专利名称：用于交互式电子白板的伸缩结构光笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光笔，属于计算机人机交互设备技术领域，特别是用于采用图像处 理技术构建的交互式电子白板的输入光笔的结构设计技术领域。
背景技术：
用于教学、会议系统的交互式电子白板已经越来越被广泛应用，其中使用图像处理技 术构建的交互式电子白板也开始被应用。这种技术使用一只发光笔在投影屏幕或者平板显 示器上进行图文输入，再利用一只或多只摄像头捕捉发光笔的位置和运动轨迹，然后利用 图像处理得到光笔的输入信息。现有的光笔主要由笔头、笔杆、发光器件、触发开关、手 柄、控制电路和电源构成，如号码为200520100588. X的中国专利所公开的一种结构。在这 种现有结构中，笔杆的长度是固定的，因为人体的身高和臂长的限制，所以这种光笔只能 用于尺寸较小的投影屏幕或平板显示器。随着被应用的显示屏幕的尺寸越来越大，所以这 种光笔已经越来越不能满足应用的需要。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺点，提供了一种笔杆长度可伸縮的光笔。
为实现本发明的目的，本发明采用了如下技术方案。本发明的光笔包含有手柄、安装 在手柄上的笔杆、安装在光笔中的红外发光元件及其控制电路、触发开关和供给发光元件 能量的电源；在本发明中，所述笔杆是由分层叠套在一起的若干层套管构成的空心伸縮杆， 安装在手柄上；所述红外光发射元件，安装在所述空心伸縮杆面向手柄一端开口的中心位 置且发射面指向空心伸縮杆的另一个开口端；在所述空心伸縮杆最里层的空心管内，还安 装有一个散射透光体，所述散射透光体的一端突出于所述伸縮杆的另一个开口端之外。
更进一步，所述红外光发射元件是红外激光发射元件，安装在伸縮管内部的、构成所 述伸缩管的所述层叠套管的某一层的开口内；所述激光发射元件与控制发光元件发光的控 制电路之间通过导线相连接。并且，构成所述伸縮管的所述层叠套管的内壁，是可以定向 反射光线的光滑表面；所述层叠套管的内层套管与外层套管的结合处，内层套管的开口是 逐渐扩张的锥形开口。更进一步，所述散射透光体可以是一个带有散射表面而内部透明的透光棒，贯穿于所 述伸縮杆最里层的空心管内；在空心管位于所述伸縮杆内部的开口处，所述贯穿的散射透 光体突出于所述开口之外。
更进一步，所述触发开关安装在手柄的表面上，并与控制发光元件发光的电路相连接， 用于控制发光元件的发光；该开关可以串联在所述控制电路与所述电源的连接通道上。
由于采用了上述技术方案，所以本发明的光笔具有调节方便、适用性强的优点。同时 因为在伸縮杆内主要通过光束投射的方式来输出光信号，省略了全部或者大部分可伸縮的 导线，所以也提高了光笔的可靠性。
图l:本发明的一种基本结构图2:散射透光体的一种结构示意图3:伸縮杆和激光发射元件的一种安装结构。
图中，101是本发明光笔的手柄，102是伸縮杆，103是伸縮杆最内层的空心管，104 是散射透光头，105是红外激光射元件，106是红外激光发射元件所发出的激光束，201是 散射最内层空心管的锥形开口， 202是散射透光头在空心管内的突出受光面，301是连接激 光发射元件和控制电路的导线；302是控制电路板和电池。
具体实施例
图1是本发明的一种基本结构示意图，以3层套管构成的伸縮杆为例。图中，由套管 分层叠套在一起的伸缩杆102安装在手柄101的一端，电源、控制电路等部件(本图中未 画出)安装在手柄内部。所述伸縮杆102是一个空心的套管，基本结构与拉杆天线相同， 整个伸缩管有两个开口端， 一个开口端是最外层的空心管的开口端，安装在手柄上；另一 个开口端是最内层空心管103的露出在伸縮杆的另一端，安装有一个能够把入射光线散射 到各个方向的散射透光头104。被散射透光头散射的光束106来自于红外光发射元件105， 发光面面对散射头地被安装在伸縮杆102与手柄101相连接的一端的开口的中心位置，以 保证其发射的激光束能够准确落在所述散射头104在空心管103内部的受光面上。
由于伸缩杆是由多根空心管套装在一起构成的，因此刚度不是很强，故使用时有可能 出现受力而略有弯曲的现象。为了保证红外激光发射元件105所发射的光束能够」直落在 散射头104的受光面上，图2和图3又给出了两种进一步结构的实施例。再图2中，散射
4透光头的尺寸被加长，贯穿于最内层空心管103的整个长度，并突出在空心管103在伸縮 杆内部的开口外。为了尽可能增大受光面积，所述的突出部分的尺寸可以大于空心管103 的内径，构成一个面积更大的受光面201。为了减小激光束偏离受光面201中心时光通量的 损失，可以将空心管103在伸縮杆内部的开口 202设计成圆滑过渡的锥形，并使透光头104 在此处的形状与其配合。
图3是在图1、图2基础上的另一种实施方案。在图3中，红外激光发射元件被安装在 了构成所述伸縮管的层叠套管中的某一层的开口内，并与手柄内部的控制电路及电源302 之间通过可伸縮的导线301 (—般是螺旋导线)相连接。这样縮短了红外光源105与散射头 104之间的距离，更容易在伸縮杆受力略有弯曲的时候，保证激光束落在受光面上。
进一步解决因弯曲而产生的光束偏离散射头的受光面的问题，还可以将构成整个伸縮 管的层叠套管的内壁做成可以定向反射光线的光滑表面，即反射面，尤其是靠近最内层空 心管103的一两层空心管。这样当光束完全偏离受光面时，可以依靠这个反射面的将光束 反射到受光面201上。同图2，内壁是反射面的各层套管，在伸縮杆内部的开口最好也是圆 滑过渡的锥形开口。
由于本发明的目的是解决光笔的机械结构问题，因此对于上述的各个实施例，均未给 出控制电路、电源和触发开关的电路结构和安装位置。这部分内容属现有技术，可参照现 有背景技术来实施具体的连接。
上述实施例给出了本发明的一些可用结构，但不是全部的可用实施方案，因此还可以 在本发明的基本技术方案的基础上，构建其它可用的具体实施方案。
权利要求
1. 一种用于交互式电子白板的伸缩结构光笔，包含有手柄、安装在手柄上的笔杆、安装在光笔中的红外发光元件及其控制电路、触发开关和供给发光元件能量的电源，其特征在于在本发明中，所述笔杆是由分层叠套在一起的若干层套管构成的空心伸缩杆，安装在手柄上；所述红外光发射元件，安装在所述空心伸缩杆面向手柄一端开口的中心位置且发射面指向空心伸缩杆的另一个开口端；在所述空心伸缩杆最里层的空心管内，还安装有一个散射透光体，所述散射透光体的一端突出于所述伸缩杆的另一个开口端之外。
2. 根据权利要求1所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述红外光发射元件是红外激光发射 元件。
3. 根据权利要求1所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述触发开关是一个安装在手柄的表 面的手动开关。
4. 根据权利要求3所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述手动开关串联在所述控制电路与 所述电源的连接通道上。
5. 根据权利要求1所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述激光发射元件，安装在伸縮管内 部的、构成所述伸縮管的所述层叠套管的某一层的开口内；所述激光发射元件与控制发光 元件发光的控制电路之间通过导线相连接。 '
6. 根据权利要求l所述的伸縮结构光笔，其特征在于构成所述伸縮管的所述层叠套管的内 壁，是可以定向反射光线的光滑表面；所述层叠套管的内层套管与外层套管的结合处，内 层套管的开口是逐渐扩张的锥形开口。
7. 根据权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述散射透光体贯 穿于所述伸縮杆最里层的空心管内；在空心管位于所述伸縮杆内部的开口处，所述贯穿的 散射透光体突出于所述开口之外。
8. 根据权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的伸縮结构光笔，其特征在于所述散射透光体， 是一个带有散射表面而内部透明的透光棒。
全文摘要
一种用于交互式电子白板的伸缩结构光笔，含有手柄、笔杆、红外发光元件及其控制电路、触发开关和电源；其中笔杆是由若干层套管构成的空心伸缩杆；红外光发射元件可以使用激光发射元件，安装在所述空心伸缩杆面向手柄一端开口的中心位置，在伸缩杆最里层的空心管内安装有一个散射透光体，端部突出于伸缩杆另一个开口端之外。为保证在伸缩杆受力略有弯曲时激光束能投射到散射透光体的接受面上，散射透光体可以贯穿在构成空心伸缩杆的最内层的套管之内，使其离光源更近并得到更大的受光面，同时层叠套管的内壁可以是反射面。因为光笔使用投射的方式来输出光信号且长度可变，因此具有方便适用、可靠性高的优点。
文档编号F16B7/10GK101510131SQ20091007816
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者刘中华 申请人:北京爱易玛克科技有限公司