專利名稱：一種無線電子筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子筆技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線電子筆。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字技術(shù)和觸摸屏技術(shù)的發(fā)展，類筆輸入裝置由此而產(chǎn)生，而此類筆 輸入裝置的缺點是有的是有線的，有線的方式限制了筆的自由移動；有的是 不能根據(jù)壓力的大小而改變筆跡粗細的筆，即沒有真實感?，F(xiàn)存的具有壓感的 電子筆， 一般采用電磁感應(yīng)式、電容感應(yīng)式或電阻感應(yīng)式，此類筆的缺點是不 夠靈敏，雖有壓感，但是字跡不夠圓滑。例如，公開號為CN1437095A的中 國實用新型專利"具有追蹤軌跡與感測壓力的數(shù)字筆"提供了兩種檢測壓力的 技術(shù)方案 一種是將壓力的變化轉(zhuǎn)化為電感的變化，當(dāng)壓力發(fā)生變化時，筆芯 會帶動繞在鐵粉芯上的線圈與鐵粉芯產(chǎn)生相對位置的改變，從而導(dǎo)致電感發(fā)生 變化，進而產(chǎn)生一振蕩頻率信號，振蕩頻率的信號通過電子電路處理后即可判 斷所施加壓力的大小，這種技術(shù)方案對線圈的要求相當(dāng)高，例如線圈匝數(shù)、線 圈密度等，否則，會導(dǎo)致壓力均勻變化時得到的頻率變化卻不均勻，造成精度 不高。另一種是將壓力的變化轉(zhuǎn)化為光強度的變化，當(dāng)壓力發(fā)生變化時，會帶 動光通路的改變從而導(dǎo)致接收到的光照強度發(fā)生變化，檢測光強度的變化即可 得到所施加壓力的大小。這種技術(shù)方案容易受環(huán)境光的影響，而且由于光源的 發(fā)散性，導(dǎo)致精度不高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線電子筆，其壓 力檢測精度高且檢測方法簡單易行，能夠根據(jù)壓力大小自動調(diào)節(jié)筆跡粗細，真 實感強。
本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本無線電子筆，包括筆殼、筆芯、彈 性元件、壓力檢測組件，所述筆芯、彈性元件、壓力檢測裝置都置于筆殼內(nèi)， 且筆芯通過彈性元件與筆殼頂接，其特征在于，所述無線電子筆還包括筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置，所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與壓力檢測裝置為無線信號連接，且 所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與計算機的顯示器信號連接。
為更好地實現(xiàn)本實用新型，所述壓力檢測裝置包括光源、物鏡、CCD、驅(qū) 動脈沖模塊、視頻信號處理模塊、無線發(fā)射模塊；其中，視頻信號處理模塊包 括用于連續(xù)化處理的采樣保持電路、用于二值化方波處理的微分電路、把二值 化方波信號轉(zhuǎn)變成壓力相對變化值的MCU采集發(fā)射控制模塊；光源、筆芯、 物鏡與CCD的光敏陣列通過光路依次連接，驅(qū)動脈沖模塊與CCD驅(qū)動連接， 且CCD輸出端、采樣保持電路、微分電路、MCU采集發(fā)射控制模塊、無線發(fā) 射模塊依次信號連接；
所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置包括依次信號連接的無線接收模塊、MCU接收 控制模塊、筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊，無線接收模塊與所述無線發(fā)射模塊之間為無 線信號連接，所述筆跡粗細調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在計算機內(nèi)，且與計算機的顯示器信 號連接。
所述物鏡固定在能夠接收到筆芯的反射光線的范圍內(nèi)，CCD安裝在能夠 接收到筆芯的像的位置，筆芯置于筆殼的中心軸上。
所述筆殼的內(nèi)部為黑色，筆芯為白色或其它具有較強光線反射能力的顏色。
本無線電子筆的筆跡粗細自調(diào)節(jié)過程為
(1) 光源實時照射筆殼中的筆芯，其反射光線經(jīng)過物鏡成像到CCD光敏 陣列上，CCD獲得成像光信號，其中，所述成像的長度與在筆殼內(nèi)的筆芯的 長度成正比例關(guān)系；
(2) 通過驅(qū)動脈沖模塊產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖作用，CCD將接收到的成像光信 號完成光電轉(zhuǎn)變后輸出視頻信號；
(3) 視頻信號處理模塊的采樣保持電路、微分電路將CCD輸出的視頻信 號依次進行連續(xù)化處理及二值化方波處理，得到所述視頻信號的二值化方波信 號，所述二值化方波信號寬度與成像的長度成正比例關(guān)系；
(4) MCU采集發(fā)射控制模塊對所述二值化方波信號進行采集和處理，得 到壓力相對變化值，MCU采集發(fā)射控制模塊控制無線發(fā)射模塊把所述壓力相 對變化值發(fā)送至無線接收模塊；
(5) MCU接收控制模塊控制無線接收模塊接收到所述壓力相對變化值， 并傳給計算機內(nèi)的筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊；
(6) 所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊根據(jù)壓力相對變化值的大小，計算處理得出當(dāng)前壓力所對應(yīng)的筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)，并傳給顯示器進行筆跡粗細的實時調(diào) 節(jié)，從而實現(xiàn)所述無線電子筆的筆跡粗細自調(diào)節(jié)過程。
步驟(3)所述CCD輸出的視頻信號為調(diào)幅脈沖信號； 其中，步驟(4) MCU采集發(fā)射控制模塊根據(jù)所述二值化方波信號進行計 算處理，得到壓力相對變化值，具體包括以下步驟-
(4.1) 根據(jù)二值化方波信號的采樣脈沖的個數(shù)與二值化方波信號寬度成 正比例關(guān)系，計算采樣脈沖個數(shù)的多少即相應(yīng)得到二值化方波信號寬度；
(4.2) 根據(jù)二值化方波信號寬度的長短與壓力的大小成正比例關(guān)系，即 用二值化方波信號寬度表示壓力的大小，從而用采樣脈沖個數(shù)的多少表示壓力 的大?。?br> (4.3) 根據(jù)當(dāng)前壓力所對應(yīng)的采樣脈沖個數(shù)與無壓力時對應(yīng)的采樣脈沖 個數(shù)的差值，計算得到壓力相對變化值。
步驟(6)所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊根據(jù)壓力相對變化值的大小，計算處 理得出筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)，具體包括以下步驟預(yù)先設(shè)定無壓力時所對應(yīng)的是 一個標準粗細的筆跡，其筆跡粗細的調(diào)節(jié)參數(shù)為l，然后將壓力相對變化值乘 以l，從而得到當(dāng)前壓力所對應(yīng)的筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)。
其原理具體為當(dāng)筆芯受到壓力時，彈性元件發(fā)生彈性變形，從而導(dǎo)致在 筆殼內(nèi)的筆芯長度發(fā)生變化，即CCD接收到的光信號也發(fā)生變化，這時CCD 輸出的視頻信號的周期也就發(fā)生改變，然后把CCD輸出的視頻信號輸入到相 應(yīng)的電子電路進行處理(即連續(xù)化處理和二值化方波處理)，并計算采樣脈沖 的個數(shù)得出二值化方波信號寬度，由于其周期與壓力大小成正比關(guān)系，所以可 通過檢測其周期的變化來得到壓力相對變化值，最后根據(jù)壓力相對變化值計算 處理，從而調(diào)節(jié)筆跡的粗細。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果-
1、 本實用新型采用CCD作為光電轉(zhuǎn)換元件，通過其高感光度的性能使得 壓力的檢測精度大大提高。
2、 筆芯所受的壓力與筆芯所成的像的長度成正比關(guān)系，筆芯所成的像的 長度又與CCD輸出的視頻信號的周期成正比關(guān)系，從而可以通過檢測CCD 輸出的視頻信號的周期來反應(yīng)壓力的大小，這種檢測方法簡單、易行，且檢測 精度高。
3、 能夠根據(jù)壓力大小自動調(diào)節(jié)筆跡粗細，真實感強。

圖1是本實用新型一種無線電子筆的結(jié)構(gòu)原理方框圖2是本實用新型一種無線電子筆的光學(xué)部分的結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型一種無線電子筆檢測壓力時的信號處理示意圖
其中，圖3A是CCD的視頻輸出信號示意圖3B是經(jīng)處理后的二值信號示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用
新型的實施方式不限于此。
如圖l、 2所示，本無線電子筆，包括筆殼l、筆芯7、彈性元件2、壓力 檢測組件，所述筆芯7、彈性元件2、壓力檢測裝置都置于筆殼內(nèi)，且筆芯7 通過彈性元件2與筆殼1頂接，其特征在于，所述無線電子筆還包括筆跡粗細 自調(diào)節(jié)裝置，所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與壓力檢測裝置為無線信號連接，且所 述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與計算機的顯示器信號連接。
所述壓力檢測裝置包括光源3、物鏡4、 CCD5、驅(qū)動脈沖模塊、視頻信號 處理模塊、無線發(fā)射模塊；其中，視頻信號處理模塊包括用于連續(xù)化處理的采 樣保持電路、用于二值化方波處理的微分電路、把二值化方波信號轉(zhuǎn)變成壓力 值的MCU采集發(fā)射控制模塊；光源3、筆芯7、物鏡4與CCD5的光敏陣列 通過光路依次連接，驅(qū)動脈沖模塊與CCD5驅(qū)動連接，且CCD5輸出端、采 樣保持電路、微分電路、MCU采集發(fā)射控制模塊、無線發(fā)射模塊依次信號連 接；
所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置包括依次信號連接的無線接收模塊、MCU接收 控制模塊、筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊，無線接收模塊與所述無線發(fā)射模塊之間為無 線信號連接，所述筆跡粗細調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在計算機內(nèi)，且與計算機的顯示器信 號連接。
所述物鏡4固定在能夠接收到筆芯7的反射光線的范圍內(nèi)，CCD5安裝在 能夠接收到筆芯7的像的位置，筆芯7置于筆殼1的中心軸上。
所述筆殼1的內(nèi)部為黑色，筆芯7為白色或其它具有較強光線反射能力的
-本無線電子筆是這樣實現(xiàn)筆跡粗細自調(diào)節(jié)過程的
(1 )光源實時照射筆殼1中的筆芯7，其反射光線經(jīng)過物鏡4成像到CCD5光敏陣列上，CCD5獲得光信號。當(dāng)施加到筆芯7的壓力發(fā)生變化時，彈性元 件2會發(fā)生彈性形變，導(dǎo)致在筆殼1內(nèi)的筆芯7的長度發(fā)生變化，筆芯7與壓 力的大小成正比例關(guān)系；光源3照射筆芯7時，產(chǎn)生的反射光線經(jīng)物鏡4在 CCD5光敏陣列上成像，筆殼1內(nèi)筆芯7的長度發(fā)生變化，引起其反射面長度 發(fā)生變化，成像的長度與在筆殼1內(nèi)的筆芯7的長度成正比例關(guān)系；
(2) CCD5接收筆芯7經(jīng)物鏡4所成的像，并在驅(qū)動脈沖模塊的驅(qū)動脈 沖作用下完成光電轉(zhuǎn)換并輸出視頻信號，CCD5輸出的視頻信號為調(diào)幅脈沖信 號，如圖3A所示；
(3) CCD5輸出的調(diào)幅脈沖信號經(jīng)視頻信號處理模塊的采樣保持電路后 變成連續(xù)的視頻信號，然后經(jīng)過微分電路作二值化方波處理得到二值化方波信 號，如圖3B所示，此二值化方波信號寬度與成像的長度成正比例關(guān)系；
(4) MCU采集發(fā)射控制模塊對所述二值化方波信號進行計算處理，得到 壓力相對變化值，具體包括以下步驟
(4.1) 根據(jù)二值化方波信號的的釆樣脈沖的個數(shù)與二值化方波信號寬度 成正比例關(guān)系，計算采樣脈沖個數(shù)的多少即相應(yīng)得到二值化方波信號寬度；
(4.2) 根據(jù)二值化方波信號寬度與壓力的大小成正比例關(guān)系，即用二值 化方波信號寬度表示壓力的大小，從而用采樣脈沖個數(shù)的多少表示壓力的大 小；
(4.3) 根據(jù)當(dāng)前壓力所對應(yīng)的采樣脈沖個數(shù)與無壓力時對應(yīng)的采樣脈沖 個數(shù)的差值，計算得到壓力相對變化值；
MCU采集發(fā)射控制模塊控制無線發(fā)射模塊把所述壓力相對變化值發(fā)送至 無線接收模塊；
(5) MCU接收控制模塊控制無線接收模塊接收到所述壓力相對變化值， 并傳給計算機內(nèi)的筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊；
(6) 所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊根據(jù)壓力相對變化值的大小，計算處理得 出當(dāng)前壓力所對應(yīng)的筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)，具體包括以下步驟預(yù)先設(shè)定無壓力 時所對應(yīng)的是一個標準粗細的筆跡，其筆跡粗細的調(diào)節(jié)參數(shù)為1，然后將壓力 相對變化值乘以1，從而得到當(dāng)前壓力所對應(yīng)的筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)；
所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊將筆跡粗細調(diào)節(jié)參數(shù)傳給顯示器進行筆跡粗細 的實時調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)所述無線電子筆的筆跡粗細自調(diào)節(jié)過程。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較 佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋<
權(quán)利要求1、一種無線電子筆，包括筆殼、筆芯、彈性元件、壓力檢測組件，所述筆芯、彈性元件、壓力檢測裝置都置于筆殼內(nèi)，且筆芯通過彈性元件與筆殼頂接，其特征在于所述無線電子筆還包括筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置，所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與壓力檢測裝置為無線信號連接，且所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與計算機的顯示器信號連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無線電子筆，其特征在于所述壓力檢測裝 置包括光源、物鏡、CCD、驅(qū)動脈沖模塊、視頻信號處理模塊、無線發(fā)射模塊; 其中，視頻信號處理模塊包括用于連續(xù)化處理的采樣保持電路、用于二值化方 波處理的微分電路、把二值化方波信號轉(zhuǎn)變成壓力值的MCU采集發(fā)射控制模 塊；光源、筆芯、物鏡與CCD的光敏陣列通過光路依次連接，驅(qū)動脈沖模塊 與CCD驅(qū)動連接，且CCD輸出端、采樣保持電路、微分電路、MCU采集發(fā) 射控制模塊、無線發(fā)射模塊依次信號連接；所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置包括依次信號連接的無線接收模塊、MCU接收 控制模塊、筆跡粗細自調(diào)節(jié)模塊，無線接收模塊與所述無線發(fā)射模塊之間為無 線信號連接，所述筆跡粗細調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在計算機內(nèi)，且與計算機的顯示器信 號連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無線電子筆，其特征在于筆芯置于筆殼的 中心軸上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種無線電子筆，其特征在于所述筆殼的內(nèi)部 為黑色，筆芯為白色或具有強的光線反射能力的顏色。
專利摘要本實用新型提供一種無線電子筆，包括筆殼、筆芯、彈性元件、壓力檢測組件，所述筆芯、彈性元件、壓力檢測裝置都置于筆殼內(nèi)，且筆芯通過彈性元件與筆殼頂接，所述無線電子筆還包括筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置，所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與壓力檢測裝置為無線信號連接，且所述筆跡粗細自調(diào)節(jié)裝置與計算機的顯示器信號連接。本實用新型壓力檢測精度高且檢測方法簡單易行，能夠根據(jù)壓力大小自動調(diào)節(jié)筆跡粗細，真實感強。
文檔編號G06F3/038GK201229551SQ20082005168
公開日2009年4月29日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者葉耀斌, 銘 張, 張洪哲, 彭曉林 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司