本實用新型涉及數(shù)字光學技術領域，尤其涉及一種數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆。

背景技術：

隨著信息技術的飛速發(fā)展，人們日益普遍地使用計算機來生產(chǎn)、處理、交換和傳播各種形式的信息，信息技術逐漸改變著人們傳統(tǒng)的生活習慣。傳統(tǒng)的利用紙張和筆進行書寫的方式無法進行數(shù)字化處理，因此無法滿足人們的需要。

現(xiàn)有技術中，一般通過在電子書寫載體上進行書寫來實現(xiàn)書寫內容的數(shù)字化存儲和再現(xiàn)。然而，在電子書寫載體上進行書寫改變了傳統(tǒng)的書寫習慣，用戶體驗度差。另外，在電子書寫載體上書寫時，由于識別精度不高，無法實現(xiàn)書寫筆跡的完美呈現(xiàn)，無法滿足用戶的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆，以實現(xiàn)書寫筆跡的數(shù)字化存儲和高精度再現(xiàn)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆，包括：殼體、筆芯、壓力傳感器、注冊模塊、處理器、信號采集模塊、光電轉換模塊和數(shù)據(jù)接口；

筆芯,所述筆芯的筆頭從所述殼體伸出；

壓力傳感器，與所述處理器相連接，當所述筆尖書寫時，所述筆芯的底端對所述壓力傳感器產(chǎn)生壓力，所述壓力傳感器產(chǎn)生傳感信號給所述處理器；

處理器，與所述信號采集模塊、光電轉換模塊和注冊模塊相連接，當接收到所述傳感信號時啟動注冊模塊、信號采集模塊和光電轉換模塊；

注冊模塊，與所述數(shù)據(jù)接口相連接，將所述數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆的唯一序列號通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送到上位機進行注冊；

信號采集模塊，采集具有點陣的識別介質反射的光信號；

光電轉換模塊，與所述信號采集模塊相連接，將所述光信號轉換為電信號發(fā)送給所述處理器，所述處理器處理所述電信號，生成圖像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，生成傳輸數(shù)據(jù)包；

數(shù)據(jù)接口，與所述光電轉換模塊相連接，將所述傳輸數(shù)據(jù)包發(fā)送給上位機。

進一步的，所述處理器具體為將圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，并與所述壓力傳感器發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)，以及時鐘和時間軸編碼成標準傳輸數(shù)據(jù)包。

進一步的，所述數(shù)據(jù)接口為有線數(shù)據(jù)接口，具體包括：

USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口。

進一步的，所述數(shù)據(jù)接口為無線數(shù)據(jù)接口，具體包括：

藍牙接口、紅外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者無線通信接口。

進一步的，所述數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆還包括存儲模塊；

所述存儲模塊與加密模塊相連接，存儲加密后的傳輸數(shù)據(jù)包。

進一步的，所述數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆還包括加密模塊；

所述加密模塊與所述光電轉換模塊相連接，將所述傳輸數(shù)據(jù)包加密后通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送。

進一步的，所述數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆還包括電源模塊；

所述電源模塊與所述壓力傳感器、注冊模塊、信號采集模塊、光電轉換模塊、處理器相連接，為所述壓力傳感器、注冊模塊、信號采集模塊、光電轉換模塊和處理器供電。

進一步的，所述數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆還包括開關電路,與所述電源模塊相連接。

本實用新型實施例提供的數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆，利用光學成像技術,在不改變傳統(tǒng)的書寫習慣的情況下，能夠實現(xiàn)原筆跡重現(xiàn)，而且識別精度高。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆的結構圖；

圖2為本實用新型實施例提供的點陣排列示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

圖1為本實用新型實施例提供的數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆的結構圖，如圖1所示，本實用新型實施例的數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆包括：殼體1、筆芯2、壓力傳感器3、注冊模塊4、處理器5、信號采集模塊6、光電轉換模塊7和數(shù)據(jù)接口8。

殼體1的材質可以選用便于手持的工程塑料或金屬，通常包括兩個可以扣和的殼體，其他器件容納在殼體1中。

筆芯2的筆頭從殼體1伸出，用于書寫，產(chǎn)生書寫筆跡的筆畫和筆順，筆芯可以是油性(圓珠)筆芯、水性(中性)筆芯、鉛筆芯、可擦寫(油墨分解)筆芯、可擦寫(油墨固化)筆芯、塑膠(PP、PET、PVC等)筆芯等。

壓力傳感器3與處理器5相連接，當筆尖書寫時，筆芯2的底端對壓力傳感器3產(chǎn)生壓力，壓力傳感器3產(chǎn)生傳感信號給處理器5。

壓力傳感器3的作用是表示筆芯2已經(jīng)在書寫了，數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆需要進行工作。壓力傳感器3可以根據(jù)點陣數(shù)碼筆書寫的介質不同而進行靈敏度設置。例如當書寫在紙面上的時候，因為紙面是具有彈性可壓縮的，所以壓力傳感器3的靈敏度需要高一些，否則無法識別筆芯2在書寫。當書寫在白板上的時候，因為白板是硬質的，彈性很小，所以壓力傳感器的靈敏度可以稍微低一些，也可以識別筆芯2在書寫。

處理器5與信號采集模塊6、光電轉換模塊7和注冊模塊4相連接，當接收到傳感信號時啟動注冊模塊4、信號采集模塊6和光電轉換模塊7。

注冊模塊4與數(shù)據(jù)接口8相連接，當處理器5啟動注冊模塊4之后，注冊模塊4將數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆的唯一序列號通過數(shù)據(jù)接口8發(fā)送到上位機進行注冊，注冊成功之后，數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆和上位機之間建立了連接關系，可以進行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。由于上位機同時和多只點陣數(shù)碼筆進行數(shù)據(jù)傳輸，通過點陣數(shù)碼筆的唯一序列號來區(qū)分是哪只筆發(fā)送的數(shù)據(jù)。

信號采集模塊6采集具有點陣的識別介質反射的光信號。

其中，識別介質包括書寫紙、白板等；光信號包括各個波段的可見光和不可見光。識別介質上具有點陣，點陣由一些非常細小的點，按照特殊算法規(guī)則排列組成，如圖2所示。具有點陣的區(qū)域和不具有點陣的區(qū)域反射的光信號有差別，信號采集模塊6采集這些光信號,提供給點陣筆一個坐標參數(shù)信息,從而利用光學成像技術高精度還原書寫筆跡。

光電轉換模塊7與信號采集模塊6相連接，將光信號轉換為電信號發(fā)送給處理器5，處理器5處理電信號，生成模擬圖像數(shù)據(jù)，并將模擬圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，生成傳輸數(shù)據(jù)包。

數(shù)據(jù)接口8，與光電轉換模塊7相連接，將傳輸數(shù)據(jù)包發(fā)送給上位機。

處理器5具體將模擬圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，并與所述壓力傳感器發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)，以及時鐘和時間軸編碼成標準傳輸數(shù)據(jù)包。

可選地，數(shù)據(jù)接口8可以為有線數(shù)據(jù)接口或無線數(shù)據(jù)接口，有限數(shù)據(jù)接口包括USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；無線數(shù)據(jù)接口包括藍牙接口、紅外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者無線通信接口。藍牙接口、紅外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口為無線局域網(wǎng)通信，而通信接口可以利用2G、3G或者4G技術利用通信網(wǎng)絡與上位機進行通信。

另外，數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆還包括存儲模塊9、加密模塊10、電源模塊11和開關電路12；

其中，存儲模塊9與加密模塊10相連接，存儲加密后的傳輸數(shù)據(jù)包。

加密模塊10與光電轉換模塊7相連接，將傳輸數(shù)據(jù)包加密后通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送。

此處需要說明的是，數(shù)據(jù)接口8向上位機傳輸數(shù)據(jù)包有兩種情況，一種是實時傳輸，處理器5實時將圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，并與壓力傳感器發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)，以及時鐘和時間軸實時編碼成標準傳輸數(shù)據(jù)包，然后數(shù)據(jù)接口8實時將傳輸數(shù)據(jù)包通過有線或無線方式傳輸?shù)缴衔粰C。另外一種是非實時傳輸，處理器5實時將圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，并與壓力傳感器發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)，以及時鐘和時間軸實時編碼成標準傳輸數(shù)據(jù)包并進行加密后，在設定時間或者其他非實時方式由數(shù)據(jù)接口8將加密數(shù)據(jù)包向上位機傳輸。

光電轉換模塊7和數(shù)據(jù)接口8通過加密模塊10相連接，將傳輸數(shù)據(jù)包加密為加密傳輸數(shù)據(jù)包。加密器可以與光電轉換模塊7集成在一起，作用是將傳輸數(shù)據(jù)包進行加密，加密為加密傳輸數(shù)據(jù)包，加密算法可以是各種加密算法。

電源模塊11與壓力傳感器3、注冊模塊4、信號采集模塊6、光電轉換模塊7、處理器5相連接，為壓力傳感器3、注冊模塊4、信號采集模塊5、光電轉換模塊7和處理器5供電。

電源模塊11可以為電池，例如充電電池，與數(shù)據(jù)接口7相連接，數(shù)據(jù)接口7集成電源接口為電源模塊11充電。如果數(shù)據(jù)接口為MiniUSB口或MicroUSB口，既可以傳輸數(shù)據(jù)也可以供電。

開關電路12,與電源模塊11相連接。

本實用新型數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆的具體工作過程如下：

1、打開開關電路，電源接通，壓力傳感器、注冊模塊、處理器、信采集模塊、光電轉換模塊，檢測自身狀態(tài)，并處于待機狀態(tài)；

2、筆芯的筆頭進行書寫，筆芯書寫時產(chǎn)生所產(chǎn)生的壓力傳遞到壓力傳感器，產(chǎn)生傳感信號，啟動注冊模塊、處理器、信號采集模塊和光電轉換模塊工作，并將包括受力方向和受力大小數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器；

3、信號采集模塊采集具有點陣的識別介質反射的光信號；

4、光電轉換模塊將光信號轉換為電信號并發(fā)送給處理器；

5、處理器生成模擬圖像數(shù)據(jù)，并將模擬圖像數(shù)據(jù)解析為數(shù)字信號，并與壓力傳感器發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)，以及時鐘和時間軸編碼成標準傳輸數(shù)據(jù)包；

6、加密模塊將傳輸數(shù)據(jù)包進行加密后發(fā)送到數(shù)據(jù)接口或者存儲模塊；

7、數(shù)據(jù)接口實時的將傳輸數(shù)據(jù)包發(fā)送到上位機，或者非實時的將加密數(shù)據(jù)包發(fā)送到上位機；

8、筆芯停止書寫，壓力傳感器不再產(chǎn)生傳感信號，各個部分停止工作；

9、關閉開關電路，電源斷開，不再為各個部分供電。

本實用新型實施例提供的數(shù)字光學點陣數(shù)碼筆，利用光學成像技術,在不改變傳統(tǒng)的書寫習慣的情況下，能夠實現(xiàn)原筆跡重現(xiàn)，而且識別精度高。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。