本发明专利技术提供一种不需要笔头主动发光指示位置的图像处理位置指示与跟踪装置，采用这种装置的白板系统特性更接近于鼠标、笔的耗电降低、笔的制造更加简便。包括信号笔、信号接收处理器等，所述信号接收处理器包含图像传感器、信号处理电路等，所述图像传感器的信号输出连到所述信号处理电路，信号处理电路中有可与计算机进行通信的接口，其特征在于：信号笔的笔头上有可以将光线高效地沿原路逆向反射的反光物体，在图像传感器的镜头旁紧靠有一组照明发光器件，其发光指向图像传感器的接收区域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种位置指示与跟踪装置，尤其是一种应用于电子白板系统的 位置指示和跟踪装置。
技术介绍
电子白板系统的实现基础是笔迹跟踪，即位置指示与位置跟踪计算技术。 传统的技术如压力感应位置跟踪技术、电磁感应位置跟踪技术、超声波测距定 位技术、图像处理光笔位置跟踪技术等。其中图像处理光笔位置跟踪技术在专利号ZL011080477、专利技术专利公开号CN1305143A、名称为"用于计算机坐标与 控制信息输入的系统及方法"的中国专利技术专利中有详细描述。其工作原理是 用发光笔产生的光点来标示目标点的位置，引入摄像装置实时采集图像，用信 号处理电路实时分析图像信号来提取光点的位置信息并通过接口电路和相应软 件输入到计算机，用坐标矫正算法进行坐标校准使光标的位置跟踪笔的物理位 置。应用图像处理光笔位置跟踪技术实现的电子白板系统有成本低、灵活性大、 体积小、适用于大屏幕等优点，但是也有一些缺点，主要是(O笔头需要发光， 为了加大信噪比，通常需要较大的驱动电流，因此对笔内电池的消耗较大；(2) 为了避免电池过度消耗，通常在没有信号笔操作动作时关闭发光管，此时笔的 位置无法得到跟踪，这样系统的特性与目前的计算机鼠标特性有所差别，主要 问题是无法实现精确位置点击操作，因为在点击之前笔不发光，而点击瞬间笔 在白板系统中的位置会因动作和视觉误差而有偏差；(3)由于笔头内必须设置发 光器，需连线，使笔的结构较为复杂，特别是在长电子笔(教鞭)中必须使用 两层结构，制造困难，无法实现多节可伸缩长电子笔
技术实现思路
为了解决上述图像处理光笔位置跟踪技术中存在的问题，本专利技术提供一种 不需要笔头主动发光指示位置的图像处理位置指示与跟踪装置，并且采用这种 装置的白板系统特性更接近于鼠标，笔的耗电低，笔的制造简便。本专利技术的目的通过以下技术方案实现 一种位置指示与跟踪装置，包括信 号笔和信号接收处理器，所述信号接收处理器包含图像传感器、信号处理电路 等，所述图像传感器的信号输出连到所述信号处理电路，其特征在于信号笔 的笔头上有可以将光线沿原路逆向反射的反光物体，在图像传感器的镜头旁紧 靠有一组照明发光器件，其发光覆盖图像传感器的接收区域。图像传感器镜头旁的照明发光器件是一组红外发射管，所述的图像传感器 的光路内设置有对应于所述的照明发光器件的发光波长的带通滤光片，以提高 系统的信噪比；信号笔内有笔操作信号发射装置，信号接收处理器内有相应的 笔操作信号接收装置与信号处理电路相连；信号笔内的笔操作信号发射装置力要有信号发生电路和红外发射管构成，信号接收处理器中的笔操作信号接收装置主要由一个红外接收模块和解码电路构成；信号笔内的笔操作信号发射装置也可以是一个射频发射电路，同时信号接收处理器中的笔操作信号接收装置主要由一个射频接收模块和解码电路构成；在所述的信号笔内可以有一个笔头触 发开连接到笔头上，笔头触发开关信号线连到笔操作信号发射装置，以根据书 写动作自动触发笔操作信号发射；在信号笔内可以有一个以上的轻触开关和笔 操作信号发射装置相连；信号笔上的反光物体是一个表面有反光材料的球状物 体或柱状物体。为了进行不同方式的位置计算，在信号接收处理器中可以设置 有一个以上的图像传感器，每个图像传感器的镜头旁都有一组照明发光器件， 其发光分别覆盖各自对应的图像传感器的接收区域，例如可以设置两个图像传感器分别从白板的两个相邻角外侧指向白板区域，这样就可以通过计算笔在^:个图像传感器中的侧向角度，利用其交叉关系计算出其在白板上的坐标。在信 号处理电路中设置可与计算机进行通信的接口，这样可以与计算机进行通信， 将坐标和笔操作信息传输的计算机。由于采用了上述技术方案，本专利技术的位置指示和跟踪装置具有这样的有益 效果由于笔头上的反光物体高效率地将图像传感器镜头旁的照明发光器件发 出的光线反射进入图像传感器，使信号笔笔头在图像传感器成像中的亮度高于 背景物体，因此可以用现有技术简单地提取出信号笔笔头的位置数据，不需要 信号笔自身发光指示位置，这样就大大降低了信号笔的电耗；由于信号接收处 理器可以持续地跟踪信号笔，使白板系统的行为可以与鼠标的行为一致，解决 了精确点击的问题；由于信号笔笔头内不再需要安装发光器件，因此信号笔的 结构大大简化，可以实现多节伸縮长信号笔。 附图说明图1是本专利技术的实施例中信号笔的结构示意图。图2是本专利技术的实施例中信号接收处理器的原理框图。图中l一笔头，2 —反光物体，3 —笔壳，4一红外发射管，5—笔头触发开 关，6—信号发生电路，7 —轻触开关，8_电池，9一照明发光器件，IO—图像 传感器，ll一信号处理电路，12 —笔操作信号接装置。 具体实现方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。在图1中，信号笔主要由笔头1、反光物体2、笔壳3、红外发射管4、笔 头触发开关5、信号发生电路6、轻触开关7、电池8等构成。所述笔头l是由 耐磨的透明材料做成，反光物体2设置在笔头内，它是一个表面有反光材料的球状或柱状物体。笔头触发开关5是一个轻触开关，和笔头1的末端接触，通过导线连信号发生电路6，当进行书写或点击操作时，笔头l受到的压力传递到 笔头触发开关5使之动作，信号发生电路6根据此信号产生相应的编码载波信 号并驱动红外发射管4发光。笔壳3上有孔或透明窗口，以使红外发射管4的 发光可以射出。同样轻触开关7也连到信号发生电路6上，当其被按下时，信 号发生电路6也产生相应的编码载波信号并驱动红外发射管4发光。所述的笔 头触发开关可以是通常的轻触开关，也可以是其它机制的开关装置。图2中，本实施例中的信号接收处理器主要由图像传感器10、照明发光器 件9、信号处理电路11、笔操作信号接收装置12等构成。所述图像传感器10 是由CMOS图像传感芯片及镜头、滤光片等构成，其中滤光片是通光窗口对应于 所述照明发光器件9的发光波长的带通滤光片。所述的照明发光器件9是一组 红外发射管，它们的位置尽可能靠近图像传感器9的镜头，并连接到电源使之 被驱动发光，其安装的方向使其发光尽量均匀地照亮图像传感器9的接收区域。 信号处理电路11是一个类似于专利ZL011080477所描述的电路。笔操作信号接 收装置是由普通的红外遥控器中使用的红外接收模块和信号解码电路构成，其 信号输出到信号处理电路11上。信号处理电路11上有计算机接口电路，可以 将笔头的坐标信息和笔操作信息都传到计算机，以实现白板功能。信号笔内的红外发射管4发光波长为970纳米。信号接收处理器中的照明 发光器件9是波长为850纳米的红外发射管，共有4个，也可以是l个或更多。工作时，将信号接收处理器中的图像传感器10对准白板，同时所述的照明 发光器件9发射红外光，当信号笔进入白板区域时，其笔头1中的反光物体2 将上述照明发光器件9的光线高效地逆向反射进入图像传感器10;反光物体2 表面的反光材料为一种通常用于交通标志的反光膜，由于其高效反光特性，将使其在图像传感器中的亮度大大高于背景物体，这样用现有技术的信号处理电 路能可靠地检测出其位置，而不需要笔头自身发光。当进行书写或点击时，笔 头1接触白板表面并受力后触发笔头触发开关5，进而触发信号发生电路6产生调制于40KHz载波的编码信号，由红外发射管4发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种位置指示与跟踪装置，包括信号笔和信号接收处理器，所述信号接收处理器包含图像传感器、信号处理电路等，所述图像传感器的信号输出连到所述信号处理电路，其特征在于：信号笔的笔头上有可以将光线沿原路逆向反射的反光物体，在图像传感器的镜头旁紧靠有一组照明发光器件，其发光覆盖图像传感器的接收区域。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍炜，
申请(专利权)人：南京方瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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