CN2672747Y - 压感超声波鼠标笔屏幕书写装置 - Google Patents
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Abstract
一种压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，包括压感超声波鼠标笔101及接收装置控制器102，压感超声波鼠标笔通过连接线104与接收装置控制器相连接，其包含有压力传感器11；接收装置控制器可固定于计算机显示装置，并与计算机的USB接口相连接，其可将压感超声波鼠标笔的位置信息及压力信息传送给计算机。本实用新型很好地解决了计算机手写输入的问题，其不仅可实现计算机简单文字的输入及实现鼠标输入功能，还可使普通显示屏具备毛笔效果以表达个性化的文字输入及进行绘图。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机输入装置，特别涉及可用于CRT、LCD及背投影显示器的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置。
背景技术
计算机已经广泛使用在各个领域，在家庭中的使用也比较普遍。但由于多数计算机的操作都通过键盘及鼠标实现，与传统的手写方式存在较大差异。现有的计算机手写输入装置主要采用超声波定位、电磁定位及红外线定位等方式，如专利号为5,308,936的美国专利申请，及申请号为01140298.9、00133388.7的中国专利申请，都提供了一种利用超声波或电磁技术的手写输入装置。但是这些装置都只能提供简单的文字及线条输入，不能对所输入的线条粗细等进行控制，也不能作为鼠标使用，无法表达个性化的文字输入及进行绘图。而且与计算机的连接一般采用特殊的板卡，极不方便。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用超声波定位技术的计算机手写输入装置，可方便连接到计算机上，在方便地实现手写输入是同时，实现鼠标功能。
为解决上述技术问题，本实用新型通过一装在屏幕外沿并与计算机USB端口连接的接收装置控制器，接收一与该接收控制装置连接的压感超声波鼠标笔的输入信号，从而支持手写输入。其中，压感超声波鼠标笔包括笔形外壳以及装在外壳内的放大器、装在笔尖端由所述放大器驱动的超声换能器、装在外壳内可感受到笔芯尖端所受压力的压力传感器以及装在外壳上的按键开关。接收装置控制器包括中央处理器、分别与所述中央处理器连接的时间计数器以及用于接收来自所述压感超声波鼠标笔的压力传感器信号的A/D转换器，分别与时间计数器连接的两个或多个信号放大器以及分别与两个或多个信号放大器输出端连接并分开安装的两个或多个超声接收传感器，还包括连接在所述中央处理器与计算机USB口之间的USB接口单元以及给所述USB单元供电的电源供电单元，所述A/D转换器的模拟信号输入端连接压感超声波鼠标笔的压力传感器。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，还包括与所述中央处理器连接的温度传感器。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述压感超声波鼠标笔的外壳包括笔外罩以及与笔外罩连接的笔头罩网，所述按键开关包括装在笔外罩上的上按键和下按键，所述按键装在印刷电路板上。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述接收装置控制器外壳的较长边沿两个端部分别装置所述两个超声接收传感器(1)。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述压感超声波鼠标笔与所述接收装置控制器通过5芯或6芯线(22)连接，连线信号包括：工作电源、控制信号、笔在使用时的返回的压力信号、笔上设置的上按键信号和下按键信号。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述接收装置控制器通过USB连线与计算机连接，所述接收装置控制器安装的计算机屏幕的左侧或上侧边。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述计算机屏幕是平面LCD显示器、平面CRT显示器、背投影显示器中的一种。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述计算机屏幕的表面装有玻璃或其他透明硬质材料的屏幕保护层。
在上述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置中，所述中央处理器检测到来自所述压力传感器的信号时，控制所述超声换能器发射80KHZ超声波的间隔为60-70次/秒；当没有检测到来自所述压力传感器的信号时，控制所述超声换能器发射80KHZ超声波的间隔为20-30次/秒。
实施本实用新型提供的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，能够很好地解决计算机手写输入的问题，可通过USB接口与计算机相连，并支持连接投影仪、视频电话及外加显示器等设备，其不仅可实现计算机简单文字的输入及实现鼠标输入功能，还可使普通显示屏具备毛笔效果以表达个性化的文字输入及进行绘图。
附图说明
图1是本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的安装示意图；
图2是本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的另一安装示意图；
图3是本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的接收座示意图；
图4是本实用新型压感超声波鼠标笔的结构图；
图5是本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的原理框图；
图6是本实用新型中时间计数器的电路图；
图7是本实用新型中的中央处理器、温度传感器及A/D转换器的连接电路图；
图8是本实用新型中的压感超声波鼠标笔的局部电路图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型。如图1所示，接收装置控制器102安装于计算机显示装置的显示屏103左侧外沿，该显示装置可以是一平面的CRT显示器、平面的LCD显示器或背投影显示器。显示屏103的表面可包含一平面保护介质层，以使显示屏103免受损伤。该接收装置控制器102通过一USB线105与计算机100的USB接口相连。压感超声波鼠标笔101通过一连接线104与接收装置控制器102相连，连接线104可以是5芯或6芯连接线。
图2是本实用新型另一实施方式的超声鼠标笔屏幕书写装置的安装示意图。在该实施方式中，接收装置控制器102安装于显示屏103的上侧外沿。该接收装置控制器102还可安装于显示屏右侧或下侧外沿。
如图3所示，是本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的接收座示意图。该接收座包括有两个接收传感器1、两个放大器2及一装置控制板301。其中两接收传感器1间的距离为200mm。接收传感器1用于接收压感超声波鼠标笔101发射的超声波，并将该超声波信号传送至放大器2。放大器2将超声波信号放大，方便对该超声波信号的分析。装置控制板301用于对接收装置控制器102的控制，用户通过该装置控制板301对本实用新型压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的功能进行设置。
如图4所示，压感超声波鼠标笔101包括有笔形外壳以及装在外壳内的压力传感器11、装在笔尖端的笔芯21、超声换能器12及压力传感器11、以及装在外壳上的按键开关10。其中压感超声波鼠标笔101的外壳包括笔外罩26以及与笔外罩26连接的笔头罩网25，而按键开关10包括装在笔外罩26上的上按键和下按键24，按键24装在印刷电路板23上。压感超声波鼠标笔101经由连接线104与接收装置控制器102相连接。
压感超声波鼠标笔101书写时，笔芯21接触显示屏103，并将压力传送给与其相连的压力传感器11。压力传感器11将所受压力转换为压力信息，传送至接收装置控制器102。通过按键24，用户可将相当于鼠标左右键的操作命令输入计算机100。
如图5所示，是压感超声波鼠标笔屏幕书写装置的原理框图。其中放大器9、按键开关10、压力传感器11及超声换能器12包含于压感超声波鼠标笔101。按键开关10、压力传感器11及放大器9分别与连接线104相连接，而超声换能器12则与放大器9相连接。放大器9可将来自接收装置控制器102的控制信号放大后传送给超声换能器12，而超声换能器12则根据控制信号发射一定频率的超声波。本装置所使用的超声波频率为80KHZ。
而CPU中央处理器4、与中央处理器4相连接的时间记数器3、与时间计数器3相连接的两个信号放大器2及分别与信号放大器2相连接的接收传感器1包含于接收装置控制器102，接收装置控制器102还包括与中央处理器4相连接的A/D转换器5、温度传感器7及USB接口单元6。USB接口单元6还与电源供给电路8相连。由于超声波传输的速度与空气温度有关，本装置采用温度传感器7检测环境温度，计算机可通过该温度修正超声波定位点，提高定位精度。
当压感超声波鼠标笔101在设定的显示屏103的可视区域内书写时，压力传感器11将通过笔芯21获得的压力信息通过A/D转换器5传送至中央处理器4。中央处理器4采样获得压力值，并根据压力值通过放大器9控制超声换能器12发射超声波。当压感超声波鼠标笔101未接触到屏幕时，压力传感器11不能感应到压力，中央处理器4控制超声波的的发射频率为20-30次/秒，若感受到压力，则将超声波的发射频率提高为60-70次/秒，以提高书写分辨率。
接收传感器1接收到超声换能器12发射的超声波信号后，经信号放大器2放大，时间计数器3分别记录下发射超声波到达两个接收传感器1的超声波传输的时间值。中央处理器4读取这两个时间值，并根据时间值确定压感超声波鼠标笔101的平面位置坐标。压感超声波鼠标笔101在显示屏103上的位置信息及压力信息经USB接口单元6传送至计算机100，通过计算机100的显示控制将压感超声波鼠标笔101的位置信息及压力信息转化为显示信息，送到显示屏103的对应位置，将笔迹显示于显示屏103。压力信息包含的压力值的大小用于显示笔画的粗细，从而实现毛笔字的书写效果。
如图6所示，时间计数器3的电路包含有一芯片，接收传感器1将接收到的超声波信号经放大器电路传送至该芯片。芯片将处理后的信号经数据端口传送至中央处理器4。
如图7所示，中央处理器4采用一型号为U2DOC88104A的芯片。该芯片输入端分别连接A/D转换器电路、温度传感器电路及时间计数器电路，分别接收来自A/D转换器电路、温度传感器电路及时间计数器电路的压力信息、温度信息及时间信息。芯片输出端则与五芯连接线104相连，控制压感超声波鼠标笔的超声波发射。芯片输出端还与USB处理单元相连，以将经处理后的压感超声波鼠标笔的位置信息及压力信息传送至计算机。
如图8所示，压感超声波鼠标笔包含一开关电路，控制该笔的电源以开启或关闭该笔。该笔经由一五芯线与接收装置控制器102连接，该五芯线分别连接压感超声波鼠标笔上的电源线、放大器电路、按键24及超声还能器，用于为压感超声波鼠标笔供电、传送压力信号、传送按键24的信号及传输接收装置控制器102的控制信号。
Claims (9)
1、一种压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，可连接一个计算机的USB端口并与该计算机的屏幕配合使用，提供书写和鼠标功能，其特征在于，包括装在屏幕外沿并与计算机USB端口连接的接收装置控制器以及与所述接收装置控制器连接的压感超声鼠标笔，其中，所述压感超声鼠标笔包括笔形外壳以及装在外壳内的放大器(9)、装在笔尖端由所述放大器(9)驱动的超声换能器(12)、装在外壳内可感受到笔芯(21)尖端所受压力的压力传感器(11)以及装在外壳上的按键开关(10)，所述接收装置控制器包括中央处理器(4)、分别与所述中央处理器(4)连接的时间计数器(3)以及用于接收来自所述压感超声鼠标笔的压力传感器(11)信号的A/D转换器(5)，分别与时间计数器(3)连接的两个或多个信号放大器(2)以及分别与两个或多个信号放大器(2)输出端连接并分开安装的两个或多个超声接收传感器(1)，还包括连接在所述中央处理器(4)与计算机USB口之间的USB接口单元(6)以及给所述USB单元供电的电源供电单元(8)，所述A/D转换器(5)的模拟信号输入端连接所述压感超声鼠标笔的压力传感器(11)。
2、根据权利要求1所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，还包括与所述中央处理器(4)连接的温度传感器(7)。
3、根据权利要求1或2所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述压感超声波鼠标笔的外壳包括笔外罩(26)以及与笔外罩(26)连接的笔头罩网(25)，所述按键开关(10)包括装在笔外罩(26)上的上按键和下按键(24)，所述按键(24)装在印刷电路板(23)上。
4、根据权利要求3所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述接收装置控制器外壳的较长边沿两个端部分别装置所述两个超声接收传感器(1)。
5、根据权利要求1所述压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述压感超声鼠标笔与所述接收装置控制器通过5芯或6芯线(22)连接，连线信号包括：工作电源、控制信号、笔在使用时的返回的压力信号、笔上设置的上按键信号和下按键信号。
6、根据权利要求5所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述接收装置控制器通过USB连线与计算机连接，所述接收装置控制器安装的计算机屏幕的左侧或上侧边。
7、根据权利要求6所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述计算机屏幕是平面LCD显示器、平面CRT显示器、背投影显示器中的一种。
8、根据权利要求7所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述计算机屏幕的表面装有玻璃或其他透明硬质材料的屏幕保护层。
9、根据权利要求1-8中任何一项所述的压感超声波鼠标笔屏幕书写装置，其特征在于，所述中央处理器(4)检测到来自所述压力传感器(11)的信号时，控制所述超声换能器(12)发射80KHZ超声波的间隔为60-70次/秒；当没有检测到来自所述压力传感器(11)的信号时，控制所述超声换能器(12)发射80KHZ超声波的间隔为20-30次/秒。
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