[实用新型]位置指示与跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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、发明专利公开号CN1305143A、名称为“用于计算机坐标与控制信息输入的系统及方法”的中国发明专利中有详细描述。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：(1)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。

实用新型内容

为了解决上述图像处理光笔位置跟踪技术中存在的问题，本实用新型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。

本实用新型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，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主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两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，本实用新型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，可以实现多节伸缩长信号笔。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中信号笔的结构示意图。

图2是本实用新型的实施例中信号接收处理器的原理框图。