交流指点光笔、多光笔识别装置及多光笔识别的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开交流指点光笔、多光笔识别装置及多光笔识别的方法。交流指点光笔的笔壳内设有交变光控制电路，该交变光控制电路分别与电源管理电路和光源电连接，接触式开关与交变光控制电路的开关靠近。多光笔识别装置的发射装置和接收装置在书写屏幕的同一侧或分置于两侧，发射装置包括第一、第二指点光笔，第一指点光笔为交流指点光笔；接收装置含相互电连接的摄像机和信号处理电路；摄像机镜头对准屏幕法线；信号处理电路含依次串联的放大电路、高速比较电路和识别控制电路，识别控制电路含多光笔识别模块。本发明专利技术的优点是：（１）只需在现有直流指点光笔基础上增加一交变光控制电路即可得交流指点光笔，结构简单。（２）多光笔识别装置能快速识别多光笔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交流指点光笔、多光笔识别装置以及多光笔识别的方法，可以实 现多指点光笔同时使用时的准确区分，所述多光笔识别装置及多光笔识别的方法可以应用 于多指点笔的交互式电子白板等多用户同时操作的系统中。
技术介绍
多光笔的识别技术在很多领域都有着广泛的应用，比如多用户使用的大屏幕交互 式电子白板系统中，其关键技术之一就是多光笔的识别。随着人机交互技术的发展，多用户操作越来越受到人们的重视，越来越多的产品 支持多用户同时操作。比如大屏幕指挥系统中，往往要实现多人同时指挥，对于当前常见的 单指点光笔装置，无法满足多用户操作的需求。另一方面，对于同一用户，也可以将多支指 点光笔结合使用，比如用两只指点光笔，其中一支光笔固定在操作对象上，另一光支笔围绕 它画圈，则可以实现对操作对象的旋转，或者两支光笔点在同一操作对象上往不同的方向 移动，则可实现对操作对象的拉伸或压缩等等，这些操作效果比起用单指点光笔实现更简 单方便，拥有广阔的应用前景。现阶段还没有出现一种即方便又准确的多光笔识别装置，本专利技术填补了这一方面 的技术空缺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多光笔识别装置，实现多指点光笔同时 存在时相互之间的识别。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是交流指点光笔主要包括笔壳、电池、 电源管理电路、接触式开关和发光体，所述电池和电源管理电路电连接，所述发光体包括光 源和导光棒，光源的发光端和导光棒固定连接，光源的另一端和接触式开关固定连接，笔壳 的前端设有与发光体相匹配的开孔，所述发光体置于该开孔中，所述导光棒的前端置于笔 壳外，所述电池、电源管理电路和接触式开关置于笔壳内，其中，所述笔壳内还设有交变光 控制电路，该交变光控制电路分别与电源管理电路和光源电连接，接触式开关与交变光控 制电路的开关靠近。本专利技术使用上述交流指点光笔的多光笔识别装置主要包括发射装置、接收装置和 书写屏幕，所述发射装置和接收装置置于书写屏幕的同一侧或分置于书写屏幕的两侧，所 述发射装置包括第一指点光笔和第二指点光笔，所述接收装置包括相互电连接的摄像机和 信号处理电路；所述摄像机的镜头对准书写屏幕的法线；所述信号处理电路包括依次串联 的放大电路、高速比较电路和识别控制电路，所述识别控制电路含有多光笔识别模块；所述 第一指点光笔为交流指点光笔。进一步地，本专利技术所述第二指点光笔为直流指点光笔。进一步地，本专利技术所述第二指点光笔为交流指点光笔。进一步地，本专利技术所述第二指点光笔和第一指点光笔的交变周期或占空比不同。进一步地，本专利技术所述识别控制电路包括摄像机驱动模块和多光笔识别模块，摄像机驱动模块与摄像机电连接，多光笔识别模块与高速比较电路电连接。本专利技术使用上述多光笔识别装置进行多光笔识别的方法主要包括如下步骤(1)摄像机开始工作；(2)将第一指点光笔和第二指点光笔同时与书写屏幕接触，以使第一指点光笔和 第二指点光笔的光源开始发光，所述第一指点光笔发出交流光；(3)第一指点光笔和第二指点光笔发出的光入射到摄像机并转换成电信号；(4)摄像机将所述电信号输入到信号处理电路的放大电路进行放大，放大后的电 信号经高速比较电路输入到识别控制电路的多光笔识别模块；(5)多光笔识别模块检测第一指点光笔和第二指点光笔的位置，并得到同一摄像 机的扫描周期内所检测到的指点光笔的个数；(6)在摄像机的相邻两个扫描周期内，若多光笔识别模块在其中一个扫描周期内 检测到单个指点光笔，而在相邻的另一个扫描周期内检测到两个指点光笔，则执行步骤；(7)若多光笔识别模块在步骤中的一个摄像机的扫描周期内检测到两个指点光笔 且其中一个指点光笔的位置比另一个指点光笔的位置更接近相邻的扫描周期内检测到的 单个指点光笔的位置，则更接近单个指点光笔的那个指点光笔为直流指点光笔，另一个指 点光笔为交流指点光笔。进一步地，本专利技术所述第一指点光笔的交变周期为所述摄像机的扫描周期的2 3倍，每个所述交变周期的占空比为1 1 2。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是(1)只需要在现有的直流指点光笔的基础上增加一个交变光控制电路就可得到本 专利技术的交流指点光笔，结构简单。(2)对于多光笔识别装置，现有技术通常采用亮度不同的两支指点光笔相结合的 方法，这种方法由于摄像机光学系统存在像差，对同一支指点光笔在屏幕边缘位置和中间 位置所成的像不同，从而容易造成多光笔识别时的误判断。而本专利技术采用交流指点光笔与 其它指点光笔(直流指点光笔或交流指点光笔)相结合的方法，识别时不会受摄像机光学 系统像差的影响，能够快速识别不同的指点光笔，且识别精度高、不易产生误判断。附图说明图1是本专利技术交流指点光笔的结构示意图；图2是本专利技术多光笔识别装置的工作原理图；图3是本专利技术多光笔识别装置中直流光笔的结构示意图；图4是本专利技术识别装置中信号处理电路的结构原理框图；图5是当本专利技术第一指点光笔的交变周期为CXD摄像机扫描周期的2倍，交变周 期的占空比为1 1，且交流指点光笔的交变跳跃点和CCD扫描周期起始点同步时，CCD扫 描输出信号经过放大电路和高速比较电路后指点光笔像的分布情况示意图；图6是当本专利技术第一指点光笔的交变周期为C⑶扫描周期的3倍，占空比为1 2 的情况下CCD扫描输出信号经过放大电路和高速比较电路后指点光笔像的分布情况示意图，其中，(a)是第一指点光笔在直流指点光笔的右边且多光笔识别模块每三个CXD 扫描周期只检测到一次交流光笔像的情况点光笔；(b)是第一指点光笔在直流指点光笔的 左边且多光笔识别模块每三个CCD扫描周期只检测到一次交流光笔像的情况；(c)是第一 指点光笔在直流指点光笔的右边且多光笔识别模块每三个CCD扫描周期检测到两次交流 光笔像的情况；(d)是第一指点光笔在直流指点光笔的左边且多光笔识别模块每三个CCD 扫描周期检测到两次交流光笔像的情况；图7是本专利技术识别控制电路中多光笔识别模块的工作原理图。 具体实施例方式如图1所示，交流指点光笔包括发光体、接触式开关13、交变光控制电路17、电源 管理电路14、电池15和笔壳16。其中发光体又包括导光棒11和光源12，发光体的前端置 于笔壳16外。笔壳16前端设有与发光体尺寸匹配的开孔。发光体置于该开孔中，并可以 沿开孔的轴向活动；电池15、电源管理电路14、交变光控制电路17和接触式开关13置于笔 壳16内；电池15和电源管理电路14相连接；交变光控制电路17分别与电源管理电路14 和光源12相连；光源12的发光端和导光棒11固定粘连；光源12的另一端连接一个接触式 开关13，接触式开关13与交变光控制电路17的开关靠近，随着发光体可以沿开孔的轴向活 动，在接触式开关13的作用下使得交变光控制电路17的开关能够断开或闭合。本专利技术使用了上述交流指点光笔的多光笔识别装置如图2所示，包括第一指点光 笔1、第二指点光笔2、书写屏幕3、摄像机4和信号处理电路5。其中，第一指点光笔1为交 流指点光笔，与书写屏幕3接触时发出交流光6 ；第二指点光笔2为直流指点光笔，与书写 屏幕3接触时发出直流光7。摄像机4镜头对准书写屏幕3的法线方向，以对整个屏幕成 像。交流指点光笔和直流指点光笔与书写屏幕3接触所产生的光入射到摄像机4，摄像机4 与信号处理电路5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流指点光笔，包括笔壳（１６）、电池（１５）、电源管理电路（１４）、接触式开关（１３）和发光体，所述电池（１５）和电源管理电路（１４）电连接，所述发光体包括光源（１２）和导光棒（１１），光源（１２）的发光端和导光棒（１１）固定连接，光源（１２）的另一端和接触式开关（１３）固定连接，笔壳（１６）的前端设有与发光体相匹配的开孔，所述发光体置于该开孔中，所述导光棒（１１）的前端置于笔壳（１６）外，所述电池（１５）、电源管理电路（１４）和接触式开关（１３）置于笔壳（１６）内，其特征是：所述笔壳（１６）内还设有交变光控制电路（１７），该交变光控制电路（１７）分别与电源管理电路（１４）和光源（１２）电连接，接触式开关（１３）与交变光控制电路（１７）的开关靠近。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭超然，李海峰，刘旭，黄文标，郑臻荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]