专利名称：一种用于定位的发光装置及定位方法
技术领域：
本发明涉及一种用于定位的发光装置及定位方法。
背景技术：
当前最为常见的可见的交互式演示系统是电子白板。 一般而言，电子 白板系统对白板屏的要求较高，造价过于昂贵。另外，电子白板对安装的 要求较高， 一旦电子白板固定安装后，如要移动以在其他地方使用的话也 非常不便。这样，电子白板很难适用于工作场所较为频繁变化的场合。
除了电子白板外，另一个较为常用的交互式的输入设备是压力书写屏， 在该屏幕上不仅可以输出视频图案，而且可以获取外部物体接触该屏幕的
信息。但是，由于受屏幕上传感器器件一致性以及安装精度的影响，使得 压力书写屏内不同的区域所获得的压力检测精度不一致，这样将严重影响 接触输入的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于定位的发光装置及定位方 法，不仅能精确的确定其位置，而且能准确的获得其接触力的大小。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 一种用于定位的发光装置，包括
发光模块，用于发出被光位置获取装置获取并判断其相应位置的光； 控制电路模块，为一处理单元，用于接收相应的数据进行处理并控制
所述发光模块工作；
接触信号采集模块，用于把所受到的力转化为相应的电信号并传送到
所述控制电路模块；
通讯模块，用于所述控制电路模块与外部设备的信息交换。 采用上述技术方案所获得的用于定位的发光装置，能够在任意显示屏
幕的前提下，如果该显示屏幕能够具有可以被接触的屏幕，则都能实现交互式输入。因此，采用上述技术方案所获得的用于定位的发光装置，对屏 幕本身，如安装、规格等都无苛刻的要求，适用于多种应用场合。而且， 在保证接触信号采集模块是工作稳定的前提下，所获取的接触的力的信号 也更为精确，即同样的力能获取更为精确的同样的电信号。
作为所述的用于定位的发光装置更为具体的一个实施例，所述用于定 位的发光装置封装于笔形外壳内。
为了便于用户使用操作，所述接触信号采集模块包括相互连接的接 触尖端和触力传感器；所述接触尖端的尖端伸出所述笔形外壳的前端，所 述触力传感器获取所述接触尖端的压力并将该压力转换为电信号传送到所 述控制电路模块。
为了提高所述的用于定位的发光装置的使用性能，所述接触尖端采用 柔性耐磨材料制成。其中，柔性是指该材料能在一定受力的范围内，仅作 做弹性的形变，以保护与之接触的显示屏；耐磨是指该材料不易因摩擦而 损坏。
为了便于输入特定效果，例如汉字等复杂象形文字或图画效果，所述 接触信号采集模块根据所获取力的大小输出分级的电信号。
在一个用于定位的发光装置的优选的实施例中，所述发光模块包括 分别设置在所述笔形外壳不同的轴向位置的第一发光休和第二发光体。光 位置获取装置分别获取了第一发光体和第二发光体的位置后，能通过简单 的线性变化，就能更准确的获得所述接触尖端的位置。所述光位置获取装 置区别所述第一发光体和第二发光体的方式可以采用如所述第一发光体 和第二发光体在控制电路模块控制下高频交替点亮；或者所述第一发光体 和第二发光体发出不同波长的光，等等。采用这种方案，由于区分了不同 的发光体，也便于多个不同的用于定位的发光装置同时在一个显示屏中进 行协同操作，在同一显示屏的不同位置上进行输入而不会相互千扰。
为了便于在移动的环境中使用，所述通讯模块采用无线电通讯装置； 所述无线电通讯装置包括相互连接的无线电收发模块和无线电天线。当 然也可以采用有线的方式来连接外部的设备，如上位机等。
所述的用于定位的发光装置还包括用于给其他模块提供电源的供电模块。为了便于对电源进行管理，所述供电模块包括用于切断或者接通 所述用于定位的发光装置电源的电源开关。
采用所述用于定位的发光装置的定位方法，包括如下步骤
所述接触信号采集模块把所受到的力转化为相应的电信号并传送到 所述控制电路模块；
当所述接触信号采集模块所受到的力达到一定的阈值时，所述控制电 路模块向所述发光模块发出工作指令 ，
所述发光模块发出光的位置信息被外部的所述光位置获取装置获取， 并由此能够获得所述用于定位的发光装置的位置；
所述控制电路模块所获取的、来自于所述接触信号采集模块所传送出 的电信号，由所述通讯模块传送到外部设备。
外部设备可以采用上位机，即计算机，该上位机不仅可以获得所述接 触信号采集模块所受到的力的信息，而且还与所述光位置获取装置连接， 获取并处理相应的位置信息。这样便于所述用于定位的发光装置实现交互 式的输入。
在采用所述用于定位的发光装置的定位方法一种较为具体的实施例 中，所述光位置获取装置采用电荷耦合器件，或者采用位置敏感传感器， 以获取所述发光模块发出光的位置信息。
与现有技术相比本发明的优点在于，能够以较低的成本实现了对显示 屏交互式的输入，而且能够获得较为统一精确的接触的力的信息。
图1是本发明用于定位的发光装置实施例的结构框图2是本发明用于定位的发光装置实施例的具体的结构图3是本发明用于定位的发光装置实施例的更具体的结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，为用于定位的发光装置实施例的结构框图。用于定位的
发光装置包括发光模块300、控制电路模块200、接触信号采集模块100、 通讯模块400和供电模块600。
其中，发光模块300用于发出被外部的光位置获取装置800获取并判 断其相应位置的光。控制电路模块200为一处理单元，用于接收相应的数 据进行处理并控制所述发光模块300工作。接触信号采集模块100用于把 所受到的力转化为相应的电信号并传送到所述控制电路模块200。通讯模 块400用于所述控制电路模块200与外部的上位机900进行信息交换。光 位置获取装置800也与所述上位机900连接，所述上位机900向所述光位 置获取装置800供电，并获得所述光位置获取装置800所取得的信号，以 处理计算出用于定位的发光装置的具体位置。
为了便于用户输入相应的命令，以丰富所述用于定位的发光装置进行 交互式操作时的命令输入，所述用于定位的发光装置还包括与控制电路 模块200连接的命令输入模块500。
所述用于定位的发光装置在显示屏幕进行操作，该显示屏幕很可能是 由所述上位机900所驱动显示的，显示屏中同时能够反映出所述用于定位 的发光装置的相应的动作。其工作流程应包含如下步骤
所述接触信号采集模块100把所受到的力转化为相应的电信号并传送 到所述控制电路模块200;
当所述接触信号采集模块IOO所受到的力达到一定的阈值时，所述控 制电路模块200向所述发光模块300发出工作指令；
所述发光模块300发出光的位置信息被外部的所述光位置获取装置 800获取，并由此能够获得所述用于定位的发光装置的位置；
所述控制电路模块200所获取的、来自于所述接触信号采集模块100 所传送出的电信号，由所述通讯模块400传送到外部设备。
更具体来说，如图2和图3所示，所述用于定位的发光装置封装于笔 形外壳700内，以便于用户握持操作。
其中，所述接触信号采集模块100包括相互连接的接触尖端110和 触力传感器120。所述接触尖端110的尖端伸出所述笔形外壳700的前端，所述触力传感器120获取所述接触尖端110的压力并将该压力转换为电信
号传送到所述控制电路模块200。所述接触尖端110采用柔性耐磨材料制
成。所述接触信号釆集模块ioo根据所获取力的大小输出分级的电信号。
第一发光体310和第二发光体320分别设置在所述笔形外壳700不同 的轴向位置上。所述第一发光体310和第二发光体320发光点较小，为电 光源，即在工程上可以视为电光源。其中，光位置获取装置800采用位置 敏感传感器(Position Sensitive Detector, PSD)获取相应的光点坐标， 并由所述上位机900计算出相应的接触尖端110的位置。也可以采用电荷 耦合器件(CCD)来获得相应的信息。
所述通讯模块400采用无线电通讯装置430。所述无线电通讯装置430 包括相互连接的无线电收发模块410和无线电天线420。
所述用于定位的发光装置在无压力值输入时，所述无线电通讯装置 430会进入休眠状态，以利于节省用电。当检测到有压力输入后，所述无 线电通讯装置430会被即时唤醒。
在所述笔形外壳700上设置有用于切断或者接通所述用于定位的发光 装置电源的电源开关610。
在便于用户手指操作的位置上，所述用于定位的发光装置分别设置有 左功能键510和右功能键520，以便于用户输入较为复杂的指令。
命令输入模块500设置成左功能键510和右功能键520，则可使得该 用于定位的发光装置在连接上位机900的条件下实现无线鼠标的功能。同 时，还可实现交互式投影中的无线输入操作且可获得特定的文字输入效果， 功能多样，结构紧凑，使用便利。
当该笔形的用于定位的发光装置的笔尖处的接触尖端110接触到显示 屏后，其受到压力达到预先设定的一定的阈值时，所述控制电路模块200 产生控制信号交替高频率地点亮所述第一发光体310和第二发光体320。 由于所述第一发光体310和第二发光体320与所述接触尖端110的位置成 确定几何关系，当该用于定位的发光装置的空间位姿发生改变时，通过简 单的线性演算就可以对所述接触尖端110进行精确定位。同时无线电通讯 装置430将触力传感器120所检测到的包含压力信息的电信号发送至具有交互式处理能力的上位机900用于生成特定的文字书写效果。该压力信息 能够包含实时压力值及压力的变化趋势。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1、一种用于定位的发光装置，包括发光模块(300)，用于发出被光位置获取装置(800)获取并判断其相应位置的光；其特征在于，还包括控制电路模块(200)，为一处理单元，用于接收相应的数据进行处理并控制所述发光模块(300)工作；接触信号采集模块(100)，用于把所受到的力转化为相应的电信号并传送到所述控制电路模块(200)；通讯模块(400)，用于所述控制电路模块(200)与外部设备的信息交换。
2、 如权利要求l所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述用 于定位的发光装置封装于笔形外壳(700)内。
3、 如权利要求2所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述接 触信号采集模块(100)包括相互连接的接触尖端(110)和触力传感器(120);所述接触尖端(110)的尖端伸出所述笔形外壳(700)的前端， 所述触力传感器(120)获取所述接触尖端(110)的压力并将该压力转换 为电信号传送到所述控制电路模块(200)。
4、 如权利要求3所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述接 触尖端(110)采用柔性耐磨材料制成。
5、 如权利要求4所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述接 触信号采集模块(100)根据所获取力的大小输出分级的电信号。
6、 如权利要求2所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述发 光模块(300)包括分别设置在所述笔形外壳(700)不同的轴向位置的 第一发光体(310)和第二发光体(320)。
7、 如权利要求l所述的用于定位的发光装置，其特征在于，所述通 讯模块(400)采用无线电通讯装置(430);所述无线电通讯装置(430) 包括相互连接的无线电收发模块(410)和无线电天线(420)。
8、 如权利要求1所述的用于定位的发光装置，其特征在于，还包括:用于给其他模块提供电源的供电模块(600);所述供电模块(600)包括: 用于切断或者接通所述用于定位的发光装置电源的电源开关(610)。
9、 一种采用如权利要求1至8中任一权利要求所述用于定位的发光装置的定位方法，其特征在于，包括如下步骤所述接触信号采集模块(100)把所受到的力转化为相应的电信号并传送到所述控制电路模块(200);当所述接触信号采集模块(100)所受到的力达到一定的阈值时，所 述控制电路模块(200)向所述发光模块(300)发出工作指令；所述发光模块(300)发出光的位置信息被外部的所述光位置获取装置(800)获取，并由此能够获得所述用于定位的发光装置的位置；所述控制电路模块(200)所获取的、来自于所述接触信号采集模块 (100)所传送出的电信号，由所述通讯模块(400)传送到外部设备。
10、 如权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述光位置获取装 置(800)采用电荷耦合器件，或者采用位置敏感传感器，以获取所述发光 模块(300)发出光的位置信息。
全文摘要
本发明提供一种用于定位的发光装置及定位方法。用于定位的发光装置，包括发光模块(300)，用于发出被光位置获取装置(800)获取并判断其相应位置的光；控制电路模块(200)，为一处理单元，用于接收相应的数据进行处理并控制所述发光模块(300)工作；接触信号采集模块(100)，用于把所受到的力转化为相应的电信号并传送到所述控制电路模块(200)；通讯模块(400)，用于所述控制电路模块(200)与外部设备的信息交换。与现有技术相比本发明的优点在于，能够以较低的成本实现了对显示屏交互式的输入，而且能够获得较为统一精确的接触的力的信息。
文档编号G06F3/033GK101446866SQ20081024141
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者刘敏霞, 倩 周, 松 张, 林喜荣, 毛乐山, 程雪岷, 郭华林, 郭洪峰, 马建设 申请人:清华大学深圳研究生院