专利名称：具有位置信息输入能力的背投显示设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种背投显示设备，特别是一种具有位置信息输入能力的背投显示设备。
背景技术：
人们所熟知的一类背投显示设备，其图像源由CRT(阴极射线管)或者使用液晶显示板或者DLP(Digital Light Processing)显示板的光学系统组成，从图像源发出的图像经过投影透镜和一个反射镜投射到透光的屏幕上，在其上形成放大的图象。在使用中经常需要在显示画面的同时能够进行交互操作和书写，最直观的操作方式是采用笔状指示器直接在屏幕上点画，这就需要设备有实时位置信息采集能力。
目前可以采用的方法有1、在显示器屏幕外侧安装超声波定位装置，用超声波发生装置进行位置输入；2、在屏幕前方安装图像采集装置，用光笔进行位置输入。后一种见专利ZL01108047.7。这两种方法的共同缺点是需要在显示器外部安装信号接收设备，并且一旦设备移动就需要重新进行位置校正，很不方便。而且后一种方法还存在容易受到环境光线干扰的问题，以及当人或物体出现在摄像装置和光笔之间时无法跟踪笔迹的问题。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种自身具有位置信号输入能力的背投显示设备，它能在显示图象的同时采集照射到屏幕上的光点的位置并通过接口将有关数据传送到计算机，这样使用中可以免去安装外接设备和需要经常进行位置校正的不便，同时还能提高系统的抗干扰性能，最大限度地优化系统。
本实用新型的技术方案是一种具有位置信息输入能力的背投显示设备，包括一个图像源1，一般是CRT屏或液晶显示板或DLP显示板等；一个投影镜头2；反射镜3；透光的屏幕4；箱体5；另外，它还包括一个摄像装置6、一个信号处理电路7和接口8。其中，所述的摄像装置6安装在所述的箱体5的内部，并且是在靠近投影镜头的位置，摄像装置6的位置和指向使之可以接收到来自屏幕4上任何一点的图像，所述的摄像装置6输出的信号连接到信号处理电路7，所述的信号处理电路7连接到接口8，通过接口8可以将数据传送到计算机。
本实用新型的技术方案基于这样的原理由于显示屏必须能够透过投影镜头发出的光线，因此只要反射镜足够大则必然可使外部照射到屏上的光线透过屏幕并经过反射镜射到投影镜头附近，所以置于显示器内部投影镜头附近适当位置的摄像头必然可以接收到屏幕光点的图像，从而实现外置摄像装置可以达到的效果。
为了实现位置输入，还需要一种发光笔。发光笔采用发光二极管为光源，用按键控制发光。
当使用黑白摄像装置时，为了提高图像中发光笔信号的信噪比，可以在摄像装置的镜头与传感器之间安装一个带通滤光片，此带通滤光片的中心波长与发光笔发光中心波长接近，并且有一定带宽，其作用是使发光笔发光尽量通过而背景光尽量被阻挡，从而提高信噪比。
使用时，使用者将发光笔放在目标位置然后按下按键使笔发光，则处理电路通过分析摄像头传来的实时图像信号得到光点位置的数据，通过接口传送到计算机，从而实现位置信号的输入，进而进行交互操作和书写等功能。
另外，所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其中，信号处理电路(7)是由A/D转换电路，视频同步信号产生电路，数字逻辑电路，晶体振荡器和读写存储器组成。
本实用新型的优点在于首先由于信号接收处理装置与显示器为一个整体，使用时不需要进行设备安装；由于摄像头与屏幕的相对位置完全固定，因此进行一次位置校正即可；由于摄像头处于显示器内部，不会出现遮挡的问题；由于不需要使用时进行安装定位，所以不需要专利ZL011080470.7所述的方向指示器。另外，由于显示画面的光线大部分透射出显示屏幕，所以系统受到显示画面本身干扰的强度大大降低。试验证明无论是在普通CRT背投电视机上还是在高分辨率的DLP背投显示器上实施本实用新型的方案，都能够达到非常令人满意的效果，避免了信号接收器前方安装所带来的许多问题。
附图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的一个优选实施例详细介绍如下
附图1为本实用新型的结构示意图，其组成是摄像装置6选用CMOS图像传感器构成的模拟视频输出的黑白摄像头，摄像头的输出视频信号通过信号处理电路7处理后产生光点位置信息，通过标准并行接口8的数据线传输到计算机；其中，摄像装置6是由黑白图象传感器OV7411和焦距3.6毫米的镜头构成的摄像头，在镜头内侧安装有带通滤光片，滤光片的中心波长为640纳米，半波宽度为60纳米，发光笔的发光源为中心波长635纳米的LED。为了能够在屏幕4前发出操作控制信号，本实用新型采用的发光笔发出不同的发光脉冲序列来发送控制信号，当脉冲宽度和间隔适当时，计算机软件能够区别出不同的信号。为了保证摄像头的安装正确，摄像头应紧靠投影镜头2，摄像头的位置和指向要保证其能够接收到来自屏幕4上任何一点的图像。本实施例是在三星(SAMSUNG)47W3HF CRT背投彩色电视机的基础上增加摄像装置6，信号处理电路7和接口8实现的，其CRT屏1、投影镜头2，反射镜3，屏幕4，箱体5等都没有改变。试验表明在各种背投显示器上实施本实用新型的方案后，都能够达到非常令人满意的效果，信号接收可靠，正常使用环境下没有干扰问题，对显示系统没有影响。
权利要求1.一种具有位置信息输入能力的背投显示设备，包括一个图像源(1)，投影镜头(2)，反射镜(3)，透光的屏幕(4)，箱体(5)，摄像装置(6)，信号处理电路(7)和接口(8)，其特征在于所述的摄像装置(6)安装在所述的箱体(5)的内部，并且是在靠近投影镜头的位置，摄像装置(6)的位置和指向使之可以接收到来自屏幕(4)上任何一点的图像，所述的摄像装置(6)输出的信号连接到信号处理电路(7)，所述的信号处理电路(7)连接到接口(8)，通过接口(8)可以将数据传送出去。
2.根据权利要求1所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其特征在于所述的图像源(1)为CRT屏、液晶显示板或DLP显示板。
3.根据权利要求1所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其特征在于它还包括发光笔，所述的发光笔采用发光二极管为光源，用按键控制发光，以便在屏幕前发出操作控制信号。
4.根据权利要求1、2或3所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其特征在于所述的摄像装置(6)为黑白摄像装置，所述的黑白摄像装置的镜头与传感器之间安装一个带通滤光片，所述的带通滤光片的中心波长与所述的发光笔发光中心波长接近。
5.根据权利要求1、2或3所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其特征在于所述的信号处理电路(7)是由A/D转换电路，视频同步信号产生电路，数字逻辑电路，晶体振荡器和读写存储器组成。
6.根据权利要求4所述的具有位置信息输入能力的背投显示设备，其特征在于所述的信号处理电路(7)是由A/D转换电路，视频同步信号产生电路，数字逻辑电路，晶体振荡器和读写存储器组成。
专利摘要一种具有位置信息输入能力的背投显示设备，包括一个图像源(1)，投影镜头(2)，反射镜(3)，透光的屏幕(4)，箱体(5)，摄像装置(6)，信号处理电路(7)和接口(8)，其中，摄像装置(6)安装在所述的箱体(5)的内部，并且是在靠近投影镜头的位置，摄像装置(6)的位置和指向使之可以接收到来自屏幕(4)上任何一点的图像，摄像装置(6)输出的信号由信号处理电路(7)处理后，通过接口(8)的数据线传输到计算机。另外，位置的输入是通过一种发光笔予以实现。
文档编号H04N5/74GK2731872SQ20042006293
公开日2005年10月5日 申请日期2004年7月22日 优先权日2004年7月22日
发明者鲍炜 申请人:南京方瑞科技有限公司