一种智能笔摄像装置及智能笔的制作方法

本实用新型涉及智能笔摄像装置组件技术领域，特别涉及一种智能笔摄像装置及智能笔。

背景技术：

目前现有技术中，智能笔摄像装置组件普遍只有摄像头、光源灯、滤光片等组件，其中光源灯常为激光红外灯或LED灯。激光红外灯属于半导体激光器，通过在空穴和电子复合的过程中电子能级的降低而释放出光子来产生光能，然后光子在谐振腔间产生谐振规范光子的传播方向而形成激光；激光器发射的光，是朝一个方向射出，光束的发散角小，接近于理想平行光，激光的光谱宽度非常的小，是几个纳米量级，所以其具有良好的单色性光源但发光角度较小。LED灯是目前使用最为广泛，性价比较高、发光角度大点但是亮度弱；单一的LED输出光功率一般为5～15W，虽然有40～50W的LED产品问世，但是依然无法和半导体激光管(LD)相比，单芯的半导体激光管的发光功率可达10W，一个激光管的亮度等于几百个LED的亮度总和。

光源灯的发光转换功率是固定的，如果想发光角度大，那自然会牺牲照射距离，相反，如果保证照射距离就会牺牲角度，选择光源灯的角度是一个十分重要的问题。使用大角度的光源灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。使用小角度的光源灯配合大角度的镜头，灯的角度小，会在图像中心出现一个光斑，周围相对亮度低，这就是平时所说的“手电筒”效果。因此在光源灯上组合设置一个能够起到散光或聚光作用的凹凸透镜组件，可以有效地消除以上问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种智能笔摄像装置及智能笔，以解决现有技术中光源灯光谱过窄或者过宽、发光角度过大或者过小、照射面积过大或过小的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种智能笔摄像装置，包括笔芯1、摄像头组件2，所述摄像头组件2包括光学支架、摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23，所述摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23都安装在所述光学支架上，所述光学支架设置在接近笔芯1的书写端位置上，所述滤光片21固定在光学支架前端，所述摄像头固定在所述光学支架后端，所述光源灯23设置在所述光学支架上，所述凹凸透镜组件22设置在所述光源灯23和所述滤光片21之间。

优选的，所述光源灯23和所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的同一侧。

优选的，所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的安装卡槽内，所述光源灯23设置所述光学支架的光源灯槽内。

优选的，所述摄像头为CCD或CMOS摄像头。

优选的，所述凹凸透镜组件22为具有散光功能的凹透镜，所述光源灯23为激光红外灯。

优选的，所述激光红外灯的中心线与所述凹透镜的中心点为同轴中心线。

优选的，所述凹凸透镜组件22为具有聚光功能的凸透镜，所述光源灯23为LED灯。

优选的，所述LED灯的中心线与所述凸透镜的中心点为同轴中心线。

优选的，所述摄像头的中心线与所述滤光片21的中心点为同轴中心线。

本实用新型还提供一种智能笔，包括上述任一技术方案所述的智能笔摄像装置。

通过实施以上技术方案，具有以下技术效果：本实用新型提供的智能笔摄像装置及智能笔，光源灯同凹凸透镜组件结合，可以将发散角小、光谱宽度小的红外光线分散，增加光线在专用码点纸上的面积，方便摄像头记录较宽的圆点轨迹面积，避免由于光线宽度的原因导致记录的圆点轨迹太少，同时节省大量的电力维护摄像头的工作时间，也会提高写的字在智能终端上呈现的速度；或者对散射的光源灯光线进行聚集，增加光线亮度，方便摄像头记录专用码点纸上的圆点轨迹，解决由于亮度小的原因导致记录的圆点轨迹缺失的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的智能笔摄像装置结构示意图(立体图)；

图2为本实用新型提供的智能笔摄像装置结构示意图(前视图)；

图3为本实用新型提供的凸透镜结构示意图；

图4为本实用新型提供的凹透镜结构示意图；

图5为本实用新型提供的具有该智能笔摄像装置的智能笔的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

本实用新型实施例一：一种智能笔摄像装置，如图1-图2所示，包括：笔芯1、摄像头组件2，所述笔芯1为智能笔笔芯，所述智能笔相当于一个手写笔电脑，具有手写记录等功能。通常情况下，当感受到笔芯尖端的书写压力时，摄像装置启动；在笔芯书写时，摄像装置可以记录在专用码点纸上的轨迹，然后传输到智能终端，经过图像处理，并显示和/或保存图像。所述摄像头组件2包括光学支架、摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23，所述光源灯为所述摄像头提供光源，所述滤光片过滤光源灯的光线，使光源灯的光线更加清晰。所述凹凸透镜组件22用于放大或缩小所述光源灯发出的的光线的放射角度，所述凹凸透镜组件22与所述光源灯23结合，解决现有技术中光源灯光谱过窄或者过宽、发光角度过大或者过小、照射面积过大或过小的缺陷，便于所述摄像头采集更多、更精确的图像信息。所述摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23都安装在光学支架上，所述光学支架设置在接近笔芯1的书写端位置上。

在本实施例的基础上，优选的，所述光源灯23和所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的同一侧，所述凹凸透镜组件22用于放大或缩小所述光源灯发出的的光线的放射角度，所述凹凸透镜组件22与所述光源灯23结合，解决现有技术中光源灯光谱过窄或者过宽、发光角度过大或者过小、照射面积过大或过小的缺陷，便于所述摄像头采集更多、更精确的图像信息。所述滤光片21固定在光学支架前端，所述摄像头固定在所述光学支架后端，所述光源灯23设置在光学支架左侧的光源灯槽内，所述凹凸透镜组件22设置在所述光源灯23和所述滤光片21之间，所述摄像头组件除了上述必要的组件外，还包括摄像头固定架、滤光片压盖、透镜槽、光通道和出光口等智能笔摄像装置的常规组件。

在本实施例的基础上，优选的，所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的安装卡槽内，所述光源灯23设置所述光学支架的光源灯槽内。在本实施例中，优选的，所述笔芯上设置有定位长槽，所述光学支架上设置有与所述定位长槽组合的定位卡条，定位卡条从上到下传入定位长槽中，通过光学支架将所述摄像头组件安装到所述笔芯上。在其他实施例中，所述光学支架与笔芯之间还可以通过凹槽和固定柱的方式固定，或者通过强力胶或者热熔材质的卡槽和固定条的方式固定,以便于将光学支架更好地固定在笔芯上。

在本实施例中，优选的，如图4所示，所述凹凸透镜组件22为具有散光功能的凹透镜，所述光源灯23为激光红外灯，激光红外灯属于半导体激光器，通过在空穴和电子复合的过程中电子能级的降低而释放出光子来产生光能，然后光子在谐振腔间产生谐振规范光子的传播方向而形成激光；激光器发射的光，是朝一个方向射出，光束的发散角小，接近于理想平行光，激光的光谱宽度非常的小，是几个纳米量级，所以其具有良好的单色性光源但发光角度较小。凹透镜具有散光功能，在激光红外灯前面添加一个凹透镜，光线照在专用码点纸上时，凹透镜将光线进行分散，增加光线在专用码点纸上的面积，方便摄像头记录较宽的圆点轨迹面积，避免由于光线宽度的原因导致记录的圆点轨迹太少、需要浪费大量的电力维护摄像头工作，同时增加写的字在智能终端上呈现的速度。

在上述各实施例的基础上，在其他实施例中，进一步的，所述凹凸透镜组件22上设置有安装卡槽，所述安装卡槽固定在光学支架左侧的安装槽内。所述凹凸透镜组件22的安装卡槽为条状，条状的卡槽设置在红外等滤镜22的边缘，安装卡槽卡入光学支架左侧的安装槽内，牢固的将凹凸透镜组件22固定在所述光学支架上。

在本实施例中，优选的，所述摄像头为CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)摄像头。CCD全称是电荷耦合器件，最早本来是作为存储器件实用新型的，很快进入了成像领域。CCD感光的物理基础是内光电效应，需要入射光子的能量高于带隙才能产生光生电子。CMOS摄像头是一种采用CMOS图像传感器的摄像头，CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料。

在本实施例中，优选的，如图5所示，所述激光红外灯的中心线与所述凹透镜的中心点为同轴中心线。优选的，凹透镜为四边形状，在其他实施例中，所述凹透镜可以是圆形、菱形、正方形或其他多边形的。当激光红外灯的光线光线在所述凹透镜的中心点时，凹透镜能够更好的将激光红外灯的光线散射成宽度较大的光线，增大光线的发射角。另外，由于激光红外灯的光线强度高，因此凹透镜的散射作用对于激光红外灯的光线的强度减弱的作用可以是忽略不计的。在其他实施例中，可以根据激光红外灯的光线波长的不同，适当的调整凹透镜与激光红外灯的相对位置。

本实用新型实施例二：一种智能笔摄像装置，如图1-图2所示，包括：笔芯1、摄像头组件2，所述笔芯1为智能笔笔芯，智能笔相当于一个手写笔电脑，具有手写记录等功能。通常情况下，智能笔通过笔体写字端的摄像装置启动，当感受到笔芯尖端的书写压力时，摄像装置启动。在你写字时，摄像装置可以记录在专用码点纸上的轨迹，然后传输到智能终端，经过图像处理，并显示和/或保存图像。所述摄像头组件2包括光学支架、摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23，所述光源灯为所述摄像头提供光源，所述滤光片过滤光源灯的光线，使光源灯的光线更加清晰。所述摄像头、凹凸透镜组件22、滤光片21和光源灯23都安装在光学支架上，所述光学支架设置在接近笔芯1的书写端位置上。

在本实施例中，优选的，所述光源灯23和所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的同一侧，所述凹凸透镜组件22用于放大或缩小所述光源灯发出的的光线的放射角度，所述凹凸透镜组件22与所述光源灯23结合，解决现有技术中光源灯光谱过窄或者过宽、发光角度过大或者过小、照射面积过大或过小的缺陷，便于所述摄像头采集更多、更精确的图像信息。所述滤光片21固定在光学支架前端，所述摄像头固定在所述光学支架后端，所述光源灯23设置在光学支架左侧的光源灯槽内，所述凹凸透镜组件22设置在所述光源灯23和所述滤光片21之间，所述摄像头组件除了上述必要的组件外，还包括摄像头固定架、滤光片压盖、透镜槽、光通道和出光口等智能笔摄像装置的常规组件。

在本实施例的基础上，优选的，所述凹凸透镜组件22设置在所述光学支架的安装卡槽内，所述光源灯23设置所述光学支架的光源灯槽内。优选的，所述笔芯上设置有定位长槽，所述光学支架上设置有与所述定位长槽组合的定位卡条，定位卡条从上到下传入定位长槽中，通过光学支架将所述摄像头组件安装到所述笔芯上。在其他实施例中，所述光学支架与笔芯之间还可以通过凹槽和固定柱的方式固定，或者通过强力胶或者热熔材质的卡槽和固定条的方式固定,以便于将光学支架更好地固定在笔芯上。

在本实施例的基础上，优选的，如图3所示，所述凹凸透镜组件22为具有聚光功能的凸透镜，所述光源灯23为LED灯，所述LED灯可以为普通红外LED灯、蓝光LED灯等。LED灯是目前使用最为广泛，性价比较高、发光角度大点但是亮度弱,LED灯与凸透镜结合，凸透镜对光起到汇聚作用，可以将散射的LED灯光线进行聚集，增加亮度，方便摄像头记录专用码点纸上的圆点轨迹，避免由于亮度小的原因导致记录的圆点轨迹缺失，减少写的字在智能终端上出现丢笔迹象的问题。

在上述各实施例的基础上，在其他实施例中，进一步的，所述凹凸透镜组件22上设置有安装卡槽，所述安装卡槽固定在光学支架左侧的安装槽内。所述凹凸透镜组件22的安装卡槽为条状，条状的卡槽设置在红外等滤镜22的边缘，安装卡槽卡入光学支架左侧的安装槽内，牢固的将凹凸透镜组件22固定在所述光学支架上。

在本实施例中，优选的，所述摄像头为CCD或CMOS摄像头。CCD全称是电荷耦合器件，最早本来是作为存储器件实用新型的，很快进入了成像领域。CCD感光的物理基础是内光电效应，需要入射光子的能量高于带隙才能产生光生电子。CMOS摄像头是一种采用CMOS图像传感器的摄像头，CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料。

在本实施例中，优选的，如图5所示，所述LED灯的中心线与所述凸透镜的中心点为同轴中心线。优选的，凸透镜为四边形状，在其他实施例中，所述凸透镜可以是圆形、菱形、正方形或其他多边形的。当LED灯的光线光线在所述凸透镜的中心点时，凸透镜能够更好的将LED灯的光线汇聚，减小光线的发散角度，增大光线的亮度。另外，由于LED灯的光线本身强度弱，散射角度又大，通过凸透镜的汇聚作用，可以把原本散射的光线有效的汇聚起来，进而增强光线的强度。在其他实施例中，可以根据LED灯的光线波长的不同，适当的调整凸透镜与LED灯的相对位置。

在上述各实施例的基础上，在其他实施例中，进一步的，如图5所示，所述摄像头的中心线与所述滤光片21的中心点为同轴中心线，保证光线通过滤光片后被摄像头捕捉。

本实用新型还提供一种智能笔，包括上述任一技术方案所述的智能笔摄像装置，所述智能笔的笔体内设置有容纳所述智能笔摄像装置的容腔，所述智能笔还包括笔芯、摄像头组件，所述摄像头组件包括光学支架、摄像头、凹凸透镜组件、滤光片和光源灯，所述摄像头、凹凸透镜组件、滤光片和光源灯都安装在光学支架上，所述光学支架设置在接近笔芯的书写端位置上，所述滤光片固定在光学支架前端，所述摄像头固定在所述光学支架后端，所述光源灯设置在光学支架一侧的光源灯槽内，所述凹凸透镜组件22设置在所述光源灯和所述滤光片之间，所述智能笔还包括摄像头固定架、滤光片压盖、透镜槽、光通道和出光口等智能笔摄像装置的常规组件。

以上对本实用新型实施例所提供的一种智能笔摄像装置及智能笔进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。