專利名稱：大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及圖像信息技術領域，是一種適用于大屏幕、高分辨率電子 互動白板教學及會議使用的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡。
背景技術：
受全球范圍內傳播信息化、網絡化的驅動，大屏幕電子互動白板投影技術 在教學、會議以及多媒體輸入、拼接墻等很多領域有著巨大的應用空間，這也 給電子互動白板投影技術提供了很好的發(fā)展機遇。傳統(tǒng)的電子互動教學白板上 通常使用的投影鏡頭，是由視頻投影物鏡和紅外監(jiān)控成像物鏡兩個鏡頭來分別 實現(xiàn)投影與紅外監(jiān)控互動，這在實際應用過程中，要保證每一臺電子互動白板
的投影物鏡與紅外監(jiān)控物鏡成像像素重合難度很大，通常重合偏差在3 5個 像素，并且在調試過程中需要對每一臺的電路進行程序調試與固化，因此，在 規(guī)?；a時效率很低，難以滿足大批量生產的要求。另外一種采用觸摸屏的 投影鏡頭，但用于大屏幕電子互動白板的視頻投影，因其電控結構復雜，制造 成本太高，而難于普及使用。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種集投影與紅外監(jiān)控成像為一體，能夠保證投 影物鏡與紅外監(jiān)控物鏡像素重合一致，并能滿足高分辨率、高亮度、以及圖像 失真小、亮度均勻、顯示清晰等要求，適合大批量生產的大屏幕紅外監(jiān)控投影 物鏡。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術方案是該物鏡包括設置在同一光軸 上的投影物鏡以及垂直于投影物鏡并與其光軸呈90°布置的紅外監(jiān)控物鏡，其中，投影物鏡是由投影鏡筒、投影調焦手輪、用于聚焦的固定透鏡組、分光棱 鏡組和用于調焦的移動透鏡組組成，紅外監(jiān)控物鏡裝在投影鏡筒一側與分光棱 鏡對應的部位，是由監(jiān)控鏡筒、監(jiān)控透鏡組、監(jiān)控調焦手輪、濾光鏡和CMOS 芯片組成。
所述固定透鏡組包括兩個單負透鏡、 一個單負透鏡、 一個單正透鏡，并 從屏幕側向像面'側按照單負透鏡、單負透鏡、單負透鏡、單正透鏡的順序排列。 所述固定透鏡組中屏幕側的第二個單負彎透鏡采用PMMA塑料非球面透
々血玩。
所述分光棱鏡組是由兩塊直角棱鏡膠合而成，其膠合面鍍有分光膜。
所述移動透鏡組包括 一個單正透鏡、 一個單負透鏡、兩個膠合透鏡、一 個單正透鏡，并由屏幕側向像面?zhèn)劝凑諉握哥R、單負透鏡、膠合透鏡、膠合 透鏡、單正透鏡的順序排列。
所述紅外監(jiān)控物鏡的透鏡組包括一個單正透鏡， 一個單負透鏡， 一個單正 透鏡， 一個膠合透鏡，并從紅外線入射端向其出射端按照單正透鏡，單負透鏡， 單正透鏡，膠合透鏡的順序排列。
按照上述方案制成的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，集投影與紅外監(jiān)控投影為 一體，而且無須調整便能實現(xiàn)投影與紅外監(jiān)控成像光軸重合，能夠保證投影物 鏡與紅外監(jiān)控物鏡像素重合一致，既能滿足高分辨率、高亮度、以及圖像失真 小、亮度均勻、顯示清晰的要求，又不需要調整每一臺光機的紅外監(jiān)控電路坐 標定位程序，而且減少了產品調試組裝時間，提高了裝配效率，滿足了批量生 產要求，其投影物鏡又可以單獨使用于如大屏幕拼接墻及其它高端投影成像系 統(tǒng)。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
參看圖l，圖中各標號分別為單負透鏡l、單負透鏡2、單負透鏡3、單
正透鏡4、分光棱鏡5、單正透鏡6、單負透鏡7、膠合透鏡8、膠合透鏡9、 單正透鏡10、濾光鏡11、單正透鏡12、單負透鏡13、單正透鏡14、膠合透鏡 15、投影鏡筒l纟、投影調焦手輪17、發(fā)蘭18、監(jiān)控調焦手輪19、監(jiān)控鏡筒20、 法蘭21、 CMOS芯片22、芯片固定板23、視場光欄24。
在圖1中，本實用新型的投影物鏡是由設置在同一光軸上的投影物鏡以及 垂直于投影物鏡并與光軸呈90。布置的紅外監(jiān)控成像物鏡兩部分組成，其中， 投影物鏡包括投影鏡筒16、投影調焦手輪17、用于聚焦的固定透鏡組、分光 棱鏡5和用于調焦的移動透鏡組，從投影屏幕開始并布置在同一光軸上的固定 透鏡組包括兩個單負透鏡l、 2、 一個單負透鏡3、 一個單正透鏡4，其中第 二個單負透鏡2采用PMMA塑料非球面透鏡。分光棱鏡5是由兩塊直角棱鏡 膠合而成，其膠合面鍍有分光膜。移動透鏡組包括 一個單正透鏡6、 一個單 負透鏡7、兩個膠合透鏡8、 9、 一個單正透鏡IO。投影物鏡中的各透鏡分別按 照相互之間的空氣間隔距離依次固裝在投影鏡筒16內，其間隔距離分別為 單負透鏡1與單負透鏡2之間的空氣間隔為9.6mm，單負透鏡2與單負透鏡3 之間的空氣間隔為7.21mm，單負透鏡3與單正透鏡4之間的空氣間隔為 11.71mm，單正透鏡4與分光棱鏡5之間的空氣間隔為9mm，分光棱鏡5與單 正透鏡6之間的空氣間隔為13.21mm，單正透鏡6與單負透鏡7之間的空氣間 隔為1.44mm，單負透鏡7與膠合透鏡8之間的空氣間隔為12.16mm，膠合透 鏡8與膠合透鏡9之間的空氣間隔為0.2mm，膠合透鏡9與單正透鏡10之間 的空氣間隔為0.2mm。紅外監(jiān)控物鏡裝在投影物鏡與分光棱鏡5位置相對應的一側部位，并與投
影物鏡的光軸呈90。布置，紅外監(jiān)控物鏡是由濾光鏡ll、監(jiān)控調焦手輪19， 由監(jiān)控鏡筒20、發(fā)蘭21、 CMOS芯片22、芯片固定板23和監(jiān)控透鏡組組成， 監(jiān)控透鏡組包括一個單正透鏡12， 一個單負透鏡13， 一個單正透鏡14和一個 膠合透鏡15，各透鏡分別按照相互之間的空氣間隔距離依次固裝在監(jiān)控鏡筒 20內，其間隔距'離分別為濾光鏡11與分光棱鏡5之間的空氣間隔為4.65mm， 與單正透鏡12之間的空氣間隔為2.75mm，單正透鏡12與單負透鏡13之間的 空氣間隔為1.52mm，單負透鏡13與單正透鏡14之間的空氣間隔為1.24mm， 單正透鏡14與膠合透鏡15之間的空氣間隔為0.23mm，膠合透鏡17與CMOS 芯片22之間的空氣間隔為3.52mm。
CMOS芯片22通過芯片固定板23及法蘭21連接在監(jiān)控鏡筒20內，并通過 數(shù)據(jù)線與信號處理板連接，然后再通過USB端口與計算機連接，當利用紅外電
子筆在白板投影屏幕上操作時，則其發(fā)射的紅外線通過投影物鏡的固定透鏡 組，經過分光棱鏡5反射，光軸折轉90° ，沿紅外監(jiān)控光軸投射到CMOS芯片
22上，經由計算機中的軟件程序處理，來實現(xiàn)電子互動白板投影操作。
本實用新型的紅外監(jiān)控投影物鏡能夠適應尺寸從40〃到120"范圍大屏幕 投影使用，該投影物鏡通過調整投影調焦手輪17使投影鏡筒16與法蘭18前 后移動，移動量為士1.0腿，用于調整投影物鏡的裝配誤差，調整至投影物鏡 成像清晰后，通過止緊螺釘?shù)闹咕o，使像面保持穩(wěn)定。然后再進行監(jiān)控調焦手 輪19的調整，通過改變監(jiān)控鏡筒20與法蘭21之間的空氣間隔，可以調整紅 外監(jiān)控物鏡的裝配誤差，當調至圖像清晰后，再通過止緊螺釘止緊，使像面保 持穩(wěn)定。視場光欄24設置在投影鏡頭的前部，用于避免各種因素帶來的雜光 對光信號的干擾。其工作原理按圖示位置，投影物鏡光線從右向左投射圖像，紅外監(jiān)控物
鏡光線從左向右經過分光棱鏡5分光投射到CMOS芯片22上，分光棱鏡5采用
兩塊直角棱鏡膠合組成，直角棱鏡斜面通過鍍分光膜使從左邊屏幕側投射過來
的紅外光線投射到CMOS芯片22上，從右邊過來的可見光直接完全透過分光棱 鏡5成像到屏幕上，從而實現(xiàn)投影物鏡和紅外監(jiān)控物鏡這兩條光路互不干擾， 而光軸完全重合，濾光鏡ll的作用是把從外界(如自然光中包含了各種波段 的光線)過來的光線濾掉，防止干擾從紅外電子筆發(fā)出的紅外光線在CMOS芯 片22上的成像。
權利要求1、一種大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于該物鏡包括設置在同一光軸上的投影物鏡以及垂直于投影物鏡并與其光軸呈90°布置的紅外監(jiān)控物鏡，其中，投影物鏡是由投影鏡筒、投影調焦手輪、用于聚焦的固定透鏡組、分光棱鏡和用于調焦的移動透鏡組組成，紅外監(jiān)控物鏡裝在投影鏡筒一側與分光棱鏡對應的部位，是由監(jiān)控鏡筒、監(jiān)控透鏡組、監(jiān)控調焦手輪、濾光鏡和CMOS芯片組成。
2、 根據(jù)權利要求1所述的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于所述 固定透鏡組包括兩個單負透鏡、 一個單負透鏡、 一個單正透鏡，并從屏幕側 向像面?zhèn)劝凑諉呜撏哥R、單負透鏡、單負透鏡、單正透鏡的順序排列。
3、 根據(jù)權利要求1所述的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于所述固定透鏡組中屏幕側的第二個單負彎月透鏡采用PMMA塑料非球面透鏡。
4、 根據(jù)權利要求1所述的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于所述 分光棱鏡是由兩塊直角棱鏡膠合而成，其膠合面鍍有分光膜。
5、 根據(jù)權利要求1所述的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于所述 移動透鏡組包括 一個單正透鏡、 一個單負透鏡、兩個膠合透鏡、 一個單正透 鏡，并由屏幕側向像面?zhèn)劝凑諉握哥R、單負透鏡、膠合透鏡、膠合透鏡、單 正透鏡的順序排列。
6、 根據(jù)權利要求1所述的大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，其特征在于所述 紅外監(jiān)控物鏡的透鏡組包括一個單正透鏡， 一個單負透鏡， 一個單正透鏡，一 個膠合透鏡，并從紅外線入射端向其出射端按照單正透鏡，單負透鏡，單正透 鏡，膠合透鏡的順序排列。
專利摘要本實用新型涉及一種大屏幕紅外監(jiān)控投影物鏡，它包括該物鏡包括設置在同一光軸上的投影物鏡以及垂直于投影物鏡并與其光軸呈90°布置的紅外監(jiān)控物鏡，其中，投影物鏡是由投影鏡筒、投影調焦手輪、固定透鏡組、分光棱鏡和移動透鏡組組成，紅外監(jiān)控物鏡裝在投影鏡筒一側與分光棱鏡對應的部位，是由監(jiān)控鏡筒、監(jiān)控透鏡組、監(jiān)控調焦手輪、濾光鏡和CMOS芯片組成。該物鏡安裝調整簡捷，能夠精確地實現(xiàn)投影與紅外監(jiān)控光軸的重合，保證投影物鏡與紅外監(jiān)控物鏡像素重合一致，同時具有高分辨率、高亮度、圖像失真小、亮度均勻、顯示清晰、工藝性好、適合大批量生產等優(yōu)點。
文檔編號G02B7/02GK201226040SQ20082007112
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權日2008年6月20日
發(fā)明者王天洲, 王海湘, 馬永珍 申請人:利達光電股份有限公司