一種可自由懸空運動的鼠標類定位裝置，可實時提供所指向位置的坐標參數，主要運用于計算機，投影儀，家用電玩等領域，它可以代替鼠標且讓鼠標脫離平面運動的束縛，可以使光槍類游戲在所有顯示器及投影儀上成為可能。發明專利技術裝置包括兩部分：光束發射器和接收處理單元，光束發射器發射出繞指示線旋轉的特征光束面（一字線光束窄帶或是光束有無、強弱的分界面），接收處理單元在屏幕周邊的均布幾個光學感應器件，當光學感應器件檢測到特征光束面并經過處理后得到坐標參數，再送到電腦主機或是其它中央單元處理，最后得到坐標位置并將光標通過視頻信號電纜顯示到屏幕對應位置上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及可自由懸空運動的鼠標類定位裝置。可運用于計算機，投影儀，家用電玩等領域。
技術介紹
背景1 當前的鼠標定位裝置都只能以平面滑動、手指觸摸滑動或是滾動球體的方式來確定位置，而不能脫離固定平面的束縛。背景2 當前CRT顯示器已經逐步被IXD、投影儀等新型顯示器取代，而配合CRT 顯示器使用的光槍，卻不能應用在新型的顯示器上，所以射擊類仿真游戲只能呆在游戲廳里，不能進入普通民眾家庭之中，導致家用電子游戲產品種類單一，不能滿足民眾業余生活的需要。
技術實現思路
本專利技術可以實現鼠標的自由懸空運動定位，使定位方式更加適用于家庭、電子課堂、講座等環境，大大方便民眾的生活、工作和學習需要。本專利技術結合光槍，可以使其脫離只能用CRT顯示器的限制，使光槍類游戲在LCD、 投影儀等信息顯示設備的使用成為可能，進而走進普通家庭，豐富民眾的業余生活需要。本專利技術結構框圖如圖1所示(以普通LCD為例)光束發射器發射出繞指示線旋轉的特征光束面(一字線光束窄帶或是光束有無、強弱的分界面)，屏幕周邊的8個光學感應器件(Al)檢測到特征光束面，接收處理單元記錄下感應信息并經過處理后，得到坐標參數，然后送到電腦主機或是其它中央單元處理，最后得到坐標位置并將光標通過視頻信號電纜顯示到屏幕對應位置上。本專利技術實現原理如下如圖2所示S是光束發射器，它向屏幕Z發射出一個特征光束面SPQ0，0點是指示線 SO投射到屏幕上的指示點，是待求得坐標參數的點。平面SPQO以相對恒定的轉速圍繞指示線SO旋轉，如圖所示從光學感應器A所在的SPQO平面繞SO順時針旋轉到B點所在的 SP，Q，0 平面。接收端在屏幕Z所在平面外側一定平行距離上均布8個光學感應器件(四個頂點各一個，分別為A、C、E、G，四邊中點各一個，分別為B、D、F、H)，當旋轉的特征光束面SPQO經過光學感應器件時，光學感應器件發送出一個特征信號，接收處理單元記錄下光學感應器件發出特征信號的時刻，當SPQO旋轉了一周回到起始點以后，一共得到9個時刻的數據，根據這9個數據就可以計算出相鄰的感應器件與指示線SO所在平面之間的夾角，如圖2所示的SPQO與SP，Q，0的夾角。因為一光束SO以一定角度入射到一矩形平面ACEG，光束SO分別與點A或B所在的平面SPQ0、SP’ Q’ 0形成的夾角不會隨著光束發射器S在沿SO直線方向上離指示點0的遠近而不同，所以平面ACEG對于圍繞SO旋轉的特征光平面SPQO來說，可以用ACEG在垂直于SO并經過0點的投影面上的正投影來計算。正投影如圖3所示矩形ACEG的正投影為平行四邊形，假設其名稱仍為ACEG，四個中點仍為BDHL如圖4所示，獨立出三角形A0C，并以BO為Y軸，B為原點建立直角坐標系，假設AB，BC的長度為一個標準單位1，0B長度為L，待求高度OM為h，角AOB記作α，角 BOC記作β，BA與X正軸夾角等于角BOM記作θ，設A點坐標為(x，y)，那么C點坐標就為 (-X，_y)，B點坐標為(0，0)，0點坐標為(0，L)，那么有ctanα =(L-y)/χ ctanβ =(L+y) /χ2 丄χ +y -1 h=Lcosθ =Lx 由以上4式可以得出h=2 (ctan α + ctanβ)/同理可以計算出點0與平行四邊行對邊EG的的距離，由相似三角形對應邊長之比相等原則，點0在線段麗中的比例等同于是點0在原矩形中的垂直方向上的比例，同理可得到水平方向上的比例經過PC或是其它中央處理單元處理后可得到實際坐標。實際使用時，配合PC或是其它中央處理單元端的定位校準軟件校定屏幕Z的四個角在平面ACEG中的比例后，然后便可使用。現實中存在問題主要是沒有專用元器件，首先，馬達考慮要高速低摩擦的，最好是空心內轉子軸電機，可以省去不必要的傳動機構，且轉動部分應當做成易更換消耗品。其次，光源如果選用一字激光源時，光束窄帶內存在線條狀不均勻，對接收端精度有影響，而且激光不易用調制信號調制，另外可用其它類型光源，比如使用LED，發射光束可以調制，可提高精度，但要考慮功率與發光點大小。附圖說明圖1為裝置結構框圖。圖2為實現方式示意圖。圖3為正投影示意圖。圖4為正投影分解計算示意圖。具體實施例方式手持光束發射器的作用就是要實現一旋轉的特征平面便于光線感應器接收，可由低功率一字線紅外激光發射管改裝，激光管固定，用馬達帶動前面的聚光鏡片旋轉的方式實現。或者可以用普通紅外廣角點光源，在其前面用馬達帶動一半透明另一半不透明的鏡片實現旋轉的特征平面。光學感應器用對應于光源波長的光敏器件，如PIN 二極管，接收處理單元先用運放放大，并轉換成數字信號，用小型單片機、ARM、FPGA等處理芯片接收信號。處理芯片設置一自由計數器，當有效信號進入時，記錄下此時自由計數器的值，存儲到對應的感應器所以序號中，當所有數據更新一遍后，根據每個感應器對應的計數值，就可以計算出各個光學感應器件之間的角度，其后計算成點在矩形的位置參數送入PC或是其它中央處理設備上，最終顯示到影像終端。權利要求1.一種適應各種屏幕使用的鼠標類定位裝置。2.包含可自由懸空的指示裝置和坐標測量裝置兩部分。3.指示裝置特點為發射出轉速基本恒定的圍繞指示線旋轉的特征光束面；特征光束面是一字線光束窄帶或是光束有無、強弱的分界面。4.坐標測量裝置特點為接收端為光學感應器件，布置在屏幕外側一定距離的矩形的四條邊上，且每條邊上必需有3個緊挨的感應器分成的兩個線段等長；裝置測量的直接參數是相鄰兩個感應器件接收到特征光束面的時刻，間接測量兩個等長線段在特征光束面旋轉一周時間內所占角度大小，且計算是建立在兩個等長線段及兩線段對應的所占角度基礎上；坐標參數以計算點在矩形中的水平垂直比例關系為依據。全文摘要一種可自由懸空運動的鼠標類定位裝置，可實時提供所指向位置的坐標參數，主要運用于計算機，投影儀，家用電玩等領域，它可以代替鼠標且讓鼠標脫離平面運動的束縛，可以使光槍類游戲在所有顯示器及投影儀上成為可能。專利技術裝置包括兩部分光束發射器和接收處理單元，光束發射器發射出繞指示線旋轉的特征光束面(一字線光束窄帶或是光束有無、強弱的分界面)，接收處理單元在屏幕周邊的均布幾個光學感應器件，當光學感應器件檢測到特征光束面并經過處理后得到坐標參數，再送到電腦主機或是其它中央單元處理，最后得到坐標位置并將光標通過視頻信號電纜顯示到屏幕對應位置上。文檔編號G06F3/033GK102541309SQ201210022189公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月1日 優先權日2012年2月1日專利技術者楊川 申請人:楊川本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊川，
申請(專利權)人：楊川，
類型：發明
國別省市：
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