本實用新型涉及沙盤技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

沙盤是根據(jù)地形圖、航空相片或?qū)嵉氐匦?，按照一定的比例關(guān)系，用泥沙、兵棋和其他材料堆制的模型。傳統(tǒng)的沙盤只是單方面的展示，沒有交互功能，觀眾只能觀看實體模型，不能有選擇性的觀看沙盤區(qū)域和局部細節(jié)，效果單一，沙盤表現(xiàn)的信息量也很少。目前，市場上出現(xiàn)一種燈光互動沙盤，這種沙盤是在傳統(tǒng)沙盤的基礎(chǔ)上增加燈光效果。比如：公路上的路燈，或沙盤上建筑的景觀燈，河道的指向燈等等，也可以實現(xiàn)觸摸互動，使觀眾通過觸摸屏控制某一路燈光的亮滅。但是這種沙盤是單純的燈光效果，附加信息量太少，而且只能通過觸摸屏控制。

隨著城市規(guī)劃、房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和建筑設(shè)計業(yè)的蓬勃發(fā)展，沙盤模型己成為售樓中心必不可少的工具之一，但傳統(tǒng)的實體沙盤是一種經(jīng)制定后就固定的展示方式，要修改其內(nèi)容會比較麻煩，存在單調(diào)刻板，互動性差,實地體驗感不強，信息量小，不夠詳盡等不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，已解決現(xiàn)有技術(shù)的實體沙盤單調(diào)刻板，互動性差,實地體驗感不強，信息量小，不夠詳盡等不足。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，包括沙盤實體模型，其特征在于：還包括主機、矩陣投影機、激光筆、LED燈帶和激光信號接收裝置，LED燈帶安裝于沙盤實體模型下方并與主機連接，矩陣投影機布置與沙盤實體模型上方并與主機連接，矩陣投影機投影光范圍覆蓋整個沙盤實體模型，激光信號接收裝置連接主機并與激光筆相適配。

上述的一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，其特征在于：所述激光筆包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部依次相連的電信號模塊、前置放大模塊、功率控制模塊，所述功率控制模塊輸入端與慢啟動時間調(diào)整模塊和溫度補償模塊連接，所述功率控制模塊輸出端與半導(dǎo)體激光器模塊連接，所述半導(dǎo)體激光器模塊還與保護電路和監(jiān)視二極管連接。

上述的一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，其特征在于：所述激光信號接收裝置包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部依次相連的光檢測器模塊、前置放大模塊以及主放大器，所述光檢測器模塊與APD偏壓模塊連接，所述主放大器輸入端與AGC放大模塊連接，所述AGC放大模塊輸入端與峰值檢波模塊連接，所述峰值檢波模塊輸入端與均衡器連接，所述主放大器輸出端與均衡器連接，所述均衡器輸出端與判決在生模塊連接，所述主放大器通過定時提取模塊與判決在生模塊連接。

上述的一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，其特征在于：所述半導(dǎo)體激光器模塊包括數(shù)字式直接調(diào)制電路和調(diào)制驅(qū)動電路。

上述的一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，其特征在于：所述激光筆的殼體設(shè)置實現(xiàn)單開、單關(guān)、全開、全關(guān)功能的多個按鍵。

上述的一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，其特征在于：所述激光筆的殼體為純銅材料制成。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的沙盤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、互動性好、易于實施、展示形式新穎，且采用激光筆即指即顯圖像，娛樂性強；

2、本實用新型的沙盤系統(tǒng)對激光筆發(fā)出的激光進行了高頻數(shù)據(jù)載波調(diào)制，激光接收器集成了前置放大器功能，進行激光信號的解調(diào)放大，對于干擾信號進行衰減，信號傳輸可靠性好；

3、本實用新型的沙盤系統(tǒng)激光筆內(nèi)部電路對信號多級放大，是一款大功率、長壽命激光器，它的激光出孔功率遠遠大于市場上的激光器，而且純銅外殼保證散熱良好；

4、本實用新型的沙盤系統(tǒng)激光筆上有多個按鍵，當(dāng)激光照到一個接收點上就可以產(chǎn)生多種不同的控制動作，可以輕松實現(xiàn)單開、單關(guān)、全開、全關(guān)、等功能。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的激光筆結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的激光筆電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本實用新型的激光信號接收裝置電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實用新型的數(shù)字式直接調(diào)制電路圖；

圖6是本實用新型的調(diào)制驅(qū)動電路圖；

圖7是本實用新型的接收解調(diào)電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種非接觸式互動沙盤的激光筆控制系統(tǒng)，包括沙盤實體模型4，其特征在于：還包括主機1、矩陣投影機2、激光筆3、LED燈帶5和激光信號接收裝置6，LED燈帶5安裝于沙盤實體模型4下方并與主機1連接，矩陣投影機2布置與沙盤實體模型4上方并與主機1連接，矩陣投影機2投影光范圍覆蓋整個沙盤實體模型4，激光信號接收裝置6連接主機1并與激光筆3相適配。

如圖3所示，本實施例中，所述激光筆3包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部依次相連的電信號模塊31、前置放大模塊32、功率控制模塊33，所述功率控制模塊33輸入端與慢啟動時間調(diào)整模塊36和溫度補償模塊37連接，所述功率控制模塊33輸出端與半導(dǎo)體激光器模塊35連接，所述半導(dǎo)體激光器模塊35還與保護電路34和監(jiān)視二極管38連接。

如圖4所示，本實施例中，所述激光信號接收裝置6包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部依次相連的光檢測器模塊61、前置放大模塊62以及主放大器64，所述光檢測器模塊61與APD偏壓模塊63連接，所述主放大器64輸入端與AGC放大模塊65連接，所述AGC放大模塊65輸入端與峰值檢波模塊66連接，所述峰值檢波模塊66輸入端與均衡器67連接，所述主放大器64輸出端與均衡器67連接，所述均衡器67輸出端與判決在生模塊69連接，所述主放大器64通過定時提取模塊68與判決在生模塊69連接。

本實施例中，所述半導(dǎo)體激光器模塊35包括數(shù)字式直接調(diào)制電路和調(diào)制驅(qū)動電路。

圖5是數(shù)字式直接調(diào)制電路圖，圖中晶體管BG2和BG3為發(fā)射極耦合對，組成非飽和電流選擇開關(guān)。當(dāng)BG2基極電位高于BG3基極電位時，BG2導(dǎo)通，恒流源的驅(qū)動電流全部流過BG2，故流過LD的電流為零；反之，當(dāng)BG2基極電位低于BG3基極電位時，BG3導(dǎo)通，所有驅(qū)動電流都通過LD。電流開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程由輸人數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成ECL電平來控制，ECL電平為“l(fā)”碼時，輸出為-1．8V，為“0”碼時，輸出為+0．8V，經(jīng)過BGl和D1電平移動后加到BG2基極，而BG3基極電平固定在-2．6V，它由溫度補償?shù)膮⒖茧娖絍bb經(jīng)BG。和D2電平移動得到。Vbb=-1．3l V是“l(fā)”碼和“0”碼電平的中間值。選擇適當(dāng)?shù)妮斎腚妷海咕w管不驅(qū)動到飽和狀態(tài)，就能起到快速開關(guān)作用，同時恒流源可使開關(guān)噪聲很小。

圖6是調(diào)制驅(qū)動電路圖，主要由MAXIM公司的155MHz的MAX3263芯片和內(nèi)部帶有監(jiān)視二極管的激光器LD構(gòu)成。MAX3263內(nèi)部的主偏置電源提供溫度補償偏置和參考電壓輸出Vrefl和Vref2，通過電阻R25、R26、R27和R28對內(nèi)部的高速調(diào)制驅(qū)動電路、激光器和監(jiān)視二極管進行編程。MAX3263的輸出電流都被內(nèi)部的鏡像電流源控制，這些鏡像電流源都有2Vbe的結(jié)溫漂移，參考電壓設(shè)置在2Vbe時，結(jié)溫漂移可以被抵消。選擇電阻R28以調(diào)節(jié)激光器靜態(tài)偏置電流Ibo，使Ibo略小于激光器的閾值電流，以使激光器的輸出具有良好的消光比。LD內(nèi)部的監(jiān)視二極管將光強變化轉(zhuǎn)換為電流Id，經(jīng)內(nèi)部變換產(chǎn)生反饋電流Ibs，通過公式Ibo=40(Ib+Ibs)，將激光器的光強變化轉(zhuǎn)換成偏置電流的一部分，反饋作用于激光器，保證輸出穩(wěn)定的光功率。輸人的差分PECL信號RD、由內(nèi)部的高速輸人緩沖和共射極差分輸出組成的調(diào)制器調(diào)制，調(diào)制電流的大小由R26確定的電流Im決定。選擇R26的大小，使激光器有適當(dāng)?shù)恼{(diào)制電流，輸出足夠的光功率，并具有良好的消光比，同時應(yīng)使OUT+、OUT一端的電壓在2．2V以上，以防激光器飽和。

圖7是接收解調(diào)電路圖，由MAX3963和MAX3964配以必要的外圍器件組成。155MHz的低噪聲芯片MAX3963組成前置放大器，其內(nèi)部包含一個跨阻前置放大器和一個帶射極跟隨輸出的倒相放大器，并集成了22千歐的跨阻，可將PIN接收的微弱光電流轉(zhuǎn)換成差分輸出電壓。266MHz的MAX3964組成后級放大調(diào)理電路，其內(nèi)部有4個限幅放大器組成的串行功率檢測器，每個限幅放大器都有一個全波對數(shù)檢測器，用來檢測輸入信號功率的大小。4個檢測結(jié)果在Filter端加在一起，通過電容C25濾波，電阻R30、R31內(nèi)的的1.2V參考電源和無光比較器共同組成閾值設(shè)置和噪聲一直功能。R30=100千歐，R31可用100千歐的電位器調(diào)節(jié)，則VTR在1.2-2.4V之間變化。當(dāng)輸入信號大于VTR時，輸出穩(wěn)定的PECL電平信號；當(dāng)輸入信號幅值小于VTR時，數(shù)據(jù)輸出端OUT+輸出高電平，OUT一輸出低電平，所有的限幅放大器拒絕接收輸入信號，并且后級放大器輸出無光告警PECL信號LOS+。

如圖2所示，本實施例中，所述激光筆3的殼體設(shè)置實現(xiàn)單開、單關(guān)、全開、全關(guān)功能的多個按鍵。

本實施例中，所述激光筆3的殼體為純銅材料制成。

實際使用中，參觀者手持激光筆照射在實體沙盤模型選擇一定范圍內(nèi)的區(qū)域，遍布于實體沙盤模型底部各區(qū)域的激光信號接收裝置會接收到激光筆的激光信號，觸發(fā)與之連接的控制板實現(xiàn)與主機的通信，從而改變通道值，激光筆所指向的區(qū)域的LED 燈光帶部分范圍會發(fā)光，同時主機內(nèi)相應(yīng)的語音、視頻內(nèi)容配合燈光演示，通過同步控制聲、光、影像可以控制LED 燈光帶色彩的閃爍實現(xiàn)對該區(qū)域進行色彩的渲染，矩陣投影機將相關(guān)的圖像投影到實體沙盤模型上，這樣可以在實體沙盤模型上把演示區(qū)域的生態(tài)、人文等內(nèi)容以豐富多彩的形式完美地呈現(xiàn)在參觀者的眼前，利用激光筆可以讓參觀者與實體沙盤模型實現(xiàn)良好的互動。

以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。