一种使用通用墨芯的手写光笔制造技术

一种使用通用墨芯的手写光笔，包含有可拆分为笔杆和笔帽的组合笔筒；在笔筒中还包含有一个由光学材料制造的中空导光管，其出一端伸出笔杆的书写端之外；在导光管内部安装有一根通用墨芯，墨芯的笔尖从导光管的尖端伸出到笔杆之外。控制电路、电池、书写压力传感器、发光元件均安装于所述笔帽之内；笔筒安装后，导光管的受光面与发光元件的发光面相对应；并且墨芯同时用于传递书写的压力。本发明专利技术以简单的结构、低廉的成本解决了目前各种电子手写笔无法兼容使用通用水性墨芯的问题，因此可以同时形成电子和墨迹双文档，非常适合于电化、网络教育的应用。

A general ink core digital pen

A general ink core digital pen, comprising a pen rod and a split combination; in the pen also includes a hollow guide made of optical material tube, the outside end of the writing end extends out of the penholder; in the light tube is a common ink core installed inside ink core tip from the light guide tube to the pen tip extending outside. Control circuit, battery, writing pressure sensor and light-emitting elements are installed within the pen cap; after installation, light guide and light emitting element corresponding to the light emitting surface of the pipe; and at the same time to transfer ink core writing pressure. The invention with simple structure, low cost solution to the current electronic pen is not compatible with the general use of water-based ink core problem, so it can form the electronic ink and double documents at the same time, very suitable for the application of audio-visual, network education.

【技术实现步骤摘要】
一种使用通用墨芯的手写光笔
本专利技术是一种用于计算机手写输入的装置的手写笔，属人机交互
，特别是使用光电技术实现手写输入的手写光笔。
技术介绍
操作计算机或者进行文字、图形的输入，除了使用最广泛的设备是键盘和鼠标外，各种手写板、手写笔是最常用的外部设备之一。目前带有底板的手写板常用的电阻、电容和电磁三种基本结构。这三种结构各有优缺点，但普遍的一个缺点是不能或者很难使用通用的水性墨芯，这个缺点制约了这几种手写板在某些场合的应用，如网络或电化教育的应用。因为在网络或电化教育领域，除了要形成电子文档，很多情况还要留下手写的墨迹文档。电阻手写板理论上可以使用各种硬笔来书写，在板面上留下墨迹，但是如果在手写板上放上若干层纸，笔尖的压力被严重分散，虽然可留下手写的墨迹文档，但难以同时在计算机中形成电子文档。电容手写板要求笔尖是面积较大的导电体，而市场上通用的签字笔墨芯，一方面都是以绝缘体塑料为主要原材料制造的，因此不能直接使用；另一方面笔尖的面积非常小，即便是解决了导电的问题能用，现有的常规技术也很难准确侦测到笔尖的位置。同时，电容手写板的电极尺寸较大，也很难达到很高的精度。同时，这两种技术的手写板，一般只能侦测到手写行为的有与无，无法或者很难实现像鼠标那样，可悬浮指示笔尖在手写板或者屏幕上的位置的功能。另一种常用的电磁手写板虽然具有分辨率高、电磁波可穿透纸张书写的优点，但是因为笔尖处有需要与电路部分相连接的线圈等零部件，所以整只笔只能是一体化的，即使有可能将油性墨芯安装在笔内而实现在纸张上书写的功能，但是因为笔的直径、笔杆中电路连接的限制，基本无法使用并更换通用的签字笔墨芯。即便是解决了电路部分与笔尖内元器件的电气连接的问题，但精细的结构、复杂的安装意味着高昂的成本。另外被应用的手写或触控技术还有超声技术和光学技术。超声波手写笔一般能够兼容油性墨芯，而且具有体积小、应用方便的优点，但是如同电磁笔一样涉及到笔尖部分的超声和红外发射器的连接问题，整只笔是一体化的，因此目前的产品只能使用从笔尖部位插入的不锈钢外壳油性墨芯，也就是传统的圆珠笔芯。而对于学生，在作业和考试中一般不允许使用圆珠笔，因此不很适用于教育行业。尽管也可以将圆珠笔芯更换为专用于超声波手写笔的、不锈钢外壳的水性墨芯，但是存在墨水容量太小，需要频繁更换墨芯的问题，并且这种墨芯的成本很高，大幅度抬高了使用成本。光学技术的典型产品是光笔，即在需要书写的区域的两个顶角安装两只接收角覆盖整个书写区域的面阵或线阵的“摄像头”，这两个摄像头与其相配合的信号检测、处理、计算和数据传输电路，构成了通用的光学手写板。在这类手写板中，通常使用一只能发射红外线的光笔在书写区域内书写。但是这种光笔的结构，一般也是需要将红外发射元件安装在笔尖部分，然后通过引线与电路部分相连接，与超声笔和电磁笔一样，组要做成一体化的，因而也存在不能使用通用墨芯的问题，因此也无法实现纸质和电子双文档的目的。
技术实现思路
技术方案针对现有各种手写输入技术和产品的缺点和不足，本专利技术公开了一种可以使用通用的签字笔墨芯的光笔，以简单的结构和低廉的使用费用实现纸质和电子双文档的手写图文输入的技术方案。本专利技术所公开的使用通用墨芯的手写光笔，包含有笔筒，以及安装在笔筒内部的控制电路、书写压力传感器、发光元件和墨芯，其中，笔筒是至少可拆分为笔杆和笔帽的组合笔筒；在所述笔筒中还包含有一个由光学材料制造、中空的、包含有入光端、导光体、出光端的表面光滑的导光管，其出光端伸出笔杆的书写端之外；所述墨芯安装在所述导光管的空腔之内，可以从导光管的入光端插入或拔出，墨芯的笔尖从导光管的出光端伸出到笔杆之外；所述控制电路、电池、书写压力传感器、发光元件均安装于所述笔帽之内；并且当构成笔筒的所述笔杆、笔帽的各个部件组合在一起时，所述导光管的一部分插入到笔帽之内，其入光面与安装在所述笔帽内发光元件的发光面相对应，墨芯的尾端与书写压力传感器的压力检测端的位置相对应；所述墨芯是使用水性墨水的水性墨芯，即通用的签字笔墨芯。进一步，为了墨芯的尾端能够与所述书写压力传感器的检测端更好匹配，还可以在所述墨芯的尾端与所述书写压力传感器的检测端之间安装一个顶针；所述顶针带有两个凸起的尖端，其中一个安装在所述墨芯的油墨管的尾端，另一端在所述笔筒的笔杆和笔帽组合在一起时，与所述书写压力传感器的压力检测端所在的位置相对应。对于不同厂家生产的通用墨芯，其长度一般都会有少许差异，或者为了减小整只笔的长度，可能要将墨芯没有油墨的空白部分切除使用，在切除的过程中也会产生长度差异，因此本方案中，还可以在所述书写压力传感器的压力检测端与所述墨芯之间安装一个支撑筒；在所述书写压力传感器的压力检测端与所述墨芯之间，还安装有一个一端开口的支撑筒；其内径不小于墨芯的外径，内部长度大于从墨芯尾端到墨芯笔尖附近卡位盘之间的长度，且支撑筒的开口端的直径小于所述卡位盘的直径；在所述支撑筒的封闭端嵌入安装有一个螺母以及与螺母相配合的螺杆；所述螺杆的一端旋入支撑筒内部，另一端伸出筒外构成一个顶针；当所述笔杆、笔帽组合在一起时，所述顶针的顶端与所述书写压力传感器的压力检测端的位置相对应。进一步，为增加导光管出射端所发射的红外线在各个方向的均匀度，所述导光管伸出到笔杆书写端之外的出光端的外表面，是一个向笔尖方向收缩的锥形粗糙散射表面。进一步，为将导光筒内的红外线更多地发射到周围的空间，尤其是书写时平行于书写纸面方向的光线，还可以将所述导光管伸出到笔杆书写端之外的出光端的内表面为一个与墨芯的轴线成一个向外扩张的锥角的光滑表面。一般来说，光笔的电源均为电池供电，为减少更换电池的麻烦和成本，在本专利技术中，使用可充电电池供电是电源的一种优选的技术方案。更进一步，为了给电池充电，需要在所述笔帽的顶端，设置有至少两个充电触点，分别与所述电池充电电路的电源输入端相连接。本专利技术中，光笔的发光元件使用不发射可见光的红外发光二极管，至少有两只红外发光管间隔均匀地安装在笔帽内部，其发光面面对着所述导光管的入光面，以保证导光管内部光强的分布更均匀。更进一步，为获得更好的光利用率，将原来散射到发光管周边的光能集中利用起来，还可以将至少两只红外发光管由红外光学材料封装在一起，构成一体化的环形发光管。有益效果从上面对技术方案的说明可以看到，本专利技术的有益效果表现在以简单的结构、低廉的成本解决了目前各种电子手写笔无法兼容使用通用水性墨芯的问题，因此作为手写笔的应用，不仅可以形成电子文档，同时还能在纸张上留下的笔迹，这种能够同时形成双文档的功能，对于教育领域的应用，在满足电化、网络教育的要求的前提下，还能够锻炼、强化学生的书写能力，不会因为电子化教育的普及而导致对于基本书写技能甚至传统文化的偏废。而且对于办公等其他应用，也能够实现如电子签名的纸张备份等功能，有利于增强网络信息的安全性和可追溯性。附图说明图1：本专利技术手写光笔的基本结构示意图；图2：基本光路和控制单元的结构示意图；图3：墨芯支撑套的基本结构与安装结构示意图；图4：环形发光管的顶视和侧视示意图；图5：一种同心圆环充电电极的结构。图1中，101为笔筒，即笔杆102和笔帽103通过螺纹配合104的组合体；105为导光管，包含有入光端106、出光端107，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用通用墨芯的手写光笔，包含有笔筒，以及安装在笔筒内部的电源、控制电路、书写压力传感器、发光元件和墨芯，其特征在于：所述笔筒是至少可拆分为笔杆和笔帽的组合笔筒；在所述笔杆内安装有一个包含由光学材料制造的、中空的、有一个入光端、导光段、出光端的表面光滑的导光管，其出光端伸出笔杆的书写端之外；所述墨芯安装在所述导光管的空腔之内，可以从导光管的入光端插入或拔出，墨芯的笔尖从导光管的出光端伸出到笔杆之外；所述控制电路、电池、书写压力传感器、发光元件均安装于所述笔帽之内；并且当构成笔筒的所述笔杆、笔帽的各个部件组合在一起时，所述导光管的一部分插入到笔帽之内，其入光面与安装在所述笔帽内发光元件的发光面相对应，墨芯的尾端与书写压力传感器的压力检测端的位置相对应；所述墨芯是使用水性墨水的水性墨芯，即通用的签字笔墨芯。

【技术特征摘要】
2015.12.18 CN 20152105414561.一种使用通用墨芯的手写光笔，包含有笔筒，以及安装在笔筒内部的电源、控制电路、书写压力传感器、发光元件和墨芯，其特征在于：所述笔筒是至少可拆分为笔杆和笔帽的组合笔筒；在所述笔杆内安装有一个包含由光学材料制造的、中空的、有一个入光端、导光段、出光端的表面光滑的导光管，其出光端伸出笔杆的书写端之外；所述墨芯安装在所述导光管的空腔之内，可以从导光管的入光端插入或拔出，墨芯的笔尖从导光管的出光端伸出到笔杆之外；所述控制电路、电池、书写压力传感器、发光元件均安装于所述笔帽之内；并且当构成笔筒的所述笔杆、笔帽的各个部件组合在一起时，所述导光管的一部分插入到笔帽之内，其入光面与安装在所述笔帽内发光元件的发光面相对应，墨芯的尾端与书写压力传感器的压力检测端的位置相对应；所述墨芯是使用水性墨水的水性墨芯，即通用的签字笔墨芯。2.根据权利要求1所述的手写光笔，其特征在于：在所述墨芯的尾端与所述书写压力传感器的检测端之间，还安装有一个顶针；所述顶针带有两个凸起的尖端，其中一个安装在所述墨芯的油墨管的尾端，另一端在当所述笔杆和笔帽组合在一起时，与所述书写压力传感器的压力检测端所在的位置相对应。3.根据权利要求1所述的手写光笔，其特征在于：在所述书写压力传感器的压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中华，
申请(专利权)人：北京博汇信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11