專利名稱：壓感光電筆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種計算機輸入裝置，特別涉及一種計算機手寫輸入裝置。
背景技術：
現(xiàn)代計算機輸入方法很多，但主要有以下幾種一是鍵盤輸入，該方法的優(yōu)點是便于文字輸入，但工作操作相對復雜；二是鼠標輸入，該方法優(yōu)點是操作方便，但不便于文字輸入；三是語音輸入，還存在著識別率差等缺點。
而手寫輸入作為輸入方式也越來越多地被采用?，F(xiàn)有的計算機手寫輸入裝置主要采用超聲波定位、電磁定位及紅外線定位等方式，如專利號為5,308,936的美國專利申請，及申請?zhí)枮?1140298.9、00133388.7的中國專利申請，都提供了一種利用超聲波或電磁技術的手寫輸入裝置。但是這些裝置都只能提供簡單的文字及線條輸入，不能對所輸入的線條粗細等進行控制，無法表達個性化的文字輸入及進行繪圖。而且與計算機的連接一般采用特殊的板卡，極不方便。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種利用CRT顯示器的掃描信號定位的壓感光電筆，其可實現(xiàn)手寫輸入及鼠標功能。
本實用新型的技術方案是提供一種壓感光電筆，包括根據(jù)CRT顯示屏的掃描信號捕捉被測光點的光電管，所述光點信號經(jīng)與所述光電管連接的控制裝置轉(zhuǎn)換為位置信號后經(jīng)由USB線傳送至計算機，以在顯示屏顯示光電管的位置；所述光電筆還包括與所述控制裝置連接的壓感傳感器，所述控制裝置對壓力值大小進行處理后傳送至計算機，由計算機根據(jù)壓感傳感器的壓力值大小判斷光電筆落筆與抬筆，以進行筆畫或圖形輸入。
上述壓感光電筆中，所述CRT顯示屏的掃描信號包括場掃描信號和行掃描信號。
上述壓感光電筆中，所述控制裝置包含行計數(shù)器和列計數(shù)器，當掃描到被光電管捕捉的被測光點時，控制裝置停止行計數(shù)器和列計數(shù)器的記數(shù)，獲得光電筆的位置坐標。
上述壓感光電筆中，所述控制裝置采用查詢方式或中斷方式判斷光電筆的落筆。
上述壓感光電筆中，所述控制裝置采用中斷方式或查詢方式判斷光電筆的抬筆。
上述壓感光電筆中，所述壓感傳感器的壓力級別種類根據(jù)硬件分為256-1024。
上述壓感光電筆中，所述光電管與壓感傳感器位于筆形外殼內(nèi)。
上述壓感光電筆中，所述計算機主機通過視頻連接線經(jīng)由控制裝置與CRT顯示器連接。
上述壓感光電筆中，所述光電管經(jīng)由放大電路、比較電路與控制裝置連接。
上述壓感光電筆中，所述控制裝置包括主控制單元，所述光電信號經(jīng)整形電路整形后轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并傳送到主控制單元；所述壓感傳感器經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換電路與主控制單元連接；所述主控制單元經(jīng)由USB線與計算機連接。
本實用新型的壓感光電筆，不僅可實現(xiàn)計算機簡單文字的輸入及實現(xiàn)鼠標輸入功能，還可使普通顯示屏具備毛筆效果以表達個性化的文字輸入及進行繪圖。


圖1是本實用新型的壓感光電筆與計算機及顯示器的連接示意圖。
圖2是本實用新型的壓感光電筆的光電接收筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型的壓感光電筆的控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型的壓感光電筆的光電接收筆的電路圖。
圖5是本實用新型的壓感光電筆的控制器的電路圖。
具體實施方式
本實用新型的壓感光點筆是利用CRT顯示屏的場掃描信號和行掃描信號作同步來進行定位書寫的。場掃描信號是一屏產(chǎn)生一個，其頻率就是顯示器的刷新頻率，它的時間間隔由行數(shù)決定，行掃描信號是一行產(chǎn)生一個，它的時間間隔由一行的點數(shù)決定，場掃描信號和行掃描信號的頻率都與顯示分辨率有關。
如圖1所示，本實用新型的壓感光電筆包括控制裝置13和與控制裝置13連接的光電接收筆15?？刂蒲b置13通過視頻線14與顯示屏11連接，控制裝置13還通過另一視頻線14與計算機12的視頻輸出接口連接。控制裝置13還通過USB線16與計算機12的USB接口連接。
如圖2及圖4所示，光電接收筆15具有筆形外殼，所述筆形外殼內(nèi)包括用于捕捉被測光點的光電管23，所述光電管23露出筆形外殼的尖端。本實施例中光電管23采用光敏二極管。光電管23經(jīng)由放大電路24和微分電路25與輸出接口26連接。所述筆形外殼內(nèi)還包括用于檢測光電接收器的筆尖部分壓力值的壓力壓感傳感器22以及開關21，所述壓感傳感器22以及開關21直接與輸出接口26連接。
光電管23接收的光信號經(jīng)由放大電路24放大、微分電路25微分為脈沖信號、場同步信號和行同步信號后經(jīng)輸出接口26傳送到控制裝置13。同樣地，壓感傳感器22檢測的壓力值也通過輸出接口26傳送到控制裝置13。
如圖3及圖5所示，控制裝置13包括脈沖信號整形電路31、場同步信號整形電路32、行同步信號整形電路33、輔助處理單元36、A/D轉(zhuǎn)換電路34、開關電路35、主控制單元37、以及USB接口39。其中脈沖信號整形電路31、場同步信號整形電路32、行同步信號整形電路33分別與輔助處理單元36連接，輔助處理單元36、A/D轉(zhuǎn)換電路34、開關電路35分別與主控制單元37連接，主控制單元37通過USB接口37及USB線16與計算機12連接。
經(jīng)光電接收筆15處理后的脈沖信號、場同步信號、行同步信號分別經(jīng)脈沖信號整形電路31、場同步信號整形電路32、行同步信號整形電路33整形后，由輔助處理單元36轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并發(fā)送到主控制單元37。壓感傳感器22檢測到的壓力值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)后也送至主控制單元37處理。經(jīng)主控制單元37處理的數(shù)據(jù)通過USB接口39發(fā)送到計算機12。
在使用壓感光電筆時，裝在光電接收筆15尖端的光電管23捕捉CRT顯示屏11表面的被測光點，當掃描到被測光點時由主控制單元37產(chǎn)生停止信號停止主控制單元37內(nèi)的行計數(shù)器和列計數(shù)器計數(shù)。此時行計數(shù)器記錄的正好是被測光點在顯示屏11上的行數(shù)，也即是光電管23的Y坐標，列計數(shù)器記錄的是被測光點在顯示屏11上的水平方向的位置，也即是光電管的X坐標。這樣就完成了一次定位。主控制單元37讀取行計數(shù)器和列計數(shù)器的值發(fā)送給計算機12，就可在屏幕上顯示出光電管23的坐標。當光電管23在顯示屏11表面移動的時候就可顯示筆的運動軌跡，從而書寫筆畫。
光電接收筆15還將壓感傳感器22檢測的筆尖在顯示屏表面的壓力值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路35轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳送至主控制單元37。光電接收筆15的落筆檢測和抬筆檢測分別用查詢和中斷的方式，通過測量筆尖所受的壓力值來判斷。落筆用高速的查詢方式檢測，這樣更能迅速準確地檢測到每一個落筆(對應于一個筆劃頭)。在這里并沒有延時再判是為了盡快地捕捉到每一個筆劃頭，使得到的數(shù)據(jù)更加充分，筆劃更加飽滿。上位機軟件只需要作適當?shù)卦鰷p即能達到比較滿意的效果。抬筆用實時的中斷方式檢測，消除了硬件抖動，有效地減少了書寫過程中的斷筆劃和缺筆劃。由于光電接收筆15具有壓感功能，因此可書寫毛筆字。本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換器采用高速串行的AD芯片對壓感電壓進行連續(xù)采樣實現(xiàn)，在本實施例中具有256-1024級壓感。
由于掃描發(fā)光點的分散性，一個小區(qū)域內(nèi)的9個點都可能感應光電管，造成筆畫有小的鋸齒形波動，為此還可加入多點平均濾波算法，從而改善上述波動。
本實用新型的壓感光電筆還具有鼠標功能，當筆尖離開顯示屏時，則實現(xiàn)鼠標功能。并且，壓感光電筆還包括指示其工作狀態(tài)的裝置，本實施例采用指示燈。
本實用新型的壓感光電筆只適用于CRT顯示屏，可直接在屏幕上書寫，具有定位和鼠標功能，在各種分辨率和場頻下都可以使用，改變分辨率和場頻后只須使用相應的校正軟件校正。壓感光電筆還具有壓感功能，可以書寫毛筆字。由于本實用新型是用光電管捕捉接收光點信號工作的，故在顯示藍屏時效果最佳，紅屏時效果最差，黑屏時不能使用。
權利要求1.一種壓感光電筆，其特征在于，包括根據(jù)CRT顯示屏的掃描信號捕捉被測光點的光電管，所述光點信號經(jīng)與所述光電管連接的控制裝置轉(zhuǎn)換為位置信號后經(jīng)由USB線傳送至計算機，以在顯示屏顯示光電管的位置；所述光電筆還包括與所述控制裝置連接的壓感傳感器，所述控制裝置對壓力值大小進行處理后傳送至計算機，由計算機根據(jù)壓感傳感器的壓力值大小判斷光電筆落筆與抬筆，以進行筆畫或圖形輸入。
2.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述CRT顯示屏的掃描信號包括場掃描信號和行掃描信號。
3.根據(jù)權利要求2所述壓感光電筆，其特征在于，所述控制裝置包含行計數(shù)器和列計數(shù)器，當掃描到被光電管捕捉的被測光點時，控制裝置停止行計數(shù)器和列計數(shù)器的記數(shù)，獲得光電筆的位置坐標。
4.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述控制裝置采用查詢方式或中斷方式判斷光電筆的落筆。
5.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述控制裝置采用中斷方式或查詢方式判斷光電筆的抬筆。
6.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述壓感傳感器的壓力級別種類根據(jù)硬件分為256-1024。
7.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述光電管與壓感傳感器位于筆形外殼內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求7所述壓感光電筆，其特征在于，所述計算機主機通過USB線經(jīng)由控制裝置與CRT顯示器連接。
9.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述光電管經(jīng)由放大電路、比較電路與控制裝置連接。
10.根據(jù)權利要求1所述壓感光電筆，其特征在于，所述控制裝置包括主控制單元，所述光電信號經(jīng)整形電路整形后轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并傳送到主控制單元；所述壓感傳感器經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換電路與主控制單元連接；所述主控制單元經(jīng)由USB線與計算機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種壓感光電筆，包括根據(jù)CRT顯示屏的掃描信號捕捉被測光點的光電管，所述光點信號經(jīng)與所述光電管連接的控制裝置轉(zhuǎn)換為位置信號后經(jīng)由USB線傳送至計算機，以在顯示屏顯示光電管的位置；所述光電筆還包括與所述控制裝置連接的壓感傳感器，所述控制裝置對壓力值大小進行處理后傳送至計算機，由計算機根據(jù)壓感傳感器的壓力值大小判斷光電筆落筆與抬筆，以進行筆畫或圖形輸入。本實用新型的壓感光電筆，不僅可實現(xiàn)計算機簡單文字的輸入及實現(xiàn)鼠標輸入功能，還可使普通顯示屏具備毛筆效果以表達個性化的文字輸入及進行繪圖。
文檔編號G06F3/033GK2713544SQ20042007143
公開日2005年7月27日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權日2004年7月9日
發(fā)明者馬健, 程吉, 謝曉東, 王潯, 郭亞臨, 龍毅 申請人:深圳市鴻合之星科技有限公司