[發明專利]一種觸感虛擬畫筆及畫圖方法

有效

• 申請號: 201810696557.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110658908B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 孫其民;李煒
• 申請（專利權）人: 深圳市掌網科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0354;G06T19/20
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

1.一種觸感虛擬畫筆，其特征在于，包括：

虛擬圖像顯示單元(100)，用于顯示虛擬現實場景；

現實筆(210)，包括具有磁性體的按鍵(211)；

畫筆單元(200)，用于感應使用者按壓現實筆(210)上的按鍵(211)時的按壓作用力并產生相應受力電信號，再通過受力電信號依靠電流磁效應改變感應磁場，以使處于感應磁場中的磁性體產生對使用者的對應筆觸作用力；

虛擬作畫單元(400)，包括顯示于虛擬現實場景中并與現實筆(210)對應的虛擬筆；

控制單元(300)，分別與虛擬圖像顯示單元(100)和畫筆單元(200)通信連接，用于在虛擬現實場景中控制虛擬圖像顯示單元(100)顯示虛擬筆及其所繪制的圖形，并根據受力電信號對應調整虛擬筆所繪制圖形的線寬；

虛擬作畫單元(400)還包括顯示于虛擬現實場景中的虛擬畫布；控制單元(300)用于在虛擬現實場景中控制虛擬圖像顯示單元(100)顯示虛擬畫布；畫筆單元(200)還包括用于獲取現實筆(210)的姿態信息和運動軌跡信息的定位模塊(240)；

控制單元(300)，用于根據姿態信息和運動軌跡信息控制虛擬筆運動，并根據虛擬筆與虛擬畫布的相對位置確定虛擬筆繪制于虛擬畫布上的圖形的對應線寬范圍，然后根據受力電信號在該對應線寬范圍內對虛擬筆所繪制圖形的線寬進行對應調整；

畫筆單元(200)包括用于感應使用者按壓按鍵(211)時的按壓作用力的力傳感器(220)；該力傳感器(220)采用壓阻式傳感器或電容式壓力傳感器；

畫筆單元(200)還包括用于根據力傳感器(220)所感應的按壓作用力以及虛擬筆相對于虛擬畫布運動的方向產生相應受力電信號，并通過受力電信號依靠電流磁效應改變感應磁場的感應模塊(230)；

該感應模塊(230)包括兩兩垂直的x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組，用于分別調整流經x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組中的受力電信號以分別調整x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組所產生的感應磁場，從而使由x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向各自產生的感應磁場所構成的復合磁場對磁性體的磁性力的方向與虛擬筆相對于虛擬畫布運動的方向相反，并使復合磁場對磁性體的磁性力的大小與按壓作用力相應。

2.根據權利要求1所述的觸感虛擬畫筆，其特征在于，定位模塊(240)可以包括加速度傳感器和/或陀螺儀和/或電子羅盤和/或紅外定位傳感器。

3.根據權利要求1所述的觸感虛擬畫筆，其特征在于，虛擬畫布可以為平面，曲面，折面，由曲面和平面所構成的第一復合面，由曲面和折面所構成的第二復合面，或者由曲面、折面和平面所構成的第三復合面。

4.根據權利要求1所述的虛擬畫筆，其特征在于，虛擬作畫單元(400)還包括虛擬筆形狀、虛擬調色盤。

5.一種畫圖方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、感應使用者按壓現實筆(210)上的按鍵(211)時的按壓作用力并產生相應受力電信號，再通過受力電信號依靠電流磁效應改變感應磁場，以使處于感應磁場中按鍵(211)上的磁性體產生對使用者的對應筆觸作用力；

步驟S2、在虛擬現實場景中顯示與現實筆(210)對應的虛擬筆及其所繪制的圖形，并根據受力電信號對應調整虛擬筆所繪制圖形的線寬；

步驟S1還包括：獲取現實筆(210)的姿態信息和運動軌跡信息；

步驟S2還包括：在虛擬現實場景中顯示虛擬畫布；根據姿態信息和運動軌跡信息控制虛擬筆運動，并根據虛擬筆與虛擬畫布的相對位置確定虛擬筆繪制于虛擬畫布上的圖形的對應線寬范圍，然后根據受力電信號在該對應線寬范圍內對虛擬筆所繪制圖形的線寬進行對應調整；

當采用兩兩垂直的x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組來改變感應磁場時，步驟S2還包括：

分別調整流經x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組中的受力電信號以分別調整x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向感應導線組所產生的感應磁場，從而使由x方向感應導線組、y方向感應導線組以及z方向各自產生的感應磁場所構成的復合磁場對磁性體的磁性力的方向與虛擬筆相對于虛擬畫布運動的方向相反，并使復合磁場對磁性體的磁性力的大小與按壓作用力相應。