專(zhuān)利名稱(chēng)：：Lcos投影顯示系統(tǒng)的制作方法LC0S投影顯示系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及投影顯示領(lǐng)域，尤其是涉及可進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)檢測(cè)功能的LCOS投影顯示系統(tǒng)(LiquidCrystalOnSiliconprojectionsystem,簡(jiǎn)稱(chēng)LCOS投影顯示系統(tǒng))。
背景技術(shù)：
：投影顯示系統(tǒng)可以接收來(lái)自外部視頻設(shè)備的圖像信號(hào)，并將放大圖像投影到顯示屏上，其適于用來(lái)向大量觀眾介紹一些信息。一般來(lái)說(shuō)，投影顯示系統(tǒng)包括光源、光學(xué)引擎(Lightengine)、控制器和顯示屏。當(dāng)外部圖像信號(hào)輸入投影顯示系統(tǒng)時(shí)，所述控制器將獲取所述圖像的像素信息(比如顏色和灰度)，并控制所述光學(xué)引擎內(nèi)的圖像部件的運(yùn)行以再現(xiàn)或重構(gòu)所述圖像。所述光學(xué)引擎內(nèi)的圖像部件通過(guò)組合或調(diào)制三原色圖像以重構(gòu)出全色圖像，之后將所述全色圖像投影至所述顯示屏上。目前常用的主要有三種投影顯示系統(tǒng)，第一種可以被稱(chēng)為液晶投影顯示系統(tǒng)(liquid-crystal-displayprojectiondisplaysystem,簡(jiǎn)禾爾LXD投影顯不系統(tǒng))。所述LCD投影顯示系統(tǒng)包括有許多像素，每個(gè)像素都是在兩透明面板之間填充液晶而形成的。所述液晶可以作為光閥或光門(mén)，透過(guò)每個(gè)像素的光量是由施加于該像素的液晶上的極化電壓(PolarizationVoltage)決定的。通過(guò)調(diào)制這個(gè)極化電壓，可以控制圖像的亮度或灰度等圖像參數(shù)。對(duì)于彩色圖像，從白色光源分離出的三原色光分別被引導(dǎo)透過(guò)三個(gè)LCD面板。基于所述控制器獲取到的像素信息，每個(gè)LCD面板顯示所述圖像的三原色(紅、綠和藍(lán))中的一種。隨后，這些三原色圖像在所述光學(xué)引擎中被重構(gòu)或組合為全色圖像。之后，通過(guò)投影鏡頭(Projectionlens)對(duì)所述重構(gòu)圖像進(jìn)行校準(zhǔn)和放大，并直接或間接投影到顯示屏上。第二種可以被稱(chēng)為數(shù)字光處理投影顯示系統(tǒng)(digitallightprocessingprojectiondisplaysystem,簡(jiǎn)稱(chēng)DLP投景j顯示系統(tǒng))。所述DLP投影顯示系統(tǒng)的核心器件為由微鏡陣列組成的數(shù)字微鏡器件(DigitalMicromirrorDevice，簡(jiǎn)稱(chēng)DMD)，所述微鏡陣列中的每個(gè)微鏡均可代表或?qū)?yīng)圖像的一個(gè)像素。與LCD投影顯示系統(tǒng)中的透射投影技術(shù)不同，DLP投影顯示系統(tǒng)采用的是反射投影技術(shù)。通過(guò)調(diào)整每個(gè)微鏡的鏡片角度從而可將光導(dǎo)入或?qū)С鏊鐾队扮R頭，進(jìn)而控制到達(dá)所述投影鏡頭的每個(gè)像素的光量。通過(guò)將光源穿過(guò)旋轉(zhuǎn)色輪(Colorwheel)可以得到圖像顏色，具體來(lái)講，所述色輪具有紅、綠和藍(lán)三原色，當(dāng)光線(xiàn)通過(guò)色輪的紅色部分的時(shí)候，投影出來(lái)的圖像是一幅全紅色的灰度圖像，藍(lán)色和黃色同理。在色輪的快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，則可以得到一副副三原色圖像，在三原色圖像被投影后，由于人眼有視覺(jué)殘留的特性，我們就可以觀察到由紅黃藍(lán)三原色疊加的全彩色圖像。第三種可以被硅基液晶投影顯示系統(tǒng)(LiquidCrystalOnSiliconprojectionsystem,簡(jiǎn)稱(chēng)LCOS投影顯示系統(tǒng))。與LCD投影顯示系統(tǒng)的透射投影和DLP投影系統(tǒng)的反射投影不同，在LCOS投影顯示系統(tǒng)中，液晶層設(shè)置于透明薄膜晶體管(thin-filmtransistor,簡(jiǎn)稱(chēng)TFT)層和硅半導(dǎo)體層之間。所述硅半導(dǎo)體層具有反射表面，在光線(xiàn)照到LCOS器件上時(shí)，所述液晶將工作為光閥或光門(mén)，從而控制到達(dá)其下的硅半導(dǎo)體反射表面的光量，所述硅半導(dǎo)體反射表面則對(duì)照射到其上的光線(xiàn)進(jìn)行反射。從某種意義上講，LCOS投影類(lèi)似于LCD投影和DLP投影的結(jié)合。LCOS投影顯示系統(tǒng)中的顏色原理與LCD投影顯示系統(tǒng)中的類(lèi)似。將白色光源透過(guò)一系列波長(zhǎng)選擇分色鏡或?yàn)V光器可將其分離為三原色光。這些三原色光通過(guò)一組極化分光鏡(polarizedbeamsplitter,簡(jiǎn)稱(chēng)PBS)轉(zhuǎn)向至負(fù)責(zé)該原色的LCOS器件上，比如藍(lán)色光被導(dǎo)入藍(lán)色LCOS器件上，紅色光被導(dǎo)入紅色LCOS器件上，綠色光被導(dǎo)入綠色LCOS器件上。所述LCOS器件根據(jù)圖像中的每個(gè)像素中定義的灰度值來(lái)調(diào)制每個(gè)像素的液晶的極化電壓，并反射原色圖像。之后，這三原色圖像在被重構(gòu)或組合為全色圖像，最后，通過(guò)投影鏡頭對(duì)所述重構(gòu)全色圖像進(jìn)行校準(zhǔn)和放大，并直接或間接投影到顯示屏上。這些投影系統(tǒng)的應(yīng)用近來(lái)倍受關(guān)注，尤其是在桌面計(jì)算機(jī)(tablecomputer)或表面電腦(surfacecomputer)領(lǐng)域。所述表面電腦使用專(zhuān)門(mén)用戶(hù)界面取代了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，其允許用戶(hù)直接與觸摸屏交互以操作顯示與觸摸屏上的目標(biāo)。當(dāng)用戶(hù)與顯示屏上的目標(biāo)交互時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵的部分就是多觸點(diǎn)檢測(cè)的性能。圖5示出了表面電腦500的多觸點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)架構(gòu)。在這個(gè)架構(gòu)中，投影顯示系統(tǒng)的投影鏡頭520將視頻圖像投影到顯示表面510上。所述投影鏡頭520位于面向所述顯示表面510的背板的中心。近紅外LED光源540發(fā)射波長(zhǎng)為850納米的光線(xiàn)到所述顯示表面510的背面。當(dāng)一物體觸摸所述顯示表面510時(shí)，所述顯示表面510的觸摸發(fā)生位置將反射所述近紅外光線(xiàn)。四個(gè)紅外攝像頭530檢測(cè)從顯示表面510上反射的所述近紅外光線(xiàn)，每個(gè)覆蓋所述顯示表面510的大約l/4的區(qū)域。處理器(未圖示)將來(lái)自每個(gè)攝像頭530的圖像組合在一起，并計(jì)算出觸摸輸入的位置。桌面計(jì)算機(jī)比如微軟表面(MicrosoftSurface)直接將圖像投影到顯示表面，其通常將所述投影鏡頭放置于與顯示表面的中心對(duì)應(yīng)的位置處以防止投影圖像發(fā)生扭曲。安裝來(lái)檢測(cè)觸摸輸入的任何攝像頭都不得不被設(shè)置的偏離所述投影鏡頭的中心。如果只用一個(gè)偏離中心的攝像頭對(duì)整個(gè)顯示區(qū)域進(jìn)行觸摸檢測(cè)，那么其采集的紅外圖像將會(huì)是扭曲的。通過(guò)分析這樣的扭曲圖像并計(jì)算出精確的觸摸位置將會(huì)是比較復(fù)雜和困難的。因此，像圖5示出的微軟表面這樣的投影顯示系統(tǒng)采用了多個(gè)攝像頭，每個(gè)攝像頭僅覆蓋顯示區(qū)域的一部分。隨后，將來(lái)自每個(gè)攝像頭的未扭曲的圖像組合成一副可以覆蓋整個(gè)顯示表面的圖像。對(duì)于將圖像間接投影到所述顯示表面上的投影系統(tǒng)，光學(xué)器件，比如用于改變所述投影圖像方向的鏡子和鏡頭，同樣會(huì)妨礙使用一個(gè)位于中心的攝像頭來(lái)用于進(jìn)行多點(diǎn)觸摸輸入檢測(cè)。為了在投影顯示系統(tǒng)中精確的檢測(cè)多觸摸輸入，目前的技術(shù)需要多個(gè)紅外攝像頭和將來(lái)自每個(gè)獨(dú)立攝像頭的圖像進(jìn)行組合的資源。這些需要都將會(huì)提高投影顯示系統(tǒng)的成本，并增加投影顯示系統(tǒng)的復(fù)雜度。因此，亟待提出一種可應(yīng)用于投影顯示系統(tǒng)中的多觸點(diǎn)檢測(cè)方案。
發(fā)明內(nèi)容本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于提供一種LC0S投影顯示系統(tǒng)，基于所述LC0S投影顯示系統(tǒng)使多觸點(diǎn)檢測(cè)成為可能或得以實(shí)現(xiàn)。為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種LCOS投影顯示系統(tǒng)，其包括屏幕、光學(xué)引擎、投影鏡頭和圖像傳感器。所述光學(xué)引擎包括第一LCOS器件、第二LCOS器件、第三LC0S器件、用來(lái)為第一LC0S器件提供一種原色光的第一極化分光鏡、用來(lái)分別為第二LCOS器件和第三LCOS器件提供一種原色光的第二極化分光鏡和第三極化分光鏡，每個(gè)LCOS器件基于數(shù)據(jù)圖像的像素信息調(diào)制生成一種原色光學(xué)圖像，所述第三極化分光鏡負(fù)責(zé)將三原色光學(xué)圖像組合為全色光學(xué)圖像。所述投影鏡頭將所述光學(xué)引擎生成的全色光學(xué)圖像投影至所述屏幕上，并允許來(lái)自所述屏幕的紅外光透過(guò)。所述圖像傳感器感應(yīng)來(lái)自所述投影鏡頭的紅外光以形成感應(yīng)圖像。進(jìn)一步的，其還包括有圖像處理模塊，所述圖像處理模塊接收來(lái)自圖像傳感器的感應(yīng)圖像，并基于所述感應(yīng)圖像確定出紅外光的坐標(biāo)或位置。進(jìn)一步的，所述投影鏡頭濾除或消減來(lái)自屏幕的可見(jiàn)光以及紫外光。進(jìn)一步的，所述圖像傳感器是電荷耦合裝置或CMOS傳感器。進(jìn)一步的，在屏幕的投影鏡頭的一側(cè)設(shè)置紅外發(fā)射器，所述紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光或近紅外光到所述屏幕的背面，在所述屏幕被觸摸時(shí)，每個(gè)觸摸均可會(huì)反射紅外線(xiàn)至所述投影鏡頭。進(jìn)一步的，所述屏幕至少包括有一亞克力板層，在亞克力板層的邊緣裝設(shè)紅外發(fā)射器，所述紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光在亞克力板層內(nèi)不停反射，但當(dāng)所述屏幕被觸摸時(shí)，紅外光線(xiàn)可被從觸摸處導(dǎo)弓I至所述投影鏡頭。進(jìn)一步的，在屏幕上具有多個(gè)觸摸點(diǎn)時(shí)，每個(gè)觸摸點(diǎn)均會(huì)形成一紅外光，所述紅外光通過(guò)所述投影鏡頭傳播至所述圖像傳感器。進(jìn)一步的，在手指觸摸屏幕時(shí)，其體溫就會(huì)使該手指向外發(fā)射紅外光，而這些紅外線(xiàn)則可以作為觸摸屏幕產(chǎn)生的紅外光。進(jìn)一步的，使用紅外筆來(lái)產(chǎn)生觸摸屏幕時(shí)發(fā)出的紅外光。進(jìn)一步的，第一LCOS器件安設(shè)于第一極化分光鏡的一個(gè)邊緣，第二LCOS器件安設(shè)于第二極化分光鏡的一個(gè)邊緣，第三LCOS器件安設(shè)于極化分光鏡另一個(gè)邊緣，所述圖像傳感器安設(shè)于第一極化分光鏡的另一個(gè)邊緣，來(lái)自所述投影鏡頭的紅外光經(jīng)由第三極化分光鏡和第一極化分光鏡被引導(dǎo)至所述圖像傳感器上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的所述圖像傳感器將已作為圖像投影的投影鏡頭復(fù)用為其圖像采集鏡頭來(lái)采集屏幕或屏幕方向上的圖像，這樣，產(chǎn)生于屏幕的任何顯示區(qū)域上的紅外信號(hào)都能按照光投影路徑返回到所述投影鏡頭，最后到達(dá)圖像傳感器，也就是說(shuō)所述圖像傳感器就能檢測(cè)到屏幕上的任何區(qū)域的觸摸。關(guān)于本發(fā)明的其他目的，特征以及優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖在具體實(shí)施方式中詳細(xì)描述。結(jié)合參考附圖及接下來(lái)的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中圖1示出了LC0S投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖2示出了具有觸摸檢測(cè)功能的LCOS投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖3示出了圖2中的圖像處理模塊的一個(gè)示例；圖4示出了可以與圖像感應(yīng)器聯(lián)合使用的紅外筆的一個(gè)實(shí)施例；禾口圖5示出了桌面計(jì)算機(jī)中投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)架構(gòu)。具體實(shí)施方式本發(fā)明的詳細(xì)描述主要通過(guò)程序、步驟、邏輯塊、過(guò)程或其他象征性的描述來(lái)直接或間接地模擬本發(fā)明技術(shù)方案的運(yùn)作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來(lái)的描述中陳述了很多特定細(xì)節(jié)。而在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)時(shí)，本發(fā)明則可能仍可實(shí)現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話(huà)說(shuō)，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法、程序、成分和電路已經(jīng)很容易理解，因此它們并未被詳細(xì)描述。此處所稱(chēng)的"一個(gè)實(shí)施例"或"實(shí)施例"是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的"在一個(gè)實(shí)施例中"并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。圖1示意的示出了LCOS(LiquidCrystalOnSilicon,簡(jiǎn)稱(chēng)LC0S)投影顯示系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例。所述投影顯示系統(tǒng)100包括有光源120、光學(xué)引擎140、投影鏡頭160和屏幕(或稱(chēng)之為顯示屏)180。所述光源120可以用來(lái)生成白光101，并將所述白光101導(dǎo)入所述光學(xué)引擎140內(nèi)。所述白光101透過(guò)線(xiàn)柵極化片(wire-gridpolarizer)141變?yōu)镾極化(S-polarized)白光102。分色鏡142允許所述S極化白光102中的綠光透過(guò)，而反射包括紅光和藍(lán)光的剩余(紅紫)光。所述綠光傳播至第一極化分光鏡(polarizedbeamsplitter,簡(jiǎn)稱(chēng)PBS)143，并被所述第一極化分光鏡143反射到負(fù)責(zé)投影圖像的綠色的第一LCOS器件145上，其中所述第一LCOS器件145安設(shè)于所述第一極化分光鏡143的一個(gè)邊緣。1/4波片(waveplate)144位于所述第一LCOS器件145前面以提高所述綠光的入射率?；趤?lái)自視頻控制器(未圖示)的輸入圖像(此時(shí)為數(shù)據(jù)意義的圖像，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)圖像)的像素信息，所述第一LCOS器件145將入射的所述S極化綠光調(diào)制為P極化(P-polarized)綠色圖像，并反射所述P極化綠色圖像。反射的P極化綠色圖像透過(guò)所述第一極化分光鏡143和波片(waveplate)146到達(dá)所述第三極化分光鏡147，所述波片146將所述P極化綠色圖像被轉(zhuǎn)換為S極化綠色圖像。來(lái)自所述分色鏡142的S極化紅紫光通過(guò)窄帶半波阻滯器155進(jìn)入第二極化分光鏡149。所述窄帶半波阻滯器155僅對(duì)所述紅紫光中的紅波段光進(jìn)行極化，因此只將紅波段光由S極化轉(zhuǎn)換為P極化。所述P極化紅光穿過(guò)所述第二極化分光鏡149和1/4波片150到達(dá)到負(fù)責(zé)投影圖像的紅色的第二LCOS器件151，其中第二LCOS器件151安設(shè)于所述第二極化分光鏡149的一個(gè)邊緣。所述第二極化分鏡149反射所述S極化藍(lán)光，之后所述S極化藍(lán)光穿過(guò)1/4波片153到達(dá)負(fù)責(zé)投影圖像的藍(lán)色的第三LC0S器件154，所述第三LCOS器件154安設(shè)于第二極化分光鏡149的另一個(gè)邊緣。由于紅色圖像會(huì)在第二LCOS器件151進(jìn)行反射，藍(lán)色圖像會(huì)在第三LCOS器件154進(jìn)行反射，因此它們的極性將發(fā)生變化。從第二LC0S器件151反射出來(lái)的紅色圖像變?yōu)镾極化，之后所述S極化紅色圖像被所述第二極化分光鏡149反射。從第三LCOS器件154反射出來(lái)的藍(lán)色圖像變?yōu)镻極化，之后所述P極化藍(lán)色圖像穿透所述第二極化分光鏡149。另一個(gè)窄帶半波阻滯器148放置的靠近所述第二極化分光鏡149，用于將所述紅光圖像由S極化轉(zhuǎn)換為P極化，而對(duì)藍(lán)色圖像的極性沒(méi)有影響。所述第三極化分光鏡147反射所述S極化綠色圖像，并將其與所述P極化紅色圖像和P極化藍(lán)色圖像結(jié)合以形成全色圖像103。所述全色圖像103通過(guò)所述投影鏡頭160直接或間接投影至所述屏幕180上。圖2示出了具有觸摸檢測(cè)功能的LCOS投影顯示系統(tǒng)200的一個(gè)實(shí)施例。圖2示出的所述LCOS投影顯示系統(tǒng)200與圖1示出的LCOS投影顯示系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)大部分類(lèi)似，兩者的區(qū)別在于前者除了后者包括的單元外，還包括有圖像感應(yīng)器210和圖像處理器230，其中前者包括的與后者相同的單元的工作方式及原理都與后者的相同。所述圖像傳感器210可以是電荷耦合裝置CCD或CMOS傳感器，其可感應(yīng)來(lái)自投影鏡頭260的紅外光以形成感應(yīng)圖像，并可將所述圖像輸出至圖像處理模塊230。所述圖像傳感器210位于所述第三極化分光鏡247的一個(gè)邊緣。所述圖像傳感器210、光學(xué)引擎240、投影鏡頭260以及圖像處理模塊230共同協(xié)作可以完成屏幕上280上的一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)的檢測(cè)功能。圖2示出了一個(gè)具體的觸摸檢測(cè)的示例，當(dāng)一物體202(比如手指、觸摸筆或其它物體)觸摸屏幕280時(shí)，在該位置處會(huì)生成紅外光204，所述紅外光204將沿投影路徑穿透所述投影鏡頭260進(jìn)入光學(xué)引擎240，所述光學(xué)引擎240中的第三極化分光鏡247和第一極化分光鏡243反射所述紅外光204中的S極化部分至所述圖像傳感器210，同樣的當(dāng)一物體203(比如手指、觸摸筆或其它物體)觸摸屏幕280時(shí)，在該位置處會(huì)生成紅外光205，所述紅外光205將沿投影路徑穿透所述投影鏡頭260進(jìn)入光學(xué)引擎240，所述光學(xué)引擎240中的極化分光鏡247和極化分光鏡243反射所述紅外光204中的S極化部分至所述圖像傳感器210。所述圖像傳感器210中的各個(gè)像素點(diǎn)與屏幕280上的各個(gè)位置是對(duì)應(yīng)的，因此通過(guò)分析所述圖像傳感器210輸出圖像的感光點(diǎn)就可以得到所述物體202和203所觸摸的屏幕280的坐標(biāo)?？偨Y(jié)來(lái)講，當(dāng)多個(gè)觸摸發(fā)生時(shí)，每個(gè)觸摸都會(huì)形成一個(gè)紅外光信號(hào)，而這些紅外光信號(hào)都會(huì)通過(guò)投影光路進(jìn)入投影鏡頭，并最終由圖像傳感器感應(yīng)到，而所述圖像處理模塊230則可以計(jì)算出每個(gè)觸摸的坐標(biāo)。所述圖像處理模塊230的作用就是對(duì)所述圖像傳感器210輸出的圖像進(jìn)行分析和處理以得到觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，所述圖像處理模塊230的具體工作過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方式將在下文中詳細(xì)介紹。在一個(gè)實(shí)施例中，所述投影鏡頭260可以濾除從屏幕方向進(jìn)入其內(nèi)的可見(jiàn)光以及紫外光，而只允許紅外光從屏幕方向進(jìn)入其內(nèi)，這樣同樣也可以排除或減小了由可見(jiàn)光或紫外光給圖像傳感器210或410的紅外光的感應(yīng)帶來(lái)的干擾。本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)或特色在于所述圖像傳感器將已作為圖像投影的投影鏡頭復(fù)用為其圖像采集鏡頭來(lái)采集屏幕或屏幕方向上的紅外圖像，之后通過(guò)光學(xué)引擎中的已有的光學(xué)器件(比如極化分光鏡247和極化分光鏡243)將投影鏡頭采集的紅外圖像引導(dǎo)至圖像傳感器。這樣，一方面，由于投影鏡頭可以位于所述屏幕的中心位置，因此其7采集的屏幕方向上的圖像一般不會(huì)發(fā)生扭曲，后繼處理比較方便和容易；另一方面，由于投影鏡頭本身就是用于投影的，而投影區(qū)域(即屏幕的顯示區(qū)域)正是圖像傳感器希望覆蓋的區(qū)域，因此這個(gè)投影鏡頭完全能覆蓋到整個(gè)投影區(qū)域或顯示區(qū)域，進(jìn)而可以完全滿(mǎn)足觸點(diǎn)檢測(cè)的需要，換句話(huà)說(shuō)，產(chǎn)生于屏幕的任何顯示區(qū)域上的紅外信號(hào)都能按照光投影路徑返回到所述投影鏡頭，最后到達(dá)圖像傳感器，這樣所述圖像傳感器就能檢測(cè)到屏幕上的任何區(qū)域的觸摸；再一方面，由于光線(xiàn)一般具有很強(qiáng)的抗干擾性，復(fù)用投影鏡頭對(duì)通過(guò)其投影的圖像以及通過(guò)其采集的圖像都不會(huì)造成任何影響；另外一方面，不需要再專(zhuān)門(mén)安裝外置攝像頭來(lái)用于紅外線(xiàn)檢測(cè)，同時(shí)也不需要對(duì)現(xiàn)有光學(xué)引擎作任何改變，就可以實(shí)現(xiàn)利用透鏡鏡頭采集其對(duì)應(yīng)的紅外光，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多出點(diǎn)監(jiān)測(cè)，即節(jié)省空間，也節(jié)省成本。物體觸摸投影顯示系統(tǒng)的屏幕產(chǎn)生紅外光的方式有很多種，下面介紹幾種比較實(shí)用的方式。在一個(gè)實(shí)施例中，就像圖5中示出的那樣，可以在屏幕的投影鏡頭的一側(cè)設(shè)置紅外發(fā)射器(比如IRLED，紅外發(fā)光二極管)，所述紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光或近紅外光到所述屏幕(比如圖2中的280)的背面，并覆蓋整個(gè)屏幕。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以使用多個(gè)IRLED以保證能完全覆蓋所述屏幕的顯示區(qū)域。通常發(fā)射出去的紅外光是不會(huì)向回反射的(即不會(huì)反射回投影鏡頭這一側(cè))，在有物體觸摸所述屏幕時(shí)，所述紅外光就會(huì)在觸摸點(diǎn)發(fā)生反射。另外，假如同時(shí)有多個(gè)區(qū)域被觸摸時(shí)，每個(gè)觸摸區(qū)域均會(huì)反射紅外線(xiàn)，比如圖2中的紅外光204和205。在該實(shí)施例中，觸摸屏幕的物體可以是手指、觸摸筆或者其他材質(zhì)如硅膠等有一定韌性和反射性的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用FTIR(FrustratedTotalInternalReflection，受抑全內(nèi)反射)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外光的發(fā)生，所述屏幕至少包括有一亞克力板(Acrylic)層，在亞克力板層的邊緣裝設(shè)紅外發(fā)射器(比如IRLED，可以是多個(gè))，所述紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光可以在亞克力板層內(nèi)不停反射，而不會(huì)跑出來(lái)，這被稱(chēng)之為全內(nèi)反射(TotalInternalReflection)，但當(dāng)你的手指(或者其他材質(zhì)如硅膠等有一定韌性和反射性的材料)碰到亞克力表面時(shí)，全內(nèi)反射被破壞，紅外光線(xiàn)被手指反射出來(lái)。同樣的，有多個(gè)區(qū)域被觸摸時(shí)，每個(gè)觸摸區(qū)域均會(huì)產(chǎn)生紅外線(xiàn)。在再一個(gè)實(shí)施例中，可以將具有體溫的人體作為紅外光發(fā)射源，在手指觸摸屏幕時(shí)，其體溫就會(huì)使該手指向外發(fā)射紅外光，而這些紅外線(xiàn)則可以作為觸摸屏幕產(chǎn)生的紅外光。在另外一個(gè)實(shí)施例中，可以使用紅外筆(IRstylus)來(lái)產(chǎn)生觸摸屏幕時(shí)發(fā)出的紅外光，此時(shí)甚至不需要真正接觸到屏幕，只需要使用紅外筆發(fā)射紅外光到屏幕上即可，這些紅外光可以穿透屏幕(背投的情況)或由屏幕進(jìn)行反射(前投的情況)從而進(jìn)入投影鏡頭的視野。下文中列舉了所述紅外筆的一種具體實(shí)現(xiàn)示例，具體內(nèi)容將在下文中詳細(xì)描述。圖3為示出了用于在投影屏(或者說(shuō)屏幕)上確定一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)位置的圖像處理模塊300的一個(gè)實(shí)施例中的功能方框圖，其可以用作圖2中的圖像處理模塊230。所述紅外圖像傳感器210檢測(cè)到的圖像信號(hào)可以被輸入所述圖像處理模塊300。如圖3所示，所述圖像處理模塊300包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元320、存儲(chǔ)單元322、微控制單元324、圖像處理和增強(qiáng)單元326和觸點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算單元328。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元322內(nèi)的程序代碼使所述微控制單元324同步所有其它單元以計(jì)算捕獲圖像上的一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)。在操作時(shí)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元320將接收到的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像可以緩存于所述存儲(chǔ)單元322中。所述微控制單元324提取來(lái)自所述存儲(chǔ)單元322的圖像數(shù)據(jù)，并指使所述圖像處理及增強(qiáng)單元326根據(jù)預(yù)定算法處理和增強(qiáng)所述圖像數(shù)據(jù)。所述觸點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算單元328接收增強(qiáng)和處理后的圖像，并計(jì)算出紅外輸入或觸摸的坐標(biāo)。所述結(jié)果330輸入至外部裝置以進(jìn)行后續(xù)操作，比如確定觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)等。圖4示出了與紅外圖像傳感器聯(lián)合使用的紅外筆400的一個(gè)示例。所述紅外筆400具有筆體410。所述筆體410的一端具有透明窗口420，另一端具有可拆開(kāi)的開(kāi)蓋480。所述紅外筆內(nèi)開(kāi)設(shè)有電池空間450，拆開(kāi)所述開(kāi)蓋480后可以將電池空間450內(nèi)的電池取出或?qū)﹄姵乜臻g450內(nèi)的電池進(jìn)行操作，所述電池通過(guò)電源控制電路440和筆體410上的開(kāi)關(guān)460與至少一個(gè)紅外LED430電性連接。所述紅外發(fā)光二極管(IRLED)430位于所述透明窗口420的后面，在所述紅外LED430發(fā)射紅外線(xiàn)時(shí)，所述紅外線(xiàn)可以通過(guò)所述透明窗口420向外發(fā)射。所述開(kāi)關(guān)460可以控制所述紅外LED430的開(kāi)啟和關(guān)閉。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于，其包括屏幕；光學(xué)引擎，其包括第一LCOS器件、第二LCOS器件、第三LCOS器件、第一極化分光鏡、第二極化分光鏡和第三極化分光鏡，第一極化分光鏡用來(lái)為第一LCOS器件提供一種原色光，第二極化分光鏡用來(lái)分別為第二LCOS器件和第三LCOS器件提供一種原色光，每個(gè)LCOS器件基于入射原色光和數(shù)據(jù)圖像的像素信息調(diào)制生成一種原色光學(xué)圖像，所述第三極化分光鏡負(fù)責(zé)將三原色光學(xué)圖像組合為全色光學(xué)圖像；投影鏡頭，將所述光學(xué)引擎生成的全色光學(xué)圖像投影至所述屏幕上，并允許來(lái)自所述屏幕的紅外光透過(guò)；和圖像傳感器，感應(yīng)來(lái)自所述投影鏡頭的紅外光以形成感應(yīng)圖像。2.如權(quán)利要求1所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于其還包括有圖像處理模塊，所述圖像處理模塊接收來(lái)自圖像傳感器的感應(yīng)圖像，并基于所述感應(yīng)圖像確定出紅外光的坐標(biāo)或位置。3.如權(quán)利要求1所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投影鏡頭濾除或消減來(lái)自屏幕的可見(jiàn)光以及紫外光。4.如權(quán)利要求l所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器是電荷耦合裝置或CMOS傳感器。5.如權(quán)利要求l所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于在屏幕的投影鏡頭的一側(cè)設(shè)置紅外發(fā)射器，所述紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光或近紅外光到所述屏幕的背面，在所述屏幕被觸摸時(shí)，每個(gè)觸摸均可會(huì)反射紅外線(xiàn)至所述投影鏡頭。6.如權(quán)利要求1所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于所述屏幕至少包括有一亞克力板層，在亞克力板層的邊緣裝設(shè)紅外發(fā)射器，所述紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光在亞克力板層內(nèi)不停反射，但當(dāng)所述屏幕被觸摸時(shí)，紅外光線(xiàn)可被從觸摸處導(dǎo)引至所述投影鏡頭。7.如權(quán)利要求1所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于在屏幕上具有多個(gè)觸摸點(diǎn)時(shí)，每個(gè)觸摸點(diǎn)均會(huì)形成一紅外光，所述紅外光通過(guò)所述投影鏡頭傳播至所述圖像傳感器。8.如權(quán)利要求1所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于在手指觸摸屏幕時(shí)，其體溫就會(huì)使該手指向外發(fā)射紅外光，而這些紅外線(xiàn)則可以作為觸摸屏幕產(chǎn)生的紅外光。9.如權(quán)利要求1所述的LC0S投影顯示系統(tǒng)，其特征在于使用紅外筆來(lái)產(chǎn)生觸摸屏幕時(shí)發(fā)出的紅外光。10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的LCOS投影顯示系統(tǒng)，其特征在于第一LCOS器件安設(shè)于第一極化分光鏡的一個(gè)邊緣，第二LCOS器件安設(shè)于第二極化分光鏡的一個(gè)邊緣，第三LCOS器件安設(shè)于極化分光鏡另一個(gè)邊緣，所述圖像傳感器安設(shè)于第一極化分光鏡的另一個(gè)邊緣，來(lái)自所述投影鏡頭的紅外光經(jīng)由第三極化分光鏡和第一極化分光鏡被引導(dǎo)至所述圖像傳感器上。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種LCOS投影顯示系統(tǒng)，其包括屏幕、光學(xué)引擎、投影鏡頭和圖像傳感器。所述光學(xué)引擎包括第一LCOS器件、第二LCOS器件、第三LCOS器件、用來(lái)為第一LCOS器件提供一種原色光的第一極化分光鏡、用來(lái)分別為第二LCOS器件和第三LCOS器件提供一種原色光的第二極化分光鏡和第三極化分光鏡，每個(gè)LCOS器件基于數(shù)據(jù)圖像的像素信息調(diào)制生成一種原色光學(xué)圖像，所述第三極化分光鏡負(fù)責(zé)將三原色光學(xué)圖像組合為全色光學(xué)圖像。所述投影鏡頭將所述光學(xué)引擎生成的全色光學(xué)圖像投影至所述屏幕上，并允許來(lái)自所述屏幕的紅外光透過(guò)。所述圖像傳感器感應(yīng)來(lái)自所述投影鏡頭的紅外光以形成感應(yīng)圖像。這樣，所述圖像傳感器就能檢測(cè)到屏幕上的任何區(qū)域的觸摸。文檔編號(hào)G06F3/041GK101762955SQ20091025160公開(kāi)日2010年6月30日申請(qǐng)日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日發(fā)明者胡大文申請(qǐng)人:武漢全真光電科技有限公司