CN102135822B - 光电检测多方向触发电子笔 - Google Patents

Abstract

一种可感应笔尖压力的电子笔，包括壳体、笔头、电路、笔头连接管、弹性连接体，笔头固定在笔头连接管的外侧一端，笔头连接管通过弹性连接体连接到壳体，还有发光器件以及光敏器件也连到所述电路，其中发光器件和光敏器件分别与所述笔头连接管和壳体固定连接，发光器件发出的光线可以照射到光敏器件，或者发光器件和光敏器件都与所述壳体固定连接，而在笔头连接管的内侧一端固定有一个反光镜使发光器件的光线经过其反射可以照射到光敏器件。由于结构中没有摩擦，没有活动接触点，所以笔的性能可以更稳定，可靠性得到提高，手感更好，寿命更长。

Description

光电检测多方向触发电子笔

技术领域

本发明涉及一种可感应笔尖压力的电子笔，尤其是一种用于电子白板的光电检测多方向触发电子笔。 

技术背景

用于电子白板的电子笔需要感应笔尖接触白板表面的压力而触发信号发射，为了达到良好的使用效果，一般需要能够感应小的笔尖作用力和微小的笔尖位移，即需要有较高的压力灵敏度和位移灵敏度。电子笔的性能在很大程度上决定了电子白板系统的总体性能。为此中国专利公开（公告）号CN1912814，名称为“压力触发发光笔”的发明专利说明书中记载了一种能够感应笔头受力而控制发光的电子笔的实现方案。这种方案的压力触发发光笔包括笔头、笔头连动管、控制电路板、笔外壳等，还包括一个表面导电的导电盘、一个触针盘和弹簧，所述的触针盘与笔头连动管固定连接；触针盘上固定有三个呈三角形分布的导电触针通过弹簧的压力接触到导电盘，触针盘上的触针分别通过导线连到控制电路板。当笔头没有受到外力时，触针盘在弹簧的压力下使三个触针同时与导电盘相接触而相互导通，当笔头受到正向压力或侧向压力时，将通过笔头连动管推动触针盘向后方移动或向一侧倾斜，从而导致至少一个触针脱离导电盘，控制电路可以根据是否所有触针都相互导通而判断笔头是否受到外力，从而控制光笔发光。这种方案因为是检测触电的脱离，极小的触点脱离距离即可被检测，所以位移灵敏度很高。适当设置弹簧的压力也可以使压力灵敏度非常高。同时这种电子笔对正向和侧向压力都有良好的反应，因此很好地满足了电子笔的性能要求。但在大批量生产实施中，由于触针与导电盘间的活动接触点可能有接触不良的问题，同时由于活动部分和结构主体之间有摩擦接触，可能导致活动部件无法归位，从而导致笔的错误长亮现象。另外机械摩擦也会影响产品的使用寿命。这是上述现有技术方案的主要缺点。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，在保持其较高的位移灵敏度和压力灵敏度的基础上，提供一种性能更加可靠，使用寿命更长，同时使用手感更好的光电检测多方向触发电子笔。

为达到上述目的，本发明的技术方案概括如下：本发明的光电检测多方向触发电子笔包括壳体、笔头、电路、笔头连接管、弹性连接体，笔头固定在笔头连接管的外侧一端，笔头连接管通过弹性连接体连接到壳体，还有一个或多个发光器件以及一个或多个光敏器件也连到所述电路，其中发光器件和光敏器件分别与所述笔头连接管和壳体固定连接，并且发光器件发出的光线可以直接照射到光敏器件，或者发光器件和光敏器件都与所述壳体固定连接，而在笔头连接管上固定有一个反光镜，其镜面对着发光器件，所述发光器件的光线经过所述反光镜反射而间接照射到光敏器件。

在自由状态下因光路稳定所以光敏器件的输出稳定不变，当有外力作用于笔头时，将推动笔头连接管移动，从而使从发光器件到光敏器件的光路发生变化，通过实时检测光敏器件的输出变化可以判断笔头的受力情况。

进一步，可以将所述发光器件和光敏器件相互配对安装，分别固定在所述笔头连接管上和壳体上，每对发光器件和光敏器件位置正对，且有一定间隙。这样当笔头受力时，可通过笔头连接管使至少一对发光器件和光敏器件的相互距离发生变化，从而通过实时检测光敏器件的输出而判断笔头的受力情况。

采用了上述技术方案以后，本发明提供的光电检测多方向触发电子笔可以达到这样的有益效果：由于结构中没有任何摩擦，没有活动接触点，同时连到活动部件的导线可以更少，所以笔的性能可以更稳定，可靠性得到提高，手感更好，寿命更长。另外，由于结构相对简单，体积可以缩小，从而为笔的外形设计和引入进一步功能提供有利条件。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明的另一实施例的结构示意图。

图3是本发明的实施例3的结构示意图。

图中：光敏器件1，发光器件2，反光镜3，弹性连接体4，笔头连接管5，电路6，壳体7，笔头8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1。

图1给出了本发明所述的光电检测多方向触发电子笔的一种具体实施例的示意图。其中笔头8固定在笔头连接管5的外侧一端，笔头连接管5通过弹性连接体4连接到壳体7，发光器件2连接到电路6并发光，三个光敏器件1也连到电路6，发光器件2是一个普通的LED，光敏器件1是三个普通光电二极管，它们呈等边三角形安装在发光器件2的周边，在所述笔头连接管5的内侧一端固定有反光镜3，其镜面对着发光器件2，从而使其光线经过反射可以照射到光敏器件1。在电路6中有一个具有AD数据采集功能的MCU，它实时地采集光敏器件1的电位数值。根据光学原理，当反射镜有任何位置变化时，通过其反射到达三个光敏器件1的光线强度至少有1个会发生变化，因此通过同时检测三个光敏器件1的输出电压，可以检测到笔头的受力情况。通过选择适当器件和增加AD精度，可以使检测的灵敏度得到有效保证。弹性连接体4可以是弹性钢丝或者橡胶材料等，本实施例采用了硅橡胶，用胶与笔头连接管5以及壳体7固定。在本实施例中，也可以用两个或三个以上的光敏器件，数量少可简化电路缩小体积，数量多时性能更好，但复杂度和体积较大。

实施例2。

如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，本实施例不用反光镜，发光器件2直接固定在在所述笔头连接管5的内侧一端，其光线可以直接照射到光敏器件1上。

实施例3。

如图3所示，本实施例与实施例2相类似，但发光器件2是三个贴片封装的LED，呈等边三角形与所述笔头连接管5固定连接，所述的光敏器件1是三个光电二极管，它们与壳体7固定连接。所述三个发光器件2与所述三个光敏器件1两两配对，每对距离约2mm正对。当笔头受力，将带动发光器件2移动，使之与光敏器件1的距离发生变化。由于每个光敏器件1接收到的光能量与它到相应的发光器件2的距离的平方成反比，因此理论上当两者的静态距离越近，则其对位移的检测灵敏度越高。由于采用了配对发光和接收，可以使每对发光器件和接收器件之间的距离较小，所以本实施例的光电检测多方向触发电子笔的优点是位移灵敏度较高，并且可能对压力大小进行定量计算，从而实现有受力参数输出的电子笔。在本实施例中，也可以用两对或三对以上的发光器件和光敏器件，数量少可简化电路缩小体积，数量多时性能更好，但复杂且体积大。

实施例4。

本实施例与实施例3基本相同，但发光器件2与光敏器件1位置对调，即：三个发光器件2与壳体7固定连接，三个光敏器件1与笔头连接管5固定连接，并两两配对。

笔头连接管与壳体之间的连接方式可以采用其它形式，并且连接的方式既可以直接连接，也可以通过其它结构件间接连接，只要能够确保弹性连接，并且具有较好的复位性能即可。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。例如：把反光镜固定在壳体上，发光器件或者光敏器件分别固定在笔头连接管和壳体上，发光器件的光线经过反光镜间接照射到光敏器件也可以实现同样的目的。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (2)

1.一种光电检测多方向触发电子笔，包括壳体（7）、笔头（8）、电路（6）、笔头连接管（5）、弹性连接体（4），所述笔头（8）固定在笔头连接管（5）的外侧一端，所述笔头连接管（5）通过弹性连接体（4）直接或间接连接到壳体（7），其特征在于，它还包括发光器件（2）和光敏器件（1），所述发光器件（2）和光敏器件（1）连到电路（6）上，所述发光器件（2）和光敏器件（1）任一与所述笔头连接管（5）内侧一端直接或间接固定连接，其余与所述壳体（7）直接或间接固定连接，所述发光器件（2）发出的光线直接照射到所述光敏器件（1）；所述发光器件和光敏器件均各为三个，所述三个发光器件呈等边三角形布置，所述三个发光器件与所述三个光敏器件两两配对，每对距离2mm正对。

2.根据权利要求1所述的光电检测多方向触发电子笔，其特征在于，所述发光器件（2）是LED，所述光敏器件（1）是光电二极管，所述弹性连接体（4）是弹性钢丝或者硅橡胶做成。

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