專利名稱：一種用于定位的發(fā)光裝置及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于定位的發(fā)光裝置及定位方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前最為常見的可見的交互式演示系統(tǒng)是電子白板。 一般而言，電子 白板系統(tǒng)對(duì)白板屏的要求較高，造價(jià)過于昂貴。另外，電子白板對(duì)安裝的 要求較高， 一旦電子白板固定安裝后，如要移動(dòng)以在其他地方使用的話也 非常不便。這樣，電子白板很難適用于工作場所較為頻繁變化的場合。
除了電子白板外，另一個(gè)較為常用的交互式的輸入設(shè)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，由于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(nèi)不同的區(qū)域所獲得的壓力檢測(cè)精度不一致，這樣將嚴(yán)重影響 接觸輸入的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于定位的發(fā)光裝置及定位方 法，不僅能精確的確定其位置，而且能準(zhǔn)確的獲得其接觸力的大小。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種用于定位的發(fā)光裝置，包括
發(fā)光模塊，用于發(fā)出被光位置獲取裝置獲取并判斷其相應(yīng)位置的光； 控制電路模塊，為一處理單元，用于接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并控制
所述發(fā)光模塊工作；
接觸信號(hào)采集模塊，用于把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到
所述控制電路模塊；
通訊模塊，用于所述控制電路模塊與外部設(shè)備的信息交換。 采用上述技術(shù)方案所獲得的用于定位的發(fā)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(shí)現(xiàn)交互式輸入。因此，采用上述技術(shù)方案所獲得的用于定位的發(fā)光裝置，對(duì)屏 幕本身，如安裝、規(guī)格等都無苛刻的要求，適用于多種應(yīng)用場合。而且， 在保證接觸信號(hào)采集模塊是工作穩(wěn)定的前提下，所獲取的接觸的力的信號(hào) 也更為精確，即同樣的力能獲取更為精確的同樣的電信號(hào)。
作為所述的用于定位的發(fā)光裝置更為具體的一個(gè)實(shí)施例，所述用于定 位的發(fā)光裝置封裝于筆形外殼內(nèi)。
為了便于用戶使用操作，所述接觸信號(hào)采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并將該壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送到所 述控制電路模塊。
為了提高所述的用于定位的發(fā)光裝置的使用性能，所述接觸尖端采用 柔性耐磨材料制成。其中，柔性是指該材料能在一定受力的范圍內(nèi)，僅作 做彈性的形變，以保護(hù)與之接觸的顯示屏；耐磨是指該材料不易因摩擦而 損壞。
為了便于輸入特定效果，例如漢字等復(fù)雜象形文字或圖畫效果，所述 接觸信號(hào)采集模塊根據(jù)所獲取力的大小輸出分級(jí)的電信號(hào)。
在一個(gè)用于定位的發(fā)光裝置的優(yōu)選的實(shí)施例中，所述發(fā)光模塊包括 分別設(shè)置在所述筆形外殼不同的軸向位置的第一發(fā)光休和第二發(fā)光體。光 位置獲取裝置分別獲取了第一發(fā)光體和第二發(fā)光體的位置后，能通過簡單 的線性變化，就能更準(zhǔn)確的獲得所述接觸尖端的位置。所述光位置獲取裝 置區(qū)別所述第一發(fā)光體和第二發(fā)光體的方式可以采用如所述第一發(fā)光體 和第二發(fā)光體在控制電路模塊控制下高頻交替點(diǎn)亮；或者所述第一發(fā)光體 和第二發(fā)光體發(fā)出不同波長的光，等等。采用這種方案，由于區(qū)分了不同 的發(fā)光體，也便于多個(gè)不同的用于定位的發(fā)光裝置同時(shí)在一個(gè)顯示屏中進(jìn) 行協(xié)同操作，在同一顯示屏的不同位置上進(jìn)行輸入而不會(huì)相互千擾。
為了便于在移動(dòng)的環(huán)境中使用，所述通訊模塊采用無線電通訊裝置； 所述無線電通訊裝置包括相互連接的無線電收發(fā)模塊和無線電天線。當(dāng) 然也可以采用有線的方式來連接外部的設(shè)備，如上位機(jī)等。
所述的用于定位的發(fā)光裝置還包括用于給其他模塊提供電源的供電模塊。為了便于對(duì)電源進(jìn)行管理，所述供電模塊包括用于切斷或者接通 所述用于定位的發(fā)光裝置電源的電源開關(guān)。
采用所述用于定位的發(fā)光裝置的定位方法，包括如下步驟
所述接觸信號(hào)采集模塊把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到 所述控制電路模塊；
當(dāng)所述接觸信號(hào)采集模塊所受到的力達(dá)到一定的閾值時(shí)，所述控制電 路模塊向所述發(fā)光模塊發(fā)出工作指令 ，
所述發(fā)光模塊發(fā)出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置獲取， 并由此能夠獲得所述用于定位的發(fā)光裝置的位置；
所述控制電路模塊所獲取的、來自于所述接觸信號(hào)采集模塊所傳送出 的電信號(hào)，由所述通訊模塊傳送到外部設(shè)備。
外部設(shè)備可以采用上位機(jī)，即計(jì)算機(jī)，該上位機(jī)不僅可以獲得所述接 觸信號(hào)采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， 獲取并處理相應(yīng)的位置信息。這樣便于所述用于定位的發(fā)光裝置實(shí)現(xiàn)交互 式的輸入。
在采用所述用于定位的發(fā)光裝置的定位方法一種較為具體的實(shí)施例 中，所述光位置獲取裝置采用電荷耦合器件，或者采用位置敏感傳感器， 以獲取所述發(fā)光模塊發(fā)出光的位置信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)了對(duì)顯示 屏交互式的輸入，而且能夠獲得較為統(tǒng)一精確的接觸的力的信息。


圖1是本發(fā)明用于定位的發(fā)光裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明用于定位的發(fā)光裝置實(shí)施例的具體的結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明用于定位的發(fā)光裝置實(shí)施例的更具體的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，為用于定位的發(fā)光裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。用于定位的
發(fā)光裝置包括發(fā)光模塊300、控制電路模塊200、接觸信號(hào)采集模塊100、 通訊模塊400和供電模塊600。
其中，發(fā)光模塊300用于發(fā)出被外部的光位置獲取裝置800獲取并判 斷其相應(yīng)位置的光?？刂齐娐纺K200為一處理單元，用于接收相應(yīng)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理并控制所述發(fā)光模塊300工作。接觸信號(hào)采集模塊100用于把 所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到所述控制電路模塊200。通訊模 塊400用于所述控制電路模塊200與外部的上位機(jī)900進(jìn)行信息交換。光 位置獲取裝置800也與所述上位機(jī)900連接，所述上位機(jī)900向所述光位 置獲取裝置800供電，并獲得所述光位置獲取裝置800所取得的信號(hào)，以 處理計(jì)算出用于定位的發(fā)光裝置的具體位置。
為了便于用戶輸入相應(yīng)的命令，以豐富所述用于定位的發(fā)光裝置進(jìn)行 交互式操作時(shí)的命令輸入，所述用于定位的發(fā)光裝置還包括與控制電路 模塊200連接的命令輸入模塊500。
所述用于定位的發(fā)光裝置在顯示屏幕進(jìn)行操作，該顯示屏幕很可能是 由所述上位機(jī)900所驅(qū)動(dòng)顯示的，顯示屏中同時(shí)能夠反映出所述用于定位 的發(fā)光裝置的相應(yīng)的動(dòng)作。其工作流程應(yīng)包含如下步驟
所述接觸信號(hào)采集模塊100把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送 到所述控制電路模塊200;
當(dāng)所述接觸信號(hào)采集模塊IOO所受到的力達(dá)到一定的閾值時(shí)，所述控 制電路模塊200向所述發(fā)光模塊300發(fā)出工作指令；
所述發(fā)光模塊300發(fā)出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置 800獲取，并由此能夠獲得所述用于定位的發(fā)光裝置的位置；
所述控制電路模塊200所獲取的、來自于所述接觸信號(hào)采集模塊100 所傳送出的電信號(hào)，由所述通訊模塊400傳送到外部設(shè)備。
更具體來說，如圖2和圖3所示，所述用于定位的發(fā)光裝置封裝于筆 形外殼700內(nèi)，以便于用戶握持操作。
其中，所述接觸信號(hào)采集模塊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的壓力并將該壓力轉(zhuǎn)換為電信
號(hào)傳送到所述控制電路模塊200。所述接觸尖端110采用柔性耐磨材料制
成。所述接觸信號(hào)釆集模塊ioo根據(jù)所獲取力的大小輸出分級(jí)的電信號(hào)。
第一發(fā)光體310和第二發(fā)光體320分別設(shè)置在所述筆形外殼700不同 的軸向位置上。所述第一發(fā)光體310和第二發(fā)光體320發(fā)光點(diǎn)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采用位置 敏感傳感器(Position Sensitive Detector, PSD)獲取相應(yīng)的光點(diǎn)坐標(biāo)， 并由所述上位機(jī)900計(jì)算出相應(yīng)的接觸尖端110的位置。也可以采用電荷 耦合器件(CCD)來獲得相應(yīng)的信息。
所述通訊模塊400采用無線電通訊裝置430。所述無線電通訊裝置430 包括相互連接的無線電收發(fā)模塊410和無線電天線420。
所述用于定位的發(fā)光裝置在無壓力值輸入時(shí)，所述無線電通訊裝置 430會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以利于節(jié)省用電。當(dāng)檢測(cè)到有壓力輸入后，所述無 線電通訊裝置430會(huì)被即時(shí)喚醒。
在所述筆形外殼700上設(shè)置有用于切斷或者接通所述用于定位的發(fā)光 裝置電源的電源開關(guān)610。
在便于用戶手指操作的位置上，所述用于定位的發(fā)光裝置分別設(shè)置有 左功能鍵510和右功能鍵520，以便于用戶輸入較為復(fù)雜的指令。
命令輸入模塊500設(shè)置成左功能鍵510和右功能鍵520，則可使得該 用于定位的發(fā)光裝置在連接上位機(jī)900的條件下實(shí)現(xiàn)無線鼠標(biāo)的功能。同 時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)緊湊，使用便利。
當(dāng)該筆形的用于定位的發(fā)光裝置的筆尖處的接觸尖端110接觸到顯示 屏后，其受到壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的一定的閾值時(shí)，所述控制電路模塊200 產(chǎn)生控制信號(hào)交替高頻率地點(diǎn)亮所述第一發(fā)光體310和第二發(fā)光體320。 由于所述第一發(fā)光體310和第二發(fā)光體320與所述接觸尖端110的位置成 確定幾何關(guān)系，當(dāng)該用于定位的發(fā)光裝置的空間位姿發(fā)生改變時(shí)，通過簡 單的線性演算就可以對(duì)所述接觸尖端110進(jìn)行精確定位。同時(shí)無線電通訊 裝置430將觸力傳感器120所檢測(cè)到的包含壓力信息的電信號(hào)發(fā)送至具有交互式處理能力的上位機(jī)900用于生成特定的文字書寫效果。該壓力信息 能夠包含實(shí)時(shí)壓力值及壓力的變化趨勢(shì)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 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 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于定位的發(fā)光裝置，包括發(fā)光模塊(300)，用于發(fā)出被光位置獲取裝置(800)獲取并判斷其相應(yīng)位置的光；其特征在于，還包括控制電路模塊(200)，為一處理單元，用于接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并控制所述發(fā)光模塊(300)工作；接觸信號(hào)采集模塊(100)，用于把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到所述控制電路模塊(200)；通訊模塊(400)，用于所述控制電路模塊(200)與外部設(shè)備的信息交換。
2、 如權(quán)利要求l所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述用 于定位的發(fā)光裝置封裝于筆形外殼(700)內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述接 觸信號(hào)采集模塊(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)的壓力并將該壓力轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)傳送到所述控制電路模塊(200)。
4、 如權(quán)利要求3所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述接 觸尖端(110)采用柔性耐磨材料制成。
5、 如權(quán)利要求4所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述接 觸信號(hào)采集模塊(100)根據(jù)所獲取力的大小輸出分級(jí)的電信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求2所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā) 光模塊(300)包括分別設(shè)置在所述筆形外殼(700)不同的軸向位置的 第一發(fā)光體(310)和第二發(fā)光體(320)。
7、 如權(quán)利要求l所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，所述通 訊模塊(400)采用無線電通訊裝置(430);所述無線電通訊裝置(430) 包括相互連接的無線電收發(fā)模塊(410)和無線電天線(420)。
8、 如權(quán)利要求1所述的用于定位的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括:用于給其他模塊提供電源的供電模塊(600);所述供電模塊(600)包括: 用于切斷或者接通所述用于定位的發(fā)光裝置電源的電源開關(guān)(610)。
9、 一種采用如權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述用于定位的發(fā)光裝置的定位方法，其特征在于，包括如下步驟所述接觸信號(hào)采集模塊(100)把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到所述控制電路模塊(200);當(dāng)所述接觸信號(hào)采集模塊(100)所受到的力達(dá)到一定的閾值時(shí)，所 述控制電路模塊(200)向所述發(fā)光模塊(300)發(fā)出工作指令；所述發(fā)光模塊(300)發(fā)出光的位置信息被外部的所述光位置獲取裝置(800)獲取，并由此能夠獲得所述用于定位的發(fā)光裝置的位置；所述控制電路模塊(200)所獲取的、來自于所述接觸信號(hào)采集模塊 (100)所傳送出的電信號(hào)，由所述通訊模塊(400)傳送到外部設(shè)備。
10、 如權(quán)利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述光位置獲取裝 置(800)采用電荷耦合器件，或者采用位置敏感傳感器，以獲取所述發(fā)光 模塊(300)發(fā)出光的位置信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于定位的發(fā)光裝置及定位方法。用于定位的發(fā)光裝置，包括發(fā)光模塊(300)，用于發(fā)出被光位置獲取裝置(800)獲取并判斷其相應(yīng)位置的光；控制電路模塊(200)，為一處理單元，用于接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并控制所述發(fā)光模塊(300)工作；接觸信號(hào)采集模塊(100)，用于把所受到的力轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)并傳送到所述控制電路模塊(200)；通訊模塊(400)，用于所述控制電路模塊(200)與外部設(shè)備的信息交換。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)了對(duì)顯示屏交互式的輸入，而且能夠獲得較為統(tǒng)一精確的接觸的力的信息。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101446866SQ20081024141
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)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(shè) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院