專利名稱：激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光信號控制系統(tǒng)，具體為一種激光遙控系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前光信號的接收，特別是激光信號的接收大都使用光電池作為光信號 的接收元件，比如自動水平激光標線儀等一些用于激光校準的設(shè)備上，有些 激光遙控設(shè)備上也會用到光電池作為光信號接收元件。但是，由于光電池價格較高，使這些設(shè)備的價格也較高。出于光電池價 格較高的原因，很多應(yīng)該使用光電池作為信號接收元件的設(shè)備，沒有采用光 電池。如一些激光遙控系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛使用的是感光面積約為0.04cm2的光 敏電阻或光敏三極管，然而想要很好的接收到激光信號，應(yīng)至少采用感光面 積為400cm2的光電池，其感光面積差了 10000倍。所以現(xiàn)有的激光遙控裝置無法滿足要求。即使排除光電池的價格因素，在一些產(chǎn)品上大量采用光電池，如電視機的激光遙控裝置上裝400cm2的光電池作為光信號接收元件，但是這樣顯然會嚴重影響電視機的外觀。因此光電池作為信號接收元件，存在價格較高、占用面積大的缺點。 由于激光具有較好的方向性，從理論上講， 一個激光遙控器可以遙控可 視空間內(nèi)的所有電器，因此我們可以利用激光的這一特性制造出可以遙控門、 窗、遙控窗簾、電視、空調(diào)等家用設(shè)備及各種工業(yè)設(shè)備的遙控器，這是一種 非常理想的遙控器，但現(xiàn)有的激光遙控器除受到信號接收元件的限制外，還 存在不易操作、信號信息量少的問題，所以激光遙控器難以廣泛地應(yīng)用到日 常生活中?，F(xiàn)在對微弱光信號的接收技術(shù)已經(jīng)非常成熟，電視機的遙控功能是這一 方面很好的體現(xiàn)?，F(xiàn)有的電視機，在普通的白色墻壁的房間里，通過紅外遙控器可以朝向任何一個方向?qū)﹄娨暀C進行遙控。紅外二極管發(fā)射出的微弱的 光線，經(jīng)墻壁漫反射后變得非常微弱。這樣微弱的光線仍然可以順利的對電 視機進行遙控。由本發(fā)明人申請的公告日為2008年02月6日，申請?zhí)枮?00720018952.1,名為激光遙控接收裝置的激光遙控接收器輔助器件，通過感光罩對激光進行 散射，使激光可以輕易的照射到光敏元件上，從而極大的增加了感光面積， 但這項專利中所述的感光罩要求光敏元件位于感光罩的后面，而且該專利中 所述的激光遙控接收裝置是激光遙控接收器輔助器件，并不是一個完整的接 收器，需要與現(xiàn)有激光遙控器結(jié)合使用，但出于現(xiàn)有激光遙控器存在的不足， 只能較好的應(yīng)用于簡單的遙控，如遙控電器的開關(guān)，對電器的復(fù)雜遙控并不 適用，還需要配備面積較大的感光罩，影響了現(xiàn)有電器的體積和美觀?；谖⑷豕庑盘柕慕邮占夹g(shù)，以激光遙控接收裝置的設(shè)計理念作為參考， 可以制造出易操作、信號信息量大、成本低、可以對視線內(nèi)幾乎所有電器進 行復(fù)雜遙控的激光遙控系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
'本發(fā)明的目的在于提供一種激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信 號發(fā)射器，所述激光遙控信號接收器是一種特別適用于激光信號接收的激光 遙控信號接收器，具有感光面積大、成本極低、可以不額外占用空間的特點， 具有可以接收激光動作信號的功能；而所述激光遙控信號發(fā)射器可以跟人手 很好的配合，利用人的手勢發(fā)出多種多樣的控制信號。一種激光遙控信號接收器，它包括光敏元件及與其相連的信號處理裝置， 其特征在于，它還包括一具有對激光起發(fā)散作用的散光板，所述散光板由可 以對激光產(chǎn)生散射或漫反射的材料制成，所述散射包括因雜亂的折射或雜亂 的發(fā)射造成的假散射，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光線中至少一 束可到達的位置。最好是不經(jīng)反射即可到達的位置。所述散光板對照射在所述散光板上的光進行散射或漫反射后，所述散光 板的激光光照面可視為發(fā)射光信號的光源，即在所述散光板上有一個與激光 信號的頻率相同、強度相對應(yīng)的光源，從而將方向性很強的激光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛伤錾⒐獍迳现付ㄎ恢蒙涑龅钠胀ü庑盘?。原有的激光遙控系統(tǒng)中，只有激光直接照射到感光面才能完成遙控。采 用上述設(shè)計后只要激光照射到較感光面面積大無數(shù)倍的散光板上，散光板便 會對激光進行發(fā)散，使其照射到感光面，使感光面感光，依此將感光面積擴 大了無數(shù)倍。顯然感光面朝向散光板更有利于接受光信號，但上述內(nèi)容中并 沒有提到感光面要朝向散光板，這是因為在一些光信號處理中感光面不朝向 散光板更有利。所述散光板可以呈透明、不透明或者半透明狀，不受形狀限制。散光板 可以是被遙控物體的某一部分，如散光板可以是墻壁、窗戶、門窗、顯示器 屏幕、機器的外殼等'。所述散光板呈不透明狀時，所述光敏元件位于散光板的激光照射面。若 散光板呈透明或者半透明狀，所述光敏元件設(shè)置在散光板的激光照射面，也 可在所述散光板的背激光照射面。上述對散光板及光敏元件的要求，滿足"散光板位于所述光敏元件的感 光面光線中至少一束，不經(jīng)反射即可到達的位置"的要求，散光板起到了對 激光進行發(fā)散的作用。由此可見本發(fā)明中對散光板的要求非常寬泛。特別是 可以以"被遙控物體的某一部分"作為散光板，使本發(fā)明不需要額外的占用 空間，不會影響產(chǎn)品美觀。散光板上的激光光照面運動時，由于激光光照面與所述光敏元件間的距 離發(fā)生變化，所述光敏元件接收到的光強隨之變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，從 而將運動情況轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號。所述信號處理裝置包含有與光敏元件信號連接的選頻模塊，可以選取一 定頻率段的電信號接收，將無關(guān)電信號濾除，從而實現(xiàn)對光信號的頻率選擇。所述信號處理裝置還包含有信號比較模塊，對單個及多個所述光敏元件 的電信號進行比較或者求差。所述信號比較模塊對單個所述光敏元件的電信號不同時間的強度進行比 較或求差，以便判斷電信號的變化趨勢進而判斷光信號的變化趨勢。所述信號比較模塊對多個所述光敏元件進行求差，可以判斷所述散光板 上的激光光照面距離哪個光敏元件更近。以便通過判斷所述激光光照面與所述光敏元件之間的遠近距離，將所述散光板面劃分成多個代表不同數(shù)字量的 數(shù)字化的區(qū)域。所述信號處理裝置還包含有微型處理器，微型處理器與選頻模塊、信號 比較模塊通信連接，對經(jīng)過所述選頻模塊輸出的電信號以及信號比較模塊輸 出的電信號進行邏輯分析。上述內(nèi)容使所述信號處理裝置通過接收所述光敏元件傳來的電信號，可 以對光信號中頻率和振幅攜帶的信息進行處理，也可以對所述散光板上的激 光光照面的運動情況所攜帶的信息進行處理，或者結(jié)合起來進行處理。所述光敏元件上設(shè)置有濾光通道，以減少所述散光板以外射來的光線的干擾，增加靈敏性和抗干擾性；所述濾光通道上設(shè)置有透光口，所述光敏元 件設(shè)置在距所述透光口有一定距離的位置，所述光敏元件的感光面通過所述 透光口光線連接到所述散光板上。所述散光板為平面散光板，所述光敏元件接收所述散光板激光光照面上 的光信號，此時，所述透光口呈細長的縫狀。若所述光敏元件需要接收所述散光板上特定部分的光信號，所述透光口 根據(jù)需要可以縮短，甚至縮小成點狀。所述透光口根據(jù)所述散光板的凹凸情況，可呈長條狀，并可以適當?shù)脑?加寬度。激光遙控信號發(fā)射器，包括激光器、電源、外殼，外殼上具有開關(guān)，其 特征在于，具有信號發(fā)生模塊，電源連接信號發(fā)生模塊，信號發(fā)生模塊連接 激光器，信號發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩的電信號，并驅(qū)動激光器發(fā)出與電信號相對 應(yīng)的激光信號。所述激光器可以包括兩個激光器， 一個為用于提供視覺反饋的發(fā)射可見 光的激光器，另一個為用于作為信號載體的發(fā)射紅外線的激光器，兩個激光 器發(fā)出的光線平行?？梢姽饩€為人提供視覺反饋，紅外光線作為信號載體具有較可見光更好 的抗干擾性。所述信號發(fā)生模塊可以產(chǎn)生多種電信號，與開關(guān)按鍵通信連接，開關(guān)上 具有按鍵，每個按鍵對應(yīng)以一種電信號。顯然通過按鍵的數(shù)量可以增加信號的多樣性，但按鍵數(shù)目最好不要太多。 所述激光遙控信號發(fā)射器的外殼上具有用于固定在手指上的固定結(jié)構(gòu)。 該固定結(jié)構(gòu)為戒指狀的，通過該固定結(jié)構(gòu)將激光遙控信號發(fā)射器固定在 手指上，并可以跟隨手指的動作產(chǎn)生相應(yīng)的光信號。最好將激光遙控信號發(fā) 射器戴在右手食指上，因為人們通常習(xí)慣使用右手食指指東西和打手勢。右 手的食指具有很好的方向感，手槍的設(shè)計中一直都在利用這一點。為了讓人使用起來更加舒適，外殼上裝有兩個固定結(jié)構(gòu)，兩個固定結(jié)構(gòu) 之間通過導(dǎo)線連接， 一個固定結(jié)構(gòu)上裝有激光器，另一個固定結(jié)構(gòu)上裝有開 關(guān)。使用時裝有激光器的固定結(jié)構(gòu)，戴在食指上，裝有開關(guān)的固定結(jié)構(gòu)戴在 中指上，激光器的光照方向朝向指尖，開關(guān)的按鍵朝向拇指。用拇指按開關(guān) 的按鍵，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的動作帶動激光動作。激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器的幾個實施例實 施例l用于控制電燈；實施例2用于電視機；實施例3用于投影儀系統(tǒng)；實 施例4用于窗簾。施例1:激光遙控電燈包括電燈、遙控器、遙控接收器。用于激光遙控電燈的激光遙控信號接收器，其特征在于，所述遙控器采 用上述的激光遙控信號發(fā)射器；所述遙控接收器采用上述的激光遙控信號接收器，信號比較模塊采用對單個光敏元件的電信號不同時間的強度進行比較的信號比較模塊；所述激光遙控信號接收器的光信號接收部分包括一個光敏 三極管和散光板，散光板為扇形的扁平的盒子，由半透明塑料制成。散光板采用半透明的盒子是為了使光進入盒子的腔體后重復(fù)發(fā)生多次反 射，增加感光面上的光強。在外界光線不是很強的地方可以直接用墻面代替盒子作為散光板。因為 人們使用電燈的環(huán)境一般不會光線很強，所以以墻面為散光板是具有可行性 的。只要光敏元件斜朝向墻面，其他結(jié)構(gòu)與以扇形的扁平的盒子為散光板的 激光遙控信號接收器相同。出于更加形象化和便于理解的考慮，下面仍然以扇形的扁平的盒子為散光板的激光遙控信號接收器為例進行說明。散光板的上層主要對光信號進行散射，散光板的下層對光信號進行漫反射。光敏三極管位于扇形的散光板的頂端部分，并位于散光板受激光照射一 面的背面。由于光信號經(jīng)過散射和漫反射后散光板內(nèi)到處都有光信號，所以 感光面的朝向不大受制約。但為了使光敏三極管更好的接收光信號，使感光 面朝向扇形的散光板的弧形部分。 '激光的光照面位于散光板上，離扇形的散光板的頂端部分較遠時光敏三 極管接收的光信號強度，較離扇形的散光板的頂端部分較近時光敏三極管接 收的光信號強度弱，因而產(chǎn)生的電信號強度也弱。以電信號強度的變化情況作為控制信號，對電燈進行控制。實施例2現(xiàn)有的電視機采用的遙控系統(tǒng)，需要體積較大的一對一的按鍵復(fù)雜的遙 控器， 一種可以適用于視線內(nèi)多種電器的體積小的通過簡單的手勢進行遙控 的遙控器會更適合人們使用。以電視機的屏幕作為散光板，是信號接收部分，以戒指狀的激光遙控信' 號發(fā)射器為遙控器。電視機屏幕雖然是光滑的玻璃，但玻璃覆蓋的部分并不 光滑，可以對光產(chǎn)生很好的散射。其實光滑的玻璃也可以作為散光板，因為沒有絕對光滑的玻璃，它們都 會對光產(chǎn)生漫反射或散射。試驗表明，用普通激光筆產(chǎn)生的激光照射光滑的 玻璃，在任何方向都可以看到光點，即可以產(chǎn)生較強的漫反射。在電視機外殼與電視機屏幕外部接觸的位置裝有光敏元件，電視機屏幕 上方、下方、左方、右方的中部各至少裝有一個光敏元件。感光面微微朝向 電視機屏幕。位于上方和下方的光敏元件，接收到被電視機屏幕散射后的光信號，產(chǎn) 生相應(yīng)的電信號，傳遞給信號處理裝置。信號處理裝置對兩個光敏元件傳來 的電信號求差后，通過分析差值和差值的變化情況，可以得到激光的光照面 在電視機屏幕上上下縱向運動的情況。位于左方和右方的光敏元件，接收到被電視機屏幕散射后的光信號，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，并傳遞給信號處理裝置。信號處理裝置對電信號求差后， 通過分析差值和差值的變化情況，可以得到激光的光照面在電視機屏幕上左 右橫向運動的情況。在不進行非常復(fù)雜的遙控的情況下，可以只對電信號進行比較式的求差， 而不進行具體的模擬量的分析，從而只是將散光板面劃分成多個代表不同數(shù) 字量的數(shù)字化的區(qū)域。通過分析光照面橫向和縱向的運動情況，可以得到光照面在整個電視機 屏幕上的運動情況。通過分析光照面在電視機屏幕上的運動情況，對電視機 進行相應(yīng)控制。如，利用在電視機屏幕左側(cè)向上和向下運動的激光的光照面作為調(diào)聲音的信號；利用在電視機屏幕右側(cè)向上和向下運動的激光的光照面作為調(diào)臺的 信號。除此之外可以利用一些簡單動作的簡單組合對電視機進行復(fù)雜的遙控， 也可利用動作與按鍵結(jié)合的方式對電視機進行復(fù)雜的遙控。 實施例3在教學(xué)和會議當中經(jīng)常會用到投影儀，由于講解人講解時往往需要離開 鼠標所在位置，需要翻屏的時候要停止講解，回到鼠標所在位置進行操作， 這樣便打斷了講解，引起了不便?，F(xiàn)在有在投影儀系統(tǒng)中加裝攝像頭的設(shè)計， 通過攝取的圖像對電腦進行操作。但這種設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、操作困難、 容易出現(xiàn)誤操作，正因如此這種系統(tǒng)沒有得到推廣。激光遙控信號接收器以投影儀系統(tǒng)的屏幕作為散光板，至少兩個光敏元 件裝在投影儀上，朝向散光板。兩個光敏元件之間裝有較兩個光敏元件的感光面所在平面凸出的遮光凸 起，通過對一側(cè)的光線進行遮擋增強光照面位于屏幕兩側(cè)時光敏元件所接收 的光信號強度的差值。以鏡頭為遮光凸起，兩個光敏元件分別位于鏡頭的左 方和右方。工作原理與激光遙控信號接收器應(yīng)用于電視機相同，但僅以激光信號在 屏幕上橫向的動作情況作為遙控信號信息。以向右運動的激光光照面為使幻燈片翻入下一屏的信號，以向左運動的 激光光照面為使幻燈片翻入上一屏的信號。激光遙控信號發(fā)射器具有至少兩個按鍵， 一個按鍵控制激光器發(fā)出非控
制的激光信號，僅起指示作用； 一個按鍵控制激光器發(fā)出符合信號處理裝置 設(shè)定的進行控制的激光信號的信號，作為控制信號。 實施例4
激光遙控信號接收器以窗簾的簾體為散光板，光敏元件位于窗簾周圍。 光敏元件有四個，分別位于簾體的上方、下方、左方、右方，如同激光
遙控信號接收器應(yīng)用于電視，信號處理裝置通過對信號求差，分析感光面的
運動情況。
信號處理裝置連接動力機構(gòu)，動力機構(gòu)連接簾體。信號處理裝置分析光 照面的運動情況，通過控制動力機構(gòu)控制窗簾的運動。
激光光照面自左邊運動到右邊，控制簾體連續(xù)向右運動；激光光照面自 右邊運動到左邊，控制簾體連續(xù)向左運動；運動過程中出現(xiàn)激光光照面自上 方運動到下方或自下方運動到上方的情況，簾體運動停止。
以上述技術(shù)內(nèi)容為基礎(chǔ)，顯然可以在不必再經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動的情況下 設(shè)計出裝有該激光遙控信號接收器的門、窗、風(fēng)扇、空調(diào)、音響，當然要完 成該激光遙控信號接收器對這些裝置很合理的控制，肯定是需要付出創(chuàng)造性 的勞動的。
可以看出上述四個實施例中沒有對激光遙控信號發(fā)射器進行限制，唯一 的要求是頻率段與激光遙控信號接收器的要求對應(yīng)，只要上述激光遙控信號 接收器的信號頻率一致，我們就成功實現(xiàn)了一個遙控器對多種電器進行復(fù)雜 遙控的目的。
為了使激光遙控信號發(fā)射器具有更好的通用性，對于一些允許通用的電 器的激光遙控信號接收器可以將頻率段設(shè)董的盡量寬一些。如將電視、電燈、 風(fēng)扇等的激光遙控信號接收器頻段設(shè)置在500HZ以上，滿足這一要求的激光 遙控信號發(fā)射器都可對其進行遙控。
應(yīng)當注意以下問題最應(yīng)當注意的是，上述的激光遙控接收器最根本的 目的是為了增大激光遙控系統(tǒng)中光敏元件的感光面積，對在散光板上運動的 光照面的動作信息進行采集是建立在增加了光敏元件的感光面積上的，并且 僅僅是對光照面的動作信息進行分析，并不是對光信號進行簡單的追蹤。因此本發(fā)明中的激光遙控信號接收器與多種現(xiàn)有的與其可視為結(jié)構(gòu)上相 同的產(chǎn)品有本質(zhì)的區(qū)別。如用在門上的紅外線感應(yīng)裝置，如果將人視為散光 板，那么它與本發(fā)明中激光遙控信號接收器的結(jié)構(gòu)相同，但是首先它不是用 于接收激光信號；再者它的目的根本不是為了增加光敏元件的感光面積；再 次者它不是對光照面的動作信息進行分析，而是對人的動作進行分析。紅外遙控器的接收光信號的部分，具有透明的濾光玻璃，濾光玻璃后面 裝有光敏元件，若將濾光玻璃視為散光板，結(jié)構(gòu)上符合本發(fā)明中的描述，但 很顯然其用途并不是擴大光敏元件的感光面積，所以與本發(fā)明無關(guān)。激光制導(dǎo)導(dǎo)彈上所使用的導(dǎo)彈激光制導(dǎo)系統(tǒng)，利用照在目標物體上的激 光光照面對目標物進行追蹤，如果將目標物視為散光板，那么它與本發(fā)明中 激光遙控信號接收器的結(jié)構(gòu)相同，但是我們知道它的目的根本不是為了增加 光敏元件的感光面積，而是對激光光照面進行追蹤，是一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)， 不是激光遙控系統(tǒng)，另外目標不可能是導(dǎo)彈的組成部分，所以也與本發(fā)明無 關(guān)。由上述內(nèi)容可見，現(xiàn)實中符合本發(fā)明中的描述的裝置不勝枚舉，但這些 裝置的各部件的用途顯然與本發(fā)明中相應(yīng)的部件的用途有本質(zhì)的區(qū)別。由于光信號經(jīng)過散射后，強度大大減小，為了使激光接收器有更好的敏 感性和抗干擾性，激光信號最好采用振蕩的激光信號；由上述內(nèi)容寬可知，本發(fā)明所述的激光為一束較細的光，與是否具有激 光的其它特性無關(guān)，因此本發(fā)明中所述的激光可以是一束較細的非激光光源 發(fā)出的光。有益效果本發(fā)明中所述的激光遙控信號接收器適用于光信號接收，特 別適用于激光信號接收；成本低，很多情況下較光電池相比可以降低上萬倍 甚至更多的成本；占用面積小，可以使用受控物的某一部分作為散光板，不 占用任何額外面積。本發(fā)明中所述的激光遙控信號發(fā)射器采用戒指狀的設(shè)計，固定在手指上， 便于發(fā)射與手指動作對應(yīng)得動作光信號，使用和攜帶都非常方便。激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器一起使用，可以輕 松對視線內(nèi)幾乎所有電器實現(xiàn)遙控。用一個戒指對家中各種電器，甚至窗簾、門、窗等家具進行遙控的控制 方式，由所述內(nèi)容可知，已經(jīng)利用本發(fā)明得以實現(xiàn)。


圖1為激光遙控信號發(fā)射器整體圖和電氣原理圖2為具有一個戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的激光遙控信號發(fā)射器的正面視圖和 側(cè)面視圖3為具有兩個戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的激光遙控信號發(fā)射器的側(cè)面視圖4為用于控制電燈的激光遙控信號接收器的散光板部分結(jié)構(gòu)圖5為用于電視機的激光遙控信號接收器的正面視圖6為用于電視機的激光遙控信號接收器的濾光通道整體圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖7為用于投影儀系統(tǒng)的激光遙控信號接收器整體圖8為用于投影儀系統(tǒng)的激光遙控信號接收器的投影儀部分結(jié)構(gòu)圖9為用于窗簾的激光遙控信號接收器整體圖。
具體實施方式
'
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
一種激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器中的激光遙控 信號發(fā)射器，參照圖1，外殼11上具有開關(guān)111，外殼11內(nèi)具有電源112、 信號發(fā)生模塊113、信號放大模塊114、激光器115，電源112連接信號發(fā)生 模塊113、信號放大模塊114、激光器115，信號發(fā)生模塊113連接信號放大 模塊114，信號放大模塊114連接激光器115，信號發(fā)生模塊113產(chǎn)生振蕩的 電信號，并將電信號傳遞給所連接信號放大模塊114，信號放大模塊114將電 信號放大后驅(qū)動激光器115發(fā)出與電信號相對應(yīng)的激光信號。
激光遙控信號發(fā)射器的結(jié)構(gòu)的兩種設(shè)計如下所述。
參照圖2，激光器共有兩個211、 212，激光器211發(fā)射可見光，激光器 212發(fā)射紅外線，兩個激光器211、 212發(fā)出的光線平行。可見光線為人提供視覺反饋，紅外光線作為信號載體具有較可見光更好的抗干擾性。信號發(fā)生模塊可以產(chǎn)生多種電信號，與開關(guān)213按鍵連接，開關(guān)上具有 三個按鍵，每個按鍵對應(yīng)以一種電信號。激光遙控信號發(fā)射器的外殼21上具有戒指狀的固定結(jié)構(gòu)214。通過固定 結(jié)構(gòu)214可將激光遙控信號發(fā)射器固定在手指上，產(chǎn)生跟隨手指動作的光信 號。可以將激光遙控信號發(fā)射器戴在右手食指上，用拇指控制按鍵213。因為 人們通常習(xí)慣使用右手食指指東西和打手勢。右手的食指具有很好的方向感， 手槍的設(shè)計中一直都在利用這一點。參照圖3，為了讓人使用起來更加舒適，在外殼上進行如下改變，外殼上 設(shè)有兩個戒指狀的固定結(jié)構(gòu)321、 322，兩個固定結(jié)構(gòu)321、 322之間通過導(dǎo)線 323連接，固定結(jié)構(gòu)321上裝有激光器，另一個固定結(jié)構(gòu)322上裝有開關(guān)3221、 電源、信號發(fā)生模塊、信號放大模塊。使用時裝有激光器的固定結(jié)構(gòu)321，戴在食指上，裝有開關(guān)的固定結(jié)構(gòu) 322戴在中指上，激光器的光照方向朝向指尖，開關(guān)3221的按鍵朝向拇指。 用拇指控制開關(guān)3221的按鍵，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的動 作帶動激光動作。激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器中的激光遙控信號 接收器，包括光敏元件及與其相連的信號處理裝置，具有由可以對光起散射、 漫反射等發(fā)散作用的材料制成的散光板，位于從光敏元件的感光面引不經(jīng)過 不透明物體的直線可以到達的位置。信號處理裝置，接收光敏元件傳來的電信號，可以是對光信號中因頻率 和振幅變化而攜帶的信息進行處理，也可以是對光照面運動情況攜帶的信息 進行處理，或者結(jié)合起來進行處理。信號處理裝置裝有單片機，單片機負責(zé) 邏輯處理。單片機根據(jù)信號處理裝置所在設(shè)備的不同有不同的程序設(shè)計。光敏元件上可以加濾光通道，以減少散光板以外射來的光線的干擾，增 加靈敏性和抗干擾性。濾光通道具有透光口，內(nèi)部距透光口有一定距離的位 置裝有光敏元件，光敏元件的感光面可以通過透光口引出到散光板的直線。實施例1:現(xiàn)在有多種遙控電燈，遙控電燈包括遙控器、信號接收器、電燈。激光遙控信號發(fā)射器作為遙控器，激光遙控信號接收器作為信號接收器。
激光遙控信號接收器的散光板部分結(jié)構(gòu)參照如圖4。
散光板41為扇形的扁平的盒子，由半透明塑料制成。散光板41的上層 主要對光信號進行散射，下層對光信號進行漫反射。
光敏三極管42位于扇形的散光板41的頂端部分，并位于散光板41受激 光照射一面的背面。由于光信號經(jīng)過散射和漫反射后散光板41內(nèi)到處都有光 信號，所以光敏三極管42的感光面的朝向不大受制約。但為了使光敏三極管 42更好的接收光信號，使感光面朝向散光板41的弧形部分。
激光的光照面位于散光板41上，離扇形的散光板41的頂端部分較遠時 光敏三極管42接收的光信號強度，較離扇形的散光板41的頂端部分較近時 光敏三極管42接收的光信號強度小，因而產(chǎn)生的電信號強度也小。
因此光敏三極管42可以將光信號的光照面在散光板41上的運動情況轉(zhuǎn) 化成強弱變化的電信號，傳遞給信號處理裝置。
信號比較模塊采用對單個光敏元件的電信號不同時間的強度進行比較的 信號比較模塊。信號比較模塊具有電容和放大器，接收到相應(yīng)的光信號后， 對光信號引起的電信號進行采樣，電信號經(jīng)放大器放大產(chǎn)生與光信號強度對 應(yīng)的電壓值，給電容迅速充電到該電壓值。
再次采樣，放大器產(chǎn)生與此時的光信號對應(yīng)的電壓值，該電壓值與電容 電壓值比較，增加記為l，減小計為-1，不變計為0，同時以該電壓值給電容 充電，準備下一次比較。
采樣頻率取每秒鐘50次， 一秒鐘內(nèi)的所有比較值進行求和，值大于10 視為光照面向光敏元件處移動，值小于-10視為光照面向遠離光敏元件處移 動，值位于兩者之間視為光照面沒有移動。
信號處理裝置接收光敏三極管42傳來的電信號。信號處理裝置對電信號 進行處理，確認是對應(yīng)的激光遙控信號發(fā)射器發(fā)射來的信號后，通過分析電 信號強弱變化情況，分析電燈所處狀態(tài)對電燈進行相應(yīng)控制。
在電燈熄滅的情況下，通過遙控器將激光照在散光板41上，使光照面數(shù) 秒鐘內(nèi)不做大幅度運動。信號處理裝置對電信號進行處理后，控制電燈打開, 并處于中等亮度。在電燈打開的情況下通過遙控器將激光照在散光板41上，使光照面從離 扇形的散光板41的頂端部分較近的位置，向較遠的位置運動。信號處理裝置對電信號進行處理后，控制電燈增加亮度。在電燈打開的情況下通過遙控器將激光照在散光板41上，使光照面從離 扇形的散光板41的頂端部分較遠的位置，向較近的位置運動。信號處理裝置 對電信號進行處理后，控制電燈降低亮度。在電燈打開的情況下，通過遙控器將激光照在散光板41上，使光照面數(shù) 秒鐘內(nèi)不做大幅度運動。信號處理裝置對電信號進行處理后，控制電燈關(guān)閉。使扇形的散光板41的弧形部分位于上方，頂端部分位于下方，貼在墻壁 上。因此可以用抬手的動作遙控電燈增加亮度，用落手的動作遙控電燈降低 亮度，用停住不動的動作遙控電燈的開關(guān)。結(jié)合了人們慣用的手勢對電燈進 行遙控，容易掌握遙控方法，且使用方便。實施例2:參照圖5，激光遙控信號接收器包括四個濾光通道521、 522、 523、 524 及裝在里面的光敏三極管和散光板。散光板525使用電視機屏幕。各濾光通道具有相同的基本結(jié)構(gòu)，以濾光通道521為例，參照圖6進行 說明，濾光通道521的透光口上裝有防止灰塵進入和進行濾光的紅色的玻璃 5212，濾光通道521里面裝有感光面朝向紅色的玻璃5212的光敏三極管。參照圖5，濾光通道521、 522、 523、 524裝在電視機外殼526與電視機 屏幕525外部接觸的部分，分別位于電視機屏幕上方、下方、左方、右方的 中部，感光面朝向散光板525。所述信號處理裝置連接電視機電路，信號處理裝置裝里有單片機。信號處理裝置接收到光敏三極管傳來的電信號后，對散光板525 (電視機 屏幕)上方和下方的光敏三極管傳來的電信號進行求差，對左方和右方的光 敏三極管傳來的電信號進行求差。通過對差值濾波，得出是相應(yīng)的遙控器傳 來的遙控信號后，對信號進行分析。當光照面偏于散光板525 (電視機屏幕) 上方時，上方的光敏三極管接收到的光信號較下方的光敏三極管接收到的光 信號強，單片機存入0。光照面偏于下方時，下方的光敏三極管接收到的光信 號較上方的光敏三極管接收到的光信號強，單片機存入1。光照面偏于左方時，左方的光敏三極管接收到的光信號較右方的光敏三極管接收到的光信號強，
單片機存入o。光照面偏于右方時，右方的光敏三極管接收到的光信號較左方
的光敏三極管接收到的光信號強，單片機存入l。
單片機首先讀取上方和下方的光敏三極管傳來的電信號的差，存入數(shù)據(jù)。 再讀取左方和右方的光敏三極管傳來的電信號的差，存入數(shù)據(jù)。并將兩個數(shù)
據(jù)進行整合。即光照面位于左上方時，單片機讀入00;光照面位于左下方時， 單片機讀入10;光照面位于右上方時，單片機讀入01;光照面位于右上方時， 單片機讀入ll。
上述過程將散光板面劃分成了四個代表不同數(shù)字量的數(shù)字化的區(qū)域。 通過上述方法，將散光板525 (電視機屏幕)分成了四個數(shù)字區(qū)域。 單片機對差值信號，每秒鐘掃描十次。開機狀態(tài)下，如果掃描結(jié)果與上 次相同，數(shù)據(jù)不記入單片機。如果掃描結(jié)果與上次不同，則數(shù)據(jù)記入單片機， 并利用這些數(shù)據(jù)判斷對電視機進行如何操作。光照面情況、單片機數(shù)據(jù)狀況、 電視機受控動作對應(yīng)情況如下
關(guān)機狀態(tài)下光照面連續(xù)位于散光板525 (電視機屏幕)上五秒鐘，即單片
機五秒鐘內(nèi)只要連續(xù)有數(shù)據(jù)讀入，不管讀入了任何數(shù)據(jù)，都會控制信號處理 裝置打開電視機。
開機狀態(tài)下，光照面自左上方移動到左下方，單片機讀入的數(shù)據(jù)為0010，
控制電視機連續(xù)調(diào)低音量。
三秒鐘內(nèi)再次使光照面自左上方移動到左下方，單片機再次讀入為0010 的數(shù)據(jù)，控制電視機快速調(diào)低音量。多次執(zhí)行該操作，可以進一步加快調(diào)低 音量速度。
開機狀態(tài)下，光照面自左下方移動到左上方，單片機讀入的信號為1000， 控制電視機調(diào)高音量。
三秒鐘內(nèi)再次使光照面自左下方移動到左上方，單片機再次讀入為1000 的數(shù)據(jù)，控制電視機快速調(diào)高音量。多次執(zhí)行該操作，可以進一步加快調(diào)高 音量速度。
調(diào)高或調(diào)低音量狀態(tài)下，只要光照面做跨左半部分和右半部分的運動， 即不管單片機讀入的是0001、 0100、 1011、 1110、 0011、 1100、 0110、 1001中的哪個數(shù)據(jù)，都會控制信號處理裝置執(zhí)行停止調(diào)高或調(diào)低音量的操作。
開機狀態(tài)下，光照面自右上方移動到右下方，單片機讀入的數(shù)據(jù)為Olll， 控制電視機連續(xù)向頻道標號減小的方向連續(xù)調(diào)臺。調(diào)臺速度較慢，調(diào)臺頻率 設(shè)為五秒鐘。
三秒鐘內(nèi)再次使光照面自右上方移動到右下方，單片機再次讀入為0111
的數(shù)據(jù)，控制電視機加快調(diào)臺。多次執(zhí)行改操作，可以進一步加快調(diào)臺速度。
開機狀態(tài)下，光照面自右下方移動到右上方，單片機讀入的數(shù)據(jù)為1101，
控制電視機連續(xù)向頻道標號增加的方向連續(xù)調(diào)臺。調(diào)臺速度較慢，調(diào)臺頻率 設(shè)為五秒鐘。
三秒鐘內(nèi)再次使光照面自右下方移動到右上方，單片機再次讀入為1101
的數(shù)據(jù)，控制電視機加快調(diào)臺。多次執(zhí)行改操作，可以進一步加快調(diào)臺速度。 調(diào)臺狀態(tài)下，只要光照面做跨左半部分和右半部分的運動，即不管單片
機讀入的是0001、 0100、 1011、 1110、 0011、 1100、 0110、 1001中的哪個數(shù)
據(jù)，都會控制信號處理裝置執(zhí)行停止調(diào)臺的操作。
開機狀態(tài)下，使光照面自左上方移動到右下方，單片機讀入的數(shù)據(jù)有兩
種可能，000111和001011。
兩秒鐘內(nèi)再由右上方移動到左下方，單片機讀入的數(shù)據(jù)有兩種可能，
010010和011110。
兩個動作后單片機會對上述兩組數(shù)據(jù)進行組合，總共可能有四組數(shù)據(jù)讀
入單片機，分別為000111010010、000111011110、001011010010、001011011110。
讀入這四組數(shù)據(jù)的任何一組，都控制信號處理裝置控制電視機關(guān)閉。 改變兩個動作的順序，先使光照面自右上方移動到左下方，兩秒鐘內(nèi)再 由左上方移動到右下方，單片機同樣可能讀入四組數(shù)據(jù)，讀入的這四組數(shù)據(jù) 的任何一組，同樣也都控制信號處理裝置控制電視機關(guān)閉。
實施例3:
參照圖7，投影儀系統(tǒng)有投影儀61和屏幕62，激光遙控信號接收器以投 影儀系統(tǒng)的屏幕62作為散光板。
參照圖8，激光遙控信號接收器的兩個光面元件612、 613裝在投影儀61 上，分別位于鏡頭611的左方和右方。激光遙控信號接收器應(yīng)用于投影儀系統(tǒng)中的工作原理與激光遙控信號接 收器應(yīng)用于電視機相同。通過對信號求差將屏幕分成兩份，以激光信號在屏 幕上的動作情況作為遙控信號信息。
激光遙控信號發(fā)射器具有至少兩個按鍵， 一個按鍵控制激光器發(fā)出非控
制的激光信號，僅起指示作用； 一個按鍵控制激光器發(fā)出符合信號處理裝置 設(shè)定的進行控制的激光信號的信號，作為控制信號。
信號處理裝置以激光光照面向右運動的信號作為使幻燈片翻入下一屏的 信號，以激光光照面向左運動的信號為使幻燈片翻入上一屏的信號。
實施例4:
現(xiàn)在的窗簾不能遙控。
參照圖9，激光遙控信號接收器以窗簾的簾體為散光板71，光敏元件位 于窗簾周圍。
光敏元件72、 73分別位于簾體的左方和下方，另有兩個光敏元件分別位 于簾體的上方和右方，如同激光遙控信號接收器應(yīng)用于電視，信號處理裝置 過對信號求差，將簾體分成四部分。
信號處理裝置連接動力機構(gòu)，動力機構(gòu)連接簾體。信號處理裝置分析光 照面的運動情況，通過控制動力機構(gòu)控制窗簾的運動。
激光光照面自左邊運動到右邊，控制簾體向右運動；激光光照面自右邊 運動到左邊，控制簾體向左運動；運動過程中出現(xiàn)激光光照面自上方運動到 下方或自下方運動到上方的情況，簾體運動停止。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和 說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提 下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā) 明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1、激光遙控信號接收器，包括光敏元件及與其相連的信號處理裝置，其特征在于，它還包括一具有對激光起發(fā)散作用的散光板，所述散光板由可以對激光產(chǎn)生散射或漫反射的材料制成，所述散射包括因雜亂的折射造成的假散射，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光線中至少一束可到達的位置；光敏元件連接具有選頻功能的信號處理裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述信號 處理裝置，具有對光敏元件產(chǎn)生的電信號進行求差的信號比較模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述信號 比較模塊進行比較大小式的求差，從而直接將電信號之間的大小關(guān)系轉(zhuǎn)化成 數(shù)字量信號，傳遞給所連接的微處理器，微處理器通過程序?qū)π盘柋容^模塊 輸出的數(shù)字量進行邏輯分析，并在程序的控制下做出相應(yīng)的響應(yīng)，差值信號 在一定程度上反映出了光信號運動情況，因此微處理器是在程序的控制下根 據(jù)光信號運動情況做出相應(yīng)的響應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述光敏 元件上加裝用與減少散光板以外光線的濾光通道；所述濾光通道由不透光的 材料制成，具有起透光作用的透光口，濾光通道的透光口以內(nèi)裝有光敏元件， 光敏元件與散光板光連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述散光 板為電視機屏幕；散光板的上部、下部、左部、右部各有至少一個光敏元件； 所述信號處理裝置具有信號比較模塊，所述信號比較模塊是對位于上部和下 部的光敏元件的光信號進行比較、對位于左部和右部的光敏元件進行比較的 信號比較模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述散光 板為投影儀系統(tǒng)的對光起漫反射作用的屏幕；至少有兩個朝向屏幕的光敏元 件裝在投影儀上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光遙控信號接收器，其特征在于所述散光 板為墻面，光敏元件斜朝向墻面；所述信號處理裝置具有信號比較模塊，信號比較模塊采用對單個光敏元件的電信號不同時間的強度進行比較的信號比 較模塊。
8、 激光遙控信號發(fā)射器，包括激光器、電源、外殼，外殼上具有開關(guān)， 其特征在于，具有信號發(fā)生模塊，電源連接信號發(fā)生模塊，信號發(fā)生模塊連 接激光器，信號發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩的電信號，并驅(qū)動激光器發(fā)出與電信號相 對應(yīng)的激光信號。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光遙控信號發(fā)射器，其特征在于所述外殼上具有用于將激光器固定在手指上的固定結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光遙控信號發(fā)射器，其特征在于所述激光器有兩個， 一個為發(fā)射可見光的激光器用于提供視覺反饋，另一個為發(fā)射 紅外線的激光器用于提供作為信號載體的紅外線，兩個激光器向同一方向發(fā) 射平行的光線。
全文摘要
一種激光遙控信號接收器及其配套的激光遙控信號發(fā)射器涉及一種光信號接收系統(tǒng)，具體為一種激光遙控信號接收器和一種激光遙控信號發(fā)射器。激光遙控信號接收器由于采用了散光板結(jié)構(gòu)，具有感光面積大、成本極低、可以不額外占用空間的特點，由于采用了可以對信號進行較復(fù)雜處理的信號處理裝置，具有可以接收激光動作信號的功能；激光遙控信號發(fā)射器具有戒指狀的固定結(jié)構(gòu)，可以跟人手很好的配合，利用人的手勢發(fā)出多種多樣的控制信號。使用該套裝置可以用手勢對視線內(nèi)電器進行復(fù)雜遙控。
文檔編號G08C23/00GK101271620SQ200810035508
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
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