纹理捕捉触控笔和方法技术

本公开涉及纹理捕捉触控笔和方法。本文所公开的实施例一般涉及用于纹理捕捉的触控笔。触控笔包括图像感测和捕捉设备，以允许利用触控笔扫描表面，并且图像可以存储并显示在电子设备上，以表示所扫描的表面的纹理。

【技术实现步骤摘要】
纹理捕捉触控笔和方法本专利申请要求于2014年1月27日提交的美国专利申请No.14/165,501的优先权，该申请的全部内容通过引用被结合于此。
本文所公开的实施例一般涉及可以包括附加部件的触控笔，该附加部件用于感测、记录并发送表面的纹理的图像。
技术介绍
在视觉艺术中，纹理是图像或艺术品的被感知的表面质量。它是二维和三维设计的元素并且通过其被感知的视觉和物理属性来区分。纹理连同其它设计元素的使用可以传达各种消息和情感。例如，粗糙表面的使用可以是视觉上活跃的，而光滑的表面可以是视觉上宁静的。物理纹理，也称为实际纹理或触感纹理，是表面上的实际变化。物理纹理具有作为表面看起来如何以及触摸起来感觉如何的组合的物理质量。例如，在绘画中，物理纹理基于颜料以及其应用，或者诸如丝带、金属、木头、花边、羽毛和沙子的材料在颜料表面上或者与其混合的添加。视觉纹理是具有物理纹理的错觉。每种材料和每种支撑表面都具有其自己的物理纹理，这些物理纹理需要在创作要模拟该物理纹理的可视图像之前被考虑。例如，诸如画布和水彩纸的材料比例如照片质量的计算机纸要粗糙得多并且会难以从在此类材料上显示的图像产生扁平、光滑的纹理。摄影、绘图和绘画使用视觉纹理既现实地描绘它们的主题又具有解释性。那些媒体中的视觉纹理一般是通过形状和线条的重复产生的。模拟的纹理在不实际添加纹理的情况下产生纹理的视觉效果。例如，可以产生看起来像扁平表面上除涂料之外的某种东西的纹理。或者，图像可以通过线条的重复产生波纹的错觉。如今，术语触控笔一般指与个人数字助理(PDA)、绘图板、平板个人电脑(PC)和超移动个人电脑(UMPC)一起使用的输入工具。如今的触控笔一般采用书写工具的形状，诸如笔，并且制成舒适地适合握在用户的手中。可以发现这些触控笔有不同的尺寸和形状。有些触控笔可以延伸和收缩成小的像笔一样的圆柱体，这样很容易保存。其它类型的触控笔可以更大或者包含诸如麦克风的附加设备。在电子应用中，用户利用触控笔而不是使用手指操作触摸屏，以避免使用户手上的天然油脂粘到屏幕上。触控笔的使用还改善了触摸输入的精度，从而允许使用诸如图标的更小的用户界面元素。触控笔还可以用于在诸如计算机平板屏幕的触摸敏感表面上手写或绘图并且可以帮助用户准确地导航通过菜单、发送消息等。随着电子设备的发展，它们已经更频繁地被工程师、艺术家和其他创作个人用于艺术绘图、图像创作、图形设计以及其它用途。当诸如绘图板或PC的电子设备的用户尝试创作包括视觉纹理的图像时，用户会受到他或她能够模拟的物理纹理类型的限制。因而，一般而言，需要用户的创造性和努力来确定可以提供的视觉纹理的方法和类型。因而，对于允许用户创作模拟被感测的表面纹理的图像，用于捕捉、存储并且向电子设备提供来自被感测表面的图像的视觉纹理信息的改进设备、方法和/或系统会是有用的。
技术实现思路
公开了一种触控笔，该触控笔包括用于检测、存储和模拟带纹理表面的物理属性的装置和系统。该触控笔可以包括包含在触控笔中或者附连到其的图像传感器，该图像传感器感测触控笔在其上经过的表面的物理属性。触控笔可以包括透光尖端，图像传感器可以通过该透光尖端检测触控笔在其上经过的表面的纹理。传感器可以是相机，它可以包含在触控笔中或者可以以别的方式与触控笔相关联。通过触控笔的透光尖端感测的图像可以被存储或者立即用来产生在视觉上模拟被感测表面或图像的纹理的图像。一种实施例利用触控笔一端上的透明尖端作为用于相机的透镜。可以是针孔相机或其它合适图像感测设备的图像传感器包含在触控笔中，使得图像传感器检测触控笔的透明(clear)尖端在其上经过的表面的表面纹理。感测到的图像发送到主计算机并且可以用来产生新创作的图像，该图像包括模拟所感测表面的纹理的视觉纹理。依赖于相机的灵敏度、尖端透镜的焦点和用户的期望，触控笔尖端可以物理地触摸到、靠近被感测的表面，或者经过其某个距离。因而，通过改变由相机感测的图像的细节水平，用户可以确定可以被设备捕捉的带纹理表面的类型的细节水平。触控笔可以包括激活开关或其它合适的设备，以允许触控笔的用户确定被感测的表面图像可以被捕捉的时间和地点。可以提供来自外部源或者来自触控笔内部的诸如发光二极管(LED)的照明设备的照明，以帮助图像的捕捉。触控笔的尖端可以充当透镜，以便向图像传感器设备呈现图像。在一种实施例中，触控笔的尖端可以是对光透明的，使得图像传感器设备除由触控笔尖端提供的透镜结构之外可以不需要任何附加的透镜结构。在有些实施例中，照明可以变化，以匹配或符号化(而不是匹配)所捕捉图像的一部分的颜色或纹理、触控笔位于其上的颜色或纹理、对应于触控笔的输出或者由触控笔或相关联电子设备生成的输出信号的颜色或纹理，等等。在设备的另一种实施例中，感测到的图像提供给数据存储设备，然后该数据存储设备可以存储图像供将来使用。数据存储设备可以包含在触控笔中或者膝上型计算机或电子平板电脑或其者可以存储感测到的纹理图像的其他合适设备中。然后，感测到的图像可以随后与用户的设备或者与该用户或另一用户的不同设备一起使用。然后，存储的图像可以传送到原始的或另一个触控笔，以便在电子绘画应用中用作笔或刷。感测到的图像可以无线地或者通过到触控笔的直接连接传送到数据存储设备。在设备的还有另一种实施例中，对象的物理感觉、所感测的图像中的对象、对应于所感测的图像的一部分的对象或者所感测的图像本身可以通过来自触觉设备的触感传感器反馈提供给用户。在这种实施例中，用户能够同时体验所感测的表面图像或对应对象的外观和感觉。所感测的表面/对象的视觉外观在电子设备的屏幕上提供，同时表面的感觉通过已知的触觉设备以电的方式提供给用户。作为另一个例子，这种反馈也可以基于所感测的图像或对象的颜色提供。设备的另一种实施例可以用来创作三维图像。在这种实施例中，纹理表面可以是雕塑或诸如工具设计的其它物理表示的表面的三维表示。在这种实施例中，触控笔可以用作三维计算机辅助设计(CAD)系统的部分。例如，触控笔可以用来设计特定工具应用所需的复杂表面。附图说明图1是用户持有的电子设备的透视图；图2是电子设备的透视图；图3是带触控笔的电子设备的透视图；图4是触控笔的实施例的透视图；图5是触控笔的另一种实施例的剖视图；图6是布料图像的视图；图7是浮雕图像的视图；图8是雕刻珠宝和触控笔的透视图；图9是包括IMU的触控笔的另一种实施例的剖视图；图10是包括表面特征的三维地图和触控笔的透视图；以及图11说明了用户使用触控笔和触觉反馈。具体实施方式一般而言，本文所述的实施例公开了用于感测、存储和使用包括带纹理表面的图像的系统和方法。通过对那些图像包括带纹理的外观和感觉，那些实施例可以使图形设计者、工程师、绘图员、艺术家或者任何其他个人能够提高以电的方式生成的图像的质量和真实性。参考贯穿说明书其中相同的标号都指示相同结构的附图，图1是诸如平板电脑11的电子设备示为被用户12持有的透视图。平板电脑11包括显示图像的显示屏幕13。图2是平板电脑11和屏幕13的透视图。图3是平板电脑11和屏幕13的透视图，其中触控笔14示为接触屏幕13。触控笔14可以结合平板电脑11和屏幕13使用，以便通过触摸在屏幕13上生成可视图像或者从屏幕13选择某些特征或应用。计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触控笔，包括：外壳；尖端部分，位于所述外壳上以便发送与所述尖端部分邻近的表面的图像；与所述尖端部分相关联以便捕捉所述图像的图像感测设备；以及电磁连接到所述图像感测设备的存储设备。

【技术特征摘要】
2014.01.27 US 14/165,5011.一种触控笔，包括：外壳；外壳中的图像感测设备；位于外壳上的透光尖端，所述透光尖端接触与尖端邻近的表面并且将光从表面透射到图像感测设备以使得图像感测设备基于所透射的光来捕捉表面的图像，其中表面包括表面和透光尖端之间的距离变化，并且其中由图像感测设备捕获的图像包括距离变化；触觉输出设备，所述触觉输出设备基于由触控笔的外壳中的图像感测设备所捕捉的图像产生触觉输出；以及光源，所述光源照明表面以至少在图像感测设备捕获图像的同时向图像感测设备提供附加的光，并且其中由光源提供的附加的光基于所捕获的图像进行调节。2.如权利要求1所述的触控笔，其中表面具有纹理，其中捕捉的图像包括表面的纹理，并且其中触觉输出基于纹理。3.如权利要求1所述的触控笔，其中图像感测设备包括相机。4.如权利要求1所述的触控笔，其中透光尖端包括将光从表面透射到图像感测设备的透镜。5.如权利要求1所述的触控笔，其中图像感测设备可操作成捕捉表面的纹理和表面的颜色，并且其中所捕获的图像包括表面的纹理和表面的颜色。6.如权利要求1所述的触控笔，还包括向触控笔供电的电源。7.如权利要求1所述的触控笔，还包括产生指示触控笔相对于表面的位置的位置数据的惯性测量单元。8.一种产生触觉反馈的系统，所述系统包括：包括显示屏幕的电子设备；与电子设备电学通信的触控笔，所述触控笔包括：位于触控笔一端的尖端；图像感测设备，响应于来自除电子设备之外的物体的表面的光产生图像数据，其中尖端是透光的并且将来自表面的光透射到图像感测设备，其中表面包括表面和尖端之间的距离变化，并且其中由图像感测设备捕捉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·罗尔，P·A·卡尔罗尔，G·A·霍德斯，D·J·维尔霍温，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US