触控屏投影显示设备的制作方法
【专利摘要】一种触控屏投影显示设备，包括背投屏幕、红外触摸框、投影仪组和控制装置。投影仪组投射多幅图像至幕布，并使相邻图像的边缘重合。光感应组件获取幕布各点的亮度，生成对应的感应信号并发送至控制装置。控制装置根据感应信号获取各图像在幕布的重合区域，并根据重合区域控制投影仪组对幕布各点的亮度进行均匀化处理，将多个图像融合成一个无缝隙的整体画面，使幕布的尺寸扩展为120寸至300寸，实现无缝隙大屏幕，使得显示的图像连续不失真，便于用户观看，提高了使用便利性。
【专利说明】触控屏投影显示设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及投影显示【技术领域】，特别是涉及一种触控屏投影显示设备。
【背景技术】
[0002]投影设备是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD, DVD、BD、游戏机、DV等设备相连接播放相应的视频信号，以便于观看。投影设备广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。
[0003]传统的投影设备包括投影仪和幕布，投影仪可连接电脑等设备，接收视频信息并生成相应的光信号并投射至幕布进行显示，利用电脑对显示的画面进行切换控制。由于幕布尺寸一般较小，导致显示的图像过小，无法满足军队公安和政府指挥中心的高清大屏幕需求，且需要通过控制终端控制显示内容的切换，传统的投影设备存在使用不便的缺点。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高使用便利性的触控屏投影显示设备。
[0005]一种触控屏投影显示设备，包括:
[0006]背投屏幕，包括幕布和设置于所述幕布的光感应组件，所述光感应组件用于检测所述幕布的亮度，生成对应的感应信号并输出；所述幕布的尺寸为120寸至300寸；
[0007]红外触摸框，设置于所述背投屏幕，用于感应触控动作，生成相应的电信号并输出；
[0008]投影仪组，用于投射多幅图像至所述幕布，并使相邻图像的边缘重合；
[0009]控制装置，连接所述光感应组件、红外触摸框和投影仪组，用于接收所述感应信号和电信号，根据所述感应信号获取各图像在所述幕布的重合区域，并根据所述重合区域控制所述投影仪组对所述幕布的亮度进行均匀化处理；还用于根据所述电信号获取触控坐标，并根据所述触控坐标控制所述投影仪组进行画面切换；
[0010]所述红外触摸框包括设置于所述幕布相邻两侧的红外发射管，以及设置于所述幕布另外相邻两侧，且与所述红外发射管一一对应的红外接收管，位于所述幕布同一侧的红外发射管的数量为30000至35000个；所述红外接收管连接所述控制装置，用于在对应红外发射管发光时，根据接收到的光信号生成对应的电信号并发送至所述控制装置。
[0011]上述触控屏投影显示设备，投影仪组投射多幅图像至幕布，并使相邻图像的边缘重合。光感应组件获取幕布各点的亮度，生成对应的感应信号并发送至控制装置。控制装置根据感应信号获取各图像在幕布的重合区域，并根据重合区域控制投影仪组对幕布各点的亮度进行均匀化处理，将多个图像融合成一个无缝隙的整体画面，使幕布的尺寸扩展为120寸至300寸，实现无缝隙大屏幕，使得显示的图像连续不失真，便于用户观看，提高了使用便利性。红外触摸框感应触控动作，生成相应的电信号并发送至控制装置，控制装置根据电信号获取触控坐标，并根据触控坐标控制投影仪组进行画面切换。位于幕布同一侧的红外发射管的数量为30000至35000个，红外接收管与红外发射管一一对应，确保对幕布不同点的触控动作都可被红外触摸框感应到，提高触摸精度，使得红外触控技术可用于120寸至300寸的大尺寸屏幕，达到整屏触控的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为一实施例中触控屏投影显示设备的结构图；
[0013]图2为另一实施例中触控屏投影显示设备的结构图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0015]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0016]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0017]一种触控屏投影显示设备，如图1所示，包括背投屏幕110、红外触摸框120、投影仪组130和控制装置140。背投屏幕110包括幕布112和光感应组件114，光感应组件114设置于幕布112，控制装置140连接光感应组件114、红外触摸框120和投影仪组130。
[0018]光感应组件114用于获取幕布112的亮度，生成对应的感应信号并发送至控制装置140。幕布112的尺寸为120寸至300寸。幕布112的材质具体可以是透明玻璃、聚氯乙稀等，本实施例中幕布112为聚氯乙稀材质(Polyvinylchlorid，PVC)的幕布，具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，增长幕布112的使用寿命。
[0019]在其中一个实施例中，背投屏幕110还包括透光层，透光层覆盖设置于光感应组件114。透光层用于增大透光率和折射率，降低幕布112的反射率，而投射光线可被集中折射到近80度的视角与显示面，不会出现亮点暗点的差别，即显影平均值高，适用于一般低流明投影机，同时也适用于高解析度、高亮度、高对比度的投影机。背投屏幕110的整个制造过程包括屏幕设计、模具制作、冶具制作、原料制作、屏幕成型、品资检测和尺寸裁减等多道程序，幕布112可根据需求制作为相应尺寸。
[0020]在其中一个实施例中，光感应组件114包括等间距布设于幕布112的多个光敏元件，以及连接各光敏元件的信号发送器，信号发送器连接控制装置140。多个光敏元件用于检测幕布112对应位置的亮度，生成感应信号并通过无线发送器发送至控制装置140。光敏元件具体可以是光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管等。
[0021]红外触摸框120设置于背投屏幕110，用于感应触控动作，生成相应的电信号并发送至控制装置140。
[0022]红外触摸框120包括设置于幕布112相邻两侧的红外发射管，以及设置于幕布114另外相邻两侧，且与红外发射管一一对应的红外接收管，位于幕布112同一侧的红外发射管的数量为30000至35000个。红外接收管连接控制装置140，用于在对应红外发射管发光时，根据接收到的光信号生成对应的电信号并发送至控制装置140。
[0023]位于幕布112同一侧的红外发射管的具体数量可根据实际需要的分辨率进行设置，幕布112相对两侧的红外发射管和红外接收管的数量相同。此外，红外触摸框120还可包括设置于幕布112边缘的电路板外框，将红外发射管和红外接收管设置于电路板外框，便于装卸。
[0024]红外触摸框120不需要导电玻璃基板，表面无任何介质，透光率可达92%，对显示效果不会产生影响，且不受微型光学摄像头等精密仪器的限制。采用的红外触控为无压力触控，支持手、笔等任何不透光的物体操作，无需触控压力，仅用手、笔或任何不透光的物体轻轻滑动即可操作，更不需要电磁或电容笔，提高了触控屏投影显示设备的适用性。
[0025]投影仪组130用于投射多幅图像至幕布112，并使相邻图像的边缘重合。具体可将需要显示的画面分割为多个子图像，且各相关联的子图像的衔接部分存在相同的内容，将分割得到的图像数据存入投影仪组130。利用投影仪组130将各图像投射至幕布112进行显示，使相关联的图像边缘部分重合，完成图像拼接。
[0026]在其中一个实施例中，投影仪组130包括连接控制装置140的多个投影仪，各投影仪分别用于投射对应图像至幕布112，使图像沿第一方向和/或第二方向排列，且相邻图像的边缘重合，第一方向和第二方向相互垂直。
[0027]第一方向和第二方向具体可根据实际情况进行调整，以第一方向为竖直方向、第二方向为水平方向为例，根据需要分割的显示画面和实际使用场合，可将显示画面沿竖直方向分割，或沿水平方向分割，或者同时沿竖直方向和水平方向分割。分割得到相关联子图像的衔接部分存在相同的内容，具体分割得到的子图像的数量与投影仪的数量对应。将相关的图像数据按照子图像在显示画面中的位置存入对应的投影仪，各投影仪的位置可预先进行调试，使投射至幕布112的相关联的图像衔接部分重合，完成图像拼接。
[0028]对应的，通过各投影仪将图像投射至幕布112，可以是水平排列组合显示各图像，打出更宽幅的画面，这种方式可应用于大型会议中心、演艺中心、展览馆和军事项目等。可以是垂直纵向堆积各图像，这种特殊的排列方式适用于广告行业或一些特殊要求的现场演示会。还可以是同时沿水平和垂直方向显示各图像，堆积出更高更宽幅的超大画面，可被应用于监控中心和指挥中心。本实施例中，各投影仪同时沿水平和垂直方向显示对应的图像，以满足军队公安和政府指挥中心等特殊场合的高清大屏幕需求，提高触控屏投影显示设备适用性。
[0029]投影仪的具体类型可根据情况选择，本实施例中投影仪为激光投影仪。激光投影仪使用激光光束来透射出画面，激光投影机的光学部件主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀组成，在激光投影机中有红、绿、蓝三色激光。激光在机器内经过相应的光学元件和处理芯片的扩束后再透射到合束X棱镜将三束激光整合，然后再由投影物镜将整合后的激光透射到幕布112上，完成整个激光投影机显示过程。利用激光投影仪显示图像，色彩鲜艳且功耗低。
[0030]控制装置140用于接收感应信号和电信号，根据感应信号获取各图像在幕布112的重合区域，并根据重合区域控制投影仪组130对幕布112的亮度进行均匀化处理；还用于根据电信号获取触控坐标，并根据触控坐标控制投影仪组130进行画面切换。
[0031]控制装置140在获取各图像在幕布112的重合区域后，具体可通过对投影仪组130中各投影仪与重合区域对应的影象灯泡的亮度进行调整，实现对幕布112各点的亮度均匀化处理，具体可以是将重合区域的亮度降低，也可以是将非重合区域的亮度提高，使图像在重合区域的亮度平滑过渡。
[0032]红外触摸框120的红外接收管和红外发射管在幕布112呈一一对应的排列关系，形成一张由红外线布成的光网，当有物体(如手指、带手套或任何触摸物体等)进入红外光网阻挡住某处的红外线发射接收时，此点横竖两个方向的红外接收管收到的红外线的强弱就会发生变化，控制装置140通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸，从而确定触控坐标。
[0033]控制装置140利用混合矩阵对红外接收管传输的信号进行处理获取触控坐标，例如，当有物体触摸到幕布112第二排的第一个点时，矩阵识别坐标为(1，2)，另一个物体触摸到幕布112的第30000排的第20000个点时，坐标为(20000，30000)，任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。
[0034]利用红外触摸框120实现多点触摸，本实施例中红外触摸框120的分辨率为32768x32768，触摸精度95 %可达以上，可进行流畅书写，支持多点同时进行触控操作。扫描分辨率高，可有效消除外界干扰，减少环境的影响。通过提高红外触摸框120的触摸精度，增大数据冗余度，在20%传感器损坏下，仍能正常进行多点触控操作，并准确识别出触控点。
[0035]在其中一个实施例中，控制装置140在接收到触控指示命令后，接收红外触摸框120发送的电信号并获取触控坐标。
[0036]触控指示命令具体可以是由移动终端发送，当用户需要进行触控操作时，通过移动终端发送触控指使命令至控制装置140。控制装置140在接收到触控指示命令后再获取红外触摸框120发送的电信号并进行相应处理，计算触控坐标。在未接收到触控指示命令时，控制装置140处于待机模式，不进行相应的触控坐标采集操作，降低功耗。
[0037]在其中一个实施例中，控制装置140还对红外触摸框120发送的电信号进行除噪处理，去除环境光产生的噪点，降低环境光的影响，提高抗光性。
[0038]在其中一个实施例中，控制装置140包括信号接收器和处理器，信号接收器连接光感应组件114和红外触摸框120，具体与红外触摸框120中的红外接收管连接。处理器连接信号接收器和投影仪组130，具体与投影仪组130中的各投影仪连接。信号接收器接收感应信号和电信号并发送至处理器，处理器根据感应信号提取幕布亮度高于预设阈值的区域，得到重合区域，并控制投影仪组130降低图像在重合区域的亮度，具体可将亮度降低为预设阈值。
[0039]利用边缘融合技术，先将各图像的边缘叠加，在对边缘叠加的部分进行消隐融合多个图像，使其融合成一个整体画面达到整屏无缝隙的效果。由于重合区域的面积一般较小，通过降低重合区域的亮度使图像在重合区域的亮度平滑过渡，可降低使用成本。
[0040]当用户利用手指或其他工具触碰幕布112时，会遮挡部分红外线，相应的红外接收管接收到的光信号中，红外线的强弱会发生改变，红外接收管对应生成的电信号也会发生变化。处理器还对电信号进行过滤，去除波长大于预设值的光信号对应的信号得到过滤信号，根据过滤信号获取触控坐标，并根据触控坐标控制投影仪组130进行画面切换。根据过滤信号可得到被遮挡的红外线所处的位置，两不同方向的被遮挡的红外线的交点即为触控点，其对应的坐标便是触控坐标。处理器采用微纳米光感技术，对红外触摸框120发送的电信号进行过滤，去除波长大于预设值的光信号对应的信号，剔除幕布反射光的干扰，可提高触控准确度。
[0041]上述触控屏投影显示设备，投影仪组130投射多幅图像至幕布，并使相邻图像的边缘重合。光感应组件114获取幕布112各点的亮度，生成对应的感应信号并发送至控制装置140。控制装置140根据感应信号获取各图像在幕布112的重合区域，并根据重合区域控制投影仪组130对幕布112各点的亮度进行均匀化处理，将多个图像融合成一个无缝隙的整体画面，使幕布112的尺寸扩展为120寸至300寸，实现无缝隙大屏幕，使得显示的图像连续不失真，便于用户观看，提高了使用便利性。
[0042]上述触控屏投影显示设备，红外触摸框120感应触控动作，生成相应的电信号并发送至控制装置140，控制装置140根据电信号获取触控坐标，并根据触控坐标控制投影仪组130进行画面切换。位于幕布112同一侧的红外发射管的数量为30000至35000个，红外接收管与红外发射管一一对应，确保对幕布不同点的触控动作都可被红外触摸框感应到，提高触摸精度，使得红外触控技术可用于120寸至300寸的大尺寸屏幕，达到整屏触控的效果，可满足16点以上的多点触控需求，提高使用便利性。
[0043]在其中一个实施例中，如图2所示，触控屏投影显示设备还包括与控制装置140连接的音响150。控制装置140在根据触控坐标控制投影仪组130进行画面切换时，发送对应的音频数据至音响150进行播放。
[0044]控制装置140可预先对音频数据进行存储，或利用外部存储器件存储音频数据。在控制投影仪组130进行画面切换时，控制装置140还提取相应的音频数据发送至音响150进行播放。
[0045]在其中一个实施例中，触控屏投影显示设备还包括与控制装置140进行无线通信的移动终端160。移动终端160用于发送触控指令至控制装置140，控制装置140根据触控指令控制投影仪组130进行画面切换；控制装置140还用于发送投影仪组130的当前显示数据至移动终端160进行显示。
[0046]移动终端160具体可以是IPAD等触控显示终端，通过移动终端160对幕布112的显示画面进行控制切换。控制装置140发送投影仪组130的当前显示数据至移动终端160进行显示，即是指控制装置140无论是根据触控坐标控制投影仪组130进行画面切换，还是根据触控指令控制投影仪组130进行画面切换，都会将与投影仪组130正在显示的图像对应的当前显示数据发送至移动终端160，实现幕布112和移动终端160的画面同步显示控制，更便于用户操作，提高便利性。
[0047]移动终端160与控制装置140进行无线通信具体可以是通过WIF1、蓝牙等通信方式，本实施例中移动终端160通过WIFI与控制装置140进行无线通信。wifi传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将当前显示数据快速、可靠地发送至移动终端160进行显示。
[0048]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种触控屏投影显示设备，其特征在于，包括: 背投屏幕，包括幕布和设置于所述幕布的光感应组件，所述光感应组件用于检测所述幕布的亮度，生成对应的感应信号并输出；所述幕布的尺寸为120寸至300寸； 红外触摸框，设置于所述背投屏幕，用于感应触控动作，生成相应的电信号并输出； 投影仪组，用于投射多幅图像至所述幕布，并使相邻图像的边缘重合； 控制装置，连接所述光感应组件、红外触摸框和投影仪组，用于接收所述感应信号和电信号，根据所述感应信号获取各图像在所述幕布的重合区域，并根据所述重合区域控制所述投影仪组对所述幕布的亮度进行均匀化处理；还用于根据所述电信号获取触控坐标，并根据所述触控坐标控制所述投影仪组进行画面切换； 所述红外触摸框包括设置于所述幕布相邻两侧的红外发射管，以及设置于所述幕布另外相邻两侧，且与所述红外发射管一一对应的红外接收管，位于所述幕布同一侧的红外发射管的数量为30000至35000个；所述红外接收管连接所述控制装置，用于在对应红外发射管发光时，根据接收到的光信号生成对应的电信号并发送至所述控制装置。
2.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述幕布为聚氯乙烯材质的幕布。
3.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述背投屏幕还包括透光层，所述透光层覆盖设置于所述光感应组件。
4.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述光感应组件包括等间距布设于所述幕布的多个光敏元件，以及连接各光敏元件的信号发送器，所述信号发送器连接所述控制装置；所述多个光敏元件用于检测所述幕布对应位置的亮度，生成所述感应信号并通过所述无线发送器发送至所述控制装置。
5.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述控制装置在接收到触控指示命令后，接收所述红外触摸框发送的电信号并获取触控坐标。
6.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述投影仪组包括连接所述控制装置的多个投影仪，各投影仪分别用于投射对应图像至所述幕布，使所述图像沿第一方向和/或第二方向排列，且相邻图像的边缘重合，所述第一方向和第二方向相互垂直。
7.根据权利要求6所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述投影仪为激光投影仪。
8.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，所述控制装置包括信号接收器和处理器，所述信号接收器连接所述光感应组件和红外触摸框，所述处理器连接所述信号接收器和投影仪组；所述信号接收器接收所述感应信号和电信号并发送至所述处理器，所述处理器根据所述感应信号提取所述幕布亮度高于预设阈值的区域，得到所述重合区域，并控制所述投影仪组降低图像在所述重合区域的亮度；还用于对所述电信号进行过滤，去除波长大于预设值的光信号对应的信号得到过滤信号，根据所述过滤信号获取触控坐标，并根据所述触控坐标控制所述投影仪组进行画面切换。
9.根据权利要求1所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，还包括与所述控制装置连接的音响，所述控制装置在根据所述触控坐标控制所述投影仪组进行画面切换时，发送对应的音频数据至所述音响进行播放。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的触控屏投影显示设备，其特征在于，还包括与所述控制装置进行无线通信的移动终端，所述移动终端用于发送触控指令至所述控制装置，所述控制装置根据所述触控指令控制所述投影仪组进行画面切换；所述控制装置还用于发送所述投影仪组的当前显示数据至所述移动终端进行显示。
【文档编号】G03B21/00GK104486604SQ201410844690
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】邱斐之, 李雁峰 申请人:湖南巨手科技发展有限公司