專利名稱：一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理設(shè)備，尤其是指一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆， 可廣泛用于教學(xué)、會議等場合的多媒體信息演示過程中的人機交互。
背景技術(shù)：
目前，多媒體已廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)、會議演講、商業(yè)演示等各種場合，可以使用包括文字、圖片、照片、聲音、動畫和影片等在內(nèi)的豐富表現(xiàn)形式給參與者傳遞信息。常見地，使用者采用鼠標(biāo)進(jìn)行人機交互，并往往需要同時配合激光筆以指示講演內(nèi)容。由于鼠標(biāo)和激光筆為彼此對立的產(chǎn)品，不方便于使用者的使用，針對于此，國家知識產(chǎn)權(quán)局于2007 年12月12日授權(quán)公告的專利號為ZL200620014423.X的發(fā)明專利提出了一種無線激光筆光學(xué)鼠標(biāo)，其集成無線光學(xué)鼠標(biāo)和激光筆于一體，可以一物兩用。此種無線激光筆光學(xué)鼠標(biāo)雖同時具有鼠標(biāo)和激光筆兩種功能，但其仍需借助桌面支撐才可進(jìn)行工作，使用者在使用時局限于計算機設(shè)備和桌面附近，不利于使用者的自由走動和與參與者的交流。為了克服使用傳統(tǒng)鼠標(biāo)作為交互設(shè)備必須依賴桌面使用的問題，國家知識產(chǎn)權(quán)局于2009年授權(quán)公告的專利號為ZL200820050169. 8的發(fā)明專利公開了一種無線演示控制器，其設(shè)有基于微機電控制系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems ；MEMS)技術(shù)的三軸加速度傳感器，該三軸加速度傳感器實時測量演示控制器運動所產(chǎn)生的三維加速度，并由一數(shù)據(jù)處理計控制模塊處理轉(zhuǎn)換成位移信號，再通過一無線發(fā)送模塊將該位移信號發(fā)送給計算機，從而控制光標(biāo)的移動。該無線演示控制器可實現(xiàn)對多媒體演示的遙控操作控制， 為使用者提供了極大的方便，但同時也存在著下述問題(1)由于使用者揮動無線演示控制器運動時所產(chǎn)生的加速度非常小，約為0. 05 0. Ig (g = 9. 8m/s2)，與基于MEMS技術(shù)的加速度傳感器產(chǎn)生的誤差信號約為同一數(shù)量機級，因此當(dāng)使用者揮動無線演示控制器的力度較小時，會因三軸加速度傳感器輸出信號的信噪比太低而無法判斷無線演示控制器的移動；( 對于微機械加速度傳感器，X和Y軸正交方向的加速度輸入理論上不應(yīng)引起加速度輸出，但由于結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)參數(shù)的原因，或多或少會引起加速度傳感器有輸出，造成交叉加速度誤差干擾；(3)微機械加速度傳感器只能測量載體的線運動，為了檢測無線演示控制器的轉(zhuǎn)動，還需增加微機械陀螺傳感器，即增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也增大了產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為提供一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其可解決現(xiàn)有采用微機械加速度傳感器的無線演示控制器所存在的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，包括有一殼體；一鼠標(biāo)裝置，設(shè)置于所述殼體之內(nèi)，其包括有一設(shè)置于所述殼體前端處的用于將目標(biāo)景物成像的測量物鏡、一對應(yīng)于所述測量物鏡設(shè)置的用于感受光學(xué)圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息的圖像傳感器、一連接于所述圖像傳感器的用于實時采集所述圖像傳感器所輸出的數(shù)字圖像信息并監(jiān)測相鄰兩幀圖像的圖像特征點的位置變化而將其轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)裝置在X方向和Y方向的位移信息的圖像處理器、一用于輸入控制信息的按鍵矩陣、一分別與所述圖像處理器和按鍵矩陣連接的用于實時監(jiān)測所述按鍵矩陣所輸入的控制信息并將所述圖像處理器所傳輸?shù)奈灰菩畔⒑退霭存I矩陣的控制信息轉(zhuǎn)換成射頻信號的射頻發(fā)射控制器及一連接于所述射頻發(fā)射控制器的用于將射頻信號傳送至計算機的發(fā)射天線；一激光筆裝置，設(shè)置于所述殼體之內(nèi)，包括有一設(shè)置于所述殼體前端處的激光二極管及一設(shè)置于所述激光二極管的前方處的準(zhǔn)直透鏡，所述按鍵矩陣包括有一激光按鍵開關(guān)，所述激光二極管與所述激光按鍵開關(guān)連接而由其控制開關(guān)。相比于現(xiàn)有無線演示控制器采用微機械加速度傳感器來檢測設(shè)備的位移，本發(fā)明采用光電技術(shù)來實現(xiàn)激光筆的位移檢測，其具有如下的有益技術(shù)效果(1)利用激光筆運動時的圖像特征點的位置變化來檢測激光筆位移，測量結(jié)果不會受電路噪聲影響，測量靈敏度高，而且光標(biāo)的移動速度和定位精度可用動作進(jìn)行控制，用手腕擺動激光筆，光標(biāo)可做大范圍的快速運動，手持激光筆平移，光標(biāo)可做小范圍的慢速運動，利于光標(biāo)精確定位；(2) 不存在X和Y軸的交叉干擾；C3)可同時感應(yīng)激光筆的平移和轉(zhuǎn)動，演講者可以最大限度的發(fā)揮肢體語言優(yōu)勢，讓教學(xué)、演講和演示更加生動完美。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的原理方框圖。圖3是本發(fā)明的射頻發(fā)射控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式為使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明所公開的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆包括有一殼體10、一鼠標(biāo)裝置20及一激光筆裝置30。該鼠標(biāo)裝置20設(shè)置于該殼體10之內(nèi)，其包括有一測量物鏡200、一對應(yīng)于該測量物鏡200設(shè)置的圖像傳感器201、一連接于該圖像傳感器201的圖像處理器202、一按鍵矩陣203、一分別與該圖像處理器202和按鍵矩陣203連接的射頻發(fā)射控制器204及一連接于該射頻發(fā)射控制器204的發(fā)射天線205。測量物鏡200設(shè)置于該殼體10的前端處，用于將目標(biāo)景物成像。圖像傳感器201用于感受光學(xué)圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息，而與之連接的圖像處理器202則用于實時采集圖像傳感器201所輸出的數(shù)字圖像信息，并監(jiān)測相鄰兩幀圖像的圖像特征點的位置變化，將其轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)裝置20在X方向和Y方向的位移信息后輸出至射頻發(fā)射控制器204。上述圖像傳感器201和圖像處理器202可采用安捷倫公司生產(chǎn)的內(nèi)置圖像傳感器和圖像處理器的ADNS-2030光電傳感器。按鍵矩陣203用于輸入控制信息，其可包括有上翻頁鍵、下翻頁鍵、音量放大鍵、 音量放小鍵、鼠標(biāo)左鍵、鼠標(biāo)右鍵、電源開關(guān)等。射頻發(fā)射控制器204可采用TI公司聲場的基于IEEE802. 15. 4無線通訊協(xié)議的 2. 4GHz射頻SoC系統(tǒng)芯片CC2430，其用于實時監(jiān)測按鍵矩陣203所輸入的控制信息，并將圖像處理器202所傳輸?shù)奈灰菩畔⒑桶存I矩陣203的控制信息轉(zhuǎn)換成射頻信號后經(jīng)由發(fā)射天線205發(fā)射出計算機。參閱圖3，該射頻發(fā)射控制器204可包括有一用于對圖像處理器202所輸入的位移信息和按鍵矩陣203的控制信息進(jìn)行編碼的編碼器2041、一與該編碼器2041連接的用于將該編碼器2041所輸出的信號轉(zhuǎn)換成射頻信號的D/A轉(zhuǎn)換器2042及一與該D/A轉(zhuǎn)化器 2042連接的用于放大信號的功率放大器2043。發(fā)射天線205用于將射頻發(fā)射控制器204所輸出的射頻信號傳送至計算機，優(yōu)選地，該發(fā)射天線205采用PCB天線，即將發(fā)射天線205設(shè)計加工于鼠標(biāo)裝置20的PCB上。該激光筆裝置30設(shè)置于該殼體10之內(nèi)，包括有一設(shè)置于該殼體10前端處的激光二極管300及一設(shè)置于該激光二極管300的前方處的準(zhǔn)直透鏡301，該按鍵矩陣203包括有一激光按鍵開關(guān)2031，該激光二極管300與該激光按鍵開關(guān)2031連接而由其控制開關(guān)。 該激光二極管300可采用三洋公司生產(chǎn)的DL-4147-062激光二極管。以下說明本發(fā)明的工作原理。使用時，激光筆裝置30的激光二極管300發(fā)出一定波長的激光，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡301變?yōu)槠叫泄馐笥糜谥甘灸繕?biāo)景物(如投影機屏幕)上的教學(xué)或演示內(nèi)容，同時，鼠標(biāo)裝置20的測量物鏡200將目標(biāo)景物成像于圖像傳感器201的靶面上，圖像傳感器201將光學(xué)圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息后輸出給圖像處理器202。當(dāng)上下、左右移動或擺動激光筆時，圖像傳感器201所輸出的數(shù)字圖像會發(fā)生相反方向的移動， 數(shù)字圖像的移動量與激光筆位移成正比。圖像處理器202實時采集圖像傳感器201所輸出的數(shù)字圖像信息，并監(jiān)測相鄰兩幀圖像的圖像特征點的位置變化，將其轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)裝置20 在X方向和Y方向的位移信息后輸出至射頻發(fā)射控制器204。射頻發(fā)射控制器204實時監(jiān)測按鍵矩陣203所輸入的控制信息，并將圖像處理器202所傳輸?shù)奈灰菩畔⒑桶存I矩陣203 的控制信息進(jìn)行編碼、D/A轉(zhuǎn)換、放大后經(jīng)由發(fā)射天線205傳送至計算機，轉(zhuǎn)換成射頻信號后經(jīng)由發(fā)射天線205發(fā)射出計算機，從而實現(xiàn)對多媒體演示的遙控操作控制。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而非對本發(fā)明做任何形式上的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在上述實施例的基礎(chǔ)上施以各種等同的更改和改進(jìn)，凡在權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的等同變化或修飾，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，包括有一殼體(10)；一鼠標(biāo)裝置(20)，設(shè)置于所述殼體(10)之內(nèi)，其包括有一設(shè)置于所述殼體(10)前端處的用于將目標(biāo)景物成像的測量物鏡000)、一對應(yīng)于所述測量物鏡(200)設(shè)置的用于感受光學(xué)圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息的圖像傳感器(201)、一連接于所述圖像傳感器 (201)的用于實時采集所述圖像傳感器O01)所輸出的數(shù)字圖像信息并監(jiān)測相鄰兩幀圖像的圖像特征點的位置變化而將其轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)裝置00)在X方向和Y方向的位移信息的圖像處理器002)、一用于輸入控制信息的按鍵矩陣003)、一分別與所述圖像處理器(202) 和按鍵矩陣(203)連接的用于實時監(jiān)測所述按鍵矩陣(203)所輸入的控制信息并將所述圖像處理器(20 所傳輸?shù)奈灰菩畔⒑退霭存I矩陣(20 的控制信息轉(zhuǎn)換成射頻信號的射頻發(fā)射控制器(204)及一連接于所述射頻發(fā)射控制器(204)的用于將射頻信號傳送至計算機的發(fā)射天線O05)；一激光筆裝置(30)，設(shè)置于所述殼體(10)之內(nèi)，包括有一設(shè)置于所述殼體(10)前端處的激光二極管(300)及一設(shè)置于所述激光二極管(300)的前方處的準(zhǔn)直透鏡(301)，所述按鍵矩陣(20 包括有一激光按鍵開關(guān)(2031)，所述激光二極管(300)與所述激光按鍵開關(guān) (2031)連接而由其控制開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述射頻發(fā)射控制器(204)包括有一用于對所述圖像處理器(20 所輸入的位移信息和按鍵矩陣(203) 的控制信息進(jìn)行編碼的編碼器(2041)、一與所述編碼器Q041)連接的用于將所述編碼器 (2041)所輸出的信號轉(zhuǎn)換成射頻信號的D/A轉(zhuǎn)換器004 及一與所述D/A轉(zhuǎn)化器Q042) 連接的用于放大信號的功率放大器0043)。
3.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述圖像傳感器(201)和圖像處理器(20 采用內(nèi)置有圖像傳感器和圖像處理器的ADNS-2030光電傳感ο
4.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述按鍵矩陣 (203)包括有上翻頁鍵、下翻頁鍵、音量放大鍵、音量放小鍵、鼠標(biāo)左鍵、鼠標(biāo)右鍵及電源開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述射頻發(fā)射控制器(204)為基于IEEE802. 15. 4無線通訊協(xié)議的2. 4GHz射頻SoC系統(tǒng)芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述發(fā)射天線 (205)為PCB天線。
7.如權(quán)利要求1所述的具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，其特征在于，所述激光二極管(300)為DL-4147-062激光二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有空中鼠標(biāo)功能的無線激光筆，包括有一殼體；一鼠標(biāo)裝置，設(shè)置于所述殼體之內(nèi)，其包括有一設(shè)置于所述殼體前端處的測量物鏡、一對應(yīng)于所述測量物鏡設(shè)置的圖像傳感器、一連接于所述圖像傳感器的圖像處理器、一用于輸入控制信息的按鍵矩陣、一分別與所述圖像處理器和按鍵矩陣連接的射頻發(fā)射控制器及一連接于所述射頻發(fā)射控制器的發(fā)射天線；一激光筆裝置，設(shè)置于所述殼體之內(nèi)，包括有一設(shè)置于所述殼體前端處的激光二極管及一設(shè)置于所述激光二極管的前方處的準(zhǔn)直透鏡，所述按鍵矩陣包括有一激光按鍵開關(guān)，所述激光二極管與所述激光按鍵開關(guān)連接而由其控制開關(guān)。本發(fā)明具有不受電路噪聲影響、不存在X和Y軸交叉干擾等優(yōu)點。
文檔編號G09B17/02GK102419646SQ20111045553
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者伍勤冰, 夏鴻志, 王慶, 趙能豪, 高宏 申請人:深圳市邁樂數(shù)碼科技股份有限公司