專利名稱：具有超聲波控制器的電子筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子筆、電子白板系統(tǒng)以及投影儀系統(tǒng)，特別涉及用于發(fā)射超聲波的電子筆的機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)使用超聲波和紅外線的電子白板系統(tǒng)被廣泛地使用。圖1說明了常規(guī)電子白板系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖。電子白板系統(tǒng)101包括電子筆102，超聲波傳感器3a、3b，紅外線傳感器4a、4b，以及連接到超聲波傳感器3a、3b和紅外線傳感器4a、4b的坐標(biāo)計(jì)算器5。在諸如屏幕、墻、和白板那樣的書寫表面S上提供超聲波傳感器3a、3b和紅外線傳感器4a、4b。在書寫表面S的角6a處彼此鄰近地成對布置超聲波傳感器3a和紅外線傳感器4a。類似地，在角6b處彼此鄰近地成對布置超聲波傳感器3b和紅外線傳感器4b。
圖2是常規(guī)電子筆的示意圖。電子筆102是一種筆形狀的發(fā)射設(shè)備，其被提供具有縱軸C的細(xì)長外殼20。超聲波發(fā)射器121和紅外線發(fā)射器122布置在外殼20的書寫側(cè)頂部附近并且分別以同心模式發(fā)射超聲波和紅外線。因此，當(dāng)用戶以平常的方式握著電子筆102而不注意環(huán)繞縱軸C的電子筆102的方向時(shí)，超聲波傳感器3a、3b和紅外線傳感器4a、4b能夠接收超聲波和紅外線。該電子筆的構(gòu)造公開于日本專利未決公開No.2004-192199和No.237950/99。此外，日本專利未決公開No.203043/99公開了一種具有超聲波發(fā)射器的電子筆，其中環(huán)繞電子筆的縱軸以相同的間隔提供所述超聲波發(fā)射器。在本申請中，術(shù)語“方向”表示電子筆關(guān)于其縱軸的角度或旋轉(zhuǎn)方向。
當(dāng)電子筆102的頂部按壓書寫表面S時(shí)，分別從超聲波發(fā)射器121和紅外線發(fā)射器122同時(shí)發(fā)射超聲波和紅外線。圖3是沿著圖2中的線3-3截取的剖面圖。如圖3中虛線所示，超聲波和紅外線從電子筆102的頂部以同心圓模式進(jìn)行傳播。超聲波傳感器3a、3b接收由圖1中虛線所示且從電子筆102的頂部擴(kuò)展的超聲波。紅外線傳感器4a、4b接收由圖1中點(diǎn)劃線所示且從電子筆102的頂部擴(kuò)展的紅外線。圖4是解釋紅外線和超聲波的到達(dá)時(shí)間的差的概念圖。作為光的紅外線瞬時(shí)到達(dá)紅外線傳感器4a(或4b)。另一方面，作為聲波且傳播慢于紅外線的超聲波在紅外線到達(dá)紅外線傳感器4a之后到達(dá)超聲波傳感器3a(或3b)。坐標(biāo)計(jì)算器5測量時(shí)間延遲t1并且基于時(shí)間延遲t1計(jì)算角6a和電子筆102(的頂部)之間的距離D1(參見圖1)，該時(shí)間延遲是接收到超聲波時(shí)的時(shí)間與接收到紅外線時(shí)的時(shí)間之間的差。通過紅外線傳感器3b和超聲波傳感器4b執(zhí)行相同的處理以計(jì)算角6b與電子筆102(的端部)之間的距離D2(參見圖1)。坐標(biāo)計(jì)算器5通過使用計(jì)算出的距離D1、D2基于三角測量原理來確定電子筆102相對于預(yù)定參考點(diǎn)的坐標(biāo)。由于如圖4所示那樣以規(guī)則的間隔間斷地發(fā)射超聲波和紅外線，所以通過電子筆102寫到書寫表面上的文字或圖形信息通過結(jié)合已經(jīng)確定的坐標(biāo)而能夠被再現(xiàn)為電子數(shù)據(jù)。
近年來，已經(jīng)開發(fā)了如圖5A和5B所示的電子白板系統(tǒng)或投影儀系統(tǒng)，其被提供具有反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的超短焦距投影儀。圖5A是從屏幕前面看的投影儀系統(tǒng)的示意圖，圖5B是從屏幕的側(cè)面看的示意圖。投影儀67具有紅外線傳感器65和超聲波傳感器66a、66b。投影儀67還具有未示出的坐標(biāo)計(jì)算器，用于基于從電子筆62發(fā)射的紅外線脈沖63被紅外線傳感器65接收到的時(shí)間與超聲波64a、64b被超聲波傳感器66a、66b接收到的時(shí)間之間的差以及基于由投影儀67測量到的投影儀67與屏幕61之間的距離，來計(jì)算屏幕61上的電子筆62與投影儀67之間的三維距離。由于在投影儀67上彼此相鄰地布置紅外線傳感器65和超聲波傳感器66a、66b，這與圖1實(shí)例不同，所以單個(gè)紅外線傳感器65足以提供參考時(shí)間，用于測量紅外線的到達(dá)時(shí)間和超聲波的到達(dá)時(shí)間之間的差。該類型的電子白板系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)不需要屏幕，在實(shí)際中，能夠使用房間中的墻等等，因?yàn)槌暡▊鞲衅骱图t外線傳感器位于投影儀中。此外，不需要將超聲波傳感器/紅外線傳感器連接到個(gè)人電腦的裝置。參見日本專利未決公開No.2005-115870關(guān)于該電子白板系統(tǒng)的詳述。
然而，由于從超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波在三維中實(shí)際上同心地傳播，所以存在以下可能性，即在不同于超聲波傳感器的方向的方向上發(fā)射的超聲波被物體反射并且作為反射波到達(dá)超聲波傳感器。結(jié)果，在以下條件下檢測筆的坐標(biāo)的電子白板系統(tǒng)由于反射波而不能夠精確地檢測坐標(biāo)，所述條件為超聲波沿著直線直接從超聲波發(fā)射器到達(dá)超聲波傳感器。例如，如果被反射的超聲波延遲到達(dá)超聲波傳感器，并且在同一時(shí)間，稍后發(fā)射的下一超聲波沿著直線到達(dá)超聲波傳感器，那么存在以下可能要被檢測的超聲波脈沖不能夠被正確地識(shí)別。當(dāng)超聲波的脈沖沿著直線到達(dá)超聲波傳感器時(shí)也將出現(xiàn)相似的問題，然后被反射的超聲波到達(dá)超聲波傳感器，并且然后下一脈沖沿著直線到達(dá)超聲波傳感器。在該情況中，反射波被錯(cuò)誤地識(shí)別為將要到達(dá)超聲波傳感器的下一超聲波脈沖。在常規(guī)的電子白板系統(tǒng)中，如圖1所示，能夠通過將罩蓋附接到超聲波傳感器以提供具有方向性的超聲波傳感器，來減少反射波的影響，因?yàn)槌暡▊鞲衅魑挥谂c屏幕大致相同的平面上。然而，罩蓋將增加超聲波傳感器的尺寸以及成本。另一方面，在使用超短焦距投影儀的電子白板系統(tǒng)或投影儀系統(tǒng)中，如圖5所示，難以通過使用罩蓋來提供具有方向性的超聲波傳感器，因?yàn)檫h(yuǎn)離屏幕或投影表面來布置超聲波傳感器。在電子白板系統(tǒng)中，難以提供具有特定方向的方向性的超聲波傳感器，因?yàn)橥队皟x和投影表面之間的距離根據(jù)要投影的圖像的尺寸而不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子筆、電子白板系統(tǒng)、以及投影儀系統(tǒng)，它們能夠防止從超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的反射，從而提高計(jì)算電子筆的坐標(biāo)的精度，特別是對于難以提供具有方向性的超聲波傳感器的電子筆。
根據(jù)本發(fā)明的一種電子筆，包括外殼，其具有縱軸和沿著縱軸的書寫側(cè)頂部；至少一個(gè)超聲波發(fā)射器，在外殼的書寫側(cè)頂部附近布置超聲波發(fā)射器；以及控制器，用于檢測傳感器方向和用于控制超聲波的發(fā)射。傳感器方向是示出外殼圍繞縱軸的旋轉(zhuǎn)方向的指標(biāo)，旋轉(zhuǎn)方向指向用于接收從超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的超聲波傳感器。控制器選擇性地激活一部分超聲波發(fā)射器，使得從指向傳感器方向的方向發(fā)射超聲波。
在所有的方向上從超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波。因此，在不同于超聲波傳感器方向的方向上發(fā)射的超聲波可以被周圍的地板、墻、或障礙物反射并且比直接到達(dá)超聲波傳感器的超聲波稍后到達(dá)超聲波傳感器。然而，根據(jù)本發(fā)明的電子筆檢測筆的傳感器方向，并且防止或限制在不同于超聲波傳感器的方向的方向上的超聲波的發(fā)射。結(jié)果，被周圍地板、墻或障礙物反射的并且到達(dá)超聲波傳感器的超聲波的發(fā)射能夠被減少。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種電子白板系統(tǒng)，包括上述的電子筆；至少兩個(gè)超聲波傳感器，其被彼此遠(yuǎn)離地布置在書寫表面上，通過電子筆在書寫表面上書寫信息；用于接收紅外線的紅外線傳感器，紅外線傳感器布置為鄰近書寫表面上的各個(gè)超聲波傳感器；以及坐標(biāo)計(jì)算器，用于通過對于每對紅外線傳感器和超聲波傳感器計(jì)算紅外線傳感器接收到紅外線的時(shí)間與超聲波傳感器接收到超聲波的時(shí)間之間的差，來計(jì)算電子筆在書寫表面上的坐標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，一種投影儀系統(tǒng)，包括上述的電子筆；其中電子筆進(jìn)一步包括用于與所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的發(fā)射同步地發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射器；以及投影儀裝置，其用于將圖像投影到書寫表面上，通過電子筆在書寫表面上書寫信息。投影儀裝置包括至少兩個(gè)超聲波傳感器；用于接收紅外線的至少一個(gè)紅外線傳感器，紅外線傳感器被布置為與每個(gè)超聲波傳感器相鄰；以及坐標(biāo)計(jì)算器，用于通過對于每個(gè)超聲波傳感器計(jì)算紅外線傳感器接收到紅外線的時(shí)間與超聲波傳感器接收到超聲波的時(shí)間之間的差，來計(jì)算電子筆的三維坐標(biāo)。
如上所解釋的那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于防止或限制了遠(yuǎn)離超聲波傳感器的方向的方向上發(fā)射的超聲波，所以能夠以更高的精度來計(jì)算電子筆的坐標(biāo)。
從參考示出了本發(fā)明的實(shí)施例的附圖而進(jìn)行的以下描述中，本發(fā)明上述的和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1是說明常規(guī)電子白板系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖；圖2是常規(guī)電子筆的示意圖；圖3示出從電子筆發(fā)射的超聲波和紅外線的發(fā)射的概念圖；圖4示出了紅外線與超聲波到達(dá)時(shí)間之間的差別的概念圖；圖5A和5B是使用超短焦距投影儀的電子白板系統(tǒng)(投影儀系統(tǒng))的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電子筆的示意圖；圖7是沿著根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖6中的線7-7截取的電子筆的示意圖；圖8是圖6所示電子筆的與超聲波的發(fā)射有關(guān)的主要部件的方框圖；圖9是示出了圖6所示的電子筆的操作的概念圖；圖10是從書寫側(cè)的頂部來看的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電子筆的頂部附近的剖面圖；圖11是圖10所示電子筆的與超聲波的發(fā)射有關(guān)的主要部件的方框圖；圖12是圖10中的部分A的放大圖，其示出了按壓體沒有按壓超聲波發(fā)射器的狀態(tài)；圖13是圖10中的部分A的放大圖，其示出了按壓體按壓超聲波發(fā)射器的狀態(tài)；以及圖14根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電子筆的端部的側(cè)視圖，其示出了超聲波發(fā)射器周圍的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)除了電子筆的構(gòu)造之外，本發(fā)明的電子白板系統(tǒng)與常規(guī)電子白板系統(tǒng)相似。具體地說，參考圖1，電子白板系統(tǒng)1具有電子筆2，至少兩個(gè)超聲波傳感器3a、3b，紅外線傳感器4a、4b，以及坐標(biāo)計(jì)算器5。在書寫表面S的左側(cè)的角6a、6b處彼此遠(yuǎn)離地布置超聲波傳感器3a、3b，其中信息通過電子筆2寫在書寫表面S上。在書寫表面S上，與各個(gè)超聲波傳感器3a、3b相鄰近地布置用于接收紅外線的紅外線傳感器4a、4b。連接到超聲波傳感器3a、3b和紅外線傳感器4a、4b的坐標(biāo)計(jì)算器5基于紅外線傳感器4a接收到紅外線的時(shí)間與超聲波傳感器3a接收到超聲波的時(shí)間之間的差，來計(jì)算角6a和電子筆2之間的距離D1。類似地，坐標(biāo)計(jì)算器5基于紅外線傳感器4b接收到紅外線的時(shí)間與超聲波傳感器3b接收到超聲波的時(shí)間之間的差來計(jì)算角6b和電子筆2之間的距離D2。坐標(biāo)計(jì)算器5進(jìn)一步使用距離D1、D2來計(jì)算書寫表面S上的電子筆2的坐標(biāo)。操作的細(xì)節(jié)參考現(xiàn)有技術(shù)以及圖3和4。
圖6是電子筆的示意圖。電子筆2具有細(xì)長的圓柱形外殼20，其具有縱軸C；超聲波發(fā)射器21a-21d(圖6僅示出了21a)，用于發(fā)射超聲波；以及用于發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射器22?？刂破?3位于外殼20中。指示器29位于外殼20的書寫側(cè)的頂部24。超聲波發(fā)射器21a-21d連接到控制器23。
圖7是沿著圖6中的線7-7截取的電子筆的頂部附近的剖面圖。在環(huán)繞電子筆2的縱軸C的方向25a-25d上，在外殼20的書寫側(cè)的頂部24附近以90°的間隔布置超聲波發(fā)射器或超聲波發(fā)射器單元21a-21d。如在本實(shí)施例中這樣，超聲波發(fā)射器的數(shù)量不限于4個(gè)。類似地，不限制超聲波發(fā)射器的構(gòu)造，只要其具有小尺寸并且能夠產(chǎn)生超聲波。作為一個(gè)實(shí)例，超聲波發(fā)射器可以具有由壓電元件制成的振動(dòng)器26，以及圍繞振動(dòng)器26的振動(dòng)片27a。與電子筆2的書寫側(cè)的頂部24附近的超聲波發(fā)射器21a-21d同軸布置的紅外線發(fā)射器22與超聲波發(fā)射器21a-21d發(fā)射的超聲波的發(fā)射同步地發(fā)射紅外線。
圖8是與超聲波的發(fā)射有關(guān)的電子筆的主要部件的方框圖?？刂破?3包括傳感器檢測部件23a和發(fā)射器選擇部件23b。傳感器檢測部件23a檢測指向超聲波傳感器3a、3b的電子筆2的方向。該方向或傳感器方向是電子筆2關(guān)于外殼20的縱軸C的角度或旋轉(zhuǎn)方向，并且示出了當(dāng)用戶手持電子筆2時(shí)超聲波3a、3b關(guān)于電子筆2所在的方向。傳感器檢測部件23a可以具有未示出的球和未示出的多個(gè)傳感器的組合，但并非限于此，其中所述球沿著與外殼20的縱軸C相垂直的平面在外殼20內(nèi)部的未示出的空間中自由移動(dòng)，并且所述多個(gè)傳感器用于檢測與球的接觸。傳感器檢測部件23a進(jìn)一步具有未示出的部件，用于執(zhí)行確定電子筆的方向的功能。將在稍后描述的該功能也可以通過發(fā)射器選擇部件23b或通過坐標(biāo)計(jì)算器5而不是傳感器檢測部件23a來執(zhí)行。發(fā)射器選擇部件23b對位于超聲波傳感器3a、3b附近的方向上的一部分超聲波發(fā)射器進(jìn)行選擇性觸發(fā)。
將進(jìn)一步詳細(xì)描述控制器23的操作。假設(shè)書寫表面S是大致垂直的平面(屏幕、墻等等)。參考圖9，超聲波傳感器3a、3b位于書寫表面S的角6a、6b處。為了方便，關(guān)于作為0°的垂直向上方向順時(shí)針定義角θ。由于在書寫表面S的左上側(cè)和左下側(cè)的角6a、6b的方向上布置超聲波傳感器3a、3b，所以用270°來表示超聲波傳感器3a、3b的位置，從而通過超聲波傳感器3a、3b接收超聲波。預(yù)先將有關(guān)超聲波傳感器3a、3b的位置的信息輸入到電子筆2。然而，如以上所述那樣，由于不是始終地將超聲波傳感器3a、3b布置在左側(cè)，所以可以由用戶手動(dòng)地將有關(guān)超聲波傳感器的位置的信息設(shè)置為例如0°、90°、180°或270°。
當(dāng)用戶將電子筆2按壓于書寫表面S時(shí)，同時(shí)以期望的方向牢固地握住電子筆2，觸發(fā)傳感器檢測部件23a。作為選擇，當(dāng)指示器29檢測到比預(yù)定值大的壓力時(shí)，可以觸發(fā)傳感器檢測部件23a。具有上述結(jié)構(gòu)的傳感器檢測部件23a操作如下。當(dāng)球移動(dòng)到180°側(cè)時(shí)，傳感器檢測部件23a通過分析球附近的傳感器的響應(yīng)來確定電子筆2指向180°的方向。在圖9中，傳感器檢測部件23a判定超聲波發(fā)射器21b附近的方向指向180°。然后，傳感器檢測部件23a基于有關(guān)確定的電子筆2的方向以及有關(guān)上述超聲波傳感器的位置的信息，來確定電子筆2指向超聲波傳感器的方向。在圖9中，傳感器檢測部件23a判定指向超聲波傳感器3a、3b的方向是從超聲波發(fā)射器21b附近再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的方向。換句話說，傳感器檢測部件23a判定超聲波傳感器3a、3b位于超聲波發(fā)射器21c附近。以此方式，傳感器檢測部件23a檢測到哪一個(gè)超聲波發(fā)射器接近地指向超聲波傳感器。
發(fā)射器選擇部件23b從傳感器檢測部件23a接收結(jié)果，并且僅觸發(fā)超聲波發(fā)射器21c。換句話說，發(fā)射器選擇部件23b控制超聲波發(fā)射器21a-21d，使得相對遠(yuǎn)離超聲波傳感器3a、3b的方向而定位的超聲波發(fā)射器21a、21b、21d不被觸發(fā)，以便防止由超聲波發(fā)射器21a、21b、21d發(fā)射超聲波。從而，能夠防止在不期望的方向上的超聲波的發(fā)射，并且因此減少被墻等等反射的超聲波的影響。
(第二實(shí)施例)除了超聲波發(fā)射器和控制器的構(gòu)造之外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相似。圖10是從書寫側(cè)的頂部看時(shí)頂部附近的電子筆的剖面圖。在電子筆7的書寫側(cè)的頂部附近的縱軸C周圍提供一個(gè)超聲波發(fā)射器71。在說明性的實(shí)施例中，超聲波發(fā)射器71包括振動(dòng)器76，其關(guān)于電子筆7的縱軸C同軸地布置；以及環(huán)繞振動(dòng)器76的振動(dòng)片77。
圖11是與超聲波的發(fā)射有關(guān)的電子筆的主要部件的方框圖?？刂破?3包括傳感器檢測部件73a和超聲波限制器73b，傳感器檢測部件73a用于檢測指向超聲波傳感器3a、3b的電子筆7的方向。傳感器檢測部件73a具有與第一實(shí)施例中的傳感器檢測部件23a相似的構(gòu)造。超聲波限制器73b包括按壓體78a-78d，按壓體選擇部件81、以及按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a-79d。每個(gè)按壓體驅(qū)動(dòng)部件與相應(yīng)的按壓體相關(guān)聯(lián)。如圖10所示，以90°的間隔并且以方向75a-75d在超聲波發(fā)射器71周圍提供按壓體78a-78d。按壓體選擇部件81選擇遠(yuǎn)離超聲波傳感器3a、3b的方向的按壓體，其通過傳感器檢測部件73a來檢測。按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a-79d驅(qū)動(dòng)被選擇的按壓體。按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a-79d連接到按壓體選擇部件81。如在本發(fā)明中這樣，按壓體的數(shù)量和按壓體驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)量不限于4個(gè)。圖12和13是圖10中的部分A的部分放大圖。圖12示出了按壓體沒有按壓超聲波發(fā)射器的狀態(tài)，圖13示出了按壓體按壓超聲波發(fā)射器的狀態(tài)。因?yàn)槠渌磯后w和按壓體驅(qū)動(dòng)部件的構(gòu)造和操作與按壓體78a和按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a的相似，所以解釋將集中于按壓體78a和按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a。通過縫隙82在電子筆7的徑向上引導(dǎo)按壓體78a。按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a具有軸86，其一端連接到按壓體78a而另一端連接到永久磁鐵84，并且可旋轉(zhuǎn)地支撐在樞軸83處；以及布置在永久磁鐵84兩側(cè)的電磁鐵85a、85b。永久磁鐵84根據(jù)電磁鐵85a、85b中流動(dòng)的電流的方向而移動(dòng)，所述電流的方向取決于來自于按壓體選擇部件81的信號。結(jié)果，按壓體78a在圖12所示的釋放位置與圖13所示的按壓位置之間沿著縫隙82移動(dòng)。這樣，按壓體驅(qū)動(dòng)部件79a機(jī)械地限制了一部分超聲波發(fā)射器71的振動(dòng)。在圖10中，按壓體78a、78b、78d按壓超聲波發(fā)射器71的相應(yīng)部分以限制振動(dòng)，并且防止了從按壓體78a、78b、78d以它們?nèi)我獾姆较虬l(fā)射的不期望的超聲波的發(fā)射。
這樣，根據(jù)第二實(shí)施例，機(jī)械地按壓一部分超聲波發(fā)射器71，并且被按壓部分的振動(dòng)被限制。因此，在按壓部分中產(chǎn)生的超聲波的振幅被減少，從而減少了反射波的影響。
(第三實(shí)施例)除了電子筆的控制器的構(gòu)造之外，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例相似。具體地說，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例不同之處在于其利用重力來按壓按壓體。圖14是說明超聲波發(fā)射器周圍的構(gòu)造的電子筆的頂部的側(cè)視圖。在電子筆9的書寫側(cè)頂部94附近繞縱軸C提供超聲波發(fā)射器91?？刂破靼ǘ鄠€(gè)按壓體98a-98d，其繞著超聲波發(fā)射器91以90°的間隔布置；以及支持構(gòu)件99a-99d，用于支持按壓體98a-98d。附圖中省略了按壓體98d和支持構(gòu)件99d。支持構(gòu)件99a-99d具有擺，并且按壓體98a-98d借助于重力而在垂直向下的方向上自由移動(dòng)。由于以90°的相同間隔來布置4個(gè)按壓體98a-98d，所以在垂直向上的方向附近的方向上定位的至少一個(gè)按壓體按壓超聲波發(fā)射器，而與電子筆9的方向無關(guān)。
這樣，根據(jù)第三實(shí)施例，由于通過擺狀結(jié)構(gòu)來支持按壓體，所以壓力被施加到一部分超聲波發(fā)射器，即垂直的上面部分，并且在這些部分能夠防止超聲波。對于如圖5所示的具有在較低位置并且遠(yuǎn)離投影表面布置的超聲波傳感器的電子白板系統(tǒng)，第三實(shí)施例是有效的。特別地，從位于上面方向的天花板反射的不期望的波的影響能夠被有效地減少。
在上述實(shí)施例中，在屏幕上布置超聲波傳感器和紅外線傳感器。然而，也能夠如現(xiàn)有技術(shù)的解釋那樣，在投影儀裝置上安裝超聲波傳感器和紅外線傳感器，以便三維地計(jì)算屏幕上的電子筆與投影儀裝置之間的距離。在該實(shí)施例中，可以在投影儀裝置的面向投影側(cè)的外表面上布置超聲波傳感器和紅外線傳感器，并且可以在投影儀中提供用于計(jì)算三維距離的坐標(biāo)計(jì)算器。其他的構(gòu)造可以與上述的相同。
盡管詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明的一定優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該理解在不脫離權(quán)利要求的精神或范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種電子筆，包括外殼，其具有縱軸和沿著所述縱軸的書寫側(cè)頂部；至少一個(gè)超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器布置在所述外殼的所述書寫側(cè)頂部附近；以及控制器，用于檢測傳感器方向和用于控制超聲波的發(fā)射，其中傳感器方向是示出所述外殼關(guān)于所述縱軸的旋轉(zhuǎn)方向的指標(biāo)，所述旋轉(zhuǎn)方向指向用于接收從所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的超聲波傳感器，并且其中所述控制器選擇性地激活一部分所述超聲波發(fā)射器，使得從指向所述傳感器方向的方向發(fā)射超聲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子筆，其中所述超聲波發(fā)射器包括所述外殼的所述縱軸周圍的多個(gè)超聲波發(fā)射單元，所述超聲波發(fā)射單元布置在彼此不同的方向上，并且其中所述控制器包括用于檢測所述傳感器方向的傳感器檢測部件；以及單元選擇部件，用于選擇性地觸發(fā)一部分所述超聲波發(fā)射單元，使得僅觸發(fā)在相對靠近所述傳感器方向的方向上布置的所述超聲波發(fā)射單元，其中由所述傳感器檢測部件來檢測所述傳感器方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子筆，其中環(huán)繞所述外殼的所述縱軸來布置所述超聲波發(fā)射器，并且其中所述控制器包括用于檢測所述傳感器方向的傳感器檢測部件；以及超聲波限制器，用于限制一部分所述超聲波發(fā)射器的操作，其中所述一部分超聲波發(fā)射器位于相對遠(yuǎn)離所述傳感器方向的方向上，其中由所述傳感器檢測部件來檢測所述傳感器方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子筆，其中所述超聲波限制器包括多個(gè)按壓體，其以彼此不同的方向布置在所述超聲波發(fā)射器周圍，按壓體選擇部件，用于選擇位于相對遠(yuǎn)離所述傳感器方向的方向上的所述按壓體，其中由所述傳感器檢測部件來檢測所述傳感器方向，以及按壓體驅(qū)動(dòng)部件，用于將各個(gè)按壓體按壓于所述超聲波發(fā)射器，其中由所述按壓體選擇部件來選擇所述按壓體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子筆，其中環(huán)繞所述外殼的所述縱軸來布置所述超聲波發(fā)射器，并且其中所述控制器包括多個(gè)按壓體，其以彼此不同的方向布置在所述超聲波發(fā)射器周圍；以及支持構(gòu)件，用于支持所述各個(gè)按壓體，使得所述按壓體在垂直向下的方向上自由移動(dòng)，并且至少一個(gè)所述按壓體按壓所述超聲波發(fā)射器，其中至少一個(gè)所述按壓體位于垂直向上的方向附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電子筆，進(jìn)一步包括紅外線發(fā)射器，用于與所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的發(fā)射同步地發(fā)射紅外線。
7.一種電子白板系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1的電子筆，其中電子筆進(jìn)一步包括用于與所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的發(fā)射同步地發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射器；至少兩個(gè)超聲波傳感器，其彼此遠(yuǎn)離地布置在書寫表面上，由所述電子筆在所述書寫表面上書寫信息；用于接收紅外線的紅外線傳感器，所述紅外線傳感器與所述書寫表面上的各個(gè)超聲波傳感器相鄰地布置；以及坐標(biāo)計(jì)算器，用于通過對每對所述紅外線傳感器和所述超聲波傳感器計(jì)算所述紅外線傳感器接收到紅外線的時(shí)間與所述超聲波傳感器接收到超聲波的時(shí)間之間的差，來計(jì)算所述電子筆在所述書寫表面上的坐標(biāo)。
8.一種投影儀系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求6的電子筆；以及投影儀裝置，其被構(gòu)造為將圖像投影到書寫表面上，由所述電子筆在所述書寫表面上書寫信息；其中所述投影儀裝置包括至少兩個(gè)超聲波傳感器；用于接收紅外線的至少一個(gè)紅外線傳感器，與每個(gè)超聲波傳感器相鄰地布置所述紅外線傳感器；以及坐標(biāo)計(jì)算器，用于通過對每個(gè)超聲波傳感器計(jì)算所述紅外線傳感器接收到紅外線的時(shí)間與所述超聲波傳感器接收到超聲波的時(shí)間之間的差，來計(jì)算所述電子筆的三維坐標(biāo)。
9.一種電子筆，包括外殼，其具有縱軸和沿著所述縱軸的書寫側(cè)頂部；至少一個(gè)超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器布置在所述外殼的所述書寫側(cè)頂部附近；并且其中傳感器方向被檢測，其中傳感器方向是示出所述外殼關(guān)于所述縱軸的旋轉(zhuǎn)方向的指標(biāo)，所述旋轉(zhuǎn)方向指向用于接收從所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的超聲波傳感器，并且其中選擇性地激活一部分所述超聲波發(fā)射器，使得從指向所述傳感器方向的方向上發(fā)射超聲波。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有超聲波控制器的電子筆。根據(jù)本發(fā)明的電子筆具有外殼，其具有縱軸和沿著縱軸的書寫側(cè)頂部；至少一個(gè)超聲波發(fā)射器，超聲波發(fā)射器布置在外殼的書寫側(cè)頂部附近；以及控制器，用于檢測傳感器方向和用于控制超聲波的發(fā)射。傳感器方向是示出外殼關(guān)于縱軸的旋轉(zhuǎn)方向的指標(biāo)，旋轉(zhuǎn)方向指向用于接收從超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的超聲波傳感器。控制器選擇性地激活一部分超聲波發(fā)射器，使得從指向傳感器方向的方向上發(fā)射超聲波。本發(fā)明能夠防止從超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波的反射，從而提高計(jì)算電子筆的坐標(biāo)的精度，特別是對于難以提供具有方向性的超聲波傳感器的電子筆尤為有效。
文檔編號G06F3/033GK1920760SQ20061009971
公開日2007年2月28日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者富家修 申請人:日本電氣視象技術(shù)株式會(huì)社