投影用互動書寫筆及屏幕書寫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種投影用互動書寫筆，包括筆尖以及殼體，筆尖包括筆尖殼、接觸塊、四個應(yīng)變片以及固定梁，筆尖殼與殼體的前端連接，應(yīng)變片粘貼于固定梁上形成全橋差動電路，全橋差動電路設(shè)置于筆尖殼內(nèi)且與殼體相鄰，接觸塊的前端凸伸出筆尖殼而獲取書寫時的壓力信息，接觸塊的后端設(shè)置于筆尖殼內(nèi)，書寫時接觸塊在筆尖殼內(nèi)運動而使接觸塊的后端抵觸固定梁，粘貼于固定梁上的應(yīng)變片產(chǎn)生形變而使壓力信息經(jīng)全橋差動電路轉(zhuǎn)換為電信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型用應(yīng)變片組成全橋差動電路來代替壓阻式壓力傳感器，大幅度的降低了生成成本，同時可以免受響應(yīng)頻率的限制，實時準確的反映書寫壓力大小，從而提高書寫速度，使得書寫更加流暢。
【專利說明】投影用互動書寫筆及屏幕書寫系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力輸入裝置，特別是涉及一種投影用互動書寫筆及可以放映書寫用力大小的屏幕書寫系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當前，市場上可反映壓力大小、應(yīng)用投影的交互式系統(tǒng)主要分為兩類:第一類是基于交互式電子白板構(gòu)建，其中交互式電子白板按照技術(shù)原理劃分主要有觸摸屏式、紅外陣列式、電磁感應(yīng)式以及激光掃描式四種，該類交互式系統(tǒng)的優(yōu)點是定位可靠且精度較高，有些產(chǎn)品在電子白板上的筆畫粗細可隨互動筆的壓力而變化，然而，該交互式系統(tǒng)需要依賴特制的投影屏幕，價格昂貴，無法實現(xiàn)在任意投影屏幕上的交互功能，安裝和使用不方便，成本較高；第二類則采用特制的交互筆(如超聲波筆、紅外光電筆、光電鼠標筆等)并配合外部專用的接收傳感器來定位筆尖位置，從而實現(xiàn)在任意投影屏幕上的書寫及觸控操作。
[0003]上述第二類交互式系統(tǒng)中使用的交互筆可以通過書寫時壓力的大小，使得筆跡的粗細發(fā)生變化，然而該交互筆書寫時壓力的大小由壓阻式傳感器測量，響應(yīng)頻率低，反應(yīng)慢，有時會直接導致交互過程無法實時準確的進行，且壓阻式傳感器價格昂貴，交互筆成本高，不利于大批量生產(chǎn)。
[0004]因此，有必要提供一種成本低、能夠?qū)崟r準確反映書寫壓力大小的投影用互動書寫筆。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種投影用互動書寫筆，以降低生產(chǎn)成本、提高響應(yīng)頻率進而實時準確的反映書寫壓力大小。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種投影用互動書寫筆，包括筆尖以及殼體，所述筆尖包括筆尖殼、接觸塊、四個應(yīng)變片以及固定梁，所述筆尖殼與所述殼體的前端連接，所述應(yīng)變片粘貼于所述固定梁上形成全橋差動電路，所述全橋差動電路設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)且與所述殼體相鄰，所述接觸塊的前端凸伸出所述筆尖殼而獲取書寫時的壓力信息，所述接觸塊的后端設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，書寫時所述接觸塊在所述筆尖殼內(nèi)運動而使所述接觸塊的后端抵觸所述固定梁，粘貼于所述固定梁上的所述應(yīng)變片產(chǎn)生形變而使所述壓力信息經(jīng)所述全橋差動電路轉(zhuǎn)換為所述電信息。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型投影用互動書寫筆，用價格低廉的應(yīng)變片組成全橋差動電路，來代替昂貴的壓阻式壓力傳感器以發(fā)送相關(guān)壓力信息，大幅度的降低了生成成本，適合于產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化；同時，利用應(yīng)變片代替半導體的壓阻式壓力傳感器，可以免受響應(yīng)頻率的限制，實時準確地反映書寫壓力大小，從而提高書寫速度，使得書寫更加流暢。
[0008]較佳地，所述筆尖還包括套筒，所述套筒固定設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，且所述套筒套接于部分所述接觸塊的外側(cè)以限制所述接觸塊沿所述套筒中軸線的方向做往復運動。
[0009]較佳地，所述筆尖還包括彈性元件，所述接觸塊上設(shè)置有抵觸部，所述抵觸部位于所述套筒遠離所述固定梁的一側(cè)，所述彈性元件套接于所述抵觸塊的外側(cè)且設(shè)置于所述抵觸部及所述套筒之間以復位所述抵觸塊。
[0010]較佳地，所述投影用互動書寫筆還包括指環(huán)支架，所述指環(huán)支架呈中空的圓環(huán)狀且所述指環(huán)支架與所述殼體的底端固定連接。
[0011]本實用新型同時公開了一種屏幕書寫系統(tǒng)，包括投影用互動書寫筆以及投影顯示裝置，所述投影顯示裝置與所述投影用互動書寫筆連接，所述投影用互動書寫筆包括筆尖以及殼體，所述筆尖包括筆尖殼、接觸塊、四個應(yīng)變片以及固定梁，所述筆尖殼與所述殼體的前端連接，所述應(yīng)變片粘貼于所述固定梁上形成全橋差動電路，所述全橋差動電路設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)且與所述殼體相鄰，所述接觸塊的前端凸伸出所述筆尖殼而獲取書寫時的壓力信息，所述接觸塊的后端設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，書寫時所述接觸塊在所述筆尖殼內(nèi)運動而使所述接觸塊的后端抵觸所述固定梁，粘貼于所述固定梁上的所述應(yīng)變片產(chǎn)生形變而使所述壓力信息經(jīng)所述全橋差動電路轉(zhuǎn)換為所述電信息。
[0012]較佳地，所述筆尖還包括套筒，所述套筒固定設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，且所述套筒套接于部分所述接觸塊的外側(cè)以限制所述接觸塊沿所述套筒中軸線的方向做往復運動。
[0013]較佳地，所述筆尖還包括彈性元件，所述接觸塊上還設(shè)置有抵觸部，所述抵觸部位于所述套筒遠離所述固定梁的一側(cè)，所述彈性元件套接于所述抵觸塊的外側(cè)且設(shè)置于所述抵觸部及所述套筒之間以復位所述抵觸塊。
[0014]較佳地，所述投影用互動書寫筆還包括指環(huán)支架，所述指環(huán)支架呈中空的圓環(huán)狀且所述指環(huán)支架與所述殼體的底端固定連接。
[0015]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實用新型的實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型投影用互動書寫筆一實施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為圖1中筆尖的剖面圖。
[0018]圖3為本實用新型屏幕書寫系統(tǒng)一實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0020]請參考圖1至圖2，本實用新型投影用互動書寫筆100包括殼體10、電信號處理單元、三色LED發(fā)光單元12以及筆尖13，筆尖13與殼體10的前端連接，用于獲取壓力信息并將壓力信息轉(zhuǎn)換為電信息，電信號處理單元設(shè)置于殼體10內(nèi)，用于將電信息轉(zhuǎn)換為三色LED發(fā)光單兀13的驅(qū)動信號,三色LED發(fā)光單兀13設(shè)置于殼體10的頂端,用于根據(jù)驅(qū)動信號發(fā)出相應(yīng)的顏色和亮度。具體的，筆尖13包括筆尖殼131、接觸塊132、固定梁133以及四個應(yīng)變片134，筆尖殼131與殼體10的前端連接從而形成一個完整的容置空間，即殼體10與筆尖殼131的容置空間是連通的，應(yīng)變片134粘貼于固定梁133上形成全橋差動電路，接觸塊132的前端凸伸出筆尖殼131以獲取書寫時的壓力信息，接觸塊132的后端設(shè)置于筆尖殼131內(nèi)，書寫時接觸塊132在筆尖殼131內(nèi)運動而使接觸塊132的后端抵觸固定梁133，粘貼于固定梁133上的應(yīng)變片134產(chǎn)生形變而使壓力信息經(jīng)全橋差動電路轉(zhuǎn)換為電信息。需要說明的是，四個應(yīng)變片134粘貼于固定梁133上形成全橋差動電路為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳細說明。
[0021]當投影用互動書寫筆100工作時，接觸塊132的前端與書寫屏幕接觸，接觸塊132受力在筆尖殼131內(nèi)運動而使接觸塊132的后端抵壓固定梁133，粘貼于固定梁133上的應(yīng)變片134產(chǎn)生形變，從而應(yīng)變片134的阻值發(fā)生變化，阻值變化信息經(jīng)全橋差動電路轉(zhuǎn)換為電信息，從而實現(xiàn)了將書寫時的壓力信息轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片的形變，應(yīng)變片的形變轉(zhuǎn)換為阻值變化信息，阻值變化信息經(jīng)全橋差動電路轉(zhuǎn)換輸出電信息的過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型投影用互動書寫筆100，用四個應(yīng)變片134組成全橋差動電路來代替昂貴的壓阻式壓力傳感器以獲取相關(guān)壓力信息，由于應(yīng)變片價格低廉，從而大幅度的降低了生成成本，適合于產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化；同時，用應(yīng)變片134代替半導體的壓阻式壓力傳感器，可以免受響應(yīng)頻率的限制，實時準確的反映書寫壓力大小，從而提高書寫速度，使得書寫更加流暢；此外，通過應(yīng)變片134將書寫壓力信息轉(zhuǎn)化為電信息，然后通過電信號處理單元和三色LED發(fā)光單元12將接觸塊132獲取的壓力信息轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的亮度與顏色，由于處理電路簡單，投影用互動書寫筆100的體積較小，方便攜帶。
[0022]較佳者，如圖2所示，筆尖13還包括套筒135和彈性元件136，套筒135呈中空的圓筒狀，套筒135固定設(shè)置于筆尖殼131內(nèi)，且套接于部分接觸塊132的外側(cè)以限制接觸塊132沿套筒135中軸線的方向做平滑的往復運動；接觸塊132上設(shè)置有抵觸部132a，抵觸部132a位于套筒135遠離固定梁133的一側(cè)，彈性元件136套接于抵觸塊132的外側(cè)且設(shè)置于抵觸部132a及套筒135之間以復位抵觸塊132，接觸塊132不受力時，彈性元件136與抵觸部132a及套筒135連接但不發(fā)生形變，具體的，本實施例中彈性元件136為彈簧，當接觸塊132的前端與書寫屏幕接觸、接觸塊132受力在筆尖殼131內(nèi)運動時，抵觸部132a與接觸塊132做同步運動而擠壓彈性元件136，由于套筒135位置固定，故此時彈性元件136發(fā)生形變，當接觸塊132的前端離開書寫屏幕接觸而不受力時，彈性元件136驅(qū)使接觸塊132向反方向運動而使接觸塊132的后端脫離與應(yīng)變片134的接觸，即驅(qū)使接觸塊132復位，彈性元件136恢復形變。
[0023]再請參考圖1，在一較佳實施例中，投影用互動書寫筆100還包括指環(huán)支架14，指環(huán)支架14呈中空的圓環(huán)狀且指環(huán)支架14的頂端與殼體10的底端固定連接。使用時，用戶可以將手指套進指環(huán)支架14內(nèi)，指環(huán)支架14的直徑大小可以根據(jù)用戶手指的粗細進行松緊調(diào)節(jié)。
[0024]請參考圖3，本實用新型屏幕書寫系統(tǒng)I包括投影用互動書寫筆100以及投影顯示裝置，其中投影顯示裝置具體包括投影屏幕200、攝像裝置300、投影裝置400以及計算處理裝置500。其中投影用互動書寫筆100如圖1至圖2所示，用于獲取書寫時的壓力信息并輸出相應(yīng)的顏色和亮度；攝像裝置300用于拍攝投影用互動書寫筆100發(fā)出的顏色、亮度以及投影用互動書寫筆100在投影屏幕200上的位置，并將拍攝得到的圖片發(fā)送至計算處理裝置500 ;計算處理裝置500對圖片進行處理后，根據(jù)顏色和亮度信息得到壓力信息，根據(jù)投影用互動書寫筆100的位置得到位置信息，然后將壓力信息轉(zhuǎn)換為筆跡信號并將筆跡信號以及位置信息輸出至投影裝置400，其中筆跡信號的粗細代表書寫時壓力的大?。煌队把b置400根據(jù)位置信息在投影屏幕200相應(yīng)的位置處顯示筆跡信號，從而呈現(xiàn)出投影用互動書寫筆100在投影屏幕200上的書寫效果。
[0025]工作時，投影用互動書寫筆100與投影屏幕200相接觸，在投影屏幕200上進行移動書寫，投影用互動書寫筆100根據(jù)書寫時的壓力信息產(chǎn)生相應(yīng)的顏色與亮度，之后攝像裝置300獲取投影用互動書寫筆100的圖像，該圖像中包含投影用互動書寫筆100輸出的顏色、亮度以及投影用互動書寫筆100相對投影屏幕200的位置信息，并將該圖像輸送至計算處理裝置500，計算處理裝置500對圖像進行解析處理從而提取到顏色和亮度信息，同時根據(jù)顏色點在圖像中的位置處理得到書寫時的位置信息，然后根據(jù)顏色和亮度信息得到相應(yīng)的壓力信息，最后根據(jù)壓力信息得到相應(yīng)的筆跡信號，最后計算處理裝置500將得到的筆跡信號實時地傳輸給投影裝置400，投影裝置400根據(jù)筆跡信號在投影屏幕200對應(yīng)的位置上顯示對應(yīng)粗細的筆跡，其中書寫時的壓力是多大，輸出多粗的筆跡信號，從而在投影屏幕200上呈現(xiàn)出投影用互動書寫筆100的書寫效果。需要注意的是，計算處理裝置500中需預先存儲顏色、亮度與壓力信息以及筆跡粗細的映射關(guān)系。
[0026]以上結(jié)合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型并不局限于以上揭示的實施例，而應(yīng)當涵蓋各種根據(jù)本實用新型的本質(zhì)進行的修改、等效組合。
【權(quán)利要求】
1.一種投影用互動書寫筆，其特征在于，包括筆尖以及殼體，所述筆尖包括筆尖殼、接觸塊、四個應(yīng)變片以及固定梁，所述筆尖殼與所述殼體的前端連接，所述應(yīng)變片粘貼于所述固定梁上形成全橋差動電路，所述全橋差動電路設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)且與所述殼體相鄰，所述接觸塊的前端凸伸出所述筆尖殼而獲取書寫時的壓力信息，所述接觸塊的后端設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，書寫時所述接觸塊在所述筆尖殼內(nèi)運動而使所述接觸塊的后端抵觸所述固定梁，粘貼于所述固定梁上的所述應(yīng)變片產(chǎn)生形變而使所述壓力信息經(jīng)所述全橋差動電路轉(zhuǎn)換為所述電信息。
2.如權(quán)利要求1所述的投影用互動書寫筆，其特征在于，所述筆尖還包括套筒，所述套筒固定設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，且所述套筒套接于部分所述接觸塊的外側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的投影用互動書寫筆，其特征在于，所述筆尖還包括彈性元件，所述接觸塊上設(shè)置有抵觸部，所述抵觸部位于所述套筒遠離所述固定梁的一側(cè)，所述彈性元件套接于所述抵觸塊的外側(cè)且設(shè)置于所述抵觸部及所述套筒之間以復位所述抵觸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的投影用互動書寫筆，其特征在于，所述投影用互動書寫筆還包括指環(huán)支架，所述指環(huán)支架呈中空的圓環(huán)狀且所述指環(huán)支架與所述殼體的底端固定連接。
5.一種屏幕書寫系統(tǒng)，包括投影用互動書寫筆以及投影顯示裝置，所述投影顯示裝置與所述投影用互動書寫筆連接，其特征在于，所述投影用互動書寫筆包括筆尖以及殼體，所述筆尖包括筆尖殼、接觸塊、四個應(yīng)變片以及固定梁，所述筆尖殼與所述殼體的前端連接，所述應(yīng)變片粘貼于所述固定梁上形成全橋差動電路，所述全橋差動電路設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)且與所述殼體相鄰，所述接觸塊的前端凸伸出所述筆尖殼而獲取書寫時的壓力信息，所述接觸塊的后端設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，書寫時所述接觸塊在所述筆尖殼內(nèi)運動而使所述接觸塊的后端抵觸所述固定梁，粘貼于所述固定梁上的所述應(yīng)變片產(chǎn)生形變而使所述壓力信息經(jīng)所述全橋差動電路轉(zhuǎn)換為所述電信息。
6.如權(quán)利要求5所述的屏幕書寫系統(tǒng)，其特征在于，所述筆尖還包括套筒，所述套筒固定設(shè)置于所述筆尖殼內(nèi)，且所述套筒套接于部分所述接觸塊的外側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的屏幕書寫系統(tǒng)，其特征在于，所述筆尖還包括彈性元件，所述接觸塊上還設(shè)置有抵觸部，所述抵觸部位于所述套筒遠離所述固定梁的一側(cè)，所述彈性元件套接于所述抵觸塊的外側(cè)且設(shè)置于所述抵觸部及所述套筒之間以復位所述抵觸塊。
8.如權(quán)利要求5所述的屏幕書寫系統(tǒng)，其特征在于，所述投影用互動書寫筆還包括指環(huán)支架，所述指環(huán)支架呈中空的圓環(huán)狀且所述指環(huán)支架與所述殼體的底端固定連接。
【文檔編號】H04N5/74GK204190857SQ201420513584
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】李儀 申請人:東莞理工學院