交互式投影显示设备和系统的制作方法

本实用新型涉及显示领域，特别是涉及一种交互式投影显示设备和系统。

背景技术：

交互式投影屏幕已经广泛应用于会议、教学、演讲等领域中，为人们的生活工作带来了诸多方便。但目前的交互式投影屏幕多用于液晶、led、oled显示屏幕。

投影显示相较于液晶、led、oled显示屏幕而言，具有不可替代的优点。例如适用于需要大屏或超大屏显示的场景、成本低、使用方便灵活、对视力保护更加友好等等。

传统的投影屏幕一般可分为反射式、透射式两类，反射式用于正投，透射式用于背投；从材质上来区分的话，投影屏幕可以分为硬质和软质。软质正投屏幕一般是在一种不透光的布料表面上进行各种不同材料的喷涂，而表面材料中应用了不同的光学材料，光学材料中光学因子多少和分布则决定了屏的增益、视角和分辨率。同时，这些光学因子和其他色素可以对投影画面的色彩饱和度和画面进行优化；背投的投影光线是从后面照射到屏幕并成像.其软质屏的材料为pvc.屏的品质同样与表面材料和屏材料有关。硬质投影屏幕一般是利用亚克力、玻璃等透明体材料作为基底，在其表面粘贴背投软质屏幕而成。

申请号为wo2020083303a1的专利文件公开了一种环保型投影透射屏，包括基板以及在基板的单侧面上形成的水性聚合物乳液涂层材料。该专利文件所公开的环保型投影透射屏在广告户外、室内外装饰装修、展览展示应用，利用户外玻璃窗户作为玻璃基板，直接在其上涂覆环保型投影透射漆形成环保型投影透射屏。

然而，目前的这种硬质投影屏幕仅仅能展示、播放影像，而无法方便快捷的进行实时有效的人机交互、互动。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种交互式投影显示设备，至少包括：一投影透射屏，投影透射屏由基板和在基板表面设置的投影膜组合而成；一触控装置，触控装置设置在投影透射屏上，用于检测投影透射屏表面的触控信号；一控制模块，控制模块电连接于触控模块，以及一投影装置，投影装置电连接于控制模块，并用于投射第一目标图像至投影透射屏表面。

作为优选的实施方式，投影膜为在基板单侧面涂覆透射投影漆而成。

作为优选的实施方式，透射投影漆由1～10重量百分比的二氧化硅纳米粒子、1～10重量百分比的二氧化锡或二氧化钛等纳米粒子、30～60重量百分比的水性聚合物乳液、1～2重量百分比的消泡剂、及助剂组成。

作为优选的实施方式，水性聚合物乳液包括水性聚氨酯乳液、水性聚丙烯酸酯乳液、eva乳液。

作为优选的实施方式，投影膜为在基板上涂覆透射投影涂料而成，透射投影涂料包括二氧化硅微粒子、粘结剂、均染剂、消泡剂。

作为优选的实施方式，基板为平面形状、弧形形状或半圆形形状的玻璃基板，在基板单侧面涂覆透射投影漆，具体包括：对玻璃基板进行预处理；在玻璃基板单侧面喷涂或辊涂投影透射漆；在常温常压下干燥成型。

作为优选的实施方式，触控装置选自红外触控装置、雷达触控装置或触控膜。

作为优选的实施方式，控制模块包括：信号接收单元，用于接收触控装置发送的触控信号；信号处理单元，用于对触控信号进行处理转换，得到转换信号；信号发送单元，用于发送转换信号至投影装置，以供投影装置根据转换信号投射第二目标图像至投影透射屏来显示；其中第二目标图像为整合触控信号和第一目标图像之后得到的互动图像。

作为优选的实施方式，投影膜涂覆在基板一侧表面，投影装置位于涂覆投影膜的基板的同一侧表面，触控装置设置在投影透射屏相反的另一侧表面。

本实用新型还公开了一种交互式投影显示系统，包括如上所述的交互式投影显示设备和智能云端，智能云端连接于投影装置，智能云端用于：获取第一目标图像，并发送第一目标图像至投影装置。

作为优选的实施方式，智能云端还连接于控制模块，智能云端用于：接收控制模块处理触控信号得到的转换信号，并根据转换信号对第一目标图像进行处理后得到第二目标图像；发送第二目标图像至投影装置，以供投影装置投射第二目标图像至投影透射屏来显示；其中，第二目标图像为整合触控信号和第一目标图像之后得到的互动图像。

综上所述，本实用新型实施例所公开的交互式投影显示设备和系统，在基板表面设置投影膜以构成投影透射屏，又在投影透射屏上装设触控装置，触控装置电连接于控制模块以对触控信号进行处理，控制模块又连接于投影装置，从而可将触控装置检测到的触控信号整合至投影装置将要投射的目标图像上，达到人机互动的效果。本实用新型实施例的交互式投影显示设备可利用连锁商超、机场、写字楼等多种户外大型橱窗直接构成智能化的交互显示界面，成本低且智能化程度高，可应用于智慧城市构建等广泛的应用场景，具有很大的实用价值。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

下面将结合附图介绍本实用新型。

图1为本实用新型第一实施例中公开的一种互动式投影显示设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中公开的控制模块的连接关系示意图；

图3为本实用新型第三实施例中公开的一种互动式投影显示系统的整体结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施例

如图1所示，本实用新型第一实施例公开了一种交互式投影显示设备100，至少包括：

一投影透射屏10，投影透射屏由基板11和在基板表面设置的投影膜12组合而成；

一触控装置20，触控装置20设置在投影透射屏10上，用于检测投影透射屏10表面的触控信号；

一控制模块30，控制模块30电连接于触控模块20；以及

一投影装置40，投影装置40电连接于控制模块30，并用于投射第一目标图像至投影透射屏10表面。

本实用新型第一实施例所公开的交互式投影显示设备，其投影透射屏是在基板上设置投影膜来构成，在投影透射屏上装设能检测触控信号的触控装置，该触控装置电连接于控制模块以对触控信号进行处理，控制模块又连接于投影装置，从而可将触控装置检测到的触控信号整合至投影装置将要投射的目标图像上，达到人机互动的效果。

可选地，本实用新型第一实施例的基板11包括透明基板、不透明基板、现有建筑物的透明玻璃窗或展示板等。优选可选用连锁企业如连锁超市、药店、化妆品店、办公大厦或沿街商铺的玻璃窗户，可利用上述玻璃窗户直接作为玻璃基板，以体现目标图片、影像等内容在广告户外、室内外装饰装修、展览展示中的应用。

进一步地，本实用新型第一实施例是在基板11单侧面直接涂覆透射投影漆来形成投影膜，该透射投影漆可采用环保型透射投影漆，适用于在透明基板上制备背、正背两用投影屏，可制备正投或背投单面投影屏，也适于制备双面投影屏，特别是适用于满足现有建筑物的透明玻璃窗或展示板改造成正、背投影屏的需求。本实用新型涉及的屏幕涂层透射投影漆具有抗光线能力强、施工简单、低成本和环保型特点。具体地，该透射投影漆由采用水性聚合物乳液组合物材料，由水性聚合物乳液、无机纳米颗粒和助剂组成。

其中，水性聚合物乳液包括水性聚氨酯乳液、水性聚丙烯酸酯乳液、eva乳液。

其中，无机纳米颗粒为选自纳米二氧化硅、纳米二氧化锡、纳米二氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锆中一种或两种以上混合物，这些纳米颗粒混合物在透射投影漆中的质量含量为1-15％。其含量影响不投影时屏幕的采光，但不影响其投影成像。纳米颗粒混合物的质量含量不宜高于水性聚合物乳液组合物的15％，尤其使用在利用连锁企业如连锁的超市、药店、化妆品店，办公大厦或沿街商铺的玻璃窗户作为玻璃基板时，即使不作为高清屏使用时也不会影响外观。

其中，助剂由消泡剂、分散剂和成膜剂组成，其在组合物中的质量含量为1-10％。

透射投影漆还可以包含调色纳米填料。优选地，所述调色纳填料为选自纳米二氧化铜、纳米三氧化二铁、纳米二氧化锰、纳米炭黑中一种或两种以上混合物，其在透射投影漆中的质量分数为0.01-2％。

作为优选实施方式，本实用新型第一实施例的投影透射漆可由1～10重量百分比的二氧化硅纳米粒子、1～10重量百分比的二氧化锡或二氧化钛等纳米粒子、30～60重量百分比的水性聚合物乳液、1～2重量百分比的消泡剂、及助剂组成。

本实用新型第一实施例的玻璃基板可以为平面形状、弧形形状或半圆形形状，可根据具体适用场景而定，不受本实施例所举实施方式为限。在基板11单侧面涂覆透射投影漆以形成投影膜12，具体包括以下步骤：首先对玻璃基板进行清洁预处理；其次在玻璃基板单侧面喷涂或辊涂投影透射漆；最后在常温常压下干燥成型。整个制备过程成本低、环保并且施工容易，采用常规的喷涂、辊涂等方式，可在常温常压下涂布并干燥，voc含量很低，对环境无污染，在常温常压下干燥速度快，施工容易，因此可现场制作，进一步降低了投影屏幕的成本，特点是透射投影漆的涂布无需专业人员的专业培训，在常温常压下利用简单的喷涂或辊涂方法直接涂布在所需的清洁基板上，自然干燥成膜。

本实用新型第一实施例采用的水性聚合物乳液组合物可以在玻璃等透明基板上形成投影膜，用于背投成像，可视角达170度、抗环境光能力强，相比于现有技术，施工容易、投影屏幕的尺寸不受其他因素影响，只根据透明基板的大小来定，形成的环保型投影屏幕受环境光线影响很小，即使在明亮的光线下，也可以形成色彩艳丽、形象逼真的画面，并且在屏幕的两侧均可以观看到清晰的图像。由于是背投成像，可以完全隐藏投影机，演示者没有阴影，投影机光线不会产生眩光影响，在不使用的状态下，仍然是基板原来的状态，因此不影响基板原有的功能。

作为优选的实施方式，本实用新型第一实施例的触控装置20选自红外触控装置、雷达触控装置或触控膜。红外触控装置是应用红外技术形成触控屏，由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外线式触控屏的实现原理与表面声波式触控相似，它使用的是红外线发射与接收感测元件。这些元件在屏幕表面形成红外线探测网，触控操作的物体(比如手指)可以改变触点的红外线，进而被转化成触控的坐标位置而实现操作的响应。在红外线式触控屏上，屏幕的四边排布的电路板装置有红外发射管和红外接收管，对应形成横竖交叉的红外线矩阵。

雷达触控装置为利用雷达设备对参与者的动作进行捕捉，然后将捕捉到的动作上传到相位系统分析，分析得到的数据再结合互动系统，最终产生互动效果，使得参与者与墙面图像进行互动。本实用新型第一实施例在投影透射屏上装设雷达设备来作为触控装置，由雷达设备来检测捕捉操作者的动作得到触控信号。装设简单便捷，互动效果好。

另外，还可以直接在投影透射屏10的表面应用触控膜来检测触控信号。触控膜是一种透明的薄膜、能够隔着基板精确感知人手的触控，是触控屏等精确定位装置的核心部件，主要解决精确触控定位问题。由pet薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯、一种抗高温、抗腐蚀的透明柔性塑料)、纳米导线(指由金属纳米粒子烧结制备的超细导线)、控制电路板和驱动软件这4个主要部分组成。

以上所述的可作为触控装置的红外触控装置、雷达触控装置或触控膜均为现有技术，其原理和装配方法在此不做赘述，本实用新型第一实施例也不仅限于上述所列举的触控膜实施方式，能起到相同作用的触控装置均在本实用新型实施例的保护范围之内。作为优选的实施方式，一般在基板的一侧表面涂覆水性聚合物乳液组合物材料形成投影膜，在基板的与投影膜相反的另一侧表面装设触控装置。透射图像或影像时，将投影装置放置于涂覆投影膜的基板的同一侧(投影透射屏的背面)，以形成清晰、逼真的投影图像，而操作者可以在装设触控装置的一侧(投影透射屏的正面)发出各种交互指令动作，触控装置检测这些交互指令动作形成触控信号，从而可以根据触控信号进行人际互动。

具体地，如图2所示，控制模块30具有以下组成单元：信号接收单元31，用于接收触控装置发送的触控信号；信号处理单元32，用于对触控信号进行处理转换，得到转换信号；信号发送单元33，用于发送转换信号至投影装置，以供投影装置根据转换信号投射第二目标图像至投影透射屏来显示；其中第二目标图像为整合触控信号和第一目标图像之后得到的互动图像。

控制模块30的信号接收单元31首先接收触控装置20所发送的触控信号s1，触控信号s1由触控装置20检测或捕捉操作者的交互指令动作所形成，例如操作者触摸或点击了投影透射屏10上所显示的第一目标图像的特定位置d，触控装置20检测到此触摸或点击动作，形成触控信号s1并发送至控制模块30的信号接收单元31；信号接收单元31将触控信号s1传递至信号处理单元32，由信号处理单元32对触控信号s1进行提取、变换、分析、综合等各种处理后得到转换信号s2，并将转换信号s2传递至信号发送单元33；信号发送单元33将转换信号s2发送至投影装置40，投影装置40即根据所接收到的转换信号s2来投射第二目标图像，这里的第二目标图像是将操作者的互动指令动作整合第一目标图像之后所得到的互动图像。第二目标图像可以是投影装置40从外部通过有线或无线方式接收到的，也可以是投影装置40内部预存或内部处理后所得到的。

综上，本实用新型第一实施例所公开的交互式投影显示设备，在基板表面涂覆透射投影漆来形成投影膜，该透射投影漆采用水性聚合物乳液组合物材料，基板和投影膜组合构成投影透射屏，在所述投影透射屏上装设触控装置以形成触控投影屏，触控装置电连接于控制模块以对触控信号进行处理，控制模块又连接于投影装置，从而可将触控装置检测到的触控信号整合至投影装置将要投射的目标图像上，达到良好的人机互动的效果。

第二实施例

本实用新型第一实施例公开了一种交互式投影显示设备100，至少包括：

一投影透射屏10，投影透射屏由基板11和在基板表面设置的投影膜12组合而成；

一触控装置20，触控装置20设置在投影透射屏10上，用于检测投影透射屏10表面的触控信号；

一控制模块30，控制模块30电连接于触控模块20；以及

一投影装置40，投影装置40电连接于控制模块30，并用于投射第一目标图像至投影透射屏10表面。

本实用新型第二实施例和第一实施例的不同之处在于，投影透射屏是由在基板上涂覆含有粘结剂的透射投影涂料来形成投影膜，即本实施例的透射投影涂料为包含二氧化硅和粘结剂的组合物。作为这种粘结剂的例子，包含丙烯酸乳液、乙酸乙烯酯乳液、聚乙烯醇缩丁醛、乙酸乙烯酯、聚氨酯、有机无机混合粘结剂中的一种，或者有它们的一种或多种混合物构成。

作为本实用新型第二实施例所涂覆的透射投影涂料除了包含二氧化硅微粒子、粘结剂之外，还可包含用于涂装面的均匀化的均染剂及用于抑制涂装过程中的气泡形成的消泡剂。

当包含均染剂及消泡剂时的涂料的总组成可包含1～10重量百分比的二氧化硅微粒子、1～10重量百分比的二氧化锡微粒子、30～60重量百分比的粘结剂、1～2重量百分比的均染剂、1～2重量百分比的消泡剂及剩余溶剂。在本实施例中，半透明涂料的溶剂可以由水或酒精组成。

并且，在前述的构成中，作为透射投影涂料的原料还可添加金属微粒子。金属微粒子降低紫外线或红外线的透射量，不仅保护位于室内的人们免受紫外线，而且通过金属特有的反射性能来提供更优的影像画质。

并且，由于金属微粒子具有隔热效果，在建筑物和外部边界的玻璃等涂敷添加有金属微粒子的上述涂料的情况下，可进一步提高能量效率。作为金属微粒子的一例，可通过混合一种以上大小为10～500nm的氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化锡，锑锡氧化物及铟锡氧化物等和大小约为10～500nm的氧化钼(moo3)、氧化钽(ta2o5)、氧化钨(wo3)、五氧化二钒(v2o5)及氧化铌(nb2o5)等来使用。

优选地，相对于100重量份的二氧化硅微粒子，添加50～150重量份的这些金属微粒子。如果在大于上述使用量的情况下，眩光变得严重，相反，在使用量小的情况下，无法充分得到紫外线保护效果。

作为优选的实施方式，本实用新型第二实施例的触控装置20选自红外触控装置、雷达触控装置或触控膜。可作为触控装置的红外触控装置、雷达触控装置或触控膜均为现有技术，其原理和装配方法在此不做赘述。作为优选的实施方式，一般在基板的一侧表面涂覆水性聚合物乳液组合物材料形成投影膜，在基板的与投影膜相反的另一侧表面装设触控装置。透射图像或影像时，将投影装置放置于涂覆投影膜的基板的同一侧(投影透射屏的背面)，以形成清晰、逼真的投影图像，而操作者可以在装设触控装置的一侧(投影透射屏的正面)发出各种交互指令动作，触控装置检测这些交互指令动作形成触控信号，从而可以根据触控信号进行人际互动。

具体地，如图2所示，控制模块30具有以下组成单元：信号接收单元31，用于接收触控装置发送的触控信号；信号处理单元32，用于对触控信号进行处理转换，得到转换信号；信号发送单元33，用于发送转换信号至投影装置，以供投影装置根据转换信号投射第二目标图像至投影透射屏来显示；其中第二目标图像为整合触控信号和第一目标图像之后得到的互动图像。

因此，本实用新型第二实施例所公开的交互式投影显示设备，在基板表面涂覆透射投影漆来形成投影膜，该透射投影漆采用包含二氧化硅和粘结剂的组合物材料，基板和投影膜组合构成投影透射屏，在所述投影透射屏上装设触控装置以形成触控投影屏，触控装置电连接于控制模块以对触控信号进行处理，控制模块又连接于投影装置，从而可将触控装置检测到的触控信号整合至投影装置将要投射的目标图像上，达到良好的人机互动的效果。

第三实施例

如图3所示，本实用新型第三实施例公开了一种交互式投影显示系统，包括交互式投影显示设备和智能云端，交互式投影显示设备至少包括一投影透射屏10，投影透射屏由基板11和在基板表面设置的投影膜12组合而成；一触控装置20，触控装置20设置在投影透射屏10上，用于检测投影透射屏10表面的触控信号；一控制模块30，控制模块30电连接于触控模块20；以及一投影装置40，投影装置40电连接于控制模块30，并用于投射第一目标图像至投影透射屏10表面；智能云端50连接于投影装置40，智能云端50用于获取第一目标图像，并发送第一目标图像至投影装置。

具体地，本实施例的交互式投影显示设备可应用第一实施例或第二实施例所例举的实施方式，不同点在于，本实施例的交互式投影显示系统还连接了智能云端50，投影装置40可以自智能云端获取待投影的图像、影像等而降低了对自身存储空间的要求。投影装置40可通过有线或无线方式连接至智能云端50。

进一步地，智能云端50还连接于控制模块30，智能云端50用于：接收控制模块30处理触控信号s1得到的转换信号s2，并根据转换信号s2对第一目标图像进行处理后得到第二目标图像；发送第二目标图像至投影装置40，以供投影装置40投射第二目标图像至投影透射屏10来显示；其中，第二目标图像为整合触控信号和第一目标图像之后得到的互动图像。

由此可见，本实施例的交互式投影显示系统具备的智能云端50可提供无限的投影资源，还可以根据触控信号分析、整合投影资源来得到互动图像，另外可以通过大数据采集、分析技术来推送合适的、精准的图像资源和操作者实时有效进行互动。非常适用于智慧城市等智能化建设的场景，具有很好的实用价值。

综上所述，本实用新型实施例所公开的交互式投影显示设备和系统，在基板表面设置投影膜以构成投影透射屏，又在投影透射屏上装设触控装置，触控装置电连接于控制模块以对触控信号进行处理，控制模块又连接于投影装置，从而可将触控装置检测到的触控信号整合至投影装置将要投射的目标图像上，达到人机互动的效果。本实用新型实施例的交互式投影显示设备可利用连锁商超、机场、写字楼等多种户外大型橱窗直接构成智能化的交互显示界面，成本低且智能化程度高，可应用于智慧城市构建等广泛的应用场景，具有很大的实用价值。

另外，本实用新型上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，本领域技术人员在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。