一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法与流程

1.本发明涉及带液晶屏的手写板技术领域，尤其是涉及一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法。


背景技术：

2.目前，在教育、商务应用等领域，液晶手写板的应用越来越广泛，对液晶手写板的性能需求推动着液晶手写板技术的不断发展和产品的更新换代。
3.在液晶手写板领域中，液晶手写板的擦除方式以加电全部擦除为主，该方式对用户体验的影响十分大，同时也是液晶手写板无法扩大市场尤其是进军教育市场的最大阻力。对液晶的排列和结构产生影响的外场主要有声、光、电、热、磁五种，目前主流的局部擦除方法使用的为光、电、热三种外场，如中国发明专利cn201711349246.x的技术手段是采用光热转换实现局部消除，但是光与热会加速液晶手写板老化；如中国发明专利cn201910264686.8的技术手段是采用控制液晶聚合物分层电压达到阈值实现局部消除，但是使用该方法会使手写板的制作工艺更加复杂且成本极高；如中国发明专利cn201910712249.8为利用磁场实现局部擦除，但是磁场对液晶材料的影响相对较弱，使用磁场直接作用于液晶材料实现局部擦除并不现实。
4.目前市面上的手写板还有采用如超声波、半导体、热擦除、行列矩阵等方式来实现局部消除，但是基本生产成本较高，并且稳定性也较差，特别是当手写板的液晶屏较大时，一旦采用较为复杂的局部消除结构或方式，操作不当，极易造成手写板的永久性损伤，并且由于技术相对不成熟，生产成本较高，无法大面积的推向市场，技术突破是液晶手写板广泛应用于教育类智能电子消费品市面的关键所在。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提出了一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法，解决了现有的局部消除手写板技术不够成熟，结构复杂，生产成本高，无法大面积的推向市场的问题。
6.本发明所采用的技术方案是：一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法，所述局部擦除方法包括如下步骤：
7.s1、提供安装有虚拟键盘的手写板，所述虚拟键盘安装在手写板的一侧，所述手写板上设有液晶显示屏，所述液晶显示屏的内屏为若干个横纵紧密排列的子单元格拼接形成，虚拟键盘上设有激光投射模块、操作感知单元和第一单片机，激光投射模块和操作感知单元分别连接第一单片机，写字板上设有电源模块、电擦除模块和第二单片机，电源模块和电擦除模块分别连接第二单片机，第一单片机和第二单片机电性连接，电擦除模块包括若干个子擦除模块，若干个所述子擦除模块分别一一对应连接若干个所述子单元格；
8.s2、使用者在所述液晶显示屏上进行书写；
9.s3、使用者书写过程中判断是否要进行局部的书写痕迹擦除，若是，则进入s4，否
则，进入s12；
10.s4、启动虚拟键盘；
11.s5、所述激光投射模块投射激光至所述液晶显示屏上，并在液晶显示屏上投射形成若干个横纵排列的激光投射单元格，若干个所述激光投射单元格和若干个所述子单元格的位置分别一一匹配对应；
12.s6、使用者确认液晶显示屏上需要局部擦除的书写痕迹所在位置；
13.s7、对应于s6中需要局部擦除的书写痕迹所在位置，使用者确认对应的激光投射单元格；
14.s8、点击对应于s7中确认完毕的需要局部擦除的书写痕迹的激光投射单元格；
15.s9、操作感知单元感知s8中的点击操作过程，并通过第一单片机进行定位分析，定位s8中点击的激光投射单元格对应的子单元格的位置；
16.s10、第一单片机将分析完毕的定位信息传输至第二单片机；
17.s11、第二单片机控制与s10中定位信息相对应的子单元格所连接的电擦除模块工作，完成对液晶显示屏上对应于局部擦除位置的激光投射单元格内部区域的局部擦除；
18.s12、使用者继续在液晶显示屏上进行书写。
19.优选的，若干个所述激光投射单元格的投影区域内均设有编号，所述编号按照激光投射单元格的横纵排列顺序进行依次排序。
20.优选的，所述操作感知单元包括摄像头、红外一字发射器和影像传感器，所述摄像头的透镜上盖设有红外滤光片，所述摄像头和所述影像传感器连接，所述红外一字发射器发射的红外线和所述液晶显示屏所在水平面平行。
21.在介绍本发明工作原理前，首先介绍一下虚拟键盘的工作原理，虚拟键盘是一项较为成熟的技术，虚拟键盘的硬件支持一般采用键盘激光投射器、广角摄像头和红外一字激光，首先键盘激光投射器投射激光(键盘投影)至需要界面上，红外一字激光沿和界面平行的方向照射，并且覆盖完毕键盘投影，当用户使用物品接触到键盘投影时，红外线被遮挡，用户与界面表面互动所反射出的光线传至红外线滤光片，并反射至影像传感器，影像传感器将信号传递至后续的处理系统，实现坐标定位，确认用户的接触位置，并体现到现实中的键盘中。
22.本发明利用了上述原理，将键盘激光投射器替换为激光投射模块，投射的是若干个横纵紧密排列的激光投射单元格，为了使得激光投射单元格的数据更加系统化，并且方便后续的信息确认和坐标定位，会根据激光投射单元格的横纵位置来进行对应的标记，需要注意的是，这里的标记也是由激光投射模块投射出来的，会显现在液晶显示屏上。
23.所述第一单片机包括信息储存模块、定位分析模块以及信息反馈模块，所述摄像头用于获取原始图像信息，并将原始图像信息传输至定位分析模块，所述定位分析模块用于对接收到的图像信息进行分析，确认被点击的激光投射单元格相对应的中心坐标，并将中心坐标通过所述信息反馈模块反馈至所述第二单片机。
24.优选的，所述第二单片机包括信息接收模块、信息处理模块和中央控制模块，所述信息接收模块用于接收所述信息反馈模块反馈的中心坐标信息，所述信息处理模块用于将所述中心坐标进行转换处理，并将转换完毕的信息输送至所述中央控制模块，所述中央控制模块用于单独控制所述中心坐标对应的所述子擦除模块工作，实现对中心坐标对应的子
单元格上的书写痕迹擦除。
25.优选的，所述虚拟键盘安装在所述手写板侧边的中间位置，且，所述激光投射模块的投射范围覆盖完毕所述液晶显示屏。
26.一般，激光投射模块为固定安装，并且激光投射的范围会覆盖完毕液晶显示屏，使得当虚拟键盘打开之后，即可实现对液晶显示屏上全屏任意位置的局部消除。
27.优选的，所述虚拟键盘位移安装在所述手写板的侧边，所述定位分析模块中包括有虚拟键盘位移测算程序，所述虚拟键盘位移测算程序用于配合操作感知单元提供的原始图像信息共同定位点击的激光投射单元格对应的子单元格所在位置。
28.当液晶显示屏的覆盖范围实在过大时，单一的虚拟键盘的激光投射的范围可能会无法覆盖完毕整块液晶显示屏，因此可以根据需要局部消除的位置来自由的调整虚拟键盘相对于手写板的位置，当虚拟键盘的位置调整后，投射的激光投射单元格中的编号对应的子单元格的坐标会发生变化，因此需要通过虚拟键盘位移测算程序来配合操作感知单元及定位分析模块共同定位正确的子单元格位置。
29.更优选的，所述手写板上设有全消除控制开关和虚拟键盘控制开关，虚拟键盘控制开关用于控制虚拟键盘开启，全消除控制开关用于控制所有子擦除模块工作。当需要将手写板上的左右书写痕迹全部消除时，和现有的手写板一样，本发明中的手写板也可以通过一键擦除来实现，并且由于均是采用控制电压阈值来实现消除，消除方式也很稳定。
30.工作原理：当使用者判断需要对液晶显示屏上的局部书写痕迹进行擦除时，启动虚拟键盘即可，虚拟键盘上的激光投射模块和操作感知单元会同时工作，激光投射模块投射激光至液晶显示屏上，并且形成若干个横纵排列的激光投射单元格，激光投射单元格会分别对应到每一个子单元格上，一般，激光投射的单元格中会包含有对应的编号，使得对液晶显示屏上的所有子单元格进行投影式的编号。使用者确认好需要局部擦除的位置后，用手或者是其它接触物去点击局部擦除位置对应的激光投射单元格，此时由于手或接触物会遮挡红外一字发射器发射的红外线，并反射至摄像头，摄像头和影像传感器共同作用，并配合第一单片机中的定位分析模块，确认被点击的激光投射单元格相对应的中心坐标，并将中心坐标通过所述信息反馈模块反馈至所述第二单片机，一般信息储存模块中用于储存中心坐标的数据，方便于定位分析模块分析过程中的数据调取和数据传送，第二单片机中的信息接收模块接收信息后，经由信息处理模块和中央控制模块给该中心坐标对应的子单元格上的子擦除模块发送工作信号，子擦除模块工作，实现对液晶显示屏的局部消除。
31.本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
32.1、通过将完整的液晶显示屏的内屏分割为多个独立的子单元格，通过子擦除模块进行分别独立控制，可以实现局部擦除，如若其中的子单元格损坏，容易更换和修复，修复成本低；
33.2、延续采用目前最稳定，成本最低的控制电压擦除手段，生产成本低，结构简单；
34.3、虚拟键盘是作为单独的零件，方便进行更换和拆卸，维修成本低，并且虚拟键盘的技术手段成熟，配置的成本相对较低；
35.4、虚拟键盘投射的激光和红外线对人体无害，并且也不会损伤到手写板，不会影响其使用寿命；
36.5、可以适用于大面积的液晶显示屏的局部擦除，只需要开启虚拟键盘，并点击需
要擦除的位置即可，不需用力，操作方便，反应迅速。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本发明的操作流程示意图；
39.图2为本发明中手写板和虚拟键盘之间的内部结构连接框图；
40.图3为本发明中第一单片机和第二单片机之间的内部结构连接框图；
41.图4为本发明中的手写板和虚拟键盘结构图；
42.图5为本发明中中液晶显示屏的内屏拼接结构示意图。
43.附图中标记为：1-手写板、2-虚拟键盘、3-全消除控制开关、4-虚拟键盘控制开关、10-第一单片机、101-信息储存模块、102-定位分析模块、103-信息反馈模块、20-激光投射模块、30-操作感知单元、40-电源模块、50-第二单片机、501-中央控制模块、502-信息处理模块、503-信息接收模块、60-电擦除模块、70-液晶显示屏、701-子单元格。
44.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.具体实施方案：参阅图1-图5，本发明是一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法，局部擦除方法包括如下步骤：
49.s1、提供安装有虚拟键盘的手写板1，虚拟键盘2安装在手写板1的一侧，手写板1上设有液晶显示屏70，液晶显示屏70的内屏为若干个横纵紧密排列的子单元格701拼接形成，虚拟键盘2上设有激光投射模块20、操作感知单元30和第一单片机10，激光投射模块20和操作感知单元30分别连接第一单片机10，写字板1上设有电源模块40、电擦除模块60和第二单片机50，电源模块40和电擦除模块60分别连接第二单片机50，第一单片机10和第二单片机
50电性连接，电擦除模块60包括若干个子擦除模块，若干个子擦除模块分别一一对应连接若干个子单元格701；
50.s2、使用者在液晶显示屏70上进行书写；
51.s3、使用者书写过程中判断是否要进行局部的书写痕迹擦除，若是，则进入s4，否则，进入s12；
52.s4、启动虚拟键盘2；
53.s5、激光投射模块20投射激光至液晶显示屏70上，并在液晶显示屏70上投射形成若干个横纵排列的激光投射单元格，若干个激光投射单元格和若干个子单元格701的位置分别一一匹配对应；
54.s6、使用者确认液晶显示屏70上需要局部擦除的书写痕迹所在位置；
55.s7、对应于s6中需要局部擦除的书写痕迹所在位置，使用者确认对应的激光投射单元格；
56.s8、点击对应于s7中确认完毕的需要局部擦除的书写痕迹的激光投射单元格；
57.s9、操作感知单元30感知s8中的点击操作过程，并通过第一单片机10进行定位分析，定位s8中点击的激光投射单元格对应的子单元格701的位置；
58.s10、第一单片机10将分析完毕的定位信息传输至第二单片机50；
59.s11、第二单片机50控制与s10中定位信息相对应的子单元格701所连接的电擦除模块60工作，完成对液晶显示屏70上对应于局部擦除位置的激光投射单元格内部区域的局部擦除；
60.s12、使用者继续在液晶显示屏70上进行书写。
61.具体的，若干个激光投射单元格的投影区域内均设有编号，编号按照激光投射单元格的横纵排列顺序进行依次排序。
62.在本实施例中，操作感知单元30包括摄像头、红外一字发射器和影像传感器，摄像头的透镜上盖设有红外滤光片，摄像头和影像传感器连接，红外一字发射器发射的红外线和液晶显示屏所在水平面平行。
63.在介绍本发明工作原理前，首先介绍一下虚拟键盘2的工作原理，虚拟键盘2是一项较为成熟的技术，虚拟键盘2的硬件支持一般采用键盘激光投射器、广角摄像头和红外一字激光，首先键盘激光投射器投射激光(键盘投影)至需要界面上，红外一字激光沿和界面平行的方向照射，并且覆盖完毕键盘投影，当用户使用物品接触到键盘投影时，红外线被遮挡，用户与界面表面互动所反射出的光线传至红外线滤光片，并反射至影像传感器，影像传感器将信号传递至后续的处理系统，实现坐标定位，确认用户的接触位置，并体现到现实中的键盘中。
64.本发明利用了上述原理，将键盘激光投射器替换为激光投射模块20，投射的是若干个横纵紧密排列的激光投射单元格，为了使得激光投射单元格的数据更加系统化，并且方便后续的信息确认和坐标定位，会根据激光投射单元格的横纵位置来进行对应的标记，需要注意的是，这里的标记也是由激光投射模块20投射出来的，会显现在液晶显示屏70上。
65.第一单片机10包括信息储存模块101、定位分析模块102以及信息反馈模块103，摄像头用于获取原始图像信息，并将原始图像信息传输至定位分析模块102，定位分析模块102用于对接收到的图像信息进行分析，确认被点击的激光投射单元格相对应的中心坐标，
并将中心坐标通过信息反馈模块103反馈至第二单片机50。
66.此外，第二单片机50包括信息接收模块503、信息处理模块502和中央控制模块501，信息接收模块503用于接收信息反馈模块103反馈的中心坐标信息，信息处理模块502用于将中心坐标进行转换处理，并将转换完毕的信息输送至中央控制模块501，中央控制模块501用于单独控制中心坐标对应的子擦除模块工作，实现对中心坐标对应的子单元格上701的书写痕迹擦除。
67.作为本实施例的一种优选实施方式，虚拟键盘2安装在手写板1侧边的中间位置，且，激光投射模块20的投射范围覆盖完毕液晶显示屏70。
68.一般，激光投射模块20为固定安装，并且激光投射的范围会覆盖完毕液晶显示屏70，使得当虚拟键盘2打开之后，即可实现对液晶显示屏70上全屏任意位置的局部消除。
69.作为本实施例的另一种优选实施方式，虚拟键盘2位移安装在手写板1的侧边，定位分析模块102中包括有虚拟键盘2位移测算程序，虚拟键盘2位移测算程序用于配合操作感知单元提供的原始图像信息共同定位点击的激光投射单元格对应的子单元格701所在位置。
70.当液晶显示屏70的覆盖范围实在过大时，单一的虚拟键盘2的激光投射的范围可能会无法覆盖完毕整块液晶显示屏70，因此可以根据需要局部消除的位置来自由的调整虚拟键盘2相对于手写板1的位置，当虚拟键盘2的位置调整后，投射的激光投射单元格中的编号对应的子单元格701的坐标会发生变化，因此需要通过虚拟键盘位移测算程序来配合操作感知单元30及定位分析模块102共同定位正确的子单元格701位置。
71.更具体的，手写板1上设有全消除控制开关3和虚拟键盘控制开关4，虚拟键盘控制开关4用于控制虚拟键盘2开启，全消除控制开关3用于控制所有子擦除模块工作。当需要将手写板1上的左右书写痕迹全部消除时，和现有的手写板1一样，本发明中的手写板1也可以通过一键擦除来实现，并且由于均是采用控制电压阈值来实现消除，消除方式也很稳定。
72.工作原理：当使用者判断需要对液晶显示屏70上的局部书写痕迹进行擦除时，启动虚拟键盘2即可，虚拟键盘2上的激光投射模块20和操作感知单元30会同时工作，激光投射模块20投射激光至液晶显示屏70上，并且形成若干个横纵排列的激光投射单元格，激光投射单元格会分别对应到每一个子单元格701上，一般，激光投射的单元格中会包含有对应的编号，使得对液晶显示屏70上的所有子单元格701进行投影式的编号。使用者确认好需要局部擦除的位置后，用手或者是其它接触物去点击局部擦除位置对应的激光投射单元格，此时由于手或接触物会遮挡红外一字发射器发射的红外线，并反射至摄像头，摄像头和影像传感器共同作用，并配合第一单片机10中的定位分析模块102，确认被点击的激光投射单元格相对应的中心坐标，并将中心坐标通过信息反馈模块反馈至第二单片机50，一般信息储存模块101中用于储存中心坐标的数据，方便于定位分析模块102分析过程中的数据调取和数据传送，第二单片机50中的信息接收模块接收信息后，经由信息处理模块502和中央控制模块501给该中心坐标对应的子单元格701上的子擦除模块发送工作信号，子擦除模块工作，实现对液晶显示屏70的局部消除。
73.本发明的一种应用虚拟键盘的液晶手写板局部擦除方法以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在
本发明的专利保护范围内。