一种可自动对焦的全息投影装置的制作方法

本实用新型实施方式涉及投影显示技术领域，特别是涉及一种可自动对焦的全息投影装置。

背景技术：

全息投影技术(front-projected holographic display)，又称虚拟成像技术，是一种是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影将图像投射到全息投影膜上，从外面观看，可以看到三维立体的静态或动态图像，不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特具有强烈的纵深感，具有真假难辩的视觉效果。中间可结合实物，实现影像与实物的结合；也可配加触摸屏实现与观众的互动；可以根据要求做成四面窗口。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

常规全息投影装置中投影镜头到全息投影膜的距离固定，只要在出厂时调好焦距后续即可实现清晰投影。但是，全息投影装置在使用过程中随着温度的升高或者振动，容易造成离焦的后果，需要实时进行自动调焦才能达到更好的用户体验。但是由于全息投影在工作时，投影影像与实物的结合，摄像头采集图片时无法将现实物体和虚拟影像完全分开，难以实现基于图像采集分析的自动对焦。

基于上述问题，本实用新型提出一种可自动对焦的全息投影装置，解决目前的全息投影装置无法实现基于图像采集的自动对焦的技术问题，实现精准自动对焦。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种可自动对焦的全息投影装置，解决目前的全息投影装置无法实现基于图像采集的自动对焦的技术问题，实现精准自动对焦。

本实用新型实施例提供以下技术方案：

一种可自动对焦的全息投影装置，包括：

投影显示单元，用于投射投影影像光束；

全息半透半反膜，用于接收来自所述投影显示单元的投影影像光束；

电致变色单元，设置于所述投影显示单元和所述全息半透半反膜之间，包括：电致变色膜和电流控制模块，所述电流控制模块连接所述电致变色膜，用于控制经过所述电致变色膜的电流，从而改变所述电致变色膜的透光率，当所述全息投影装置出现离焦时，所述电致变色膜透光率低，所述投影影像光束直接成像于所述电致变色膜；

图像采集单元，用于采集所述投影影像光束成像于所述电致变色膜上形成的投影图像；

中央处理单元，连接所述投影显示单元、电致变色单元以及图像采集单元，用于控制所述图像采集单元和电致变色单元的工作状态，并且用于分析计算所述图像采集单元所获取的投影图像，并获取调焦数据；

调焦驱动单元，连接所述投影显示单元以及所述中央处理单元，用于根据所述中央处理单元所提供的调焦数据，调节所述投影显示单元的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元清晰成像。

在一些实施例中，所述电致变色膜设置于所述投影显示单元与所述全息半透半反膜之间，所述投影显示单元与图像采集单元设置于远离所述全息半透半反膜的一侧，正常投影时所述投影影像光束透过所述电致变色膜成像于所述全息半透半反膜。

在一些实施例中，所述电致变色膜与所述全息半透半反膜贴合设置。

在一些实施例中，所述全息投影装置还包括：反射镜，所述反射镜与所述电致变色膜的一表面贴合设置，用于反射所述投影影像光束到所述全息半透半反膜。

在一些实施例中，所述投影显示单元与所述图像采集单元设置于靠近所述全息半透半反膜的一侧，正常投影时所述投影影像光束透过所述电致变色膜，再经过所述反射镜反射后透过所述电致变色膜成像于所述全息半透半反膜。

在一些实施例中，所述投影显示单元为DLP投影模组或LCOS投影模组，所述调焦驱动单元包括驱动马达，所述图像采集单元包括摄像头。

在一些实施例中，所述全息投影装置还包括：

温度传感单元，连接所述中央处理单元，用于检测所述全息投影装置的投影空间的温度，并将温度数据发送到所述中央处理单元，以使所述中央处理单元根据所述温度数据与预设温度阈值进行对比分析，确定是否需要触发自动对焦，进而控制所述电致变色单元和图像采集单元的工作状态。

在一些实施例中，所述预设温度阈值的范围为40℃-60℃。

在一些实施例中，所述电致变色膜包括硬质衬底，所述硬质衬底包括：透明玻璃衬底和透明塑料衬底。

在一些实施例中，所述全息投影装置还包括：

定时器，连接所述中央处理单元，用于计算所述全息投影装置的连续工作时间，若所述全息投影装置的连续工作时间超过预设时间阈值，则所述中央处理单元控制所述电致变色单元的电流控制模块减小通过所述电致变色膜的电流值，从而降低所述电致变色膜的透明度，使所述投影影像光束直接成像于所述电致变色膜，同时所述中央处理单元触发所述图像采集单元从待机状态切换到运行状态并采集所述电致变色膜上的投影图像，所述中央处理单元根据所述图像采集单元采集的投影图像，控制所述调焦驱动单元调节所述投影显示单元的投影镜头进行自动对焦。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种可自动对焦的全息投影装置，包括：投影显示单元，用于投射投影影像光束；全息半透半反膜，用于接收来自所述投影显示单元的投影影像光束；电致变色单元，设置于所述投影显示单元和所述全息半透半反膜之间，包括：电致变色膜和电流控制模块，所述电流控制模块连接所述电致变色膜，用于控制经过所述电致变色膜的电流，从而改变所述电致变色膜的透光率；图像采集单元，用于采集所述投影影像光束形成的投影图像；中央处理单元，连接所述投影显示单元、电致变色单元以及图像采集单元，用于控制所述图像采集单元和电致变色单元的工作状态，并且用于分析计算所述图像采集单元所获取的投影图像，获取调焦数据；调焦驱动单元，连接所述投影显示单元以及所述中央处理单元，用于根据所述中央处理单元所提供的调焦数据，调节所述投影显示单元的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元清晰成像。通过上述方式，本实用新型实施方式能够解决目前的全息投影装置无法实现基于图像采集的自动对焦的技术问题，实现精准自动对焦。

附图说明

一个或多个实施例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是本实用新型实施例提供的一种可自动对焦的全息投影装置的模块示意图；

图2是图1中的电致变色单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种可自动对焦的全息投影装置的结构剖面示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的一种可自动对焦的全息投影装置的结构剖面示意图。

参见图1至图4，10、可自动对焦的全息投影装置；11、投影显示单元；12、全息半透半反膜；13、电致变色单元；131、电致变色膜；132、电流控制模块；14、图像采集单元；15、反射镜；16、调焦驱动单元；17、温度传感单元；18、定时器；19、中央处理器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。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”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。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。

本实用新型采用电致变色材料来辅助自动对焦，具有电致变色性能的材料被称为电致变色材料。所述电致变色(eletrochromism，简称EC)是指某些材料的光学属性(包括反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象，其在外观性能上表现为颜色以及透明度的可逆变化。

实施例1

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种可自动对焦的全息投影装置的模块示意图；

如图1所示，该可自动对焦的全息投影装置10包括：投影显示单元11、全息半透半反膜12、电致变色单元13、图像采集单元14、反射镜15、调焦驱动单元16、温度传感单元17、定时器18以及中央处理单元19。其中，所述中央处理单元19分别连接所述投影显示单元11、全息半透半反膜12、电致变色单元13、图像采集单元14、反射镜15、调焦驱动单元16、温度传感单元17以及定时器18。

具体的，所述投影显示单元11为DLP投影模组或LCOS投影模组，所述投影显示单元11用于投射投影影像光束。优选的，所述投影显示单元11为超短焦投影模组，采用超短焦投影模组有利于解决常规全息投影装置内投影空间小，投影距离比较短的问题。

具体的，所述全息半透半反膜12，也可以为全息半透半反屏，所述全息半透半反膜12用于接收来自所述投影显示单元11的投影影像光束。所述全息半透半反膜12可以将所述投影影像光束进行成像，产生立体效果。

具体的，所述电致变色单元13，设置于所述投影显示单元11和所述全息半透半反膜12之间，所述投影显示单元11的投影影像光束可以经过所述电致变色单元13到达所述全息半透半反膜12，或者，所述投影显示单元11的投影影像光束可以直接成像于所述电致变色单元13。

请再参阅图2，图2是图1中的电致变色单元的结构示意图；

如图2所示，该电致变色单元13包括：电致变色膜131和电流控制模块132。其中，所述电致变色膜131连接所述电流控制模块132。

具体的，所述电致变色膜131，设置于所述可自动对焦的全息投影装置10的投影显示单元11和全息半透半反膜12之间，所述电致变色膜131的透光率可以改变，从而控制来自所述投影显示单元11的投影影像光束是否透过所述电致变色膜131投射到所述全息半透半反膜12。其中，所述电致变色膜包括硬质衬底，所述硬质衬底附着于所述电致变色膜，所述硬质衬底包括：透明玻璃衬底和透明塑料衬底。可以理解的是，所述电致变色膜可以采用透明玻璃衬底或透明塑料衬底，或者，所述电致变色膜可以同时采用透明玻璃衬底和透明塑料衬底。

具体的，所述电流控制模块132，连接所述电致变色膜131，所述电流控制模块132用于控制经过所述电致变色膜131的电流，由于所述电致变色膜131的透光率随所加电流的变化而变化，因此可以通过所述电流控制模块132控制所述电致变色膜131的透光率。所述电流控制模块132连接所述中央处理单元19，所述电流控制模块132可以接收所述中央处理单元19发送的控制命令，根据所述控制命令，控制所述电致变色膜131的电流，进而控制所述电致变色膜131的透光率。其中，所述电流控制模块132可以控制所述电致变色膜131的电流状态，所述电流状态包括通电状态、断电状态，所述电流控制模块132还可以控制所述电致变色膜131在通电状态下的电流大小。具体的，所述电流控制模块132可以为电流控制电路，所述电流控制电路包括电流传感器、电容、电阻等器件。

具体的，所述图像采集单元14，用于采集所述投影影像光束成像于所述电致变色膜上形成的投影图像，或者，所述图像采集单元14用于完整采集所述投影影像光束形成的投影画面。其中，所述图像采集单元14包括摄像头。

具体的，所述反射镜15为平面反射镜或凹面反射镜。

具体的，所述调焦驱动单元16，连接所述投影显示单元11以及所述中央处理单元19。所述调焦驱动单元16用于根据所述中央处理单元所提供的调焦数据，调节所述投影显示单元11的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元清晰成像。其中，所述调焦驱动单元16包括驱动马达，所述驱动马达用于驱动所述投影镜头进行自动对焦。

具体的，所述温度传感单元17，连接所述中央处理单元19，用于检测所述全息投影装置10的投影空间的温度，并将温度数据发送到所述中央处理单元19，以使所述中央处理单元19根据所述温度数据与预设温度阈值进行对比分析，确定是否需要触发自动对焦，进而控制所述电致变色单元13和图像采集单元14的工作状态。其中，所述预设温度阈值的范围为40℃-60℃。当所检测的温度超过预设温度阈值时，所述中央处理单元19控制所述电致变色单元13中的电流控制模块132减小通过所述电致变色膜131的电流值，从而降低所述电致变色膜131的透明度，使所述投影影像光束直接成像于所述电致变色膜131，同时所述中央处理单元19触发所述图像采集单元14从待机状态切换到运行状态并采集所述电致变色膜131上的投影图像，所述中央处理单元19根据所述图像采集单元14采集的投影图像，控制所述调焦驱动单元16调节所述投影显示单元11的投影镜头进行自动对焦。其中，所述温度传感单元17为温度传感器。

具体的，所述定时器18，连接所述中央处理单元19，用于计算所述全息投影装置10的连续工作时间，若所述全息投影装置10的连续工作时间超过预设时间阈值，则所述中央处理单元19控制所述电致变色单元13的电流控制模块132减小通过所述电致变色膜131的电流值，从而降低所述电致变色膜131的透明度，使所述投影影像光束直接成像于所述电致变色膜131，同时所述中央处理单元19触发所述图像采集单元14从待机状态切换到运行状态并采集所述电致变色膜131上的投影图像，所述中央处理单元19根据所述图像采集单元14采集的投影图像，控制所述调焦驱动单元16调节所述投影显示单元11的投影镜头进行自动对焦。

具体的，所述中央处理单元19，连接所述投影显示单元11、电致变色单元13以及图像采集单元14。所述中央处理单元19用于控制所述图像采集单元14和所述电致变色单元13的工作状态，并且用于分析计算所述图像采集单元14所获取的投影图像，并获取调焦数据，将所述调焦数据发送到所述调焦驱动单元16，以使所述调焦驱动单元16根据所述调焦数据调节所述投影显示单元11的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元11清晰成像。其中，所述中央处理单元19为中央处理器。

请再参阅图3，图3是本实用新型实施例1提供的一种可自动对焦的全息投影装置的结构剖面示意图；

如图3所示，所述电致变色单元的电致变色膜131设置于所述投影显示单元11与所述全息半透半反膜12之间，所述投影显示单元11与图像采集单元14设置于远离所述全息半透半反膜12的一侧，所述投影显示单元11与图像采集单元14相邻设置，正常投影时所述投影影像光束透过所述电致变色单元的电致变色膜131成像于所述全息半透半反膜12。

具体的，所述正常投影指的是所述全息投影装置10不发生离焦现象，此时所述电致变色单元的电致变色膜131的透光率高，所述投影显示单元11的投影模组产生的投影影像光束可以穿过所述电致变色膜进入所述全息半透半反膜12，所述投影影像光束的投影图像成像于所述全息半透半反膜12。

具体的，若所述全息投影装置发生离焦现象，所述电致变色单元的电流控制模块将对所述电致变色膜131外加电场，进而改变所述电致变色膜131的透光率，所述投影影像光束将无法透过所述电致变色膜131，所述投影影像光束将直接成像于所述电致变色膜131，同时所述图像采集单元14采集所述投影影像光束成像于所述电致变色膜131上形成的投影图像，所述中央处理单元19将根据所述图像采集单元14获取的投影图像，获取调焦数据，并控制调焦驱动单元调节所述投影显示单元11的投影镜头的焦距，以使所述投影显示单元清晰成像。

在一些实施例中，所述电致变色膜12与所述全息半透半反膜13贴合设置。

在本实用新型实施例中，通过提供一种可自动对焦的全息投影装置，包括：投影显示单元，用于投射投影影像光束；全息半透半反膜，用于接收来自所述投影显示单元的投影影像光束；电致变色单元，设置于所述投影显示单元和所述全息半透半反膜之间，包括：电致变色膜和电流控制模块，所述电流控制模块连接所述电致变色膜，用于控制经过所述电致变色膜的电流，从而改变所述电致变色膜的透光率，当所述全息投影装置出现离焦时，所述电致变色膜透光率低，所述投影影像光束直接成像于所述电致变色膜；图像采集单元，用于采集所述投影影像光束成像于所述电致变色膜上形成的投影图像；中央处理单元，连接所述投影显示单元、电致变色单元以及图像采集单元，用于控制所述图像采集单元和电致变色单元的工作状态，并且用于分析计算所述图像采集单元所获取的投影图像，并获取调焦数据；调焦驱动单元，连接所述投影显示单元以及所述中央处理单元，用于根据所述中央处理单元所提供的调焦数据，调节所述投影显示单元的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元清晰成像。通过上述方式，本实用新型实施例能够解决目前的全息投影装置无法实现基于图像采集的自动对焦的技术问题，实现精准自动对焦。

实施例2

本实用新型实施例与上述的实施例1中的内容相同的部分，在此不一一阐述。本实用新型实施例与实施例1不同之处在于：

请参阅图4，图4是本实用新型实施例2提供的一种可自动对焦的全息投影装置的结构剖面示意图；

如图4所示，所述全息投影装置10还包括：反射镜15，所述反射镜15与所述电致变色膜131的一表面贴合设置，用于反射所述投影影像光束到所述全息半透半反膜12。

其中，所述投影显示单元11和所述图像采集单元14相邻设置，所述反射镜15与所述电致变色膜131的一表面贴合设置，所述投影显示单元11与所述图像采集单元14设置于靠近所述全息半透半反膜12的一侧，正常投影时所述投影影像光束透过所述电致变色膜131，再经过所述反射镜15反射后透过所述电致变色膜131成像于所述全息半透半反膜12。

具体的，所述正常投影指的是所述全息投影装置10不发生离焦现象，此时所述电致变色单元的电致变色膜131的透光率高，所述投影显示单元11的投影模组产生的投影影像光束可以穿过所述电致变色膜131进入所述反射镜15，再由所述反射镜15将所述投影影像光束反射到所述全息半透半反膜12，所述投影影像光束的投影图像成像于所述全息半透半反膜12。

其中，若所述全息投影装置10发生离焦现象，所述电致变色单元的电流控制模块将对所述电致变色膜131外加电场，进而改变所述电致变色膜131的透光率，所述投影影像光束将无法透过所述电致变色膜131，所述投影影像光束将直接成像于所述电致变色膜131，同时所述图像采集单元14采集所述投影影像光束成像于所述电致变色膜131上形成的投影图像，所述中央处理单元19将根据所述图像采集单元14获取的投影图像，获取调焦数据，并控制调焦驱动单元调节所述投影显示单元11的投影镜头的焦距，以使所述投影显示单元清晰成像。由于所述反射镜15与所述电致变色膜131的一表面贴合设置，因此所述电致变色膜131的成像效果好，方便自动对焦。

在本实用新型实施例中，通过提供一种可自动对焦的全息投影装置，包括：投影显示单元；全息半透半反膜，用于接收来自所述投影显示单元的投影影像光束；电致变色单元，包括：电致变色膜和电流控制模块，所述电流控制模块用于改变所述电致变色膜的透光率；图像采集单元，用于采集所述投影影像光束形成的投影图像；中央处理单元，用于控制所述图像采集单元和电致变色单元的工作状态，并且用于获取调焦数据；调焦驱动单元，用于根据所述调焦数据，调节所述投影显示单元的投影镜头的焦距以使所述投影显示单元清晰成像。通过上述方式，本实用新型能够解决目前的全息投影装置无法实现基于图像采集的自动对焦的技术问题，实现精准自动对焦。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型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实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型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，均视为本实用新型说明书记载的范围；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实用新型所附权利要求的保护范围。