一种可识别物体多种特征的手写板装置的制作方法

本实用新型涉及了一种手写装置，尤其是涉及了一种可识别物体多种特征的手写板装置。

背景技术：

现有对于手写板的触控设备和装置，大多是通过压触控方式进行识别书写轨迹，较少能涉及到红外触控的识别，并且红外触控的识别方式存在以下一系列问题：

1、有红外触控很容易识别到大尺寸物体，可识别的最小物体尺寸为1.5-2mm。实际使用过程中，用户会随意使用各种尺寸的物体去触摸，会发生微小尺寸(例如圆珠笔芯)、甚至超小尺寸(例如针尖)物体没有被识别到的问题。

2、现有PCB(印刷电路板)上焊接等间距的红外收发元器件，形成二维的红外光栅网格或阵列。但是如果某超小尺寸(例如针尖)物体刚好位于网格中间，会出现识别不到的问题。也有极少量的三维网格，但仍然无法避免物体识别不到的可能，因为网格单元尺寸不可能无限小、即趋近于零。

3、缺少常见书写物体的特征数据记录，后续使用中会重复发生问题，影响用户使用满意度。

4、不同尺寸物体的书写(例如用3mm笔和9mm笔)，识别出的轨迹线条粗细是一样的；而实际使用中，用户会用粗笔书写想要突出的重点内容、用普通笔书写一般内容。还原出的轨迹线条粗细一样，无法准确表达出用户的意图。

5、多个物体同时书写时，会发生误识别问题。

6、物体初步识别后形成的轨迹，没有和用户确认是否为可接受或满意的结果。只是单向轨迹识别、传送给用户；而用户的修改需求未得到反馈，没有形成双向互动与优化。而且用户不满意的识别轨迹，在后续使用中仍然会出现，影响客户满意度。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型所提供一种可识别物体多种特征的手写板装置。

本实用新型采用的技术方案是：

装置包括安置于手写板本体上的PCB板(印刷电路板)，PCB板上固定有用于检测在手写板本体表面手写物体特征的红外收发装置，

所述的PCB板布置在手写板本体的周围，位于手写板本体顶面边缘。所述的PCB板可以呈环形框结构。

所述的PCB板为多阶梯的PCB板，每层PCB板阶梯上固定有红外收发装置。

为确保形成密实、无识别盲点的红外光栅场，所述的PCB板阶梯的台阶面为水平面或者斜面，斜面向手写板本体中心方向倾斜或者反方向倾斜。

所述手写板本体一侧的红外收发装置作为发射，对称另一侧的红外收发装置作为接收，红外收发装置自身发射端或者接收端中的一端朝向手写板本体中心一侧。红外收发装置通过焊接、卡接等方式固定在PCB板上。

手写板本体每条边边缘的所述PCB板阶梯各台阶面上间隔固定有多个红外收发装置，多个红外收发装置沿手写板本体的边直线排列形成一排红外收发装置，PCB板阶梯两侧对称台阶上的两排红外收发装置分别为发射和接收。

同一排的多个红外收发装置是等间隔或者是非等间隔排列。

所述的PCB板上的红外收发装置是相同规格或者不同规格。

具体实施应根据实际触控区域的情况进行布置，能够优化得到最佳的红外光栅场。

所述的PCB板上的各个红外收发装置的红外线发射强度是相同的或者不同的。红外光栅场经过测试后，对于发现的识别盲点通过电路控制红外收发装置的红外线发射强度变化进行优化以达到最佳的红外光栅场。

手写板本体周围同一边所在侧的所有红外收发装置均发射红外光或者均接收红外光。由于每一红外收发装置的发射和接收均具有一定探测范围，因此一侧的任一红外收发装置发出的红外光会被另一侧正对称的红外收发装置接收及其附近探测范围内的红外收发装置接收。

本实用新型红外光栅场的探测原理是：本实用新型周围一圈的红外收发装置以对称的两侧相对，两两对称的红外收发装置中的一个作为发射，对称的另一个作为接收，多对红外收发装置以不同相交叉的方向发射红外光线，从而在PCB板表面形成具有由交叉的红外光线组成的红外线网，作为红外光栅场。利用光源接收遮断理论，当手指或接触物(手写物体)遮断红外光线时，就能知道其中一个位置的接收器没有收到红外光源讯号，经处理判断后得到遮断光线的点所在的接收器位置。由此实现手写识别。

所述的手写板装置的PCB板可置于有机玻璃或者其他任何材料的手写板上。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能用于识别各种尺寸物体，尤其是微小尺寸、超小尺寸物体。

2、本实用新型具有常见书写物体特征数据库，在初步识别书写轨迹后，能够记录、识别并快速呈现出客户满意效果。

3、针对于不同尺寸和形状物体的书写，还原轨迹线条粗细不一致，以有效表达用户意图。

4、本实用新型多个物体同时书写时，没有误识别问题，提高了识别准确性，提升用户使用满意度。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图。

图2为本实用新型第二种实施例的结构示意图。

图3为本实用新型第三种实施例的结构示意图。

图4为本实用新型具体实施的上下相邻两层红外光栅网格矩阵的布置示意图。

图中：手写板本体1、PCB板2、PCB板阶梯3、红外收发装置4、手写物体5、第一阶红外光栅网格矩阵6、第二阶红外光栅网格矩阵7。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的实施例如下：

实施例1

包括安置于手写板本体1上的PCB板(印刷电路板)2，PCB板2上固定有用于检测在手写板本体1表面手写物体5特征的红外收发装置4，实施中是将红外收发装置4焊接或者卡接在PCB印刷电路板2上，再将组装后电路板通过黏胶等方式固定在手写板本体1上，例如有机玻璃上。

手写板本体1呈方形，PCB板2呈环形框结构，布置在手写板本体1顶面四周围的边缘。PCB板2只有一层上表面，即只有一个台阶，上表面上沿手写板本体1的边布置有多个红外收发装置4，红外收发装置4通过焊接、卡接等方式固定在PCB板2上。多个红外收发装置4沿边排列成一排直线。

手写板本体1方形其中相正对的两边的红外收发装置4可以是相对称布置，也可以是不相对称布置；红外收发装置4的探头朝向手写板本体1中心或者不朝向手写板本体1中心。这样使得不同的红外收发装置4可以向不同方向发射红外光，也可以向不同方向接收红外光，有利于形成密实、无识别盲点的红外光栅场。由此可使所有红外收发装置4形成的红外光栅场能完全覆盖手写板本体1上方的手写区域，手写物体5在手写板本体1内不存在盲区，能识别微小物体。

对于手写红外信号发射和采集过程是：通过手写板本体1的某一红外收发装置4发射红外光，红外光经在手写板本体1表面手写的手写物体5被阻断，对称另一侧对应的一红外收发装置未接收到红外线，判断发生书写行为。由于实际书写仅有一个红外收发装置未接收到红外线是不能确定书写物体的具体位置，因此是通过至少两个不同方向的未接收到红外线的红外收发装置所在位置相交叉定位出手写物体，即原有横、纵两个方向未被阻断的红外光线之间交点作为手写物体的定位点。

并进一步地根据定位点位置和数量判断手写物体的状态和特征数据。如果存在多个定位点，则将有多个相邻的定位点形成连通区域作为手写物体的手写位置，根据连通区域的大小获得手写物体的粗细等尺寸数据，对于其余并不相邻或者与连通区域不连贯的定位点可考虑剔除不作为手写物体的特征数据，从而区分出不同尺寸物体的书写，还原出书写轨迹线条的粗细。并且，根据多个连通区域的间隔和位置判断是否存在手写物体，能够对多个物体同时书写进行识别问题，提高了识别准确性。还能够根据连通区域的形状和手写物体进行比对判断获得，手写物体的姿态。

红外收发装置4可以是正对朝向手写板本体1中心布置，也可以是非正对地朝向手写板本体1中心布置，是不平行于任何手写板本体1四边的方向布置。

红外收发装置4的两端分别是发射端和接收端，对于红外收发装置4的发射端和接收端的布置可以是朝向手写板本体1中心一侧的端部为发射端或者是朝向手写板本体1中心一侧的端部为接收端。但优选的是，对于同一PCB板阶梯3上的红外收发装置4，以相邻两个红外收发装置4的发射端和接收端方向相反方式进行布置，即第一个红外收发装置4的发射端朝向手写板本体1中心一侧，第二个红外收发装置4的接收端朝向手写板本体1中心一侧，第三个红外收发装置4的发射端朝向手写板本体1中心一侧，依次类推布置。

具体实施中，可以调整PCB板2上的各个红外收发装置4的红外线发射强度使得在手写板本体1上方手写采集信号弱的区域提升信号强度，在手写板本体1上方手写采集信号强的区域减弱信号强度，使得所有区域均一化，并消除盲区以达到最佳的全覆盖的红外光栅场。

实施例2

如图1所示，实施例2是在实施例1基础上，使得PCB板2为多阶梯的PCB板，PCB板阶梯3的台阶面均为水平面，每层PCB板阶梯3上均固定有红外收发装置。各层PCB板阶梯3上的红外收发装置排布位置和排布方式可以是相同的，也可以是不同的。

图1中所示是具体有三层PCB板阶梯3，每一PCB板阶梯3上的红外收发装置4是沿直线间隔均布，各个红外收发装置的探头方向相平行垂直于所在的手写板本体1的边，图1中每层台阶上均布置有多个红外收发装置4，每层台阶的多个红外收发装置4均水平平行布置，四周的红外收发装置4均由一侧发射、对称另一侧接收形成横纵双向十字交叉方向的红外光栅网格矩阵，进而形成红外光栅场。

并且如图4所示，上下相邻两层PCB板阶梯3的红外收发装置形成的两层红外光栅网格矩阵交错布置，图中第一层台阶形成的第一红外光栅网格矩阵6和第二层台阶形成的第二红外光栅网格矩阵7的两层红外光栅网格矩阵呈90度相垂直布置，但不限于此，其各层台阶形成的红外光栅网格矩阵角度布置据具体手写需求而设置，也可以是非垂直的角度。这样能减少手写板上方空间的手写区域检测盲区，使得手写物体在手写时能遮挡从不同的方向发射的红外光，有利于形成完整检测覆盖的红外光栅场。

实施例1在采集手写物体特征数据时，若手写板上方空间可能存在的悬浮颗粒或者飘的障碍物或者手握手写笔的指尖或者指头遮挡了红外光线，则会存在误识别的问题。因此，实施例2相比实施例1，通过在多层台阶的进行探测，获得不同水平高度手写的定位点数据，弥补实施例1中仅从一层红外探测获得手写物体的不足，从而能用于采集分辨出多种尺寸书写物体的数据以及书写物体结合其他非书写物体在书写过程中的数据。

实施例3

如图2所示，实施例3是在实施例2的基础上，为了形成更密实、无识别盲点的红外光栅场，为了适应特殊形状的手写物体，将PCB板阶梯3的台阶面改为斜面，斜面向手写板本体1中心方向倾斜或者反方向倾斜，使得一侧的红外光向非水平面方向发射后在对称另一侧被接收，这样形成非水平面的红外光栅场。

尤其是针对微小尺寸、超小尺寸或者不规则物体(径向尺寸是在1.5-2mm左右)在手写板本体1表面区域手写时，其存在于实施例2的上下两层台阶之间，水平布置的红外收发装置之间均存在间隙，微小尺寸、超小尺寸物体存在于间隙中则不能遮挡红外光，因此实施例3通过PCB板阶梯3倾斜的台阶面使得水平布置的红外收发装置之间的间隙不均匀，微小尺寸、超小尺寸物体在间隙较小处能发生遮挡，使得红外收发装置不被接收红外光，采集到准确的手写数据。

实施例4

如图3所示，实施例4也是在实施例2的基础上，为了形成更密实、无识别盲点的红外光栅场，为了适应特殊形状的手写物体，将PCB板阶梯3的最上部的一侧台阶面改为斜面，并在其正对的另一侧台阶面结构改为具有上下面的楔形槽结构，楔形槽结构具有倾斜的上表面和水平的下表面，由此使得一侧的红外光向非水平面方向发射后在对称另一侧被接收，这样形成非水平面的红外光栅场。

尤其是针对大尺寸或者不规则的手写物体(径向尺寸可以是在2mm～9mm左右)在手写板本体1表面较上方区域手写时，手写物体上部存在不规则的形状，在介于台阶之间的间隙中不能遮挡红外光，因此实施例4通过多层PCB板阶梯3倾斜的台阶面使得水平布置的红外收发装置之间的间隙不均匀，在相交叉的红外光栅场的间隙处能发生遮挡，使得红外收发装置不被接收红外光，采集到准确的手写数据。