專利名稱：一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體演示領(lǐng)域產(chǎn)品層出不窮從投影機(jī)、視頻展臺(tái)、到交互式電子白板等；從傳統(tǒng)的記錄型，多媒體方式、發(fā)展到交互式的，這些產(chǎn)品也逐步走進(jìn)了各大企事業(yè)單位、教學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，給用戶帶來(lái)了全新的科技享受。
目前的光電交互式投影顯示屏其投影鏡頭和用于接收電子書(shū)寫(xiě)筆信號(hào)的光電探測(cè)頭并不是同軸安裝。如圖1所示，即現(xiàn)有的光電式交互式投影顯示屏的結(jié)構(gòu)，書(shū)寫(xiě)筆1位于投影顯示屏2的前面，在投影顯示屏2的背面分別設(shè)置有投影機(jī)本體6和光電探測(cè)頭7。它們分開(kāi)放置，光軸出現(xiàn)分離。不共軸的設(shè)置會(huì)使探測(cè)到的圖像產(chǎn)生較大的變形，這種變形與鏡頭本身的畸變?nèi)诤显谝黄?，很難校正，校正的成本也很高。變形和畸變的存在直接影響到書(shū)寫(xiě)筆的定位精度。雖然在電子方面采用了相應(yīng)的校正算法，但一方面變形和畸變直接影響了探測(cè)圖像的分辨率，電子校正的精度也不高，另一方面采用電子校正又提高了成本。并且由于投影鏡頭和光電探測(cè)頭不共光軸無(wú)法實(shí)現(xiàn)畸變的同步調(diào)整，信號(hào)處理也相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)書(shū)寫(xiě)筆光電探測(cè)的精度和分辨率，提供了一種采用共軸設(shè)置光學(xué)器件而達(dá)到高精度定位、低成本，無(wú)需額外校正的用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案，即一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，位于投影顯示屏的一側(cè)，在該光學(xué)裝置的投影光軸上設(shè)置有分光鏡，使得該光學(xué)裝置中的光電探測(cè)器與投影鏡頭共光軸；光電探測(cè)器可以全部或者部分使用投影鏡頭的光學(xué)元件來(lái)匯聚光能量。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，所述分光鏡是設(shè)置在投影鏡頭各光學(xué)元件之間的光路中的。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，它采用L型投影鏡頭，在投影鏡頭光軸轉(zhuǎn)折處設(shè)置分光鏡替換原L型投影鏡頭中的反光鏡。
在分光鏡與光電探測(cè)器之間設(shè)置有附加透鏡，該附加透鏡與共用的投影鏡頭光學(xué)元件一起完成光能量的匯聚，該附加鏡頭可以和投影鏡頭位于分光鏡之后的光學(xué)元件相同，也可以是另外專為紅外探測(cè)器設(shè)計(jì)的。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，分光鏡是設(shè)置在圖像生成器與投影鏡頭之間的光路中。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置中，所述分光鏡可以是涂覆分光膜的光學(xué)元件。
本實(shí)用新型還提供了一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，分光鏡是設(shè)置在投影鏡頭前的，光電探測(cè)器設(shè)置在分光鏡一側(cè)，其光軸與投影光軸垂直。
本實(shí)用新型所述的分光鏡是用來(lái)將投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的載波光分開(kāi)，即它可以是反投影光波而透光電探測(cè)光波的分光鏡或反光電探測(cè)光波透投影光波的分光鏡。通常的情況可以選擇反可見(jiàn)透紅外光分光鏡或反紅外透可見(jiàn)光分光鏡。
本實(shí)用新型所述的投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的載波光可以是但不僅限于可見(jiàn)光和紅外光，可以是任何能夠被分光鏡分開(kāi)的具不同波長(zhǎng)的光；所述分光鏡可以是反可見(jiàn)透紅外或反紅外透可見(jiàn)的，但也不僅限于此，它可以根據(jù)投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的載波光的不同而選擇不同的種類。
本實(shí)用新型的有益效果在于1、采用分光鏡的分光實(shí)現(xiàn)了光電探測(cè)器與投影鏡頭的完全共軸，消除光電探測(cè)器離軸產(chǎn)生的探測(cè)圖像變形，提高了書(shū)寫(xiě)筆的定位精度；2、由于光電探測(cè)器部分或者全部的使用了投影鏡頭，而投影鏡頭一般質(zhì)量高、畸變小，提高了定位精度和分辨率。即使存在少量的畸變，也由于投影和光電探測(cè)的畸變一致，而不影響該裝置書(shū)寫(xiě)與投影顯示的一致性。
3、由于光電探測(cè)的圖像失真小，而且和投影顯示的圖像失真一致，無(wú)須再進(jìn)行校正處理，使得后續(xù)處理電路大大簡(jiǎn)化，降低了成本。


圖1為現(xiàn)有的交互式電子白板投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為實(shí)施例三中棱鏡結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖2所示一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，書(shū)寫(xiě)筆1發(fā)出的帶有位置信息的載波光為紅外光，其中圖像生成器5、棱鏡4與投影機(jī)鏡頭3呈直線設(shè)置，在投影機(jī)鏡頭3的光學(xué)元件之間設(shè)置反紅外透可見(jiàn)的分光鏡8。光電探測(cè)器9為紅外探測(cè)器，設(shè)置在分光鏡8一側(cè)，其光軸與投影機(jī)鏡頭3光軸垂直。在分光鏡8與光電探測(cè)器9之間設(shè)置有附加透鏡10。
實(shí)施例二如圖3所示一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，書(shū)寫(xiě)筆1發(fā)出的帶有位置信息的載波光為紅外光，它采用L型投影鏡頭，在投影機(jī)鏡頭3光路折轉(zhuǎn)的設(shè)置反可見(jiàn)透紅外分光鏡8’，替換原來(lái)的反光鏡，它將投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆1位置信息的載波光分開(kāi)，光電探測(cè)器9設(shè)置在分光鏡8’后方的光軸上對(duì)帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的紅外光進(jìn)行探測(cè)。在分光鏡8’與光電探測(cè)器9之間設(shè)置有附加透鏡10’。
實(shí)施例三如圖4所示一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，書(shū)寫(xiě)筆1發(fā)出的帶有位置信息的載波光為紅外光，其中圖像生成器5、棱鏡4與投影機(jī)鏡頭3呈直線設(shè)置，如圖7所示棱鏡結(jié)構(gòu)的放大示意圖，在棱鏡4內(nèi)的斜面上涂有反紅外透可見(jiàn)的分光膜，它將投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的載波光分開(kāi)，光電探測(cè)器9設(shè)置在棱鏡的一側(cè)，其光軸與投影光軸垂直。
實(shí)施例四如圖5所示一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，書(shū)寫(xiě)筆1發(fā)出的帶有位置信息的載波光為紅外光，其中圖像生成器5、與投影機(jī)鏡頭3呈直線設(shè)置，在圖像生成器5與投影機(jī)鏡頭3之間設(shè)置反紅外透可見(jiàn)的分光鏡8，它將投影光和帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的載波光分開(kāi)，光電探測(cè)器9設(shè)置在反紅外透可見(jiàn)分光鏡8的一側(cè)，其光軸與投影光軸垂直。
實(shí)施例五如圖6所示一種用于交互式投影顯示屏的光學(xué)裝置，書(shū)寫(xiě)筆1發(fā)出的帶有位置信息的載波光為紅外光，其中圖像生成器5、棱鏡4與投影機(jī)鏡頭3呈直線設(shè)置，反紅外透可見(jiàn)分光鏡8設(shè)置在投影鏡頭前的投影光軸上，光電探測(cè)頭7設(shè)置在分光鏡8的一側(cè)，通過(guò)另配置的鏡頭匯聚帶有書(shū)寫(xiě)筆位置信息的紅外光，其光軸與投影光軸垂直。這種結(jié)構(gòu)只能消除離軸引起的圖像失真，鏡頭的畸變由紅外探測(cè)鏡頭自己校正。
本實(shí)用新型中所述的書(shū)寫(xiě)筆可以是發(fā)射光波的有源筆，也可以是反射或者其它方式使探測(cè)光波發(fā)生變化的筆形物。本裝置可以使用于背投影的互動(dòng)投影顯示屏中，也可以應(yīng)用于前投影的互動(dòng)投影顯示屏中。
權(quán)利要求1.一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于在該光學(xué)裝置的投影鏡頭光軸上設(shè)置有分光鏡，使得該光學(xué)裝置中的光電探測(cè)器與投影鏡頭共光軸；光電探測(cè)器可以全部或者部分使用投影鏡頭的光學(xué)元件來(lái)匯聚光能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于所述的分光鏡設(shè)置在投影鏡頭各光學(xué)元件之間的光路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，它采用L型投影鏡頭，其特征在于所述的分光鏡設(shè)置在投影鏡頭光軸轉(zhuǎn)折處，替換原L型投影鏡頭中的反光鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于在分光鏡與光電探測(cè)器之間設(shè)置有附加透鏡，該附加透鏡與共用的投影鏡頭光學(xué)元件一起完成光能量的匯聚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于所述分光鏡設(shè)置在圖像生成器與投影鏡頭之間的光路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于所述分光鏡可以是涂覆分光膜的光學(xué)元件。
7.一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，其特征在于在投影鏡頭的前面設(shè)置分光鏡，光電探測(cè)頭設(shè)置在分光鏡一側(cè)，其光軸與投影鏡頭光軸垂直。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于交互式投影顯示的光學(xué)裝置，在該光學(xué)裝置的投影光軸上設(shè)置有分光鏡，使得該光學(xué)裝置中的光電探測(cè)器與投影鏡頭共光軸；光電探測(cè)器可以全部或者部分使用投影鏡頭的光學(xué)元件來(lái)匯聚光能量。本實(shí)用新型采用分光鏡的分光實(shí)現(xiàn)了光電探測(cè)器與投影鏡頭的完全共軸，消除光電探測(cè)器離軸產(chǎn)生的探測(cè)圖像變形，提高了書(shū)寫(xiě)筆的定位精度；光電探測(cè)器部分或者全部的使用了投影鏡頭，提高了定位精度和分辨率；且由于光電探測(cè)的圖像失真小，且和投影顯示的圖像失真一致，無(wú)須再進(jìn)行校正處理，使得后續(xù)處理電路大大簡(jiǎn)化，降低了成本。
文檔編號(hào)G02B27/18GK2802536SQ20052006046
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者孟凡華, 楊學(xué)良, 高鑫 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)日新電子有限公司