专利名称：手写输入光笔及具有该手写输入光笔的光学触控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手写输入光笔及具有该手写输入光笔的光学触控系统。
背景技术：
在电子装置内，传统的手写输入方式为在具备触摸功能的显示屏上，利用金属或 塑料的手写笔在该显示屏上进行书写，该显示屏识别该手写笔的书写轨迹，进而达到手写 输入的目的。但，这样以物理接触的方式进行手写输入，容易使该显示屏损坏。目前，一种新兴的光学触控方式被发展起来。该光学触控方式为采用一个手写输 入光笔于一个手写板区域内投影光点，并利用该手写输入光笔书写欲输入的文字或者图 形，然后，利用一个侦测设备对光点的轨迹进行记录，通过运算得到与该光点的移动轨迹相 一致的文字或者图形，进而实现手写输入。由于在这种光学触控方式中，该侦测设备只对 光点的移动轨迹进行记录，因而无需与显示屏进行物理接触而慢慢取代传统的手写输入方 式。因此，如何设计出一种手写输入光笔及具有该手写输入光笔的光学触控系统成为现在 亟待解决的问题。
发明内容
一种手写输入光笔，其包括一个外壳、一个红外光源、一个会聚镜片以及一个笔 头。该笔头包括一个位于该外壳内的收容端及与该收容端相背且位于该外壳外的一个书写 端，该笔头开设一个自该收容端向该书写端贯穿该笔头的通孔。该会聚镜片设置于该收容 端。该红外光源位于该外壳内并用于发射红外光线。该会聚镜片用于将该红外光线会聚以 使该红外光线穿过该通孔并投射至该书写端。一种光学触控系统，其包括上述手写输入光笔及一个红外摄像模组。该手写输入 光笔用于经该书写端投射一个红外光点。该红外摄像模组用于摄取该红外光点的移动轨 迹。所述的手写输入光笔及光学触控系统通过书写端在手写区域进行书写，同时，光 源发出的红外光线经会聚镜片投射在该书写端以形成红外光点，实现了光点的形成，进而 实现了光学触控输入。
图1为本发明第一实施方式提供的一种手写输入光笔的立体示意图。图2为图1中手写输入光笔的截面放大示意图。图3为本发明第二实施方式提供的一种光学触控系统的立体示意图。图4为本发明第三实施方式提供的一种光学触控系统的立体示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作具体介绍。
请参阅图1及图2，本发明第一实施方式提供的一种手写输入光笔100包括一个 外壳10、一个红外光源20、一个会聚镜片30以及一个笔头40。该外壳10为中空的筒状结构，如圆筒状或方筒状结构。本实施方式中，外壳10为 圆筒状结构。外壳10内部形成容置空间12，该容置空间12用于容置该红外光源20及该会 聚镜片30。外壳10的材料可选自金属或塑料。该红外光源20为红外线发光二极管以发射红外光线，比可见光提高了光线的可 侦测性，以提高侦测设备的侦测准确率。红外光源20包括发光体22及引脚M。该发光体 22发射红外光，引脚M与发光体22电连接并用于与手写输入光笔100的电源(图未示) 相连。该会聚镜片30为新月形的凸透镜，其设置于红外光源20的出光光路上。会聚镜 片30包括用于会聚光线的有效光学部32以及位于该有效光学部32周围的支撑部34。该 支撑部34用于将会聚镜片30固定在容置空间12内。本实施方式中，该支撑部34为围绕 有效光学部32周缘的环形支撑部。有效光学部32包括光学凸面3 及与光学凸面3 相背的光学凹面32b，光学凸 面32a比光学凹面32b更远离红外光源20。本实施方式中，会聚镜片30的材料为容易成型 的塑料。该笔头40为阶梯形的圆柱状结构。笔头40包括一个位于该外壳10的容置空间 12内的收容端42及与该收容端42相背且位于该外壳10外的一个书写端44。笔头40开 设一个自该收容端42向该书写端44贯穿该笔头40的圆形通孔46。笔头40可通过粘胶固 定在外壳10的容置空间12上。笔头40的材料可选自不透光的塑料来遮挡其它杂散光以 提高红外光源20发射光的侦测性。当然，在其它实施方式中，若笔头40的材料为可透光的 材料，也可在通孔46的内壁及笔头40的外表面上均涂上黑漆以达到遮挡其它杂散光的目 的。本实施方式中，通孔46为阶梯状的圆形通孔。通孔46在收容端42形成第一开口 46a,该通孔46在该书写端44形成第二开口 46b，该第一开口 46a的孔径比第二开口 46b的 孔径大。因此，收容端42包括形成在该通孔46内并用于支撑会聚镜片30的支撑面42a。 支撑部34通过粘胶固定在该支撑面4 上即可固定会聚镜片30。该书写端44的端面4 为弧形面以方便书写。该红外光源20发射光线，会聚镜片30将该光线会聚并穿过该通孔 46以投射至该书写端44，并经第二开口 46b出射至手写区域以形成光点。为将红外光源20固定在容置空间12内，手写输入光笔100还包括光源固定部50， 该光源固定部50包括固定罩52及固定在该固定罩52上的支撑架M，该红外光源20固定 于该固定罩52内，该固定罩52开设有与该通孔46对准并相通的出光孔56。红外光源20 的引脚M穿设于支撑架M，被支撑架M包覆保护。该光源固定部50的材料可选自塑料。手写输入光笔100还包括一个开关16。该开关16设置在外壳10的远离笔头40 的一端。开关16用于控制手写输入光笔100的电源与红外光源20的电性连接的通断。请结合图3，为本发明第二实施方式提供的一种光学触控系统200。该光学触控系 统200包括上述手写输入光笔100、一个红外摄像模组202及一个手写板204。该红外摄像模组202固定于该手写板204的一边，该红外摄像模组202的摄像范 围覆盖该手写板204的表面。红外摄像模组202的摄像范围与红外摄像模组202所使用的4广角镜头及红外摄像模组202与该手写板204的表面的距离等有关。红外摄像模组202用 于摄取手写输入光笔100所发出的并在该手写板204的表面投射形成的红外光点的移动轨 迹并将该移动轨迹传送至一个信息处理装置进行处理及应用，该信息处理装置可以为个人 电脑、个人数字助理或移动通讯终端等。由于人们在书写时，笔通常与书写面是倾斜的，所以当手写输入光笔100用于在 手写板204上手写输入时，笔头40与手写板204的表面倾斜接触，因此，笔头40不会对红 外摄像模组202侦测该红外光点造成遮挡，并且该手写输入光笔100还能提供给人们实际 书写的感觉。手写输入光笔100在工作时，书写端44接触于手写板204的表面，红外光源20发 出红外光线，该红外光线经过会聚镜片30的有效光学部32会聚后成为集中光束，该集中光 束穿过通孔46，并经书写端44投射，在手写板204内形成该红外光点。该红外摄像模组202 侦测该红外光点的移动轨迹，进而实现光学触控输入。可以理解，该光学触控系统200可以不包括手写板204，而可直接利用桌面等一些 漫反射表面，用手写输入光笔100在该漫反射表面上书写即可。红外摄像模组202也可置 于手写板204外的其它一些支撑物上，该漫反射表面上或该漫反射表面外的另一些支撑物 上。请结合图4，为本发明第三实施方式提供的一种光学触控系统300。该光学触控系 统300包括上述手写输入光笔100、一个红外摄像模组302及一个触控屏304。本实施方式中，该红外摄像模组302设置于该触控屏304的转角处。红外摄像单 元302的摄像范围均可覆盖整个触控屏304的表面。当手写输入光笔100将红外光点投射至触控屏304的表面时，该红外影像单元302 侦测该红外光点的移动轨迹，之后将该移动轨迹输出至信息处理装置进行处理及应用。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，如通孔46可为方形等其 它形状或通孔46为一直线的圆形通孔，通过将会聚镜片30的外侧表粘着于通孔46的内表 面以固定会聚镜片30 ；或将会聚镜片30的支撑部34直接粘贴于该收容端42的端面上而 固定会聚镜片30 ；红外光源20也可以直接利用粘胶固定在外壳10内而可省略上述的光源 固定部50等。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范 围之内。
权利要求
1.一种手写输入光笔，其特征在于，其包括一个外壳、一个红外光源、一个会聚镜片 以及一个笔头，该笔头包括一个位于该外壳内的收容端及与该收容端相背且位于该外壳外 的一个书写端，该笔头开设一个自该收容端向该书写端贯穿该笔头的通孔，该会聚镜片设 置于该收容端，该红外光源位于该外壳内并用于发射红外光线，该会聚镜片用于将该红外 光线会聚以使该红外光线穿过该通孔并投射至该书写端。
2.如权利要求1所述的手写输入光笔，其特征在于，该外壳为中空的筒状结构，其内部 形成容置空间，该容置空间用于容置该光源、该会聚镜片及该收容端。
3.如权利要求1所述的手写输入光笔，其特征在于，该通孔在该收容端形成第一开口， 该通孔在该书写端形成第二开口。
4.如权利要求3所述的手写输入光笔，其特征在于，该通孔为阶梯状的圆形通孔，该第 一开口的孔径比第二开口的孔径大。
5.如权利要求4所述的手写输入光笔，其特征在于，该收容端包括形成在该通孔内并 用于支撑该会聚镜片的支撑面。
6.如权利要求5所述的手写输入光笔，其特征在于，该会聚镜片包括用于会聚光线的 有效光学部以及位于该有效光学部周围的支撑部，该支撑部固定在该支撑面上以固定该会 聚镜片。
7.如权利要求1所述的手写输入光笔，其特征在于，该手写输入光笔还包括光源固定 部，该光源固定部包括固定罩及固定在该固定罩上的支撑架，该光源固定于该固定罩内，该 固定罩开设有与该通孔对准并相通的出光孔。
8.如权利要求1所述的手写输入光笔，其特征在于，该书写端的端面为弧形面。
9.一种光学触控系统，其特征在于，其包括一个如权利要求1-8任一项所述的手写输 入光笔及一个红外摄像模组，该手写输入光笔用于经该书写端投射一个红外光点，该红外 摄像模组用于摄取该红外光点的移动轨迹。
10.如权利要求9所述的光学触控系统，其特征在于，该光学触控系统进一步包括供该 手写输入光笔投射该红外光点的手写板，该红外摄像模组固定于该手写板的一边，该红外 摄像模组的摄像范围覆盖该手写板的表面。
全文摘要
一种光学触控系统，其包括手写输入光笔及红外摄像模组。该手写输入光笔包括外壳、红外光源、会聚镜片以及笔头。该笔头包括位于该外壳内的收容端及与该收容端相背且位于该外壳外的书写端，该笔头开设自该收容端向该书写端贯穿该笔头的通孔。该会聚镜片设置于该收容端。该红外光源位于该外壳内并用于发射红外光线。该会聚镜片用于将该红外光线会聚以使该红外光线穿过该通孔并投射至该书写端以形成红外光点。该红外摄像模组用于摄取该红外光点的移动轨迹。所述的手写输入光笔及光学触控系统通过书写端在手写区域进行书写，同时，光源发出的红外光线经会聚镜片投射在该书写端以形成红外光点，实现了光点的形成，进而实现了手写输入。
文档编号G06F3/042GK102053732SQ200910309280
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者何鸿隆, 张嘉淳 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司