專利名稱：將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子領(lǐng)域，尤其涉及一種背投系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，背投系統(tǒng)正越來(lái)越廣泛的被人們所應(yīng)用。另外人們對(duì)顯示畫(huà) 面往往有進(jìn)行觸摸操作的需要。因?yàn)楸惩断到y(tǒng)呈現(xiàn)畫(huà)面很大，傳動(dòng)的觸摸屏不宜使用。 現(xiàn)在與背投系統(tǒng)結(jié)合的觸摸技術(shù)，大都是在顯示畫(huà)面后方放置一個(gè)攝像機(jī)，通過(guò)攝像機(jī) 攝取物體與顯示畫(huà)面的互動(dòng)信息。攝像機(jī)將所攝取的畫(huà)面?zhèn)魉徒o計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)分 析畫(huà)面進(jìn)而得出觸摸動(dòng)作信息，完成觸摸操作控制。這種結(jié)構(gòu)需要投影機(jī)和攝像機(jī)兩套設(shè)備，存在成本高、占用空間大、安裝時(shí)需 要復(fù)雜調(diào)試、觸摸動(dòng)作捕捉不精確等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)， 以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機(jī)主體和投影屏幕， 所述投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、一光學(xué)鏡頭，所述投影機(jī)主體位于所述投影屏幕后 方，其特征在于，還包括一攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器；所述光調(diào)制器與所述光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光棱鏡；所述分光棱鏡對(duì)于自所述光調(diào)制器向所述光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系；所述分光棱鏡對(duì)于自所述光學(xué)鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系， 在其反射方向上設(shè)有所述圖像傳感器。上述技術(shù)方案中，攝像系統(tǒng)同時(shí)使用投影機(jī)主體中的所述光學(xué)鏡頭，這樣相對(duì) 于已有的采用投影機(jī)與攝像機(jī)分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的所述光學(xué)鏡 頭。所述投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，所述攝像系統(tǒng)設(shè)置在所述投影機(jī)外殼內(nèi)。 這樣可以使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，不必再為攝像機(jī)的安放特地留出位置，也不必對(duì)攝像機(jī) 進(jìn)行過(guò)多調(diào)試。進(jìn)而可以在整個(gè)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以所述分光棱鏡靠近所述光學(xué)鏡頭的一面為出光面，所述出光面與所述光調(diào)制 器間的夾角為45度，所述出光面與所述圖像傳感器之間的夾角為45度。根據(jù)光路可逆原理，由所述出光面射出的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)鏡頭射出的光線在 外界成像，其成像的位置的(部分)光線可以逆向返回，并在所述光調(diào)制器處成像。上 述設(shè)計(jì)中，通過(guò)分光棱鏡對(duì)光學(xué)鏡頭前方射回的光線進(jìn)行了反射，反射至所述圖像傳感 器，在所述圖像傳感器成像。根據(jù)光路可逆原理，在所述圖像傳感器上所接收到的像所對(duì)應(yīng)的外界區(qū)域，近似于投影機(jī)主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說(shuō)，在以投影機(jī)主體的成像范圍作 為允許進(jìn)行觸摸操作的觸摸區(qū)域的情況下，所述圖像傳感器上所呈現(xiàn)的像正好(或近似) 是整個(gè)觸摸區(qū)域的像，有利于減少外界非觸摸區(qū)域內(nèi)的影像對(duì)觸摸操作的影響。所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過(guò)所述出光面對(duì)稱排布。這樣在投影機(jī)主體 在投影屏幕上呈現(xiàn)清晰圖像的情況下，根據(jù)光路可逆原理，投影屏幕附近的畫(huà)面也會(huì)在 所述圖像傳感器上呈現(xiàn)清晰的圖像。因此在調(diào)整好投影機(jī)主體的投影效果后，攝像系統(tǒng) 自然獲得清晰的圖像，不必額外調(diào)整攝像系統(tǒng)。所述圖像傳感器可以采用CCD圖像傳感器或COMS圖像傳感器。CCD圖像傳 感器具有成像清晰的特點(diǎn)。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點(diǎn)。所述光調(diào)制器可以采用LCOS光調(diào)制器或者DLP光調(diào)制器。LCOS光調(diào)制器具 有成像清晰的特點(diǎn)。DLP光調(diào)制器具有技術(shù)成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點(diǎn)。所述投影屏幕采用一全內(nèi)抑反射觸摸面板，所述全內(nèi)抑反射觸摸面板包括一透 明板體，所述透明板體邊側(cè)設(shè)有紅外光源。紅外光源產(chǎn)生的部分紅外光線在所述透明板 體內(nèi)形成全反射，在有觸摸點(diǎn)時(shí)，全反射條件被破環(huán)，從而觸摸點(diǎn)處會(huì)形成一亮點(diǎn)。該 亮點(diǎn)可以被圖像傳感器所獲取，并傳送給計(jì)算機(jī)，識(shí)別出該觸摸點(diǎn)。所述圖像傳感器應(yīng)該采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。以適應(yīng)紅外圖 像。有益效果本實(shí)用新型中的光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)具備將光調(diào)制器調(diào)制出的圖像進(jìn)行 投影和將投影屏幕返回的觸摸光學(xué)信號(hào)傳送到圖像傳感器的雙重功能，由于投影和成像 系統(tǒng)共用一個(gè)鏡頭，系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型投影機(jī)主體和圖像傳感器位置關(guān)系的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1、圖2，將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機(jī)主 體和投影屏幕7，投影機(jī)主體位于投影屏幕7后方，投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器1、一光 學(xué)鏡頭4。還包括一攝像系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器5。上述技術(shù)方案中，攝像 系統(tǒng)同時(shí)使用投影機(jī)主體中的光學(xué)鏡頭4，這樣相對(duì)于已有的采用投影機(jī)與攝像機(jī)分離的 系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的光學(xué)鏡頭4。光調(diào)制器1與光學(xué)鏡頭4之間設(shè)有一分光棱鏡2。光調(diào)制器1可以采用LCOS光 調(diào)制器或者DLP光調(diào)制器。LCOS光調(diào)制器具有成像清晰的特點(diǎn)。DLP光調(diào)制器具有 技術(shù)成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點(diǎn)。分光棱鏡2對(duì)于自光調(diào)制器1向光學(xué)鏡頭4方向的 光呈透射關(guān)系。分光棱鏡2對(duì)于自光學(xué)鏡頭4方向向光調(diào)制器1方向的光呈反射關(guān)系， 在其反射方向上設(shè)有圖像傳感器5。圖像傳感器5可以采用CCD圖像傳感器或COMS圖 像傳感器。CCD圖像傳感器具有成像清晰的特點(diǎn)。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點(diǎn)。投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，攝像系統(tǒng)設(shè)置在投影機(jī)外殼內(nèi)。這樣可以使 整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，不必再為攝像機(jī)的安放特地留出位置，也不必對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行過(guò)多調(diào) 試。進(jìn)而可以在整個(gè)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以分光棱鏡2靠近光 學(xué)鏡頭4的一面為出光面，出光面與光調(diào)制器1間的夾角為45度，出光面與圖像傳感器 5之間的夾角為45度。根據(jù)光路可逆原理，由出光面射出的光線經(jīng)過(guò)光學(xué)鏡頭射4出的光線在外界成 像，其成像的位置的(部分)光線可以逆向返回，并在光調(diào)制器1處成像。上述設(shè)計(jì)中， 通過(guò)分光棱鏡2對(duì)光學(xué)鏡頭4前方射回的光線進(jìn)行了反射，反射至圖像傳感器5，在圖像 傳感器5成像。根據(jù)光路可逆原理，在圖像傳感器5上所接收到的像所對(duì)應(yīng)的外界區(qū)域， 近似于投影機(jī)主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說(shuō)，在以投影機(jī)主體的成像范圍 作為允許進(jìn)行觸摸操作的觸摸區(qū)域的情況下，圖像傳感器5上所呈現(xiàn)的像正好(或近似) 是整個(gè)觸摸區(qū)域的像，有利于減少外界非觸摸區(qū)域內(nèi)的影像對(duì)觸摸操作的影響。圖像傳感器5與光調(diào)制器1通過(guò)出光面對(duì)稱排布。這樣在投影機(jī)主體在投影屏 幕7上呈現(xiàn)清晰圖像的情況下，根據(jù)光路可逆原理，投影屏幕7附近的畫(huà)面也會(huì)在圖像傳 感器5上呈現(xiàn)清晰的圖像。因此在調(diào)整好投影機(jī)主體的投影效果后，攝像系統(tǒng)自然獲得 清晰的圖像，不必額外調(diào)整攝像系統(tǒng)。投影屏幕7采用一全內(nèi)抑反射觸摸面板，全內(nèi)抑反射觸摸面板包括一透明板 體。透明板體邊側(cè)設(shè)有紅外光源6。紅外光源6產(chǎn)生的部分紅外光線在透明板體內(nèi)形成 全反射，在有觸摸點(diǎn)時(shí)，全反射條件被破環(huán)，從而觸摸點(diǎn)處會(huì)形成一亮點(diǎn)。該亮點(diǎn)可以 被圖像傳感器5所獲取，并傳送給計(jì)算機(jī)，識(shí)別出該觸摸點(diǎn)。圖像傳感器5應(yīng)該采用具 有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。以適應(yīng)紅外圖像。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本 行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中 描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用 新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本 實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求1.將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機(jī)主體和投影屏幕，所 述投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、一光學(xué)鏡頭，所述投影機(jī)主體位于所述投影屏幕后方， 其特征在于，還包括一攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器；所述光調(diào)制器與所述光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光棱鏡；所述分光棱鏡對(duì)于自所述光調(diào)制器向所述光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系；所述分光棱鏡對(duì)于自所述光學(xué)鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系，在其 反射方向上設(shè)有所述圖像傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述投影機(jī)主體包括一投影機(jī)外殼，所述攝像系統(tǒng)設(shè)置在所述投影機(jī)外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 以所述分光棱鏡靠近所述光學(xué)鏡頭的一面為出光面，所述出光面與所述光調(diào)制器間的夾 角為45度，所述出光面與所述圖像傳感器之間的夾角為45度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過(guò)所述出光面對(duì)稱排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像傳感器采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像傳感器采用CCD圖像傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述光調(diào)制器采用LCOS光調(diào)制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述光調(diào)制器采用DLP光調(diào)制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于， 所述投影屏幕采用一全內(nèi)抑反射觸摸面板，所述全內(nèi)抑反射觸摸面板包括一透明板體， 所述透明板體邊側(cè)設(shè)有紅外光源。
專利摘要將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)涉及一種背投系統(tǒng)。將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機(jī)主體和投影屏幕，投影機(jī)主體包括一光調(diào)制器、一光學(xué)鏡頭，還包括一攝像系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器；光調(diào)制器與光學(xué)鏡頭之間設(shè)有一分光棱鏡；分光棱鏡對(duì)于自光調(diào)制器向光學(xué)鏡頭方向的光呈透射關(guān)系；分光棱鏡對(duì)于自光學(xué)鏡頭方向向光調(diào)制器方向的光呈反射關(guān)系，在其反射方向上設(shè)有圖像傳感器。攝像系統(tǒng)同時(shí)使用投影機(jī)主體中的光學(xué)鏡頭，這樣相對(duì)于已有的采用投影機(jī)與攝像機(jī)分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的光學(xué)鏡頭。
文檔編號(hào)G03B17/54GK201804195SQ20102053867
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者何怡, 朱天堃, 楊波, 程抒一, 袁正 申請(qǐng)人:程抒一