[发明专利]借助于偏振笔的非接触式控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电行业，更具体而言，涉及用于非接触式数据控制和输入的方法和装置。

背景技术

实际上，具有多种方法和装置，通过所谓的呈现器或标记的形式用于远程数据输入。应用这些方法和装置，以实现通过习惯性臂部运动输入PC内的数据的交替方法。还具有一种基于视频的手势识别的技术，用于软件的非接触式控制。

用于非接触式数据控制和输入的那些呈现器和标记的缺点是装置本身的低定位精度和大尺寸。基于视频的手势识别的技术的缺点是视频数据处理的复杂性造成的低定位精度和低响应速度。

发明名称为“使用激光标记的非接触式控制的方法以及用于实现其的激光标记系统”的发明(俄罗斯申请号2012102208)用作原型。用于非接触式数据控制和输入的这个原型有激光标记和接收器构成，通过接收器，能够识别激光标记相对于接收器的空间位置；然后，这个位置解译成控制命令，尤其以便控制在监视屏上的光标，连接至PC的接收器安装在该监视屏上。还能够基于相对于接收器的激光标记的空间位置的检测，执行3D定位，用于其用于计算机游戏、模拟器、图形应用、操纵器和装置的遥控等目的。

在第一版本中的这个原型的缺点是昂贵的接收器，该接收器包括具有围绕屏幕的周长固定的框架的形式的大量光电探测器。

在第二版本中的这个原型的缺点是通过其进一步旋转将激光光束转化成平面的复杂机构。使用机械部件，降低了装置的可靠性并且提高了功耗。

发明内容

本发明的目的是产生一种基于其他光学工艺的由偏振标记以及接收器构成的全新装置，由于去除了机械部件，所以这允许使该装置更便宜并且更可靠。

具体实施方式

由于连接至处理来自偏振计的信号的微处理器4的偏振计3安装在位于计算机显示器或电视机、或投影屏幕、或任何其他装置的工作平面2内的接收器1上(见图1)，所以实现这个目标。由来自偏振标记5的光脉冲形成信号。偏振标记本身由空心圆柱偏振器6(图2)、在红外光谱内发出的光源7、反射器8、透镜9和10、以及透明外壳11构成。空心圆柱偏振器6由聚合物偏振膜制成。通过在其上应用作为延伸光栅的变化的光栅，可以制造这种薄膜。尤其地，这个光栅是一系列三角形刻度。铝涂层通过喷涂沉积在每个刻度的一个边缘上。每毫米具有几百或几千个刻度的在聚合物薄膜上的这种光栅对红外光谱具有偏振效应。此外，这个薄膜可以弯曲，同时依然保持其偏振性能。在偏振标记中，薄膜作为圆柱体轧制成空心圆柱偏振器6。在由光源7从内部照明时，一部分光束穿过空心圆柱偏振器6的壁部，并且这种光束偏振，其中，径向发出的光束的偏振向量的方向关于偏振标记5的虚轴轴向对称。光栅刻度可以设置为沿着或者穿过圆柱轴，围绕圆柱体。根据在圆柱体上的刻度的方向，偏振向量的方向关于偏振标记的虚轴在圆圈内轴向对称(图3)或者偏振向量位于沿着这个轴相交的平面内。对于要发出的偏振光束，不仅在偏振标记的旁边，而且在覆盖最大区域的偏振标记的前面，本发明使用透镜和反射器阵列。为此，由光源7(图4)发出的光束名义上分成两段：在大约30°的孔径斜率下沿着圆柱偏振器的虚轴定位的中心段12以及侧段13。光源7(图5)位于空心圆柱偏振器6的后面。在锥形凹透镜9上引导由光源7发出的光。中心段的光束转换成贝塞尔光束，并且这两个段的孔径斜率增大。在偏振器6的壁部上引导折射光束，具有镜面状内表面的圆柱形反射器8放在壁部上。因此，穿过偏振器的光束落在反射器8上并且在偏振标记的前端的方向反射，负透镜10安装在其上。中心段的光束落在透镜10上。这个透镜10制造成圆柱形凹透镜的形式。该透镜通过这种方式折射光束，以便极端光束与圆柱偏振器6的虚轴相交，而侧段的光束在外面穿过透明外壳11。

为了增大这两个区段的发出光束的孔径斜率，并且为了减小在发出的光束12和13之间的相邻光束之间的‘盲区’，透明外壳11(图6)制造成横向弯曲，并且透镜10制造成具有凹形锥面(选择A)的平凸透镜的形式。透镜10的相反表面还可以制造成凹形，而负透镜10制造成具有锥形凸凹镜(选择B)的形式。

在另一个选择中，然后，穿过圆柱偏振器6的光束由安装在圆柱偏振器6上的伸长的负锥形鱼雷状透镜14(图7)折射。在这种情况下，未使用圆柱形反射器。为了增大来自锥形凹透镜9的光束的孔径斜率，透镜的平面可以制造成凸形。