專利名稱：將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子領域，尤其涉及一種背投系統。
背景技術：
隨著科技的發展，背投系統正越來越廣泛的被人們所應用。另外人們對顯示畫 面往往有進行觸摸操作的需要。因為背投系統呈現畫面很大，傳動的觸摸屏不宜使用。 現在與背投系統結合的觸摸技術，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傳送給計算機，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。這種結構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 要復雜調試、觸摸動作捕捉不精確等缺點。
實用新型內容本實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， 以解決上述技術問題。本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，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，所述攝像系統包括一圖像傳感器；所述光調制器與所述光學鏡頭之間設有一分光棱鏡；所述分光棱鏡對于自所述光調制器向所述光學鏡頭方向的光呈透射關系；所述分光棱鏡對于自所述光學鏡頭方向向所述光調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而言，可以節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，所述攝像系統設置在所述投影機外殼內。 這樣可以使整個系統結構簡化，不必再為攝像機的安放特地留出位置，也不必對攝像機 進行過多調試。進而可以在整個系統的安裝和調試中節省出大量人力和物力。以所述分光棱鏡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。根據光路可逆原理，由所述出光面射出的光線經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，并在所述光調制器處成像。上 述設計中，通過分光棱鏡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域，近似于投影機主體投射出的像所在的外界區域。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域的情況下，所述圖像傳感器上所呈現的像正好(或近似) 是整個觸摸區域的像，有利于減少外界非觸摸區域內的影像對觸摸操作的影響。所述圖像傳感器與所述光調制器通過所述出光面對稱排布。這樣在投影機主體 在投影屏幕上呈現清晰圖像的情況下，根據光路可逆原理，投影屏幕附近的畫面也會在 所述圖像傳感器上呈現清晰的圖像。因此在調整好投影機主體的投影效果后，攝像系統 自然獲得清晰的圖像，不必額外調整攝像系統。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。COMS圖像傳感器具有成本較低的特點。所述光調制器可以采用LCOS光調制器或者DLP光調制器。LCOS光調制器具 有成像清晰的特點。DLP光調制器具有技術成熟，現階段成本較低的特點。所述投影屏幕采用一全內抑反射觸摸面板，所述全內抑反射觸摸面板包括一透 明板體，所述透明板體邊側設有紅外光源。紅外光源產生的部分紅外光線在所述透明板 體內形成全反射，在有觸摸點時，全反射條件被破環，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。有益效果本實用新型中的光學系統，同時具備將光調制器調制出的圖像進行 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 系統共用一個鏡頭，系統具有體積小、結構簡單、成本低等優點。
圖1為本實用新型投影機主體和圖像傳感器位置關系的一種結構示意圖；圖2為本實用新型的整體結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了 解，下面結合具體圖示進一步闡述本實用新型。參照圖1、圖2，將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，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制器1、一光 學鏡頭4。還包括一攝像系統，攝像系統包括一圖像傳感器5。上述技術方案中，攝像 系統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 系統而言，可以節省掉一套成本較高的光學鏡頭4。光調制器1與光學鏡頭4之間設有一分光棱鏡2。光調制器1可以采用LCOS光 調制器或者DLP光調制器。LCOS光調制器具有成像清晰的特點。DLP光調制器具有 技術成熟，現階段成本較低的特點。分光棱鏡2對于自光調制器1向光學鏡頭4方向的 光呈透射關系。分光棱鏡2對于自光學鏡頭4方向向光調制器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，攝像系統設置在投影機外殼內。這樣可以使 整個系統結構簡化，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 試。進而可以在整個系統的安裝和調試中節省出大量人力和物力。以分光棱鏡2靠近光 學鏡頭4的一面為出光面，出光面與光調制器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。根據光路可逆原理，由出光面射出的光線經過光學鏡頭射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，并在光調制器1處成像。上述設計中， 通過分光棱鏡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域， 近似于投影機主體投射出的像所在的外界區域。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域的情況下，圖像傳感器5上所呈現的像正好(或近似) 是整個觸摸區域的像，有利于減少外界非觸摸區域內的影像對觸摸操作的影響。圖像傳感器5與光調制器1通過出光面對稱排布。這樣在投影機主體在投影屏 幕7上呈現清晰圖像的情況下，根據光路可逆原理，投影屏幕7附近的畫面也會在圖像傳 感器5上呈現清晰的圖像。因此在調整好投影機主體的投影效果后，攝像系統自然獲得 清晰的圖像，不必額外調整攝像系統。投影屏幕7采用一全內抑反射觸摸面板，全內抑反射觸摸面板包括一透明板 體。透明板體邊側設有紅外光源6。紅外光源6產生的部分紅外光線在透明板體內形成 全反射，在有觸摸點時，全反射條件被破環，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實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本 行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用 新型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實用新型范圍內。本 實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，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，所述攝像系統包括一圖像傳感器；所述光調制器與所述光學鏡頭之間設有一分光棱鏡；所述分光棱鏡對于自所述光調制器向所述光學鏡頭方向的光呈透射關系；所述分光棱鏡對于自所述光學鏡頭方向向所述光調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.根據權利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述投影機主體包括一投影機外殼，所述攝像系統設置在所述投影機外殼內。
3.根據權利要求2所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 以所述分光棱鏡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.根據權利要求3所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述圖像傳感器與所述光調制器通過所述出光面對稱排布。
5.根據權利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，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.根據權利要求4所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述圖像傳感器采用CCD圖像傳感器。
7.根據權利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述光調制器采用LCOS光調制器。
8.根據權利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述光調制器采用DLP光調制器。
9.根據權利要求1所述的將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，其特征在于， 所述投影屏幕采用一全內抑反射觸摸面板，所述全內抑反射觸摸面板包括一透明板體， 所述透明板體邊側設有紅外光源。
專利摘要將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統涉及一種背投系統。將觸摸屏生成在投影屏幕上的背投顯示系統，包括一投影機主體和投影屏幕，投影機主體包括一光調制器、一光學鏡頭，還包括一攝像系統，攝像系統包括一圖像傳感器；光調制器與光學鏡頭之間設有一分光棱鏡；分光棱鏡對于自光調制器向光學鏡頭方向的光呈透射關系；分光棱鏡對于自光學鏡頭方向向光調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而言，可以節省掉一套成本較高的光學鏡頭。
文檔編號G03B17/54GK201804195SQ20102053867
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者何怡, 朱天堃, 楊波, 程抒一, 袁正 申請人:程抒一