一种背投式可触控投影设备的制作方法

本实用新型主要涉及投影交互领域，尤其涉及一种背投式可触控投影设备。

背景技术：

多数现有的桌面型可触控投影设备是将影像直接投影至桌面，并在桌面进行人机交互，用户在操作时需要低头进行观看，长时间的操作将会导致用户劳累，且容易导致颈椎出现疲劳、疼痛，甚至劳损。为克服这一缺陷，现有技术中有提出将投影部件设置在支架上，并将影像投影至斜面上的改进方案。但在此类改进方案中，由于需要将投影部件设置在支架上，这将会导致形成的可触控投影设备整体的体积较大，且外形不美观。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积较小，且外形美观的背投式可触控投影设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种背投式可触控投影设备，包括：壳体，所述壳体包括漫反射介质板和底面，所述漫反射介质板与所述底面所构成的二面角的角度为一锐角；设置于所述壳体内的投影装置，适于将影像投射至所述漫反射介质板上的预定区域；感应光产生单元，适于产生覆盖所述预定区域的光膜或感应光束；设置于所述壳体内的感应装置，适于在有操作部件位于所述预定区域时，感应所述操作部件反射和/或散射的所述光膜或所述感应光束的光；以及设置于所述壳体内的控制器，与所述投影装置、所述感应光产生单元和所述感应装置电连接，适于控制所述投影装置、所述感应光产生单元和所述感应装置中至少之一的工作时机和/或工作状态。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体内还设置有反射面，所述投影装置将所述影像投射至所述反射面，所述影像经反射后，投射至所述漫反射介质板上的预定区域。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体内还设置有反射面，所述感应光产生单元将所述感应光束投射至所述反射面，所述感应光束经反射后，投射至所述漫反射介质板上的预定区域。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体内还设置有反射面，所述感应装置感应经由所述反射面所反射的所述操作部件反射和/或散射的所述光膜或所述感应光束的光。

在本实用新型的一实施例中，所述控制器还适于接收所述感应装置所输出的感应信号，并基于所述感应信号确定所述操作部件的位置。

在本实用新型的一实施例中，所述设备还包括与所述控制器电连接的数据接口；所述控制器通过所述数据接口与外界进行数据交互。

在本实用新型的一实施例中，所述漫反射介质板与所述底面所构成的二面角的角度为30至60度之间。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体为中空的三棱柱，所述三棱柱的一侧面为所述漫反射介质板，所述三棱柱的另一侧面为所述底面。

在本实用新型的一实施例中，在所述漫反射介质板所相对的角处设置有一个或多个隔板，以形成一封闭空间，所述投影装置、所述感应光产生单元、所述感应装置和所述控制器中的一者或多者设置于所述封闭空间内。

在本实用新型的一实施例中，在所述壳体的底面上具有一封闭空间，所述投影装置、所述感应光产生单元、所述感应装置和所述控制器中的一者或多者设置于所述封闭空间内。

与现有技术相比，本实用新型的背投式可触控投影设备具有体积较小，且外形美观等优点。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图。

图2是图1所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。

图3是本实用新型一实施例的可触控投影模组的基本框图。

图4是本实用新型另一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图。

图5是图4所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。

图6是本实用新型另一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图。

图7是图6所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

实施例一

图1是本实用新型一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图。图2是图1所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。图3是本实用新型一实施例的可触控投影模组的基本框图。请结合参考图1至图3，背投式可触控投影设备100包括壳体110和可触控投影模组120。

壳体110至少包括漫反射介质板111和底面112，漫反射介质板111与底面112构成的二面角的角度θ为一锐角。优选的，角度θ为30至60度之间，这样用户可以不低头或仅稍微低头即可进行观看投影画面。漫反射介质板111可以是毛玻璃，也可以是在透明介质的表面上附着半透明膜而形成的半透明板。在此实施例中，壳体110是一个中空的三棱柱，三棱柱的一侧面为漫反射介质板111，三棱柱的另一侧面为底面112。本领域技术人员应可以理解，壳体110还可以是其它形状的，例如四棱柱、五棱柱、六棱柱等，本实用新型对壳体110的形状并不加以限制。

可触控投影模组120包括控制器121、投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124，控制器121与投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124分别电连接。

投影装置122用于将影像投射至漫反射介质板111上的预定区域(图2中A与B之间的区域)。

感应光产生单元124用于产生覆盖预定区域的光膜124a。当有操作部件10，例如手指，位于预定区域时，操作部件10能够反射和/或散射光膜124a的光形成操作光束124c。优选的，光膜124a与漫反射介质板111平行或具有一小角度的夹角。在光膜124a与漫反射介质板111平行的方案中，光膜124a与漫反射介质板111的距离优选地为1毫米、2毫米、4毫米或者7毫米。在光膜124a与漫反射介质板111具有一小角度夹角的方案中，光膜124a与漫反射介质板111的距离为1毫米至2毫米之间，例如在B位置处为2毫米，A位置处为1毫米。优选的，感应光产生单元124是能够发射红外射线的光源，例如红外激光器。优选的，感应光产生单元124为长条形。虽然图1、图2所示出的实施例中，感应光产生单元124是设置于漫反射介质板111的上端，但本领域技术人员可以理解，感应光产生单元124还可以设置于漫反射介质板111的下端、左侧、右侧，本实用新型对此并不加以限制。在此实施例中，漫反射介质板111优选地为平面，但应可以理解，只要保证光膜124a能够覆盖预定区域的情况下，漫反射介质板111也可以为曲面。

感应装置123用于感应操作光束124c，并输出感应信号。在图2所示出的实施例中，感应装置123是直接感应操作光束124c。优选的，感应装置123是红外传感器，例如红外摄像头。

控制器121用于控制投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124中至少之一的工作时机和/或工作状态。此处的工作时机，对于投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124而言，主要是指开启和/或关闭时刻。此处的工作状态，对于投影装置122而言，可以包括投影模式、投影内容、投影设定等；对于感应装置123而言，可以包括感应频率、感应范围等；对于感应光产生单元124而言，可以包括光膜范围、光膜模式(例如连续光膜、脉冲光膜等)等。

在图1、图2所示出的实施例中，控制器121、投影装置122和感应装置123均设置于壳体110的内部。优选的，在漫反射介质板111所相对的角处可以设置有一个或多个隔板，例如图1、图2中所示的隔板114，以形成一封闭空间140，投影装置122、感应装置123和控制器121设置于封闭空间140内。当然，本领域技术人员可以理解，在此种设置中，隔板114上应相应的设置有让投影装置122投射的影像通过的通孔，以及让操作光束124c通过的通孔。如此，将投影装置122、感应装置123和控制器121等隐藏在封闭的空间内，用户无法观测到这些部件，使背投式可触控投影设备100更为简洁、美观。

可触控投影模组120还可以具有数据接口125。数据接口125同样与控制器121电连接。控制器121可以通过数据接口125与外界进行数据交互，例如接收投影数据、输出感应信号、输出操作部件的位置等。在图1、图2所示出的实施例中，数据接口125设置于三棱柱壳体110的背面113。

在一实施例中，控制器121还用于接收感应装置123所输出的感应信号，并基于感应信号确定操作部件10的位置，从而实现用户在漫反射介质板111上进行类似于触控，或手势控制等输入以实现人机交互。控制器121根据感应信号确定操作部件10的位置的方法有多种，下面做一些举例说明。

在一非限制性的实施例中，识别用户的输入时(例如用户手部的移动和点击)可以使用发射飞行时间法(TOF)。即，由感应光产生单元124向预定区域连续发送脉冲光膜124a。由于预定区域为倾斜的表面(漫反射介质板111)，且光膜124a与表面平行或具有一小角度的夹角，照射到表面的光膜124a会发生类似镜面反射的效果而大部分不反射回感应装置123所在的位置。相对的，当用户进行操作时，例如将手伸入该预定区域，照射在用户手上的光膜124a的光则会发生漫反射和/或散射，形成操作光束124c，使得感应装置123能够接收操作光束124c。控制器121通过光膜124a的飞行(往返)时间，即可获知用户的手的空间位置。

在另一非限制性的实施例中，感应装置123为摄像装置，感应光产生单元124向预定区域发送连续的光膜124a。由于预定区域为倾斜的表面(漫反射介质板111)，照射到表面的光膜124a会发生类似镜面反射的效果而大部分不反射回感应装置123所在的位置，因此感应装置123所能获得的是均匀较暗的图像。当用户进行操作时，例如将手伸入该预定区域，照射在用户手上的光膜124a的光则会发生漫反射和/或散射，形成操作光束124c，使得感应装置123能够接收操作光束124c。由于操作光束124c的存在，导致感应装置123所获得图像为具有亮点的图像。控制器121通过分析亮点在图像中的位置即可确定出操作部件10的位置。

在另一实施例中，控制器121可以将感应装置123输出的感应信号通过数据接口125输出到外部设备，由外部设备来确定操作部件10的位置。

优选的，背投式可触控投影设备100还可以具有开关(图中未示出)，用于开启关闭控制器121。进一步，控制器121被开启后，控制器121还可以开启投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124，以实现可触控投影的功能。

另外，背投式可触控投影设备100还具有电源接口(图中未示出)，用于输入电能，以驱使控制器121、投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124等工作。

实施例二

图4是本实用新型另一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图，图5是图4所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。图4、图5示出的背投式可触控投影设备200是图1、图2所示出的背投式可触控投影设备100的一种变化例，相同的部件采用相同的附图标记。背投式可触控投影设备200与背投式可触控投影设备100主要差别在于感应光产生单元124设置的位置不同，及所产生光的形式不同。对于相同的部件、设置在此不再重复描述，下面主要对不同之处进行描述。

背投式可触控投影设备200中的感应光产生单元124同样设置与壳体110，用于向漫反射介质板111投射覆盖预定区域的感应光束124b。优选的，感应光产生单元124同样设置于隔板114等与壳体110所形成的封闭空间140内。隔板114上同样相应地设置有让感应光束124b通过的通孔。在此实施例中，漫反射介质板111优选地为平面。但可以理解，漫反射介质板111也可以为曲面。相较于背投式可触控投影设备100中的光膜124a的方式，背投式可触控投影设备200采用的是投射光束124b的方式，这就对漫反射介质板111的平整度、曲率等限制更少，有更高的设计自由度。

由于感应光束124b与光膜124a不同，这就导致控制器121根据感应信号确定操作部件10的位置的方法也会不同，下面列举一些本实施例可用的方法。

在一非限制性的实施例中，感应装置123为摄像装置，感应光产生单元124向预定区域发送感应光束124b。由于预定区域为漫反射介质板，照射到漫反射介质板111的感应光束124b会发生均匀的投射、反射，因此感应装置123所能获得的是均匀亮度的图像。当用户进行操作时，例如将手伸入该预定区域，在指尖区域将会发生更强的反射，形成操作光束124c，使得感应装置123能够接收操作光束124c。由于操作光束124c的存在，导致感应装置123所获得图像为具有亮点的图像。控制器121通过分析亮点在图像中的位置即可确定出操作部件10的位置。

在另一非限制性的实施例中，感应光产生单元124能够产生随距离变化而变换图案的结构感应光束124b；感应装置123为摄像装置，实时获取预定区域内的图像。当用户进行操作时，例如将手伸入该预定区域，控制器121即可对感应装置123获取的图像进行图像分析，确定出指尖等处的感应光束124b所具有的图案，即可根据图案的形状反推出距离，进而确定出指尖等的位置。

实施例三

图6是本实用新型另一实施例的背投式可触控投影设备的三维立体图，图7是图6所示出的背投式可触控投影设备的侧视图。图6、图7示出的背投式可触控投影设备300是图1、图2所示出的背投式可触控投影设备100的另一种变化例，相同的部件采用相同的附图标记。背投式可触控投影设备300与背投式可触控投影设备100主要差别在于背投式可触控投影设备300还具有反射面130，用以反射投射的影像和感应光束124c等，如此可以扩大投影装置122的投射范围和感应装置123的感应范围。下面主要对不同之处进行描述，对于相同的部件、设置在此不再重复描述。

背投式可触控投影设备300的壳体110内还设置有反射面130。投影装置122将影像投射至反射面130，影像经反射面130反射后，投射至漫反射介质板111上的预定区域(图7中A与B之间的区域)。当有操作部件10，例如手指，位于预定区域时，操作部件10能够反射和/或散射光膜124a的光形成操作光束124c。操作光束124c经反射面130反射后，由感应装置123接收，以产生并输出相应的感应信号。优选的，反射面130设置于背面113上，并可根据实际的需求调整反射面130与背面113之间的夹角。优选的，在底面112上具有一封闭空间140，投影装置122、感应装置123和控制器121设置于封闭空间140内。可以理解，封闭空间140可以由一个或多个隔板等在底面112上形成，也可以与底面112一体成型形成。

虽然图6、图7所示出的实施例是将感应光产生单元124设置于漫反射介质板111的一端，以产生覆盖预定区域的光膜124a，但应可以理解，感应光产生单元124同样可以设置于壳体110内，并产生如图4、图5所示出的实施例一样的覆盖预定区域的感应光束124b。在此种实施例中，感应光产生单元124将所产生的感应光束124b投射至反射面130，经反射面130反射后，投射至漫反射介质板111上的预定区域。优选的，感应光产生单元124同样设置于封闭空间140内。

另外，应可以理解，背投式可触控投影设备300中的投影装置122、感应装置123和感应光产生单元124可以仅有其中的一者或二者通过反射面130进行投射或接收，其余不通过反射面130投射或接收的部件可以采用背投式可触控投影设备100或背投式可触控投影设备200中的设置方式。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。