CN102944966B - 交互式投影幕 - Google Patents

Abstract

本发明适用于投影技术领域，公开了一种交互式投影幕，包括一中空卷筒、投影幕组件和设于中空卷筒内的第一转轴和第二转轴，投影幕组件包括用于承载影像的投影幕布和用于感应定位的电磁感应层，投影幕布与电磁感应层分别绕于第一转轴和第二转轴上，伸展后平行且层叠设置，投影幕布的顶端连接第一转轴，底端连接有一用于拉直投影幕布的吊杆，电磁感应层的顶端连接第二转轴，底端与电控组件连接后固设于一中空的容纳管内。其投影幕布和电磁感应层收放过程中没有物理连接，有效避免了收卷过程中投影幕布和电磁感应层相互影响平整度的现象，保证了投影幕布的投影效果；同时由于投影幕布和电磁感应层为两个独立的层体，所以其加工和维修都比较方便。

Description

交互式投影幕

技术领域

本发明属于投影技术领域，尤其涉及一种交互式投影幕。

背景技术

随着社会的发展，投影技术已经被广泛使用于多媒体教育系统和办公会议系统中，一般的多媒体教育系统和办公会议系统中的投影系统大概可分为两种：一种是投影幕系统，其包括电脑、投影仪和投影幕；另一种电子白板系统，其包括电脑、投影仪和电子白板。前者中的投影幕价格便宜、投影效果好，而且体积小、重量轻，易于安装和运输，因此受到用户的欢迎，但是和后者相比缺乏互动功能，因此课堂或会议不生动，不易吸引学生或参会人员的注意力；而后者中的电子白板及其配套软件具有强大的交互功能，能够实现老师与学生或会场上主讲人员与参会人员之间的互动，使得课堂或会场更加活跃，从而提高了教学和会议的质量，但是一方面由于普通板状的电子白板体积大、质量也大，这样带来了运输、安装及维修过程中很大的不便，另一方面其投影效果比投影幕系统差且电子白板上有反光区域。

针对投影幕及电子白板的优缺点，交互式投影系统应运而生。传统的交互式投影系统普遍采用红外技术或激光技术的进行定位，其利用摄像头拍摄在投影幕或其他投影平面上的红外光斑或激光光斑，并通过软件计算光斑的坐标位置，从而实现定位。这类方案的优点是成本低、系统架构简单，缺点是分辨率比较低，而且在光斑被挡住以后无法实现定位。

为解决传统交互式投影系统中分辨率低和某些情况下无法定位的问题，专利号为CN201020609252.1的专利，公布了一种具有电子白板功能的投影幕，其包括一中空卷筒、设于中空卷筒内腔的转轴以及具有定位线路的投影幕，其柔性幕布上端与转轴连接，其柔性幕布设有三层分别为投影幕功能的投影幕布、保护层和具有定位功能的感应层。其感应层具有电磁感应定位方案精度高、反应灵敏的优点，且其投影幕布的投影效果较好；同时由于其投影幕可以自由收卷于转轴上，且其体积、质量都比电子白板小，这样给产品的运输、安装和维护带来了很大的便利。但是，一方面由于投影幕布和定位感应层都有厚度，在收卷的过程中，外层总收卷速度因半径大而快于内层，造成投影幕布和感应层相互拉扯，这样就会引起投影幕布表面不平整或感应层不平整的现象，而且收卷的状态下投影幕部和感应层紧紧裹在一起，这种投影幕布的不平整和感应层的不平整会相互影响，从而影响投影幕布的投影效果；另一方面由于投影幕布和感应层粘固在一起，这样给生产加工和售后维修带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种交互式投影幕，其投影幕平整度高且生产加工和维修方便。

本发明的技术方案是：一种交互式投影幕，包括一中空卷筒、投影幕组件和设于所述中空卷筒内的转轴，所述转轴设有两根，分别为第一转轴和第二转轴，所述投影幕组件包括可卷曲的、用于承载影像的投影幕布和可卷曲的、用于感应定位的电磁感应层，所述投影幕布与所述电磁感应层分别卷绕于所述第一转轴和第二转轴上，伸展后平行且层叠设置，所述投影幕布的顶端连接所述第一转轴，底端连接有一用于拉直所述投影幕布的吊杆，所述电磁感应层的顶端连接第二转轴，底端与电控组件连接后固设于一中空的容纳管内。

具体地，所述中空卷筒向下开设有可供所述投影幕组件穿设的第一开口，所述容纳管向上开设有可供电磁感应层和电控组件穿设的第二开口，所述投影幕布和所述电磁感应层的顶端穿设于所述第一开口内，所述电磁感应层的底端和所述电控组件连接后穿设于所述第二开口内并固定于所述容纳管内。

进一步地，还包括可固定所述投影幕组件底部的固定块，所述吊杆和所述容纳管夹设或贴设于所述固定块上。

进一步地，还包括筒盖，所述筒盖设有两个且分别设于所述中空卷筒的两端。

更进一步地，还包括两个用于与外部安装结构连接的连接块，所述连接块包括具有滑槽的固定座，所述滑槽内滑设有两立杆，两所述连接块分别通过紧固件对应固定于两所述筒盖上。

进一步地，于所述转轴与所述筒盖之间，设有用于支撑所述转轴的支撑座，所述支撑座固定于所述中空卷筒上或者固定于所述筒盖上。

进一步地，还包括用于驱动所述转轴转动的动力装置，所述动力装置设有两个，两所述动力装置分别连接所述第一转轴和所述第二转轴。

具体地，所述电磁感应层是由基体和液态导电体经过印刷或者烘烤，并通过穿孔或者上光油的方法绝缘后制造而成的。

具体地，所述电磁感应层是由基体和柔性导线经过编或者织，并通过胶水或者不干胶或者硅胶进行固定后制造而成的，所述柔性导线为多芯漆包线。

进一步地，所述电磁感应层包括矩阵天线层，矩阵天线层内设有矩阵天线，每组矩阵天线由一根导电线体迂回环绕而成。

本发明提供的交互式投影幕，其一方面通过在中空卷筒内设置第一转轴和第二转轴，并将投影幕布和电磁感应层的顶端分别连接第一转轴和第二转轴，另一方面通过在投影幕布的底端连接一吊杆，电磁感应层的底端与电控组件连接后固设于一容纳管内，这样可使投影幕布和电磁感应层的顶端和底端均处于分离状态，且由于吊杆和容纳管还具有拉直投影幕布和电磁感应层的作用，所以投影幕布和电磁感应层的中间部分也处于分离状态，这样有效将投影幕布和电磁感应层分离为两个无物理连接的层体，有效避免了收放过程中投影幕布和电磁感应层相互影响平整度的现象，保证了投影幕布的投影效果和电磁感应层的感应准确度；同时由于投影幕布和电磁感应层为两个独立的层体，所以其加工和维修都比较方便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的交互式投影幕的主视整体示意图；

图2是本发明实施例提供的交互式投影幕的后视整体示意图；

图3是本发明实施例提供的交互式投影幕的左视图；

图4是本发明实施例提供的电磁感应层的矩阵天线绕线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图3所示，本发明实施例提供的交互式投影幕，包括一中空卷筒1、投影幕组件3和设于所述中空卷筒1内腔的转轴2，所述转轴2设有两根，分别为第一转轴21和第二转轴22，所述投影幕组件3包括可卷曲的、用于承载影像的投影幕布31和可卷曲的、用于感应定位的电磁感应层32，投影幕布31和电磁感应层32收藏时分别卷绕于第一转轴21和第二转轴22上，伸展后平行且层叠设置，形成屏幕形式。所述投影幕布31的顶端连接所述第一转轴21，底端连接有一用于拉直所述投影幕布31的吊杆8，吊杆8可为一具有一定重量的平直、刚性棍体，主要用于拉平、直投影幕布31，这样有效保证了展开状态时投影幕布31表面的平整度，从而提高投影幕布31的投影效果。具体设计时，投影幕布31材料的选取应优先确保其表面具有良好的耐磨性，理论上因为电磁波发射笔（图中未示出）在投影幕布31上施以很小的力即可在投影幕布31上进行书写，所以投影幕布31的耐磨性不应要求太高；但是具体应用中，由于不同用户的书写力度习惯可能会因用力过大而在投影幕布31上留下划痕，所以为了保证投影幕布31不会在书写过程中被电磁波发射笔划出划痕，设计时应保证投影幕布31表面具有良好的耐磨性。投影幕布31材料的选取在满足表面耐磨性要求的前提下还需保证其表面的平整度和光学指标，这样可使投影幕布31具有良好的投影效果。所述电磁感应层32的顶端连接第二转轴22，底端与电控组件（图中未示出）连接后固设于一中空的容纳管9内，这样既可使电磁感应层32有效电连接电控组件，又可起到拉直电磁感应层32的作用。具体应用中，应尽可能使投影幕布31和电磁感应层32以同样的速度收卷和展开，以防止吊杆8与电磁感应层32之间接触摩擦及容纳管9与投影幕布31接触之间摩擦，从而保证投影幕布31和电磁感应层32不会因摩擦而损坏，有效延长产品的使用寿命。本发明实施例提供的交互式投影幕一方面通过在中空卷筒1内设置第一转轴21和第二转轴22，并将投影幕布31和电磁感应层32的顶端分别连接第一转轴21和第二转轴22，另一方面通过在投影幕布31的底端连接一吊杆8，电磁感应层32的底端与电控组件连接后固设于一容纳管9内，这样可以使投影幕布31和电磁感应层32的顶端和底端均处于分离状态，且由于吊杆8和容纳管9还具有拉直投影幕布31和电磁感应层32的作用，所以投影幕布31和电磁感应层32的中间部分也处于分离状态，这样可以有效将投影幕布31和电磁感应层32分离为两个无物理连接的层体，从而避免了收放过程中投影幕布31和电磁感应层32相互影响平整度的现象，保证了投影幕布31的投影效果和电磁感应层32的感应定位准确度；同时由于投影幕布31和电磁感应层32为两个独立的层体，所以其加工和维修都比较方便。具体设计时，中空卷筒1可由金属材料或塑胶或木材加工而成，或是由以上几种材料的组合加工而成；其外形可根据具体情况进行设计，可为圆形、方形或其他异形，中空卷筒1的内部是一空腔12，设计时一方面中空卷筒1的空腔12应该足够大使其可以同时容纳第一转轴21及完全收卷其上的投影幕布31、第二转轴22及完全收卷其上的电磁感应层32以及可能需要的控制电路（图中未示出）等，在保证其应有的容纳空间前提下应使中空卷筒1的体积、质量尽可能的小；另一方面应保证中空卷筒1具有良好的刚性、强度和抗氧化性。

优选地，第一转轴21和第二转轴22均为中空的圆管状，中空的设置一方面可以减轻产品重量和降低产品的材料成本，另一方面可用于容纳电动控制所需位置开关的导线等。具体加工设计时，可通过控制外圆的径向跳动、表面粗糙度、同轴度以保证第一转轴21和第二转轴22的外表面是直、圆、光滑的和保证其轴体是粗细均匀的，从而可以使收卷过程中投影幕布31和电磁感应层32较平整地、均匀地收卷在相应的第一转轴21上和第二转轴22上；同时可通过材料选择和热处理工艺保证第一转轴21和第二转轴22均具有足够的强度、刚性和抗氧化性，从而有效保证第一转轴21和第二转轴22不易变形或被氧化。第一转轴21和第二转轴22呈平行关系设置于中空卷筒1内，可以理解地，展开状态时，投影幕布31位于电磁感应层32前面，这样可方便投影幕布31承载投影仪投影的影像；同时展开状态下，投影幕布31和电磁感应层32之间应保持一定的距离，以防止收卷和展开时投影幕布31和电磁感应层32之间相互影响表面平整度，提高投影幕布31的投影效果和电磁感应层32的感应定位准确度，同时其距离又不能太大，以保证电磁波发射笔在投影幕布31上书写时，电磁感应层32能准确检测到电磁波发射笔所在的坐标位置。作为本发明的一种较佳实施例，可以将第一转轴21和第二转轴22呈前下、后上的方位错开设置，具体地，将用于缠绕投影幕布31的第一转轴21设于中空卷筒1空腔12的前下方位，将用于缠绕电磁感应层32的第二转轴22设于中空卷筒1空腔12的后上方位，这样可以使投影幕布31和电磁感应层32之间具有一定的距离。

具体地，如图1和图2所示，所述中空卷筒1向下开设有可供所述投影幕组件3穿设的第一开口11，所述容纳管9向上开设有可供电磁感应层32和电控组件穿设的第二开口（图中未示出），所述投影幕布31和所述电磁感应层32的顶端穿设于所述第一开口11内，所述电磁感应层32的底端和所述电控组件穿设于所述第二开口内并固定于所述容纳管9内。第一开口11的大小设计应以保证其开口两边缘不会接触摩擦投影幕布31和电磁感应层32为前提，第一开口的设置可使投影幕布31和电磁感应层32有效收卷于中空卷筒1内，这样可方便运输和有效防护投影幕布31和电磁感应层32。第二开口的设置用于方便将电磁感应层32和电控组件安装固定于容纳管9内。

进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的交互式投影幕还包括用于固定所述投影幕组件3底部的固定块101，所述吊杆8和所述容纳管9夹设或贴设于所述固定块101上，固定块101安装固定在墙体、玻璃等安装体的竖立面上，固定块101可采用磁性材料制造，吊杆8和容纳管9采用铁材料，通过磁铁的吸合作用使吊杆8和容纳管9与固定块101贴合固定。固定块101的设置可有效固定吊杆8和容纳管9，这样可防止书写时造成投影幕布31的飘动，从而提高书写舒适感。

进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的交互式投影幕，还包括筒盖6，所述筒盖6设有两个且分别设于所述中空卷筒1的两端。筒盖6可通过螺丝固定或者卡扣于中空卷筒1的两端，这样一方面可防止灰尘进入中空卷筒1的空腔12内，有效保护了中空卷筒1内的部件；另一方面可光滑连接中空卷筒1的两端，使产品更加美观。

进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的交互式投影幕，还包括两个用于与外部安装结构连接的连接块5，所述连接块5包括具有滑槽511的固定座51，所述滑槽511内滑设有两立杆52，两所述连接块5分别通过紧固件对应固定于所述筒盖6上。连接块5的设置用于方便交互式投影幕在使用场合的安装，立杆52滑设于滑槽511内，这样可根据具体场合的安装结构调节两立杆52之间的间距，从而使其可广泛安装于多种在不同的使用场合。优选地，所述立杆52和紧固件均采用螺丝，螺丝紧固可靠、拆装方便，且可采用标准件，成本低、加工简便、易于更换。具体地，分别在连接座5和筒盖6上开设相同的穿孔，然后通过螺丝和螺母将连接座5和筒盖6连接固定。或者可以通过在中空卷筒1上开设连接孔(图中未示出)的方式将产品安装于使用场合；或者可以同时设置连接块5和连接孔，这样可方便产品在各种不同场合的安装。

进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的交互式投影幕，于所述转轴2与所述筒盖6之间，设有用于支撑所述转轴2的支撑座7，所述支撑座7固定于所述中空卷筒1上或者固定于所述筒盖6上，支撑座7可设有四个，这样第一转轴21和第二转轴22分开安装在不同的支撑座7上；支撑座7可设有两个，这样第一转轴21和第二转轴22安装在相同的支撑座7上。支撑座7的设计一方面要保证其具有足够的刚度和强度以支撑转轴2，另一方面应保证转轴2可在支撑座7内转动，从而实现通过转轴2的转动来实现投影幕布31和电磁感应层32的收卷和展开。支撑座7可通过螺丝固定于中空卷筒1或者筒盖6上，螺丝紧固可靠、拆装方便，且可采用标准件，成本低、加工简便、易于更换。

进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的交互式投影幕，还包括用于驱动所述转轴2转动的动力装置4，所述动力装置4设有两个，两所述动力装置4分别连接所述第一转轴21和所述第二转轴22。优选地，所述动力装置4为电机，电机控制方便、驱动稳定性佳，且可采用标准件，可大批量生产、易于更换。这样，中空卷筒1内就需要设置相关的控制电路（图中未示出）以实现系统的电动控制，该控制电路可分为电源模块、转轴电机控制电路模块，根据具体需求还可增加通讯模块。其中的电源模块用于实现将交流电源转换成直流电源以供系统使用，转轴电机控制电路模块可由单片机、继电器或可控硅等组成，通讯模块用于实现投影幕组件3收放的无线控制，同时也可以实现定位坐标的无线传送。具体应用中，由于投影幕布31的厚度和电磁感应层32的厚度不同，在使用电动方式控制投影幕布31和电磁感应层32进行收放时，有可能出现投影幕布31不能挡住后面电磁感应层32的现象，这样，可以通过控制电路的控制延迟接通第一转轴21的电机或第二转轴22的电机，从而保证投影幕布31和电磁感应层32以比较接近的速度进行收卷或者展开。可以理解地，投影幕布31和电磁感应层32的收卷和展开也可以通过手动方式来实现，具体地，可通过在中空卷筒1上安装滑轮结构（图中未示出）的方式来实现手动控制投影幕布31和电磁感应层32的收卷和展开。

具体地，电磁感应层32由矩阵天线层（图中未示出）和固定层（图中未示出）组成，矩阵天线层内设有矩阵天线321和用于连接中空卷筒1内的控制电路和容纳管9内的电控组件的连接线（图中未示出）。如图4所示为矩阵天线321绕线的方式，每组矩阵天线321由一根导电线体迂回环绕而成，每组矩阵天线321代表一个编码值，使得电磁波发射笔任意检测区域内矩阵天线321的编码组合不重复，从而提高电磁感应层32的感应定位准确度。矩阵天线层可感应电磁波发射笔所发射的电磁波信号，并提供给相关的电路系统进行计算坐标，从而实现电磁感应层32的感应定位功能，其工作原理和采用电磁感应定位技术的电子白板相同；而固定层一方面可固定矩阵天线321之间的相互连接，另一方面可有效防止外力损坏矩阵天线层。电磁感应层32作为本产品的重要部件，设计时应保证其可反复收卷曲且不会因反复收卷造成矩阵天线321的变形、矩阵天线321的断裂或矩阵天线321回路之间的短路，因为矩阵天线321的变形会造成坐标位置计算发生畸变，从而影响定位精度；矩阵天线321的断裂和短路都会造成坐标采集数据的无效，从而影响电磁感应层32的感应定位功能。

具体地，所述电磁感应层32的制作方法之一是由基体和液态导电体经过印刷或者烘烤，并通过穿孔或者上光油绝缘后制造而成的，具体设计时，应确保所述基体的表面是平整的，且具有一定的柔和性、抗变形性和防渗透性，基体可采用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）薄膜等，液体导电体可为银浆、碳浆或其混合物等，光油可采用UV光油，UV光油具有良好的柔韧性、绝缘性、耐磨性。以这种方法制成的电磁感应层32既可自由收卷又可准确定位，且其尺寸匹配性佳，适合大批量生产。

具体地，所述电磁感应层32的制作方法之二是由基体和柔性导线经过编或者织，并通过胶水或者不干胶或者硅胶进行固定制造而成的。优选地，所述柔性导线为多芯漆包线，多芯漆包线是绕组线的一重要品种，已被广泛利用于其它电子产品中，如耳机导线内的芯线就是由多芯漆包线制作而成的。经过大量试验我们发现，采用含棉芯的多芯漆包线或由其制作的柔性导线可以有效避免柔性导线在反复收卷中出现断裂的现象，这样延长了产品的使用寿命，实用性强且成本低。具体设计时，应确保所述基体的表面是平整的，且具有一定的柔和性和抗变形性，基体可采用布料或者PET薄膜等，与方法之一相比，方法之一的导电体为液态，所以其基体要求一定的防渗透性，方法之二由于其导电体为柔性导线，所以其基体不要求具有防渗透性。以这种方法制成的电磁感应层32既可自由收卷又可准确定位，且其材料成本较低、良率高、阻抗低、抗干扰性佳，并可加工大尺寸或超大尺寸的电磁感应层32。

本发明实施例所提供的交互式投影幕，不仅具有传统投影幕的优点，而且具有电子白板电磁感应交互式的功能，克服了以往的交互式投影幕书写精度差、投影幕平整度不好、维修不方便等缺点，提高了产品的性价比，在教育、培训、办公会议、军事等诸多行业具有广泛的应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交互式投影幕，包括一中空卷筒、投影幕组件和设于所述中空卷筒内的转轴，其特征在于：所述转轴设有两根，分别为第一转轴和第二转轴，所述投影幕组件包括可卷曲的、用于承载影像的投影幕布和可卷曲的、用于感应定位的电磁感应层，所述投影幕布与所述电磁感应层分别卷绕于所述第一转轴和第二转轴上，伸展后平行且层叠设置，所述投影幕布的顶端连接所述第一转轴，底端连接有一用于拉直所述投影幕布的吊杆，所述电磁感应层的顶端连接第二转轴，底端与电控组件连接后固设于一中空的容纳管内。

2.如权利要求1所述的交互式投影幕，其特征在于：所述中空卷筒向下开设有可供所述投影幕组件穿设的第一开口，所述容纳管向上开设有可供电磁感应层和电控组件穿设的第二开口，所述投影幕布和所述电磁感应层的顶端穿设于所述第一开口内，所述电磁感应层的底端和所述电控组件连接后穿设于所述第二开口内并固定于所述容纳管内。

3.如权利要求1所述的交互式投影幕，其特征在于：还包括可固定所述投影幕组件底部的固定块，所述吊杆和所述容纳管夹设或贴设于所述固定块上。

4.如权利要求1所述的交互式投影幕，其特征在于：还包括筒盖，所述筒盖设有两个且分别设于所述中空卷筒的两端。

5.如权利要求4所述的交互式投影幕，其特征在于：还包括两个用于与外部安装结构连接的连接块，所述连接块包括具有滑槽的固定座，所述滑槽内滑设有两立杆，两所述连接块分别通过紧固件对应固定于两所述筒盖上。

6.如权利要求4所述的交互式投影幕，其特征在于：于所述转轴与所述筒盖之间，设有用于支撑所述转轴的支撑座，所述支撑座固定于所述中空卷筒上或者固定于所述筒盖上。

7.如权利要求1至6任一项所述的交互式投影幕，其特征在于：还包括用于驱动所述转轴转动的动力装置，所述动力装置设有两个，两所述动力装置分别连接所述第一转轴和所述第二转轴。

8.如权利要求1所述的交互式投影幕，其特征在于：所述电磁感应层是由基体和液态导电体经过印刷或者烘烤，并通过穿孔或者上光油的方法绝缘后制造而成的。

9.如权利要求1所述的交互式投影幕，其特征在于：所述电磁感应层是由基体和柔性导线经过编或者织，并通过胶水或者不干胶或者硅胶进行固定后制造而成的，所述柔性导线为多芯漆包线。

10.如权利要求1或8或9所述的交互式投影幕，其特征在于：所述电磁感应层包括矩阵天线层，矩阵天线层内设有矩阵天线，每组矩阵天线由一根导电线体迂回环绕而成。

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