同的命令。例如:雙次敲擊第I個(gè)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)雙擊鼠標(biāo)左鍵的功能；雙次敲擊第2個(gè)壓力傳感器可放大當(dāng)前的頁(yè)面；雙次敲擊第3個(gè)壓力傳感器可縮小當(dāng)前的頁(yè)面。當(dāng)用戶依次單擊了兩個(gè)不同的傳感器時(shí)，根據(jù)敲擊順序的不同，可以映射為用戶預(yù)先設(shè)定的不同命令。例如:依次敲擊第I個(gè)和第2個(gè)壓力傳感器，可復(fù)制當(dāng)前對(duì)象；依次敲擊第I個(gè)和第3個(gè)壓力傳感器，可剪切當(dāng)前對(duì)象；依次敲擊第2個(gè)和第3個(gè)壓力傳感器，可粘貼當(dāng)前對(duì)象。本實(shí)用新型還可以根據(jù)特定的場(chǎng)景和需要，設(shè)定撓筆和敲筆所對(duì)應(yīng)的操作命令。
權(quán)利要求1.一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆，包括筆殼(6)，其特征在于:在筆殼(6)上嵌有壓力傳感器組(I),在筆殼(6)內(nèi)設(shè)置有主控模塊(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(2)、供電模塊(4 )和無(wú)線傳輸模塊(5 )，壓力傳感器組(I)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器(2 )連接至主控模塊(3 )，主控模塊(3 )連接至無(wú)線傳輸模塊(5 )，供電模塊(4 )連接主控模塊(3 )和無(wú)線傳輸模塊(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆，其特征在于:壓力傳感器組(I)包含三個(gè)壓力傳感器，三個(gè)壓力傳感器呈“一”字形沿筆殼(6)的軸向方向排列在筆殼(6)的前端手指握筆處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆，其特征在于:A/D轉(zhuǎn)換器(2 )也為三個(gè)，每個(gè)壓力傳感器各自通過(guò)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器連接至主控模塊(3 )。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種識(shí)別手指撓筆和敲筆動(dòng)作的電子手寫筆，包括筆殼，其特征在于在筆殼上嵌有壓力傳感器組，在筆殼內(nèi)設(shè)置有主控模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、供電模塊和無(wú)線傳輸模塊，壓力傳感器組通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器連接至主控模塊，主控模塊連接至無(wú)線傳輸模塊，供電模塊連接主控模塊和無(wú)線傳輸模塊。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一種全新的操作方式用戶可以通過(guò)手指的撓筆動(dòng)作和敲筆動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)命令操作。
文檔編號(hào)G06F3/0354GK202939570SQ20122063940
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者辛義忠, 袁偉強(qiáng), 李巖, 劉陽(yáng), 馬燕飛 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)