CN114489357B - 一种触控笔及触控笔书写体验还原方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控笔及触控笔书写体验还原方法，该触控笔包括：笔杆；笔头，设于所述笔杆端部；参数检测模块，用于检测所述触控笔的书写参数；振动组件，与所述笔头相连；存储模块，存储有与不同的书写参数对应的振动驱动信号；处理器，与所述参数检测模块、所述振动组件和所述存储模块电连接，所述处理器根据所述参数检测模块检测的书写参数选取对应的振动驱动信号控制所述振动组件振动；以及，电源，用于为所述参数检测模块、所述振动组件、所述处理器和所述存储模块供电。本发明的触控笔能够更好的还原普通笔在纸等书写介质上书写时的书写体验，书写体验更佳。

Description

一种触控笔及触控笔书写体验还原方法

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种触控笔及触控笔书写体验还原方法。

背景技术

触控笔是一种笔形工具，用来输入指令到电脑屏幕、移动设备、绘图板等具有触摸屏的设备，用户可以通过触控笔点击触摸屏来选取文件，发送指令，或者通过在触摸屏上移动触控笔来进行书写或绘画。

触摸屏通常由硬质材料制成，且表面较为光滑，因此使用触控笔在触摸屏上书写(包括写字或绘画等操作)，与使用普通笔(例如铅笔、圆珠笔、钢笔和毛笔等)在纸上书写的体验有很大的差别，使人难以适应。

据发明人所知，目前，为了提高触控笔的书写体验，一般在触控笔内设置振动马达，通过振动马达的振动反馈，使得使用触控笔书写时能够获得类似于普通笔在粗糙表面书写时的体验。然而，现有的振动马达的反馈比较呆板，与普通笔的书写体验仍有较大的差距。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触控笔及触控笔书写体验还原方法，该触控笔书写时具有更好的书写体验。

为实现上述发明目的，一方面，本发明提出了一种触控笔，包括：

笔杆；

笔头，设于所述笔杆端部；

参数检测模块，用于检测所述触控笔的书写参数；

振动组件，与所述笔头相连；

存储模块，存储有与不同的书写参数对应的振动驱动信号；

处理器，与所述参数检测模块、所述振动组件和所述存储模块电连接，所述处理器根据所述参数检测模块检测的书写参数选取对应的振动驱动信号控制所述振动组件振动；以及，

电源，用于为所述参数检测模块、所述振动组件、所述处理器和所述存储模块供电。

进一步地，所述的触控笔还包括与所述处理器电连接的扬声器驱动模块以及与所述扬声器驱动模块电连接的扬声器，所述存储模块存储有与不同的书写参数对应的声音驱动信号，所述处理器根据所述参数检测模块检测的书写参数选取对应的声音驱动信号控制所述扬声器发声。

进一步地，所述振动驱动信号用于驱使所述振动组件模拟普通笔在书写介质上书写时产生的振动；所述声音驱动信号用于驱使所述扬声器模拟普通笔在书写介质上书写时发出的声音。

进一步地，所述的触控笔还包括电连接于所述处理器和所述压电驱动器之间的压电驱动模块，所述处理器通过所述压电驱动模块驱动所述压电驱动器振动。

进一步地，所述振动组件包括压电驱动器以及分别设于所述压电驱动器两侧的第一弹片和第二弹片，所述第一弹片和所述第二弹片均包括与所述压电驱动器相连的基部以及自所述基部向远离所述压电驱动器的方向凸起的弹性部，所述第二弹片较所述第一弹片更为靠近所述笔头。

进一步地，所述第一弹片和所述第二弹片的基部均呈环状，所述第一弹片和所述第二弹片的弹性部均包括板部以及连接于所述基部和所述板部之间的锥环部。

进一步地，所述触控笔包括一个所述振动组件，或者，所述触控笔包括至少两个堆叠设置的振动组件，最下端的所述第二弹片与所述笔头相连。

进一步地，所述的触控笔还包括与所述笔杆相连的底座以及与所述笔头相连的笔头支架，最上端的所述第一弹片与所述底座相连，最下端的所述第二弹片与所述笔头支架相连。

进一步地，所述参数检测模块包括与所述处理器电连接的压力采集模块以及与所述压力采集模块电连接的压力传感器，所述压力传感器与所述弹性部相连，所述压力传感器产生的信号经所述压力采集模块处理后传输至所述处理器，所述书写参数包括所述压力传感器检测的压力参数。

进一步地，所述参数检测模块还包括与所述处理器电连接的陀螺仪，所述书写参数包括所述陀螺仪检测的姿态参数。

进一步地，所述触控笔与其对应的电子设备通信连接，所述书写参数包括由所述电子设备检测并向所述触控笔传输的所述触控笔的速度参数。

另一方面，本发明还提出了一种触控笔书写体验还原方法，包括如下步骤：

采集触控笔书写时的书写参数；

根据不同的书写参数调取对应的振动驱动信号驱动触控笔振动。

进一步地，所述书写参数包括书写时笔头受到的压力参数、触控笔书写的速度参数以及触控笔的姿态参数中的一种、两种或三种。

进一步地，所述振动驱动信号通过如下步骤获得：

采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及振动信号；

得出不同书写方式下的书写参数和对应的振动信号；

针对不同的振动信号建立对应的振动驱动信号。

进一步地，所述的触控笔书写体验还原方法还包括如下步骤：根据不同的书写参数调取对应的声音驱动信号驱动扬声器发声。

进一步地，所述声音驱动信号通过如下步骤获得：

采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及声音信号；

得出不同书写方式下的书写参数和对应的声音信号；

针对不同的声音信号建立对应的声音驱动信号。

进一步地，所述的触控笔书写体验还原方法，所述触控笔为如上任一项所述的触控笔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明中，触控笔设置有参数检测模块、振动组件、存储模块和处理器，处理器能够根据参数检测模块检测的书写参数选取对应的振动驱动信号控制振动组件振动。书写参数对应不同的书写方式，这样，可以使触控笔根据不同的书写方式产生不同的振动反馈，使用体验更佳。进一步地，振动驱动信号用于驱使振动组件产生普通笔在纸等书写介质上书写时产生的振动，其体验感更为贴近普通笔书写，书写更为舒适。

2.作为一种改进，触控笔还设置有扬声器及扬声器驱动模块，处理器能够根据参数检测模块检测的书写参数选取对应的声音驱动信号控制扬声器发声，这样，能够使触控笔根据不同的书写方式产生不同的声音反馈，使用体验更佳。进一步地，声音驱动信号用于驱使扬声器产生普通笔在纸等书写介质上书写时产生的声音，其体验感更为贴近普通笔书写，书写更为舒适。

附图说明

图1是本发明中一种实施方式的触控笔的结构示意图。

图2是本发明中一种实施方式的触控笔的模块图。

图3是本发明中一种实施方式的振动组件的结构示意图。

图4是本发明中一种实施方式的振动组件、底座、笔头和笔头支架的结构示意图。

图5是图1中I部的放大图。

图6是本发明中一种实施方式的书写参数和振动驱动信号的映射示意图。

图7是本发明中一种实施方式的2B铅笔在打印纸上书写时检测到的振动信号图。

图8是本发明中一种实施方式的不同书写方式下的振动驱动信号图。

图9是本发明中一种实施方式的书写参数和振动驱动信号及声音驱动信号的映射示意图。

图10是本发明中一种实施方式的触控笔书写时的软件流程图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1和图2所示，图1示出了一种较佳实施例的触控笔，其包括笔杆1、笔头2、参数检测模块3(标号见图5)、振动组件4、存储模块7、处理器5和电源6。

笔杆1为其余部件的安装载体，作为一种优选的实施方式，笔杆1呈中空的筒状，其设有内腔10。参数检测模块3、振动组件4、存储模块7、处理器5和电源6均优选设置于内腔10内，一方面，可以通过笔杆1保护这些器件，另一方面，触控笔外形更为美观。

笔杆1用于在书写时供人手握持，笔头设于笔杆1端部，在书写时与触摸屏接触。

参数检测模块3用于检测触控笔的书写参数，书写参数例如可以是书写时笔头的压力参数、书写时触控笔的速度参数和书写时触控笔的姿态参数等参数中的一种、两种或多种。姿态参数例如可以是笔杆1相对于触摸屏的倾角以及倾斜的方向等中的一种或两种，姿态参数与书写时用笔的手势有关，在不同的手势下，具有不同的姿态参数。在不同的书写方式下，压力参数、速度参数和姿态参数均会有所差别。例如，在慢速绘制直线、快速绘制直线、中速绘制直线、左右连写、快速左右连写、急速弯钩、书写顿号等不同的书写情况下，笔尖所受的压力不尽相同，触控笔的速度、姿态也不尽相同，通过参数检测模块3能够检测出不同书写方式下的书写参数。

振动组件4用于产生振动，其与笔头2相连，以使得其产生的振动能够更直接的影响到笔头2。可以理解的是，振动组件4可以直接与笔头2相连，也可以通过其他部件间接的与笔头2相连。

存储模块7内存储有与不同的书写参数对应的振动驱动信号，当振动驱动信号应用于振动组件4时，振动组件4能够在振动驱动信号的驱动下振动。振动驱动信号用于驱动振动组件4模拟普通笔(例如钢笔、铅笔、毛笔等)在纸、木头、钢板、丝布、玻璃等书写介质上以对应的书写方式书写时产生的振动，进而能够还原普通笔在相应书写方式时产生的振动反馈。

处理器5与参数检测模块3、振动组件4和存储模块7电连接，其能够根据参数检测模块3检测的书写参数选取存储模块7内对应的振动驱动信号控制振动组件4振动。由于书写参数与触控笔的书写方式对应，而振动组件4根据振动驱动信号产生的振动为普通笔在纸等书写介质上以对应的书写方式书写时的振动的模拟，因此，能够使得触控笔在使用不同方式书写时，产生与普通笔在相应书写方式时类似甚至相同的振动反馈，触控笔的使用体验更佳。作为一种优选的实施方式，处理器5为单片机。

电源6用于为触控笔内的用电部件供电，例如为参数检测模块3、振动组件4、处理器5和存储模块7供电，以使得用电部件能够正常的工作。作为一种优选的实施方式，电源6优选为内置于内腔10内的电池，通过电池为用电部件供电。在其他实施方式中，电源6也可以通过线缆与外部电源相连，例如通过数据线与电脑等设备的USB接口相连，由数据线直接供电。

为了使得触控笔具有更为逼真的书写体验，触控笔还包括与处理器5电连接的扬声器驱动模块80以及与扬声器驱动模块80电连接的扬声器8，处理器5能够根据参数检测模块3检测的书写参数控制扬声器8发声。扬声器8发出的声音为普通笔在纸等书写介质上以对应的书写方式书写时发出的声音或者对该声音的模拟，以使得在触控笔书写时，使用者能够听到普通笔书写时摩擦声。

作为一种优选的实施方式，存储模块7内存储有与不同的书写参数对应的声音驱动信号，处理器5能够根据参数检测模块3检测的书写参数选取对应的声音驱动信号控制扬声器8发声。声音驱动信号用于驱动扬声器8模拟普通笔在纸等书写介质上以对应的书写方式书写时发出的声音，例如可以提前录制普通笔在纸上以不同书写方式书写时发出的声音片段，并将声音片段存储在存储器7内，在检测到与相应书写方式对应的书写参数时，播放对应的声音片段即可。这样，可以使得触控笔在书写时还原普通笔书写时发出的声音，进一步提高了书写体验。

显然的，由于触控笔在书写时不仅能够产生与不同的书写方式对应的振动反馈，还能够产生与不同的书写方式对应的声音反馈，可以从触觉和听觉上更全面的还原普通笔在纸等书写介质上书写时的感觉，书写体验更佳。

振动组件4可以包括例如现有技术中的振动马达，通过振动马达发出振动。作为一种优选的实施方式，振动组件4通过压电驱动器40产生振动。具体的，参考图3，振动组件4包括压电驱动器40以及分别设于压电驱动器40两侧的第一弹片41和第二弹片42，第一弹片41和第二弹片42均包括与压电驱动器40相连的基部43以及自基部43向远离压电驱动器40的方向凸起的弹性部44，其中，振动组件4的第二弹片42较之于第一弹片41更为靠近笔头2。优选的，基部43和压电驱动器40之间采用胶粘连接，两者之间具有胶层46。

振动组件4一端与笔杆1固定，另一端与笔头2相连，具体的，通过第二弹片42与笔头2相连。第一弹片41和第二弹片42具有弹性，在受到笔头1施加的挤压力后将向着压电驱动器40所在侧变形，因此，在书写过程中压电驱动器40振动时，能够使得笔头2产生振动，从而更为逼真的模拟出在纸等书写介质上书写时的振感。

压电驱动器40例如可以是压电陶瓷等，在通电后能够产生逆压电效应而产生振动。由于其呈薄片状，因此体积更小，质量更轻，更利于安装在触控笔内，使得触控笔能够具有更小的体积和更轻的质量。另外，压电驱动器40振动频带宽，可以播放宽频和高频振动信号，产生比传统振动马达更加丰富的振感，进一步提高书写体验。

作为一种优选的实施方式，第一弹片41和第二弹片42的基部43均呈圆环状，第一弹片41和第二弹片42的弹性部44均包括圆形的板部440和连接于基部43和板部440之间的锥环部441，这样，第一弹片41和第二弹片42整体呈铙钹状，具有更好的刚度和强度，不易因为受压而永久变形，使用寿命和可靠性更好。

作为一种优选的实施方式，第一弹片41和第二弹片42采用耐疲劳性能和弹性较好的材料制成，例如采用钛合金、铍铜或者镍合金等金属材料制成，又例如采用POM(赛钢)或者PEEK等工程塑料制成。通过采用耐疲劳性能和弹性较好的材料制成，能够提高振动位移量，且具有更好的使用寿命和使用可靠性。

作为一种优选的实施方式，第一弹片41和第二弹片42的形状、尺寸一致，两者对称设置在压电驱动器40的上下侧。这样，振动组件4安装时无需保证其朝向，安装更为方便。在其他实施方式中，第一弹片41和第二弹片42的形状、尺寸等参数可以不同。

进一步地，由于处理器5的接口输出电压小，驱动能力弱，为了使得处理器5能够更好的驱动压电驱动器40振动，触控笔还包括与处理器5电连接的压电驱动模块51，压电驱动器40与压电驱动模块51电连接。处理器5能够根据书写参数选取对应的振动驱动信号发送至压电驱动模块51，由压电驱动模块51根据振动驱动信号控制压电驱动器40振动。参考图4，压电驱动器40通过第一排线510与压电驱动模块51电连接。

振动组件4的数量至少为一个，即触控笔可以包括一个振动组件4或者可以包括至少两个振动组件4，在振动组件4为两个或更多个的情况下，两个或更多个的振动组件4是堆叠设置的。参考图4，上方的振动组件4的第二弹片42与其相邻的下方的振动组件4的第一弹片41相连，例如通过胶水相连。最下端的第二弹片4与触控笔头2相连，以将振动传递给触控笔头2，实现笔头2在纸等书写介质上书写时产生的振感。作为一种优选的实施方式，振动组件4的数量为3个。

一方面，振动组件4的数量决定了压电驱动器40的数量，因此，通过改变振动组件4的数量可以改变振动组件4能够产生的最大振动力度，同时，处理器5可以根据需要的振动力度控制一个或者多个振动组件4的压电驱动器40振动，层次感更好。另一方面，振动组件4的数量决定了第一弹片41和第二弹片42的数量，能够改变笔头2书写时上下振动的难易程度和幅度，更利于提高书写体验。

振动组件4的一端与笔杆1相连，另一端与笔头2相连。作为一种优选的实施方式，触控笔包括与笔杆1内壁相连的底座45以及设于内腔10内的笔头支架20，笔头2设置于笔头支架20上，例如通过螺纹连接的方式连接在笔头支架20上。所有的振动组件4中，最上端的第一弹片41与底座45相连，最下端的第二弹片42与笔头支架20相连，第一弹片41与底座45之间以及第二弹片42与笔头支架20之间均可以直接抵接或者可通过例如胶粘等方式相连。

底座45可以是与笔杆1固连的，例如通过胶粘连接，或者直接将底座45设置成笔杆1的一部分，例如一体注塑成型。为了便于振动组件4的安装以及接线，底座45被设置成与笔杆1可拆卸连接的，例如通过卡扣连接。在一种优选的实施方式中，参考图1、图4和图5，底座45外周设置有外凸的弹性扣450，在外力的作用下，弹性扣450将会被压向底座45外周面，而在失去外力时，弹性扣450向外凸起。在笔杆1上设置有与弹性扣450(例如由塑料或金属片制成)适配的卡槽11，当弹性扣450卡入卡槽11内时，底座45即与笔杆1相固定。进一步优选的，卡槽11连通笔杆1内部和外部，以使得在笔杆1外部即可驱动弹性扣450脱离卡槽11，装拆更为方便。

在一种优选的实施方式中，书写参数包括笔头2的压力参数，处理器5至少根据压力参数来选取相应的驱动信号。在该实施方式中，参考图1和图2，参数检测模块3包括与处理器5电连接的压力采集模块52以及与压力采集模块52电连接的压力传感器30。压力传感器30和弹性部44相连，优选的，其与弹性部44的板部440相连，由于板部440更为平整，因此两者连接时更为方便，板部440和压力传感器30之间例如可以通过胶粘等方式连接。在笔头2受力后，压力传感器30能够产生相应的感应信号。

作为一种优选的实施方式，压力传感器30根据板部440处的形变而产生感应信号。笔头支架20通过振动组件4的弹力抵紧在笔杆1端部，其相对笔杆1具有一定的沿笔杆1轴线方向的活动裕量。例如笔头支架20和笔杆1可以设置成活动配接的，使得笔头支架20可沿着笔杆1轴线移动，又例如笔头支架20和笔杆1可以卡扣连接，但存在一定的装配间隙，以使得笔头支架20能够沿着笔杆1轴线在一定范围内活动。这样，在笔头2受力后，其将通过笔头支架20驱动第一弹片41和第二弹片42变形，从而使得位于板部440上的压力传感器30变形，压力传感器30即可发出相应的感应信号。优选的，压力传感器30采用精度较高的应变片，例如金属应变片，或者采用压阻油墨等薄膜压力传感器。进一步优选的，压力传感器30连接于最下方的振动组件4的第一弹片41上，且位于第一弹片41的板部440朝向压电驱动器40的表面上。

压力传感器30通过第二排线32连接至压力采集模块52，压力采集模块52能够根据压力传感器30的阻值等变化输出相应的电压，例如，压力采集模块52可以是半桥或者全桥电路，压力传感器30为设于一个桥臂上的应变片，在应变片阻值变化时，压力采集模块52能够输出对应的电压，该电压信号即可作为压力参数。

在一种优选的实施方式中，书写参数包括触控笔的速度参数，处理器5至少根据速度参数来选取相应的驱动信号。在该实施方式中，触控笔与其用于书写的电子设备通信连接，可以通过数据线有线连接，也可以通过蓝牙等通讯方式无线连接。在一种可行的实施方式中，触控笔还包括与处理器5电连接的蓝牙模块50，蓝牙模块50可以与外部的电子设备蓝牙连接，以进行信息交换，例如可以与触控笔对应的平板电脑蓝牙连接。通过电子设备的触摸屏上的电容传感器感知的笔头2的坐标变化可以得到触控笔书写时的速度参数，并能够通过蓝牙传递给触控笔。由于普通笔书写速度不同时，产生的声音和振动也不同，根据速度参数选择驱动信号，能够获得更为准确的反馈。另外，在触控笔与电子设备通信连接的情况下，可以在触控笔上设置按钮，通过按钮控制电子设备的相应功能，例如控制视频的播放、暂停或者音量的加减等，使用更为方便。

在一种优选的实施方式中，书写参数包括触控笔的姿态参数，处理器5至少根据姿态参数来选取相应的驱动信号。在该实施方式中，参数检测模块3包括陀螺仪31，能够检测触控笔书写时的倾角和倾斜方向等数据中的一种或多种，以得到姿态参数，陀螺仪31与处理器5电连接，能够将采集的姿态参数传输给处理器5。在不同的书写方式下，触控笔的往往具有不同的姿态参数，例如在绘制圆形、绘制横线、竖线等情况下，触控笔的倾角和/或倾斜方向不同，处理器5根据接收到的不同的姿态参数选取相应的驱动信号。优选的，陀螺仪31为六轴陀螺仪，能够检测三个轴向的姿态角度(水平、垂直、俯仰)。由于普通笔在不同的姿态下书写时，产生的振动和声音反馈也不同，因此，根据姿态参数选择驱动信号，能够获得更为准确的反馈。

在一种优选的实施方式中，书写参数同时包括上述的压力参数、速度参数和姿态参数中的两种或三种，处理器5根据压力参数、速度参数和姿态参数中的两种或三种选取相应的驱动信号，能够对应更多、更为丰富的书写方式，书写体验的还原度更好。

作为一种优选的实施方式，电源6为可充电电池，参考图1，触控笔还包括与电源6相连的无线充电模块60，可通过无线充电的方式为电源6充电。无线充电模块60优选为磁吸式无线充电模块。触控笔还包括电连接于电源6和处理器5之间的电源管理模块61，用以检测电源6状态，并分配电源6电力至各个用电器部件。

作为一种优选的实施方式，触控笔还包括电路板9，上述的处理器5、压力采集模块52、压电驱动模块51、蓝牙模块50、扬声器驱动模块80、陀螺仪31和电源管理模块61均集成安装于电路板9上，以使得整体结构更为紧凑，装配更为方便。

本发明还提出了较佳实施例的触控笔书写体验还原方法，该触控笔可以为如上文所述的触控笔，触控笔书写体验还原方法包括如下步骤：

S1.采集触控笔书写时的书写参数。

S2.根据不同的书写参数调取对应的振动驱动信号驱动触控笔振动。

在第一种优选的实施方式中，步骤S1中的书写参数包括笔头2书写时的压力参数，通过触控笔内设置的压力传感器30能够检测出笔头2在书写时的压力参数。在第二种优选的实施方式中，步骤S1中的书写参数包括触控笔书写时的速度参数，通过电子设备感知的笔头2的坐标变化得到速度参数。在第三种优选的实施方式中，步骤S1中的书写参数包括触控笔书写时的姿态参数，姿态参数包括触控笔的倾角和/倾斜方向。通过触控笔内设置的陀螺仪31能够检测出笔头2在书写时的姿态参数，姿态参数能够通过陀螺仪31检测得到。在书写的速度不同、书写的笔画不同以及绘制的图案不同的情况下，检测到的书写参数也不同。在第四种优选的实施方式中，书写参数同时包括触控笔书写时的压力参数、速度参数和姿态参数中的两种或三种，笔头2的压力、书写的速度和触控笔的姿态均会影响书写时产生的振动，因此，该种实施方式中，能够更为准确的检测出触控笔的书写状态，从而选择更为准确的振动信号驱动压电致动器40产生振动反馈。

在触控笔内设置有存储模块7，存储模块7内存储有多种振动驱动信号以及与振动驱动信号对应的书写参数，即振动驱动信号与书写参数之间存在映射关系，参考图6，图6示出的映射关系中，每种书写参数均对应有一种振动驱动信号。在步骤S2中，触控笔的处理器5根据接收到的检测数据(参数)判断是否与存储的某一书写参数的各参数值一致，当检测到的参数与存储的某一书写参数的各参数值一致时，处理器5调取对应的振动驱动信号来驱动触控笔内的压电驱动器40振动。例如，当检测到的各参数与书写参数1内的各参数值一致时，处理器5调取振动驱动信号1驱动压电驱动器40振动。当然，在其他实施例中，映射关系不一定是一一对应的，例如，两种或多种书写参数可以对应同一种振动驱动信号。

振动驱动信号可以通过如下步骤获得：

A1.采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及振动信号；

A2.分类整理出不同的书写方式下的书写参数和对应的振动信号；

A3.针对不同的振动信号建立对应的振动驱动信号。

步骤A1中，书写参数与上述步骤S1中对应，当步骤S1中书写参数为压力参数时，只需采集压力参数即可。此处以书写参数包括压力参数、速度参数和姿态参数三者为例进行介绍。普通笔例如可以是铅笔、钢笔、圆珠笔、毛笔等，书写介质例如是纸张、木头、钢板、丝布、玻璃等，可以通过设置压力传感器来检测普通笔书写时的压力参数，通过设置陀螺仪来检测普通笔笔书写时的姿态参数，同时在普通笔上设置振动传感器来检测书写时产生的振动信号。

步骤A2中，可以对书写过程中典型的书写方式产生的书写参数和振动信号进行切割提取和编码，典型的书写方式例如可以是慢速直线书写、快速直线书写、急速弯钩、左右连写、快速左右连写、顿号书写等。可以记录下不同书写方式的时间段，不同时间段对应着不同的书写方式，通过时间段即可切割提取出与不同书写方式对应的书写参数和振动信号，对切割提取出的书写参数和振动信号可以分别编码，以便于分析和计算。参考图7，图7示出了2B铅笔在打印纸上书写时采集得到的原始振动信号，图中对不同书写方式下得到的信号特征段通过虚线分隔开，例如001、002、003等区域。

步骤A3中，振动信号可以通过函数转换成振动驱动信号，通过振动驱动信号驱动振动的振动组件，能够产生与振动信号一致或类似的信号，从而产生对应书写方式的振动反馈。参考图8，图8示出了图7中部分信号特征段合成的振动驱动信号图，图中示出了不同特征段的振动驱动信号对应的书写方式，例如，慢速直线、停顿、画圆、短直线等。不同的振动驱动信号同样被存储和编码。之后，可以通过参数关联方法，建立驱动信号函数W(n_i)和书写参数函数w(v,f,g)的对应关系(n_i指的是振动驱动信号的编码；v，f，g分别对应速度参数、压力参数和姿态参数)，形成数据库，以便于后续根据书写参数调取振动驱动信号的编码。

作为一种优选的实施方式，触控笔书写体验还原方法还包括如下步骤：

S3.根据不同的书写参数调取对应的声音驱动信号驱动扬声器发声。

同样的，书写参数与步骤S1中的一致，以下仍以书写参数包括压力参数、速度参数和姿态参数为例进行介绍。

在步骤S3中，触控笔设有用于播放声音的扬声器8，存储模块7内设置有与不同的书写参数对应的声音驱动信号，即书写参数同时与振动驱动信号和声音驱动信号存在映射关系，参考图9，图9示出的映射关系中，每种书写参数均对应有一种振动驱动信号和一种声音驱动信号。在步骤S3中，触控笔的处理器5根据接收到的检测数据(参数)判断是否与存储的某一书写参数内的各参数值一致，当检测到的各参数与存储的某一书写参数内的各参数值一致时，处理器5调取对应的振动驱动信号驱动振动组件4振动，同时调取对应的声音驱动信号来驱动触控笔内的扬声器8发声。这样，能够给予使用者以振动和声音反馈，书写的还原效果更佳，体验感更好。

作为一种优选的实施方式，步骤S3中的声音驱动信号可以通过如下步骤获得：

B1.采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及声音信号；

B2.分类整理出不同书写方式下的书写参数和对应的声音信号；

B3.针对不同的声音信号建立对应的声音驱动信号。

步骤B1中，可以通过麦克风采集普通笔书写时产生的声音信号，优选的，声音信号和振动信号是普通笔在纸上书写时同时采集得到的。

步骤B2与步骤A2类似，可以通过时间段切割提取出与不同书写方式对应的书写参数和声音信号，对切割提取出的书写参数和声音信号可以分别编码，以便于分析和计算。

步骤B3中，声音信号可以通过函数转换成声音驱动信号，通过声音驱动信号驱动发声的扬声器8，能够产生与声音信号一致或类似的声音，从而产生对应书写方式的声音反馈。不同的声音驱动信号同样被存储和编码，其与振动驱动信号一同通过参数关联方法，建立驱动信号函数W(n_i,m_j)和书写参数函数w(v,f,g)的对应关系(式中n_i指的是振动驱动信号的编码，m_i指的是声音驱动信号的编码；v，f，g分别对应速度参数、压力参数和姿态参数)，形成数据库。当处理器5接收到的书写参数后，即可通过书写参数函数和驱动信号函数得到对应信号的编码，从而得到对应编码下的振动驱动信号和声音驱动信号，进而使得触控笔能够根据驱动信号产生振动反馈和声音反馈。

作为一种优选的实施方式，触控笔具有多个不同种类的普通笔与不同书写介质对应的数据库。例如，铅笔与纸张对应的数据库，存储有铅笔在纸上书写时对应的书写参数和驱动信号，在触控笔书写时，模拟出的是铅笔在纸上书写时的振感和声音；再例如，钢笔和纸张对应的数据库，存储有钢笔在纸上书写的对应的书写参数和驱动信号，在触控笔书写时，模拟出的是钢笔在纸上书写时的振感和声音；又例如，铅笔和木板对应的数据库，存储有铅笔在木板上书写的对应的书写参数和驱动信号，在触控笔书写时，模拟出的是铅笔在木板上书写时的振感和声音。触控笔的数据库可供选择，以使得使用者能够挑选出适合自己或者自己喜欢的数据库进行使用，模拟的场景更为多样，更为人性化。

作为一种优选的实施方式，触控笔书写时的软件流程图如图10所示，其工作流程如下：

触控笔上电工作后实时监测各个传感器(例如压力传感器30和陀螺仪31)检测的书写参数：压力参数f、姿态参数(手势)g和速度参数v，如果压力参数f为零，说明触控笔没有接触触摸屏，继续进行传感器信号采集；如果速度参数v为0，说明触控笔没有进行书写，对传感器继续进行信号采集。当f和v都不为零，可以判断为触控笔与触摸屏接触并实际发生了书写动作，通过采集得到的书写参数，抓取存储器内的驱动信号编码，并把驱动信号送入对应的压电驱动模块51和扬声器驱动模块80，驱动对应的振动组件4和扬声器8工作。驱动信号播放完成后继续进行传感器参数采集和判断，重复如上过程。

上述仅为本发明的具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种触控笔，其特征在于，包括：

笔杆（1）；

笔头（2），设于所述笔杆（1）端部；

参数检测模块（3），用于检测所述触控笔的书写参数，所述书写参数包括触控笔的姿态参数，所述姿态参数包括所述触控笔的倾角和/或倾斜方向，所述书写参数同时还包括书写时笔头（2）受到的压力参数和/或触控笔书写的速度参数；

振动组件（4），与所述笔头（2）相连；

存储模块（7），存储有与不同的书写参数对应的振动驱动信号；

处理器（5），与所述参数检测模块（3）、所述振动组件（4）和所述存储模块（7）电连接，所述处理器（5）根据所述参数检测模块（3）检测的书写参数选取对应的振动驱动信号控制所述振动组件（4）振动，所述振动组件（4）的振动受到所述书写参数的影响；以及，

电源（6），用于为所述参数检测模块（3）、所述振动组件（4）、所述处理器（5）和所述存储模块（7）供电。

2.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，其还包括与所述处理器（5）电连接的扬声器驱动模块（80）以及与所述扬声器驱动模块（80）电连接的扬声器（8），所述存储模块（7）存储有与不同的书写参数对应的声音驱动信号，所述处理器（5）根据所述参数检测模块（3）检测的书写参数选取对应的声音驱动信号控制所述扬声器（8）发声。

3.如权利要求2所述的触控笔，其特征在于，所述振动驱动信号用于驱使所述振动组件（4）模拟普通笔在书写介质上书写时产生的振动；所述声音驱动信号用于驱使所述扬声器（8）模拟普通笔在书写介质上书写时发出的声音。

4.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，其还包括电连接于所述处理器（5）和压电驱动器（40）之间的压电驱动模块（51），所述处理器（5）通过所述压电驱动模块（51）驱动所述压电驱动器（40）振动。

5.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述振动组件（4）包括压电驱动器（40）以及分别设于所述压电驱动器（40）两侧的第一弹片（41）和第二弹片（42），所述第一弹片（41）和所述第二弹片（42）均包括与所述压电驱动器（40）相连的基部（43）以及自所述基部（43）向远离所述压电驱动器（40）的方向凸起的弹性部（44），所述第二弹片（42）较所述第一弹片（41）更为靠近所述笔头（2）。

6.如权利要求5所述的触控笔，其特征在于，所述第一弹片（41）和所述第二弹片（42）的基部（43）均呈环状，所述第一弹片（41）和所述第二弹片（42）的弹性部（44）均包括板部（440）以及连接于所述基部（43）和所述板部（440）之间的锥环部（441）。

7.如权利要求5所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔包括一个所述振动组件（4），或者，所述触控笔包括至少两个堆叠设置的振动组件（4），最下端的所述第二弹片（42）与所述笔头（2）相连。

8.如权利要求7所述的触控笔，其特征在于，其还包括与所述笔杆（1）相连的底座（45）以及与所述笔头（2）相连的笔头支架（20），最上端的所述第一弹片（41）与所述底座（45）相连，最下端的所述第二弹片（42）与所述笔头支架（20）相连。

9.如权利要求5所述的触控笔，其特征在于，所述参数检测模块（3）包括与所述处理器（5）电连接的压力采集模块（52）以及与所述压力采集模块（52）电连接的压力传感器（30），所述压力传感器（30）与所述弹性部（44）相连，所述压力传感器（30）产生的信号经所述压力采集模块（52）处理后传输至所述处理器（5），所述压力传感器（30）用于检测所述压力参数。

10.如权利要求1至9任一项所述的触控笔，其特征在于，所述参数检测模块（3）还包括与所述处理器（5）电连接的陀螺仪（31），所述陀螺仪（31）用于检测所述姿态参数。

11.如权利要求1至9任一项所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔与其对应的电子设备通信连接，所述速度参数由所述电子设备检测并向所述触控笔传输。

12.一种触控笔书写体验还原方法，其特征在于包括如下步骤：

采集触控笔书写时的书写参数，所述书写参数包括触控笔的姿态参数，所述姿态参数包括所述触控笔的倾角和/或倾斜方向，所述书写参数同时还包括书写时笔头（2）受到的压力参数和/或触控笔书写的速度参数；

根据不同的书写参数调取对应的振动驱动信号驱动触控笔振动，所述触控笔的振动受到所述书写参数的影响。

13.如权利要求12所述的触控笔书写体验还原方法，其特征在于，所述振动驱动信号通过如下步骤获得：

采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及振动信号；

得出不同书写方式下的书写参数和对应的振动信号；

针对不同的振动信号建立对应的振动驱动信号。

14.如权利要求12所述的触控笔书写体验还原方法，其特征在于，其还包括如下步骤：根据不同的书写参数调取对应的声音驱动信号驱动扬声器（8）发声。

15.如权利要求14所述的触控笔书写体验还原方法，其特征在于，所述声音驱动信号通过如下步骤获得：

采集普通笔在书写介质上书写时的书写参数以及声音信号；

得出不同书写方式下的书写参数和对应的声音信号；

针对不同的声音信号建立对应的声音驱动信号。

16.如权利要求12至15任一项所述的触控笔书写体验还原方法，其特征在于，所述触控笔为如权利要求1至11任一项所述的触控笔。

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