CN101833386A - 多功能电子书写笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能电子书写笔，它的整体外形相似于普通书写笔，笔身分为前后两段，活动连接；笔尖位置有光电感应系统，前段笔身上有功能控制系统，笔身末端有与电脑有线或无线连通的连接系统；前后两段笔身的连接口上有一个插头/插座元件，前后两段笔身上的电路通过该元件连通或分离；笔身中内置有普通墨水笔芯。本发明书写笔加装文字手写识别系统后，其操作和使用如同手持一支普通钢笔一样，在任意电脑上无需特别驱动，通过书写形式即可完成对电脑控制、操作，适用于所有人群；内置的普通墨水笔芯可以随时使用。

Description

多功能电子书写笔

技术领域

本发明属于电子书写笔，涉及的是一种电脑信息输入的电子书写笔，特别是一种具有多种功能的电脑信息输入电子书写笔。

背景技术

键盘和鼠标是现有电脑信息的重要输入设备，文字的输入和指令的确认依靠键盘和鼠标左右键的点击。可是这种长时间的操作会导致手指和腕关节损伤，甚至造成永久性伤害，即形成所谓的“键盘腕”和“鼠标手”，而且键盘的长期使用会造成人们“提笔忘字”和“不会写字”的不良后果。为此，人们发明了笔形鼠标和鼠标笔，它们除具有现有鼠标功能以外，还能够通过手写识别软件，配合手写绘图设备实现手写文字录入以及绘图功能，以此完成电脑的信息输入。然而，现有的笔形鼠标和鼠标笔依然需要不时点击相关按键进行切换，不能象使用钢笔或普通书写笔一样进行流畅的书写来实现信息输入。再者，常规的电子书写笔只能进行电脑信息录入，它不具备普通墨水笔功能，当人们需要在纸张上写字时，得另寻墨水笔来完成书写工作。另外，现有的手写绘图设备，其作用和键盘类似，除了略带一些鼠标功能外，仅限于输入文字或者绘画。常规的输入型手写板分为电阻压力式、电磁压感式和电容触控式。电阻压力式手写板，由于通过感应材料的变形判断位置，感应材料易疲劳，使用寿命较短，并且感触不是很灵敏，使用时压力不够则没有感应，压力太大时又易损伤感应板；电磁压感式手写板，通过在手写板下方的布线电路通电后感应书写，必须用手写笔才能工作，手写板体积大，不便于携带；电容触控式手写板，造价成本相对高，手指的书写方式未能和握笔书写相衔接。

发明内容

本发明的目的在于克服现有笔形鼠标和鼠标笔所存在的不足，提供了一种多功能电子书写笔，它能自动完成书写及鼠标功能切换，降低主动点击按键的次数，实现按键被动点击，提高书写流畅性，并能实施普通墨水笔的书写。

实现上述目的技术方案是：一种多功能电子书写笔，其特征在于，它的整体外形相似于普通书写笔，笔身分为前后两段，活动连接；笔尖位置有光电感应系统，前段笔身上有功能控制系统，笔身末端有与电脑有线或无线连通的连接系统；前后两段笔身的连接口上有一个插头/插座元件，前后两段笔身上的电路通过该元件连通或分离；笔身中内置有普通墨水笔芯。

上述方案中，所述光电感应系统由发光头、透镜、光电传感器和一个PCB面板组成，发光头和光电传感器固定在该PCB面板上。

所述功能控制系统由弱磁性钢球、笔尖按钮、挤压按钮、颜色控制按钮、减速按钮、增速按钮以及与各按钮对应关联的PCB面板组成，弱磁性钢球和笔尖按钮分别位于笔身前端头上下位置，其余按钮分别位于前段笔身表面并适合于握笔的手指所触及位置，在所述各按钮和与之关联的PCB面板之间各有一个按钮响应微动开关。

所述有线连通的连接系统由一个PCB面板、有线连接控制单元、数据线和USB插头组成，该PCB面板与笔身连接口上的插头或插座连接，有线连接控制单元和数据线一端连接在PCB面板上，USB插头连接数据线的另一端，有线连接控制单元控制着书写笔的信号与电脑的交互传输；使用时，将USB插头插接电脑上，电脑可以接收到书写笔有线连接控制单元所产生的信号。

所述无线连通的连接系统由一个PCB面板、无线信号控制单元、电池、USB插头和无线信号接收单元组成，该PCB面板与笔身连接口上的插头或插座连接，无线信号控制单元和电池连接在PCB面板上，无线信号接收单元封装在USB插头尾部。使用时，将USB插头插接电脑上，电脑可以接收到书写笔无线信号控制单元所产生的信号。

根据上述技术方案，所述笔身前后两段的连接端面为不对称企口。这种设计能够避免前后笔身连接口上的插头/插座元件错位。

把本发明多功能电子书写笔的USB插头插接在电脑上以后，以弱磁性钢球作为接触点来做移动控制，它就能实现鼠标功能的转换；以笔尖按钮作为接触点来做移动控制，它就能实现书写功能。笔尖按钮默认为鼠标左键，挤压按钮默认为鼠标右键，两个按键默认设计可以调换。

笔尖按钮相当于笔尖，当笔尖碰触桌面、纸面或鼠标垫等接触面时，依靠笔身自身重量，在重力的作用下笔尖按钮后的微动开关自动闭合，光电感应系统采集接触面图像对比分析，判断出电子书写笔移动方向并传输给电脑，软件记录移动轨迹，形成字体；起笔时，微动开关自动张开，书写信号终止。

挤压按钮也可以作为书写控制按钮，它在持笔的中指位置，由持笔的松紧程度实现该按钮被动点击。在需要点击这个按钮时，无需移动手指及改变执笔姿势，仅需要握紧一下笔杆，中指施加的压力即可自动完成点击；手指放松后微动开关自动复位。文字输入及间距掌握等由持笔的松紧程度掌握即可实现按钮被动点击，不影响输入的流畅性，也符合不同人群握笔的日常习惯。

颜色控制按钮在挤压按钮旁边，人们在阅读、书写过程中需要对重点部分加以颜色区分，可以通过挤压该按钮实现在不同笔迹颜色之间的切换，默认的笔迹颜色为黑色，每挤压按钮一次更换一种颜色。

减速按钮和增速按钮分别设置在持笔的大拇指和食指位置，它们的作用是调整显示屏上光标的移动速度和调整书写的文字在显示屏上所显示的字体大小比例，它们由软件控制调节幅度，在不安装驱动软件的情况下，接受默认的操作系统鼠标移动速度设置，实现与现有操作系统的无缝对接。

笔尖位置的弱磁性钢球可以结合少儿磁性画板将少儿画板上绘画的轨迹显示在电脑上，实现少儿电脑操作的无意识化，并能记录少儿在磁性绘画板上练字、绘画等一系列动作画面。

笔身中的内置普通墨水笔芯插接在后段笔身的内腔中，前段笔身相当于墨水笔芯的“笔帽”，退下该“笔帽”即可作为普通墨水笔使用。

本发明多功能电子书写笔，其操作和使用如同手持一支普通钢笔一样，在任意电脑上无需特别驱动，连接电脑以后就能完成常规鼠标所有操作，加装文字手写识别系统后，便可替代常规的键盘输入，集鼠标键盘功能于该笔一体，通过书写形式即可完成对电脑控制、操作，适用于所有人群；功能控制按键全部在前段笔身上，大多位于持笔手指所及位置，具有落笔即点击，起笔即终止的被动点击效果，在书写过程中能够很好的感知持笔动作变化，提高了书写流畅性；若在显示器上添加一张保护膜，本发明书写笔即可接触保护膜，直接在显示屏幕上进行电脑控制和手写输入，笔尖按钮和挤压按钮成为屏幕触摸控制开关，从而达到模拟触摸屏的效果；减速和加速控制按钮的切换既能实现低速的准确定位又能实现高速的移动；内置的普通墨水笔芯可以随时使用，实现了电子输入和普通书写的一体化。

普通书写笔内置在多功能电子书写笔内，通过拔插方式使多功能电子书写笔前后两部分离及组合。为防止两部分组合时发生旋转或者人为旋转而损坏连接部件，笔身前后两段的连接端面采取不对称企口。这种设计能够避免前后笔身连接口上的插头/插座元件错位。

附图说明

图1是本发明一个实施例的正面示意图。

图2是图1所示实施例的俯视图。

图3是图1所示实施例的仰视图。

图4是本发明书写笔的笔尖端面视图。

图5是本发明前后笔身分离状态的前段笔身局部构造示意图。

图6是本发明前后笔身分离状态的后段笔身形状示意图。

图7是本发明书写笔有线连接的内部结构示意图。

图8是本发明书写笔无线连接的内部结构示意图。

图中：A.前段笔身，B.后段笔身，1.弱磁性钢球，2.笔尖按钮，3.挤压按钮，4.颜色控制按钮，5.减速按钮，6.滑块，7.滑动槽，8.增速按钮，9.发光头，10.透镜，11.插头，12.增速按钮响应微动开关，13.墨水笔芯，14.光电传感器，15.笔尖按钮响应微动开关，16.减速按钮响应微动开关，17.挤压按钮响应微动开关，18.颜色控制按钮响应微动开关，19.插孔，20.无线信号及控制单元，21.纽扣电池，22.USB插头，23.无线信号接收单元，24.有线连接控制单元，25.数据线，26.PCB面板①，27.PCB面板②，28.PCB面板③。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

从图1-图3所示本发明多功能电子书写笔的整体外形可以看出，它与普通书写笔相似，笔身分为前后A、B两段，两者活动连接，拆分后的前段笔身如图5所示，主要集中本发明电子书写功能的硬件部分；后段笔身如图6所示，有内置的普通墨水笔芯13和与电脑有线或无线连通的连接系统。电子书写笔的笔尖位置是光电感应系统，功能控制系统基本全部集中在前段笔身A上，在后段笔身B的末端有与电脑有线或无线连通的连接系统；前后两段笔身上的电路随两段笔身插接或分离而接通或断开，前笔身A的连接口上有插头11，后笔身B的连接口上有插孔19，两者位置对应，插头11和插孔19是联通两段笔身上电路的插头/插座元件。

为了防止插接组合过程中在未将两段笔身上的插头/插座元件对齐而造成插头11损坏，在本实施例中，笔身前后两段的连接端面设计为不对称斜面插接企口形式(如图5和图6所示)。另外，在插头11所处的位置设置有一个滑动槽7，槽内有一个滑动滑块6，插头11的后端固定在滑块6上，滑动滑块6可以调整插头11的外伸长度。

笔尖位置的光电感应系统由发光头9、透镜10、光电传感器14和PCB面板①27组成，发光头9和光电传感器14固定在PCB面板①27上，透镜10位于光电传感器14前端(如图7-8所示)。发光头9可以是发光二极管，也可以是激光二极管。电子书写笔在移动过程中，光电传感器14通过光学透镜10聚焦成像感知接触面的图像变化，判断电子书写笔移动的方向及距离，产生信号控制操作系统的光标的移动。

功能控制系统中，弱磁性钢球1和笔尖按钮2分别位于笔身前端头上下位置(如图4所示)；挤压按钮3和颜色控制按钮4相邻，位于持笔的中指位置(如图1、3所示)；减速按钮5和增速按钮8分别设置在持笔的大拇指和食指位置(如图2所示)。在每个按钮和与之关联的PCB面板之间各有一个按钮响应微动开关，微动开关固定在PCB面板上，即：笔尖按钮2下的响应微动开关15固定在PCB面板①26上，减速按钮5下的响应微动开关16、增速按钮8下的响应微动开关12、挤压按钮3下的响应微动开关17、颜色控制按钮4下的响应微动开关18都固定在同一PCB面板②27上(如图7-8所示)。各PCB面板与插头11之间通过数据线连接。

在进行电子书写时，笔尖按钮2和挤压按钮3均可以作为书写动作开始与终止的判断按钮。以笔尖按钮2作为书写判断按钮时，当笔尖与接触面接触时书写笔依靠自身重量完成笔尖按钮响应微动开关15的闭合工作，若因接触面角度问题导致开关15未能完成闭合，用户可以通过挤压使其闭合，此时书写软件将开始记录笔尖移动轨迹，当提笔或者放笔停止书写时，笔尖按钮响应微动开关15自动张开，完成整个书写工作；以挤压按钮3作为书写判断按钮时，可以通过持笔的松紧程度完成挤压按钮响应微动开关17的闭合张开工作，书写开始时，握紧书写笔完成挤压按钮响应微动开关17的闭合，当提笔停顿或放笔停止时，随持笔手指的松懈，挤压按钮响应微动开关17自动张开，书写软件也完成了整个记录、转化笔迹的过程。在上述两个形式的书写过程中，均不需用刻意去控制开关的闭与合，它们能够随机转换。

人们在阅读及书写时，若需要通过颜色标记区别内容或突出重点，可以通过挤压颜色控制按钮4使颜色控制按钮响应微动开关18闭合，使多功能电子书写笔的笔迹变色；电子书写笔模拟鼠标进行电脑控制时，笔尖按钮响应微动开关15、挤压按钮响应微动开关17的闭合和张开分别能够实现鼠标的左键和右键的点击功能；通过点击减速按钮5或增速按钮8即可给操作系统发出相应的指令，降低或增加系统光标的移动速度，当减速按钮调节至最低移动速度时，它将默认为书写模式。

如图7所示，有线连通的连接系统由PCB面板③28、有线连接控制单元24、数据线25和USB插头22组成。有线连接控制单元24、数据线25的一端和后段笔身B连接口上的插孔19固定连接在PCB面板③28上，数据线25的另一端与USB插头连接。有线连接控制单元控制着书写笔的信号与电脑的交互传输。使用时，将USB插头22插接电脑上，电脑可以接收到有线连接控制单元24所产生的信号；携带时，将数据线收起放置在笔身尾部的空腔中即可。

如图8所示，无线连通的连接系统由PCB面板③28、无线信号控制单元20、电池21、USB插头22和无线信号接收单元23组成。无线信号控制单元20、电池21和后段笔身B连接口上的插孔19固定连接在PCB面板③28上，无线信号接收单元23封装在USB插头22尾部。纽扣电池21提供电子书写笔所需的电能。使用时，将USB插头插接电脑上，电脑可以接收到无线信号控制单元20所产生的信号。

Claims (8)

1.一种多功能电子书写笔，其特征在于：它的整体外形相似于普通书写笔，笔身分为前后两段，活动连接；笔尖位置有光电感应系统，前段笔身上有功能控制系统，笔身末端有与电脑有线或无线连通的连接系统；前后两段笔身的连接口上有一个插头/插座元件，前后两段笔身上的电路通过该元件连通或分离；笔身中内置有普通墨水笔芯。

2.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述光电感应系统由发光头、透镜、光电传感器和一个PCB面板组成，发光头和光电传感器固定在该PCB面板上。

3.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述功能控制系统由弱磁性钢球、笔尖按钮、挤压按钮、颜色控制按钮、减速按钮、增速按钮以及与各按钮对应关联的PCB面板组成，弱磁性钢球和笔尖按钮分别位于笔身前端头上下位置，其余按钮分别位于前段笔身表面并适合于握笔的手指所触及位置，在所述各按钮和与之关联的PCB面板之间各有一个按钮响应微动开关。

4.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述有线连通的连接系统由一个PCB面板、有线连接控制单元、数据线和USB插头组成，该PCB面板与笔身连接口上的插头或插座连接，有线连接控制单元和数据线一端连接在PCB面板上，USB插头连接数据线的另一端。

5.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述无线连通的连接系统由一个PCB面板、无线信号控制单元、电池、USB插头和无线信号接收单元组成，该PCB面板与笔身连接口上的插头或插座连接，无线信号控制单元和电池连接在PCB面板上，无线信号接收单元封装在USB插头尾部。

6.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述笔身前后两段的连接端面为不对称企口。

7.按照求利要求6所述的多功能电子书写笔，其特征在于：所述的不对称企口是一种斜面插接企口形式。

8.按照求利要求1所述的多功能电子书写笔，其特征在于：在插头所处的位置设置有一个滑动槽，槽内有一个滑动滑块，插头的后端固定在滑块上，滑动滑块可以调整插头的外伸长度。

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