专利名称：具有触摸点识别功能的背投显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子领域，尤其涉及一种背投系统。
背景技术：
随着科技的发展，背投系统正越来越广泛的被人们所应用。背投系统被广泛应用于展会、教室、会场等场所。另外人们对显示画面往往有进行触摸操作的需要。现在与背投系统结合的触摸技术，大都是在显示画面后方放置一个摄像机，通过摄像机摄取物体与显示画面的互动信息。 摄像机将所摄取的画面传送给计算机，计算机通过分析画面进而得出触摸动作信息，完成触摸操作控制。这种结构需要投影机和摄像机两套设备，存在成本高、占用空间大、安装时需要复杂调试、触摸动作捕捉不精确等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有触摸点识别功能的背投显示系统，以解决上述技术问题。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现具有触摸点识别功能的背投显示系统，包括一投影机主体和投影屏幕，所述投影机主体包括一光调制器、一光学镜头，所述投影机主体位于所述投影屏幕后方，其特征在于，还包括一摄像系统，所述摄像系统包括一图像传感器；所述光调制器与所述光学镜头之间设有一分光元件；所述分光元件对于自所述光调制器向所述光学镜头方向的光呈透射关系；所述分光元件对于自所述光学镜头方向向所述光调制器方向的光呈反射关系，在其反射方向上设有所述图像传感器。上述技术方案中，摄像系统同时使用投影机主体中的所述光学镜头，这样相对于已有的采用投影机与摄像机分离的系统而言，可以节省掉一套成本较高的所述光学镜头。所述投影机主体包括一投影机外壳，所述摄像系统设置在所述投影机外壳内。这样可以使整个系统结构简化，不必再为摄像机的安放特地留出位置，也不必对摄像机进行过多调试。进而可以在整个系统的安装和调试中节省出大量人力和物力。以所述分光元件靠近所述光学镜头的一面为出光面，所述出光面与所述光调制器间的夹角为45度，所述出光面与所述图像传感器之间的夹角为45度。根据光路可逆原理，由所述出光面射出的光线经过所述光学镜头射出的光线在外界成像，其成像的位置的(部分)光线可以逆向返回，并在所述光调制器处成像。上述设计中，通过分光元件对光学镜头前方射回的光线进行了反射，反射至所述图像传感器，在所述图像传感器成像。根据光路可逆原理，在所述图像传感器上所接收到的像所对应的外界区域，近似
3于投影机主体投射出的像所在的外界区域。也就是说，在以投影机主体的成像范围作为允许进行触摸操作的触摸区域的情况下，所述图像传感器上所呈现的像正好(或近似)是整个触摸区域的像，有利于减少外界非触摸区域内的影像对触摸操作的影响。所述图像传感器与所述光调制器通过所述出光面对称排布。这样在投影机主体在投影屏幕上呈现清晰图像的情况下，根据光路可逆原理，投影屏幕附近的画面也会在所述图像传感器上呈现清晰的图像。因此在调整好投影机主体的投影效果后，摄像系统自然获得清晰的图像，不必额外调整摄像系统。所述分光元件可以采用分光片，也可以采用光学棱镜，如直角棱镜，还可以采用其他光学元件得以实现。所述图像传感器可以采用CXD图像传感器或COMS图像传感器。CXD图像传感器具有成像清晰的特点。COMS图像传感器具有成本较低的特点。所述光调制器可以采用LCOS光调制器或者DLP光调制器。LCOS光调制器具有成像清晰的特点。DLP光调制器具有技术成熟，现阶段成本较低的特点。所述投影屏幕采用一全内抑反射触摸面板，所述全内抑反射触摸面板包括一透明板体，所述透明板体边侧设有红外光源。红外光源产生的部分红外光线在所述透明板体内形成全反射，在有触摸点时，全反射条件被破环，从而触摸点处会形成一亮点。该亮点可以被图像传感器所获取，并传送给计算机，识别出该触摸点。所述图像传感器应该采用具有红外图像接收能力的图像传感器。以适应红外图像。有益效果本发明中的光学系统，同时具备将光调制器调制出的图像进行投影和将投影屏幕返回的触摸光学信号传送到图像传感器的双重功能，由于投影和成像系统共用一个镜头，系统具有体积小、结构简单、成本低等优点。
图1为本发明投影机主体和图像传感器位置关系的一种结构示意图；图2为本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。参照图1、图2，具有触摸点识别功能的背投显示系统，包括一投影机主体和投影屏幕7，投影机主体位于投影屏幕7后方，投影机主体包括一光调制器1、一光学镜头4。还包括一摄像系统，摄像系统包括一图像传感器5。上述技术方案中，摄像系统同时使用投影机主体中的光学镜头4，这样相对于已有的采用投影机与摄像机分离的系统而言，可以节省掉一套成本较高的光学镜头4。光调制器1与光学镜头4之间设有一分光元件2。分光元件2可以采用分光片， 也可以采用光学棱镜，如直角棱镜，还可以采用其他光学元件得以实现。光调制器1可以采用LCOS光调制器或者DLP光调制器。LCOS光调制器具有成像清晰的特点。DLP光调制器具有技术成熟，现阶段成本较低的特点。分光元件2对于自光调制器1向光学镜头4方向的光呈透射关系。分光元件2对于自光学镜头4方向向光调制器1方向的光呈反射关系， 在其反射方向上设有图像传感器5。图像传感器5可以采用CCD图像传感器或COMS图像传感器。CCD图像传感器具有成像清晰的特点。COMS图像传感器具有成本较低的特点。投影机主体包括一投影机外壳，摄像系统设置在投影机外壳内。这样可以使整个系统结构简化，不必再为摄像机的安放特地留出位置，也不必对摄像机进行过多调试。进而可以在整个系统的安装和调试中节省出大量人力和物力。以分光元件2靠近光学镜头4的一面为出光面，出光面与光调制器1间的夹角为45度，出光面与图像传感器5之间的夹角为45度。根据光路可逆原理，由出光面射出的光线经过光学镜头射4出的光线在外界成像，其成像的位置的(部分)光线可以逆向返回，并在光调制器1处成像。上述设计中，通过分光元件2对光学镜头4前方射回的光线进行了反射，反射至图像传感器5，在图像传感器5成像。根据光路可逆原理，在图像传感器5上所接收到的像所对应的外界区域，近似于投影机主体投射出的像所在的外界区域。也就是说，在以投影机主体的成像范围作为允许进行触摸操作的触摸区域的情况下，图像传感器5上所呈现的像正好(或近似)是整个触摸区域的像，有利于减少外界非触摸区域内的影像对触摸操作的影响。图像传感器5与光调制器1通过出光面对称排布。这样在投影机主体在投影屏幕 7上呈现清晰图像的情况下，根据光路可逆原理，投影屏幕7附近的画面也会在图像传感器 5上呈现清晰的图像。因此在调整好投影机主体的投影效果后，摄像系统自然获得清晰的图像，不必额外调整摄像系统。投影屏幕7采用一全内抑反射触摸面板，全内抑反射触摸面板包括一透明板体。 透明板体边侧设有红外光源6。红外光源6产生的部分红外光线在透明板体内形成全反射， 在有触摸点时，全反射条件被破环，从而触摸点处会形成一亮点。该亮点可以被图像传感器 5所获取，并传送给计算机，识别出该触摸点。图像传感器5应该采用具有红外图像接收能力的图像传感器。以适应红外图像。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.具有触摸点识别功能的背投显示系统，包括一投影机主体和投影屏幕，所述投影机主体包括一光调制器、一光学镜头，所述投影机主体位于所述投影屏幕后方，其特征在于， 还包括一摄像系统，所述摄像系统包括一图像传感器；所述光调制器与所述光学镜头之间设有一分光元件；所述分光元件对于自所述光调制器向所述光学镜头方向的光呈透射关系；所述分光元件对于自所述光学镜头方向向所述光调制器方向的光呈反射关系，在其反射方向上设有所述图像传感器。
2.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述投影机主体包括一投影机外壳，所述摄像系统设置在所述投影机外壳内。
3.根据权利要求2所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，以所述分光元件靠近所述光学镜头的一面为出光面，所述出光面与所述光调制器间的夹角为45 度，所述出光面与所述图像传感器之间的夹角为45度。
4.根据权利要求3所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述图像传感器与所述光调制器通过所述出光面对称排布。
5.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述分光元件采用分光片。
6.根据权利要求4所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述图像传感器采用CCD图像传感器。
7.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述光调制器采用LCOS光调制器。
8.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述光调制器采用DLP光调制器。
9.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述投影屏幕采用一全内抑反射触摸面板，所述全内抑反射触摸面板包括一透明板体，所述透明板体边侧设有红外光源。
10.根据权利要求1所述的具有触摸点识别功能的背投显示系统，其特征在于，所述图像传感器采用具有红外图像接收能力的图像传感器。
全文摘要
具有触摸点识别功能的背投显示系统涉及一种背投系统。具有触摸点识别功能的背投显示系统，包括一投影机主体和投影屏幕，投影机主体包括一光调制器、一光学镜头，还包括一摄像系统，摄像系统包括一图像传感器；光调制器与光学镜头之间设有一分光元件；分光元件对于自光调制器向光学镜头方向的光呈透射关系；分光元件对于自光学镜头方向向光调制器方向的光呈反射关系，在其反射方向上设有图像传感器。摄像系统同时使用投影机主体中的光学镜头，这样相对于已有的采用投影机与摄像机分离的系统而言，可以节省掉一套成本较高的光学镜头。
文档编号G06F3/042GK102411250SQ20101028897
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者何怡, 朱天堃, 杨波, 程抒一, 袁正 申请人:上海优熠电子科技有限公司