專(zhuān)利名稱(chēng):用于檢測(cè)和顯示運(yùn)動(dòng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)和顯示運(yùn)動(dòng)的裝置。
這種裝置-作為移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電終端被實(shí)現(xiàn)-例如在EP 907 278 A3中已公開(kāi)。按照現(xiàn)有技術(shù)的該裝置包含一個(gè)筆形物體,借助于該物體可以在表面上執(zhí)行特定的動(dòng)作,例如書(shū)寫(xiě)動(dòng)作。借助于一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)該動(dòng)作并緊接著進(jìn)行分析,因此可以檢測(cè)用該裝置所書(shū)寫(xiě)的符號(hào)并通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸或這一類(lèi)的進(jìn)行進(jìn)一步處理。但是按照現(xiàn)有技術(shù)的該裝置的缺點(diǎn)是不能比較方便地操作該裝置,尤其是因?yàn)橛脩?hù)不能直接看到他用筆形裝置虛擬地書(shū)寫(xiě)的信息。
此外,在現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了一種具有注冊(cè)商標(biāo)“Anoto”的裝置(參見(jiàn)例如http\\www.anoto.com),為了在紙墊上書(shū)寫(xiě),該裝置像傳統(tǒng)的筆一樣配備了一個(gè)供墨裝置。在所述的紙墊上印上了特殊的圖案。此外,所述的筆在靠近其筆尖處包含一個(gè)照相機(jī),該照相機(jī)根據(jù)在紙上印的圖案分析并記錄筆的動(dòng)作。所述裝置的缺點(diǎn)是一方面必須這樣設(shè)計(jì)該裝置,使其可以處理由照相機(jī)產(chǎn)生的大的數(shù)據(jù)量,這需要一筆關(guān)于數(shù)據(jù)處理的大的費(fèi)用。另一方面,所述裝置只有使用分別所屬的有圖案的紙才起作用,這使裝置的應(yīng)用變得困難。
與此相對(duì),本發(fā)明的任務(wù)是提供文章開(kāi)頭描述的那種裝置,該裝置在操作簡(jiǎn)單和方便的情況下以及在同時(shí)地顯示所執(zhí)行的動(dòng)作的情況下可以可靠地檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。
所述任務(wù)通過(guò)一個(gè)用于檢測(cè)和顯示運(yùn)動(dòng)的裝置解決,包括-用于檢測(cè)該裝置參考點(diǎn)的當(dāng)前位置的位置檢測(cè)工具;-用于處理利用位置檢測(cè)工具所檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理工具;以及-用于把檢測(cè)到的并已處理的位置數(shù)據(jù)的投影圖像投射到表面的投影工具,其中所述的數(shù)據(jù)處理工具這樣考慮參考點(diǎn)的當(dāng)前位置的變化,使得投影圖像在表面上基本保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定。
所述裝置這樣被構(gòu)成,使得該裝置通過(guò)位置檢測(cè)工具檢測(cè)該裝置的參考點(diǎn)的當(dāng)前位置以及該位置的改變,并通過(guò)數(shù)據(jù)處理工具處理檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù),而沒(méi)有附加的輔助工具,例如有圖案的紙。位置數(shù)據(jù)檢測(cè)可以例如這樣實(shí)現(xiàn),使得所述裝置在一個(gè)基本上平坦的表面上移動(dòng),其中通過(guò)坐標(biāo)系統(tǒng)的兩個(gè)軸、例如X軸和Y軸展開(kāi)該平面并且第三個(gè)軸基本上與這個(gè)平面成直角。那么運(yùn)動(dòng)檢測(cè)可以通過(guò)檢測(cè)各個(gè)X、Y、Z坐標(biāo)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。于是在所述裝置運(yùn)動(dòng)期間所檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)在被處理之后通過(guò)投影工具作為可見(jiàn)的投影圖像被投射到表面上,因此基于檢測(cè)到的并已處理的位置數(shù)據(jù)在表面上的投影,用戶(hù)獲得一個(gè)印象,即在他執(zhí)行動(dòng)作期間,他在表面上留下了例如墨水??墒鞘聦?shí)上這涉及一種“虛擬書(shū)寫(xiě)”,因?yàn)樵谝崎_(kāi)所述裝置之后該投影圖像從表面上一同被清除。
本發(fā)明的一個(gè)重要方面在于在把檢測(cè)到的并已處理的位置數(shù)據(jù)投影到表面時(shí),本發(fā)明裝置的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)被補(bǔ)償,因此該投影圖像在表面上基本上保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定。需指出,盡管投影工具隨本發(fā)明裝置在表面上運(yùn)動(dòng)期間一起移動(dòng),但是為把投影數(shù)據(jù)投射到該表面上,由數(shù)據(jù)處理工具通過(guò)上述的補(bǔ)償來(lái)消除投影工具的這種運(yùn)動(dòng)。由此,本發(fā)明裝置的用戶(hù)可以在表面上實(shí)現(xiàn)書(shū)寫(xiě)動(dòng)作,其中該書(shū)寫(xiě)動(dòng)作被實(shí)時(shí)地檢測(cè)并通過(guò)在表面上的投影被顯示,因此用戶(hù)獲得一個(gè)印象,即事實(shí)上他是在該表面上書(shū)寫(xiě)或畫(huà)畫(huà)。本發(fā)明一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的使用不需要附加的輔助工具、例如附加的紙,以及通過(guò)投影圖為用戶(hù)可見(jiàn)地顯示所執(zhí)行的動(dòng)作。
在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中可以規(guī)定本發(fā)明以筆的形式被實(shí)現(xiàn)。因此可以非常輕便地并且容易地在表面上移動(dòng)本發(fā)明。
此外,可以規(guī)定由筆尖、尤其是壓力穩(wěn)定的筆尖構(gòu)成參考點(diǎn)。該實(shí)施方案也實(shí)現(xiàn)直觀地簡(jiǎn)單使用本發(fā)明裝置,因?yàn)橛脩?hù)可以像使用一支傳統(tǒng)的筆一樣使用該裝置,其中用筆尖來(lái)實(shí)現(xiàn)決定性的動(dòng)作。壓力穩(wěn)定可以延長(zhǎng)本發(fā)明裝置的使用壽命。例如筆尖可以用一種利于滑動(dòng)并且耐磨損的材料構(gòu)成。
為了保證在作為帶筆尖的筆而被實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明裝置中實(shí)現(xiàn)足夠好的位置檢測(cè),可以在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中規(guī)定,將位置檢測(cè)工具或/和投影工具布置在該裝置的靠近筆尖的部位。
關(guān)于位置檢測(cè)工具可以規(guī)定,用至少一個(gè)光學(xué)傳感器或/和用至少一個(gè)機(jī)械傳感器或/和用至少一個(gè)加速度傳感器或/和用這些傳感器的一個(gè)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)該位置檢測(cè)工具。需注意,這樣構(gòu)成這至少一個(gè)傳感器或傳感器的組合,使得可以檢測(cè)至少表面上的、也就是X-Y平面上的運(yùn)動(dòng),優(yōu)選地也檢測(cè)垂直于表面、也就是沿Z軸的運(yùn)動(dòng)。此外,在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中規(guī)定,也可以檢測(cè)圍繞一垂直于表面的軸的、也就是圍繞一平行于Z軸的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
關(guān)于這至少一個(gè)光學(xué)傳感器可以規(guī)定,該傳感器作為光學(xué)運(yùn)動(dòng)傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)參考點(diǎn)的平移的運(yùn)動(dòng)。此外可以規(guī)定,這至少一個(gè)光學(xué)傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)圍繞一經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)而延伸的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。使用光學(xué)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是該傳感器非接觸地工作,并且因而其工作方法也不會(huì)由于污染或者機(jī)械磨損或者損壞而受影響。此外光學(xué)傳感器具有低的電流消耗,因此對(duì)于用蓄電池實(shí)現(xiàn)裝置的自給自主的情況,由于這至少一個(gè)光學(xué)傳感器而只是微不足道地降低了蓄電池的準(zhǔn)備時(shí)間。
關(guān)于位置檢測(cè)工具可以進(jìn)一步規(guī)定,對(duì)于機(jī)械傳感器的使用,該傳感器作為滾動(dòng)傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)表面上的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)傳感器成本低并且技術(shù)上完全成熟可用。但是需注意,在使用滾動(dòng)傳感器時(shí),總是必須在本發(fā)明裝置和表面之間進(jìn)行具有足夠高的壓緊力的機(jī)械接觸,借此滾動(dòng)傳感器可以可靠地檢測(cè)所執(zhí)行的動(dòng)作。
如果在位置檢測(cè)工具的范疇內(nèi)使用加速度傳感器,那么在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中可以規(guī)定,該傳感器作為旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器或作為縱向加速度傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)裝置的參考點(diǎn)的加速度。
此外如上所述,可以使用上述傳感器類(lèi)型的不同的混合組合,例如不檢測(cè)圍繞Z軸或平行于Z軸的軸旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)或光學(xué)傳感器和附加地檢測(cè)圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的組合。
例如當(dāng)數(shù)據(jù)處理工具包含一個(gè)微處理器時(shí),則產(chǎn)生一個(gè)特別簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理工具的布置,在該微處理器中可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的全部步驟。在理想的情況下,該微處理器是可配置的,因此本發(fā)明的裝置可以適應(yīng)用戶(hù)的特定的需要。
關(guān)于投影工具可以規(guī)定,該投影工具用至少一個(gè)激光投影儀實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明裝置的一個(gè)較簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中該激光投影儀可以作為單色激光投影儀被構(gòu)成。在一個(gè)設(shè)備更舒適的實(shí)施方案中,激光投影儀也可以產(chǎn)生多色的投影圖像。與應(yīng)盡可能被布置在本發(fā)明裝置的參考點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)工具相反,關(guān)于激光投影儀的布置存在不同的可能性。如果激光投影儀以小型化的形式被實(shí)現(xiàn),那么同樣可以將激光投影儀安置在靠近參考點(diǎn)處、在上述實(shí)施例中靠近筆尖處。這具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即在避免光路在空間上擴(kuò)張的情況下,可以直接在投影圖像應(yīng)被投射到的表面附近直接進(jìn)行投影。由此可以大大地抑制在投影圖像內(nèi)的陰影區(qū)域。但是在此需指出,應(yīng)盡可能這樣布置激光投影儀,使得通過(guò)筆尖的投影所產(chǎn)生的陰影區(qū)域應(yīng)盡可能不位于顯示本發(fā)明裝置正執(zhí)行的動(dòng)作的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)。取而代之,在由激光投影儀產(chǎn)生的投影面內(nèi),由筆尖投射的陰影區(qū)域應(yīng)“趕在本發(fā)明裝置的運(yùn)動(dòng)之前”。此外需注意,應(yīng)在本發(fā)明裝置上這樣布置激光投影儀,使得該激光投影儀本身以盡可能低的程度覆蓋部分的可見(jiàn)的投影面、尤其是部分的投影圖像。
但是如果不想將投影儀布置在參考點(diǎn)附近、尤其是筆尖附近,例如是因?yàn)樵摷す馔队皟x不是作為小型化的投影儀被實(shí)現(xiàn)或者因?yàn)橐苊馔队懊嫔弦曈虻南拗?“視域陰影”),那么可以為激光投影儀分配一個(gè)光學(xué)傳輸系統(tǒng)、尤其是一個(gè)透鏡裝置或/和光導(dǎo)工具或/和反射裝置或這一類(lèi)的,以便將投影圖像投射到表面上。投影所要求的光路通過(guò)光學(xué)傳輸系統(tǒng)從激光投影儀被傳輸?shù)奖挥米魍队捌恋谋砻?。這種實(shí)施方案可以例如通過(guò)放棄成本較高的小型化的激光投影儀而達(dá)到降低成本。
在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中可以規(guī)定,投影工具用多個(gè)激光投影儀實(shí)現(xiàn)。在此,在本發(fā)明的范疇內(nèi)可以這樣布置這些激光投影儀并且這些投影儀這樣共同起作用,使得由單個(gè)投影儀產(chǎn)生的子投影圖象共同組成投影圖像。用這種方式和方法可以生成較大的投影圖像,因?yàn)槭褂枚鄠€(gè)激光投影儀也使這些激光投影儀在表面上可覆蓋的投影面變得更大。此外數(shù)據(jù)處理工具必須分開(kāi)管理每個(gè)激光投影儀并且這樣提供運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),使得從單個(gè)子投影面中產(chǎn)生子投影圖像,這些子投影圖像組合起來(lái)顯示了一幅基本上無(wú)缺陷的投影圖像。
在本發(fā)明的一個(gè)特殊的實(shí)施例中可以規(guī)定,投影工具把投影圖像投射到表面上的投影面內(nèi),其中表面上的投影面相應(yīng)于參考點(diǎn)的當(dāng)前位置的變化而繼續(xù)移動(dòng),并且為了實(shí)現(xiàn)投影圖像在表面上的位置和狀態(tài)穩(wěn)定,數(shù)據(jù)處理工具用一種抵消參考點(diǎn)當(dāng)前位置變化的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)在投影面內(nèi)移動(dòng)投影圖像。該實(shí)施方案詳細(xì)地探討了前面概括地描述的本發(fā)明裝置的特征,即投影面基于至少一個(gè)激光投影儀的運(yùn)動(dòng)隨著本發(fā)明裝置一起在表面上移動(dòng)。現(xiàn)在為了避免檢測(cè)到的并且已處理的位置數(shù)據(jù)的投影圖像一起移動(dòng),進(jìn)行投影圖像的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)并由此對(duì)投影圖像內(nèi)的裝置移動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。
在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中可以規(guī)定,構(gòu)成具有一個(gè)用于識(shí)別符號(hào)的設(shè)備的數(shù)據(jù)處理工具,該設(shè)備檢查由位置檢測(cè)工具檢測(cè)到的參考點(diǎn)當(dāng)前位置的變化與預(yù)先確定的符號(hào)的一致性并且在基本上一致的情況下為該變化分配至少一個(gè)符號(hào)。因此本發(fā)明裝置可以利用該一致性、尤其是利用參考點(diǎn)識(shí)別并進(jìn)一步處理所書(shū)寫(xiě)的文字。例如可以利用本發(fā)明裝置寫(xiě)一段文字。這段文字可以以字符的方式被識(shí)別并做進(jìn)一步處理,例如被存儲(chǔ)或者被解釋為操作菜單的命令。
在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中可以規(guī)定,該方案被構(gòu)造用于與布置在遠(yuǎn)端的基地進(jìn)行有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的通信。被存儲(chǔ)的和檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)、尤其是檢測(cè)到的符號(hào)可以接著被傳輸給基地,因此上述的用裝置寫(xiě)下的文字可以被傳輸給基地、例如計(jì)算機(jī)或者這一類(lèi)的,并且可以在基地在編輯器的范疇內(nèi)被進(jìn)一步處理。同樣地,可以借助于本發(fā)明裝置寫(xiě)消息、例如SMS(短消息業(yè)務(wù))并且把該消息發(fā)送給基地。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中可以規(guī)定,裝置具有尤其是用于傳輸檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)或/和檢測(cè)到的符號(hào)的無(wú)線(xiàn)電傳輸工具。無(wú)線(xiàn)電傳輸工具可以基于例如GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)、UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)或者其他的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)。該無(wú)線(xiàn)電傳輸工具也可以基于DECT(歐洲數(shù)字無(wú)繩通信)標(biāo)準(zhǔn)或者藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)或者IrDA接口。
下面根據(jù)附圖示例性地說(shuō)明本發(fā)明。其中
圖1示出了本發(fā)明裝置第一個(gè)實(shí)施例的透視圖;圖2示出了根據(jù)圖1的裝置的下面區(qū)域的放大圖;圖3示出了根據(jù)圖2從另一角度觀察的圖;圖4示出了本發(fā)明裝置第二個(gè)實(shí)施例的透視圖;圖5示出了本發(fā)明裝置第三個(gè)實(shí)施例的透視圖;以及圖6示出了本發(fā)明裝置第四個(gè)實(shí)施例的透視圖。
在圖1、2和3中顯示了本發(fā)明裝置的第一個(gè)實(shí)施例,其中共同地用10來(lái)表示本發(fā)明裝置。該裝置被構(gòu)造成筆并且包含一個(gè)基本上為圓柱型的桿12以及一個(gè)錐形的尖端14。該錐形的尖端在圖1至3中在位于其最低處的點(diǎn)上配備了一個(gè)耐磨的球體16,例如由金屬或這一類(lèi)的組成。該耐磨的球體16具有一個(gè)小的直徑,例如1毫米,并且固定地位于錐形尖端14上。
在錐形尖端14上布置了第一個(gè)突起18,在其最遠(yuǎn)端安裝了一個(gè)球體20。在該球體20內(nèi)布置了一個(gè)被構(gòu)造成激光投影儀21的視頻投影儀,該視頻投影儀可以通過(guò)投射在由X和Y軸展開(kāi)的表面上覆蓋一個(gè)通過(guò)虛線(xiàn)表示的邊緣22而限定的投影區(qū)域,該投影區(qū)域的大小通過(guò)投影儀的波束角α來(lái)確定。此外,在裝置10的尖端14上,在與安裝突起18的位置相反的一側(cè)布置了第二個(gè)突起24,在圖1所示的本發(fā)明裝置的傾斜位置上,該突起被布置在基本上垂直于由X和Y軸展開(kāi)的表面的區(qū)域內(nèi)。在突起24中安裝了一個(gè)光學(xué)運(yùn)動(dòng)傳感器25,其通過(guò)借助于光路26的光學(xué)測(cè)量來(lái)檢測(cè)裝置10、尤其是球體16在由X和Y軸展開(kāi)的表面上的運(yùn)動(dòng)。
所述裝置這樣工作,使得帶尖端14和球體16的桿12像傳統(tǒng)的筆一樣在由X和Y軸展開(kāi)的表面上移動(dòng),以便如圖1所示書(shū)寫(xiě)例如單個(gè)的字母28、30。通過(guò)安裝在突起24中的運(yùn)動(dòng)傳感器25,借助于光路26,用對(duì)光學(xué)傳感器來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)的方法檢測(cè)球體20在由X和Y軸展開(kāi)的表面上的運(yùn)動(dòng),例如通過(guò)檢測(cè)依賴(lài)于運(yùn)動(dòng)的表面結(jié)構(gòu)的變化,并傳輸給數(shù)據(jù)處理單元32。該數(shù)據(jù)處理單元處理檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理,例如進(jìn)行符號(hào)識(shí)別處理程序,并在如圖1所示例子的情況下產(chǎn)生這樣的結(jié)果,即使用筆形裝置10將字母“a”和“h”畫(huà)在了由X和Y軸展開(kāi)的表面上。
然后數(shù)據(jù)處理單元32給位于球體20內(nèi)的投影儀21發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。如通過(guò)光束34示例性地所描述的,該投影儀將由數(shù)據(jù)處理單元32檢測(cè)到的字母投射到在由X和Y軸展開(kāi)的表面上的投影面22內(nèi),因此用戶(hù)獲得一個(gè)印象,即他用球體20在由X和Y軸展開(kāi)的表面上寫(xiě)了字符28和30。在裝置10每次運(yùn)動(dòng)時(shí),由安裝在突起24中的位置檢測(cè)工具25檢測(cè)該運(yùn)動(dòng),由數(shù)據(jù)處理單元32所計(jì)算的數(shù)據(jù)被這樣提供給布置在球體20中的投影儀21,使得盡管裝置10移動(dòng)了,但符號(hào)28和30以及也許其他的所寫(xiě)符號(hào)在由X和Y軸展開(kāi)的表面上保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定。換句話(huà)說(shuō),在投射時(shí)這樣考慮在書(shū)寫(xiě)動(dòng)作時(shí)筆形裝置10所執(zhí)行的在X和Y平面內(nèi)從左向右的(如圖1)移動(dòng),使得盡管布置在球體20中的投影儀21相應(yīng)地移動(dòng)了,并且因此投影區(qū)域22也相應(yīng)地移動(dòng)了,但符號(hào)28和30在由X和Y軸展開(kāi)的表面上保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定,因此與裝置10從左向右移動(dòng)相反,符號(hào)28和30在投影區(qū)域22內(nèi)在從右向左的方向上移動(dòng)。
在圖3中還可以看出,投影儀21只能用最大光束231和232的完全確定的波束角α投射,通過(guò)該光束定義由邊緣22限定的投影區(qū)域。此外在圖3中可以清楚地看出,尖端14在投影面內(nèi)投射了一個(gè)錐形陰影,投影儀21不能到達(dá)尖端的陰影。
此外還須指出,裝置10由蓄電池36提供能量并且具有一個(gè)與數(shù)據(jù)處理單元相連的、用于與基站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信的、尤其是用無(wú)線(xiàn)電傳輸檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)或檢測(cè)到的符號(hào)的無(wú)線(xiàn)電模塊38。
現(xiàn)在圖4示出了本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。使用如前面在根據(jù)圖1至3描述第一個(gè)實(shí)施例時(shí)相同的參考符號(hào),但是在前面加上數(shù)字1。
為避免重復(fù),只描述與第一個(gè)實(shí)施例重要的區(qū)別。在圖4中所示的本發(fā)明裝置110的片段只示出了尖端114的一部分,如針對(duì)圖1已經(jīng)講述的,該尖端具有突起124。對(duì)應(yīng)于按照?qǐng)D1至3的第一個(gè)實(shí)施例,在該突起中安裝了位置檢測(cè)傳感器125。光路126從該位置檢測(cè)傳感器125出發(fā)以檢測(cè)位置。與針對(duì)圖1至3所描述的第一個(gè)實(shí)施例不同的是,不直接將突起118布置在尖端114上的與突起124相反的位置上,而是布置在突起124本身上。由此實(shí)現(xiàn)突起118以及布置在其自由端的球體120不覆蓋在投影區(qū)域內(nèi)所寫(xiě)符號(hào)的視域,投影儀121位于球體120內(nèi)。更確切地說(shuō),不僅突起124而且?guī)蝮w120的突起118位于這樣的區(qū)域中,即當(dāng)本發(fā)明裝置110傾斜時(shí),該區(qū)域總歸會(huì)被尖端114和沒(méi)有示出的桿所覆蓋,因此用戶(hù)在待寫(xiě)的表面上具有僅由于筆的尺寸而受微不足道的限制的視域,如同在使用傳統(tǒng)的鉛筆時(shí)的情況。
按照第二個(gè)實(shí)施例(如圖4所示)的本發(fā)明裝置的工作方法基本上對(duì)應(yīng)于按照第一個(gè)實(shí)施例的工作方法。但是須指出,通過(guò)帶一個(gè)具有投影儀121的球體120的突起118的這種安裝,得出跟第一個(gè)實(shí)施例相比在陰影投射方面進(jìn)行了變化的情況。在圖4所示的實(shí)施方案中,與按照?qǐng)D1至3的第一個(gè)實(shí)施例相比,可以期待在投影區(qū)域122內(nèi)由尖端114產(chǎn)生縮小的陰影投射。
現(xiàn)在圖5示出了本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例,該實(shí)施例以如圖4所示的實(shí)施例為依據(jù)。再次使用如按照?qǐng)D1至4用于描述實(shí)施例的相同的參考符號(hào),但是在前面加上數(shù)字2。
與按照?qǐng)D4的實(shí)施例的區(qū)別在于,在從尖端24往向下的方向延伸的突起224上,除了帶有球體220的突起118之外布置了另一個(gè)帶有另外的球體242的突起240,其中在球體242中安裝了另一個(gè)投影儀。兩個(gè)突起220和240被這樣安裝在突起224上,使得它們的縱軸互相圍成一尖角。由此實(shí)現(xiàn),兩個(gè)被分配給球體220和242的投影儀(沒(méi)有示出)產(chǎn)生兩個(gè)投影區(qū)域,其邊界在圖5中由兩條線(xiàn)222和244部分地顯示出。這兩個(gè)投影面形成可以被用于顯示投影圖像、尤其是顯示符號(hào)228和230的投影總面的子面。這兩個(gè)投影子面部分重疊。圖5所示實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于,由投影子面形成的總投影面比使用單個(gè)投影儀的投影面大,并且因此可以顯示更大面積的投影圖像和最終顯示更大的符號(hào)數(shù)字。
現(xiàn)在圖6示出了本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例,該實(shí)施例以按照?qǐng)D5的第三個(gè)實(shí)施例為依據(jù)。再次使用和在前面的描述中相同的參考符號(hào),但是在前面加上數(shù)字3。
按照?qǐng)D6的顯示相當(dāng)于在書(shū)寫(xiě)方向的透視圖。再次只示出了本發(fā)明裝置310的尖端314。在圖6所示的第四個(gè)實(shí)施例中,與圖5所示的第三個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于,尖端314的下部通過(guò)槽350和352減小了體積,因此在由線(xiàn)322和344定義的總投影區(qū)域內(nèi)尖端314的陰影投射變小。
按照?qǐng)D6的實(shí)施例的工作方法對(duì)應(yīng)于按照?qǐng)D5的實(shí)施例的工作方法,也就是說(shuō),用兩個(gè)安裝在球體320和342內(nèi)的投影儀產(chǎn)生兩個(gè)子投影面,這兩個(gè)子投影面形成總投影面。
權(quán)利要求
1.用于檢測(cè)和顯示運(yùn)動(dòng)的裝置(10;110;210;310),包含-用于檢測(cè)所述裝置(10;110;210;310)的參考點(diǎn)(16;116;216;316)的當(dāng)前位置的位置檢測(cè)工具(24;125);-用于處理利用位置檢測(cè)工具(25;125)檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理工具(32);以及-用于把檢測(cè)到的并已處理的位置數(shù)據(jù)的投影圖像(28;30)投射到表面(XY平面)的投影工具(21;121),其中所述數(shù)據(jù)處理工具(32)這樣考慮參考點(diǎn)(16;116;216;316)的當(dāng)前位置的變化,使得所述投影圖像(28;30)在表面(XY平面)上基本保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的裝置以筆的形式被實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置(10;110;210;310),其中參考點(diǎn)(16;116;216;316)由筆尖、尤其是由一個(gè)壓力穩(wěn)定的筆尖構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的位置檢測(cè)工具(25;125)或/和所述的投影工具(21;121)被布置在所述裝置(10;110;210;310)的靠近筆尖的位置上。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述位置檢測(cè)工具用至少一個(gè)光學(xué)傳感器(25;125)或/和用至少一個(gè)機(jī)械傳感器或/和用至少一個(gè)加速度傳感器,或/和用這些傳感器的一個(gè)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的至少一個(gè)光學(xué)傳感器作為光學(xué)運(yùn)動(dòng)傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)參考點(diǎn)(16;116;216;316)的平移運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的至少一個(gè)光學(xué)傳感器(25;125)被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)圍繞一經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)(16;116;216;316)而伸展的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求5至7之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的至少一個(gè)機(jī)械傳感器作為滾動(dòng)傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)在表面上的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求5至8之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的至少一個(gè)加速度傳感器作為旋轉(zhuǎn)角-加速度傳感器或縱向-加速度傳感器被實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)所述裝置的參考點(diǎn)的加速度。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述數(shù)據(jù)處理工具(32)包含一個(gè)微處理器。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述投影工具(21;121)用至少一個(gè)激光投影儀實(shí)現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11、尤其是如權(quán)利要求3和11所述的裝置(10;110;210;310),其中所述的至少一個(gè)激光投影儀被布置在靠近參考點(diǎn)、尤其是靠近筆尖(10;110;210;310)的位置上。
13.如權(quán)利要求11、尤其是如權(quán)利要求3和11所述的裝置,其中所述激光投影儀被布置在遠(yuǎn)離參考點(diǎn)、尤其是遠(yuǎn)離筆尖的位置,并且為所述激光投影儀分配了一個(gè)用于將投影圖像投射到表面的光學(xué)傳輸系統(tǒng)、尤其是一個(gè)透鏡裝置或/和光導(dǎo)工具或/和反射裝置或這一類(lèi)的。
14.如權(quán)利要求11至13之一所述的裝置(210;310),其中所述投影工具用多個(gè)激光投影儀實(shí)現(xiàn)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置(210;310),其中所述激光投影儀被這樣布置并且共同起作用,使得所述投影圖像由單個(gè)投影儀產(chǎn)生的子投影圖像(222,244;322,344)組成。
16.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述投影工具(21;121)把所述投影圖像(28,30)投射到表面(XY)上的投影面內(nèi),其中投影面(22)在表面(XY)上對(duì)應(yīng)于參考點(diǎn)(16;116;216;316)的當(dāng)前位置的變化而進(jìn)一步移動(dòng),并且為了實(shí)現(xiàn)投影圖像(28;30)在表面(XY)上的位置和狀態(tài)穩(wěn)定,所述數(shù)據(jù)處理工具(32)用一種抵消參考點(diǎn)(16)的當(dāng)前位置變化的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)在所述投影面內(nèi)移動(dòng)所述投影圖像(28,30)。
17.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置(10;110;210;310),其中所述數(shù)據(jù)處理工具(32)用一個(gè)用于識(shí)別符號(hào)的設(shè)備構(gòu)成,該設(shè)備檢查由所述位置檢測(cè)工具(25)檢測(cè)到的參考點(diǎn)(16)的當(dāng)前位置的變化與預(yù)先確定的符號(hào)的一致性,并且在基本上一致的情況下為該變化分配至少一個(gè)符號(hào)。
18.如上述權(quán)利要求之一、尤其是如權(quán)利要求17所述的裝置(10;110;210;310),其中所述裝置被構(gòu)成用于與被布置在遠(yuǎn)端的基地進(jìn)行有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置(10;110;210;310),其中所述裝置具有無(wú)線(xiàn)電傳輸工具(38),尤其用于傳輸檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)或/和求出的符號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)和顯示運(yùn)動(dòng)的裝置(10;110;210;310),包含用于檢測(cè)所述裝置(10;110;210;310)的參考點(diǎn)(16;116;216;316)的當(dāng)前位置的位置檢測(cè)工具(24;125),用于處理利用位置檢測(cè)工具(25;125)檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理工具(32)和用于將檢測(cè)到的并已處理的位置數(shù)據(jù)的投影圖像(28;30)投射到表面(XY平面)的投影工具(21;121),其中所述數(shù)據(jù)處理工具(32)這樣考慮參考點(diǎn)(16;116;216;316)當(dāng)前位置的變化,使得投影圖像(28;30)在表面(XY平面)上基本保持位置和狀態(tài)穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G06F3/0354GK1568480SQ02820172
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2002年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者F·布萊姆貝格, M·施奈德-胡夫施密德特, A·亞茨克 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司