CN211506448U - 光触装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光触装置及系统，包括外壳、接触感应模块、LED发光模块和导光器件，所述接触感应模块和LED发光模块均设置于所述外壳内，所述导光器件的一端位置所述外壳内，所述导光器件的另一端伸出所述外壳，当所述光触装置接触被触对象时，所述接触感应模块发送驱动信号至所述LED发光模块，所述LED发光模块接收所述驱动信息并发光，所述导光器件将所述LED发光模块所发出的光向外导出。只有光触笔(即光触装置)接触纸面(即被触对象)后才笔尖会发光，确保了发光点即为坐标采集点，不会出现悬空导致的坐标误差。且，本实用新型的光触设备结构简单，成本较低。

Description

光触装置及系统

技术领域

本实用新型涉及坐标采集设备技术领域，具体涉及一种光触装置及系统。

背景技术

随着电子硬件、人工智能算法等技术的发展和低成本化，有能力实现一些过去无法工业化的产品和应用。如借助摄像头、微型计算机、云计算和计算机视觉等技术，对纸质出版物进行分析及处理，协助人们阅读书籍、进行交互教学和娱乐等功能。

在现有技术中，多是通过人工智能算法识别人类手指所指坐标，从而获得纸面坐标的方案，可简称为指坐标方案。现有的指坐标方案存在以下缺点：计算设备无法判断手指是否与纸面接触(手指可能浮动在纸面之上)，所采集的指标坐标不准确。

实用新型内容

针对现有技术中的技术缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种光触装置及光触系统。

本实用新型提供了一种光触装置，包括外壳、接触感应模块、LED发光模块和导光器件，所述接触感应模块和LED发光模块均设置于所述外壳内，所述导光器件的一端位置所述外壳内，所述导光器件的另一端伸出所述外壳，当所述光触装置接触被触对象时，所述接触感应模块发送驱动信号至所述LED发光模块，所述LED发光模块接收所述驱动信息并发光，所述导光器件将所述LED发光模块所发出的光向外导出。

作为本申请的一种优选实施方式，所述光触装置还包括第一用户控制模块、第二用户控制模块和电源模块，所述第一用户控制模块、第二用户控制模块和电源模块均设置于所述外壳内，且所述第一用户控制模块、第二用户控制模块、接触感应模块和LED发光模块均与所述电源模块电性连接。

作为本申请的一种优选实施方式，所述光触装置还包括设置于所述外壳内的电路和数据传输模块，所述电路和数据传输模块与所述电源模块电性连接。

具体地，所述接触感应模块包括微触开关或电感器件；所述LED发光模块为RGBLED灯；所述导光器件的材料为PC或PMMA塑料；所述电路和数据传输模块包括蓝牙模块或ZigBee模块。

基于相同的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种光触系统，包括光触装置、图像采集装置以及计算设备，所述图像采集设备拍摄所述光触装置及被触对象，且所述图像采集设备与所述计算设备通信。

采用上述技术方案，只有光触笔(即光触装置)接触纸面(即被触对象)后才笔尖会发光，确保了发光点即为坐标采集点，不会出现悬空导致的坐标误差。且，本实用新型的光触设备结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的光触系统的应用场景图；

图2是本实用新型实施例提供的光触装置的结构框图；

图3和图4是对应于图2的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参考图1，本实用新型提供的光触系统包括光触设备100、图像采集设备200以及计算设备300。当光触设备100接触图中的被触对象400(例如图书)时，图像采集设备200可采集图像并将其传送至计算设备300，使得计算设备300计算出坐标数据。需要说明的是，本发明实施例中所提及的“光触”概念，可以理解为基于计算机视觉的接触发光。

在本实例中，被触对象包括但不仅限于图书；图像采集设备包括但不仅限于工业相机、移动终端内置的摄像头、电脑内置的摄像头或微型摄像元件等；计算设备包括云计算机、本地计算机或本地计算和云计算机的组合，例如个人计算机系统，嵌入式计算机+云计算机系统，基于Linux、安卓系统的高性能嵌入式计算机以及基于ROTS的中低性能的嵌入式计算机等。且，在本实施例中，计算设备根据图像得到坐标数据的具体算法可以采用现有的人工智能算法或机器视觉算法，该部分不属于本实用新型的改进部分，在此不做详述。

请参考图2至图4，本实用新型提供的光触装置为光触笔，其作为一种I/O设备。但光触装置的形式不仅为一种笔，还可以是其他任意的结构和形式，只要具备光触功能即可。如图所示，该光触装置具体包括外壳20、第一用户控制模块10、电源模块11、电路和数据传输模块12、第二用户控制模块13和接触感应模块14、发光模块15。

其中，第一用户控制模块10，与电源模块11和发光模块15连接，主要功能是对发光、颜色设置等用户操作进行控制，所选用的参考元器件可以是拨动开关或旋钮电位器等；

电源模块11：主要功能是为光触笔中的各模块提供直流电源支持，所选用的参考元器件可以是AAAA9号电池等；

电路和数据传输模块12：主要功能是集成电路运算，数据的无线传输等，例如，通过蓝牙，ZigBee等通讯协议和组件，将光触笔点击时的数据(如时间、按键输入等数据)传输至计算设备；所采用的参考元器件可以是小型CPU和蓝牙芯片等；

第二用户控制模块13和接触感应模块14：主要功能是当光触笔与纸面接触时，可以感知并转化为电信号；所选用的参考元器件可以是轻(微)触开关(压感)、电感等；

发光模块15：包括LED发光模块151和导光器件152，导光器件152的一端位置外壳20内，所述导光器件152的另一端伸出所述外壳20，主要功能是当接触感应模块确认笔头接触纸面后LED点亮，通过导光器件(与笔头相连)，让笔头也发出不同颜色的光；其中，LED发光模块151可选用的参考器件是RGBLED，可发出不同品亮的光，导光器件152可选用PC、PMMA塑料等；

外壳20，第一用户控制模块10、电源模块11、电路和数据传输模块12、第二用户控制模块13、接触感应模块14和导光器件152依次从上至下设置于所述外壳20内。

本实用新型的工作原理是：当光触笔的笔尖接触到纸面时，接触感应模块将传递按压信号给LED发光模块，LED发光模块接收来自接触感应模块的按压信号，LED发光，导光器件将LED发出的光，通过导光材质传到笔尖。图像采集设备持续对光触笔和纸面的应用场景进行图像采集，会将包含光触笔发光的图像传送给计算设备，由计算设备采用现有的工智能算法或机器视觉算法计算出坐标数据。由于计算设备仅对包含光触笔发光的图像进行计算，从而降低计算难度，对计算设备的要求更低，从而降低了成本。

实施本发明实施例，主要优点如下：

(1)光触方案中，只有光触笔(即光触设备)接触纸面(即被触对象)后才笔尖会发光，确保了发光点即为坐标采集点，不会出现悬空导致的坐标误差。

(2)光触笔点击纸面时才发光，并可同时向运算设备发送时间戳等数据信号，可以准确判断采集命令的时间，提高采集效率。

(3)由于采用光触笔替代手指或铅笔等作为标记物，手部不会造成干扰和误操作，识别准确率很高。

(4)光触笔可以发出不同颜色可见光，以满足不同用户可同时使用的需求。

(5)光触笔规格一致，不会因使用者的差异产生影响，识别准确率高。

(6)光触方案中不同的光色可以作为数据被计算设备识别(如笔尖红色或蓝色可代表不同的模式)，同时光触笔内可集成MCU、蓝牙通讯等模块，向计算设备传输诸如时间戳等数据以满足更丰富的应用场景。

(7)由于光触笔的笔尖会发光，更有利于摄像头的图像采集和图像处理，对高帧率，低亮度、低分辨率等硬件限制和环境下有更强的适配性。

(8)光触设备本身结构简单，成本较低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种光触装置，包括外壳，其特征在于，所述光触装置还包括接触感应模块、LED发光模块和导光器件，所述接触感应模块和LED发光模块均设置于所述外壳内，所述导光器件的一端位置所述外壳内，所述导光器件的另一端伸出所述外壳，当所述光触装置接触被触对象时，所述接触感应模块发送驱动信号至所述LED发光模块，所述LED发光模块接收所述驱动信号并发光，所述导光器件将所述LED发光模块所发出的光向外导出。

2.如权利要求1所述的光触装置，其特征在于，所述光触装置还包括第一用户控制模块、第二用户控制模块和电源模块，所述第一用户控制模块、第二用户控制模块和电源模块均设置于所述外壳内，且所述第一用户控制模块、第二用户控制模块、接触感应模块和LED发光模块均与所述电源模块电性连接。

3.如权利要求2所述的光触装置，其特征在于，所述光触装置还包括设置于所述外壳内的电路和数据传输模块，所述电路和数据传输模块与所述电源模块电性连接。

4.如权利要求3所述的光触装置，其特征在于，所述第一用户控制模块、电源模块、电路和数据传输模块、第二用户控制模块、接触感应模块和导光器件依次从上至下设置于所述外壳内。

5.如权利要求1所述的光触装置，其特征在于，所述接触感应模块包括微触开关或电感器件；所述LED发光模块为RGBLED灯；所述导光器件的材料为PC或PMMA塑料。

6.如权利要求3所述的光触装置，其特征在于，所述电路和数据传输模块包括蓝牙模块或ZigBee模块。

7.一种光触系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的光触装置、图像采集装置以及计算设备，所述图像采集设备拍摄所述光触装置及被触对象，且所述图像采集设备与所述计算设备通信。

8.如权利要求7所述的光触系统，其特征在于，所述图像采集设备包括工业相机、移动终端内置的摄像头、电脑内置的摄像头或微型摄像元件。

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