一种激光笔及其控制方法与流程

本发明涉及激光笔及智能感应控制技术领域，尤其是一种激光笔及其控制方法。

背景技术：

激光笔作为一种指示用的射光工具，它将可见激光设计成便携、手易握、激光模组加工成的笔型发射器，被广泛应用于各种商业交流、文化交流中，在学校、演讲厅或者其他商业、文化场所，激光笔可以准确地通过激光射在演示屏幕上的红点来指示需要特别强调的部位；另外，激光笔通过近程无线通讯与投影装置通讯，利用激光笔上的翻页功能，可以使演讲者在讲演PPT或者其他演示时不需要通过鼠标点击或者其他方式来进行操作，可以在空间内任意位置进行操作。避免了因操作者往复点击鼠标而影响演示效果，给演讲者带来了极大的便利。

然而，一般的激光笔往往在笔身上设置有翻页键、指示灯等几个按键，每个按键的功能单一，操作者在进行演示时需要通过分别按压对应功能的按键实现翻页或指示灯等功能。在这样的情况下，用户需要频繁低头查看以避免按错按键导致操作失误，从而给操作者带来一定的不便。而传感器作为一种检测装置，是实现自动检测和自动控制的首要环节，传感器能够感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储和控制等。而目前，并没有一种能够解决上述问题的激光笔。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种激光笔的控制方法，激光笔的笔身前段的端部设置有激光头，包括如下步骤：

a.所述激光笔内的传感器根据笔身前段的偏转方向以及偏转角度发出感应信号；

b.所述激光笔内的控制器根据所述感应信号控制所述控制键的功能指令。

优选地，所述步骤a中，所述笔身前段相对于水平面向下偏转且偏转角度为A₁，其中，A₁＜15°；所述步骤b中，所述控制器控制所述控制键发出上翻页指令。

优选地，所述步骤a中，所述笔身前段相对于水平面向上偏转且偏转角度为A₂，其中，A₂＜15°；所述步骤b中，所述控制器控制所述控制键发出下翻页指令。

优选地，所述步骤a中，所述笔身前段相对于水平面向上偏转或者向下偏转且偏转角度均为A₃，其中15°＜A₃＜75°；所述步骤b中，所述控制器控制所述控制键发出指示灯指令。

优选地，所述步骤b包括如下步骤：

b1.操作者向所述控制键发出操作信号；

b2.所述控制器根据所述操作信号和所述感应信号控制所述控制键的功能指令。

根据本发明的另一个方面，还提供一种激光笔，激光笔的笔身前段的端部设置有激光头，所述笔身还设置有控制键、控制器以及传感器，所述控制器分别连接所述传感器、所述控制键以及所述激光头，所述传感器根据所述笔身前段的偏转方向以及偏转角度发出感应信号，所述控制器根据所述感应信号决定所述控制键的功能指令。

优选地，所述笔身前段相对于水平面向下偏转且偏转角度为A₁，其中，A₁＜15°；所述控制器控制所述控制键的发出上翻页指令。

优选地，所述笔身前段相对于水平面向上偏转且偏转角度A₂，其中，A₂＜15°；所述控制器控制所述控制键的发出下翻页指令。

优选地，所述笔身前段相对于水平面向上偏转或者向下偏转且偏转角度均为A₃，其中15°＜A₃＜75°；所述控制器控制所述控制键的发出指示灯指令。

优选地，所述传感器为重力传感器或者陀螺仪。

本发明通过在激光笔的笔身上设置传感器感应并判断激光笔笔身的偏转方向和偏转角度并将感应信号传输给控制器以控制控制键的功能，将不同的控制功能集成在一个控制键上，简化了激光笔的控制键结构，给操作者带来了极大的便利和不同的操作体验。本发明方案简单、灵敏度高，使用方便、具有极大的商业价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出本发明的具体实施方式的，一种激光笔的控制方法流程图；

图2示出本发明的第一具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图；

图3示出本发明的第二具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图；

图4示出本发明的第三具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图；

图5示出本发明的具体实施方式的，一种激光笔的控制方法流程图；

图6示出本发明的具体实施方式的，一种激光笔的结构示意图；

图7示出本发明的具体实施方式的，在所述激光笔中，所述模块的连接结构示意图；

图8示出本发明的具体实施方式的，重力传感器的结构示意图；以及

图9示出本发明的具体实施方式的，重力传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

本领域技术人员理解，所述激光笔用于进行演示时投射屏幕并实现翻页，所述激光笔的投射屏幕以及翻页功能均通过一个控制键控制。所述激光笔包括笔身以及设置在笔身前段的激光头，所述激光头2设置在所述笔身前段的端部。进一步地，所述激光笔还包括传感器、控制器以及控制键。所述传感器用于感应所述激光笔笔身前段的偏转方向和偏转角度，所述控制器作为所述激光笔的中枢和控制中心，可以用于控制所述激光笔的各项功能，具体地，将在后述具体实施例中结合附图做更为详细的说明，所述控制键由操作者进行操作，以实现所述激光笔相应的功能。

图1示出本发明的具体实施方式的，一种激光笔的控制方法流程图。如图1所示，首先进入步骤S101，所述激光笔内的传感器根据笔身前段的偏转方向以及偏转角度发出感应信号。所述感应信号以电信号的方式传输。具体地，所述传感器为重力传感器或者陀螺仪，所述传感器安装在所述笔身内部，工作状态下，用户手持所述激光笔。所述笔身前段的位置及姿势状态可以是向上偏转、水平设置或者向下偏转，设定所述笔身前段的偏转角为A，例如，5°、30°或者45°。本领域技术人员理解，所述传感器是这样工作的，所述传感器至少包括敏感元件、转换原件以及变换电路，其中，所述敏感元件是直接感受被测量的部分，在本发明中，即所述激光笔前段的偏转方向和偏转角度。进一步地，所述敏感元件输出与所述被测量的部分有确定关系的物理量信号。所述转换元件进一步将所述敏感元件输出的物理量信号转换为电信号。所述变换电路用于对所述转换元件输出的电信号进行放大调制。

接下来，进入步骤S102，所述激光笔内的控制器根据所述感应信号控制所述控制键的功能指令。所述控制器作为所述激光笔的指挥中心，用于控制所述激光笔中各组件按照指令的功能要求协调工作。进一步地，所述控制器功能的实现可以是硬件、由处理器执行的软件或者二者的组合。具体地，如果通过软件模块实现，可将预先的程序烧录到所述处理器中，或者将软件安装到预置的系统中；如果通过硬件实现，则可利用现场可编程门阵列(FPGA)将对应的功能固定化实现。

进一步地，所述软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、硬盘、或本领域已知的任何其他形式的存储介质。通过将所述存储介质耦接至处理器，从而使所述处理器能够从所述存储介质中读取信息，并且可以向所述存储介质写入信息。作为一种变化，所述存储介质可以是处理器的组成部分，或者所述处理器和所述存储介质均位于专用集成电路(ASIC)上。

进一步地，所述硬件可以是能够实现具体功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或以上这些硬件的组合。作为一种变化，还可以通过计算设备的组合实现，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、与DSP通信结合的一个或者多个微处理器的组合等。

进一步地，所述控制器同时连接所述传感器以及所述控制键，当所述控制器接收所述传感器发出的感应信号，所述控制器调用对应的指令代码，当用户操作所述激光笔，即操作所述控制键时，所述控制器根据所述指令代码控制所述控制键的功能指令。在本发明中，所述功能指令至少包括，向上翻页、向下翻译以及指示灯亮的功能指令，更为具体地，将结合附图及其实施例作更为详细的说明，在此不予赘述。

图2示出本发明的第一具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图。在这样的实施例中，首先进入步骤S201，所述激光笔内的传感器感应到所述笔身前段相对于水平面向下偏转且偏转角度为A₁，并根据所述偏转角度A₁发出感应信号。其中，A₁＜15°，例如，5°或者10°。具体地，所述笔身前段的偏转方向以及偏转角度由操作者自由控制，所述传感器的工作方式可以参考上述图1及其实施例，在此不予赘述。随后，进入步骤S202，所述控制器控制所述控制键发出上翻页指令。

进一步地，图3示出本发明的第二具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图。在这样的实施例中，首先进入步骤S301，所述激光笔内的传感器感应到所述笔身前段相对于水平面向上偏转且偏转角度为A₂，并根据所述偏转角度A₂发出感应信号。其中，A₂＜15°，例如，5°或者10°。具体地，所述笔身前段的偏转方向以及偏转角度由操作者自由控制，所述传感器的工作方式可以参考上述图1及其实施例，在此不予赘述。随后，进入步骤S302，所述控制器控制所述控制键发出下翻页指令。

进一步地，图4示出本发明的第三具体实施例的，一种激光笔的控制方法流程图。在这样的实施例中，首先通过步骤S401，所述激光笔内的所述传感器感应到所述笔身前段相对于水平面向上或者向下偏转角度A₃，并根据所述偏转角度A₃发出感应信号，其中15°＜A₃＜75°。在这样的实施例中，所述笔身前段既可以向下也可以向上偏转，且所述偏转角度A₃为一个偏转幅度较大的角度，例如，30°、45°、60°或者70°。相应地，在所述步骤S402中，所述控制器根据所述感应信号控制所述控制键发出指示灯指令。

结合上述图2至图3所示实施例，所述控制器根据所述笔身前段的三种姿态控制所述控制键分别实现上翻页、下翻页和指示灯的功能。通过这样的设置，当所述激光笔的笔身前段处于上述图2至图4所示实施例中的任意一种状态时，此时，当操作者对所述控制键进行操作，所述控制器接收来自所述传感器获取的感应信号，并基于所述感应信号控制所述控制键实现不同的功能指令。尤其是，当操作者操作所述激光笔进行向上、或者向下翻页时，只需将所述笔身前段的偏转角度控制在一个较小的幅度，即＜15°即可。而当操作者需要所述激光笔发出指示灯时，由于在进行演示过程中，操作者需要将激光笔指向演示屏幕的不同位置，因而会具有较大的偏转幅度，相适应的，本发明通过设置所述笔身前段在一个较大偏转幅度范围内的偏转，实现指示灯的功能指令，避免了在该偏转角度范围内失误出现向上或者向下翻页的情形，提高了本发明的实用性。

进一步地，作为上述图1所示实施例的一个变化例，图5示出本发明的具体实施方式的，一种激光笔的控制方法流程图。如图5所示，首先进入步骤S501，所述激光笔内的传感器根据笔身前段的偏转方向以及偏转角度发出感应信号。所述感应信号以电信号的方式传输。具体地，所述传感器为重力传感器或者陀螺仪，所述传感器安装在所述笔身内部，工作状态下，用户手持所述激光笔。所述笔身前段的位置及姿势状态可以是向上偏转、水平设置或者向下偏转，设定所述笔身前段的偏转角为A，例如，5°、30°或者45°。更为具体地，本领域技术人员可以参考图1中步骤S101，在此不予赘述。随后，在步骤S5021中，操作者向所述控制键发出操作信号，具体地，所述控制键可以是设置在所述激光笔表面的实体控制键或者虚拟控制键，操作者通过按压或者触摸的方式向所述控制键发出操作信号，所述操作信号经转换后变成电信号，并传输给所述控制器。最后，在步骤S5022中，所述控制器进一步根据所述操作信号和所述感应信号控制所述控制键的功能指令。具体地，所述操作信号以及所述感应信号具有时间上的同时性，即在所述笔身前段处于特定姿态，例如，向上偏转5°时，操作者在此时操作所述控制键发出所述操作信号，所述传感器获取所述笔身前段此时的姿态信息并发出所述感应信号，所述操作信号以及所述感应信号经电路传输被所述控制器接收，所述控制器根据所述操作信号以及所述感应信号控制所述控制键此时的功能指令为向下翻页，在此不与赘述。通过本发明提供的激光笔的控制方法，操作者只需对设置在所述激光笔笔身的同一个控制键进行操作即可实现向上翻页、向下翻页或者指示灯亮的功能。

进一步地，图6示出根据本发明的具体实施方式的，一种激光笔的整体结构示意图，具体地，所述激光笔包括笔身1以及激光头2，所述激光头2设置在所述笔身前段的端部。如图6所示，所述笔身1主体为圆柱状物，所述笔身前段为类圆锥体，而在其他的实施例中，所述笔身1主体的形状并不仅仅局限于圆柱状，还可以为多面体或者其他不规则的方便手握的条状结构，更进一步地，在所述笔身1的表面可以设置不同的图案和纹路。所述笔身前段也可以为圆锥体、多面体或者半球体等等，所述激光头2设有激光模组件即红外光发射器用以发射激光。所述激光具有光斑集中、方向性好等优点，适用于投射在显示屏上用于指示位置。进一步地，所述笔身1可以是一体成型，也可以通过不同部位组合连接，以构成所述激光笔的外部构型，这些并不影响本发明的技术方案，在此不予赘述。而所述笔身1的材料优选地为PVC材质，还可以使用合金亦或者两者相结合的材质。

进一步地，所述笔身1连接所述激光头2，所述激光头2设置在所述笔身1的前段头。具体地，所述笔身1为内部中空的管状体结构，所述笔身1的前段头设有通孔，用于安装所述激光头2，所述通孔设有内螺纹，所述激光头2具有与所述内螺纹相适应的外螺纹，使得所述激光头2可以通过所述通孔旋转拧紧以与所述笔身1相连接。而在其他的实施例中，所述笔身1与所述激光头2之间的连接还可以为卡合、焊接、铆接或者粘结。

进一步地，所述笔身还设置有控制键11、控制器12以及传感器13。其中，所述控制键11安装在所述笔身1外表面，根据人体使用习惯优选设置为适宜通过拇指操控的位置，例如，安装在所述激光笔笔身1未设置所述激光头的一端。而在其他的实施例中，所述控制键11还可以设置在所述笔身1的中部、底部或者前段。进一步地，所述控制键11既可以为实体按键，也可以是虚拟按键，这都不影响本发明的实质。

图7示出根据本发明的具体实施方式的，在所述激光笔中，所述模块的连接结构示意图。所述控制器12以及所述传感器13优选设置在所述笔身1内部。所述控制器12的作用在于控制所述激光笔内部各功能模块的正常工作，所述控制器优选为集成在所述激光笔内部的单片机，通过编程设置对所述激光笔进行控制的各项参数。所述传感器13用于感应所述笔身的偏转方向和偏转角度，进一步地，所述传感器13根据所述笔身前段的偏转方向以及偏转角度等重力数据发出感应信号，所述感应信号经转换为电信号传输给所述控制器12。更进一步地，所述控制器12根据获取的所述感应信号向所述控制键11发出预设的功能指令。本领域技术人员理解，在这样的实施例中，如图2所示，所述控制器12分别通过电路连接所述控制键11、传感器13以及所述激光头2。所述控制器12通过所述控制键11对来自操作者的指示命令进行接收、处理以及转发，所述控制键11主要用于执行翻页、暂停、前进、后退等等命令，这些将通过按键、触控或者滑轮等方式来实现。进一步地，所述激光头2用于发出红外激光，所述激光头2接收来自所述控制器12的指示命令以控制所述激光笔发光以及发光的时长、亮度等等。

更进一步地，所述激光笔可以通过蓝牙、Wi-Fi等近程通讯方式与手机、平板电脑、电脑等智能终端通讯。所述智能终端可以将需要演示的画面投影到一显示屏上，当所述近程通讯模块与所述智能终端通过所述近程通讯方式连通后，即可以通过操作所述控制键11实现所述激光笔的各项功能。

操作者在进行演示时手握所述激光笔进行操作，操作者控制所述激光笔的姿势包括将所述激光笔前段向上偏转一定角度、水平设置或者向下偏转一定的角度，所述传感器13感应并实施获取所述激光笔的偏转方向和偏转角度信息，当操作者在所述激光笔的上述偏转方向和偏转角度信息操作所述控制键11时，例如通过按压或者点击的方式，使所述控制键11、控制器12、传感器13的控制电路接通，所述控制器12根据实时获取的来自所述传感器13的感应信号，控制所述控制键11的在操作者进行操作时发出对应的功能指令。例如，向上翻页、向下翻页、指示灯亮等功能。

进一步地，在本发明的一个具体实施例中，当所述笔身前段相对于水平面向下偏转角度A₁，其中A₁＜15°，例如将所述笔身前段相对于水平面向下偏转2°、5°、10°或者12°。此时，所述传感器13根据所述激光笔姿势变化时，感应所述笔身前段重心的变化，判断所述笔身前段为向下偏转且偏转角度在15°范围以内，此时，用户操作所述控制键时的功能指令为向上翻页。

相应地，当所述笔身前段相对于水平面向上偏转角度A₂，其中A₂＜15°，例如将所述笔身前段相对于水平面向上偏转2°、5°、10°或者12°。此时，所述传感器13根据所述激光笔姿势变化时，感应所述笔身前段重心的变化，判断所述笔身前段为向上偏转且偏转角度在15°范围以内，此时，用户操作所述控制键时的功能指令为向下翻页。

进一步地，当所述笔身前段相对于水平面向上偏转或者向下偏转且偏转角度均为A₃，其中15°＜A₃＜75°，例如将所述笔身前段相对于水平面向上偏转15°、30°、45°或者74°时，所述控制器控制所述控制键发出指示灯亮的指令。根据用户演示时操作习惯，通常当用户将激光笔指向显示屏需要强调的对象时，将偏转角度A₃设置在15°＜A₃＜75°，操作者不需要将手臂抬高即可进行操作。

而在另一个具体实施例中，本领域技术人员也可以通过将所述笔身前段相对于水平面向上偏转A₁角度时，用户操作控制键的功能指令为向上翻页；而当操作者将所述笔身前段相对于水平面向下偏转A₂角度时，用户操作控制键的功能指令为向下翻页，在此不予赘述。

进一步地，图8、图9分别示出了本发明的具体实施方式的，重力传感器在不同视角的的结构示意图，所述传感器13为重力传感器。所述重力传感器根据压电效应进行工作，即利用激光笔姿势变换产生的加速度导致所述重力传感器内部的晶体变形发生形变并改变晶体的极化状态，从而在晶体内部建立电场通过测量所述晶体的变形量，完成从重力变化到电信号的转换。具体地，如图8所示，所述重力传感器包括一体结构的压电片132、金属球131和触点133。所述压电片132在所述激光笔水平放置时处于水平状态，当所述激光笔笔身前段向上或者向下偏转一定角度时，所述压电片132偏转对应角度，通过获取所述金属球重力正交两个方向的分力大小，判断所述笔身前段的偏转方向。

而在另一个具体实施例中，所述传感器13为陀螺仪，所述陀螺仪采用机械陀螺仪。所述陀螺仪包括绕自转轴旋转的陀螺转子以及支架，在本发明中，所述支架既可以为万向支架，使得所述陀螺转子的自转轴具有两个转动自由度，所述陀螺仪为三自由度陀螺仪；相应地，基于本发明的特点，由于只需要测量所述笔身前段相对于水平面向上或者向下偏转的角度，所述陀螺仪还可以为二自由度陀螺仪，即所述陀螺转子的自转轴具有一个转动自由度，同样可以实现本发明的目的。通过读取所述陀螺仪自转时所述陀螺转子的自转轴的指示方向等参数，判断所述激光笔的放置姿势。

进一步地，所述陀螺仪还可以为微机电陀螺仪，所述微机电陀螺仪利用物理学的科里奥利力，在内部产生微小的电容变化，然后测量电容，从而计算出角速度，获取所述笔身前段的偏转角度和偏转方向，在此不予赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内作出变形或者修改，这并不影响本发明的实质内容。