一种虚拟显示交互触控笔制造技术

本实用新型专利技术涉及一种虚拟显示交互触控笔，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、电源、无线通信模块和加速度传感装置，所述加速度传感装置用于检测该触控笔的姿态信息并且通过无线通信模块传送给虚拟交互控制系统，还包括设于壳体两端的光发射单元，所述光发射单元包括设于壳体端部并且发光面向外设置的发光元件，罩设于发光元件外侧的透光罩壳，以及位于发光元件的发光面背面侧的反光部件。本实用新型专利技术的优点在于该虚拟显示交互触控笔，两端分别设有光发射装置，通过光定位系统即可定位触控笔的空间位置坐标，不但定位精度更高，而且通过光信号的传输不占用通信模块的带宽，使得系统的响应速度得到提高。

A Virtual Display Interactive Touch Pen

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟显示交互触控笔
本技术涉及一种触控笔，特别是涉及一种用于虚拟显示交互的触控笔。
技术介绍
增强现实技术(AugmentedReality，简称AR)，是一种实时地计算摄像机影像的位置及角度，并加上相应的虚拟图像显示技术，进而将屏幕上的虚拟物体实时地叠加在现实世界中并且进行互动的一种技术。在将现实与虚拟进行互动时，触控笔是常用的一种设备。现有的交互触控笔，通常内置运动传感器和位置传感器，并且带有通信模块，可以将其运动姿态以及位置信息都通过通信模块传递给交互系统，进而供交互系统处理和显示，而该通信模块一般采用电缆或者是无线通信进行数据的传递，不但加重了通信模块的负担，也加重了交互系统处理模块的处理时间，尤其是触控笔动作频繁时，会出现交互系统显示内容的卡顿甚至是设备的死机现象。而且通过运动传感器和位置传感器来检测并且传递其自身的姿态信息的位置，也会导致交互设备追踪触控笔的空间运动精度减低的问题，使得交互设备显示中触控笔的漂移，使得用户在交互时，不能对虚拟物体进行有效操作，影响用户体验。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种具有多种传感和探测功能的触控笔，能使触控笔的位置信息和姿态信息能够分别并且迅速传递至与其连接的交互主机系统，进而能够提高虚拟交互时的运动精度和响应速度。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种虚拟显示交互触控笔，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、电源、无线通信模块和加速度传感装置，所述控制单元分别连接至所述电源、无线通信模块和加速度传感装置，所述加速度传感装置用于检测该触控笔的姿态信息并且通过无线通信模块传送给虚拟交互控制系统，其特征在于：还包括设于壳体两端的光发射单元，所述光发射单元包括设于壳体端部并且发光面向外设置的发光元件，罩设于发光元件外侧的透光罩壳，以及位于发光元件的发光面背面侧的反光部件。优选地，所述透光罩壳的内表面设有漫反射材料层，所述发光元件为红外LED光源，所述反光部件为碗形反光镜，并且所述发光元件设于所述碗形反光镜的中心。为了控制触控笔的电源并且起到节电功能，还包括电源控制模块，所述电源控制模块分别连接电源和控制单元，并且能够检测电源的电量以及控制电源输出的开闭。为了便于显示工作状态，还包括连接至所述控制单元的工作指示灯，所述工作指示灯用于显示该触控笔的工作状态。为了便于使用者的控制，所述壳体的外侧还设有供使用者操作的机械操作模块，所述机械操作模块连接至检测模块，所述检测模块连接至所述控制单元，用于检测机械操作模块产生的机械操作并且产生操作信号传递给所述控制单元。优选地，所述机械操作模块包括按键和/或滑条，所述检测模块为电容传感器。与现有技术相比，本技术的优点在于该虚拟显示交互触控笔，两端分别设有光发射装置，通过光定位系统即可定位触控笔的空间位置坐标，不但定位精度更高，而且通过光信号的传输不占用通信模块的带宽，使得系统的响应速度得到提高。该触控笔不但自身具有加速度传感装置对触控笔的姿态进行检测，而且由于触控笔的两端分别设有光发射装置，两端的空间位置坐标的不同，也使得光定位系统能够同时获取该触控笔的姿态信息，进而可以用于光定位系统获取的姿态信息对触控笔自身内的加速度传感装置进行校正。附图说明图1为本技术实施例的触控笔的结构示意图。图2为本技术实施例的触控笔的光发射单元的示意图。图3为本技术实施例的触控笔的光发射单元的示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1所示，为本技术实施例的虚拟显示交互用触控笔的结构示意图，该触控笔包括壳体1，以及分别设于壳体1两端的光发射单元2。所述光发射单元，可以采用如图2所示或者图3所示的结构，包括设于壳体1端部并且发光面向外设置的发光元件22，罩设于发光元件22外侧的透光罩壳21，以及位于发光元件22发光面背面侧反光部件23。所述透光罩壳21的内表面上，还可以涂覆漫反射材料层24，使得发光元件22发出的光能够通过该漫反射材料层24反射后均匀发出。所述反光部件23可以如图所示，为一碗形反光镜，所述发光元件22位于所述发光镜的中心，将发光元件22发出的部分光反射后向着透光罩壳21射出，能够大幅度提升发光元件22的光通量。所述发光元件22可以采用红外LED光源，或者是其他光源，本领域技术人员可以根据需要选择光源。如图2、3所示，显示了透光罩壳21的两种不同的形式，可以是如图2所示的半椭球形状，也可以是如图3所示的圆形柱体形式，只要使其内发光元件22的光能够透过并且起到保护发光元件22的作用，可以是半透明ABS材料。所述反光部件23可以与壳体1固定连接，该透光罩壳21也与壳体1固定连接。所述光发射单元2分别设于触控笔的两端，并且该光发射单元2的发光方向相反，能够将触控笔头尾两端的位置信息通过光定位系统进行定位，进而获取触控笔的两端的空间位置坐标发送给交互控制系统，使得交互控制系统能够根据该两个空间位置坐标信号计算出该触控笔的空间坐标以及姿态状态，不但定位精度高，而且系统响应速度快。所述壳体1内还设有控制单元11，无线通信单元12、电源13和电源控制模块、加速度传感装置14。所述控制单元11分别连通所述无线通信单元12、电源13、电源控制模块和加速度传感装置14，所述加速度传感装置14可以为六轴加速度传感器，用于检测触控笔的姿态信息，例如俯仰角、偏航角、翻滚角等，并且发送给控制单元11，并且控制单元将该触控笔的姿态信息通过无线通信单元12传送给交互控制系统。所述无线通信单元12可以为蓝牙、Zigbee或者Wi-Fi模块中的任意一种。所述电源控制模块13还连接有充电接口15，用于控制给电源充电。并且所述电源控制模块13还用于检测电源的电量，进而将电源电量信息传递给控制单元11。所述控制单元11还连接有用于提示工作状态的工作指示灯16，当电源电量低于设定阈值时，所述工作指示灯16可以再控制单元11的控制下进行闪烁提示，当触控笔在工作状态时，该工作指示灯16处于常亮状态，而当触控笔在休眠状态或者关闭状态时，该工作指示灯16关闭。即该工作指示灯16用于显示工作状态以及电源电量。所述壳体1的外侧还设有机械操作模块3，所述机械操作模块3连接至位于壳体1内的检测模块17，所述检测模块连接至控制单元11。所述机械操作模块3可以为按键、滑条等机械结构，用于提供给使用者进行机械操作并且产生操作信号，该操作信号通过检测模块17检测，并且传递给控制单元11，所述控制单元11能够将该操作信号传递给交互控制系统进而进行虚拟交互操作。该检测模块17可以为电容传感器，用于检测按键按动操作以及滑条的滑动动作。利用加速度传感装置14可以实现触控笔的姿态检测，并且，该控制单元11能够根据该加速度传感装置14所探测的笔的姿态判断该触控笔是否处于工作状态，例如，该加速度传感装置14为六轴加速度传感器，当控制单元11检测到该六轴加速度传感器的三个轴向加速度固定保持几分钟不变时，则判断该触控笔在不使用即空闲状态，则控制电源控制模块关闭电源的输出，触控笔进入关机状态，而当机械操作模块产生机械操作，控制单元11可控制电源控制模块打开电源供电，触控笔进入工作状态，当触控笔进入工作状态后，机械操作模块产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟显示交互触控笔，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有控制单元(11)、电源(13)、无线通信模块(12)和加速度传感装置(14)，所述控制单元(11)分别连接至所述电源(13)、无线通信模块(12)和加速度传感装置(14)，所述加速度传感装置(14)用于检测该触控笔的姿态信息并且通过无线通信模块(12)传送给虚拟交互控制系统，其特征在于：还包括设于壳体(1)两端的光发射单元(2)，所述光发射单元(2)包括设于壳体(1)端部并且发光面向外设置的发光元件(22)，罩设于发光元件(22)外侧的透光罩壳(21)，以及位于发光元件(22)的发光面背面侧的反光部件(23)。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟显示交互触控笔，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有控制单元(11)、电源(13)、无线通信模块(12)和加速度传感装置(14)，所述控制单元(11)分别连接至所述电源(13)、无线通信模块(12)和加速度传感装置(14)，所述加速度传感装置(14)用于检测该触控笔的姿态信息并且通过无线通信模块(12)传送给虚拟交互控制系统，其特征在于：还包括设于壳体(1)两端的光发射单元(2)，所述光发射单元(2)包括设于壳体(1)端部并且发光面向外设置的发光元件(22)，罩设于发光元件(22)外侧的透光罩壳(21)，以及位于发光元件(22)的发光面背面侧的反光部件(23)。2.如权利要求1所述的虚拟显示交互触控笔，其特征在于：所述透光罩壳(21)的内表面设有漫反射材料层(24)，所述发光元件(22)为红外LED光源，所述反光部件(23)为碗形反光镜，并且所述发光元件(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，陆小松，张涛，蒲天发，
申请(专利权)人：宁波视睿迪光电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33