[發(fā)明專(zhuān)利]一種伸縮裝置、操作棒及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310306907.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103399653B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣凌峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳超多維光電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/0346
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/0346;G01B7/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 栗若木,曲鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體交互技術(shù)，尤其涉及一種伸縮裝置、操作棒及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)便攜移動(dòng)設(shè)備的長(zhǎng)足發(fā)展也催生出諸多輔助輸入設(shè)備，筆作為傳統(tǒng)的“輸入工具”在經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)后被廣泛的使用在各類(lèi)手機(jī)、平板電腦上。

現(xiàn)有的用于傳統(tǒng)二維顯示的輸入筆種類(lèi)很多，例如可以用于電容式觸摸屏的電容筆、可以懸空定位實(shí)現(xiàn)筆觸的壓感電磁筆等。目前這些筆形設(shè)備并不具備立體交互的功能。

立體交互筆是日漸成熟的3D顯示技術(shù)中用于在立體空間里與3D顯示的虛擬物體互動(dòng)的一種設(shè)備。該設(shè)備通過(guò)測(cè)量設(shè)備本身的姿態(tài)、相對(duì)屏幕的位置以及筆頭的伸縮來(lái)對(duì)3D顯示中的虛擬物體進(jìn)行交互。

與傳統(tǒng)的輸入筆不同的是，這種筆除了具備傳統(tǒng)輸入筆在2D平面定位的特點(diǎn)，還同時(shí)可以進(jìn)行3D空間內(nèi)的定位。其筆頭可伸縮與屏幕內(nèi)的虛擬空間進(jìn)行交互是一大創(chuàng)新特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種伸縮裝置及利用該伸縮裝置實(shí)現(xiàn)的操作棒和測(cè)量方法，能夠測(cè)量伸縮部件的位移，且體積和縮進(jìn)時(shí)的阻尼較小。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種伸縮裝置，包括：

定柵電極；

相對(duì)于所述定柵電極移動(dòng)的動(dòng)?xùn)烹姌O；

激勵(lì)電路，用于給所述定柵電極或動(dòng)?xùn)烹姌O加載激勵(lì)信號(hào)；

測(cè)量電路，用于測(cè)量隨所述動(dòng)?xùn)烹姌O的移動(dòng)，所述定柵電極與動(dòng)?xùn)烹姌O之間相互感應(yīng)形成的輸出信號(hào)的變化量，根據(jù)該輸出信號(hào)的變化量得到所述動(dòng)?xùn)烹姌O相對(duì)所述定柵電極的位移。

可選地，所述伸縮裝置還包括：發(fā)射電極、接收電極和反射電極，所述發(fā)射電極和接收電極均設(shè)置在所述定柵電極和動(dòng)?xùn)烹姌O其中之一上，而所述反射電極設(shè)置在所述定柵電極和動(dòng)?xùn)烹姌O之另一個(gè)上；

所述激勵(lì)信號(hào)加載在所述發(fā)射電極上；所述測(cè)量電路測(cè)量所述接收電極產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)；

所述激勵(lì)信號(hào)為正弦波信號(hào)；

所述測(cè)量電路根據(jù)該輸出信號(hào)的變化量得到所述動(dòng)?xùn)烹姌O相對(duì)所述定柵電極的位移是指：

所述測(cè)量電路根據(jù)輸出信號(hào)的相位變化量，通過(guò)相位解調(diào)得到動(dòng)?xùn)烹姌O相對(duì)定柵電極的位移量。

可選地，所述動(dòng)?xùn)烹姌O為一個(gè)圓柱形的動(dòng)?xùn)烹姌O棒，所述定柵電極為一環(huán)繞該動(dòng)?xùn)烹姌O棒的圓筒，或?yàn)樗鰣A筒的一部分。

可選地，所述伸縮裝置還包括導(dǎo)軌；

所述定柵電極設(shè)置在所述導(dǎo)軌表面，所述動(dòng)?xùn)烹姌O安裝在所述導(dǎo)軌上并能沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)。

可選地，所述伸縮裝置還包括導(dǎo)軌；

殼體；所述殼體的一端設(shè)有供所述動(dòng)?xùn)烹姌O通過(guò)的開(kāi)口；

所述導(dǎo)軌安裝在所述殼體內(nèi)；

復(fù)位裝置，用于讓所述動(dòng)?xùn)烹姌O復(fù)位。

可選地，所述復(fù)位裝置為一彈性部件，抵頂在所述動(dòng)?xùn)烹姌O與所述殼體內(nèi)正對(duì)開(kāi)口的一端。

可選地，所述定柵電極與動(dòng)?xùn)烹姌O相互感應(yīng)的有效面積隨所述動(dòng)?xùn)烹姌O的移動(dòng)而改變，從而引起所述定柵電極與動(dòng)?xùn)烹姌O之間相互感應(yīng)形成的輸出信號(hào)變化；

所述定柵電極與動(dòng)?xùn)烹姌O相互感應(yīng)的有效面積隨所述動(dòng)?xùn)烹姌O的移動(dòng)而改變是指：

所述動(dòng)?xùn)烹姌O縮入所述殼體的部分越多，與所述定柵電極相互感應(yīng)的有效面積越大；所述動(dòng)?xùn)烹姌O伸出所述殼體的部分越多，與所述定柵電極相互感應(yīng)的有效面積越小。

本發(fā)明還提供了一種操作棒，包括：外殼；

上述伸縮裝置，固定在所述外殼一端；

感應(yīng)觸端，固定在所述動(dòng)?xùn)烹姌O遠(yuǎn)離所述外殼的一端。

可選地，所述的操作棒還包括：

無(wú)線通信模塊，用于發(fā)送所述位移量。

本發(fā)明還提供了一種測(cè)量方法，應(yīng)用于上述操作棒中，包括：

對(duì)所述動(dòng)?xùn)烹姌O或定柵電極加載激勵(lì)信號(hào)；

當(dāng)所述動(dòng)?xùn)烹姌O相對(duì)于所述定柵電極移動(dòng)時(shí)，測(cè)量所述定柵電極與動(dòng)?xùn)烹姌O之間相互感應(yīng)形成的輸出信號(hào)的變化量，根據(jù)該輸出信號(hào)的變化量得到所述動(dòng)?xùn)烹姌O相對(duì)所述定柵電極的位移。

本發(fā)明實(shí)施例與采用滑動(dòng)變阻器或者光柵進(jìn)行位移測(cè)量的方法相比，優(yōu)點(diǎn)是：體積小，傳感器和電路系統(tǒng)易于裝入筆形裝置內(nèi)，測(cè)量準(zhǔn)確，縮進(jìn)結(jié)構(gòu)阻尼小；當(dāng)作為操作棒使用時(shí)，具有測(cè)量精確反應(yīng)速度快，用戶(hù)體驗(yàn)好的優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例一中伸縮裝置的示意框圖；

圖2a為實(shí)施例一中動(dòng)?xùn)烹姌O和定柵電極的橫截面示意圖之一；

圖2b為實(shí)施例一中動(dòng)?xùn)烹姌O和定柵電極的橫截面示意圖之二；

圖3為實(shí)施例二中例子的示意框圖；

圖4a為實(shí)施例二例子中操作棒的使用狀態(tài)示意圖之一；