專利名稱：遙控交互筆及其接收器的制作方法
遙控交互筆及其接收器
技術(shù)領(lǐng)域：
本是發(fā)明涉及一種遙控交互筆，尤其是涉及一種用于交互式投影系統(tǒng)中的遙控交 互筆及其接收器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的交互式投影系統(tǒng)中使用的交互筆一般采用接觸式紅外光，或者單模可見 激光技術(shù)，前者受到操作距離限制，后者在工作時(shí)會(huì)受到外界環(huán)境光等因素的干擾，工作極 不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種工作穩(wěn)定性較好的遙控交互筆。此外，還有必要提供一種工作穩(wěn)定性較好的遙控交互筆接收器。一種遙控交互筆，包括電源、與電源連接的激光模組、及控制激光模組的控制模 塊，所述交互筆進(jìn)一步包括鏡頭組，所述鏡頭組中設(shè)置有反光鏡，所述反光鏡依激光模組的 發(fā)射方向相對設(shè)置在激光模組的前方，所述激光模組包括可見光激光模組及紅外激光模 組，所述可見光激光模組發(fā)射出的可見光與紅外激光模組所發(fā)出的紅外光經(jīng)過鏡頭組反射 后同光軸出射。進(jìn)一步，所述鏡頭組包括第一鏡頭組、第二鏡頭組，所述第一鏡頭組中設(shè)置的反光 鏡與第二鏡頭中設(shè)置的反光鏡組相垂直設(shè)置，所述紅外激光模組發(fā)射的紅外光經(jīng)第一鏡頭 組反射后與可見激光模組發(fā)射的可見光經(jīng)第二鏡頭組反射后同光軸出射。進(jìn)一步，所述第一鏡頭組包括兩相平行設(shè)置的第一反光鏡及第二反光鏡，所述第 二鏡頭組包括兩相平行設(shè)置的第三反光鏡及第四反光鏡。進(jìn)一步，第一反光鏡與紅外激光模組發(fā)射紅外光的方向呈45度夾角設(shè)置，紅外激 光模組發(fā)射的紅外光經(jīng)第一反光鏡反射后相對于紅外激光模組發(fā)射方向垂直射入第二反 光鏡，再經(jīng)第二反光鏡反射后相對于紅外激光模組的發(fā)射方向平行出射。進(jìn)一步，所述第三反光鏡與第四反光鏡相平行設(shè)置，所述第三反光鏡與可見光激 光模組發(fā)射的可見光方向呈45度夾角設(shè)置，所述可見光激光模組發(fā)射的可見光經(jīng)第三反 光鏡反射后相對于可見光激光模組的發(fā)射方向垂直射入第四反光鏡，再經(jīng)第四反光鏡反射 后相對于可見光激光模組的發(fā)射方向平行出射。進(jìn)一步，所述第四反光鏡與第二反光鏡相互垂直且同光軸設(shè)置且第四反光鏡相對 光的出射方向設(shè)置于第二反光鏡的前面，第四反光鏡為透紅外反射鏡，第四反光鏡與水平 方向成45°夾角設(shè)置。進(jìn)一步，所述交互筆進(jìn)一步包括外殼，所述電源、激光模組、鏡頭組設(shè)于外殼內(nèi)，所 述鏡頭組進(jìn)一步包括設(shè)于外殼內(nèi)的出射鏡，所述紅外激光模組與可見激光模組各自發(fā)射的 光經(jīng)鏡頭組反射后同軸出射形成混合光束并經(jīng)出射鏡投射出去。進(jìn)一步，所述控制模塊包括第一按鍵及第二按鍵。
進(jìn)一步，所述第一按鍵控制單獨(dú)啟動(dòng)可見光激光模組發(fā)射可見光；所述第二按鍵控制同時(shí)啟動(dòng)可見光激光模組及紅外激光模組發(fā)射可見光及紅外光并通過鏡頭組同光軸 出射可見光及紅外光。一種遙控交互筆的接收器，所述接收器檢測接收交互筆輸出的紅外光信號(hào)，所述 接收器上設(shè)有與交互筆輸出的紅外光光譜相應(yīng)的窄帶濾光片，所述接收器為攝像頭。上述的遙控交互筆通過可見光激光模組發(fā)射出的可見光與紅外激光模組所發(fā)出 的紅外光經(jīng)過鏡頭組反射后同光軸出射同時(shí)實(shí)現(xiàn)指示操作及交互操作，可見光激光模組發(fā) 射出的可見光，通過可見光的指示，使用者能準(zhǔn)確確定交互筆所在的位置及運(yùn)動(dòng)軌跡，可以 自由控制交互筆的運(yùn)動(dòng)；紅外激光模組發(fā)射的紅外光為肉眼不可見光，不受外界環(huán)境光等 因素的干擾，工作穩(wěn)定性好，且由于紅外激光模組及可見光激光模組可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控操 作。上述的交互筆的接收器裝設(shè)有窄帶濾光片，通過窄帶濾光片對外界光線進(jìn)行過 濾，減少外界光線的干擾，提高交互筆定位精度及圖像處理速度，提高工作穩(wěn)定性。

圖1為本發(fā)明的遙控交互筆的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本實(shí)施例的遙控交互筆，包括電源1、與電源1連接的激光模組、鏡 頭組及與控制激光模組的控制模塊4。本實(shí)施例的遙控交互筆另設(shè)有外殼5，電源1、激光模 組及鏡頭組都裝設(shè)與外殼5中。本實(shí)施的遙控交互筆主要用于交互式的投影系統(tǒng)中的信息 或信號(hào)指示(如電子教鞭)及交互式的信息交互。激光模組包括可見光激光模組20及紅外激光模組21，可見光激光模組20發(fā)射出 的可見光與紅外激光模組21發(fā)射出的紅外光通過鏡頭組共光軸出射?？梢姽饧す饽＝M20發(fā)射的可見光用于用戶作視覺指引?？梢姽饧す饽＝M20可為 紅光激光模組、綠光激光模組或其它色光激光模組，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，本實(shí)施例可見光 激光模組采用650nm的紅光激光模組進(jìn)行說明。紅外激光模組21發(fā)射的紅外光由相應(yīng)的檢測裝置獲取紅外激光模組21發(fā)射紅外 光的位置，并將該位置轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)控制信息，實(shí)現(xiàn)遙控交互式操作。本實(shí)施例中的紅外激光模組21采用780nm的紅外激光模組，也可采用850nm的紅 外激光模組，當(dāng)然也可采用其他波段的紅外激光模組。激光模組一般包括激光發(fā)光管、驅(qū)動(dòng)電路、光學(xué)系統(tǒng)、模組外殼及連接件。激光模 組為經(jīng)過裝配、調(diào)整、檢測的功能組件。鏡頭組包括第一鏡頭組、第二鏡頭組及出射鏡34。第一鏡頭組中的反光鏡與第二 鏡頭組中的反光鏡相垂直設(shè)置。第一鏡頭組用于反射紅外激光模組21發(fā)射的紅外光，其包括第一反光鏡30及第 二反光鏡31，所述第一反光鏡30及第二反光鏡31相平行設(shè)置。第一反光鏡30與紅外激光 模組21發(fā)射紅外光的方向呈45度夾角設(shè)置。紅外激光模組21發(fā)射的紅外光經(jīng)第一反光鏡30反射后相對于紅外激光模組21發(fā)射方向垂直射入第二反光鏡31，再經(jīng)第二反光鏡31 反射后相對于紅外激光模組21的發(fā)射方向平行出射。第二鏡頭組用于反射可見光激光模組20發(fā)出的可見光，其包括第三反光鏡32及 第四反光鏡33，第三反光鏡32與第四反光鏡33相平行設(shè)置。第三反光鏡32與可見光激光 模組20發(fā)出的可見光方向呈45度夾角設(shè)置。可見光激光模組20發(fā)射的可見光經(jīng)第三反 光鏡32反射后相對于可見光激光模組20的發(fā)射方向垂直射入第四反光鏡33，再經(jīng)第四反 光鏡33反射后相對于可見光激光模組20的發(fā)射方向平行出射。紅外激光模組21發(fā)射出的紅外光經(jīng)第一鏡頭組反射后與可見光激光 模組20發(fā)射 出的可見光經(jīng)第二鏡頭組共光軸出射。第四反光鏡33與第二反光鏡31相互垂直且同光軸設(shè)置且第四反光鏡33相對光 的出射方向設(shè)置于第二反光鏡31的前面。第四反光鏡33為透紅外反射鏡，透紅外反射鏡 具有透過紅外激光，反射可見激光的特性。第四反光鏡33與水平方向成45°夾角設(shè)置。紅外激光模組21發(fā)射的紅外光經(jīng)第一反光鏡30反射、再經(jīng)第二反光鏡31反射后 與可見光激光模組20發(fā)射的可見光經(jīng)第三反光鏡32反射后，再經(jīng)第四反光鏡33反射后合 并在一起形成混光，實(shí)現(xiàn)同軸出射，并通過出射鏡34投射出去。電源1可為充電電池電源，也可為不可充電電池電源。本實(shí)施例中采用不可充電 電池進(jìn)行說明。可根據(jù)激光模組的功率選擇不同型號(hào)的電池進(jìn)行供電。本實(shí)施例中可見光 激光模組20與紅外激光模組21采用兩支電池分別進(jìn)行供電?？刂颇K4包括第一按鍵40、第二按鍵41。第一按鍵40及第二按鍵41都設(shè)于外 殼5上?？刂颇K4用于控制激光模組進(jìn)行工作?？刂颇K4控制激光模組或其他激光模組通過電源1與激光模組的導(dǎo)通方式進(jìn)行 控制，也可通過控制激光模組的驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對交互筆工作模式的控制。本實(shí)施例中控制 模塊通過控制電源與激光模組的導(dǎo)通方式對激光模組的工作方式進(jìn)行控制。啟動(dòng)第一按鍵40為單模工作模式，本實(shí)施例的遙控交互筆單獨(dú)啟動(dòng)可見光激光 模組20(如紅光激光模組)工作，遙控交互筆處于激光指引狀態(tài)，僅起指示作用(相當(dāng)于電 子教鞭)。啟動(dòng)第二按鍵41為雙模工作模式，本實(shí)施例的遙控交互筆同時(shí)啟動(dòng)紅外激光模 組21及可見光激光模組20工作，本實(shí)施例的遙控交互筆同軸出射可見光及紅外光的混合 光，可見光激光模組20投射出的可見光斑做指引，同時(shí)紅外激光模組21出射的紅外光被接 收器檢測接收，獲取其投射位置，通過相應(yīng)的控制裝置或系統(tǒng)或程序轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn) 交互操作。可見光激光模組20發(fā)射出的見光，通過可見光的指示，使用者能準(zhǔn)確知道交互 筆所發(fā)射的光(包括可見光和紅外光)的位置及運(yùn)動(dòng)軌跡，可以自由控制交互筆的運(yùn)動(dòng)；紅 外激光模組出射的紅外光為肉眼不可見光，故不受外界環(huán)境光等因素的干擾。接收器與控制裝置(如PC機(jī))連接，用于接收采集交互筆輸出的紅外信號(hào)并 傳輸給控制裝置(如PC機(jī))進(jìn)行控制。接收器為攝像頭，攝像頭可采用電荷耦合器件 (Charge Coupled Device 簡稱CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor 簡稱 CMOS)等。為了提高系統(tǒng)對外界光線的抗干擾性，攝像頭上裝設(shè)有窄帶濾光片，通過窄帶濾 光片對外界光線進(jìn)行過濾。
攝像頭采用的窄帶濾光片為窄帶紅外濾光片，通過窄帶紅外濾光片的光譜與交互 筆輸出的紅外光的光譜相適應(yīng)，這樣可以大大減少外界光線的干擾，提高交互筆的定位精 度及圖像處理速度，從而可通過相應(yīng)的控制裝置(如PC機(jī))快速而準(zhǔn)確的檢測出交互筆所 發(fā)射的激光投射的位置。且由于接收器裝設(shè)有窄帶濾光片，采用普通的攝像器材即可，不需 采用昂貴的紅外攝像機(jī)。通過裝設(shè)有窄帶紅外濾光片的攝像頭可以將本實(shí)施例的交互筆的 位置及運(yùn)動(dòng)軌跡精確地記錄下來并反饋給控制裝置(如PC機(jī))轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)信號(hào)實(shí)現(xiàn)交互 式遙控操作。交互筆可以模擬鼠標(biāo)進(jìn)行文檔打開與關(guān)閉、上下翻頁、關(guān)機(jī)等操作。本實(shí)施例的遙控交互筆主要用于投影裝置中實(shí)現(xiàn)對控制裝置(如PC機(jī))遠(yuǎn)距離 遙控操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控書寫、繪圖等各種交互式操作。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種遙控交互筆，包括電源、與電源連接的激光模組、及控制激光模組的控制模塊，其特征在于所述交互筆進(jìn)一步包括鏡頭組，所述鏡頭組中設(shè)置有反光鏡，所述反光鏡依激光模組的發(fā)射方向相對設(shè)置在激光模組的前方，所述激光模組包括可見光激光模組及紅外激光模組，所述可見光激光模組發(fā)射出的可見光與紅外激光模組所發(fā)出的紅外光經(jīng)過鏡頭組反射后同光軸出射。
2.如權(quán)利要求1所述的遙控交互筆，其特征在于所述鏡頭組包括第一鏡頭組、第二鏡 頭組，所述第一鏡頭組中設(shè)置的反光鏡與第二鏡頭中設(shè)置的反光鏡組相垂 直設(shè)置，所述紅 外激光模組發(fā)射的紅外光經(jīng)第一鏡頭組反射后與可見激光模組發(fā)射的可見光經(jīng)第二鏡頭 組反射后同光軸出射。
3.如權(quán)利要求2所述的遙控交互筆，其特征在于所述第一鏡頭組包括兩相平行設(shè)置 的第一反光鏡及第二反光鏡，所述第二鏡頭組包括兩相平行設(shè)置的第三反光鏡及第四反光鏡
4.如權(quán)利要求3所述的遙控交互筆，其特征在于第一反光鏡與紅外激光模組發(fā)射紅 外光的方向呈45度夾角設(shè)置，紅外激光模組發(fā)射的紅外光經(jīng)第一反光鏡反射后相對于紅 外激光模組發(fā)射方向垂直射入第二反光鏡，再經(jīng)第二反光鏡反射后相對于紅外激光模組的 發(fā)射方向平行出射。
5.如權(quán)利要求4所述的遙控交互筆，其特征在于所述第三反光鏡與第四反光鏡相平 行設(shè)置，所述第三反光鏡與可見光激光模組發(fā)射的可見光方向呈45度夾角設(shè)置，所述可見 光激光模組發(fā)射的可見光經(jīng)第三反光鏡反射后相對于可見光激光模組的發(fā)射方向垂直射 入第四反光鏡，再經(jīng)第四反光鏡反射后相對于可見光激光模組的發(fā)射方向平行出射。
6.如權(quán)利要求3或5所述的遙控交互筆，其特征在于所述第四反光鏡與第二反光鏡 相互垂直且同光軸設(shè)置且第四反光鏡相對光的出射方向設(shè)置于第二反光鏡的前面，第四反 光鏡為透紅外反射鏡，第四反光鏡與水平方向成45°夾角設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的遙控交互筆，其特征在于所述交互筆進(jìn)一步包括外 殼，所述電源、激光模組、鏡頭組設(shè)于外殼內(nèi)，所述鏡頭組進(jìn)一步包括設(shè)于外殼內(nèi)的出射鏡， 所述紅外激光模組與可見激光模組各自發(fā)射的光經(jīng)鏡頭組反射后同軸出射形成混合光束 并經(jīng)出射鏡投射出去。
8 如權(quán)利要求1或2所述的遙控交互筆，其特征在于所述控制模塊包括第一按鍵及 第二按鍵。
9.如權(quán)利要求8所述的遙控交互筆，其特征在于所述第一按鍵控制單獨(dú)啟動(dòng)可見光 激光模組發(fā)射可見光；所述第二按鍵控制同時(shí)啟動(dòng)可見光激光模組及紅外激光模組發(fā)射可 見光及紅外光并通過鏡頭組同光軸出射可見光及紅外光。
10.一種遙控交互筆的接收器，其特征在于所述接收器檢測接收交互筆輸出的紅外 光信號(hào)，所述接收器上設(shè)有與交互筆輸出的紅外光光譜相應(yīng)的窄帶濾光片，所述接收器為 攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種遙控交互筆，其包括電源、激光模組、控制模塊、鏡頭組，鏡頭組中設(shè)置有反光鏡，激光模組包括可見光激光模組及紅外激光模組，可見光激光模組發(fā)射的可見光與紅外激光模組發(fā)射的紅外光經(jīng)過鏡頭組反射后同光軸出射；可見光激光模組發(fā)射可見光讓操作者準(zhǔn)確知道交互筆的位置及運(yùn)動(dòng)軌跡，自由控制交互筆的運(yùn)動(dòng)，紅外激光模組發(fā)射紅外光，由接收器檢測其投射位置，將位置信息轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)信號(hào)用于交互式操作；另提供一種遙控交互筆的接收器設(shè)有與交互筆輸出的紅外光光譜相應(yīng)的窄帶濾光片，減少外界光線干擾，提高工作穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101833385SQ20101014384
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者宋展 申請人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院