一种纸本助写仪的制作方法

本发明涉及一种投影装置，特别涉及一种纸本助写仪。

背景技术：

随着经济的不断发展，人们的生活质量大大得到了改善。在日常生活中，人们需要在白纸上能整齐的书写文字，特别是有些考试的答题纸上，均采用无格线的纸。目前常使用的方法主要有两种：1、利用市场现有的尺子之类的工具在书写时，放置在所需要写的那行下面，以尺子代替格线辅助书写，这样可以写出相对整齐的文字；但是，在书写的过程中由于尺子是凸起在白纸上的，从而会造成书写过程中的不便。2、先用铅笔画出格线后再书写内容，书写完内容后再用橡皮擦掉；这种方法可以写出整齐的文字，但是该方法的工作量大，有时在考试中时间不够用。

针对上述问题，申请人研发出一种使用方便、书写整齐、省时省力的纸本助写仪。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种纸本助写仪，这种纸本助写仪采用激光投射均匀网格辅助书写，具有使用方便、书写整齐以及省时省力的特点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纸本助写仪，包括壳体以及形成于纸张上的虚拟区域，所述壳体内设置有蓄电池、plc控制组件以及光线发射装置，所述壳体上还设置有显示屏，所述蓄电池、显示屏以及光线发射装置分别与plc控制组件相连接，所述壳体的一侧设置有激光发射口，所述虚拟区域由位于壳体内的光线发射装置通过激光发射口投影至纸上形成；

所述壳体的一侧设置有朝向正对虚拟区域的摄像头，所述摄像头的一侧数据连接有固态硬盘，所述摄像头的一侧设置有可控制摄像头对虚拟区域进行拍照操作的驱动机构，所述驱动机构可识别使用者在虚拟区域书写完毕后自动控制摄像头进行拍照并由固态硬盘进行存储。

本发明进一步设置为：所述壳体的底部设置有底座，所述底座与壳体之间设置有承重旋转轴。

本发明进一步设置为：所述光线发射装置包括有激光器、透镜、转换棱镜、聚焦元件以及投影物镜，所述激光器射出的光源经由透镜整合后在转换棱镜的作用下能够打散形成数条亮度均匀的光线，所述转换棱镜所打散出的数条均匀的光线通过聚焦元件可形成用以书写汉字的网格状激光束或用以书写英文字母的条纹状激光束，并在所述投影物镜整合处理后投射至要书写的纸上。

本发明进一步设置为：所述驱动机构包括有位于底座上的震动感应模块a和震动感应模块b，两个所述震动感应模块均位于与虚拟区域相同的平面上，两个所述震动感应模块均数据连接有用以判断震源的数据处理模块，所述数据处理模块的一侧数据连接有内置虚拟区域数据信息的数据储存模块，所述数据存储模块计算出震源位置以数据的方式传输至数据存储模块内进行闭环对比，并将闭环对比的结果通过所述数据处理模块传输至plc控制组件。

本发明进一步设置为：所述壳体的一侧设置有开关按钮，所述开关按钮通过plc控制组件控制光线发射装置启闭。

本发明进一步设置为：所述壳体的一侧设置有用以给蓄电池充电的type-c充电接口。

本发明进一步设置为：所述虚拟区域为用以书写汉字的网格状激光束或用以书写英文字母的条纹状激光束。

本发明进一步设置为：所述摄像头由蓄电池进行供电，所述摄像头与蓄电池相连接的供电线路上串联有控制开关，用于控制所述摄像头与蓄电池之间的通断电连接，所述数据处理模块的一侧与plc控制组件数据连接，所述plc控制组件可控制启闭控制开关以及摄像头对虚拟区域进行拍照。

本发明进一步设置为：所述壳体的一侧设置有用以选择书写汉字的网格状激光束或书写英文字母的条纹状激光束的选定按钮以及选择按钮，所述选定按钮以及选择按钮均与plc控制组件相连接，所述plc控制组件可控制聚焦元件处理整合成所需的激光束。

本发明进一步设置为：所述数据存储模块位于固态硬盘内。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明采用激光投射的方式在白纸上形成辅助书写的虚拟区域，通过自动识别感知使用者在虚拟区域书写的状态，以自动控制摄像头针对虚拟区域自动进行拍照操作。在进行辅助书写的同时，还可以将所书写的文字以图片的方式进行存储。不仅可起到在白纸上辅助书写的作用，可对重要的信息进行存储，避免重要信息的遗失。甚至在书写完毕后，还可以通过调取固态硬盘内的照片进行分析所书写的文字好坏程度，便于后期改正书写中所存在的不足之处。特别的，若将本纸本助写仪在考试阅卷的过程中进行使用，所拍摄的图片还可以采用全程计算机阅卷，加速了阅卷效率。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1另一方向上的结构示意图；

图3为光线发射装置的原理示意图；

图4为驱动机构的原理示意图；

图5为实施例的原理示意图；

图6为实施例的使用状态示意图。

附图标记：1、壳体；2、蓄电池；3、plc控制组件；4、光线发射装置；5、显示屏；6、激光发射口；7、虚拟区域；8、激光器；9、透镜；10、转换棱镜；11、聚焦元件；12、投影物镜；13、匀光管；14、底座；15、承重旋转轴；16、摄像头；17、固态硬盘；18、驱动机构；19、震动感应模块a；20、震动感应模块b；21、数据处理模块；22、数据储存模块；23、开关按钮；24、充电接口；25、选定按钮；26、选择按钮；27、控制开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1、图5和图6所示，一种纸本助写仪，包括壳体1以及设置在壳体1内的蓄电池2、plc控制组件3以及光线发射装置4。壳体1上还设置有显示屏5，蓄电池2、显示屏5以及光线发射装置4分别与plc控制组件3相连接。壳体1的一侧设置有激光发射口6。该纸本助写仪还包括形成于纸张上的虚拟区域7，该虚拟区域7由位于壳体1内的光线发射装置4通过激光发射口6投影至纸上形成。

如图3所示，光线发射装置4包括有激光器8、透镜9、转换棱镜10、聚焦元件11以及投影物镜12。激光器8采用半导体泵浦激光器8作为光源，激光器8射出的光源经由透镜9整合成能发射出高准直度的点状光源。透镜9和转换棱镜10之间设置有匀光管13，通过匀光管13的光源在转换棱镜10的作用下能够打散形成数条亮度均匀的光线。由于采用转换棱镜10扩散光线，有效避免了采用普通柱镜扩散光线后产生光线两端光弱、中间光强的缺点。转换棱镜10所打散出的数条均匀的光线通过聚焦元件11可形成用以书写汉字的网格状激光束或用以书写英文字母的条纹状激光束，然后再由投影物镜12整合处理后投射至要书写的纸上，使得激光投射均匀网格辅助书写。

如图1、图2和图4所示，壳体1的底部设置有底座14，底座14与壳体1之间设置有承重旋转轴15。通过承重旋转轴15的设置，使得壳体1可根据实际使用需要维持在任意转动角度。壳体1的一侧设置有朝向正对虚拟区域7的摄像头16，摄像头16的一侧数据连接有固态硬盘17。摄像头16的一侧设置有可控制摄像头16对虚拟区域7进行拍照操作的驱动机构18，该驱动机构18可识别使用者在虚拟区域7书写完毕后自动控制摄像头16进行拍照，以将摄像头16所拍摄出的书写完毕后的文字进行存储录入至固态硬盘17。

如图4所示，驱动机构18包括有位于底座14上的两个相互独立的震动感应模块，两个震动单元分别以震动感应模块a19和震动感应模块b20表示。每个震动感应模块均位于与虚拟区域7相同的平面上。当使用者在激光投射所形成的虚拟区域7上书写时，由于手部在与白纸相接触时会产生震动，且笔尖在白纸上书写过程中也会产生震动；上述的震动会从产生一震动信号，而所产生震动的位置是在虚拟区域7上的，该震动位置可视为震源，其以x表示。当震动源x的震动信号分别传递至震动感应模块a19以及震动感应模块b20时，由于震动源x到两个震动感应模块的时间以及强度大小有所不同，即时间差代表着x-a的距离以及x-b的距离的差值，而强度代表着x-a的距离与x-b的距离的比值的平方的倒数。因此，震动源x的位置可通过测得震动信号的时间差以及震动信号的强度，经程序运算而得知。

当使用者在激光投射的虚拟区域7进行书写时，其在书写过程中所产生的震动信号分别传输给震动感应模块a19和震动感应模块b20。两个震动感应模块均数据连接有数据处理模块21，此时数据处理模块21根据所接收的震动信号按上述方法判断震动信号所产生的震源位置。由于震动产生的方式为多样的，而本发明只需判断该震源位置是否处于激光投射的虚拟区域7内。数据处理模块21的一侧数据连接有位于固态硬盘17内的数据储存模块22，数据处理模块21所判断出震源位置通过输出信号传输给数据储存模块22，由于数据存储模块内储存有虚拟区域7的数据信息，通过数据存储模块内所记载的虚拟区域7数据信息与震源位置数据信息相比较，就能判断出震源位置是否位于激光投射的虚拟区域7内。

所述的数据存储模块内所存储虚拟区域7数据信息为在初始时，设计人员在虚拟区域7内的任意区域内发生震动后，数据处理模块21根据两个震动感应模块所测得的时间差或强度比而计算出该某一位置的坐标，并将此坐标以数据的形式存储录入进数据存储模块内。

进一步的，数据处理模块21以及存储模块均位于壳体1内。

进一步的，壳体1的一侧设置有开关按钮23，开关按钮23通过plc控制组件3控制光线发射装置4启闭。

进一步的，壳体1的一侧设置有用以给蓄电池2充电的type-c充电接口24。

进一步的，摄像头16由蓄电池2进行供电，且在摄像头16与蓄电池2相连接的供电线路上串联有一控制开关27，用于控制摄像头16与蓄电池2之间的通断电连接。

进一步的，数据处理模块21的一侧与plc控制组件3数据连接，plc控制组件3可控制启闭控制开关27以及摄像头16对虚拟区域7进行拍照。

进一步的，壳体1的一侧设置有选定按钮25以及选择按钮26，该选定按钮25以及选择按钮26可用以选择书写汉字的网格状激光束或书写英文字母的条纹状激光束。选定按钮25以及选择按钮26均与plc控制组件3相连接，plc控制组件3可控制聚焦元件11处理整合成所需的激光束。

进一步的，显示屏5便于使用者清楚的观察蓄电池2剩余电量，以及便于使用者选择所需的激光束。

工作过程：

在使用时，当使用者在激光投射的虚拟区域7内进行书写时，书写所产生的震动通过震动感应模块感知并传输至数据处理模块21，在数据处理模块21进行数据处理计算出震源位置，并将计算出的震源位置以数据的方式传输至数据存储模块内进行闭环对比。若计算出的震源位置位于虚拟区域7内，则由plc控制组件3打开控制开关，使得蓄电池2对摄像头16供电。若计算出的震源位置位于虚拟区域7外，则摄像头16为关闭状态，以降低纸本助写仪的耗电速度。

当使用者在激光投射的虚拟区域7内书写完毕时，其手部以及手部持握的笔尖离开虚拟区域7，以导致虚拟区域7内并不产生震动。待数据处理模块21在10秒-30秒内不能计算出在虚拟区域7内所产生的震源时，则默认为使用者在虚拟区域7内书写完毕，此时数据处理模块21信号传输至plc控制组件3，通过plc控制组件3控制摄像头16对书写完毕的虚拟区域7进行拍摄，进而将在纸上书写完毕的文字通过照片的方式录入固态硬盘17。

在白纸上进行辅助书写的同时，还可以将所书写的文字以图片的方式进行存储。不仅可起到在白纸上辅助书写的作用，可对重要的信息进行存储，避免重要信息的遗失。甚至在书写完毕后，还可以通过调取固态硬盘17内的照片进行分析所书写的文字好坏程度，便于后期改正书写中所存在的不足之处。特别的，若将本纸本助写仪在考试阅卷的过程中进行使用，所拍摄的图片还可以采用全程计算机阅卷，加速了阅卷效率。