本发明实施例涉及投影交互技术领域，特别是涉及一种互动投影仪及互动投影方法。
背景技术：
随着半导体技术的发展，便携式电子产品日趋多样化，功能也越加丰富，使得用户对大屏幕投影的需求越来越强烈，进而带动投影装置的发展。
互动投影技术是当今的热门研究项目。互动投影技术的原理是：通过捕捉设备对用户的动作进行捕捉拍摄，然后进行分析，以产生用户的动作数据，将动作数据与实时影像互动系统结合，使用户和屏幕之间产生互动效果。
发明人在实现本发明实施例的过程中发现，现有的互动投影系统通常朝一个方向投影至一个平面，用户只能从该平面观看投影内容，如果要实现双向投影，则要在不同角度安装两台投影机。
技术实现要素：
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种互动投影仪及互动投影方法，使得该互动投影仪及互动投影方法能够实现双向投影。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种互动投影仪，包括：投影模组，用于投射包含第一子光束和第二子光束的投影光束；第一光学元件，设于所述投影模组的正前方，用于改变所述投影光束的投影方向，以使所述第一子光束沿第一方向出射，所述第二子光束沿第二方向出射，其中，所述第一子光束经过所述第一光学元件出射形成第一投影图像，所述第二子光束经过所述第一光学元件出射形成第二投影图像，所述第一投影图像和所述第二投影图像分离；滤光镜，设于所述投影模组和所述第一光学元件之间，用于透射所述投影光束；红外光源，设于所述投影模组远离所述第一光学元件的一侧，用于出射红外光束；第二光学元件，设于所述红外光源的出射端，用于反射所述红外光束,所述红外光束入射至所述第一投影图像所在的第一平面，所述红外光束在所述第一平面被反射，所述第一光学元件还用于接收并反射在所述第一平面处所反射的红光光束，所述滤光镜还用于反射所述第一光学元件反射的红外光束；红外摄像模组，设于所述滤光镜的反射面的一侧，用于接收所述滤光镜反射的红外光束。
可选地，所述投影仪还包括壳体，所述第一光学元件设于所述壳体的一侧，所述第二光学元件设于所述壳体的另一侧，所述红外摄像模组、所述滤光镜、所述投影模组、所述红外光源收容于所述壳体。
可选地，所述壳体设有透明区域，所述透明区域设于所述壳体靠近所述第一光学元件的一端，所述第一平面处所反射的红外光束从所述透明区域穿过并且入射至所述第一光学元件。
可选地，所述第一光学元件包括第一子光学元件和第二子光学元件；所述第一子光学元件设有第一透射面、第一反射面和第一折射面，所述第一透射面设于所述第一光学元件的底面，所述第一反射面设于所述第一光学元件的顶面，所述第一折射面设于所述第一光学元件的底面；所述第一子光束从所述第一透射面透射进入，入射至所述第一反射面，所述第一反射面将所述第一子光束反射至所述第一折射面，所述第一折射面折射所述第一子光束，使所述第一子光束从所述第一方向出射，以形成所述第一投影图像；所述第二子光学元件设有第二透射面、第二反射面、第三反射面和第二折射面，所述第二透射面设于所述第二光学元件的底面，所述第二反射面设于所述第二光学元件的顶面，所述第三反射面设于所述第二光学元件的底面，所述第二折射面设于所述第二光学元件的侧面；所述第二子光束从所述第二透射面进入，入射至所述第二反射面，所述第二反射面将所述第二子光束反射至所述第三反射面，所述第三反射面将所述第二子光束反射至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述第二子光束，使所述第二子光束从所述第二方向出射，以形成所述第二投影图像。
可选地，所述第一光学元件包括第一子光学元件和第二子光学元件；
所述第一子光学元件设有第一透射面、第一反射面和第一折射面，所述第一透射面设于所述第一光学元件的底面，所述第一反射面设于所述第一光学元件的顶面，所述第一折射面设于所述第一光学元件的底面；
所述第一子光束从所述第一透射面透射进入，入射至所述第一反射面，所述第一反射面将所述第一子光束反射至所述第一折射面，所述第一折射面折射所述第一子光束，使所述第一子光束从所述第一方向出射，以形成所述第一投影图像；
所述第二子光学元件设有第二透射面、第二反射面和第二折射面，所述第二透射面设于所述第一光学元件的底面，所述第二反射面设于所述第一光学元件的顶面，所述第二折射面设于所述第一光学元件的侧面；
所述第二子光束从所述第二透射面透射进入，入射至所述第二反射面，所述第二反射面将所述第二子光束反射至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述第二子光束，使所述第二子光束从所述第二方向出射，以形成所述第二投影图像。
可选地，所述第一光学元件还设有过渡面，所述过渡面用于连接所述反射面和所述折射面。
可选地，所述第二光学元件设有反射斜面，所述反射斜面用于将所述红外光源出射的所述红外光束反射至所述环形投影面所在的区域。
可选地，所述第一光学元件、所述滤光镜、所述第二光学元件的中心在同一直线上，且所述直线与所述投影光束平行或者重合。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种互动投影方法，应用于上述的互动投影仪，包括：接收开启指令，根据所述开启指令，控制所述互动投影仪投影第一投影图像和第二投影图像，并控制所述互动投影仪向所述第一投影图像投射红外光束；获取所述互动投影仪的红外摄像模组所采集到所述第一投影图像所在区域的红外图像；根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置；根据所述交互动作位置，调整所述第一投影图像，得到交互投影图像。
可选地，所述根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置，包括：识别所述用户的交互信息；在所述第一投影图像建立坐标系，获取所述交互信息在所述坐标系中的坐标位置；将所述坐标位置记为所述交互动作位置。
可选地，在所述接收开启指令之前，所述方法还包括：获取环境信息；根据所述环境信息，获取投影内容；所述控制所述互动投影仪显示第一投影图像和第二投影图像，包括：控制所述互动投影仪根据所述投影内容显示第一投影图像和第二投影图像。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的又一个技术方案是：提供一种互动投影装置，应用于上述的互动投影仪，包括：双向投影模块，用于接收开启指令，根据所述开启指令，控制所述互动投影仪投影第一投影图像和第二投影图像，并控制所述互动投影仪向所述第一投影图像投射红外光束；第一获取模块，用于获取所述互动投影仪的红外摄像模组所采集到所述第一投影图像所在区域的红外图像；第二获取模块，用于根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置；交互投影模块，用于根据所述交互动作位置，调整所述第一投影图像，得到交互投影图像。
可选地，所述第二获取模块包括：识别交互信息单元，用于识别所述用户的交互信息；获取坐标单元，用于在所述第一投影图像建立坐标系，获取所述交互信息在所述坐标系中的坐标位置；交互动作位置获取单元，用于将所述坐标位置记为所述交互动作位置。
可选地，在接收开启指令之前，该装置还包括：环境获取模块，用于获取环境信息；投影内容获取模块，用于根据所述环境信息，获取投影内容；环形投影模块还包括：控制所述互动投影仪根据所述投影内容显示第一投影图像和第二投影图像。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种终端，所述终端包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行以上所述的互动投影方法。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种互动投影仪及互动投影方法，通过第一光学元件改变投影光束的投影方向，使第一子光束沿第一方向出射，第二子光束沿第二方向出射，形成分离的第一投影图像和第二投影图像，再通过第二光学元件反射红外光源出射的红外光束，红外光束经过第一投影图像所在的第一平面的反射进入第一光学元件，第一光学元件、滤光镜将红外光束反射至红外摄像模组，从而实现红外交互投影，无需设置多个投影装置或者红外模组，使得该互动投影仪能够实现双向投影。
附图说明
一个或多个实施通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种互动投影仪的结构示意图；
图2是图1中的互动投影仪的成像示意图；
图3是图1中的第一光学元件的结构示意图；
图4是图1中的第一光学元件的结构示意图；
图5是图1中的第一光学元件的结构示意图；
图6是图1中的第一光学元件的另一实施例的结构示意图；
图7是图1中的第二光学元件的结构示意图；
图8是图1中的互动投影仪的功能模块示意图；
图9是本发明实施例提供的一种互动投影方法的流程示意图；
图10是本发明实施例提供的采集红外图像的示意图；
图11是本发明实施例提供的一种互动投影仪的应用场景的示意图；
图12是本发明另一实施例提供的一种互动投影方法的流程示意图；
图13是本发明实施例提供的一种互动投影装置的结构示意图；
图14是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例中的互动投影仪，能够使投影光束双向出射以实现双向投影，还能够接收投影区域内的红外光信息，以实现互动投影，从而实现投影仪功能的多样性。
本发明实施例中的互动投影方法，能够应用于本实施例中的互动投影仪，以实现在投影区域的互动投影，从而实现投影仪功能的多样性。
本发明实施例中的互动投影装置，可以作为一个软件或者硬件功能单元，独立设置在上述互动投影仪中，也可以作为整合在处理器中的其中一个功能模块，执行本申请实施例的互动投影方法。
具体地，下面将通过实施例对互动投影仪和互动投影方法进行阐述。
实施例一
请参阅图1，是本发明实施例提供的一种互动投影仪的结构示意图。如图1所示，互动投影仪100包括投影模组10、第一光学元件20、滤光镜30、红外光源40、第二光学元件50和红外摄像模组60。
请一并参阅图2，投影模组10用于投射包含第一子光束和第二子光束的投影光束；第一光学元件20设于投影模组10的正前方，第一光学元件20用于改变投影光束的投影方向，以使第一子光束沿第一方向出射，第二子光束沿第二方向出射，其中，第一子光束经过第一光学元件出射形成第一投影图像A，第二子光束经过第一光学元件出射形成第二投影图像B，第一投影图像A和第二投影图像B分离；滤光镜30设于投影模组10和第一光学元件20之间，用于透射投影光束；红外光源40设于投影模组10远离第一光学元件20的一侧，用于出射红外光束；第二光学元件50设于红外光源40的出射端，用于反射红外光源40出射的红外光束，该红外光束入射至第一投影图像A所在的第一平面S1,该红外光束在第一平面S1被反射；第一光学元件20还用于接收并反射在第一平面S1处所反射的红光光束；滤光镜30还用于反射第一光学元件20反射的红外光束；红外摄像模组60设于滤光镜30的反射面的一侧，用于接收滤光镜30反射的红外光束。
在本实施例中，投影模组10投射的投影光束，穿过滤光镜30入射到第一光学元件20，第一光学元件20将该投影光束的传播方向改变，以使第一子光束沿第一方向出射，第二子光束沿第二方向出射，分别互相分离的形成第一投影图像A和第二投影图像B；同时，红外光源40出射红外光束，该红外光束经过第二光学元件50、第一投影图像A所在的第一平面S1、第一光学元件20、滤光镜30的反射，进入到红外摄像模组60，以接收第一平面S1处的红外互动信息，从而实现互动投影。
具体地，投影模组10可以为数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影模组、液晶附硅(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影模组或者液晶(Liquid Crystal Display，LCD)投影模组。投影模组10用于投射投影光束。当投影模组10向光学元件20投射投影光束，投影光束分成第一子光束和第二子光束两部分，第一子光束经过第一光学元件20沿第一方向出射，并形成第一投影区域A，第二子光束经过第一光学元件20沿第二方向出射，并形成第二投影区域B。优选地，在本实施例中，如图2所示，第一投影区域A所在的第一平面S1与第二投影区域B所在的第二平面S2正交。例如，水平地面放置一张桌子，互动投影仪100使得第一投影区域A落入桌面上，第二投影区域B落入墙面上，从而可供两个方向的用户能够看到投影内容，且第一投影区域A可以直接显示在坐在桌子旁边的用户的面前，例如平板显示的效果。
值得说明的是，第一投影区域A所在的第一平面S1是指与出射的第一子光束的中心光轴垂直的平面；第二投影区域B所在的第二平面S2是指与第二子光束的中心光轴垂直的平面。当第一投影区域A落入第一平面S1时，第一投影区域A的投影内容反映实形，当第二投影区域B落入第二平面S2时，第二投影区域B的投影内容反映实形。
可以理解的是，在一些其他实施例中，互动投影仪100还可以包括汇聚透镜(未标示)，汇聚透镜设于投影模组10和第一光学元件20之间，汇聚透镜的中心光轴与投影装置10的中心光轴重合。汇聚透镜用于使投影光束汇聚后入射至第一光学元件20。
请一并参阅图3至图6，第一光学元件20大致为圆柱体形状，是由透明材料制得的实心光学元件，其中，透明材料可以为塑料或玻璃。第一光学元件20设于投影模组10出射投影光束的正前方，并且第一光学元件20的中心光轴L1与投影模组10的中心光轴平行或重合，使得投影模组10出射的投影光束进入第一光学元件20。优选地，在本实施例中，第一光学元件20的中心光轴L1与投影模组10的中心光轴重合，则第一子光束和第二子光束为均等的两部分，分别入射到第一光学元件20。其中，第一子光学元件21和第二子光学元件22的水平中心连线与投影模组10的影像光束的长边平行。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一光学元件20的中心光轴L1与投影模组10的中心光轴还可以平行，则第一子光束和第二子光束为不均等的两部分，分别入射到第一光学元件20。例如，第一子光束占投影光束的三分之一，第二子光束占投影光束的三分之二。
具体地，第一光学元件20包括第一子光学元件21和第二子光学元件22。第一子光学元件21和第二子光学元件22连接，第一光学元件20的中心光轴L1设于第一子光学元件21和第二子光学元件22之间。在本实施例中，第一子光束入射至第一子光学元件21，并且由第一子光学元件21改变第一子光束的传播方向以使第一子光束沿第一方向出射；第二子光束入射至第二子光学元件22，并且由第二子光学元件22改变第二子光束的传播方向以使第二子光束沿第二方向出射。
其中，在本实施例中，第一子光学元件21和第二子光学元件22为一体成型，当然，在其他实施例中，第一子光学元件21和第二子光学元件22还可以通过无缝粘合进行连接，则第一光学元件20的中心光轴位于第一子光学元件21和第二子光学元件22的连接面。其中，当投影模组10向第一光学元件20投射投影光束，投影光束落到第一子光学元件21的部分光束为第一子光束，投影光束落到第二子光学元件22的部分为第二子光束。
具体地，第一子光学元件21设有第一透射面211、第一反射面212和第一折射面213。
其中，第一透射面211为半圆形平面，第一透射面211设于第一子光学元件21的底面，第一透射面211的中心光轴与第一光学元件20的中心光轴L1重合。第一透射面211用于使第一子光束透射进入，以入射至第一反射面212。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一透射面211可以为曲面。当第一透射面211为曲面时，第一透射面211向第一光学元件20的内部凹陷，凹点位于第一光学元件20的中心光轴L1上，能够将投影光束发散式地透射至第一反射面212，增大入射角度。
其中，第一反射面212为半圆环形曲面，第一反射面212设于第一子光学元件21的顶面，第一反射面212的中心光轴与第一光学元件20的中心光轴L1重合。第一反射面212用于反射第一子光束，以改变第一子光束的投影方向。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一反射面212可以为锥面或者平面。当第一反射面212为锥面时，第一反射面212向第一光学元件20内部凹陷，锥点位于第一光学元件20的中心光轴L1上，且该锥面形成的锥角大于45°且小于150°，保证第一反射面212反射的投影光束能够全部从第一折射面213出射，而不会与从第一折射面213入射的第一子光束重叠；当第一反射面212为平面时，第一反射面212倾斜，并且第一反射面212的最低点与第一光学元件20的中心光轴L1相交。
其中，第一折射面213为半圆环形平面，第一折射面213设于第一子光学元件21的底面，并且第一折射面213环绕第一透射面211，与第一透射面211直接相连。第一透射面213的中心光轴与第一光学元件20的中心光轴L1重合。第一折射面213用于使经过第一反射面211反射的第一子光束折射，并使第一子光束沿第一方向出射。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一折射面213还可以为环形曲面。当第一折射面213为环形曲面时，第一折射面213向第一光学元件20外部凸出，能够增大投影光束的发散角度，使得投影光束呈环形出射，且能够提高光照均匀度。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一反射面212靠近第一光学元件20的面上镀有增反射膜，第一透射面211和/或第一折射面213镀有增透膜或者抗反射涂料。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一子光学元件21还包括第一过渡面(未标示)，第一过渡面可以为平面或曲面，可以有一个面或多个面组成。第一过渡面用于连接第一反射面212和第一透射面213。
值得说明的是，在本实施例中，第一子光学元件21的顶面与第一光学元件21的底面相对设置。
在本实施例中，请再参阅图3，当投影模组10投射投影光束后，投影光束的第一子光束从第一透射面211进入，传输至第一反射面212，第一反射面212反射第一子光束，并使其进入第一折射面213，第一折射面折射第一子光束，使第一子光束从第一方向出射，从而形成第一投影区域A。其中，改变第一反射面212的曲率能够改变第一子光束出射的第一方向。
具体地，第二光学元件22设有第二透射面221、第二反射面222、第三反射面223和第二折射面224。
其中，第二透射面221为半圆形平面，第二透射面212设于第二子光学元件22的底面，第二透射面221的中心光轴与第一光学元件20的中心光轴L1重合。第二透射面221用于使所述第二子光束透射进入，以入射至第二反射面。
值得说明的是，在本实施例中，第二透射面221与第一透射面211连接，并且第二透射面221与第一透射面211是同一个透射面的两部分。在一些其他实例中，第二透射面221与第一透射面211可以为两个直接连接的平面。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第二透射面221可以为曲面。当第二透射面221为曲面时，第二透射面221向第一光学元件20的内部凹陷，凹点位于第一光学元件20的中心光轴L1上，能够将投影光束发散式地透射至第二反射面222，增大入射角度。
其中，第二反射面222设于第二子光学元件22的顶面，与第一反射面221连接。第二反射面222的曲率第一反射面212的曲率相同，第一反射面212与第二反射面222形成一向第一光学元件20凹陷的球面反射面，凹点位于第一光学元件20的中心光轴L1上。第二反射面222用于反射第二子光束，以改变第二子光束的投影方向。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第一反射面212与第二反射面222可以为两个曲率相同球面反射面，第一反射面212的凹点位置与第二反射面222的凹点位置关于第一光学透镜20的中心光轴L1对称，并且第一反射面212的焦点和第二反射面222的焦点位于光学透镜20的中心光轴L1。第一反射面212与第二反射面222还可以为两个曲率不同的球面反射面，只要能使第二反射面222反射的第二子光束入射到第三反射面223即可。
其中，第三反射面223为半圆环形，第三反射面223设于第二子光学元件22的底面，并且第三反射面223环绕第二透射面221，与第二透射面221直接相连。第三反射面223的中心法线与第二反射面222的中心法线不平行。第三反射面223用于反射经过第二反射面222反射的第二子光束，以二次改变第二子光束的投影方向。
其中，第二折射面224设于第二子光学元件22的侧面，其中，第二折射面224的中心法线与第二反射面222的中心法线的夹角范围为30°至120°。第二折射面224用于使经过第三反射面223反射的第二子光束折射，并使第二子光束沿第二方向出射。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第二反射面222、第三反射面223靠近第一光学元件20的面上镀有增反射膜，第二透射面221和/或第二折射面223镀有增透膜或者抗反射涂料。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第二子光学元件22还包括第二过渡面(未标示)，第二过渡面可以为平面或曲面，可以有一个面或多个面组成。第二过渡面用于连接第二反射面222和第二折射面224。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第二光学元件22还包括第三过渡面(未标示)，第三过渡面可以为平面或曲面，可以有一个面或多个面组成。第三过渡面用于连接第三反射面224和第二折射面224。
值得说明的是，在本实施例中，第二子光学元件22的顶面与第二光学元件22的底面相对设置，第二子光学元件22的侧面分别与第二子光学元件22的顶面与第二子光学元件22的底面连接。
在本实施例中，请再参阅图3，当投影模组10投射投影光束后，投影光束的第二子光束从第二透射面221进入，传输至第二反射面222，第二反射面222反射第二子光束，并使其进入第三反射面223，第三反射面223反射第二子光束，使其进入第二折射面224，第二折射面224折射第二子光束，使第二子光束从第二方向出射，从而形成第二投影区域B。其中，改变第二反射面222的曲率、第三反射面223的曲率能够改变第二子光束出射的第二方向。
可以理解的是，在一些其他实施例中，第三反射面223可以省略。请参阅图6，第二子光学元件22设有第二透射面221、第二反射面222和第二折射面224。其中，第二透射面221的形状结构与上述实施例相同。第二反射面222与第一反射面221呈一定角度连接。第二反射面222用于反射第二子光束，以改变第二子光束的投影方向，并使第二子光束的出射方向与第二子光束入射方向呈90°。第二折射面224设于第二光学元件22的侧面，第二折射面224与第二反射面222直接相连。第二反射面222的中心法线第二折射面224的中心法线的夹角范围为30°至120°。在本实施例中，当投影模组10投射投影光束后，投影光束的第二子光束从第二透射面221进入，传输至第二反射面222，第二反射面222反射第二子光束，并使其进入第二折射面224，第二折射面224折射第二子光束，使第二子光束从第二方向出射，从而形成第二投影区域B。
可以理解的是，在一些其他实施例中，如图2所示，第一子光束形成的第一投影区域A、第二子光束形成的第二投影区域B的形状可以相同也可以不同，取决于第一光学元件20各个面的形状。例如：第一投影区域A为半环形，第二投影区域B为长方形。
在本实施例中，通过投影模组10向第一光学元件20投射包含第一子光束和第二子光束的投影光束，第一光学元件20改变投影光束的投影方向，以使投影光束的第一子光束沿第一方向出射，投影光束的第二子光束沿第二方向出射，从而实现双向投影。只需要一个透镜和一个投影模组即可实现双向投影，成本低，并且使用灵活。
滤光镜30设于投影模组10和第一光学元件20之间，滤光镜30的中心与第一光学元件20的中心在同一直线上。滤光镜30可用于透射可见光束并反射红外光束。在本实施例中，滤光镜30用于透射投影光束并且反射红外光束。其中，滤光镜30可以通过在低通二向色镜镀膜、截止波长为780nm制备而成。滤光镜30的大小由环形投影面001的大小决定。
红外光源40设于投影模组10远离第一光学元件20的一侧，用于出射红外光束。其中，红外光源40可以为红外发光二极管、红外激光二极管等等，可以根据实际需求进行选择。红外光源40出射的红外光束与投影模组10的中心光轴平行或者重合。
请一并参阅图7，第二光学元件50设于红外光源40的出射端，第二光学元件50的中心与第一光学元件20的中心在同一直线上。第二光学元件50用于反射红外光源40出射的红外光束，并且该红外光束入射至第一投影图像A所在的第一平面S1。
进一步地，第二光学元件50为圆锥体形状，第二光学元件50设有反射斜面51，反射斜面51设于圆锥体的侧面，反射斜面51用于将红外光源40出射的红外光束反射至第一投影图像A所在的区域。其中，红外光束至少覆盖第一投影图像A。
进一步地，反射斜面51的反射角度可以通过改变反射斜面51的倾斜角度而改变，反射斜面51反射红外光束形成的面的面积大于等于第一平面S1的面积，即反射斜面51反射的红光光束将第一平面S1完全覆盖。
红外摄像模组60设于滤光镜30的反射面的一侧，用于接收滤光镜30反射的红外光束。在本实施例中，红外摄像模组60能够通过第一平面S1的反射、第一光学元件20的反射、滤光镜30的反射，从而接收在第一平面S1处的红外信息，从而实现互动投影。
值得说明的是，第一平面S1可以为幕布或桌面，入射到第一平面S1处的红外光束通过漫反射入射到第一光学元件20。漫反射能够将大部分的红外光束反射进入到第一光学元件20，从而实现红外互动投影。其中，红外光束入射到第一光学元件20后，可以经过折射面24折射，从而进入反射面23，然后再经反射面23反射到滤光镜30。
值得说明的是，在本实施例中，第一光学元件20、滤光镜30、第二光学元件50的中心在同一直线上，并且，该直线与投影光束平行或者重合。
请再参阅图1，互动投影仪100还包括壳体70。壳体70为中空圆柱体形状，第一光学元件20安装设于壳体70的一侧，第二光学元件50安装设于壳体70的另一侧，红外摄像模组60、滤光镜30、投影模组10、红外光源40收容于壳体70。
具体地，当壳体70竖直放置时，第一光学元件20安设于壳体70的上方，并与壳体70连接，例如：第一光学元件20的底面可直接与壳体70的上底面贴合，或者，第一光学元件20的底面与壳体70的上底面通过连接机械连接等；第二光学元件50设于壳体70的下方，并与壳体70连接，例如：第二光学元件50部分嵌入壳体70，或者，第二光学元件50的顶部与壳体70的下底面通过连接机械连接等；透光镜30、投影模组10、红外光源40从上到下依次收容于壳体70内，红外摄像模组60收容于于壳体70内，并设于透光镜30的反射面的一侧。
可选地，第一光学元件20和第二光学元件50与壳体70的连接均为可拆卸连接，例如可以为螺纹连接，也可以为卡持连接等等。用户可以根据应用场所的不同，在不需要实现环形投影时，可将第一光学元件20拆下，实现普通的单向投影，或者换上其他的光学元件，从而达到互动投影仪多种用法的好处，并节省成本。
进一步地，壳体70设有透明区域71，透明区域71可以为无色光学玻璃制备而成。透明区域71为中空圆柱形，位于壳体70靠近第一光学元件20的一端，第一光学元件20的折射面24折射出射的投影光束从透明区域71穿过，从而形成第一投影图像A；第一投影图像A所在的第一平面S1处所反射的红外光束从透明区域71穿过，从而入射到第一光学元件10。
进一步地，当第二光学元件50全部或者部分嵌入壳体70时，透明区域71还设于壳体70靠近第二光学元件50的一端，使得第二光学元件50反射的红外光束可穿过透明区域71。
请参阅图8，互动投影仪100还包括控制器80和驱动装置90。控制器80分别与投影模组10、红外摄像模组60和驱动装置90连接。
其中，驱动装置90可以为电机，驱动装置40与第一光学元件20连接，驱动装置40用于驱动第一光学元件20绕中心光轴L1转动，以改变第一投影区域A所在的第一平面S1和第二投影区域B所在的第二平面S2的位置。例如，当第二投影区域B斜对观众时，驱动装置40驱动光学元件20转动一定角度，使第二投影区域B正对观众，从而能够适应多种场合的应用。
其中，控制器80包括至少一个处理器801以及存储器802。处理器801为具有一定逻辑运算能力的处理器，例如单片机、微处理器或者CPU等，该处理器801还可以具有一个或者多个处理核心。处理器801分别与投影模组10、红外摄像模组60、驱动装置90和存储器802连接。其中，存储器802可以内置在处理器801中，也可以外置在处理器801外部，存储器802还可以是远程设置的存储器，通过网络连接处理器801(图8中以存储器802外置于处理器801为例说明)。处理器801和存储器802可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。其中，存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器801通过运行存储在存储器802的非易失性软件程序、指令以及模块，从而控制投影模组10、红外摄像模组60和驱动装置90。
其中，控制驱动装置90驱动第一光学元件20转动，具体实施方式可以为：接收控制指令，根据控制指令控制驱动装置90运动，从而带动第一光学元件20转动。例如，当第二投影区域B斜对观众时，用户发送控制指令到控制器50，控制器80接收控制指令后，根据控制指令控制驱动装置90运动，驱动装置90带动第一光学元件20转动一定角度，从而使第二投影区域B正对观众。又例如，在投放广告时，假设正北方向和正东方向的人流随时间变化而变化，清晨正北方向的人流比较多，而正东方向的人流较少；傍晚正北方向的人流较少，而正东方向的人流较多；则控制器80根据控制指令，在清晨使第二投影区域B朝向正北方向，在傍晚控制驱动装置90向正东方向转动90°，使第二投影区域B朝向正东方向，从而调整广告投放的位置，能够使广告投放获得更好的效果。
需要说明的是，对于本实施例中的互动投影仪100，其投影的内容可以为静态信息，也可以为动态旋转信息。其中，动态旋转信息能够使得各个方向的用户可以通过分时观看不同部分的内容了解完整的投影内容。
需要说明的是，本实施例中的互动投影仪100可应用于多种场所和规模，可以根据实际应用需要进行小型化或大型化设计，例如：在一些咖啡厅、酒吧、桌游室等休闲场所，将互动投影仪100摆放在桌面，投影图像分别投影在桌面上和墙上，从而展示一些互动小游戏；又或者，将互动投影仪100摆放在大型广场，实现双向广告投影，满足多角度观看。
本实施例中的互动投影仪100通过第一光学元件20改变投影光束的投影方向，使第一子光束沿第一方向出射，第二子光束沿第二方向出射，形成分离的第一投影图像和第二投影图像，再通过第二光学元件50反射红外光源40出射的红外光束，红外光束经过第一投影图像A所在的第一平面S1的反射进入第一光学元件20，第一光学元件20、滤光镜30将红外光束反射至红外摄像模组60，从而实现红外交互投影，无需设置多个投影装置或者红外模组，使得该互动投影仪100能够实现双向投影。
实施例二
请参阅图9，是本发明实施例提供的一种互动投影方法的流程示意图。该互动投影方法可应用于实施例一中的互动投影仪100。如图9所示，该方法包括：
210、接收开启指令，根据所述开启指令，控制所述互动投影仪投影第一投影图像和第二投影图像，并控制所述互动投影仪向所述第一投影图像投射红外光束。
上述“开启指令”为开始进行环形投影的指令，在接收到开启指令后，根据开启指令，控制互动投影仪100显示第一投影图像A和第二投影图像B。其中，第一投影图像A和第二投影图像B为互动投影仪100对接收到的投影内容进行投影而得到的，第一投影图像A所在的平面为第一平面S1,第二投影图像B所在的平面为第二平面S2。其中，互动投影仪100的控制器80控制投影模组10显示第一投影图像A和第二投影图像B。
220、获取所述互动投影仪的红外摄像模组所采集到所述环形投影图像所在区域的红外图像。
互动投影仪100的投影模组10设有红外线过滤膜，因此投影模组10投射的投影光束为可见光，从而显示第一投影图像A和第二投影图像B。当互动投影仪100的红外光源40通过第二光学元件20向第一投影图像A投射红外光束时，若有物体在第一投影图像A上，红外光束照射在物体上，通过漫反射进入第一光学元件10，并经过第一光学元件10、滤光镜30的反射，从而进入红外摄像模组60，被红外摄像模组60接收，形成上述的“红外图像”。例如：如图10所示，人将手放置在第一投影图像A所在的第一平面S1的某处，红外光束照射到人手，经过反射被红外摄像模组60接收，生成黑白的红外图像，并且，在红外图像中，第一投影图像A的部分为黑色，人手的部分为白色。
230、根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置。
上述“交互动作位置”为用户的交互信息在第一投影图像A中的位置，根据获取到的红外图像，分析用户在第一投影图像A中的进行交互的位置，从而获取交互动作位置。
其中，根据红外图像，获取用户在第一投影图像中的交互动作位置，包括：
231、识别所述用户的交互信息；
232、在所述第一投影图像建立坐标系，获取所述交互信息在所述坐标系中的坐标位置；
233、将所述坐标位置记为所述交互动作位置。
上述“用户的交互信息”为用户对第一投影图像A的动作，识别用户的交互信息具体可以为：通过图像差分技术，将获取的连续两帧的红外图像进行相减，得到运动的部分，通过光流法识别运动的方向，则识别用户的交互信息。获取交互信息后，以第一投影图像A的中心为原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面直角坐标系，将交互信息当作点，识别交互信息在坐标系的坐标位置，将该坐标位置记为交互动作位置。例如，假设第一投影图像A中有一滑块，用户用手对第一投影图像A中的滑块进行拖动，则将用户的手当作点，识别用户的手在坐标系中的坐标位置，并将该坐标位置记为交互动作位置。
240、根据所述交互动作位置，调整所述第一投影图像，得到交互投影图像。
上述“交互投影图像”为互动投影仪100根据交互动作位置对第一投影图像A调整之后得到的图像。其中，调整可以为对第一投影图像A的位置、大小、颜色等进行调整，调整可以为动态调整。调整完成后，得到交互投影图像。例如，对第一投影图像A中的滑块进行向右拖动，对滑块进行做出向右移动的调整，生成交互投影图像。
在本实施例中，根据交互动作位置，调整第一投影图像，得到交互投影图像，具体实施方式可以为：获取到交互动作位置后，识别交互动作位置中包含的操作，对第一投影图像A进行相应调整，生成交互投影图像。例如：用户对第一投影图像A中的M点的滑块拖动到N点，互动投影仪100获取到用户的交互动作位置，识别交互动作位置中包含的操作为移动，则对第一投影图像A中的M点的滑块做出向N点拖动的调整，生成交互投影图像。
250、显示所述交互投影图像。
互动投影仪100对得到的交互投影图像进行显示。其中，互动投影仪100的控制器80控制投影模组10显示交互投影图像。
请参阅图11，是本发明实施例提供的一种互动投影仪的应用场景的示意图。用户1、用户2、用户3和用户4围绕互动投影仪100而坐，正在进行互动游戏。互动投影仪100放置在桌面上，接收开启指令后，投射出位于桌面的第一投影图像A和位于墙面的第二投影图像B，并向第一投影图像A投射红外光束。用户1的手放置在第一投影图像A上，红外光束照射到人手，经过反射被红外摄像模组60接收，生成红外图像，互动投影仪100对红外图像进行识别分析，获取用户1的手在第一投影图像A中的交互动作位置，然后根据交互动作位置，对第一投影图像A进行调整，同时，第二投影图像B的内容也可以相应调整改变。其中，第一投影图像A和第二投影图像B可以显示相同的内容，也可以显示不同的内容。例如，在第一投影图像A显示游戏画面，在第二投影图像B显示游戏规则。
本实施例中的互动投影方法，通过显示第一投影图像A和第二投影图像B，并获取第一投影图像A所在的第一平面S1的红外图像，根据红外图像获取用户的交互动作位置，对第一投影图像A进行调整，生成交互投影图像，从而实现红外交互投影，无需在不同角度设置多个投影装置或者红外模组来实现，降低成本、使用灵活，从而实现投影仪功能的多样性。
实施例三
请参阅图12，是本发明另一实施例提供的一种互动投影方法的流程示意图。该互动投影方法可应用于实施例一中的互动投影仪100。如图12所示，该方法包括：
311、获取环境信息。
上述“环境信息”为环境图像，环境图像为互动投影仪100当前拍照或者拍摄视频所获得的真实环境的图像，通过环境图像确定在环境中投射的投影内容，以用于用户交互。在本实施例中，互动投影仪100还可以设置摄像头，通过摄像头获取环境图像。其中，摄像头可以为彩色单目摄像头或高分辨率摄像头等等。则获取环境信息的具体实施方式为：获取由摄像头发送的环境图像。例如：真实环境中有一张桌子，摄像头拍摄得到环境图像，环境图像中包含一张桌子，摄像头将该环境图像发送至互动投影仪100，互动投影仪100从而获取由摄像头发送的环境图像。
312、根据所述环境信息，获取投影内容。
上述“投影内容”为互动投影仪100在接收到开启指令后所要进行双向投影显示的第一投影图像A和第二投影图像B的内容。投影内容可以由用户发送，或者由互动投影仪100主动获取，在本实施例中，该投影内容由互动投影仪100根据环境信息获取。
根据环境信息，获取投影内容，具体实施方式可以为：获取到环境信息后，对环境信息进行分析处理，识别环境信息中的物体，根据用户指令或系统设置，生成投影内容，从而获取投影内容。例如：真实环境中有一张桌子，获取到的环境信息后，对环境信息进行分析处理，识别得到环境信息中包含一张桌子，根据系统设置，与桌子匹配的为书本，则生成包含书本的投影内容，从而获取投影内容。
320、接收开启指令，根据所述开启指令，控制所述互动投影仪根据投影内容投影第一投影图像和第二投影图像，并控制所述互动投影仪向所述第一投影图像投射红外光束；
上述“开启指令”为开始进行双向投影的指令，在接收到开启指令后，根据开启指令和获取到的投影内容，控制互动投影仪100进行显示第一投影图像A和第二投影图像B，并控制互动投影仪100向第一投影图像投射红外光束；
330、获取所述互动投影仪的红外摄像模组所采集到所述第一投影图像所在区域的红外图像；
340、根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置；
350、根据所述交互动作位置，调整所述第一投影图像，得到交互投影图像；
360、显示所述交互投影图像。
其中，步骤330-步骤360与实施例二中的步骤220-步骤350相同，此处不再赘述。
本实施例中的互动投影方法，通过获取环境信息，并根据环境信息获取投影内容，显示第一投影图像和第二投影图像，并获取第一投影图像所在区域的红外图像，根据红外图像获取用户的交互动作位置，对第一投影图像进行调整，生成交互投影图像，从而实现在双向投影和红外交互投影，无需在不同角度设置多个投影装置或者红外模组来实现，降低成本、使用灵活，从而实现投影仪功能的多样性。
实施例四
请参阅图13，是本发明实施例提供的一种互动投影装置的结构示意图。如图13所示，该互动投影装置400应用于实施例一中的互动投影仪100，其中，该互动投影装置400包括双向投影模块410、第一获取模块420、第二获取模块430、交互投影模块440和显示模块450。双向投影模块410用于接收开启指令，根据所述开启指令，控制所述互动投影仪投影第一投影图像和第二投影图像，并控制所述互动投影仪向所述第一投影图像投射红外光束；第一获取模块420用于获取所述互动投影仪的红外摄像模组所采集到所述第一投影图像所在区域的红外图像；第二获取模块430用于根据所述红外图像，获取用户在所述第一投影图像中的交互动作位置；交互投影模块440用于根据所述交互动作位置，调整所述第一投影图像，得到交互投影图像；显示模块450用于显示所述交互投影图像。
由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，装置实施例的内容可以引用方法实施例的，在此不赘述。
可选地，第二获取模块430包括：识别交互信息单元431，用于识别所述用户的交互信息；获取坐标单元432，用于在所述第一投影图像建立坐标系，获取所述交互信息在所述坐标系中的坐标位置；交互动作位置获取单元433，用于将所述坐标位置记为所述交互动作位置。
可选地，在接收开启指令之前，该装置400还包括：环境获取模块461，用于获取环境信息；投影内容获取模块462，用于根据所述环境信息，获取投影内容；环形投影模块410还包括：控制所述互动投影仪根据所述投影内容显示第一投影图像和第二投影图像。
本实施例中的互动投影装置400通过环形投影模块410显示第一投影图像和第二投影图像，第一获取模块420获取第一投影图像所在区域的红外图像，第二获取模块430获取用户在第一投影图像中的交互动作位置，交互投影模块440根据交互动作位置，调整第一投影图像，得到交互投影图像，显示模块450显示交互投影图像，从而同时实现双向投影和红外交互投影，无需在不同角度设置多个投影装置或者红外模组来实现，降低成本、使用灵活，从而实现投影仪功能的多样性。
实施例五
请参阅图14，是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。如图14所示，该终端500包括：
一个或多个处理器510以及存储器520。其中，图14中以一个处理器520为例。
处理器510和存储器520可以通过总线或者其他方式连接，图14中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的互动投影方法对应的程序指令/模块(例如，附图13所示的各个模块或单元)。处理器510通过运行存储在存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行互动投影装置400的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例互动投影方法以及上述互动投影装置实施例的各个模块和单元的功能。
存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器520可选包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器510。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器520中，当被所述一个或者多个处理器510执行时，执行上述任意方法实施例中的互动投影方法，例如，执行以上描述的图9至图12所示的各个步骤；也可实现附图13所示的各个模块或单元的功能。
本发明实施例的终端500以多种形式存在，在执行以上描述的执行以上描述的图9至图12所示的各个步骤；也可实现附图13所示的各个模块或单元的功能时，上述终端500包括但不限于：
(1)移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类移动终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类移动终端包括：PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备：这类设备可以显示和播放视频内容，一般也具备移动上网特性。该类移动终端包括：视频播放器，掌上游戏机，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图14中的一个处理器510，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的互动投影方法，例如，执行上述任意方法实施例中的互动投影方法，例如，执行以上描述的执行以上描述的执行以上描述的图9至图12所示的各个步骤；也可实现附图13所示的各个模块和单元的功能。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用直至得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施方式，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。