CN106383618A - 一种智能书写系统及智能书写笔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能书写系统，包括智能书写笔与红外触摸屏；智能书写笔配置有用于与红外触摸屏相接触的触摸部；触摸部具有红外透光性，且触摸部对红外光的透过率随着触摸部受到的压力变化而变化；红外触摸屏配置有用于发射红外发射信号的触摸屏发射灯、用于接收红外接收信号的触摸屏接收灯、用于根据红外发射信号和红外接收信号计算触摸部对实际透过率并得到实际透过率所对应的笔迹显示状态且根据触摸轨迹与实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号的第一控制单元以及用于根据显示控制信号显示与触摸轨迹对应的且具有实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹显示单元。本发明生产成本低、稳定性好且用户体验良好。
Description
技术领域
本发明涉及触摸技术领域，尤其涉及一种智能书写系统及智能书写笔。
背景技术
随着触摸技术的发展，现在出现了与红外触摸设备(例如用于自动发布多媒体信息的数字标牌或者用于课堂上与学生进行互动的教育设备等)配合使用的触摸输入装置(例如触摸笔)，它可以用来检测出用户在触摸时的压力的大小，然后触摸设备可以根据压力的大小来实现书写压力感应功能(例如当检测到用户的触摸的压力大时书写笔迹会变粗，当检测到用户的触摸的压力小时书写笔迹会变细等)。触摸输入装置包括微控制器(MicrocontrollerUnit，MCU)、射频模块以及用来检测压力的触摸部，其具体工作原理为：当触摸输入装置在触摸设备上的触摸屏上进行触摸操作时，触摸部会与触摸屏接触并测量其与触摸屏之间的压力大小，然后将检测到的压力数值发送给MCU，MCU将压力数值处理为相应的数据并将数据通过射频模块以无线传输的方式传输给触摸设备。
现有的触摸压力检测技术需要在触摸输入装置设置射频模块来传输检测到的压力数据，因此生产成本较高；而且射频模块进行数据传输时会存在传输延迟等现象，因此稳定性较差且用户的体验也不理想。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种生产成本低、稳定性好且用户体验良好的智能书写系统及智能书写笔。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种智能书写系统，包括智能书写笔与红外触摸屏；所述智能书写笔配置有用于与所述红外触摸屏相接触的触摸部；所述触摸部具有红外透光性，且所述触摸部对红外光的透过率随着所述触摸部受到的压力变化而变化；所述红外触摸屏配置有触摸屏发射灯、触摸屏接收灯、第一控制单元、显示单元；所述触摸屏发射灯，用于发射红外发射信号；所述触摸屏接收灯，用于接收所述红外发射信号所对应的红外接收信号；所述第一控制单元，用于根据所述红外发射信号和所述红外接收信号计算所述触摸部对红外光的的实际透过率以及所述触摸部在所述红外触摸屏上的触摸轨迹；以及根据所述实际透过率以及预先配置的透过率与笔迹显示状态的对应关系，得到所述实际透过率所对应的笔迹显示状态；以及根据所述触摸轨迹与所述实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号；所述显示单元用于根据所述显示控制信号显示与所述触摸轨迹对应的、具有所述实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹。
进一步地，所述触摸部由具有红外透光性、具有弹性的材料制成。
进一步地，所述触摸部为圆锥状结构或者半球状结构。
进一步地，所述智能书写笔还配置有压力检测单元与第二控制单元；所述压力检测单元用于检测所述触摸部与所述红外触摸屏之间的压力值；所述第二控制单元用于根据检测到的压力值与预先配置的压力值与透过率的对应关系生成透过率控制信号；所述触摸部还用于根据所述透过率控制信号将所述触摸部的透过率调整为检测到的压力值所对应的透过率。
进一步地，所述笔迹显示状态包括笔迹属性以及所述笔迹属性所具有的属性数值。
进一步地，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系为透过率与笔迹属性所具有的属性数值是正相关或负相关的。
进一步地，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系更具体为透过率被划分为N个连续的透过率区间，每个透过率区间对应于所述笔迹属性的一个属性数值。
进一步地，所述笔迹属性为所述笔迹的线条宽度或颜色亮度。
进一步地，所述压力检测单元为压力传感器。
本发明另一方面提供了一种智能书写笔，其包括用于与红外触摸屏相接触的触摸部；所述触摸部具有红外透光性，且所述触摸部对红外光的透过率随着所述触摸部受到的压力变化而变化。
本发明提供的所述智能书写笔及包括所述智能书写笔的所述智能书写系统，通过在所述智能书写笔设有具有红外透光性且对红外光的透过率随着受到的压力变化而变化的并用于与所述红外触摸屏相接触的所述触摸部，当所述触摸部放置于所述红外触摸屏上并受到一个压力时，所述触摸部会根据受到的压力的大小进行红外光的透光率的调节，这时当所述触摸屏发射灯发射出的红外发射信号经过所述触摸部时，所述红外发射信号通过所述触摸部后的强度会根据此时所述触摸部的透光率的大小相应地变弱而成为被与所述触摸屏发射灯对应的所述触摸屏接收灯接收的红外接收信号；接着所述第一控制单元根据所述红外发射信号和所述红外接收信号计算所述触摸部对红外光的的实际透过率以及所述触摸部在所述红外触摸屏上的触摸轨迹，并根据所述实际透过率以及预先配置的透过率与笔迹显示状态的对应关系而得到所述实际透过率所对应的笔迹显示状态，然后根据所述触摸轨迹与所述实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号；最后所述显示单元根据所述显示控制信号显示与所述触摸轨迹对应的、具有所述实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹。由上可知，本发明通过所述触摸部根据受到的所述压力的大小来调节所述透光率并根据检测到的所述透光率来实现对所述笔迹的显示控制，无需将所述触摸部检测到的所述压力值通过无线传输的方式发送给所述红外触摸屏，因此结构简单，生产成本低；而且本发明也不存在因为无线传输的延迟的现象而影响用户操作的问题，所以本发明的稳定性好，并具有良好的用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的所述智能书写系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种智能书写笔的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种智能书写笔的工作示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明实施例提供了一种智能书写系统，其包括智能书写笔1与红外触摸屏2；
所述智能书写笔1配置有用于与所述红外触摸屏2相接触的触摸部3；所述触摸部3具有红外透光性，且所述触摸部3对红外光的透过率随着所述触摸部3受到的压力变化而变化；
所述红外触摸屏2配置有触摸屏发射灯4、触摸屏接收灯5、第一控制单元6、显示单元7；
所述触摸屏发射灯4，用于发射红外发射信号(即红外光)；
所述触摸屏接收灯5，用于接收所述红外发射信号所对应的红外接收信号(即红外光)；
所述第一控制单元6，用于根据所述红外发射信号和所述红外接收信号计算所述触摸部3对红外光的的实际透过率以及所述触摸部3在所述红外触摸屏2上的触摸轨迹；以及根据所述实际透过率以及预先配置的透过率与笔迹显示状态的对应关系，得到所述实际透过率所对应的笔迹显示状态；以及根据所述触摸轨迹与所述实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号；
所述显示单元7用于根据所述显示控制信号显示与所述触摸轨迹对应的、具有所述实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹。
其中，所述触摸部3受到其与所述红外触摸屏2之间的压力与所述透光率的对应关系为所述压力的大小与所述透光率的高低是负相关的(即所述压力越大，所述透光率越低)，当然所述压力的大小与所述透光率的高低也可以为正相关(即所述压力越大，所述透光率越高)。可以理解的是，所述触摸部3的形状可以根据实际需要进行变换，例如，三角形、椭圆形和梯形等等，所述触摸部3的位置也可以根据触摸输入装置的具体形状进行改变，所述触摸部3的数量也可以是多个，在此均不做具体限定。
需要说明的是，所述触摸屏发射灯4与所述触摸屏接收灯5均为至少一个且一一对应。
此外，所述第一控制单元6根据所述红外发射信号和所述红外接收信号计算所述触摸部3在所述红外触摸屏2上的触摸轨迹的具体工作过程为：所述触摸屏发射灯4分别设置在所述触摸屏的触摸框的相邻的两条侧框上，所述触摸屏接收灯5分别设置在所述触摸屏的触摸框的另外两条侧框上，并组成一个发射和接收阵列，当所述触摸部3与所述红外触摸屏2接触时，两条相邻的所述侧框上的相对应的所述触摸屏发射灯4发射出的红外信号会通过所述触摸部3，在通过所述触摸部3后减弱为红外接收信号并被与所述触摸屏发射灯4对应的所述触摸屏接收灯5接收；当所述第一控制单元6检测到所述红外发射信号的强度和所述红外接收信号的强度不一致时(即所述红外接收信号的强度比所述红外发射信号的强度弱)，表明一条侧框上发射出的所述红外发射信号的所述触摸屏发射灯4和与该侧框对应的所述侧框上的接收所述红外接收信号的所述触摸屏接收灯5连线上放置有所述触摸部3，另一条侧框上发射出的所述红外发射信号的所述触摸屏发射灯4和与该侧框对应的所述侧框上的接收所述红外接收信号的所述触摸屏接收灯5连线上放置有所述触摸部3，这时所述第一控制单元6通过对两条所述连线求取交点就可以得出所述触摸部3的坐标位置；当所述触摸部3在所述红外触摸屏2上书写移动时，根据获取到的所述触摸部3的各个时刻点的所述坐标位置就可以获取所述触摸部3的触摸轨迹(即所述触摸部3的书写笔迹)。在实际应用中，所述第一控制单元6计算出的所述实际透光率可以发送给所述红外触摸屏2外，也可以通过USB或者串口的方式发送至用户的智能终端或者计算机上，然后在智能终端或者计算机端对所述红外触摸屏2的所述笔迹显示状态进行控制。
在本发明实施例中，通过在所述智能书写笔1设有具有红外透光性且对红外光的透过率随着受到的压力变化而变化的并用于与所述红外触摸屏2相接触的所述触摸部3，当所述触摸部3放置于所述红外触摸屏2上并受到一个压力时，所述触摸部3会根据受到的压力的大小进行红外光的透光率的调节，这时当所述触摸屏发射灯4发射出的红外发射信号经过所述触摸部3时，所述红外发射信号通过所述触摸部3后的强度会根据此时所述触摸部3的透光率的大小相应地变弱而成为被与所述触摸屏发射灯4对应的所述触摸屏接收灯5接收的红外接收信号；接着所述第一控制单元6根据所述红外发射信号和红外接收信号计算所述触摸部3对红外光的的实际透过率以及所述触摸部3在所述红外触摸屏2上的触摸轨迹，并根据所述实际透过率以及预先配置的透过率与笔迹显示状态的对应关系而得到所述实际透过率所对应的笔迹显示状态，然后根据所述触摸轨迹与所述实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号；最后所述显示单元7根据所述显示控制信号显示与所述触摸轨迹对应的、具有所述实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹。由上可知，本发明通过所述触摸部3根据受到的所述压力的大小来调节所述透光率并根据检测到的所述透光率来实现对所述笔迹的显示控制，无需将所述触摸部3检测到的所述压力值通过无线传输的方式发送给所述红外触摸屏2，因此结构简单，生产成本低；而且本发明也不存在因为无线传输的延迟的现象而影响用户操作的问题，所以本发明的稳定性好，并具有良好的用户体验。
优选地，所述笔迹显示状态包括笔迹属性以及所述笔迹属性所具有的属性数值。更优地，所述笔迹属性为所述笔迹的线条宽度或颜色亮度。可以理解的是，所述笔迹属性还可以为笔迹的颜色类型或者笔迹的线条形状等，在此不作具体限定。
进一步地，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系为透过率与笔迹属性所具有的属性数值是正相关或负相关的；即，所述属性数值是所述第一控制单元6根据所述透光率来设置的，例如所述透光率越高时所述属性数值越小，或者当所述透光率越高时所述属性数值越大。其中，所述笔迹属性根据所述属性数值进行相应改变，例如所述所述属性数值为大的数值时，所述笔迹的宽度/颜色就会变大/深(或者变小/浅)，所述所述属性数值为小的数值时，所述笔迹的宽度/颜色就会变小/浅(或者变大/深)。优选地，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系更具体为透过率被划分为N个连续的透过率区间，每个透过率区间对应于所述笔迹属性的一个属性数值；例如，所述透过率区间为四个，第一透过率区间设为小于10％，第二透过率区间设为10％～20％，第三透过率区间设为20％～50％，第透过率区间设为大于50％，且所述属性数值为笔迹的宽度的数值，当所述透过率区间为第一透过率区间时，所述笔迹的宽度为0.1mm，当所述透过率区间为第二透过率区间时，所述笔迹的宽度为0.2mm，依次类推。因此，通过所述透光率的相应变化可以改变所述笔迹显示状态的所述属性数值，并进而改变与所述属性数值对应的所述笔迹属性，从而实现了所述笔迹显示状态的改变，丰富了所述笔迹的显示功能，从而提高了用户的体验。
在此，提供本发明的其中一种优选实施例：请参见图,2，所述智能书写笔1还配置有压力检测单元10与第二控制单元11；
所述压力检测单元10用于检测所述触摸部3与所述红外触摸屏2之间的压力值；
所述第二控制单元11用于根据检测到的压力值与预先配置的压力值与透过率的对应关系生成透过率控制信号；
所述触摸部3还用于根据所述透过率控制信号将所述触摸部3的透过率调整为检测到的压力值所对应的透过率。
更优地，所述压力检测单元10为压力传感器。需要说明的是所述压力检测单元10可以设置在所述智能书写笔1的各个地方，例如可以设置在所述触摸部3接触所述红外触摸屏2的表面，也可以设置在所述智能书写笔1的顶部等，只要所述压力检测单元10在所述智能书写笔1的设置位置可以让所述压力检测单元10有效检测所述触摸部3受到的压力并可以让所述智能书写系统有效计算并调节所述透过率，那么就均在本发明的保护范围之内，在此不在赘述。
此外，所述触摸部3根据所述透过率控制信号来调整所述触摸部3的透过率的方式具体为通过在具有红外透光性的所述触摸部3上设有相应的液晶元件，并根据所述透过率控制信号(即具有一定电压的控制信号)来控制所述液晶元件的透明程度，当所述透过率控制信号的电压较高时，所述液晶元件的透明度较低(即所述触摸部3的透过率较低)，当所述透过率控制信号的电压较低时，所述液晶元件的透明度较高(即所述触摸部3的透过率较高)。在另一实施例中，亦可以触摸部3亦可以使用某些特殊的材质，其透过率随着其受到的压力的变化而变化。
在本优选实施例中，通过所述压力检测单元10来检测所述触摸部3与所述红外触摸屏2之间的压力值，而且所述第二控制单元11根据检测到的所述压力值与预先配置的压力值与透过率的对应关系生成透过率控制信号，所述触摸部3并根据所述透过率控制信号将所述触摸部3的透过率调整为检测到的压力值所对应的透过率；因此通过上述方式可以让所述智能书写笔1很方便地根据检测到的所述压力值来调节所述触摸部3的所述透过率。
在此，提供本发明的另一种优选实施例：所述触摸部3由具有红外透光性、具有弹性的材料制成，例如所述材料可以为透明的弹性橡胶或者为透明的硅胶等，在此不做具体限定。优选地，所述触摸部3为圆锥状结构或者半球状结构，可以理解的是，所述触摸部3还可以为其他结构，只要能够让所述触摸部3在受到压力时能够根据压力的大小有效地调节所述触摸部3的透过率，那么就均在本发明的保护范围之内。
在本优选实施例中，参见图3，当所述触摸部3受到压力时，即所述触摸部3因为受到所述智能书写笔1其他部分与所述红外触摸屏2的挤压从而发生弹性变形，这时所述触摸部3向下压缩(所述触摸部3的中心会向所述红外触摸屏2靠近)，靠近所述红外触摸屏2的所述触摸部3会变得更粗厚，因此当所述所述触摸屏发射灯4发射出的所述红外发射信号在通过所述触摸部3时，所述红外发射信号在所述触摸部3传播路程会更加长，根据光的传播理论，所述红外发射信号在介质的传播路程更长时会有更大的光信号的衰减而变成相应的所述红外接收信号，从而实现对所述透过率的调节；所以通过上述方式可以让所述智能书写笔1很方便地根据检测到的所述压力值来调节所述触摸部3的所述透过率。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
Claims (10)
1.一种智能书写系统，其特征在于，包括智能书写笔与红外触摸屏；
所述智能书写笔配置有用于与所述红外触摸屏相接触的触摸部；所述触摸部具有红外透光性，且所述触摸部对红外光的透过率随着所述触摸部受到的压力变化而变化；
所述红外触摸屏配置有触摸屏发射灯、触摸屏接收灯、第一控制单元、显示单元；
所述触摸屏发射灯，用于发射红外发射信号；
所述触摸屏接收灯，用于接收所述红外发射信号所对应的红外接收信号；
所述第一控制单元，用于根据所述红外发射信号和所述红外接收信号计算所述触摸部对红外光的的实际透过率以及所述触摸部在所述红外触摸屏上的触摸轨迹；以及根据所述实际透过率以及预先配置的透过率与笔迹显示状态的对应关系，得到所述实际透过率所对应的笔迹显示状态；以及根据所述触摸轨迹与所述实际透过率所对应的笔迹显示状态生成显示控制信号；
所述显示单元用于根据所述显示控制信号显示与所述触摸轨迹对应的、具有所述实际透过率所对应的笔迹显示状态的笔迹。
2.如权利要求1所述的智能书写系统，其特征在于，所述触摸部由具有红外透光性、具有弹性的材料制成。
3.如权利要求2所述的智能书写系统，其特征在于，所述触摸部为圆锥状结构或者半球状结构。
4.如权利要求1所述的智能书写系统，其特征在于，所述智能书写笔还配置有压力检测单元与第二控制单元；
所述压力检测单元用于检测所述触摸部与所述红外触摸屏之间的压力值；
所述第二控制单元用于根据检测到的压力值与预先配置的压力值与透过率的对应关系生成透过率控制信号；
所述触摸部还用于根据所述透过率控制信号将所述触摸部的透过率调整为检测到的压力值所对应的透过率。
5.如权利要求1～4任一项所述的智能书写系统，其特征在于，所述笔迹显示状态包括笔迹属性以及所述笔迹属性所具有的属性数值。
6.如权利要求5所述的智能书写系统，其特征在于，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系为透过率与笔迹属性所具有的属性数值是正相关或负相关的。
7.如权利要求6所述的智能书写系统，其特征在于，所述透过率与笔迹显示状态的对应关系更具体为透过率被划分为N个连续的透过率区间，每个透过率区间对应于所述笔迹属性的一个属性数值。
8.如权利要求5所述的智能书写系统，其特征在于，所述笔迹属性为所述笔迹的线条宽度或颜色亮度。
9.如权利要求4所述的智能书写系统，其特征在于，所述压力检测单元为压力传感器。
10.一种智能书写笔，其特征在于，包括用于与红外触摸屏相接触的触摸部；所述触摸部具有红外透光性，且所述触摸部对红外光的透过率随着所述触摸部受到的压力变化而变化。
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