CN204190857U - 投影用互动书写笔及屏幕书写系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种投影用互动书写笔，包括笔尖以及壳体，笔尖包括笔尖壳、接触块、四个应变片以及固定梁，笔尖壳与壳体的前端连接，应变片粘贴于固定梁上形成全桥差动电路，全桥差动电路设置于笔尖壳内且与壳体相邻，接触块的前端凸伸出笔尖壳而获取书写时的压力信息，接触块的后端设置于笔尖壳内，书写时接触块在笔尖壳内运动而使接触块的后端抵触固定梁，粘贴于固定梁上的应变片产生形变而使压力信息经全桥差动电路转换为电信息。与现有技术相比，本实用新型用应变片组成全桥差动电路来代替压阻式压力传感器，大幅度的降低了生成成本，同时可以免受响应频率的限制，实时准确的反映书写压力大小，从而提高书写速度，使得书写更加流畅。

Description

投影用互动书写笔及屏幕书写系统

技术领域

本实用新型涉及一种压力输入装置，特别是涉及一种投影用互动书写笔及可以放映书写用力大小的屏幕书写系统。

背景技术

当前，市场上可反映压力大小、应用投影的交互式系统主要分为两类：第一类是基于交互式电子白板构建，其中交互式电子白板按照技术原理划分主要有触摸屏式、红外阵列式、电磁感应式以及激光扫描式四种，该类交互式系统的优点是定位可靠且精度较高，有些产品在电子白板上的笔画粗细可随互动笔的压力而变化，然而，该交互式系统需要依赖特制的投影屏幕，价格昂贵，无法实现在任意投影屏幕上的交互功能，安装和使用不方便，成本较高；第二类则采用特制的交互笔(如超声波笔、红外光电笔、光电鼠标笔等)并配合外部专用的接收传感器来定位笔尖位置，从而实现在任意投影屏幕上的书写及触控操作。

上述第二类交互式系统中使用的交互笔可以通过书写时压力的大小，使得笔迹的粗细发生变化，然而该交互笔书写时压力的大小由压阻式传感器测量，响应频率低，反应慢，有时会直接导致交互过程无法实时准确的进行，且压阻式传感器价格昂贵，交互笔成本高，不利于大批量生产。

因此，有必要提供一种成本低、能够实时准确反映书写压力大小的投影用互动书写笔。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种投影用互动书写笔，以降低生产成本、提高响应频率进而实时准确的反映书写压力大小。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种投影用互动书写笔，包括笔尖以及壳体，所述笔尖包括笔尖壳、接触块、四个应变片以及固定梁，所述笔尖壳与所述壳体的前端连接，所述应变片粘贴于所述固定梁上形成全桥差动电路，所述全桥差动电路设置于所述笔尖壳内且与所述壳体相邻，所述接触块的前端凸伸出所述笔尖壳而获取书写时的压力信息，所述接触块的后端设置于所述笔尖壳内，书写时所述接触块在所述笔尖壳内运动而使所述接触块的后端抵触所述固定梁，粘贴于所述固定梁上的所述应变片产生形变而使所述压力信息经所述全桥差动电路转换为所述电信息。

与现有技术相比，本实用新型投影用互动书写笔，用价格低廉的应变片组成全桥差动电路，来代替昂贵的压阻式压力传感器以发送相关压力信息，大幅度的降低了生成成本，适合于产品的产业化；同时，利用应变片代替半导体的压阻式压力传感器，可以免受响应频率的限制，实时准确地反映书写压力大小，从而提高书写速度，使得书写更加流畅。

较佳地，所述笔尖还包括套筒，所述套筒固定设置于所述笔尖壳内，且所述套筒套接于部分所述接触块的外侧以限制所述接触块沿所述套筒中轴线的方向做往复运动。

较佳地，所述笔尖还包括弹性元件，所述接触块上设置有抵触部，所述抵触部位于所述套筒远离所述固定梁的一侧，所述弹性元件套接于所述抵触块的外侧且设置于所述抵触部及所述套筒之间以复位所述抵触块。

较佳地，所述投影用互动书写笔还包括指环支架，所述指环支架呈中空的圆环状且所述指环支架与所述壳体的底端固定连接。

本实用新型同时公开了一种屏幕书写系统，包括投影用互动书写笔以及投影显示装置，所述投影显示装置与所述投影用互动书写笔连接，所述投影用互动书写笔包括笔尖以及壳体，所述笔尖包括笔尖壳、接触块、四个应变片以及固定梁，所述笔尖壳与所述壳体的前端连接，所述应变片粘贴于所述固定梁上形成全桥差动电路，所述全桥差动电路设置于所述笔尖壳内且与所述壳体相邻，所述接触块的前端凸伸出所述笔尖壳而获取书写时的压力信息，所述接触块的后端设置于所述笔尖壳内，书写时所述接触块在所述笔尖壳内运动而使所述接触块的后端抵触所述固定梁，粘贴于所述固定梁上的所述应变片产生形变而使所述压力信息经所述全桥差动电路转换为所述电信息。

较佳地，所述笔尖还包括套筒，所述套筒固定设置于所述笔尖壳内，且所述套筒套接于部分所述接触块的外侧以限制所述接触块沿所述套筒中轴线的方向做往复运动。

较佳地，所述笔尖还包括弹性元件，所述接触块上还设置有抵触部，所述抵触部位于所述套筒远离所述固定梁的一侧，所述弹性元件套接于所述抵触块的外侧且设置于所述抵触部及所述套筒之间以复位所述抵触块。

较佳地，所述投影用互动书写笔还包括指环支架，所述指环支架呈中空的圆环状且所述指环支架与所述壳体的底端固定连接。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型投影用互动书写笔一实施例的结构图。

图2为图1中笔尖的剖面图。

图3为本实用新型屏幕书写系统一实施例的示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1至图2，本实用新型投影用互动书写笔100包括壳体10、电信号处理单元、三色LED发光单元12以及笔尖13，笔尖13与壳体10的前端连接，用于获取压力信息并将压力信息转换为电信息，电信号处理单元设置于壳体10内，用于将电信息转换为三色LED发光单元13的驱动信号，三色LED发光单元13设置于壳体10的顶端，用于根据驱动信号发出相应的颜色和亮度。具体的，笔尖13包括笔尖壳131、接触块132、固定梁133以及四个应变片134，笔尖壳131与壳体10的前端连接从而形成一个完整的容置空间，即壳体10与笔尖壳131的容置空间是连通的，应变片134粘贴于固定梁133上形成全桥差动电路，接触块132的前端凸伸出笔尖壳131以获取书写时的压力信息，接触块132的后端设置于笔尖壳131内，书写时接触块132在笔尖壳131内运动而使接触块132的后端抵触固定梁133，粘贴于固定梁133上的应变片134产生形变而使压力信息经全桥差动电路转换为电信息。需要说明的是，四个应变片134粘贴于固定梁133上形成全桥差动电路为现有技术，此处不再详细说明。

当投影用互动书写笔100工作时，接触块132的前端与书写屏幕接触，接触块132受力在笔尖壳131内运动而使接触块132的后端抵压固定梁133，粘贴于固定梁133上的应变片134产生形变，从而应变片134的阻值发生变化，阻值变化信息经全桥差动电路转换为电信息，从而实现了将书写时的压力信息转换为应变片的形变，应变片的形变转换为阻值变化信息，阻值变化信息经全桥差动电路转换输出电信息的过程。与现有技术相比，本实用新型投影用互动书写笔100，用四个应变片134组成全桥差动电路来代替昂贵的压阻式压力传感器以获取相关压力信息，由于应变片价格低廉，从而大幅度的降低了生成成本，适合于产品的产业化；同时，用应变片134代替半导体的压阻式压力传感器，可以免受响应频率的限制，实时准确的反映书写压力大小，从而提高书写速度，使得书写更加流畅；此外，通过应变片134将书写压力信息转化为电信息，然后通过电信号处理单元和三色LED发光单元12将接触块132获取的压力信息转变为相应的亮度与颜色，由于处理电路简单，投影用互动书写笔100的体积较小，方便携带。

较佳者，如图2所示，笔尖13还包括套筒135和弹性元件136，套筒135呈中空的圆筒状，套筒135固定设置于笔尖壳131内，且套接于部分接触块132的外侧以限制接触块132沿套筒135中轴线的方向做平滑的往复运动；接触块132上设置有抵触部132a，抵触部132a位于套筒135远离固定梁133的一侧，弹性元件136套接于抵触块132的外侧且设置于抵触部132a及套筒135之间以复位抵触块132，接触块132不受力时，弹性元件136与抵触部132a及套筒135连接但不发生形变，具体的，本实施例中弹性元件136为弹簧，当接触块132的前端与书写屏幕接触、接触块132受力在笔尖壳131内运动时，抵触部132a与接触块132做同步运动而挤压弹性元件136，由于套筒135位置固定，故此时弹性元件136发生形变，当接触块132的前端离开书写屏幕接触而不受力时，弹性元件136驱使接触块132向反方向运动而使接触块132的后端脱离与应变片134的接触，即驱使接触块132复位，弹性元件136恢复形变。

再请参考图1，在一较佳实施例中，投影用互动书写笔100还包括指环支架14，指环支架14呈中空的圆环状且指环支架14的顶端与壳体10的底端固定连接。使用时，用户可以将手指套进指环支架14内，指环支架14的直径大小可以根据用户手指的粗细进行松紧调节。

请参考图3，本实用新型屏幕书写系统1包括投影用互动书写笔100以及投影显示装置，其中投影显示装置具体包括投影屏幕200、摄像装置300、投影装置400以及计算处理装置500。其中投影用互动书写笔100如图1至图2所示，用于获取书写时的压力信息并输出相应的颜色和亮度；摄像装置300用于拍摄投影用互动书写笔100发出的颜色、亮度以及投影用互动书写笔100在投影屏幕200上的位置，并将拍摄得到的图片发送至计算处理装置500；计算处理装置500对图片进行处理后，根据颜色和亮度信息得到压力信息，根据投影用互动书写笔100的位置得到位置信息，然后将压力信息转换为笔迹信号并将笔迹信号以及位置信息输出至投影装置400，其中笔迹信号的粗细代表书写时压力的大小；投影装置400根据位置信息在投影屏幕200相应的位置处显示笔迹信号，从而呈现出投影用互动书写笔100在投影屏幕200上的书写效果。

工作时，投影用互动书写笔100与投影屏幕200相接触，在投影屏幕200上进行移动书写，投影用互动书写笔100根据书写时的压力信息产生相应的颜色与亮度，之后摄像装置300获取投影用互动书写笔100的图像，该图像中包含投影用互动书写笔100输出的颜色、亮度以及投影用互动书写笔100相对投影屏幕200的位置信息，并将该图像输送至计算处理装置500，计算处理装置500对图像进行解析处理从而提取到颜色和亮度信息，同时根据颜色点在图像中的位置处理得到书写时的位置信息，然后根据颜色和亮度信息得到相应的压力信息，最后根据压力信息得到相应的笔迹信号，最后计算处理装置500将得到的笔迹信号实时地传输给投影装置400，投影装置400根据笔迹信号在投影屏幕200对应的位置上显示对应粗细的笔迹，其中书写时的压力是多大，输出多粗的笔迹信号，从而在投影屏幕200上呈现出投影用互动书写笔100的书写效果。需要注意的是，计算处理装置500中需预先存储颜色、亮度与压力信息以及笔迹粗细的映射关系。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (8)

1.一种投影用互动书写笔，其特征在于，包括笔尖以及壳体，所述笔尖包括笔尖壳、接触块、四个应变片以及固定梁，所述笔尖壳与所述壳体的前端连接，所述应变片粘贴于所述固定梁上形成全桥差动电路，所述全桥差动电路设置于所述笔尖壳内且与所述壳体相邻，所述接触块的前端凸伸出所述笔尖壳而获取书写时的压力信息，所述接触块的后端设置于所述笔尖壳内，书写时所述接触块在所述笔尖壳内运动而使所述接触块的后端抵触所述固定梁，粘贴于所述固定梁上的所述应变片产生形变而使所述压力信息经所述全桥差动电路转换为所述电信息。

2.如权利要求1所述的投影用互动书写笔，其特征在于，所述笔尖还包括套筒，所述套筒固定设置于所述笔尖壳内，且所述套筒套接于部分所述接触块的外侧。

3.如权利要求2所述的投影用互动书写笔，其特征在于，所述笔尖还包括弹性元件，所述接触块上设置有抵触部，所述抵触部位于所述套筒远离所述固定梁的一侧，所述弹性元件套接于所述抵触块的外侧且设置于所述抵触部及所述套筒之间以复位所述抵触块。

4.如权利要求1所述的投影用互动书写笔，其特征在于，所述投影用互动书写笔还包括指环支架，所述指环支架呈中空的圆环状且所述指环支架与所述壳体的底端固定连接。

5.一种屏幕书写系统，包括投影用互动书写笔以及投影显示装置，所述投影显示装置与所述投影用互动书写笔连接，其特征在于，所述投影用互动书写笔包括笔尖以及壳体，所述笔尖包括笔尖壳、接触块、四个应变片以及固定梁，所述笔尖壳与所述壳体的前端连接，所述应变片粘贴于所述固定梁上形成全桥差动电路，所述全桥差动电路设置于所述笔尖壳内且与所述壳体相邻，所述接触块的前端凸伸出所述笔尖壳而获取书写时的压力信息，所述接触块的后端设置于所述笔尖壳内，书写时所述接触块在所述笔尖壳内运动而使所述接触块的后端抵触所述固定梁，粘贴于所述固定梁上的所述应变片产生形变而使所述压力信息经所述全桥差动电路转换为所述电信息。

6.如权利要求5所述的屏幕书写系统，其特征在于，所述笔尖还包括套筒，所述套筒固定设置于所述笔尖壳内，且所述套筒套接于部分所述接触块的外侧。

7.如权利要求6所述的屏幕书写系统，其特征在于，所述笔尖还包括弹性元件，所述接触块上还设置有抵触部，所述抵触部位于所述套筒远离所述固定梁的一侧，所述弹性元件套接于所述抵触块的外侧且设置于所述抵触部及所述套筒之间以复位所述抵触块。

8.如权利要求5所述的屏幕书写系统，其特征在于，所述投影用互动书写笔还包括指环支架，所述指环支架呈中空的圆环状且所述指环支架与所述壳体的底端固定连接。