[發明專利]一種將手寫（繪）信息實時數字化的智能筆

在審

• 申請號: 201610002399.6
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105446503A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 吳振華
• 申請（專利權）人: 吳振華
• 主分類號: G06F3/0354
• 分類號: G06F3/0354
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及手寫（繪）信息數字化的裝置，尤其是涉及將手寫（繪）信息實時數字化的智能筆。

背景技術

過去的近一百年的時間，信息技術、數字化技術給人類的社會生活帶來了翻天覆地的變化。人們的生活中充斥著各種各樣的數字化產品，人們在生產、生活中產生的各種信息：聲音、圖像、視頻等都一一被數字化，以便于存儲、傳輸、處理。但是，對于人們社會生活中的一種重要信息：手寫（繪）信息，它的實時數字化則一直沒有得到足夠的重視和突破。寫在紙上的手寫（繪）信息主要通過掃描、拍照等手段以圖像形式數字化，這種方式一方面不是實時數字化，另一方面圖像中還包含紙張等媒介的背景信息，增加了手寫（繪）信息存儲、傳輸、處理的難度和成本。而手寫板、數字板等電腦的專門外設和平板電腦雖然能夠將手寫（繪）信息實時數字化，但一方面它需要電腦和專門外設不便于攜帶，另一方面它只能產生數字化信息無法在紙張這樣傳統的媒介上書寫和繪畫。正是因為，一方面能夠在紙張等傳統媒介上書寫，同時又將手寫（繪）信息實時數字化、便于攜帶的智能筆的缺乏，另一方面，鍵盤的發明和大量使用提供給人們一種便利的文字信息的錄入方式，這兩方面的原因使得人們在生產、生活中越來越少的使用“筆”這一重要的信息產生工具。

但是，即便是今天，數字化設備在人們的生活中不斷的占據著更加重要的地位，“筆”仍然是人們生產、生活中不可或缺的重要工具。過去的幾十年它的不斷受“冷落”不是因為它不被需要，而是因為它沒有跟上時代發展的步伐，沒有引入數字化技術。這主要是因為之前受硬件技術的約束，無法將數字化處理所需的硬件設備塞入到普通筆的狹小空間中。隨著近年來嵌入式技術、物聯網技術的高速發展這種情況已經徹底改變，將這些設備放入到普通筆的內部空間中已經完全可能。人類社會發展中，無論是是社會文化和科學技術都是一種“螺旋式上升”。相信在今天的技術條件下，“筆”這個重要的傳統信息生成工具，在經過信息技術的改造后，一定會煥發第二春。

目前將普通筆進行信息化改造，既能在紙上寫字又能將手寫信息實時數字化的筆已經開始出現，重要的有兩個產品：（1）美國Livescribe智能筆，它能夠將在其配套的紙質筆記本上書寫的信息實時數字化，在筆中存儲或是同步在智能手機中顯示；（2）手寫板技術鼻祖Wacom公司生產的Inking產品，它除了有一只信息化改造的筆之外，還有一個用于定位筆尖軌跡信息的設備。市場上能夠見到的其它幾個產品，無一例外都是采用了特制筆記本或是輔助定位設備的方式來獲取筆尖的軌跡信息。這兩種方式都增加了攜帶和使用的不便利，極大的阻礙了智能筆的推廣和普及。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種無需輔助設備，可在任意普通紙張上書寫和繪畫，并實時將手寫（繪）信息實時數字化、可存儲或同步上傳至其它數字終端或后臺服務器的智能筆。

為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案：一個外形酷似普通鋼筆的筆體，從下往上分為下筆頭、筆身和上筆頭三個部分，筆體內部分為兩個腔：筆芯腔和電子器件腔，筆芯腔朝上時，筆芯腔和電子器件腔之間正對握筆人的筆身的外表面從下往上依次裝有工作模式切換開關、麥克風、顯示屏、揚聲器，上筆頭位于電子器件腔側的外表面裝有掛鉤和MicroUSB接口，其外面有一橡膠蓋，上筆頭的正頂端有一微型自動打碼機，上筆頭的筆芯腔一則的外表面裝有一微型高速攝像頭；筆芯腔從下往上依次有可更換筆芯、步進機構，筆芯的最下端為筆尖，步進機構包括步進導軌、步進底板、筆芯磁吸和壓力傳導板、壓力傳感器；電子器件腔主要是一長條形印刷電路板和電池，電路板上從筆尖到筆頭部依次裝有筆尖相對位置傳感器、安裝電池的正負極簧片、陀螺儀、加速度計、主控芯片、加密芯片、存儲器、通信芯片、PCB板載天線；工作模式切換開關、麥克風、顯示屏、揚聲器、MicroUSB接口、微型自動打碼機、微型高速攝像頭、步進機構都通過導線與印刷電路板相連。

微型自動打碼機可用于印制一個6位阿拉伯字符串，自左至右的每兩位分別表示月、日和2位序號，其中的“自動”主要是指它在主控芯片的控制下，自動調整印制的6位阿拉伯字符串的字符，印制的6位字符主要有兩個作用：一是它被印制在紙張左上角位置，用于頁面位置的參考點；二是它可被用來檢索所存儲的字跡，便于在以后修改該字跡的紙張內容時，可同時修改相應的數字信息。

微型高速攝像頭、陀螺儀、加速度計組成了筆尖位置識別第一單元，用于獲取筆尖相對于微型自動打碼機所印制參考點的位置，筆尖相對位置傳感器是筆尖位置識別第二單元，用于獲取筆尖的相對位移。