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1、10申请公布号CN104142737A43申请公布日20141112CN104142737A21申请号201310184888422申请日20130507G06F3/035420130171申请人崔伟地址050801河北省石家庄市裕华区学苑路19号付18号博文家园5栋4单元20172发明人崔伟54发明名称数字笔及喷笔仿真方法57摘要本发明涉及一种数字笔及喷笔仿真方法，可在PC上仿真铅笔头、蜡笔、粉笔、喷枪等。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页10申请公布号CN104142737ACN104142737A。
2、1/1页21一种数字笔，其特征在于所述数字笔短于100MM。2根据权利要求1所述的数字笔，其特征在于所述数字笔的上端配置压力传感器；使用时所述上端压力传感器的伸出部分与手掌面或者手指内侧接触产生压力。3根据权利要求2所述的数字笔，其特征在于所述数字笔的上端开始向下端方向越来越细。4根据权利要求2所述的数字笔，其特征在于所述数字笔的上端伸出部呈球冠状。5一种喷笔仿真方法，使用根据权利要求2所述的数字笔，包括步骤检测数字笔上端压力传感器受到的压力；根据所述压力计算墨水的喷出量。6一种喷笔仿真方法，使用根据权利要求2所述的数字笔，包括步骤检测数字笔高度。7根据权利要求6所述的喷笔仿真方法，包括步骤根。
3、据所述数字笔高度计算喷洒范围大小。8根据权利要求6所述的喷笔仿真方法，包括步骤检测数字笔倾斜角度。9根据权利要求8所述的喷笔仿真方法，包括步骤根据所述数字笔倾斜角度计算喷洒范围、形状。10根据权利要求6、权利要求7、权利要求8、权利要求9所述的喷笔仿真方法，其特征在于包括步骤多个分割虚拟喷嘴的笔迹叠加。权利要求书CN104142737A1/4页3数字笔及喷笔仿真方法技术领域0001本发明涉及一种数字笔及喷笔仿真方法，可在PC上仿真铅笔头、蜡笔、粉笔、喷枪等。背景技术0002现有的数位板系统可以仿真铅笔、钢笔、毛笔，但对于铅笔头、蜡笔、粉笔、喷枪等的仿真还有待改进。通过研究发现绘画是一种笔方位、。
4、高低、倾斜程度控制的技术，笔在相对稳定的情况下，自由度越高则越表现力越强，绘画功底越强则控制力越强，控制力越强则稳定性需求越低。0003另一方面作画有时会用到喷枪，而现有的喷枪仿真系统如专利号为991069773“坐标输入记录笔及图形坐标输入系统”提出了喷枪的仿真方案，其使用时要将笔尖与数位板接触才能使用，与真实喷枪的使用方法相差太远，不符合使用习惯；并且笔体笨重、设计生产复杂。0004本发明的数字笔解决了上述问题。并进一步改善了现有数字笔的自由度。发明内容0005本发明的目的在于实现一种数字笔，是一种新的仿真铅笔头、蜡笔、粉笔、喷枪等绘图工具的解决方案；0006增加自由度等。0007为了达到。
5、上述目的实现本发明提出以下方案，0008技术方案1的发明为一种数字笔，其特征在于所述数字笔短于100MM。使数字笔不受虎口的限制，增加了自由度。0009技术方案2的发明为根据技术方案1所述的数字笔，其特征在于所述数字笔的上端配置压力传感器；使用时所述上端压力传感器的伸出部分与手掌面或者手指内侧接触产生压力。将压力传感器配置在笔的顶端，使得数字笔可以在悬空的状态下产生压感输入，相比将压力传感器配置在笔的侧面更符合人体工学。0010技术方案3的发明为根据技术方案2所述的数字笔，其特征在于所述数字笔的上端开始向下端方向越来越细。防止上端操作时滑动。0011技术方案3的发明为根据技术方案2所述的数字笔。
6、，其特征在于所述数字笔的上端伸出部呈球冠状。减小对手的接触面的压强。0012技术方案5的发明为一种喷笔仿真方法，使用根据技术方案2所述的数字笔，包括步骤检测数字笔上端压力传感器受到的压力；根据所述压力计算墨水的喷出量。0013技术方案6的发明为一种喷笔仿真方法，使用根据技术方案2所述的数字笔，包括步骤检测数字笔高度。0014技术方案7的发明为根据技术方案6所述的喷笔仿真方法，包括步骤根据所述数字笔高度计算喷洒范围大小。说明书CN104142737A2/4页40015技术方案8的发明为根据技术方案6所述的喷笔仿真方法，包括步骤检测数字笔倾斜角度。0016技术方案9的发明为根据技术方案8所述的喷笔。
7、仿真方法，包括步骤根据所述数字笔倾斜角度计算喷洒范围、形状。0017技术方案10的发明为根据技术方案6、技术方案7、技术方案8、技术方案9所述的喷笔仿真方法，其特征在于包括步骤多个分割虚拟喷嘴的笔迹叠加。0018透过上面的技术方案，可以看到本发明可以实现本发明的目的。特别是一体机数位板中，与真实的铅笔头、蜡笔、喷笔相比仿真效果逼真；符合人体工学。附图说明0019图1本发明使用时放在手中的位置0020图2本发明的实施例结构外形图0021图3本发明的实施例上端结构图0022图4本发明的实施例下端结构图0023图5本发明的上端配置力电感传感器电路的原理图0024图6本发明的上端配置力电阻传感器电路的。
8、原理图0025图7不同高度、倾斜度下的喷洒范围示意图0026图8本发明的软件控制流程图图9本发明的虚拟喷嘴排列示意图0027图中标号列表00281数字笔002911数字笔上端压力传感器0030111上端压力传感器的伸出部003112数字笔下端压力传感器003213数字笔杆最细处00332手003421虎口003522手指003623手掌面00373预设喷嘴003831虚拟喷嘴0039C1、C3电容0040C2力电容传感器0041L1电感线圈0042L2力电感传感器0043R1损耗等效电阻0044R2力电阻传感器0045S1开关0046D1、D2、D3喷射范围说明书CN104142737A3/4。
9、页50047A喷射角轮廓线具体实施方式0048下面使用本发明的实施例说明系统原理、实现方法。0049如图1所示是本发明使用时放在手中的位置示意图，数字笔的两端配置压力传感器，一个在笔的下端，一个在笔的上端，使用时笔的上端传感器不接触手，笔尖接近数位板、数位屏时，则形成了铅笔头、蜡笔、粉笔的仿真状态当然在这个状态也可以仿真钢笔等其他现有笔的形式由于笔杆设计的比较短，笔杆长度小于100MM，所以使用状态与实际的笔的使用状态基本相同，下端配置可以识别侧向压力的传感器，笔尖碰触到数位板、数位屏时可以绘制线条；当笔远离数位板、数位屏一定距离时进入悬空笔仿真状态，前面的手指捏住数字笔向掌心方向运动时，上端。
10、的压力传感器受到掌面或者手指内侧的挤压，则根据当前的位置、高度、倾斜、压力产生笔迹，显示屏上显示对应的图形，悬空笔仿真状态可以仿真喷笔、橡皮等，仿真橡皮时与现有的反转使用相比更快捷，即便是反转使用也比现有系统更灵活，喷笔仿真较现有系统性能提升是显而易见的主要有小巧、快捷方便、灵活、生动、真实感强等。0050图2是本发明的实施例结构外形图，笔杆设计成两头粗中间细的结构，特别地，从笔的上端向下越来越细，这样可以在不增加手指握力的情况下增加轴向压力，使用时手感好；上端压力传感器的伸出部分配置成球冠状，减小对手的接触面的压强，使用时手感好；如图3所示本发明的实施例上端结构图，上端压力传感器的伸出端，是。
11、可拆卸结构，用户可以选择配置不同长度的伸出部以便适应不同长度的手指，调节手感；如图4所示本发明的实施例下端结构图是可检测侧向压力的压力传感器，下端伸出项配置成可拆卸，其中一种伸出项如图所示较粗，增加可操作角度。0051如图5是本发明的上端配置压力电感传感器电路原理图，L1与C1形成谐振电路，L2是压力电感传感器配置在笔上端，C2是压力电容传感器配置在笔下端，S1是开关连接有C3配置在笔的侧面，L1接收来自位置检测电路的电磁感应信号，并产生回波，检测电路根据不同天线上回波的大小判断笔的空间位置、姿态、谐振频率。0052如图6是本发明的上端配置力电阻传感器电路原理图，L1与C1形成谐振电路，R2是。
12、压力电阻传感器配置在笔上端，C2是压力电容传感器配置在笔下端，S1是开关连接有C3配置在笔的侧面，L1接收来自位置检测电路的电磁感应信号，并产生回波，检测电路根据不同天线上回波的大小判断笔的空间位置、姿态、谐振频率、谐振电路的Q值。0053图7是不同高度、倾斜度下的喷洒范围示意图，如图7所示的是喷嘴是圆形的情况的不同高度、倾斜度的喷洒范围示意图，D1是笔在竖直状态下喷洒范围为圆形，并且笔的高度越高则喷洒范围越大、喷洒浓度越低，D2是笔在倾斜状态下的喷洒范围，形成近似椭圆形，并且笔的高度越高则喷洒范围越大、喷洒浓度越低，形成D3喷洒范围的笔的倾斜度等于D2情况下笔的倾斜度，形成D3喷洒范围的笔的。
13、高度大于D2情况下笔的高度；整个喷洒范围计算方法可以描述为，将喷笔看成手电筒、圆形喷嘴是透光开孔、点光源在笔中发光、压力传感器控制点光源的亮度、喷洒范围是光源照射到的部分，喷洒浓度的分布对用光照强度的分布，称此方法之为手电筒法。喷洒的浓度可以配置成受上端压力传感器的压力控制调节，可以是线性比例也可以是其他对应关系。并且上述手电筒法的输入参数可有选择说明书CN104142737A4/4页6的组合，比如使用高度、倾斜、压力的其中一个参数，其他参数预设，或者使用其中的两两组合，或者三个都使用。喷洒可以是均匀喷洒，也可以是宏观上服从上诉手电筒法浓度分布的喷洒点。0054喷洒范围的计算方法步骤如图8所示。
14、首先指定喷嘴的形状、大小，指定喷射角度轮廓线A，接下来检测喷笔的高度、倾斜角度，根据喷笔的高度不同确定是否是悬空仿真状态；当笔的高度小于设定阈值时为接触仿真状态，当笔的高度大于设定阈值时为悬空仿真状态，在接触仿真状态下是以下端传感器的压力、笔的平面位置、笔的倾斜角为输入变量计算笔迹，在悬空仿真状态，上端压力传感器的压力、笔的空间位置、笔的倾斜角为输入变量计算笔迹，当压力传感器没有检测到按压时则没有操作。接触状态下的笔迹计算是现有技术，下面说明悬空状态下笔迹的计算方法，由于喷嘴的形状不只有圆形，首先如图9将喷嘴形状分割成小的圆形虚拟喷嘴，根据预设的喷洒角度、计算得出的小圆形喷洒高度、倾斜角使用手。
15、电筒法计算喷洒范围、喷洒浓度，根据上端的压力传感器的压力修正喷洒浓度，将所有小圆形计算的笔迹在有效范围内叠加则得到喷笔的当前喷洒范围。0055本发明的可替换配置实施例有，笔中设置电源、振荡电路主动发射电磁感应信号；上端力传感器和下端力传感器配置成现有的力传感器的任意组合；使用其他方式切换接触仿真、悬空仿真状态，比如笔上按键；如果计算单元的计算速度允许，可以将使用手电筒法计算喷洒范围的方法中的点光源替换成指定形状的光源比如圆形；虚拟喷嘴可配置成其他任意形状的喷嘴比如方形、正六边形等；笔杆外部配置硅胶皮套增加手感、增加摩擦力；喷射角受上端压力控制，压力越大喷射角越大；使用其他与电磁感应式笔位置传感器原理不相同的可以检测高度、倾斜、压力等参数的数位板系统。0056注说明书记载的具体实施方式，是优选的实施方案，其可以整体上说明发明的目的、手段和效果，并不是发明实例穷举。说明书CN104142737A1/5页7图1图2说明书附图CN104142737A2/5页8图3图4说明书附图CN104142737A3/5页9图5图6说明书附图CN104142737A4/5页10图7图8说明书附图CN104142737A105/5页11图9说明书附图CN104142737A11。