CN209928401U

CN209928401U - 一种无线交互笔及全息桌面式立体感应设备

Info

Publication number: CN209928401U
Application number: CN201920872162.2U
Authority: CN
Inventors: 袁元; 肖文; 汪进华; 李幸福; 姚亚敏
Original assignee: Jiangsu Yuyuan Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Yuyuan Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-06-12

Abstract

本实用新型涉及虚拟现实设备领域，具体公开了一种全息桌面式立体感应设备，包括3D眼镜、一体机和无线交互笔，其中无线交互笔包括：绝缘壳体，其两端分别设有头端开口和尾端开口，头端开口上连接有头盖，尾端开口上连接有后盖；主板，其固设在绝缘壳体内，主板上电连接有电池、传感器元件和无线通讯模块；控制按键组，控制按键组设置于绝缘壳体上并与主板电连接；第一定位部件，其一端与主板连接，另一端伸出头端开口并收容于头盖内；第二定位部件，其一端与主板连接，另一端伸出尾端开口并收容于后盖内。本实用新型结构设计巧妙，使用方便，使用者可以在无线情况下使用全息桌面式立体感应设备，获得更好的沉浸式体验。

Description

一种无线交互笔及全息桌面式立体感应设备

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实设备领域，特别是涉及一种无线交互笔及全息桌面式立体感应设备。

背景技术

传统的虚拟现实(VR)设备，主要由头戴式显示器等显示设备和数据手套等交互设备组成。用户戴上特殊的头盔或眼镜进入虚拟空间，通过数据手套等传感设备进行实时交互，从而获得沉浸式体验。然而，现有的虚拟现实设备中扔存在许多问题，比如：数据手套或者数据手柄等往往通过有线模式与一体机交互数据，这使得操作者在使用时移动困难，不能获得完全沉浸的体验；虚拟现实应用对存储、显示、处理器等硬件的要求很高，生产厂家需要购买价格高昂的主机来支撑虚拟现实应用的运行，上述问题给虚拟现实技术和设备的发展带来了许多的困扰。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够在一体机和交互设备之间通过无线传输手段进行交互，结构简单、成本低廉的设备，为达到上述目的，本实用新型提供了一种无线交互笔，其特征在于，包括：

绝缘壳体，其沿自身长度方向的头尾两端分别设有头端开口和尾端开口，所述头端开口上可拆卸地连接有头盖，所述尾端开口上可拆卸地连接有后盖；

主板，其固设在所述绝缘壳体内，所述主板上电连接有电池、传感器元件和无线通讯模块；

控制按键组，所述控制按键组设置于所述绝缘壳体上并与所述主板电连接；

第一定位部件，其一端与所述主板连接，另一端伸出所述头端开口并收容于所述头盖内；

第二定位部件，其一端与所述主板连接，另一端伸出所述尾端开口并收容于所述后盖内。

进一步地，所述绝缘壳体为在自身长度方向上逐渐向两端变细的中空梭形结构，且所述头盖为尖头状。

进一步地，所述控制按键组包括电源开关按键、沿上下方向间隔设置在所述绝缘壳体的侧面的第一按键和第二按键。

进一步地，还包括指示灯，所述指示灯与所述第一按键、第二按键布置在同一中心线上，且所述指示灯位于所述第一按键和所述第二按键的下方，所述电源开关按键位于第一按键和第二按键的外侧。

进一步地，所述传感器元件为姿态传感器，其位于所述主板与所述第二定位部件连接的一端上。

进一步地，所述电池位于所述主板与所述第一定位部件连接的一端上。

进一步地，所述头盖与所述头端开口为螺纹连接或者卡合连接；所述后盖与所述尾端开口为螺纹连接或者卡合连接。

进一步地，所述头盖与所述后盖均为透明或者半透明材质。

进一步地，所述第一定位部件和所述第二定位部件均为光学捕捉部件，所述光学捕捉部件为荧光反射体或者LED发光体的其中之一或者两者都有。

本实用新型还公开了一种全息桌面式立体感应设备，包括3D眼镜和一体机，所述一体机具有显示器和多个感应跟踪装置，还包括上述的无线交互笔，所述无线交互笔、3D眼镜和一体机均通过无线通信连接。

由于上述技术方案的运用，相较于现有技术，本实用新型提供的一种无线交互笔及全息桌面式立体感应设备通过无线交互笔的运用，使用者可以在无线情况下使用全息桌面式立体感应设备，获得更好的沉浸式体验，同时本设备结构简单，成本低廉，能够有效解决上述背景技术中的问题。

附图说明

图1为本实用新型无线交互笔的侧面结构示意图。

图2为本实用新型无线交互笔的电路结构示意图。

图3为本实用新型全息桌面式立体感应设备的使用示意图。

附图中：1-无线交互笔；2-3D眼镜；3-一体机；10-绝缘外壳；11-电源开关按键；12-上按键；13-指示灯；14-头盖；15-后盖；16-电池；17-第一二级定位管；18-第二二级定位管；19-主板；20-姿态传感器；21-下按键。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

实施例一

参照图1，一种无线交互笔，包括绝缘壳体10、开关按键11、上按键12、下按键21、指示灯13、头盖14、后盖15、电池16、第一二级定位管17、第二二级定位管18、主板19、姿态传感器20。

绝缘壳体10为在自身长度方向上逐渐向两端变细的中空梭形结构，其可沿自身中心轴线拆解为两个对称的半体，其沿自身长度方向的头尾两端分别设有头端开口和尾端开口，头端开口上设置有头盖14，尾端开口上设置有后盖15，头盖14和后盖15均可拆卸地安装在绝缘壳体10上并可采用多种安装方式，较佳地，本实施例中采用卡合连接方式，在绝缘壳体10两端开口的侧壁上设置卡条，在头盖14和后盖15上对应设置卡槽，通过卡条和卡槽的配合实现卡合连接。在其它实施例中，可以采取螺纹连接、弹性卡扣式连接，螺纹固定等方式安装。头盖14和后盖15采用一种透明或者半透明材质，起作用是为了使得第一二级定位管17和第二二级定位管18的光源信号能被接受或者保证其接收到其他设备传来的光源信号，较佳地，可以采用塑胶材质或者硅材质。头盖14为尖头状，后盖15为圆台状，其目的在于最大程度模拟笔状，并在使用时提供更精确定位交互模拟。

绝缘壳体10上设置有多个用于不同功能的按键，其中上按键12为第一按键，下按键21为第二按键，布置在绝缘壳体10的一侧并且位于同一中心线上，上按键12与下按键21沿上下间隔对称设置，电源开关按键11位于绝缘壳体10 的另一侧，本实施例中电源开关按键11位于上按键12和下按键21的外侧。这种按键布置方式，使得用户在手握住无线交互笔时，方便用大拇指操作电源开关按键11，食指操作上按键12和下按键21。其中，上按键12与下按键21的功能通过打开的应用程序不同，按压上按键12与下按键21实现的操作也不同，比如，在游戏应用中，通过按压上按键12以实现拾取物品功能，通过按压下按键21以实现放下物品功能。

绝缘壳体10内部设置有感应组件，其功能在于感应使用者动作，并将动作信号转化为电信号再转化为无线传输信号传输至一体机，包括第一定位部件、第二定位部件和姿态传感器20，本实施例中第一一级定位管17作为第一定位部件，第二二级定位管18作为第二定位部件，第一定位部件和第二定位部件均为光学捕捉部件，都设有光学捕捉点。在其它实施例中，第一定位部件和第二定位部件还可以采用诸如声学式运动捕捉、电磁式运动捕捉和惯性导航式动作捕捉等方式。本实施例中，通过第一二级定位管17和第二二级定位管18达到设定“Marker”的目的，第一二级定位管17，第二二级定位管18可以作为发射光源的LED发光体或者作为荧光反射体，这两种形式都可以作为光学捕捉点。通过程序设置，可以赋予第一二级定位管17，第二二级定位管18在使用过程中的位移对应实现不同的功能，如旋转上端第一二级定位管17为旋转物体，旋转下端第二二级定位管18为旋转人物视角。姿态传感器20是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统，对于Marker的识别、跟踪、空间坐标计算等方式可以起到重要的辅助作用，感应组件的工作原理均为本领域技术人员所熟知的技术，并非本实用新型的发明点，在此不做过多阐述。于本实施例中，较佳地，第一二级定位管17管体一端与主板19电连接，另一端伸出头端开口并收容在头盖14内，第二二级定位管18管体一端与主板19电连接，另一端伸出尾端开口并收容于后盖15内。姿态传感器20安装在主板19上并与主板19电连接。

指示灯13位于下按键21的下方，与上按键12和下按键21位于同一中心线上。指示灯13可用于显示使用状态，譬如亮起表示交互笔已经启动，熄灭表示已经关闭状态，闪烁表示无线通讯等待连接或者正在连接中。指示灯13还可以采用两种以上颜色组合，可表示多种工作模式。譬如一种颜色常亮表示无线通讯正常连接状态，另一种颜色常亮表示无线通讯长时间断开状态。还譬如一种颜色常亮表示电池电量充足，另一种颜色常亮表示电池电量不足。

主板19上设置有电池16，其位于主板19与第一二级定位管17电连接的一端上，主板19设置有单片机芯片、2.4GHz无线模块等部件组成集成电路板， 2.4GHz无线模块还可以更换成蓝牙模块等其他无线通讯模块，其中芯片与其它功能部件连接方式如图2所示，均为本领域技术人员所熟知的技术手段，在此不做过多阐述。

本实用新型还公开了一种全息桌面式立体感应设备，如图3所示，包括3D 眼镜2和一体机3，一体机3具有显示器和多个感应跟踪装置，较佳地，本实施例中感应跟踪装置采用红外光学运动捕捉相机，还包括上述公开的一种无线交互笔1，所述无线交互笔1、3D眼镜2和一体机3均通过无线通信连接。具体地，各红外光学运动捕捉相机固设于一体机3上，两台红外相机位于一体机的显示器两侧，一台红外相机位于一体机的显示器的上端，三台红外相机视角固定且整体视角覆盖操作空间，3D眼镜和无线交互笔1上均设置有光学捕捉点进行捕捉，红外相机在识别到操作者操作无线交互笔1或者3D眼镜的光学捕捉点后根据空间算法确定无线交互笔在三维空间的坐标，实现在虚拟场景中实时定位显示和对虚拟场景中物体的交互。

由于上述技术方案的运用，相较于现有技术，本实用新型提供的一种无线交互笔及全息桌面式立体感应设备通过无线交互笔的运用，使用者可以在无线情况下使用全息桌面式立体感应设备，获得更好的沉浸式体验，同时本设备结构简单，成本低廉。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无线交互笔，其特征在于，包括：

绝缘壳体（10），其沿自身长度方向的头尾两端分别设有头端开口和尾端开口，所述头端开口上可拆卸地连接有头盖（14），所述尾端开口上可拆卸地连接有后盖（15）；

主板（19），其固设在所述绝缘壳体（10）内，所述主板（19）上电连接有电池（16）、传感器元件和无线通讯模块；

控制按键组，所述控制按键组设置于所述绝缘壳体（10）上并与所述主板（19）电连接；

第一定位部件，其一端与所述主板（19）电连接，另一端伸出所述头端开口并收容于所述头盖（14）内；

第二定位部件，其一端与所述主板（19）电连接，另一端伸出所述尾端开口并收容于所述后盖（15）内。

2.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述绝缘壳体（10）为在自身长度方向上逐渐向两端变细的中空梭形结构，且所述头盖（14）为尖头状。

3.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述控制按键组包括开关按键（11）、沿上下方向间隔设置在所述绝缘壳体的侧面的第一按键和第二按键。

4.根据权利要求3所述的一种无线交互笔，其特征在于，还包括指示灯（13），所述指示灯（13）与所述第一按键、第二按键布置在同一中心线上，且所述指示灯（13）位于所述第一按键和所述第二按键的下方，所述开关按键（11）位于第一按键和第二按键的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述传感器元件为姿态传感器（20），其位于所述主板（19）与所述第二定位部件连接的一端上。

6.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述电池（16）位于所述主板（19）与所述第一定位部件连接的一端上。

7.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述头盖（14）与所述头端开口为螺纹连接或者卡合连接；所述后盖（15）与所述尾端开口为螺纹连接或者卡合连接。

8.根据权利要求1或2或7所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述头盖（14）与所述后盖（15）均为透明或者半透明材质。

9.根据权利要求1所述的一种无线交互笔，其特征在于，所述第一定位部件和所述第二定位部件均为光学捕捉部件，所述光学捕捉部件为荧光反射体或者LED发光体的其中之一或者两者都有。

10.一种全息桌面式立体感应设备，包括3D眼镜（2）和一体机（3），所述一体机（3）具有显示器和多个感应跟踪装置，其特征在于：还包括如权利要求1-9任一所述的无线交互笔（1），所述无线交互笔（1）、3D眼镜（2）和一体机（3）均通过无线通信连接。