数码笔的制作方法

本实用新型涉及数字图像处理领域，更具体地涉及一种数码笔。

背景技术：

电子白板由普通白板发展而来，随着技术的发展及市场的需要，出现了交互式电子白板。交互式电子白板可以与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到例如PC等终端，利用投影仪将PC上的内容投影到电子白板屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、交互式的协作会议或教学环境。利用特定的数码笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。

然而，当前的数码笔并不存在身份认证功能，这尤其在需要电子签名的领域，例如金融安全领域，存在被人冒用的风险。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种数码笔，包括

压力传感器、图像传感器、处理器、存储器、无线收发器以及生物特征识别部件，其中

压力传感器设置在所述数码笔的笔尖处，用于采集笔尖所处位置的压力数据信息；

图像传感器用于采集数码笔笔迹图像；

存储器用于存储生物特征信息；

处理器用于命令生物特征识别部件对人体生物特征进行识别，收集压力传感器感测的压力数据信息和图像传感器采集的即时图像信息，根据生物特征识别情况控制数码笔的工作状态或者将识别的生物特征信息发送给上位机，并对压力数据信息和即时图像信息进行处理，获取坐标信息，经由无线收发器将坐标信息发送给上位机。

在一个优选实施例中，所述数码笔还包括第一红外光源，用于发出不可见的红外光，为图像传感器提供成像光源。

在一个优选实施例中，所述生物特征识别部件为指纹图像识别部件，包括指纹图像传感器，用于采集用户指纹图像；指纹图像处理器，用于将采集的指纹图像转换成指纹特征信息。

在一个优选实施例中，所述指纹图像识别部件还包括第二红外光源，当采集用户指纹图像时，协助指纹图像传感器采集指纹图像。

在一个优选实施例中，所述指纹图像传感器及第二红外光源设置在数码笔笔体的前端，用户习惯握所述数码笔的位置处。

在一个优选实施例中，所述生物特征识别部件为手指静脉图像识别部件，包括手指静脉图像传感器，用于采集用户手指静脉图像；静脉图像处理器，用于将采集的静脉图像转换成静脉特征信息。

在一个优选实施例中，所述手指静脉图像识别部件还包括第三红外光源，当采集用户手指静脉图像时，协助手指静脉图像传感器采集手指静脉图像。

在一个优选实施例中，所述手指静脉图像传感器及第三红外光源设置在数码笔笔体的前端，用户习惯握所述数码笔的位置处。

在一个优选实施例中，所述生物特征识别部件为电容式指纹识别部件，包括电容接触传感器模块，用于采集用户指纹电容信息；指纹电容处理器，用于将采集的指纹电容信息转换成指纹特征信息。

在一个优选实施例中，数码笔还包括NFC读取器，用于识别待书写介质的NFC标签来读取存储在标签中的信息。

本实用新型的数码笔集成身份认证功能，大大降低了被人冒用的风险。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据本实用新型一个实施例的数码笔；

图2示出生物特征识别部件为指纹图像识别部件的一个实施例；

图3示出生物特征识别部件为手指静脉图像识别部件的一个实施例；以及

图4示出根生物特征识别部件包括指纹图像识别部件和手指静脉图像识别部件的一个实施例。

应当注意的是，本说明书附图并非按照比例绘制，而仅为示意性的目的，因此，不应被理解为对本实用新型范围的任何限制和约束。在附图中，相似的组成部分以相似的附图标号标识。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述。以下参照附图进行详细的描述，所述附图形成本实用新型的一部分，且在本实用新型中，附图通过对实施本实用新型的具体实施例的解释表示出来。应当理解的是在不偏离本实用新型的范围的情况下可以采用其它的实施例且可以进行结构上或逻辑上的改变。例如，对于一个实施例解释或描述的特征可被用于其它实施例或与其它实施例结合来生成另一个实施例。其意图在于本实用新型包括这样的修改和变化。这些示例用特定的语句描述，但它们不应被理解为对所附的权利要求范围的限制。附图仅出于解释性目的且并非按比例绘制。除非特别说明，出于清楚的目的，相应的元件在不同的附图中采用同样的附图标记表示。

术语"具有","含有","包括","包含"等是开放性的，它们表示所描述的结构，元件或者特征的存在，但并不排除额外元件或特征。

图1示出本实用新型的数码笔10，包括压力传感器100、图像传感器105、处理器110、存储器115、无线收发器120、生物特征识别部件125。

其中，处理器和无线收发器设置在数码笔的笔体内部；图像传感器设置在数码笔笔体的前端；压力传感器设置在数码笔的笔尖处，用于采集笔尖所处位置的压力数据信息；处理器分别电连接无线收发器、图像传感器、压力传感器、存储器以及生物特征识别部件。

处理器用于命令生物特征识别部件对人体生物特征进行识别，收集压力传感器感测的压力数据信息和图像传感器采集的即时图像信息。处理器可以根据生物特征识别情况，控制数码笔的工作状态，即根据识别的人体生物特征与存储器中预先存储的生物特征信息的匹配结果控制数码笔是否可用。在另一个方案中，处理器将识别的人体生物特征发送到上位机例如电脑进行匹配，甚至发送到云端进行匹配。另外，处理器还对压力数据信息和即时图像信息进行处理，获取坐标信息，经由无线收发器将坐标信息发送给上位机，获取坐标信息、笔迹顺序信息，同时经由无线收发器发送给上位机。

生物特征识别部件是利用人体生物特征进行身份识别的装置。

如图2所示，在一个示例中，生物特征识别部件为指纹图像识别部件，包括用于采集用户指纹图像的指纹图像传感器1250以及用于将采集的指纹图像转换成指纹特征信息的指纹图像处理器1252。在一个实施例中，指纹匹配器将转换后的指纹特征信息与预先存储在存储器中的指纹图像数据进行匹配。指纹匹配器预先设置有指纹匹配阈值，如果采集到的指纹图像数据的匹配度超过这个阈值，即识别通过，则匹配器向处理器发出确认通过信令，处理器才会命令压力传感器、图像传感器、无线收发器正常工作。否则，不执行数码笔的输入功能。在另外的实施例中，匹配的动作可以由上位机甚至云端完成。在又一实施例中，即便不匹配，也不影响数码笔的输入功能，数码笔、上位机或云端仅仅记录下当前使用者的指纹信息。

更优选地，指纹图像识别部件还包括第二红外光源1254，当用户将手指按压在指纹采集处时，所述第二红外光源可产生光线照射到手指指尖的采集面上，有助于指纹图像传感器更清晰地采集指纹图像。

针对用户使用数码笔的习惯，指纹采集处、相应的指纹图像传感器以及第二红外光源优选地设置在数码笔笔体的前端，用户习惯握着的位置处。

如图3所示，在另一个示例中，生物特征识别部件为手指静脉图像识别部件，包括用于采集用户手指静脉图像的手指静脉图像传感器1251以及用于将采集的静脉图像转换成静脉特征信息的静脉图像处理器1253。在一个实施例中，静脉匹配器将转换后的静脉特征信息与预先存储在存储器中的静脉图像数据进行匹配。静脉匹配器预先设置有静脉匹配阈值，如果采集到的静脉图像数据的匹配度超过这个阈值，即识别通过，则匹配器向处理器发出确认通过信令，处理器才会命令压力传感器、图像传感器、无线收发器正常工作。否则，不执行数码笔的输入功能。在另外的实施例中，匹配的动作可以由上位机甚至云端完成。在又一实施例中，即便不匹配，也不影响数码笔的输入功能，数码笔、上位机或云端仅仅记录下当前使用者的静脉信息。

更优选地，静脉图像识别部件还包括第三红外光源1255，当用户将手指按压在手指静脉采集处时，第三光源可产生红外光照射用户手指侧面，手指内的毛细血管吸收红外光并形成手指的静脉图像，有助于手指静脉图像传感器更清晰地采集手指静脉图像。

针对用户使用数码笔的习惯，手指静脉采集处、相应的手指静脉图像传感器以及第三红外光源优选地设置在数码笔笔体的前端，用户习惯握着的位置处。

由于手指内部毛细血管对于不同波长的红外光吸收能力不一样，最终在不同波长的红外光照射下形成的手指的静脉图像也是不一样的，在不同波长下的多个静脉图像都包括大量静脉特征信息，因此可充分利用这些在不同波长红外光下的静脉图像进行多人的身份验证，仅仅需要多个不同波长的第三红外光源。

在一个示例中，生物特征识别部件为电容式指纹识别部件，包括用于采集用户指纹电容信息的电容接触传感器和用于将采集的指纹电容信息转换成指纹特征信息的指纹电容处理器。在一个实施例中，指纹电容匹配器将转换后的指纹电容信息与预先存储在存储器中的指纹电容数据进行匹配。指纹电容匹配器预先设置有指纹电容匹配阈值，如果采集到的指纹电容数据的匹配度超过这个阈值，即识别通过，则匹配器向处理器发出确认通过信令，处理器才会命令压力传感器、图像传感器、无线收发器正常工作。否则，不执行数码笔的输入功能。在另外的实施例中，匹配的动作可以由上位机甚至云端完成。在又一实施例中，即便不匹配，也不影响数码笔的输入功能，数码笔、上位机或云端仅仅记录下当前使用者的指纹电容信息。

如图4所示，在又一个示例中，生物特征识别部件包括上述的指纹图像识别部件和手指静脉图像识别部件二者。这种情况下，指纹图像传感器1250、手指静脉图像传感器1251及相应的红外光源可以分别设置在数码笔笔体的前端，用户习惯握着的位置处的相对两侧。这样的方案能够实现双重身份验证，只有在双重验证均通过的情况下数码笔才能正常工作，适用更高安全级别的身份认证场景。更优选地，指纹图像传感器、手指静脉图像传感器及相应的红外光源可以设在同一侧，这样，用于指纹图像传感器和手指静脉图像传感器的红外光源可以合二为一，节省了红外光源的使用，降低了成本。

在一个优选实施例中，如图1所示，数码笔10还可以包括第一红外光源130，设置于数码笔笔体前端，用于发出不可见的红外光，以便为图像传感器105提供成像光源，提供图像采集质量。

图像传感器、指纹图像传感器以及手指静脉图像传感器可以但不限于为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

本实用新型的数码笔可以与具有可识别点阵阵列的介质5例如印刷纸张(作为电子白板)配合使用，其中可识别点阵阵列为数码笔提供坐标参数信息。由于点阵阵列的编码有限，每本印刷纸张的数量是有限的，否则就会造成印刷纸张重复，这样就无发保证印刷纸张的唯一性，这在某些场合是不可以的。为此，在这样的印刷纸张上可以设置有NFC(Near Field Communication，近场通信)标签，标签中存有标示该张印刷纸张的编码，这样每本印刷纸张不重复的数量就可以大大“扩容”。于是，与之配合地，数码笔具有NFC读取器，用于识别印刷纸张的NFC标签来读取存储在标签中的信息。

另外，本领域技术人员均明了，数码笔10还具有电源，用于为各部件进行供电。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件来实现，可用本领域公知的下列技术之中的任二项或它们的组合来实现:具有对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列等。

以上参照本实用新型的实施例对本实用新型予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本实用新型的范围之内。