[發明專利]無源平面接觸的光學感應器

在審

• 申請號: 201410657238.1
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104317432A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 陸成剛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F3/0354
• 分類號: G06F3/0354;G06F3/038
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其是一種光學感應器。

背景技術

當前觸覺傳感器，常常把接觸壓力作為一個感應量之一輸出，例如，一些手寫板技術引入壓感參數后可以設計成書寫筆跡有粗細的風格；又例如，在在線手寫識別中，把筆端的接觸壓力變化作為書寫者重要的個性化特征。對兩個物體表面平面之間的無縫隙接觸的感知，從不基于壓力測量的方式解決的話，早期的方法有微動開關方式。具體做法是由彈簧和觸頭構成微動開關。觸頭接觸外界物體后離開基板，造成信號通路斷開，從而測到與外界物體的接觸。這種常閉式(未接觸時一直接通)微動開關的優點是使用方便、結構簡單，缺點是易產生機械振蕩和觸頭易氧化。另外，這種裝置無法使用到書寫鼠標(鼠標筆)的設計里。按照目前公開的技術文獻，其余的觸覺傳感器解決方案無一不是借助于接觸時的壓力來感知的，這雖然可以提供額外的壓感定量信息，但至少需要接觸表面一端的設備的專門設計的配合，而這樣的設計是無法兼容在目前主流的光電鼠標的解決方案中的。

發明內容

為了克服已有壓力式觸覺傳感器的依賴于壓力、存在機械振蕩和觸頭易氧化、使用壽命較短、應用到書寫筆時書寫流暢性較差的不足，本發明提供一種不依賴于表面接觸的壓力、不存在機械振蕩、使用壽命較長、應用到書寫筆時書寫流暢性良好的無源平面接觸的光學感應器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種無源平面接觸的光學感應器，所述光學感應器包括筆管、光電器電路板和信號線，所述筆管的周圍封閉且底部為平面開口，所述筆管的內腔安裝所述光感器電路板，所述光感器電路板上安裝用以采集平面開口處圖像的光電傳感器、用以將采集的圖像計算亮度值并根據預定義的亮度閾值判定平面開口與桌面是接觸或懸離狀態的圖像亮度分析模塊和用以將判定結果按照信號線編碼傳輸的控制芯片，所述光電傳感器靠近所述開口處，所述光電傳感器與所述圖像亮度分析模塊連接，所述圖像亮度分析模塊與所述控制芯片連接，所述控制芯片與所述信號線連接。

進一步，所述信號線伸出所述筆管的頂部。該結構方式適用于應用到書寫筆的情況，當然，根據不同場合，也可以為其他方式。

所述圖像亮度分析模塊為數字信號處理芯片。

所述信號線為USB信號線。或者是其他數據線。

本發明的技術構思為：接觸光感器不依賴于表面接觸的壓力，在觸頭表面機械形狀的配合下從光電信號分析的角度偵測兩個物體表面是否有無縫接觸。可以支持一種光電筆的新穎電腦外設產品，其不同于傳統的手寫板和手寫筆。帶平面接觸感知的書寫筆工作時可以通過筆尖懸空來停止書寫，而接觸桌面移動就可以繼續書寫，不需要像鼠標那樣拖動(即按住一個鼠標按鍵移動鼠標)，也不需要像手寫筆那樣依賴手寫板或觸摸屏。

本發明的有益效果主要表現在：不依賴于表面接觸的壓力、不存在機械振蕩、使用壽命較長、應用到書寫筆時書寫流暢性良好。

附圖說明

圖1是無源平面接觸的光學感應器的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

參照圖1，一種無源平面接觸的光學感應器，所述光學感應器包括筆管1、光電器電路板2和信號線3，所述筆管1的周圍封閉且底部為平面開口4，所述筆管1的內腔安裝所述光感器電路2板，所述光感器電路板2上安裝用以采集平面開口處圖像的光電傳感器、用以將采集的圖像計算亮度值并根據預定義的亮度閾值判定平面開口與桌面是接觸或懸離狀態的圖像亮度分析模塊和用以將判定結果按照信號線編碼傳輸的控制芯片，所述光電傳感器靠近所述平面開口4處，所述光電傳感器與所述圖像亮度分析模塊連接，所述圖像亮度分析模塊與所述控制芯片連接，所述控制芯片與所述信號線3連接。

進一步，所述信號線3伸出所述筆管1的頂部。該結構方式適用于應用到書寫筆的情況，當然，根據不同場合，也可以為其他方式。

所述圖像亮度分析模塊為數字信號處理芯片。

所述信號線3為USB信號線。或者是其他數據線。

無源平面接觸光感器不含照明光源，其形狀呈圓柱形，周圍封閉留一側柱底為開口，柱形外殼內部含有一個光感器電路板，電路板上有控制芯片、圖像亮度分析模塊(采用DSP核)、光電感應器(攝像頭)，電路板有USB信號輸出口。整個結構如圖1所示。