一种光学补偿点阵数码笔的制作方法

本实用新型涉及数字光学技术领域，尤其涉及一种光学补偿点阵数码笔。

背景技术：

随着信息技术的飞速发展，人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息。信息技术逐渐改变着人们传统的生活习惯。

传统的利用纸张和笔进行书写的方式无法进行信息化处理，因此无法满足人们的需要。现有技术中一般通过数码笔实现书写笔迹的数字化存储。然而，现有技术中的数码笔识别精度不高，无法实现书写笔记的清晰再现。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种光学补偿点阵数码笔，以实现书写笔迹和数字化存储和高精度再现。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种光学补偿点阵数码笔，包括：壳体、笔芯、压力传感器、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块、光电转换模块、电源模块和数据接口；

笔芯,所述笔芯的笔头从所述壳体伸出；

压力传感器，与所述第一处理器相连接，当所述笔尖书写时，所述笔芯的底端对所述压力传感器产生压力，所述压力传感器产生传感信号给所述第一处理器；

第一处理器，与所述第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块和光电转换模块相连接，当接收到所述传感信号时启动所述第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块和光电转换模块；

光学补偿模块，与所述电源模块相连接，在所述电源模块的供电下生成补偿光；

信号采集模块，在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；

光电转换模块，与所述信号采集模块相连接，将所述光信号转换为电信号发送给所述第一处理器，所述第一处理器将所述电信号进行处理，生成图像数据；

第二处理器，与所述第一处理器相连接，将接收到的图像数据进行图像识别处理，生成识别数据；

数据接口，与所述第二处理器相连接，将接收到的识别数据发送给上位机；

电源模块，与所述压力传感器、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块、光电转换模块相连接，为所述压力传感器、第一处理器、第二处理器、信号采集模块、光学补偿模块和光电转换模块供电。

进一步的，所述光学补偿点阵数码笔还包括注册模块；

所述注册模块与所述数据接口相连接，将所述光学补偿点阵数码笔的唯一序列号通过数据接口发送到所述上位机进行注册。

进一步的，所述光学补偿点阵数码笔还包括加密模块；

所述加密模块与所述第二处理器相连接，将所述识别数据进行加密，得到加密识别数据。

进一步的，所述第一处理器具体为将所述电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。

进一步的，所述第二处理器具体为将所述图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。

进一步的，所述数据接口为有线数据接口，具体包括：

USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口。

进一步的，所述数据接口为无线数据接口，具体包括：

蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。

进一步的，所述光学补偿点阵数码笔还包括存储模块；

所述存储模块与所述第二处理器相连接，存储所述识别数据。

本实用新型实施例提供的光学补偿点阵数码笔，通过光学补偿来提高光信号采集的效果，实现书写笔迹数字化存储的同时，进一步提高了书写笔迹还原的精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的光学补偿点阵数码笔的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的点阵排列示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的光学补偿点阵数码笔的结构框图，如图1所示，本实用新型实施例的光学补偿点阵数码笔包括：壳体1、笔芯2、压力传感器3、第一处理器4、第二处理器5、信号采集模块6、光学补偿模块7、光电转换模块8、电源模块9和数据接口10。

壳体1的材质可以选用便于手持的工程塑料或金属，通常包括两个可以扣和的壳体，其他器件容纳在壳体1中。

笔芯2的笔头从壳体1伸出，用于书写，产生书写笔迹的笔画和笔顺，笔芯可以是油性(圆珠)笔芯、水性(中性)笔芯、铅笔芯、可擦写(油墨分解)笔芯、可擦写(油墨固化)笔芯、塑胶(PP、PET、PVC等)笔芯等。

压力传感器3与第一处理器4相连接，当笔尖书写时，笔芯2的底端对压力传感器3产生压力，压力传感器3产生传感信号给第一处理器4。

压力传感器3的作用是表示笔芯2已经在书写了，双处理器点阵数码笔需要进行工作。压力传感器3可以根据点阵数码笔书写的介质不同而进行灵敏度设置。例如当书写在纸面上的时候，因为纸面是具有弹性可压缩的，所以压力传感器3的灵敏度需要高一些，否则无法识别笔芯2在书写。当书写在白板上的时候，因为白板是硬质的，弹性很小，所以压力传感器的灵敏度可以稍微低一些，也可以识别笔芯2在书写。

第一处理器4与第二处理器5、信号采集模块6和光电转换模块7相连接，当接收到传感信号时启动第二处理器5、信号采集模块6和光电转换模块7。

光学补偿模块7，与电源模块9相连接，在电源模块9的供电下生成补偿光；

信号采集模块6，在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；

其中，识别介质包括书写纸、白板等；光信号包括各个波段的可见光和不可见光。识别介质上具有点阵，点阵由一些非常细小的点，按照特殊算法规则排列组成，如图2所示。具有点阵的区域和不具有点阵的区域反射的光信号有差别，信号采集模块6采集这些光信号,提供给点阵笔一个坐标参数信息,从而利用光学成像技术高精度还原书写笔迹。

光学补偿模块7包括内置光源，具体包括发光二极管(light emitting diode，LED)光源等，作用是补偿自然光作用下信号采集模块6采集光信号的不足，从而提高笔迹还原的精度。

光电转换模块8与信号采集模块6相连接，将光信号转换为电信号发送给第一处理器4，第一处理器4处理电信号，生成模拟图像数据。

第二处理器5，与第一处理器4相连接，将接收到的图像数据进行图像识别处理，生成识别数据。

第一处理器4具体将所述电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。

第二处理器5具体将图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。

电源模块9，与压力传感器3、第一处理器4、第二处理器5、信号采集模块6、光学补偿模块7、光电转换模块8相连接，为压力传感器3、第一处理器4、第二处理器5、信号采集模块6、光学补偿模块7和光电转换模块8供电。

电源模块9可以为电池，例如充电电池，与数据接口10相连接，数据接口10集成电源接口为电源模块9充电。如果数据接口为MiniUSB口或MicroUSB口，既可以传输数据也可以供电。

数据接口10，与第二处理器5相连接，将接收到的识别数据发送给上位机。

可选地，数据接口10可以为有线数据接口或无线数据接口，有限数据接口包括USB口，MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；无线数据接口包括蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口为无线局域网通信，而通信接口可以利用2G、3G或者4G技术利用通信网络与上位机进行通信。

另外，光学补偿点阵数码笔还包括注册模块11、加密模块12、存储模块13和开关电路14；

注册模块11与数据接口10相连接，将光学补偿点阵数码笔的唯一序列号通过数据接口10发送到上位机进行注册。

加密模块12与第二处理器5相连接，将识别数据进行加密，得到加密识别数据。

存储模块13与第二处理器5相连接，存储识别数据。

开关电路14，与电源模块9相连接。

本实用新型光学补偿点阵数码笔的具体工作过程如下：

1、打开开关电路，电源接通，压力传感器、第一处理器、第二处理器、光学补偿模块、信号采集模块、光电转换模块和加密模块，检测自身状态，并处于待机状态；

2、笔芯的笔头进行书写，笔芯书写时产生所产生的压力传递到压力传感器，产生传感信号，启动光学补偿模块、第一处理器、第二处理器、信号采集模块和光电转换模块工作，并将包括受力方向和受力大小数据发送到第一处理器；

3、光学补偿模块在电源模块的供电下生成补偿光；

4、信号采集模块在补偿光照射下采集具有点阵的识别介质反射的光信号；

5、光电转换模块将光信号转换为电信号并发送给第一处理器，第一处理器将电信号进行处理，并添加时钟和时间轴后生成图像数据。

6、第二处理器将图像数据进行图像识别处理，并转化为数字信号后生成识别数据。

7、加密模块将识别数据进行加密后发送到数据接口；

8、数据接口将加密识别数据发送到上位机；

9、笔芯停止书写，压力传感器不再产生传感信号，各个部分停止工作；

10、关闭开关电路，电源断开，不再为各个部分供电。

本实用新型实施例提供的光学补偿点阵数码笔，通过光学补偿来提高光信号采集的效果，实现书写笔迹数字化存储的同时，进一步提高了书写笔迹还原的精度。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。