CN112180614A - 圆偏光激光笔及激光远程交互装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种圆偏光激光笔及激光远程交互装置。激光远程交互装置包括圆偏光激光笔以及显示屏。圆偏光激光笔包括线偏光发射单元以及圆偏光转换单元；所述线偏光发射单元用于提供线偏光激光；所述圆偏光转换单元用于将所述线偏光激光转换为圆偏光激光。本发明提出一种专用圆偏光激光笔，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。

Description

圆偏光激光笔及激光远程交互装置
技术领域
本申请涉及激光远程交互技术领域，尤其涉及一种圆偏光激光笔及激光远程交互装置。
背景技术
在5G、物联网即将来临的时代，万物互联成为未来的发展趋势。液晶显示屏幕除了显示的基本功能以外，还将承担更多的交互功能。激光远程交互是一种重要的交互手段，在教育演示市场具有一定应前景。
参与交互的媒介是激光笔和集成光传感器的显示屏幕。首先将光传感器集成于液晶屏幕内，将传感组件和显示组件合二为一。其次通过激光笔发射激光，照射到液晶屏幕上，通过屏内传感器感知受激光照射的坐标，再反馈到显示画面上，即可实现交互。
外界光路抵达传感器的时候必然经过显示屏的偏振片。由于激光是一种偏振光，交互者使用时如果无法固定其偏振方向垂直于液晶显示器上表面偏光轴，则传感器接受到的光信号强度变弱，无法准确获取激光信息。
如图1所示，图1为传统的激光远程交互原理示意图，激光笔91发射激光(图中用箭头表示)为偏振光，液晶显示器92设有上偏光片921和下偏光片922，在上偏光片921和下偏光片922之间设有接收激光的光传感器923，当激光穿过上偏光片921时，如果激光的偏振方向若不垂直于上偏光片921的偏光轴，则会导致穿过上偏光片921的激光强度变弱，从而导致光传感器923无法准确获取激光信息。
发明内容
本申请实施例提供一种圆偏光激光笔及激光远程交互装置，用于解决现有激光笔发射的激光是一种偏振光，交互者使用时如果无法固定其偏振方向垂直于液晶显示器上表面偏光轴，则传感器接受到的光信号强度变弱，无法准确获取激光信息的技术问题。
本申请实施例提供一种圆偏光激光笔，包括线偏光发射单元以及圆偏光转换单元；所述线偏光发射单元用于提供线偏光激光；所述圆偏光转换单元用于将所述线偏光激光转换为圆偏光激光；其中，所述圆偏光转换单元包括第一外壳以及四分之一波片；所述第一外壳的一端套设于所述线偏光发射单元的出光面一侧；所述四分之一波片设于所述第一外壳对应所述线偏光发射单元的出光面一侧的端部。
进一步地，所述线偏光发射单元包括第二外壳，所述第二外壳对应所述四分之一波片位置设有透光孔。
进一步地，所述第一外壳的一端套设于所述第二外壳的外表面；或者，所述第一外壳与所述第二外壳一体化设置。
进一步地，所述线偏光激光的偏振方向与所述四分之一波片的光轴的夹角为30°-60°。
进一步地，所述四分之一波片卡设于所述第一外壳的端部。
进一步地，所述线偏光发射单元包括激光二极管、驱动电路板以及电池；所述激光二极管用于提供光源；所述电池与所述激光二极管的正极和负极电性连接；所述驱动电路板设于所述激光二极管和所述电池之间。
进一步地，所述线偏光发射单元还包括扩束镜以及准直镜；所述扩束镜对应所述激光二极管的出光面设置；所述准直镜与所述扩束镜对应设置，用于将穿过所述扩束镜的线偏光激光形成平行光束；其中，所述扩束镜与所述准直镜的中轴线重合，且所述激光二极管位于该中轴线上。
本申请实施例还提供一种激光远程交互装置，其包括权利要求1所述的圆偏光激光笔以及显示屏，所述显示屏内设有光传感器，用于接收所述圆偏光激光笔发出的激光。
进一步地，所述显示屏还包括从下至上依次层叠设置的下偏光片、阵列基板、液晶层、彩膜基板以及上偏光片；具体地讲，所述阵列基板设于所述下偏光片上；所述液晶层设于所述阵列基板上；所述彩膜基板设于所述液晶层上；所述上偏光片设于所述彩膜基板上。
进一步地，所述光传感器设于所述液晶层内，且所述光传感器位于所述阵列基板的上表面或者位于所述彩膜基板的下表面；所述光传感器为薄膜晶体管结构、PN结构或PIN结构中的至少一种。
本发明的有益效果在于，提供一种圆偏光激光笔及激光远程交互装置，通过提出一种专用圆偏光激光笔，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为传统的触控圆偏光激光笔结构示意图。
图2为本申请实施例1中提供的激光远程交互装置的原理图。
图3为本申请实施例1中提供的所述显示屏的结构示意图。
图4为本申请实施例1中所述显示屏的功能流程图。
图5为本申请实施例1中提供的所述圆偏光激光笔的结构示意图。
图6为本申请实施例2中提供的所述圆偏光激光笔的结构示意图。
附图1中的标识如下：
91、激光笔，92、液晶显示器，921、上偏光片，
922、下偏光片，923、光传感器。
附图2-6中的标识如下：
1、四分之一波片，2、第一外壳，3、准直镜，
4、扩束镜，5、激光二极管，6、驱动电路板，
7、电池，8、第二外壳，10、圆偏光激光笔，
11、线偏光发射单元，12、圆偏光转换单元，20、显示屏，
21、下偏光片，22、阵列基板，23、液晶层，
24、彩膜基板，25、上偏光片，30、光传感器，
100、激光远程交互装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。
实施例1
如图2所示，本申请实施例1提供一种激光远程交互装置100，其包括圆偏光激光笔10以及显示屏20。
如图3所示，本实施例中，所述显示屏20内设有光传感器30，用于接收所述圆偏光激光笔10发出的激光。
如图3所示，本实施例中，所述显示屏20还包括从下至上依次层叠设置的下偏光片21、阵列基板22、液晶层23、彩膜基板24以及上偏光片25；具体地讲，所述阵列基板22设于所述下偏光片21上；所述液晶层23设于所述阵列基板22上；所述彩膜基板24设于所述液晶层23上；所述上偏光片25设于所述彩膜基板24上。
如图3所示，本实施例中，所述光传感器30设于所述液晶层内，且所述光传感器30位于所述阵列基板22的上表面或者位于所述彩膜基板24的下表面。
其中所述光传感器30为薄膜晶体管结构、PN结构或PIN结构中的至少一种。
本实施例中所述光传感器30集成于所述显示屏20内，优选所述显示屏20为液晶显示屏，所述光传感器30集成于液晶显示屏的上偏光片下方，可与圆偏光激光笔10互动，通过激光与显示屏20进行交互，拓展显示应用场景。如在所述光传感器30反馈所述圆偏光激光笔10照射位置的坐标和强度后，可以实现显示出激光笔轨迹，实现用所述圆偏光激光笔10画图功能。
如图4所示，显示了所述显示屏20的功能流程图，所述圆偏光激光笔10发出激光信号，所述显示屏20内的所述光传感器30接收到该激光信号的照射位置的坐标和强度后，传输至信号采集芯片，信号采集芯片将其信息传输至显示传感主系统，显示传感主系统经分析后发出显示驱动信号至显示驱动芯片，显示驱动芯片控制所述显示屏20进行激光笔照射的激光信号轨迹图案。
如图5所示，所述圆偏光激光笔10包括线偏光发射单元11以及圆偏光转换单元12；所述线偏光发射单元11用于提供线偏光激光；所述圆偏光转换单元12用于将所述线偏光激光转换为圆偏光激光。
如图5所示，本实施例中，所述圆偏光转换单元12包括四分之一波片1，所述线偏光激光的偏振方向与所述四分之一波片1的光轴的夹角为30°-60°，优选为45°角，使得出射的线偏光激光变为圆偏振光。传统激光笔为偏振度很高的激光，如果其偏振方向正好垂直于偏光轴，则激光大部分被吸收，几乎没有光抵达液晶显示器内的光传感器30下方；本发明将线偏光变为圆偏振光，则可以保证一半的光能抵达所述光传感器30，避免了功能失效。
如图2所示，展示了本实施例所述激光远程交互装置100的原理，线偏光发射单元11发射激光为圆偏光激光(图中用实线箭头表示)，圆偏光激光为圆偏振光，在穿过一显示屏20的上偏光片25时，不用再考虑激光的偏振方向垂直于上偏光片25的偏光轴，穿过上偏光片25的激光强度不会变弱，从而保证光传感器30准确获取激光信息，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。
如图5所示，本实施例中，所述圆偏光转换单元12还包括第一外壳2，所述第一外壳2的一端套设于所述线偏光发射单元11的出光面一侧，所述第一外壳2的另一端设有所述四分之一波片1。或者所述四分之一波片1设于所述第一外壳2对应所述线偏光发射单元11的出光面一侧的端部，优选所述四分之一波片1卡设于所述第一外壳2的端部。
如图5所示，本实施例中，所述线偏光发射单元11包括激光二极管5、驱动电路板6以及电池7；所述激光二极管5用于提供光源；所述电池7与所述激光二极管5的正极和负极电性连接；所述驱动电路板6设于所述激光二极管5和所述电池7之间。
如图5所示，本实施例中，所述线偏光发射单元11还包括扩束镜4以及准直镜3；所述扩束镜4对应所述激光二极管5的出光面设置；所述准直镜3与所述扩束镜4对应设置，用于将穿过所述扩束镜4的线偏光激光形成平行光束；其中，所述扩束镜4与所述准直镜3的中轴线重合，且所述激光二极管5位于该中轴线上。
如图5所示，本实施例中，所述线偏光发射单元11还包括第二外壳8，用于固定所述电池7、所述驱动电路板6、所述激光二极管5、所述扩束镜4、所述准直镜3的相对位置。所述第二外壳8对应所述四分之一波片1位置设有透光孔。
如图5所示，本实施例中，所述第一外壳2的一端套设于所述第二外壳8的外表面。实现了单独制作圆偏光转换单元12的部件，并通过所述第一外壳2套设于所述第二外壳8的外表面，非常方便的改进了现有激光笔的不足。
本实施例通过提出一种专用圆偏光激光笔10，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。
实施例2
如图6所示，在实施例2中包括实施例1中大部分的技术特征，其区别在于，实施例2中的所述第一外壳2与所述第二外壳8一体化设置，而不是实施例1中的所述第一外壳2的一端套设于所述第二外壳8的外表面。
所述激光远程交互装置100的原理和实施例1相同，均如图2所示，所述线偏光发射单元11发射激光为圆偏光激光(图中用实线箭头表示)，圆偏光激光为圆偏振光，在穿过一显示屏20的上偏光片25时，不用再考虑激光的偏振方向垂直于上偏光片25的偏光轴，穿过上偏光片25的激光强度不会变弱，从而保证光传感器30准确获取激光信息，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。
本实施例中所述光传感器30集成于所述显示屏20内，优选所述显示屏20为液晶显示屏，所述光传感器30集成于液晶显示屏20的上偏光片下方，可与圆偏光激光笔10互动，通过激光与显示屏20进行交互，拓展显示应用场景。如在所述光传感器30反馈所述圆偏光激光笔10照射位置的坐标和强度后，可以实现显示出激光笔轨迹，实现用所述圆偏光激光笔10画图功能。
本实施例通过提出一种专用圆偏光激光笔10，避免了因为激光笔使用角度导致无法准确获取激光信息的问题，避免激光偏振带来功能异常。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种圆偏光激光笔及激光远程交互装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种圆偏光激光笔，其特征在于，包括：
线偏光发射单元，用于提供线偏光激光；以及
圆偏光转换单元，用于将所述线偏光激光转换为圆偏光激光；
其中，所述圆偏光转换单元包括：
第一外壳，其一端套设于所述线偏光发射单元的出光面一侧；以及
四分之一波片，设于所述第一外壳对应所述线偏光发射单元的出光面一侧的端部。
2.如权利要求1所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述线偏光发射单元包括第二外壳，所述第二外壳对应所述四分之一波片位置设有透光孔。
3.如权利要求2所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述第一外壳的一端套设于所述第二外壳的外表面；或者，所述第一外壳与所述第二外壳一体化设置。
4.如权利要求1所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述线偏光激光的偏振方向与所述四分之一波片的光轴的夹角为30°-60°。
5.如权利要求1所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述四分之一波片卡设于所述第一外壳的端部。
6.如权利要求1所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述线偏光发射单元包括：
激光二极管，用于提供光源；
电池，与所述激光二极管的正极和负极电性连接；以及
驱动电路板，设于所述激光二极管和所述电池之间。
7.如权利要求1所述的圆偏光激光笔，其特征在于，所述线偏光发射单元还包括：
扩束镜，对应所述激光二极管的出光面设置；以及
准直镜，与所述扩束镜对应设置，用于将穿过所述扩束镜的线偏光激光形成平行光束；
其中，所述扩束镜与所述准直镜的中轴线重合，且所述激光二极管位于该中轴线上。
8.一种激光远程交互装置，其特征在于，包括：
至少一权利要求1所述的圆偏光激光笔；以及
显示屏，其内设有多个光传感器，用于接收所述圆偏光激光笔发出的激光。
9.如权利要求8所述的激光远程交互装置，其特征在于，所述显示屏还包括：
下偏光片；
阵列基板，设于所述下偏光片上；
液晶层，设于所述阵列基板上；
彩膜基板，设于所述液晶层上；以及
上偏光片，设于所述彩膜基板上。
10.如权利要求9所述的激光远程交互装置，其特征在于，所述光传感器设于所述液晶层内，且所述光传感器位于所述阵列基板的上表面或者位于所述彩膜基板的下表面；所述光传感器为薄膜晶体管结构、PN结构或PIN结构中的至少一种。
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