CN103093606B - 激光交互控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种激光交互控制系统涉及一种光信号接收系统，具体为一种激光交互信号接收器和一种激光交互信号发射器。激光交互信号接收器由于采用了散光板结构，具有感光面积大、成本极低、可以不额外占用空间的特点，由于采用了可以对信号进行较复杂处理的信号处理装置，具有可以接收激光动作信号的功能；激光交互信号发射器包括激光器、电源、外壳，外壳上具有开关，其特征在于，具有信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的激光信号。

Description

激光交互控制系统
该分案申请的原申请的申请日为：2008年4月2日，申请号为：200810035508.x，名称为：激光遥控信号接收器及其配套的激光遥控信号发射器。
技术领域
本发明涉及一种光信号控制系统，具体为一种激光遥控系统。
背景技术
目前光信号的接收，特别是激光信号的接收大都使用光电池作为光信号的接收元件，比如自动水平激光标线仪等一些用于激光校准的设备上，有些激光遥控设备上也会用到光电池作为光信号接收元件。
但是，由于光电池价格较高，使这些设备的价格也较高。出于光电池价格较高的原因，很多应该使用光电池作为信号接收元件的设备，没有采用光电池。如一些激光遥控系统，现在广泛使用的是感光面积约为0.04cm2的光敏电阻或光敏三极管，然而想要很好的接收到激光信号，应至少采用感光面积为400cm2的光电池，其感光面积差了10000倍。所以现有的激光遥控装置无法满足要求。
即使排除光电池的价格因素，在一些产品上大量采用光电池，如电视机的激光遥控装置上装400cm2的光电池作为光信号接收元件，但是这样显然会严重影响电视机的外观。
因此光电池作为信号接收元件，存在价格较高、占用面积大的缺点。
由于激光具有较好的方向性，从理论上讲，一个激光遥控器可以遥控可视空间内的所有电器，因此我们可以利用激光的这一特性制造出可以遥控门、窗、遥控窗帘、电视、空调等家用设备及各种工业设备的遥控器，这是一种非常理想的遥控器，但现有的激光遥控器除受到信号接收元件的限制外，还存在不易操作、信号信息量少的问题，所以激光遥控器难以广泛地应用到日常生活中。
现在对微弱光信号的接收技术已经非常成熟，电视机的遥控功能是这一方面很好的体现。现有的电视机，在普通的白色墙壁的房间里，通过红外遥控器可以朝向任何一个方向对电视机进行遥控。红外二极管发射出的微弱的光线，经墙壁漫反射后变得非常微弱。这样微弱的光线仍然可以顺利的对电视机进行遥控。
由本发明人申请的公告日为2008年02月6日，申请号为200720018952.1，名为激光遥控接收装置的激光遥控接收器辅助器件，通过感光罩对激光进行散射，使激光可以轻易的照射到光敏元件上，从而极大的增加了感光面积，但这项专利中所述的感光罩要求光敏元件位于感光罩的后面，而且该专利中所述的激光遥控接收装置是激光遥控接收器辅助器件，并不是一个完整的接收器，需要与现有激光遥控器结合使用，但出于现有激光遥控器存在的不足，只能较好的应用于简单的遥控，如遥控电器的开关，对电器的复杂遥控并不适用，还需要配备面积较大的感光罩，影响了现有电器的体积和美观。
基于微弱光信号的接收技术，以激光遥控接收装置的设计理念作为参考，可以制造出易操作、信号信息量大、成本低、可以对视线内几乎所有电器进行复杂遥控的激光遥控系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光交互控制系统，所述激光交互信号接收器是一种特别适用于激光信号接收的激光交互信号接收器，具有感光面积大、成本极低、可以不额外占用空间的特点，具有可以接收激光动作信号的功能；而所述激光交互信号发射器可以跟人手很好的配合，利用人的手势发出多种多样的控制信号。
一种激光交互信号接收器，它包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，其特征在于，它还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板由可以对激光产生散射或漫反射的材料制成，所述散射包括因杂乱的折射或杂乱的发射造成的假散射，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置。最好是不经反射即可到达的位置。
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面可视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号。
原有的激光遥控系统中，只有激光直接照射到感光面才能完成遥控。采用上述设计后只要激光照射到较感光面面积大无数倍的散光板上，散光板便会对激光进行发散，使其照射到感光面，使感光面感光，依此将感光面积扩大了无数倍。显然感光面朝向散光板更有利于接受光信号，但上述内容中并没有提到感光面要朝向散光板，这是因为在一些光信号处理中感光面不朝向散光板更有利。
所述散光板可以呈透明、不透明或者半透明状，不受形状限制。散光板可以是被遥控物体的某一部分，如散光板可以是墙壁、窗户、门窗、显示器屏幕、机器的外壳等。
所述散光板呈不透明状时，所述光敏元件位于散光板的激光照射面。若散光板呈透明或者半透明状，所述光敏元件设置在散光板的激光照射面，也可在所述散光板的背激光照射面。
上述对散光板及光敏元件的要求，满足“散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束，不经反射即可到达的位置”的要求，散光板起到了对激光进行发散的作用。由此可见本发明中对散光板的要求非常宽泛。特别是可以以“被遥控物体的某一部分”作为散光板，使本发明不需要额外的占用空间，不会影响产品美观。
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号。
所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，可以选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择。
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，对单个及多个所述光敏元件的电信号进行比较或者求差。
所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势。
所述信号比较模块对多个所述光敏元件进行求差，可以判断所述散光板上的激光光照面距离哪个光敏元件更近。以便通过判断所述激光光照面与所述光敏元件之间的远近距离，将所述散光板面划分成多个代表不同数字量的数字化的区域。
所述信号处理装置还包含有微型处理器，微型处理器与选频模块、信号比较模块通信连接，对经过所述选频模块输出的电信号以及信号比较模块输出的电信号进行逻辑分析。
上述内容使所述信号处理装置通过接收所述光敏元件传来的电信号，可以对光信号中频率和振幅携带的信息进行处理，也可以对所述散光板上的激光光照面的运动情况所携带的信息进行处理，或者结合起来进行处理。
所述光敏元件上设置有滤光通道，以减少所述散光板以外射来的光线的干扰，增加灵敏性和抗干扰性；所述滤光通道上设置有透光口，所述光敏元件设置在距所述透光口有一定距离的位置，所述光敏元件的感光面通过所述透光口光线连接到所述散光板上。
所述散光板为平面散光板，所述光敏元件接收所述散光板激光光照面上的光信号，此时，所述透光口呈细长的缝状。
若所述光敏元件需要接收所述散光板上特定部分的光信号，所述透光口根据需要可以缩短，甚至缩小成点状。
所述透光口根据所述散光板的凹凸情况，可呈长条状，并可以适当的增加宽度。
激光交互信号发射器，包括激光器、电源、外壳，外壳上具有开关，其特征在于，具有信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的激光信号。
所述激光器可以包括两个激光器，一个为用于提供视觉反馈的发射可见光的激光器，另一个为用于作为信号载体的发射红外线的激光器，两个激光器发出的光线平行。
可见光线为人提供视觉反馈，红外光线作为信号载体具有较可见光更好的抗干扰性。
所述信号发生模块可以产生多种电信号，与开关按键通信连接，开关上具有按键，每个按键对应以一种电信号。
显然通过按键的数量可以增加信号的多样性，但按键数目最好不要太多。
所述激光交互信号发射器的外壳上具有用于固定在手指上的固定结构。
该固定结构为戒指状的，通过该固定结构将激光交互信号发射器固定在手指上，并可以跟随手指的动作产生相应的光信号。最好将激光交互信号发射器戴在右手食指上，因为人们通常习惯使用右手食指指东西和打手势。右手的食指具有很好的方向感，手枪的设计中一直都在利用这一点。
为了让人使用起来更加舒适，外壳上装有两个固定结构，两个固定结构之间通过导线连接，一个固定结构上装有激光器，另一个固定结构上装有开关。
使用时装有激光器的固定结构，戴在食指上，装有开关的固定结构戴在中指上，激光器的光照方向朝向指尖，开关的按键朝向拇指。用拇指按开关的按键，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的动作带动激光动作。
激光交互控制系统的几个实施例：实施例1用于控制电灯；实施例2用于电视机；实施例3用于投影仪系统；实施例4用于窗帘。
施例1：
激光遥控电灯包括电灯、遥控器、遥控接收器。
用于激光遥控电灯的激光交互信号接收器，其特征在于，所述遥控器采用上述的激光交互信号发射器；所述遥控接收器采用上述的激光交互信号接收器，信号比较模块采用对单个光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较的信号比较模块；所述激光交互信号接收器的光信号接收部分包括一个光敏三极管和散光板，散光板为扇形的扁平的盒子，由半透明塑料制成。
散光板采用半透明的盒子是为了使光进入盒子的腔体后重复发生多次反射，增加感光面上的光强。
在外界光线不是很强的地方可以直接用墙面代替盒子作为散光板。因为人们使用电灯的环境一般不会光线很强，所以以墙面为散光板是具有可行性的。只要光敏元件斜朝向墙面，其他结构与以扇形的扁平的盒子为散光板的激光交互信号接收器相同。
出于更加形象化和便于理解的考虑，下面仍然以扇形的扁平的盒子为散光板的激光交互信号接收器为例进行说明。
散光板的上层主要对光信号进行散射，散光板的下层对光信号进行漫反射。
光敏三极管位于扇形的散光板的顶端部分，并位于散光板受激光照射一面的背面。由于光信号经过散射和漫反射后散光板内到处都有光信号，所以感光面的朝向不大受制约。但为了使光敏三极管更好的接收光信号，使感光面朝向扇形的散光板的弧形部分。
激光的光照面位于散光板上，离扇形的散光板的顶端部分较远时光敏三极管接收的光信号强度，较离扇形的散光板的顶端部分较近时光敏三极管接收的光信号强度弱，因而产生的电信号强度也弱。
以电信号强度的变化情况作为控制信号，对电灯进行控制。
实施例2
现有的电视机采用的遥控系统，需要体积较大的一对一的按键复杂的遥控器，一种可以适用于视线内多种电器的体积小的通过简单的手势进行遥控的遥控器会更适合人们使用。
以电视机的屏幕作为散光板，是信号接收部分，以戒指状的激光交互信号发射器为遥控器。电视机屏幕虽然是光滑的玻璃，但玻璃覆盖的部分并不光滑，可以对光产生很好的散射。
其实光滑的玻璃也可以作为散光板，因为没有绝对光滑的玻璃，它们都会对光产生漫反射或散射。试验表明，用普通激光笔产生的激光照射光滑的玻璃，在任何方向都可以看到光点，即可以产生较强的漫反射。
在电视机外壳与电视机屏幕外部接触的位置装有光敏元件，电视机屏幕上方、下方、左方、右方的中部各至少装有一个光敏元件。感光面微微朝向电视机屏幕。
位于上方和下方的光敏元件，接收到被电视机屏幕散射后的光信号，产生相应的电信号，传递给信号处理装置。信号处理装置对两个光敏元件传来的电信号求差后，通过分析差值和差值的变化情况，可以得到激光的光照面在电视机屏幕上上下纵向运动的情况。
位于左方和右方的光敏元件，接收到被电视机屏幕散射后的光信号，产生相应的电信号，并传递给信号处理装置。信号处理装置对电信号求差后，通过分析差值和差值的变化情况，可以得到激光的光照面在电视机屏幕上左右横向运动的情况。
在不进行非常复杂的遥控的情况下，可以只对电信号进行比较式的求差，而不进行具体的模拟量的分析，从而只是将散光板面划分成多个代表不同数字量的数字化的区域。
通过分析光照面横向和纵向的运动情况，可以得到光照面在整个电视机屏幕上的运动情况。通过分析光照面在电视机屏幕上的运动情况，对电视机进行相应控制。
如，利用在电视机屏幕左侧向上和向下运动的激光的光照面作为调声音的信号；利用在电视机屏幕右侧向上和向下运动的激光的光照面作为调台的信号。除此之外可以利用一些简单动作的简单组合对电视机进行复杂的遥控，也可利用动作与按键结合的方式对电视机进行复杂的遥控。
实施例3
在教学和会议当中经常会用到投影仪，由于讲解人讲解时往往需要离开鼠标所在位置，需要翻屏的时候要停止讲解，回到鼠标所在位置进行操作，这样便打断了讲解，引起了不便。现在有在投影仪系统中加装摄像头的设计，通过摄取的图像对电脑进行操作。但这种设计结构复杂、成本高、操作困难、容易出现误操作，正因如此这种系统没有得到推广。
激光交互信号接收器以投影仪系统的屏幕作为散光板，至少两个光敏元件装在投影仪上，朝向散光板。
两个光敏元件之间装有较两个光敏元件的感光面所在平面凸出的遮光凸起，通过对一侧的光线进行遮挡增强光照面位于屏幕两侧时光敏元件所接收的光信号强度的差值。以镜头为遮光凸起，两个光敏元件分别位于镜头的左方和右方。
工作原理与激光交互信号接收器应用于电视机相同，但仅以激光信号在屏幕上横向的动作情况作为遥控信号信息。
以向右运动的激光光照面为使幻灯片翻入下一屏的信号，以向左运动的激光光照面为使幻灯片翻入上一屏的信号。
激光交互信号发射器具有至少两个按键，一个按键控制激光器发出非控制的激光信号，仅起指示作用；一个按键控制激光器发出符合信号处理装置设定的进行控制的激光信号的信号，作为控制信号。
实施例4
激光交互信号接收器以窗帘的帘体为散光板，光敏元件位于窗帘周围。
光敏元件有四个，分别位于帘体的上方、下方、左方、右方，如同激光交互信号接收器应用于电视，信号处理装置通过对信号求差，分析感光面的运动情况。
信号处理装置连接动力机构，动力机构连接帘体。信号处理装置分析光照面的运动情况，通过控制动力机构控制窗帘的运动。
激光光照面自左边运动到右边，控制帘体连续向右运动；激光光照面自右边运动到左边，控制帘体连续向左运动；运动过程中出现激光光照面自上方运动到下方或自下方运动到上方的情况，帘体运动停止。
以上述技术内容为基础，显然可以在不必再经过创造性的劳动的情况下设计出装有该激光交互信号接收器的门、窗、风扇、空调、音响，当然要完成该激光交互信号接收器对这些装置很合理的控制，肯定是需要付出创造性的劳动的。
可以看出上述四个实施例中没有对激光交互信号发射器进行限制，唯一的要求是频率段与激光交互信号接收器的要求对应，只要上述激光交互信号接收器的信号频率一致，我们就成功实现了一个遥控器对多种电器进行复杂遥控的目的。
为了使激光交互信号发射器具有更好的通用性，对于一些允许通用的电器的激光交互信号接收器可以将频率段设置的尽量宽一些。如将电视、电灯、风扇等的激光交互信号接收器频段设置在500HZ以上，满足这一要求的激光交互信号发射器都可对其进行遥控。
应当注意以下问题：最应当注意的是，上述的激光遥控接收器最根本的目的是为了增大激光遥控系统中光敏元件的感光面积，对在散光板上运动的光照面的动作信息进行采集是建立在增加了光敏元件的感光面积上的，并且仅仅是对光照面的动作信息进行分析，并不是对光信号进行简单的追踪。
因此本发明中的激光交互信号接收器与多种现有的与其可视为结构上相同的产品有本质的区别。如用在门上的红外线感应装置，如果将人视为散光板，那么它与本发明中激光交互信号接收器的结构相同，但是首先它不是用于接收激光信号；再者它的目的根本不是为了增加光敏元件的感光面积；再次者它不是对光照面的动作信息进行分析，而是对人的动作进行分析。
红外遥控器的接收光信号的部分，具有透明的滤光玻璃，滤光玻璃后面装有光敏元件，若将滤光玻璃视为散光板，结构上符合本发明中的描述，但很显然其用途并不是扩大光敏元件的感光面积，所以与本发明无关。
激光制导导弹上所使用的导弹激光制导系统，利用照在目标物体上的激光光照面对目标物进行追踪，如果将目标物视为散光板，那么它与本发明中激光交互信号接收器的结构相同，但是我们知道它的目的根本不是为了增加光敏元件的感光面积，而是对激光光照面进行追踪，是一种激光制导系统，不是激光遥控系统，另外目标不可能是导弹的组成部分，所以也与本发明无关。
由上述内容可见，现实中符合本发明中的描述的装置不胜枚举，但这些装置的各部件的用途显然与本发明中相应的部件的用途有本质的区别。
由于光信号经过散射后，强度大大减小，为了使激光接收器有更好的敏感性和抗干扰性，激光信号最好采用振荡的激光信号；
由上述内容宽可知，本发明所述的激光为一束较细的光，与是否具有激光的其它特性无关，因此本发明中所述的激光可以是一束较细的非激光光源发出的光。
有益效果：本发明中所述的激光交互信号接收器适用于光信号接收，特别适用于激光信号接收；成本低，很多情况下较光电池相比可以降低上万倍甚至更多的成本；占用面积小，可以使用受控物的某一部分作为散光板，不占用任何额外面积。
本发明中所述的激光交互信号发射器采用戒指状的设计，固定在手指上，便于发射与手指动作对应得动作光信号，使用和携带都非常方便。
激光交互控制系统一起使用，可以轻松对视线内几乎所有电器实现遥控。
用一个戒指对家中各种电器，甚至窗帘、门、窗等家具进行遥控的控制方式，由所述内容可知，已经利用本发明得以实现。
附图说明
图1为激光交互信号发射器整体图和电气原理图；
图2为具有一个戒指状的固定结构的激光交互信号发射器的正面视图和侧面视图；
图3为具有两个戒指状的固定结构的激光交互信号发射器的侧面视图；
图4为用于控制电灯的激光交互信号接收器的散光板部分结构图；
图5为用于电视机的激光交互信号接收器的正面视图；
图6为用于电视机的激光交互信号接收器的滤光通道整体图和内部结构图；
图7为用于投影仪系统的激光交互信号接收器整体图；
图8为用于投影仪系统的激光交互信号接收器的投影仪部分结构图；
图9为用于窗帘的激光交互信号接收器整体图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种激光交互控制系统中的激光交互信号发射器，参照图1，外壳11上具有开关111，外壳11内具有电源112、信号发生模块113、信号放大模块114、激光器115，电源112连接信号发生模块113、信号放大模块114、激光器115，信号发生模块113连接信号放大模块114，信号放大模块114连接激光器115，信号发生模块113产生振荡的电信号，并将电信号传递给所连接信号放大模块114，信号放大模块114将电信号放大后驱动激光器115发出与电信号相对应的激光信号。
激光交互信号发射器的结构的两种设计如下所述。
参照图2，激光器共有两个211、212，激光器211发射可见光，激光器212发射红外线，两个激光器211、212发出的光线平行。可见光线为人提供视觉反馈，红外光线作为信号载体具有较可见光更好的抗干扰性。
信号发生模块可以产生多种电信号，与开关213按键连接，开关上具有三个按键，每个按键对应以一种电信号。
激光交互信号发射器的外壳21上具有戒指状的固定结构214。通过固定结构214可将激光交互信号发射器固定在手指上，产生跟随手指动作的光信号。可以将激光交互信号发射器戴在右手食指上，用拇指控制按键213。因为人们通常习惯使用右手食指指东西和打手势。右手的食指具有很好的方向感，手枪的设计中一直都在利用这一点。
参照图3，为了让人使用起来更加舒适，在外壳上进行如下改变，外壳上设有两个戒指状的固定结构321、322，两个固定结构321、322之间通过导线323连接，固定结构321上装有激光器，另一个固定结构322上装有开关3221、电源、信号发生模块、信号放大模块。
使用时装有激光器的固定结构321，戴在食指上，装有开关的固定结构322戴在中指上，激光器的光照方向朝向指尖，开关3221的按键朝向拇指。用拇指控制开关3221的按键，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的动作带动激光动作。
激光交互控制系统中的激光交互信号接收器，包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，具有由可以对光起散射、漫反射等发散作用的材料制成的散光板，位于从光敏元件的感光面引不经过不透明物体的直线可以到达的位置。
信号处理装置，接收光敏元件传来的电信号，可以是对光信号中因频率和振幅变化而携带的信息进行处理，也可以是对光照面运动情况携带的信息进行处理，或者结合起来进行处理。信号处理装置装有单片机，单片机负责逻辑处理。单片机根据信号处理装置所在设备的不同有不同的程序设计。
光敏元件上可以加滤光通道，以减少散光板以外射来的光线的干扰，增加灵敏性和抗干扰性。滤光通道具有透光口，内部距透光口有一定距离的位置装有光敏元件，光敏元件的感光面可以通过透光口引出到散光板的直线。
实施例1：
现在有多种遥控电灯，遥控电灯包括遥控器、信号接收器、电灯。
激光交互信号发射器作为遥控器，激光交互信号接收器作为信号接收器。激光交互信号接收器的散光板部分结构参照如图4。
散光板41为扇形的扁平的盒子，由半透明塑料制成。散光板41的上层主要对光信号进行散射，下层对光信号进行漫反射。
光敏三极管42位于扇形的散光板41的顶端部分，并位于散光板41受激光照射一面的背面。由于光信号经过散射和漫反射后散光板41内到处都有光信号，所以光敏三极管42的感光面的朝向不大受制约。但为了使光敏三极管42更好的接收光信号，使感光面朝向散光板41的弧形部分。
激光的光照面位于散光板41上，离扇形的散光板41的顶端部分较远时光敏三极管42接收的光信号强度，较离扇形的散光板41的顶端部分较近时光敏三极管42接收的光信号强度小，因而产生的电信号强度也小。
因此光敏三极管42可以将光信号的光照面在散光板41上的运动情况转化成强弱变化的电信号，传递给信号处理装置。
信号比较模块采用对单个光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较的信号比较模块。信号比较模块具有电容和放大器，接收到相应的光信号后，对光信号引起的电信号进行采样，电信号经放大器放大产生与光信号强度对应的电压值，给电容迅速充电到该电压值。
再次采样，放大器产生与此时的光信号对应的电压值，该电压值与电容电压值比较，增加记为1，减小计为-1，不变计为0，同时以该电压值给电容充电，准备下一次比较。
采样频率取每秒钟50次，一秒钟内的所有比较值进行求和，值大于10视为光照面向光敏元件处移动，值小于-10视为光照面向远离光敏元件处移动，值位于两者之间视为光照面没有移动。
信号处理装置接收光敏三极管42传来的电信号。信号处理装置对电信号进行处理，确认是对应的激光交互信号发射器发射来的信号后，通过分析电信号强弱变化情况，分析电灯所处状态对电灯进行相应控制。
在电灯熄灭的情况下，通过遥控器将激光照在散光板41上，使光照面数秒钟内不做大幅度运动。信号处理装置对电信号进行处理后，控制电灯打开，并处于中等亮度。
在电灯打开的情况下通过遥控器将激光照在散光板41上，使光照面从离扇形的散光板41的顶端部分较近的位置，向较远的位置运动。信号处理装置对电信号进行处理后，控制电灯增加亮度。
在电灯打开的情况下通过遥控器将激光照在散光板41上，使光照面从离扇形的散光板41的顶端部分较远的位置，向较近的位置运动。信号处理装置对电信号进行处理后，控制电灯降低亮度。
在电灯打开的情况下，通过遥控器将激光照在散光板41上，使光照面数秒钟内不做大幅度运动。信号处理装置对电信号进行处理后，控制电灯关闭。
使扇形的散光板41的弧形部分位于上方，顶端部分位于下方，贴在墙壁上。因此可以用抬手的动作遥控电灯增加亮度，用落手的动作遥控电灯降低亮度，用停住不动的动作遥控电灯的开关。结合了人们惯用的手势对电灯进行遥控，容易掌握遥控方法，且使用方便。
实施例2：
参照图5，激光交互信号接收器包括四个滤光通道521、522、523、524及装在里面的光敏三极管和散光板。散光板525使用电视机屏幕。
各滤光通道具有相同的基本结构，以滤光通道521为例，参照图6进行说明，滤光通道521的透光口上装有防止灰尘进入和进行滤光的红色的玻璃5212，滤光通道521里面装有感光面朝向红色的玻璃5212的光敏三极管。
参照图5，滤光通道521、522、523、524装在电视机外壳526与电视机屏幕525外部接触的部分，分别位于电视机屏幕上方、下方、左方、右方的中部，感光面朝向散光板525。
所述信号处理装置连接电视机电路，信号处理装置装里有单片机。
信号处理装置接收到光敏三极管传来的电信号后，对散光板525（电视机屏幕）上方和下方的光敏三极管传来的电信号进行求差，对左方和右方的光敏三极管传来的电信号进行求差。通过对差值滤波，得出是相应的遥控器传来的遥控信号后，对信号进行分析。当光照面偏于散光板525（电视机屏幕）上方时，上方的光敏三极管接收到的光信号较下方的光敏三极管接收到的光信号强，单片机存入0。光照面偏于下方时，下方的光敏三极管接收到的光信号较上方的光敏三极管接收到的光信号强，单片机存入1。光照面偏于左方时，左方的光敏三极管接收到的光信号较右方的光敏三极管接收到的光信号强，单片机存入0。光照面偏于右方时，右方的光敏三极管接收到的光信号较左方的光敏三极管接收到的光信号强，单片机存入1。
单片机首先读取上方和下方的光敏三极管传来的电信号的差，存入数据。再读取左方和右方的光敏三极管传来的电信号的差，存入数据。并将两个数据进行整合。即光照面位于左上方时，单片机读入00；光照面位于左下方时，单片机读入10；光照面位于右上方时，单片机读入01；光照面位于右上方时，单片机读入11。
上述过程将散光板面划分成了四个代表不同数字量的数字化的区域。
通过上述方法，将散光板525（电视机屏幕）分成了四个数字区域。
单片机对差值信号，每秒钟扫描十次。开机状态下，如果扫描结果与上次相同，数据不记入单片机。如果扫描结果与上次不同，则数据记入单片机，并利用这些数据判断对电视机进行如何操作。光照面情况、单片机数据状况、电视机受控动作对应情况如下：
关机状态下光照面连续位于散光板525（电视机屏幕）上五秒钟，即单片机五秒钟内只要连续有数据读入，不管读入了任何数据，都会控制信号处理装置打开电视机。
开机状态下，光照面自左上方移动到左下方，单片机读入的数据为0010，控制电视机连续调低音量。
三秒钟内再次使光照面自左上方移动到左下方，单片机再次读入为0010的数据，控制电视机快速调低音量。多次执行该操作，可以进一步加快调低音量速度。
开机状态下，光照面自左下方移动到左上方，单片机读入的信号为1000，控制电视机调高音量。
三秒钟内再次使光照面自左下方移动到左上方，单片机再次读入为1000的数据，控制电视机快速调高音量。多次执行该操作，可以进一步加快调高音量速度。
调高或调低音量状态下，只要光照面做跨左半部分和右半部分的运动，即不管单片机读入的是0001、0100、1011、1110、0011、1100、0110、1001中的哪个数据，都会控制信号处理装置执行停止调高或调低音量的操作。
开机状态下，光照面自右上方移动到右下方，单片机读入的数据为0111，控制电视机连续向频道标号减小的方向连续调台。调台速度较慢，调台频率设为五秒钟。
三秒钟内再次使光照面自右上方移动到右下方，单片机再次读入为0111的数据，控制电视机加快调台。多次执行改操作，可以进一步加快调台速度。
开机状态下，光照面自右下方移动到右上方，单片机读入的数据为1101，控制电视机连续向频道标号增加的方向连续调台。调台速度较慢，调台频率设为五秒钟。
三秒钟内再次使光照面自右下方移动到右上方，单片机再次读入为1101的数据，控制电视机加快调台。多次执行改操作，可以进一步加快调台速度。
调台状态下，只要光照面做跨左半部分和右半部分的运动，即不管单片机读入的是0001、0100、1011、1110、0011、1100、0110、1001中的哪个数据，都会控制信号处理装置执行停止调台的操作。
开机状态下，使光照面自左上方移动到右下方，单片机读入的数据有两种可能，000111和001011。
两秒钟内再由右上方移动到左下方，单片机读入的数据有两种可能，010010和011110。
两个动作后单片机会对上述两组数据进行组合，总共可能有四组数据读入单片机，分别为000111010010、000111011110、001011010010、001011011110。
读入这四组数据的任何一组，都控制信号处理装置控制电视机关闭。
改变两个动作的顺序，先使光照面自右上方移动到左下方，两秒钟内再由左上方移动到右下方，单片机同样可能读入四组数据，读入的这四组数据的任何一组，同样也都控制信号处理装置控制电视机关闭。
实施例3：
参照图7，投影仪系统有投影仪61和屏幕62，激光交互信号接收器以投影仪系统的屏幕62作为散光板。
参照图8，激光交互信号接收器的两个光面元件612、613装在投影仪61上，分别位于镜头611的左方和右方。
激光交互信号接收器应用于投影仪系统中的工作原理与激光交互信号接收器应用于电视机相同。通过对信号求差将屏幕分成两份，以激光信号在屏幕上的动作情况作为遥控信号信息。
激光交互信号发射器具有至少两个按键，一个按键控制激光器发出非控制的激光信号，仅起指示作用；一个按键控制激光器发出符合信号处理装置设定的进行控制的激光信号的信号，作为控制信号。
信号处理装置以激光光照面向右运动的信号作为使幻灯片翻入下一屏的信号，以激光光照面向左运动的信号为使幻灯片翻入上一屏的信号。
实施例4：
现在的窗帘不能遥控。
参照图9，激光交互信号接收器以窗帘的帘体为散光板71，光敏元件位于窗帘周围。
光敏元件72、73分别位于帘体的左方和下方，另有两个光敏元件分别位于帘体的上方和右方，如同激光交互信号接收器应用于电视，信号处理装置过对信号求差，将帘体分成四部分。
信号处理装置连接动力机构，动力机构连接帘体。信号处理装置分析光照面的运动情况，通过控制动力机构控制窗帘的运动。
激光光照面自左边运动到右边，控制帘体向右运动；激光光照面自右边运动到左边，控制帘体向左运动；运动过程中出现激光光照面自上方运动到下方或自下方运动到上方的情况，帘体运动停止。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (34)

1.一种激光交互信号接收器，它包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
它还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号。
2.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述信号处理装置通过接收所述光敏元件传来的电信号，对所述散光板上的激光光照面的运动情况所携带的信息进行处理。
3.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：散光板是被遥控物体的一部分。
4.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：散光板是墙壁、窗户、门窗、显示器屏幕、机器的外壳中的一种。
5.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束，不经反射即可到达的位置。
6.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述散光板呈不透明状，所述光敏元件位于散光板的激光照射面。
7.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述散光板呈透明或者半透明状，所述光敏元件设置在散光板的激光照射面，也可在所述散光板的背激光照射面。
8.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述信号比较模块对多个所述光敏元件进行求差，判断所述散光板上的激光光照面距离哪个光敏元件更近。
9.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述信号处理装置通过接收所述光敏元件传来的电信号，对光信号中频率和振幅携带的信息进行处理。
10.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：两个光敏元件之间装有较两个光敏元件的感光面所在平面凸出的遮光凸起。
11.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述光敏元件上设置有滤光通道，以减少所述散光板以外射来的光线的干扰。
12.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：激光交互信号接收器包括四个滤光通道。
13.根据权利要求11或12所述的激光交互信号接收器，其特征在于：滤光通道的透光口上装有防止灰尘进入和进行滤光的红色的玻璃，滤光通道里面装有感光面朝向红色的玻璃的光敏三极管。
14.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：将散光板面划分成了四个代表不同数字量的数字化的区域。
15.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：散光板是墙壁、窗户、门窗、显示器屏幕、光滑的玻璃、机器的外壳、窗帘的帘体中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：对在散光板上运动的光照面的动作信息进行采集是建立在增加了光敏元件的感光面积上的，并且是对光照面的动作信息进行分析。
17.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：信号处理装置装有单片机，单片机负责逻辑处理。
18.根据权利要求11或12所述的激光交互信号接收器，其特征在于：滤光通道具有透光口，内部距透光口有一定距离的位置装有光敏元件，光敏元件的感光面通过透光口引出到散光板的直线。
19.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：信号比较模块采用对单个光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较的信号比较模块。
20.根据权利要求1所述的激光交互信号接收器，其特征在于：所述激光交互信号接收器装在门、窗、风扇、空调或音响中至少一种设备上。
21.激光遥控电灯，包括电灯、遥控器、遥控接收器，其特征在于，所述遥控器采用激光交互信号发射器，所述遥控接收器采用激光交互信号接收器；
激光交互信号发射器，包括激光器、电源、外壳，外壳上具有开关，还包括一信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的激光信号；
激光交互信号接收器，包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
激光交互信号接收器，还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号。
22.权利要求21所述的激光遥控电灯，其特征在于，用抬手的动作遥控电灯增加亮度，用落手的动作遥控电灯降低亮度。
23.权利要求21所述的激光遥控电灯，其特征在于，用停住不动的动作遥控电灯的开关。
24.激光遥控电视，包括遥控器、遥控接收器，其特征在于，所述遥控器采用激光交互信号发射器，所述遥控接收器采用激光交互信号接收器；
激光交互信号发射器，包括激光器、电源、外壳，外壳上具有开关，还包括一信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的激光信号；
激光交互信号接收器，包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
激光交互信号接收器，还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号；
以电视的屏幕作为散光板。
25.根据权利要求24所述的激光遥控电视，其特征在于：利用在电视屏幕左侧向上和向下运动的激光的光照面作为调声音的信号。
26.激光遥控投影仪系统，其特征在于，包括一激光交互信号接收器；
激光交互信号接收器，包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号；
激光交互信号接收器以投影仪系统的屏幕作为散光板，至少两个光敏元件装在投影仪上，朝向散光板。
27.激光遥控窗帘，其特征在于，包括一激光交互信号接收器；
激光交互信号接收器，包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号；
激光交互信号接收器以窗帘的帘体为散光板。
28.根据权利要求27所述的激光遥控窗帘，其特征在于：信号处理装置连接动力机构，动力机构连接帘体，信号处理装置分析光照面的运动情况，通过控制动力机构控制窗帘的运动。
29.根据权利要求27所述的激光遥控窗帘，其特征在于：激光光照面自左边运动到右边，控制帘体连续向右运动。
30.根据权利要求27所述的激光遥控窗帘，其特征在于：激光光照面自右边运动到左边，控制帘体连续向左运动。
31.激光交互控制系统，其特征在于，包括一种激光交互信号接收器，以及一激光交互信号发射器；
一种激光交互信号接收器，它包括光敏元件及与其相连的信号处理装置，所述信号处理装置包含有与光敏元件信号连接的选频模块，选取一定频率段的电信号接收，将无关电信号滤除，从而实现对光信号的频率选择；
所述信号处理装置还包含有信号比较模块，所述信号比较模块对单个所述光敏元件的电信号不同时间的强度进行比较或求差，以便判断电信号的变化趋势进而判断光信号的变化趋势；
还包括一具有对激光起发散作用的散光板，所述散光板位于所述光敏元件的感光面光线中至少一束可到达的位置；
所述散光板对照射在所述散光板上的光进行散射或漫反射后，所述散光板的激光光照面视为发射光信号的光源，即在所述散光板上有一个与激光信号的频率相同、强度相对应的光源，从而将方向性很强的激光信号转变为由所述散光板上指定位置射出的普通光信号；散光板对激光进行发散，使其照射到所述光敏元件的感光面，使感光面感光；
散光板上的激光光照面运动时，由于激光光照面与所述光敏元件间的距离发生变化，所述光敏元件接收到的光强随之变化，产生相应的电信号，从而将运动情况转化成相应的电信号；
激光交互信号发射器，包括激光器、电源、外壳，外壳上具有开关，还包括一信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的激光信号。
32.根据权利要求31所述的激光交互控制系统，其特征在于：所述激光器包括两个激光器，一个为用于提供视觉反馈的发射可见光的激光器，另一个为用于作为信号载体的发射红外线的激光器，两个激光器发出的光线平行；可见光线为人提供视觉反馈，红外光线作为信号载体具有较可见光更好的抗干扰性。
33.根据权利要求31所述的激光交互控制系统，其特征在于：激光交互信号发射器具有至少两个按键，一个按键控制激光器发出非控制的激光信号，仅起指示作用；一个按键控制激光器发出符合信号处理装置设定的进行控制的激光信号的信号，作为控制信号。
34.根据权利要求31所述的激光交互控制系统，其特征在于：信号发生模块产生多种电信号，与开关按键连接，开关上具有三个按键，每个按键对应以一种电信号。
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