专利名称：智能笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光标输入类计算机输入设备，特别是一种兼鼠标、手写输入画写板功能的笔形输入装置。
背景技术：
现今的计算机光标输入类设备如鼠标器、手写板、光标笔等，存在着携带性差，对输入界面有较多约制，功能单一，结构复杂，实用性差等这样或那样的缺点，难以适应现代计算机技术特别是便携式电脑、智能手机技术迅速发展的需要。
发明内容
本发明目的是提供一种光标输入设备，能向计算机提供鼠标、手写输入画写板功能，同时应具备体积小，携带性好，结构简单，符合人们书写习惯、功能强大等特点，尤其适合与便携式电脑、智能手机配套使用。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是一种智能笔，包括笔形壳体，壳体上至少设有两个功能键上键和下键，具有鼠标器两个功能键的相同功能。壳体下端设有光学成像镜头和光电感应器，这实际上就组合成为一只微型摄像头。摄像头以一定的时间间隔进行图像拍摄，然后把智能笔在移动过程中产生的不同图像信号传送给图像分析芯片进行处理，生成二维或三维输出信号，经输出电路与计算机以有线或无线方式连接。
现有光电鼠标工作时必须在界面上滑动，底部光线被遮住，只能靠发光二极管发射光线成像；智能笔不与界面直接接触，只需拍摄物本身反射或发射的光线(包括红外线)就能成像，因而取消了发光二极管。因此，智能笔的结构比现有光电鼠标的更为简单。
上述技术方案中，所述的二维输出信号(即X轴-Y轴平面)控制计算机光标移动的方向及距离，或控制手写输入时的笔划，而三维输出信号除提供二维平面输出信号外，还提供Z轴(即智能笔中心轴)方向移动信号，可为智能笔提供笔划的粗细信息。根据各种软硬笔落笔后粗细变化的特性，设计出相应的画写板软件，就可以以规范的书写动作，用智能笔在显示屏上书写出诸如毛笔等多种软硬笔特点的笔划与文字，最终实现虚拟笔手写输入画写板功能。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有体积小，携带性好，结构简单，功能强大等特点，而且更重要的是，有了智能笔配合使用，意味着便携式电脑、智能手机拥有了个人电脑同样的操作特性和功能，相互之间可以方便自然地交流、使用信息，系统兼容性的鸿沟不复存在。
附图为本发明的外形结构示意图。
附图兼作摘要附图。
图中1、壳体 2、光学成像镜头 3、上键 4、下键具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。实施例一参见附图1所示，一种智能笔，包括笔形的壳体1，壳体上至少设有两个功能上键3，下键4。壳体1下端设有光学成像镜头2。壳体内还设有光电感应器，图象分析芯片，输出电路。
光线(包括红外线)，透过镜头形成所拍摄物的光学影像，投射到光电感应器上，生成图像信号，传送到图象分析芯片。图像分析芯片首先通过对这些图像上的特征点间的相对位移来确定Z轴上的运动方向和距离特征点之间距离变大，意味镜头向被拍摄物靠近，反之则意味着镜头离拍摄物更远。然后根据计算出的校正因子，消除特征点之间的相对位移后，即得到校正后特征点在X轴-Y轴平面上运动向量，图象分析芯片就可运算出三维输出信号，经输出电路与计算机连接，从而实现鼠标、虚拟笔手写输入画写板功能。
实施例二一种智能笔。其壳体结构与实施例一相同。不同之处在于其图像分析芯片对书写动作有特定要求，仅能运算出二维平面输出信号，在某种意义上可以说，实施例二是实施例一的功能简化版。当手持智能笔在平行于拍摄物表面的一个平面作直立书写动作，或者书写时智能笔与拍摄物的距离远大于镜头焦距，均可视为Z轴输出信号为0，此时智能笔书写动作所拍摄的图像信号，经图像分析芯片处理后生成X轴-Y轴二维平面输出信号，通过输出电路与计算机连接，从而实现鼠标、手写输入画写板功能。
权利要求
1.一种兼鼠标功能、手写输入画写板功能的笔形光标输入装置即智能笔。该装置包括笔形壳体1；功能键壳体上至少设有两个功能键上键3和下键4，具有鼠标器两个功能键相同的功能；光学成像镜头2 光线(包括红外线)透过镜头，形成所拍摄物的光学影像；光电感应器拍摄物的光学影像投射到光电感应器上，生成图像信号；图像分析芯片智能笔在移动过程中产生的不同图像信号传送给图像分析芯片进行处理，生成二维或三维输出信号；输出电路用于向计算机传送图像分析芯片生成的二维或三维输出信号。
2.根据权利要求1所述的智能笔，其进一步包括一种光标数据的控制方法。光线(包括红外线)，透过镜头形成所拍摄物的光学影像，投射到光电感应器上，生成图像信号，传送到图象分析芯片。图像分析芯片首先通过对这些图像上的特征点间的相对位移来确定Z轴上的运动方向和距离特征点之间距离变大，意味镜头向被拍摄物靠近，反之则意味着镜头离拍摄物更远。然后根据计算出的校正因子，消除特征点之间的相对位移后，即得到校正后特征点在X轴-Y轴平面上运动向量，图象分析芯片就可运算出三维输出信号，经输出电路与计算机连接。
3.根据权利要求1所述的智能笔，其进一步包括一种虚拟笔的控制方法。智能笔书写动作时所拍摄的图像信号，经图像分析芯片处理后生成二维或三维输出信号。其中，二维输出信号(即X轴-Y轴平面)控制计算机光标移动的方向及距离，或控制手写输入时的笔划，而三维输出信号除了提供二维平面输出信号外，还提供Z轴(即智能笔中心轴)方向移动信号，可为智能笔提供笔划的粗细信息。根据各种软硬笔落笔后粗细变化的特性，设计出相应的画写板软件，就可以以规范的书写动作，用智能笔在显示屏上书写出诸如毛笔等多种软硬笔特点的笔划与文字，从而实现虚拟笔手写输入画写板功能。
全文摘要
本发明涉及一种兼鼠标、手写输入画写板功能的笔形光标输入装置即智能笔及其控制方法。该装置包括壳体、功能键、光学成像镜头、光电传感器、图象分析芯片、输出电路。智能笔具有体积小，结构简单，携带方便，符合人们书写习惯，功能强大等特点，尤其适合与便携式电脑，智能手机配套使用。依据本发明，用户能自如地握住智能笔，以规范的书写动作，实现鼠标功能，手写输入画写板功能。
文档编号G06F3/033GK1667561SQ200510052080
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月9日 优先权日2005年3月9日
发明者罗四维 申请人:罗四维