專利名稱：帶觸摸功能的一體式投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子領(lǐng)域，尤其涉及一種投影機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，投影機(jī)正越來越廣泛的被人們所應(yīng)用。投影機(jī)被廣泛應(yīng)用于展會、教室、會場、影院等場所。另外人們對顯示畫面往往有進(jìn)行觸摸操作的需要。現(xiàn)在與投影機(jī)結(jié)合的觸摸技術(shù)，大都是在顯示畫面前方放置一個(gè)攝像機(jī)，通過攝像機(jī)攝取物體與顯示畫面的互動信息。 攝像機(jī)將所攝取的畫面?zhèn)魉徒o計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過分析畫面進(jìn)而得出觸摸動作信息，完成觸摸操作控制。這種結(jié)構(gòu)需要投影機(jī)和攝像機(jī)兩套設(shè)備，存在成本高、占用空間大、安裝時(shí)需要復(fù)雜調(diào)試、觸摸動作捕捉不精確等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，包括一投影機(jī)主體，所述投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、一光學(xué)鏡頭，其特征在于，還包括一攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器；所述光調(diào)制器與所述光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光元件；所述分光元件對于自所述光調(diào)制器向所述光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系；所述分光元件對于自所述光學(xué)鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系，在其反射方向上設(shè)有所述圖像傳感器。上述技術(shù)方案中，攝像系統(tǒng)同時(shí)使用投影機(jī)主體中的所述光學(xué)鏡頭，這樣相對于已有的采用投影機(jī)與攝像機(jī)分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的所述光學(xué)鏡頭。所述投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，所述攝像系統(tǒng)設(shè)置在所述投影機(jī)外殼內(nèi)。這樣可以使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，不必再為攝像機(jī)的安放特地留出位置，也不必對攝像機(jī)進(jìn)行過多調(diào)試。進(jìn)而可以在整個(gè)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以所述分光元件靠近所述光學(xué)鏡頭的一面為出光面，所述出光面與所述光調(diào)制器間的夾角為45度，所述出光面與所述圖像傳感器之間的夾角為45度。根據(jù)光路可逆原理，由所述出光面射出的光線經(jīng)過所述光學(xué)鏡頭射出的光線在外界成像，其成像的位置的(部分)光線可以逆向返回，并在所述光調(diào)制器處成像。上述設(shè)計(jì)中，通過分光元件對光學(xué)鏡頭前方射回的光線進(jìn)行了反射，反射至所述圖像傳感器，在所述圖像傳感器成像。根據(jù)光路可逆原理，在所述圖像傳感器上所接收到的像所對應(yīng)的外界區(qū)域，近似于投影機(jī)主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說，在以投影機(jī)主體的成像范圍作為允許進(jìn)行觸摸操作的觸摸區(qū)域的情況下，所述圖像傳感器上所呈現(xiàn)的像正好(或近似)是整個(gè)觸摸區(qū)域的像，有利于減少外界非觸摸區(qū)域內(nèi)的影像對觸摸操作的影響。所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過所述出光面對稱排布。這樣在投影機(jī)主體在投影屏幕上呈現(xiàn)清晰圖像的情況下，根據(jù)光路可逆原理，投影屏幕附近的畫面也會在所述圖像傳感器上呈現(xiàn)清晰的圖像。因此在調(diào)整好投影機(jī)主體的投影效果后，攝像系統(tǒng)自然獲得清晰的圖像，不必額外調(diào)整攝像系統(tǒng)。所述分光元件可以采用分光片，也可以采用光學(xué)棱鏡，如直角棱鏡，還可以采用其他光學(xué)元件得以實(shí)現(xiàn)。所述圖像傳感器可以采用CXD圖像傳感器或COMS圖像傳感器。CXD圖像傳感器具有成像清晰的特點(diǎn)。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點(diǎn)。所述光調(diào)制器可以采用LCOS光調(diào)制器或者DLP光調(diào)制器。LCOS光調(diào)制器具有成像清晰的特點(diǎn)。DLP光調(diào)制器具有技術(shù)成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點(diǎn)。有益效果本發(fā)明中的光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)具備將光調(diào)制器調(diào)指出的圖像進(jìn)行投影和將投影屏幕返回的觸摸光學(xué)信號傳送到圖像傳感器的雙重功能，由于投影和成像系統(tǒng)共用一個(gè)鏡頭，系統(tǒng)具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參照圖1，帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，包括一投影機(jī)主體，投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器1、一光學(xué)鏡頭4，還包括一攝像系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器5。上述技術(shù)方案中，攝像系統(tǒng)同時(shí)使用投影機(jī)主體中的光學(xué)鏡頭4，這樣相對于已有的采用投影機(jī)與攝像機(jī)分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的光學(xué)鏡頭4。光調(diào)制器1與光學(xué)鏡頭4之間設(shè)有一分光元件2。分光元件2可以采用分光片， 也可以采用光學(xué)棱鏡，如直角棱鏡，還可以采用其他光學(xué)元件得以實(shí)現(xiàn)。光調(diào)制器1可以采用LCOS光調(diào)制器或者DLP光調(diào)制器。LCOS光調(diào)制器具有成像清晰的特點(diǎn)。DLP光調(diào)制器具有技術(shù)成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點(diǎn)。分光元件2對于自光調(diào)制器1向光學(xué)鏡頭4方向的光呈透射關(guān)系。分光元件2對于自光學(xué)鏡頭4方向向光調(diào)制器1方向的光呈反射關(guān)系， 在其反射方向上設(shè)有圖像傳感器5。圖像傳感器5可以采用CCD圖像傳感器或COMS圖像傳感器。CCD圖像傳感器具有成像清晰的特點(diǎn)。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點(diǎn)。投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，攝像系統(tǒng)設(shè)置在投影機(jī)外殼內(nèi)。這樣可以使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，不必再為攝像機(jī)的安放特地留出位置，也不必對攝像機(jī)進(jìn)行過多調(diào)試。進(jìn)而可以在整個(gè)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以分光元件2靠近光學(xué)鏡頭4的一面為出光面，出光面與光調(diào)制器1間的夾角為45度，出光面與圖像傳感器5之間的夾角為45度。根據(jù)光路可逆原理，由出光面射出的光線經(jīng)過光學(xué)鏡頭射4出的光線在外界成像，其成像的位置的(部分)光線可以逆向返回，并在光調(diào)制器1處成像。上述設(shè)計(jì)中，通過分光元件2對光學(xué)鏡頭4前方射回的光線進(jìn)行了反射，反射至圖像傳感器5，在圖像傳感器5成像。根據(jù)光路可逆原理，在圖像傳感器5上所接收到的像所對應(yīng)的外界區(qū)域，近似于投影機(jī)主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說，在以投影機(jī)主體的成像范圍作為允許進(jìn)行觸摸操作的觸摸區(qū)域的情況下，圖像傳感器5上所呈現(xiàn)的像正好(或近似)是整個(gè)觸摸區(qū)域的像，有利于減少外界非觸摸區(qū)域內(nèi)的影像對觸摸操作的影響。進(jìn)行觸摸操作的觸摸點(diǎn)可以是以各種形式呈現(xiàn)的可見影像，或者紅外影像。如果重點(diǎn)接收紅外影像，則圖像傳感器5應(yīng)該采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器5。圖像傳感器5與光調(diào)制器1通過出光面對稱排布。這樣在投影機(jī)主體在投影屏幕上呈現(xiàn)清晰圖像的情況下，根據(jù)光路可逆原理，投影屏幕附近的畫面也會在圖像傳感器5 上呈現(xiàn)清晰的圖像。因此在調(diào)整好投影機(jī)主體的投影效果后，攝像系統(tǒng)自然獲得清晰的圖像，不必額外調(diào)整攝像系統(tǒng)。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，包括一投影機(jī)主體，所述投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、 一光學(xué)鏡頭，其特征在于，還包括一攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器；所述光調(diào)制器與所述光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光元件；所述分光元件對于自所述光調(diào)制器向所述光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系；所述分光元件對于自所述光學(xué)鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系，在其反射方向上設(shè)有所述圖像傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，所述攝像系統(tǒng)設(shè)置在所述投影機(jī)外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，以所述分光元件靠近所述光學(xué)鏡頭的一面為出光面，所述出光面與所述光調(diào)制器間的夾角為45度，所述出光面與所述圖像傳感器之間的夾角為45度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過所述出光面對稱排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述分光元件采用分光片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述圖像傳感器采用CXD圖像傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述圖像傳感器采用COMS圖像傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述光調(diào)制器采用LCOS光調(diào)制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述光調(diào)制器采用DLP光調(diào)制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶觸摸功能的一體式投影機(jī)，其特征在于，所述圖像傳感器采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。
全文摘要
帶觸摸功能的一體式投影機(jī)涉及一種投影機(jī)。包括一投影機(jī)主體，投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、一光學(xué)鏡頭、一攝像系統(tǒng)。攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器。光調(diào)制器與光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光元件。分光元件對于自光調(diào)制器向光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系，分光元件對于自光學(xué)鏡頭方向向光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系，在其反射方向上設(shè)有圖像傳感器。本發(fā)明中的光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)具備將光調(diào)制器調(diào)制出的圖像進(jìn)行投影和將投影屏幕返回的觸摸光學(xué)信號傳送到圖像傳感器的雙重功能，由于投影和成像系統(tǒng)共用一個(gè)光學(xué)鏡頭，系統(tǒng)具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G02B27/10GK102411249SQ201010288760
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者何怡, 朱天堃, 楊波, 程抒一, 袁正 申請人:上海優(yōu)熠電子科技有限公司