專利名稱：具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子領域，尤其涉及一種背投系統(tǒng)。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展，背投系統(tǒng)正越來越廣泛的被人們所應用。背投系統(tǒng)被廣泛應用于展會、教室、會場等場所。另外人們對顯示畫面往往有進行觸摸操作的需要。現(xiàn)在與背投系統(tǒng)結(jié)合的觸摸技術，大都是在顯示畫面后方放置一個攝像機，通過攝像機攝取物體與顯示畫面的互動信息。 攝像機將所攝取的畫面?zhèn)魉徒o計算機，計算機通過分析畫面進而得出觸摸動作信息，完成觸摸操作控制。這種結(jié)構(gòu)需要投影機和攝像機兩套設備，存在成本高、占用空間大、安裝時需要復雜調(diào)試、觸摸動作捕捉不精確等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，以解決上述技術問題。本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機主體和投影屏幕，所述投影機主體包括一光調(diào)制器、一光學鏡頭，所述投影機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)制器與所述光學鏡頭之間設有一分光元件；所述分光元件對于自所述光調(diào)制器向所述光學鏡頭方向的光呈透射關系；所述分光元件對于自所述光學鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關系，在其反射方向上設有所述圖像傳感器。上述技術方案中，攝像系統(tǒng)同時使用投影機主體中的所述光學鏡頭，這樣相對于已有的采用投影機與攝像機分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的所述光學鏡頭。所述投影機主體包括一投影機外殼，所述攝像系統(tǒng)設置在所述投影機外殼內(nèi)。這樣可以使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，不必再為攝像機的安放特地留出位置，也不必對攝像機進行過多調(diào)試。進而可以在整個系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以所述分光元件靠近所述光學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)過所述光學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。上述設計中，通過分光元件對光學鏡頭前方射回的光線進行了反射，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應的外界區(qū)域，近似
3于投影機主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說，在以投影機主體的成像范圍作為允許進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)的影像對觸摸操作的影響。所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過所述出光面對稱排布。這樣在投影機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，投影屏幕附近的畫面也會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)。所述分光元件可以采用分光片，也可以采用光學棱鏡，如直角棱鏡，還可以采用其他光學元件得以實現(xiàn)。所述圖像傳感器可以采用CXD圖像傳感器或COMS圖像傳感器。CXD圖像傳感器具有成像清晰的特點。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點。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。DLP光調(diào)制器具有技術成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點。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，在有觸摸點時，全反射條件被破環(huán)，從而觸摸點處會形成一亮點。該亮點可以被圖像傳感器所獲取，并傳送給計算機，識別出該觸摸點。所述圖像傳感器應該采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。以適應紅外圖像。有益效果本發(fā)明中的光學系統(tǒng)，同時具備將光調(diào)制器調(diào)制出的圖像進行投影和將投影屏幕返回的觸摸光學信號傳送到圖像傳感器的雙重功能，由于投影和成像系統(tǒng)共用一個鏡頭，系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明投影機主體和圖像傳感器位置關系的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。參照圖1、圖2，具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機主體和投影屏幕7，投影機主體位于投影屏幕7后方，投影機主體包括一光調(diào)制器1、一光學鏡頭4。還包括一攝像系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)包括一圖像傳感器5。上述技術方案中，攝像系統(tǒng)同時使用投影機主體中的光學鏡頭4，這樣相對于已有的采用投影機與攝像機分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的光學鏡頭4。光調(diào)制器1與光學鏡頭4之間設有一分光元件2。分光元件2可以采用分光片， 也可以采用光學棱鏡，如直角棱鏡，還可以采用其他光學元件得以實現(xiàn)。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。DLP光調(diào)制器具有技術成熟，現(xiàn)階段成本較低的特點。分光元件2對于自光調(diào)制器1向光學鏡頭4方向的光呈透射關系。分光元件2對于自光學鏡頭4方向向光調(diào)制器1方向的光呈反射關系， 在其反射方向上設有圖像傳感器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。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點。投影機主體包括一投影機外殼，攝像系統(tǒng)設置在投影機外殼內(nèi)。這樣可以使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，不必再為攝像機的安放特地留出位置，也不必對攝像機進行過多調(diào)試。進而可以在整個系統(tǒng)的安裝和調(diào)試中節(jié)省出大量人力和物力。以分光元件2靠近光學鏡頭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)過光學鏡頭射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。上述設計中，通過分光元件2對光學鏡頭4前方射回的光線進行了反射，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應的外界區(qū)域，近似于投影機主體投射出的像所在的外界區(qū)域。也就是說，在以投影機主體的成像范圍作為允許進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)的影像對觸摸操作的影響。圖像傳感器5與光調(diào)制器1通過出光面對稱排布。這樣在投影機主體在投影屏幕 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附近的畫面也會在圖像傳感器 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， 在有觸摸點時，全反射條件被破環(huán)，從而觸摸點處會形成一亮點。該亮點可以被圖像傳感器 5所獲取，并傳送給計算機，識別出該觸摸點。圖像傳感器5應該采用具有紅外圖像接收能力的圖像傳感器。以適應紅外圖像。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機主體和投影屏幕，所述投影機主體包括一光調(diào)制器、一光學鏡頭，所述投影機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)制器與所述光學鏡頭之間設有一分光元件；所述分光元件對于自所述光調(diào)制器向所述光學鏡頭方向的光呈透射關系；所述分光元件對于自所述光學鏡頭方向向所述光調(diào)制器方向的光呈反射關系，在其反射方向上設有所述圖像傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述投影機主體包括一投影機外殼，所述攝像系統(tǒng)設置在所述投影機外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于，以所述分光元件靠近所述光學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所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器與所述光調(diào)制器通過所述出光面對稱排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述分光元件采用分光片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(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所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(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所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(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所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(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)設有紅外光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(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。
全文摘要
具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)涉及一種背投系統(tǒng)。具有觸摸點識別功能的背投顯示系統(tǒng)，包括一投影機主體和投影屏幕，投影機主體包括一光調(diào)制器、一光學鏡頭，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)制器與光學鏡頭之間設有一分光元件；分光元件對于自光調(diào)制器向光學鏡頭方向的光呈透射關系；分光元件對于自光學鏡頭方向向光調(diào)制器方向的光呈反射關系，在其反射方向上設有圖像傳感器。攝像系統(tǒng)同時使用投影機主體中的光學鏡頭，這樣相對于已有的采用投影機與攝像機分離的系統(tǒng)而言，可以節(jié)省掉一套成本較高的光學鏡頭。
文檔編號G06F3/042GK102411250SQ20101028897
公開日2012年4月11日 申請日期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 申請人:上海優(yōu)熠電子科技有限公司