一种互动显示系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种互动显示系统，其包括红外光源和监控装置；监控装置包括互动模组和互动控制单元；互动模组包括监控镜头、分光元件、可见光监控元件和红外光监控元件；监控镜头捕捉到的可见光投影画面成像到可见光监控元件上形成第一成像画面；监控镜头捕捉到的红外光斑成像到红外光监控元件上形成第二成像画面；互动控制单元与可见光监控元件、红外光监控元件连接，并向显示单元输出红外光斑的位置信息，显示单元根据红外光斑的位置信息显示相应的可见图标，则可见图标可实现点击、拖动、放大缩小等操作，以实现人机交互的功能。
【专利说明】—种互动显示系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示系统，特别是涉及一种互动显示系统。
【背景技术】
[0002]在人们的学习、工作和生活中经常会运用到投影机或大尺寸的平板显示器，但随着科技的发展，在使用的过程人机交互的需求变得越来越强烈。传统的人机交互的方式是使用激光笔对显示画面进行指示，但所指向的显示系统无法得知该指示图标的位置坐标，也无法实现指示图标的点击、拖动、放大缩小等操作。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种实现人机交互的互动显示系统。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种互动显示系统，包括监控装置，以及用于在显示画面内形成红外光斑的红外光源；所述监控装置包括互动模组和互动控制单元；所述互动模组包括对所述显示画面进行捕捉的监控镜头、设置在该监控镜头后部的用于将可见光和红外光分开的分光元件、以及与所述分光元件配合的可见光监控元件和红外光监控元件；所述监控镜头捕捉到的可见光画面经所述分光元件后成像到所述可见光监控元件上形成第一成像画面；所述监控镜头捕捉到的红外光斑经所述分光元件后成像到所述红外光监控元件上形成第二成像画面；所述互动控制单元与可见光监控元件、红外光监控元件连接，并输出红外光斑的位置信息。
[0005]本实用新型的互动显示系统中，还包括用于根据接收到的显示信息产生所述显示画面的显示单元，所述互动控制单元向所述显示单元输出红外光斑的位置信息。
[0006]本实用新型的互动显示系统中，所述显示单元是平板显示单元，所述红外光源外置于所述平板显示单元。
[0007]本实用新型的互动显示系统中，所述显示单元还可以是投影机，所述投影机为独立装置或与所述红外光源集成于同一壳体内；所述投影机包括投影机主体和投影镜头；所述投影镜头包括可移动的至少一个镜片组，所述投影机主体发出的光经所述投影镜头中的至少一个镜片组后射出并在屏幕上形成所述的显示画面。
[0008]本实用新型的互动显示系统中，所述监控装置加设在所述投影机上；所述监控装置还包括用于驱动所述投影镜头中的至少一个镜片组进行移动的调焦装置；所述调焦装置包括与所述可见光监控元件连接的调焦控制单元、调焦马达；所述调焦控制单元向所述调焦马达发出控制信号，所述调焦马达与所述投影镜头中的至少一个镜片组连接并可带动其进行移动。
[0009]本实用新型的互动显示系统中，所述监控镜头的视场角大于或等于所述投影镜头的视场角。
[0010]本实用新型的互动显示系统中，所述红外光监控元件与所述可见光监控元件为同
一型号。[0011]本实用新型的互动显示系统中，所述分光元件包括反射红外光、透可见光的分光片。
[0012]本实用新型的互动显示系统中，所述分光元件包括两块相互粘接的直角棱镜，所述两个直角棱镜的粘接面上设有分光膜，所述分光膜包括反射红外光、透可见光的光学薄膜。
[0013]本实用新型的互动显示系统中，所述显示单元根据所述显示单元输出红外光斑的位置信息显示相应的可见图标。
[0014]本实用新型的互动显示系统中，所述红外光源包括红外激光光源或LED红外光源。
[0015]实施本实用新型的技术方案，至少具有以下有益效果:可见光监控元件上成像有第一成像画面，红外光监控元件上成像有第二成像画面，两成像画面在两监控元件上的区域与大小完全一致，互动控制单元将两成像画面进行叠加，就能很快算出红外光斑的位置信息，并向所述显示单元输出该红外光斑的位置信息，所述显示单元进行信息处理后在显示画面上的红外光斑的位置处显示可见图标，这样就能实现可见图标的点击、拖动、放大缩小等操作，即用户进行人机交互的操作非常的方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0017]图1是本实用新型的互动显示系统的第一实施例的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型的互动显示系统的第二实施例的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型的互动显示系统的互动模组的结构示意图；
[0020]其中，1、投影机主体；2、投影镜头；3、监控镜头；4、分光元件；5、可见光监控元件；
6、红外光监控元件；7、红外光源；8、投影画面；9、监控画面；10、红外光斑；11、可见光；12、红外光；13、分光膜；14、平板显示单元。
【具体实施方式】
[0021]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0022]图1示出了本实用新型的实施例1中的互动显示系统，该互动显示系统可用于人们的学习生活中，其可包括显示单元、红外光源7以及监控装置。显示单元用于根据接收到的显示信息产生显示画面，本实施例中，显示单元为投影机，投影机能在屏幕上产生投影画面8，即上述的显示画面。红外光源7可采用外置的方式也可以与投影机集成于同一壳体内，本实施例中优选地采用外置的红外光源7，该红外光源7发出的红外光12在显示画面内形成一个红外光斑10，另外，为了得到一个清晰的红外光斑10，红外光源7的选择有很多种，例如，红外激光光源、LED红外光源7等。监控装置设置在正对投影画面8的位置，用于捕捉可见光11和红外光斑10。
[0023]投影机可包括投影机主体I和投影镜头2。投影机主体I发出的光经投影镜头2中的至少一个镜片组后射出并在屏幕上形成投影画面8。可以理解地，设置在投影镜头2中的镜头组的组数可以根据实际产品的不同规格来进行不同的搭配，一般情况下，镜头组设置有两组。另外，除了常用的投影镜头2外，投影镜头2还可为非球面反射式超短焦镜头。
[0024]监控装置可包括互动模组、互动控制单元和调焦装置。互动模组用于计算出红外光斑10的位置信息，互动控制单元用于向投影机输出该红外光斑10的位置信息。调焦装置用于驱动投影镜头2中的至少一个镜片组进行移动。
[0025]如图3所示，互动模组可包括监控镜头3、分光元件4、可见光监控元件5以及红外光监控元件6。监控镜头3对投影机的投影画面8进行捕捉，且该监控镜头3投射出一个大于或等于投影画面8的监控画面9，相应地，该监控镜头3的视场角大于或等于投影镜头2的视场角。分光兀件4设置在监控镜头3后部用于将可见光11和红外光12分开,监控镜头3捕捉到的可见光投影画面成像到可见光监控元件5上形成第一成像画面。监控镜头3捕捉到的红外光斑10成像到红外光监控元件6上形成第二成像画面。在一些实施例中，该红外光监控元件6与该可见光监控元件5可以采用同一型号的芯片，也可以采用不同型号的芯片。本实施例中优选地两者米用同一型号的芯片，可见光监控兀件5和红外光监控兀件6均可为CMOS或CXD。可见光监控元件5、红外光监控元件6均与互动控制单元连接，互动控制单元将第一成像画面和第二成像画面进行叠加后分析计算出红外光斑10的位置信息，并向投影机输出红外光斑10的位置信息，投影机进行信息处理后在投影画面8上的红外光斑10的位置处显示可见图标。
[0026]分光元件4可包括两块相互粘接的直角棱镜，两个直角棱镜的粘接面上设有分光膜13。分光膜13用于将可见光11和红外光12分开,这样可见光11和红外光12才能分别送到相对应的监控元件上。可以理解地，分光膜13可分为反射红外光12、透可见光11的光学薄膜或反射可见光11、透红外光12的光学薄膜。一般地，都是将可见光监控元件5和红外光监控元件6分别布置在分光元件4的后端和左/右端，则当分光膜13为反射红外光、12透可见光11的光学薄膜时,可见光监控兀件5布置在分光兀件4的后端,红外光监控兀件6布置在分光元件4的左/右端。当分光膜13为反射可见光11、透红外光12的光学薄膜时，红外光监控兀件6布置在分光兀件4的后端,可见光监控兀件5布置在分光兀件4的左/右端。本实施例中，分光膜13优选地为反射红外光12、透可见光11的光学薄膜,贝Ij监控元件的布置方式为可见光监控元件5布置在分光元件4的后端，红外光监控元件6布置在分光元件4的左/右端。另外，分光元件4在一些实施例中可为分光片，工作原理与采用两块相互粘接的直角棱镜是一样的。在一些实施例中，采用分光片的优点在于结构简单，便于更换。
[0027]调焦装置可包括调焦控制单元及调焦马达，该调焦控制单元与该调焦马达电性连接。调焦控制单元在一些实施例中可以采用CPU处理器。该调焦控制单元分析可见光监控元件5上的第一成像画面，并向调焦马达发出控制信号，调焦马达与投影镜头2中的至少一个镜片组连接并可带动其前后移动。第一成像画面即可见光投影画面在可见光监控元件5上成的像，调焦控制单元对成的像进行分析，如果投影画面8不清晰，可见光投影画面成的像也不清晰，这时调焦控制单元发出调焦指令，驱动调焦马达使投影镜头2中的至少一个镜片组前后移动，直至可见光投影画面在可见光监控元件5上成的像清晰为止。另外，进入监控镜头3内并经分光元件4折射后的可见光11的光轴与经投影镜头2发出的光的光轴同轴，且投影镜头2和监控镜头3的光学特性可确保该调焦装置在驱动投影镜头2中的至少一个镜片组前后移动使得可见光监控元件5上的第一成像画面聚焦清晰时，投影镜头2也同步实现投影画面8的聚焦清晰。
[0028]图2示出了本实用新型的实施例2中的互动显示系统，该互动显示系统同样可包括显示单元、红外光源7以及监控装置。但与实施例1的区别在于，实施例2中的显示单元为平板显示单元14，即我们日常生活中常见的大尺寸的平板显示器等，其自身就能够产生一平板显示画面。红外光源7外置于平板显示单元14，且监控装置正对平板显示单元14的平板显示画面设置。
[0029]红外光源7的结构与实施例1中的结构保持一致，监控装置包括互动模组，互动模组的结构与实施例1中的结构保持一致，其中，互动控制单元与可见光监控元件5、红外光监控元件6连接，互动控制单元将第一成像画面和第二成像画面进行叠加后分析计算出红外光斑10的位置信息，并向平板显示单元14输出红外光斑10的位置信息，平板显示单元14进行信息处理后在平板显示画面上的红外光斑10的位置处显示可见图标。
[0030]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种互动显示系统，其特征在于，包括监控装置，以及用于在显示画面内形成红外光斑的红外光源； 所述监控装置包括互动模组和互动控制单元； 所述互动模组包括对显示画面进行捕捉的监控镜头、设置在该监控镜头后部的用于将可见光和红外光分开的分光元件、以及与所述分光元件配合的可见光监控元件和红外光监控元件；所述监控镜头捕捉到的可见光画面经所述分光元件后成像到所述可见光监控元件上形成第一成像画面；所述监控镜头捕捉到的红外光斑经所述分光元件后成像到所述红外光监控元件上形成第二成像画面； 所述互动控制单元与可见光监控元件、红外光监控元件连接，并输出红外光斑的位置信息。
2.根据权利要求1所述的互动显示系统，其特征在于，还包括用于根据接收到的显示信息产生所述显示画面的显示单元，所述互动控制单元向所述显示单元输出红外光斑的位置信息。
3.根据权利要求2所述的互动显示系统，其特征在于，所述显示单元是平板显示单元，所述红外光源外置于所述平板显示单元。
4.根据权利要求2所述的互动显示系统，其特征在于，所述显示单元是投影机，所述投影机为独立装置或与所述红外光源集成于同一壳体内；所述投影机包括投影机主体和投影镜头；所述投影镜头与所述监控镜头并列设置；所述投影镜头包括可移动的至少一个镜片组，所述投影机主体发出的光经所述投影镜头中的至少一个镜片组后射出并在屏幕上形成所述的显示画面。
5.根据权利要求4所述的互动显示系统，其特征在于，所述监控装置加设在所述投影机上；所述监控装置还包括用于驱动所述投影镜头中的至少一个镜片组进行移动的调焦装置；所述调焦装置包括与所述可见光监控元件连接的调焦控制单元、调焦马达；所述调焦控制单元向所述调焦马达发出控制信号，所述调焦马达与所述投影镜头中的至少一个镜片组连接并可带动其进行移动。
6.根据权利要求5所述的互动显示系统，其特征在于，所述监控镜头的视场角大于或等于所述投影镜头的视场角。
7.根据权利要求5所述的互动显示系统，其特征在于，所述红外光监控元件与所述可见光监控兀件为同一型号。
8.根据权利要求1所述的互动显示系统，其特征在于，所述分光元件包括反射红外光、透可见光的分光片。
9.根据权利要求1所述的互动显示系统，其特征在于，所述分光元件包括两块相互粘接的直角棱镜，所述两个直角棱镜的粘接面上设有分光膜，所述分光膜包括反射红外光、透可见光的光学薄膜。
10.根据权利要求2所述的互动显示系统，其特征在于，所述显示单元根据所述显示单元输出红外光斑的位置信息显示相应的可见图标。
11.根据权利要求1所述的互动显示系统，其特征在于，所述红外光源包括红外激光光源或LED红外光源。
【文档编号】G06F3/0354GK203720794SQ201420060090
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月9日 优先权日:2014年2月9日
【发明者】那庆林, 黄彦, 麦浩晃 申请人:神画科技（深圳）有限公司