一種用於定位的發光裝置及定位方法
2023-07-15 17:16:16
專利名稱：一種用於定位的發光裝置及定位方法
技術領域：
本發明涉及一種用於定位的發光裝置及定位方法。
背景技術：
當前最為常見的可見的交互式演示系統是電子白板。 一般而言，電子 白板系統對白板屏的要求較高，造價過於昂貴。另外，電子白板對安裝的 要求較高， 一旦電子白板固定安裝後，如要移動以在其他地方使用的話也 非常不便。這樣，電子白板很難適用於工作場所較為頻繁變化的場合。
除了電子白板外，另一個較為常用的交互式的輸入設備是壓力書寫屏， 在該屏幕上不僅可以輸出視頻圖案，而且可以獲取外部物體接觸該屏幕的
信息。但是，由於受屏幕上傳感器器件一致性以及安裝精度的影響，使得 壓力書寫屏內不同的區域所獲得的壓力檢測精度不一致，這樣將嚴重影響 接觸輸入的效果。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於定位的發光裝置及定位方 法，不僅能精確的確定其位置，而且能準確的獲得其接觸力的大小。 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的 一種用於定位的發光裝置，包括
發光模塊，用於發出被光位置獲取裝置獲取並判斷其相應位置的光； 控制電路模塊，為一處理單元，用於接收相應的數據進行處理並控制
所述發光模塊工作；
接觸信號採集模塊，用於把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到
所述控制電路模塊；
通訊模塊，用於所述控制電路模塊與外部設備的信息交換。 採用上述技術方案所獲得的用於定位的發光裝置，能夠在任意顯示屏
幕的前提下，如果該顯示屏幕能夠具有可以被接觸的屏幕，則都能實現交互式輸入。因此，採用上述技術方案所獲得的用於定位的發光裝置，對屏 幕本身，如安裝、規格等都無苛刻的要求，適用於多種應用場合。而且， 在保證接觸信號採集模塊是工作穩定的前提下，所獲取的接觸的力的信號 也更為精確，即同樣的力能獲取更為精確的同樣的電信號。
作為所述的用於定位的發光裝置更為具體的一個實施例，所述用於定 位的發光裝置封裝於筆形外殼內。
為了便於用戶使用操作，所述接觸信號採集模塊包括相互連接的接 觸尖端和觸力傳感器；所述接觸尖端的尖端伸出所述筆形外殼的前端，所 述觸力傳感器獲取所述接觸尖端的壓力並將該壓力轉換為電信號傳送到所 述控制電路模塊。
為了提高所述的用於定位的發光裝置的使用性能，所述接觸尖端採用 柔性耐磨材料製成。其中，柔性是指該材料能在一定受力的範圍內，僅作 做彈性的形變，以保護與之接觸的顯示屏；耐磨是指該材料不易因摩擦而 損壞。
為了便於輸入特定效果，例如漢字等複雜象形文字或圖畫效果，所述 接觸信號採集模塊根據所獲取力的大小輸出分級的電信號。
在一個用於定位的發光裝置的優選的實施例中，所述發光模塊包括 分別設置在所述筆形外殼不同的軸向位置的第一發光休和第二發光體。光 位置獲取裝置分別獲取了第一發光體和第二發光體的位置後，能通過簡單 的線性變化，就能更準確的獲得所述接觸尖端的位置。所述光位置獲取裝 置區別所述第一發光體和第二發光體的方式可以採用如所述第一發光體 和第二發光體在控制電路模塊控制下高頻交替點亮；或者所述第一發光體 和第二發光體發出不同波長的光，等等。採用這種方案，由於區分了不同 的發光體，也便於多個不同的用於定位的發光裝置同時在一個顯示屏中進 行協同操作，在同一顯示屏的不同位置上進行輸入而不會相互千擾。
為了便於在移動的環境中使用，所述通訊模塊採用無線電通訊裝置； 所述無線電通訊裝置包括相互連接的無線電收發模塊和無線電天線。當 然也可以採用有線的方式來連接外部的設備，如上位機等。
所述的用於定位的發光裝置還包括用於給其他模塊提供電源的供電模塊。為了便於對電源進行管理，所述供電模塊包括用於切斷或者接通 所述用於定位的發光裝置電源的電源開關。
採用所述用於定位的發光裝置的定位方法，包括如下步驟
所述接觸信號採集模塊把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到 所述控制電路模塊；
當所述接觸信號採集模塊所受到的力達到一定的閾值時，所述控制電 路模塊向所述發光模塊發出工作指令 ，
所述發光模塊發出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置獲取， 並由此能夠獲得所述用於定位的發光裝置的位置；
所述控制電路模塊所獲取的、來自於所述接觸信號採集模塊所傳送出 的電信號，由所述通訊模塊傳送到外部設備。
外部設備可以採用上位機，即計算機，該上位機不僅可以獲得所述接 觸信號採集模塊所受到的力的信息，而且還與所述光位置獲取裝置連接， 獲取並處理相應的位置信息。這樣便於所述用於定位的發光裝置實現交互 式的輸入。
在採用所述用於定位的發光裝置的定位方法一種較為具體的實施例 中，所述光位置獲取裝置採用電荷耦合器件，或者採用位置敏感傳感器， 以獲取所述發光模塊發出光的位置信息。
與現有技術相比本發明的優點在於，能夠以較低的成本實現了對顯示 屏交互式的輸入，而且能夠獲得較為統一精確的接觸的力的信息。
圖1是本發明用於定位的發光裝置實施例的結構框圖2是本發明用於定位的發光裝置實施例的具體的結構圖3是本發明用於定位的發光裝置實施例的更具體的結構框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，為用於定位的發光裝置實施例的結構框圖。用於定位的
發光裝置包括發光模塊300、控制電路模塊200、接觸信號採集模塊100、 通訊模塊400和供電模塊600。
其中，發光模塊300用於發出被外部的光位置獲取裝置800獲取並判 斷其相應位置的光。控制電路模塊200為一處理單元，用於接收相應的數 據進行處理並控制所述發光模塊300工作。接觸信號採集模塊100用於把 所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到所述控制電路模塊200。通訊模 塊400用於所述控制電路模塊200與外部的上位機900進行信息交換。光 位置獲取裝置800也與所述上位機900連接，所述上位機900向所述光位 置獲取裝置800供電，並獲得所述光位置獲取裝置800所取得的信號，以 處理計算出用於定位的發光裝置的具體位置。
為了便於用戶輸入相應的命令，以豐富所述用於定位的發光裝置進行 交互式操作時的命令輸入，所述用於定位的發光裝置還包括與控制電路 模塊200連接的命令輸入模塊500。
所述用於定位的發光裝置在顯示屏幕進行操作，該顯示屏幕很可能是 由所述上位機900所驅動顯示的，顯示屏中同時能夠反映出所述用於定位 的發光裝置的相應的動作。其工作流程應包含如下步驟
所述接觸信號採集模塊100把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送 到所述控制電路模塊200;
當所述接觸信號採集模塊IOO所受到的力達到一定的閾值時，所述控 制電路模塊200向所述發光模塊300發出工作指令；
所述發光模塊300發出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置 800獲取，並由此能夠獲得所述用於定位的發光裝置的位置；
所述控制電路模塊200所獲取的、來自於所述接觸信號採集模塊100 所傳送出的電信號，由所述通訊模塊400傳送到外部設備。
更具體來說，如圖2和圖3所示，所述用於定位的發光裝置封裝於筆 形外殼700內，以便於用戶握持操作。
其中，所述接觸信號採集模塊100包括相互連接的接觸尖端110和 觸力傳感器120。所述接觸尖端110的尖端伸出所述筆形外殼700的前端，所述觸力傳感器120獲取所述接觸尖端110的壓力並將該壓力轉換為電信
號傳送到所述控制電路模塊200。所述接觸尖端110採用柔性耐磨材料制
成。所述接觸信號釆集模塊ioo根據所獲取力的大小輸出分級的電信號。
第一發光體310和第二發光體320分別設置在所述筆形外殼700不同 的軸向位置上。所述第一發光體310和第二發光體320發光點較小，為電 光源，即在工程上可以視為電光源。其中，光位置獲取裝置800採用位置 敏感傳感器(Position Sensitive Detector, PSD)獲取相應的光點坐標， 並由所述上位機900計算出相應的接觸尖端110的位置。也可以採用電荷 耦合器件(CCD)來獲得相應的信息。
所述通訊模塊400採用無線電通訊裝置430。所述無線電通訊裝置430 包括相互連接的無線電收發模塊410和無線電天線420。
所述用於定位的發光裝置在無壓力值輸入時，所述無線電通訊裝置 430會進入休眠狀態，以利於節省用電。當檢測到有壓力輸入後，所述無 線電通訊裝置430會被即時喚醒。
在所述筆形外殼700上設置有用於切斷或者接通所述用於定位的發光 裝置電源的電源開關610。
在便於用戶手指操作的位置上，所述用於定位的發光裝置分別設置有 左功能鍵510和右功能鍵520，以便於用戶輸入較為複雜的指令。
命令輸入模塊500設置成左功能鍵510和右功能鍵520，則可使得該 用於定位的發光裝置在連接上位機900的條件下實現無線滑鼠的功能。同 時，還可實現交互式投影中的無線輸入操作且可獲得特定的文字輸入效果， 功能多樣，結構緊湊，使用便利。
當該筆形的用於定位的發光裝置的筆尖處的接觸尖端110接觸到顯示 屏後，其受到壓力達到預先設定的一定的閾值時，所述控制電路模塊200 產生控制信號交替高頻率地點亮所述第一發光體310和第二發光體320。 由於所述第一發光體310和第二發光體320與所述接觸尖端110的位置成 確定幾何關係，當該用於定位的發光裝置的空間位姿發生改變時，通過簡 單的線性演算就可以對所述接觸尖端110進行精確定位。同時無線電通訊 裝置430將觸力傳感器120所檢測到的包含壓力信息的電信號發送至具有交互式處理能力的上位機900用於生成特定的文字書寫效果。該壓力信息 能夠包含實時壓力值及壓力的變化趨勢。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種用於定位的發光裝置，包括發光模塊(300)，用於發出被光位置獲取裝置(800)獲取並判斷其相應位置的光；其特徵在於，還包括控制電路模塊(200)，為一處理單元，用於接收相應的數據進行處理並控制所述發光模塊(300)工作；接觸信號採集模塊(100)，用於把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到所述控制電路模塊(200)；通訊模塊(400)，用於所述控制電路模塊(200)與外部設備的信息交換。
2、 如權利要求l所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述用 於定位的發光裝置封裝於筆形外殼(700)內。
3、 如權利要求2所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述接 觸信號採集模塊(100)包括相互連接的接觸尖端(110)和觸力傳感器(120);所述接觸尖端(110)的尖端伸出所述筆形外殼(700)的前端， 所述觸力傳感器(120)獲取所述接觸尖端(110)的壓力並將該壓力轉換 為電信號傳送到所述控制電路模塊(200)。
4、 如權利要求3所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述接 觸尖端(110)採用柔性耐磨材料製成。
5、 如權利要求4所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述接 觸信號採集模塊(100)根據所獲取力的大小輸出分級的電信號。
6、 如權利要求2所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述發 光模塊(300)包括分別設置在所述筆形外殼(700)不同的軸向位置的 第一發光體(310)和第二發光體(320)。
7、 如權利要求l所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，所述通 訊模塊(400)採用無線電通訊裝置(430);所述無線電通訊裝置(430) 包括相互連接的無線電收發模塊(410)和無線電天線(420)。
8、 如權利要求1所述的用於定位的發光裝置，其特徵在於，還包括:用於給其他模塊提供電源的供電模塊(600);所述供電模塊(600)包括: 用於切斷或者接通所述用於定位的發光裝置電源的電源開關(610)。
9、 一種採用如權利要求1至8中任一權利要求所述用於定位的發光裝置的定位方法，其特徵在於，包括如下步驟所述接觸信號採集模塊(100)把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到所述控制電路模塊(200);當所述接觸信號採集模塊(100)所受到的力達到一定的閾值時，所 述控制電路模塊(200)向所述發光模塊(300)發出工作指令；所述發光模塊(300)發出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置(800)獲取，並由此能夠獲得所述用於定位的發光裝置的位置；所述控制電路模塊(200)所獲取的、來自於所述接觸信號採集模塊 (100)所傳送出的電信號，由所述通訊模塊(400)傳送到外部設備。
10、 如權利要求9所述的定位方法，其特徵在於，所述光位置獲取裝 置(800)採用電荷耦合器件，或者採用位置敏感傳感器，以獲取所述發光 模塊(300)發出光的位置信息。
全文摘要
本發明提供一種用於定位的發光裝置及定位方法。用於定位的發光裝置，包括發光模塊(300)，用於發出被光位置獲取裝置(800)獲取並判斷其相應位置的光；控制電路模塊(200)，為一處理單元，用於接收相應的數據進行處理並控制所述發光模塊(300)工作；接觸信號採集模塊(100)，用於把所受到的力轉化為相應的電信號並傳送到所述控制電路模塊(200)；通訊模塊(400)，用於所述控制電路模塊(200)與外部設備的信息交換。與現有技術相比本發明的優點在於，能夠以較低的成本實現了對顯示屏交互式的輸入，而且能夠獲得較為統一精確的接觸的力的信息。
文檔編號G06F3/033GK101446866SQ20081024141
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者劉敏霞, 倩 周, 松 張, 林喜榮, 毛樂山, 程雪岷, 郭華林, 郭洪峰, 馬建設 申請人:清華大學深圳研究生院