用於交互式電子白板的伸縮結構光筆的製作方法

2023-06-01 08:56:16 2

專利名稱：用於交互式電子白板的伸縮結構光筆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光筆，屬於計算機人機互動設備技術領域，特別是用於採用圖像處 理技術構建的交互式電子白板的輸入光筆的結構設計技術領域。
背景技術：
用於教學、會議系統的交互式電子白板已經越來越被廣泛應用，其中使用圖像處理技 術構建的交互式電子白板也開始被應用。這種技術使用一隻發光筆在投影屏幕或者平板顯 示器上進行圖文輸入，再利用一隻或多隻攝像頭捕捉發光筆的位置和運動軌跡，然後利用 圖像處理得到光筆的輸入信息。現有的光筆主要由筆頭、筆桿、發光器件、觸發開關、手 柄、控制電路和電源構成，如號碼為200520100588. X的中國專利所公開的一種結構。在這 種現有結構中，筆桿的長度是固定的，因為人體的身高和臂長的限制，所以這種光筆只能 用於尺寸較小的投影屏幕或平板顯示器。隨著被應用的顯示屏幕的尺寸越來越大，所以這 種光筆已經越來越不能滿足應用的需要。

發明內容
本發明的目的就是針對現有技術的缺點，提供了一種筆桿長度可伸縮的光筆。
為實現本發明的目的，本發明採用了如下技術方案。本發明的光筆包含有手柄、安裝 在手柄上的筆桿、安裝在光筆中的紅外發光元件及其控制電路、觸發開關和供給發光元件 能量的電源；在本發明中，所述筆桿是由分層疊套在一起的若干層套管構成的空心伸縮杆， 安裝在手柄上；所述紅外光發射元件，安裝在所述空心伸縮杆面向手柄一端開口的中心位 置且發射面指向空心伸縮杆的另一個開口端；在所述空心伸縮杆最裡層的空心管內，還安 裝有一個散射透光體，所述散射透光體的一端突出於所述伸縮杆的另一個開口端之外。
更進一步，所述紅外光發射元件是紅外雷射發射元件，安裝在伸縮管內部的、構成所 述伸縮管的所述層疊套管的某一層的開口內；所述雷射發射元件與控制發光元件發光的控 制電路之間通過導線相連接。並且，構成所述伸縮管的所述層疊套管的內壁，是可以定向 反射光線的光滑表面；所述層疊套管的內層套管與外層套管的結合處，內層套管的開口是 逐漸擴張的錐形開口。更進一步，所述散射透光體可以是一個帶有散射表面而內部透明的透光棒，貫穿於所 述伸縮杆最裡層的空心管內；在空心管位於所述伸縮杆內部的開口處，所述貫穿的散射透 光體突出於所述開口之外。
更進一步，所述觸發開關安裝在手柄的表面上，並與控制發光元件發光的電路相連接， 用於控制發光元件的發光；該開關可以串聯在所述控制電路與所述電源的連接通道上。
由於採用了上述技術方案，所以本發明的光筆具有調節方便、適用性強的優點。同時 因為在伸縮杆內主要通過光束投射的方式來輸出光信號，省略了全部或者大部分可伸縮的 導線，所以也提高了光筆的可靠性。


圖l:本發明的一種基本結構圖2:散射透光體的一種結構示意圖3:伸縮杆和雷射發射元件的一種安裝結構。
圖中，101是本發明光筆的手柄，102是伸縮杆，103是伸縮杆最內層的空心管，104 是散射透光頭，105是紅外雷射射元件，106是紅外雷射發射元件所發出的雷射束，201是 散射最內層空心管的錐形開口， 202是散射透光頭在空心管內的突出受光面，301是連接激 光發射元件和控制電路的導線；302是控制電路板和電池。
具體實施例
圖1是本發明的一種基本結構示意圖，以3層套管構成的伸縮杆為例。圖中，由套管 分層疊套在一起的伸縮杆102安裝在手柄101的一端，電源、控制電路等部件(本圖中未 畫出)安裝在手柄內部。所述伸縮杆102是一個空心的套管，基本結構與拉杆天線相同， 整個伸縮管有兩個開口端， 一個開口端是最外層的空心管的開口端，安裝在手柄上；另一 個開口端是最內層空心管103的露出在伸縮杆的另一端，安裝有一個能夠把入射光線散射 到各個方向的散射透光頭104。被散射透光頭散射的光束106來自於紅外光發射元件105， 發光面面對散射頭地被安裝在伸縮杆102與手柄101相連接的一端的開口的中心位置，以 保證其發射的雷射束能夠準確落在所述散射頭104在空心管103內部的受光面上。
由於伸縮杆是由多根空心管套裝在一起構成的，因此剛度不是很強，故使用時有可能 出現受力而略有彎曲的現象。為了保證紅外雷射發射元件105所發射的光束能夠」直落在 散射頭104的受光面上，圖2和圖3又給出了兩種進一步結構的實施例。再圖2中，散射
4透光頭的尺寸被加長，貫穿於最內層空心管103的整個長度，並突出在空心管103在伸縮 杆內部的開口外。為了儘可能增大受光面積，所述的突出部分的尺寸可以大於空心管103 的內徑，構成一個面積更大的受光面201。為了減小雷射束偏離受光面201中心時光通量的 損失，可以將空心管103在伸縮杆內部的開口 202設計成圓滑過渡的錐形，並使透光頭104 在此處的形狀與其配合。
圖3是在圖1、圖2基礎上的另一種實施方案。在圖3中，紅外雷射發射元件被安裝在 了構成所述伸縮管的層疊套管中的某一層的開口內，並與手柄內部的控制電路及電源302 之間通過可伸縮的導線301 (—般是螺旋導線)相連接。這樣縮短了紅外光源105與散射頭 104之間的距離，更容易在伸縮杆受力略有彎曲的時候，保證雷射束落在受光面上。
進一步解決因彎曲而產生的光束偏離散射頭的受光面的問題，還可以將構成整個伸縮 管的層疊套管的內壁做成可以定向反射光線的光滑表面，即反射面，尤其是靠近最內層空 心管103的一兩層空心管。這樣當光束完全偏離受光面時，可以依靠這個反射面的將光束 反射到受光面201上。同圖2，內壁是反射面的各層套管，在伸縮杆內部的開口最好也是圓 滑過渡的錐形開口。
由於本發明的目的是解決光筆的機械結構問題，因此對於上述的各個實施例，均未給 出控制電路、電源和觸發開關的電路結構和安裝位置。這部分內容屬現有技術，可參照現 有背景技術來實施具體的連接。
上述實施例給出了本發明的一些可用結構，但不是全部的可用實施方案，因此還可以 在本發明的基本技術方案的基礎上，構建其它可用的具體實施方案。
權利要求
1. 一種用於交互式電子白板的伸縮結構光筆，包含有手柄、安裝在手柄上的筆桿、安裝在光筆中的紅外發光元件及其控制電路、觸發開關和供給發光元件能量的電源，其特徵在於在本發明中，所述筆桿是由分層疊套在一起的若干層套管構成的空心伸縮杆，安裝在手柄上；所述紅外光發射元件，安裝在所述空心伸縮杆面向手柄一端開口的中心位置且發射面指向空心伸縮杆的另一個開口端；在所述空心伸縮杆最裡層的空心管內，還安裝有一個散射透光體，所述散射透光體的一端突出於所述伸縮杆的另一個開口端之外。
2. 根據權利要求1所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述紅外光發射元件是紅外雷射發射 元件。
3. 根據權利要求1所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述觸發開關是一個安裝在手柄的表 面的手動開關。
4. 根據權利要求3所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述手動開關串聯在所述控制電路與 所述電源的連接通道上。
5. 根據權利要求1所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述雷射發射元件，安裝在伸縮管內 部的、構成所述伸縮管的所述層疊套管的某一層的開口內；所述雷射發射元件與控制發光 元件發光的控制電路之間通過導線相連接。 '
6. 根據權利要求l所述的伸縮結構光筆，其特徵在於構成所述伸縮管的所述層疊套管的內 壁，是可以定向反射光線的光滑表面；所述層疊套管的內層套管與外層套管的結合處，內 層套管的開口是逐漸擴張的錐形開口。
7. 根據權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述散射透光體貫 穿於所述伸縮杆最裡層的空心管內；在空心管位於所述伸縮杆內部的開口處，所述貫穿的 散射透光體突出於所述開口之外。
8. 根據權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的伸縮結構光筆，其特徵在於所述散射透光體， 是一個帶有散射表面而內部透明的透光棒。
全文摘要
一種用於交互式電子白板的伸縮結構光筆，含有手柄、筆桿、紅外發光元件及其控制電路、觸發開關和電源；其中筆桿是由若干層套管構成的空心伸縮杆；紅外光發射元件可以使用雷射發射元件，安裝在所述空心伸縮杆面向手柄一端開口的中心位置，在伸縮杆最裡層的空心管內安裝有一個散射透光體，端部突出於伸縮杆另一個開口端之外。為保證在伸縮杆受力略有彎曲時雷射束能投射到散射透光體的接受面上，散射透光體可以貫穿在構成空心伸縮杆的最內層的套管之內，使其離光源更近並得到更大的受光面，同時層疊套管的內壁可以是反射面。因為光筆使用投射的方式來輸出光信號且長度可變，因此具有方便適用、可靠性高的優點。
文檔編號F16B7/10GK101510131SQ20091007816
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月19日 優先權日2009年2月19日
發明者劉中華 申請人:北京愛易瑪克科技有限公司