一种可重配置人机界面系统的制作方法

本发明涉及人机界面技术领域，尤其涉及一种可重配置人机界面系统。

背景技术：

人机界面，又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，其能完成信息的内部形式与使用者可以接受形式之间的转换，如通过指示灯、显示器、扬声器等装置在声、光、机械振动等形式的作用下向操作人员输出信息。随着科学技术水平的不断发展，人机界面已广泛应用于各个领域，但是，现有的人机界面系统在实际使用过程中存在如下问题：

1、传统仪器设备上的人机界面往往是固化的，其无法随着仪器设备的功能转换而进行更新。

2、手机、平板电脑等设备大都采用液晶屏结合触摸屏的结构实现人机交互，其人机界面可以实现及时更新，然而，该方式难以满足如汽车中控台等需要采用不规则曲面的人机界面的应用。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能够实现任意曲面的良好人机交互功能，且可使得成像的色域范围有效拓宽，同时提高其对比度和饱和度，并降低功耗的可重配置人机界面系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可重配置人机界面系统，其中所述可重配置人机界面系统包括主控单元、微型激光投影单元、曲面屏幕和设备主体，所述主控单元的输出端连接所述微型激光投影单元的输入端，所述微型激光投影单元用于接收所述主控单元的图像或视频信息，且该微型激光投影单元将图像或视频信息投射于所述曲面屏幕上，所述曲面屏幕设置于所述设备主体的外表面，且该曲面屏幕上还设置触摸感知单元，所述触摸感知单元设置为电性连接所述主控单元，所述主控单元设置为根据所述触摸感知单元的反馈信息控制图像或视频信息的切换，当接触了所述曲面屏幕上投影的图形按钮时，所述触摸感知单元将信息反馈至所述主控单元，所述主控单元则可根据预先编制的程序驱动各种连结装置，以实现所述曲面屏幕上画面的切换呈现，从而取代了机械式的按钮面板；

所述微型激光投影单元包括控制模块、激光光源模块和微型扫描模块，所述控制模块的输入端连接所述主控单元的输出端，所述控制模块用于接收所述主控单元的图像或视频信息，且该控制模块的两输出端设置为分别连接所述激光光源模块与所述微型扫描模块的输入端；

所述激光光源模块包括红色激光装置、绿色激光装置、蓝色激光装置、准直光学系统和激光合束装置，所述红色激光装置、所述绿色激光装置与所述蓝色激光装置均设置为激光二极管，且所述红色激光装置、所述绿色激光装置与所述蓝色激光装置的激光输出端均设置一所述准直光学系统，所述激光合束装置的输入端设置为接收各所述准直光学系统的输出端的准直激光，且该激光合束装置的输出端用于输出合束激光。

进一步地，所述控制模块设置为包括信息转换电路，所述信息转换电路将所述主控单元的图像或视频信息转换为RGB信号(红、绿、蓝三原色信号)和行/场同步信号，所述RGB信号用于控制所述激光光源模块进行激光的高速调制，所述行/场同步信号用于控制所述微型扫描模块进行高速二维扫描。

进一步地，所述准直光学系统设置为准直透镜组，所述准直透镜组用于实现各色激光的准直。

进一步地，所述激光合束装置设置为两片二向色镜滤光片或光纤耦合器，所述两片二向色镜滤光片或所述光纤耦合器用于将准直后的红色激光、绿色激光与蓝色激光合成一束激光。

进一步地，所述光纤耦合器设置为3X1光纤耦合器，即所述光纤耦合器设置为三个输入端和一个输出端的光纤耦合器，所述3X1光纤耦合器的三个输入端分别接收准直后的红色激光、绿色激光与蓝色激光，在所述3X1光纤耦合器的光耦合作用下，合束激光由输出端输出。

进一步地，所述绿色激光装置设置为绿色倍频激光器，所述绿色倍频激光器可以提高激光的频率。

进一步地，所述红色激光装置的激光波长范围设置为635nm至642nm。

进一步地，所述绿色激光装置的激光波长范围设置为515nm至532nm。

进一步地，所述蓝色激光装置的激光波长范围设置为515nm至532nm。

进一步地，所述微型扫描模块设置为微机电系统二维扫描镜，所述微机电系统二维扫描镜包括反射镜、X轴驱动器和Y轴驱动器，所述反射镜用于将所述激光光源模块的合束激光反射至所述曲面屏幕上，所述X轴驱动器接收行同步信号以驱动所述反射镜绕X轴高速旋转实现行扫描，所述Y轴驱动器接收场同步信号以驱动所述反射镜绕Y轴高速旋转实现场扫描，从而在所述控制模块的控制下完成对所述激光光源模块的合束激光的二维扫描。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)通过主控单元、微型激光投影单元与曲面屏幕的配合，能够适应任意曲面操控台等的良好人机交互功能，可重配置性能强。

(2)通过微型激光投影单元的设置，可实现在任意曲面上的投影，以保证曲面屏幕的成像清晰，且相对传统液晶显示器的图像成像而言，该方式具有更宽的色域范围，对比度和饱和度高，同时功耗低。

(3)通过触摸感知单元，使得接触曲面屏幕上投影的图形按钮后，触摸感知单元可将信息反馈至主控单元，主控单元则可根据预先编制的程序驱动各种连结装置，以实现曲面屏幕上画面的切换呈现，从而取代了机械式的按钮面板，进一步实现了人机界面的及时更新。

(4)通过微型激光投影单元的控制模块、激光光源模块和微型扫描模块，以及激光光源模块的红色激光装置、绿色激光装置、蓝色激光装置、准直光学系统和激光合束装置的结构设计，能够在曲面屏幕上良好成像，结构简单且易于实现，并避免了对聚焦透镜的使用。

附图说明

图1是本发明的结构框图示意图。

图2是本发明的连接关系示意图。

图中：10-主控单元，20-微型激光投影单元，201-控制模块，202-激光光源模块，2021-红色激光装置，2022-绿色激光装置，2023-蓝色激光装置，2024-准直光学系统，2025-激光合束装置，203-微型扫描模块，2031-反射镜，2032-X轴驱动器，2033-Y轴驱动器，30-曲面屏幕，40-设备主体，50-触摸感知单元。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

如图所示，一种可重配置人机界面系统，包括主控单元10、微型激光投影单元20、曲面屏幕30和设备主体40，主控单元10的输出端连接微型激光投影单元20的输入端，微型激光投影单元20用于接收主控单元10的图像或视频信息，且该微型激光投影单元20将图像或视频信息投射于曲面屏幕30上，曲面屏幕30设置于设备主体40的外表面，且该曲面屏幕30上还设置触摸感知单元50，触摸感知单元50设置为电性连接主控单元10，主控单元10设置为根据触摸感知单元50的反馈信息控制图像或视频信息的切换，当接触了曲面屏幕30上投影的图形按钮时，触摸感知单元50将信息反馈至主控单元10，主控单元10则可根据预先编制的程序驱动各种连结装置，以实现曲面屏幕30上画面的切换呈现，从而取代了机械式的按钮面板。

微型激光投影单元20包括控制模块201、激光光源模块202和微型扫描模块203，控制模块201的输入端连接主控单元10的输出端，控制模块201用于接收主控单元10的图像或视频信息，且该控制模块201的两输出端设置为分别连接激光光源模块202与微型扫描模块203的输入端。

激光光源模块202包括红色激光装置2021、绿色激光装置2022、蓝色激光装置2023、准直光学系统2024和激光合束装置2025，红色激光装置2021、绿色激光装置2022与蓝色激光装置2023均设置为激光二极管，且红色激光装置2021、绿色激光装置2022与蓝色激光装置2023的激光输出端均设置一准直光学系统2024，激光合束装置2025的输入端设置为接收各准直光学系统2024的输出端的准直激光，且该激光合束装置2025的输出端用于输出合束激光。

控制模块201设置为包括信息转换电路，信息转换电路将主控单元10的图像或视频信息转换为RGB信号(红、绿、蓝三原色信号)和行/场同步信号，RGB信号用于控制激光光源模块202进行激光的高速调制，行/场同步信号用于控制微型扫描模块203进行高速二维扫描。

准直光学系统2024设置为准直透镜组，准直透镜组用于实现各色激光的准直。

激光合束装置2025设置为两片二向色镜滤光片或光纤耦合器，两片二向色镜滤光片或光纤耦合器用于将准直后的红色激光、绿色激光与蓝色激光合成一束激光。

光纤耦合器设置为3X1光纤耦合器，即光纤耦合器设置为三个输入端和一个输出端的光纤耦合器，3X1光纤耦合器的三个输入端分别接收准直后的红色激光、绿色激光与蓝色激光，在3X1光纤耦合器的光耦合作用下，合束激光由输出端输出。

绿色激光装置2022设置为绿色倍频激光器，绿色倍频激光器可以提高激光的频率。

红色激光装置2021的激光波长范围设置为635nm至642nm。

绿色激光装置2022的激光波长范围设置为515nm至532nm。

蓝色激光装置2023的激光波长范围设置为515nm至532nm。

微型扫描模块203设置为微机电系统二维扫描镜，微机电系统二维扫描镜包括反射镜2031、X轴驱动器2032和Y轴驱动器2033，反射镜2031用于将激光光源模块202的合束激光反射至曲面屏幕30上，X轴驱动器2032接收行同步信号以驱动反射镜2031绕X轴高速旋转实现行扫描，Y轴驱动器2033接收场同步信号以驱动反射镜2031绕Y轴高速旋转实现场扫描，从而在控制模块201的控制下完成对激光光源模块202的合束激光的二维扫描。

使用本发明提供的可重配置人机界面系统，能够实现任意曲面的良好人机交互功能，且可使得成像的色域范围有效拓宽，同时提高其对比度和饱和度，并降低功耗。当该系统应用于仪器设备上时，根据使用设备的实际情况，在其外表面匹配设置相应的曲面屏幕30，然后将微型激光投影单元20的输入端连接主控单元10的输出端，以实现对主控单元10的图像或视频信息的接收，调节微型激光投影单元20的位置，从而保证其在曲面屏幕30上的良好投影效果，然后可通过曲面屏幕30上设置的触摸感知单元50，由投影的图形按钮控制图像或视频信息的切换呈现，在该过程中，主控单元10的图像或视频信息由控制模块201的信息转换电路将图像信息转换为RGB信号和行/场同步信号，RGB信号控制激光光源模块202进行激光的高速调制，然后红色激光装置2021、绿色激光装置2022与蓝色激光装置2023的激光分别经过准直光学系统2024的准直，再由激光合束装置2025进行准直三原色激光的合束并输出至微型扫描模块203的反射镜2031上，配合行/场同步信号控制X轴驱动器2032和Y轴驱动器2033驱动反射镜2031旋转，以进行高速二维扫描，并使得反射镜2031将激光光源模块202的合束激光反射至曲面屏幕30上，从而实现任意曲面仪器设备的良好人机交互功能。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。