一种在书写时扫描书写内容的笔的制作方法

本实用新型涉及一种电子扫描技术，具体涉及一种在书写时扫描书写内容的笔。

背景技术：

多媒体教学是指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程，又可以称为计算机辅助教学(computer assisted instruction，即CAI)。这种教学方式可以提高授课内容的生动性和丰富性，可以加强教与学的互动交流，提高授课效率。但这种教学方式是借助于预先制作的教学软件来进行，一旦授课者在讲解过程中遇到需要补充某些内容或者需要现场演示某道习题的解题过程等突发情况时，一般都是通过黑板、电子白板等进行手写演示。但如果现场没有配套的设备，可能会对教学活动造成影响，也可能会影响教学效果。同样的情形也可能会发生在现场会议中，例如，发言者在讲解某页PPT或回答与会者提出的疑问时，希望结合手写内容来讲解和说明，如果会议室没有提供配套的书写设备，则可能会对会议的进展和效果造成影响。

目前手机等具有拍照和信息传递功能的设备越来越普及，功能也越来越强大，因此有的授课者或者发言者在面对上述情形时，会将需要补充或者需要演示的内容在纸上手写完成后，用手机拍成图片上传给计算机或者播放设备进行图片展示。这种方式需要手写、手写完成后手动拍照、拍照后将照片手动上传、将上传的照片手动发送显示设备显示等多个操作，动作的繁琐程度可想而知。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种在书写时扫描书写内容的笔，采用的技术方案如下。

一种在书写时扫描书写内容的笔，包括笔本体、固定部和扫描模块；

其中，笔本体用来书写内容；

扫描模块包括壳体、通信模块、处理器、图像采集装置和电源，其中，电源在电源开关闭合时为整个扫描模块供电，在电源开关断开时停止供电；壳体用来安置通信模块、处理器、图像采集装置和电源；图像采集装置、通信模块均与处理器连接；处理器对图像采集装置采集的图像进行处理后发送给通信模块，由通信模块将处理后的图像发送给外部设备；

固定部用来将扫描模块固定安装在笔本体上，或将扫描模块从笔本体上拆卸下来。

进一步地，所述图像采集装置设置在壳体内部，图像采集装置通过壳体上开设的通孔进行图像采集。

进一步地，所述图像采集装置为摄像头。

进一步地，所述摄像头的镜头光轴与笔本体的轴线平行，或者所述摄像头的镜头光轴指向笔尖方向并与书写面保持垂直。

进一步地，还包括加速度传感器，所述加速度传感器与处理器连接，处理器根据加速度传感器获取的笔本体的倾斜角度对图像采集装置获取的图像进行校正。

进一步地，所述固定部包括夹持部和扫描模块安装部，夹持部具有弹性；扫描模块安装部用于安装扫描模块。

进一步地，所述扫描模块安装部为直杆或曲杆。

进一步地，所述直杆或曲杆上设置有多个限位点。

进一步地，所述固定部具有多个夹持位置。

进一步地，所述固定部为笔夹或笔帽。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型提出的技术方案操作方便快捷，可以广泛应用在会议、教学等强互动场景中。

本实用新型通过在普通的笔上安装扫描模块，自动对使用者通过笔书写出来的内容进行扫描、处理和拼接后，能够直接将书写的内容以图片的形式自动通过显示设备进行显示，从而方便观看者看到书写内容，也方便使用者对其书写的内容进行讲解。

附图说明

图1是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔的示意图；

图2是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔包括的扫描模块的结构示意图；

图3a是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔包括的笔夹的优选实施例的结构示意图(俯视图)；

图3b是本实用新型提出的笔夹包括的扫描模块安装部的优选实施例的结构示意图(主视图)；

图3c是本实用新型提出的笔夹包括的扫描模块安装部的另一优选实施例的结构示意图(主视图)；

图4是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔的工作流程图；

图5是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔在竖直状态时的拍摄情形示意图；

图6是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔在倾斜状态时的拍摄情形示意图；

图7是本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔在倾斜状态时拍摄到的梯形画面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

实施例1：

本实用新型提出的一种在书写时扫描书写内容的笔，如图1所示，包括笔本体1、固定部和扫描模块2。在本实施例中，固定部以笔夹3为例进行说明。在其他实现方式中，固定部还可以采用其他形式，例如实施例2采用的笔帽的形式。

其中，笔本体1用来书写内容，例如可以为钢笔、圆珠笔、油性笔等可以在纸面或白板等书写面A上进行书写的笔。

扫描模块2包括壳体21、蓝牙模块22、处理器23、摄像头24、加速度传感器25和电源26，摄像头24、加速度传感器25、蓝牙模块22均与处理器23连接，如图2所示。电源26在电源开关闭合时为整个扫描模块2供电，在电源开关断开时停止供电，电源26可以为电池或者其他供电设备；蓝牙模块22、处理器23、摄像头24、加速度传感器25和电源26放置在壳体21内，或者放置在壳体21表面；摄像头24的镜头通过壳体21上开设的通孔进行拍摄。优选地，摄像头24的镜头光轴与笔本体1的轴线平行，如图4所示；或者摄像头24的镜头光轴指向笔尖方向并与书写面A保持垂直。并且，摄像头24的镜头光轴与笔本体1轴线之间的距离应保证摄像头24的拍摄范围27不会被握笔的手指遮挡。需要说明的是，这里的蓝牙模块可以为其他有线或无线通信模块，例如GSM模块等。

扫描模块2通过笔夹3可拆卸地安装在笔本体1上。笔夹3与扫描模块2的壳体21为一体成型结构，或与扫描模块2的壳体21活动安装在一起。一般来说，笔夹3可以夹在笔本体1的任何位置，例如，笔本体1的远离笔尖的一端、笔本体1的中部，甚至可以夹在手指握笔的位置下方，只要扫描模块2的摄像头24能够清晰拍摄到当前的书写内容即可。摄像头24离笔尖越远，拍摄的范围越大；离笔尖越近，拍摄的范围越小。

在本实用新型的优选实施例中，笔夹3为扫描模块2提供多个安装位置，如图3a，笔夹3包括夹持部31和扫描模块安装部32，夹持部31具有弹性，从而使得夹持部31可以牢固地夹在笔本体1上，图3a中示出了夹持部31为一端开口的环状结构，该环状结构的中心尺寸小于笔本体1的中心尺寸，夹持部31通过该开口卡扣在笔本体1上；扫描模块安装部32用于安装扫描模块2。扫描模块2能够沿着扫描模块安装部32左右滑动，并可以固定安装在扫描模块安装部32的任意位置，从而调节扫描模块2与笔本体1之间的间距。图3b中所示的扫描模块安装部32为与夹持部31的中心轴线垂直的直杆，当扫描模块2固定安装在扫描模块安装部32上时，扫描模块2的摄像头24的镜头光轴与笔本体1轴线平行。图3c中所示的扫描模块安装部32为一侧端部朝向笔尖方向弯曲的曲杆，扫描模块2能够在该曲杆上滑动，同时使得扫描模块2的摄像头24的镜头光轴指向笔尖方向并与书写面A保持垂直。在上述实施例中，直杆或曲杆上可以设置有多个限位点33，扫描模块2可以停留在任意限位点33上。为了更好地获取图像，扫描模块2优选安装在曲杆或直杆上，以便于对摄像角度进行调整。

在优选实施例中，笔夹3可以提供多个夹持位置(未图示)，在每个夹持位置，笔夹3均可以牢固地夹在笔本体1上；不同的夹持位置，扫描模块2的摄像头24的镜头光轴与笔本体1的轴线之间的距离不同，即当笔本体1被笔夹3夹住的位置不变时，对应于笔夹3的不同夹持位置，扫描模块2的摄像头24的镜头光轴与笔本体1轴线之间的距离不同，这样设计的好处是，即使书写者书写时笔本体1倾斜角度很大，只要使得扫描模块2的摄像头24的镜头光轴与笔本体1轴线之间的距离足够大，摄像头24的拍摄范围27就不会被握笔的手指遮挡。

使用时可根据现场的实际情况，例如笔尖的粗细、书写者的字体大小、书写者的握笔习惯等，调整笔夹3夹在笔本体1上的位置，和/或调整扫描模块2在扫描模块安装部32上的位置和摄像角度，只要保证摄像头24的拍摄范围27覆盖笔本体1的笔尖，并且不被握笔的手指遮挡。

本实用新型提出的在书写时扫描书写内容的笔的工作过程如图4所示，包括如下步骤：

步骤S41、采集图像和笔本体的倾斜角度：书写时，电源开关闭合，摄像头24对笔本体1在书写面A上书写的内容进行拍摄，从而采集通过笔本体1书写的图像，并将图像传输给处理器23；加速度传感器25采集书写时笔本体1的倾斜角度θ的大小和方向；

步骤S42、对采集的图像进行校正：由于书写过程中笔本体1的倾斜，导致安装在笔本体1上的摄像头2拍摄的画面也将是有斜方向的透视关系，如图5和图6所示，因此处理器23接收到摄像头24传输的图像后，根据从加速度传感器25读取的笔本体1的倾斜角度θ，对接收到的图像进行梯形校正，得到水平的图像，如图7所示；

步骤S43、对校正后的图像进行二值化处理：对该水平图像进行二值化处理，得到二值化处理后的图像，由于书写笔迹与书写面A的对比度高，因此二值化处理后容易获得清晰的书写笔迹；

步骤S44、对处理后的图像进行拼接缝合，直到书写完成：随着书写过程中笔本体1的移动，新的图像不断由摄像头24获得，并经过处理器23校正和二值化处理，不断得到新的二值化处理后的图像；对于新的二值化处理后的图像，处理器23通过比对新的二值化处理后的图像与之前的二值化处理后的图像的相似处，进行图像的拼接缝合，以记录当前所有的书写内容，直到书写完成；其中，书写是否完成可以通过以下方式进行判断：处理器23通过比较当前图像与前一次的图像是否有变化来判断书写者是否完成书写，通常，为了保证判断准确，可进行多次拍摄、多次比较来提高判断的准确性；

步骤S45、显示书写内容：处理器23将拼接缝合后的图像以图片格式通过蓝牙模块22传输给手机、计算机等外部设备，并最终通过显示设备进行显示。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中固定部为笔帽(未图示)，通过笔帽套设在笔本体1远离笔尖的端部，将扫描模块2固定安装在笔本体1上，或者通过将笔帽从笔本体1上取下，从而将扫描模块2从笔本体1上拆卸下来。笔帽与扫描模块2的壳体21为一体结构，或与扫描模块2的壳体21固定在一起。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。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。