CN103901709A - 具有触摸互动功能的雾幕投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影技术领域。具有触摸互动功能的雾幕投影系统，包括一雾幕投影系统，雾幕投影系统包括一产生雾气以形成雾幕的雾幕发生系统，还包括一向雾幕投影的投影系统，雾幕投影系统还包括一对雾幕执行触控操作的触控系统，投影系统与触控系统形成一雾幕的触控投影系统；投影系统包括至少一台投影机，投影机的投影窗口朝向雾幕发生系统产生的雾幕；触控系统包括一朝向雾幕的红外光源和红外摄像机，红外摄像机连接一图像分析仪，图像分析仪连接一控制主机；控制主机连接一投影信号输出模块，投影信号输出模块连接各投影机。本发明采用光学技术，使雾幕这种虚幻的屏幕也能实现触摸功能，从而进行触摸互动。

Description

具有触摸互动功能的雾幕投影系统

技术领域

本发明涉及投影技术领域，具体涉及雾幕投影。 

背景技术

现有投影系统中的投影屏幕多使用挂装幕、支架幕、折叠幕、地拉幕框架幕等，使用时需要安装架设，需要一定的空间，程序繁琐操作不便，并且实际使用中作为实体屏幕无论是硬质幕还是软质幕都不易清洁。 

针对以上缺点雾幕投影系统孕育而生。雾幕投影系统的灵感来自于海市蜃楼的成像原理，利用雾气和空气来模拟投影屏幕，从而实现犹如真实幻境般的影像感觉。它由一台普通的投影机和一个空气屏幕系统组成，空气屏幕系统可以制造出水离子蒸气幕墙，投影机将画面投射在上面，由于空气与雾墙的分子震动不均衡可以使画面产生奇特的层次感和立体感，让人感受到与众不同的显示效果。其影象给人的感受如同人行画中，画在人中，如仙境如瑶池。使人容易或略视幕的存在，图像如横空出世展示在游客面前。 

然而，现有技术中，原有的雾幕投影都无法实现触摸功能。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种具有触摸互动功能的雾幕投影系统，解决以上技术问题。 

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是： 

具有触摸互动功能的雾幕投影系统，包括一雾幕投影系统，所述雾幕投影系统包括一产生雾气以形成雾幕的雾幕发生系统，还包括一向雾幕投影的投影系统，其特征在于，所述雾幕投影系统还包括一对雾幕执行触控操作的触控系统，所述投影系统与所述触控系统形成一雾幕的触控投影系统； 

所述投影系统包括至少一台投影机，所述投影机的投影窗口朝向所述雾幕发生系统产生的雾幕； 

所述触控系统包括一朝向所述雾幕的红外光源和红外摄像机，所述红外摄像机连接一图像分析仪，所述图像分析仪连接一控制主机；所述控制主机连接一投影信号输出模块，所述投影信号输出模块连接各投影机。 

本发明采用光学技术，使雾幕这种虚幻的屏幕也能实现触摸功能，从而进行触摸互动。 

所述投影信号输出模块是一用于将来自控制主机的显示画面转换成VGA显示画面并将其传送给所述投影机的VGA转换板。控制主机通过MCU的GPIO口把要显示的图形传送给VGA转换板；VGA转换板将显示图形转换成VGA图形格式，并把转换后的显示图形通过VGA接口传送给投影机；投影机把图像投射到雾幕上；当雾幕被触摸时，红外摄像机把触摸图像传送图像分析仪；图像分析仪计算出触摸位置的X、Y坐标，并通过RS232接口将触摸位置坐标传送给控制主机的MCU；MCU判断触摸位置坐标所对应的图形区域的菜单功能以执行相应的操作，并更改投影显示的内容，从而实现投影触摸功能。 

所述控制主机可以是台式电脑、笔记本、平板电脑、手机中的任意一种终端设备。 

为了减少不必要的布线，所述终端设备与所述图像分析仪、所述投影机无线通信连接。 

所述终端设备上可以安装有图像分析软件以替代图像分析仪。从而简化仪器设备。 

所述摄像机上设有一无线通信模块，所述终端设备与所述摄像机无线通信连接。便于信息的传送。 

所述红外光源可以采用一字线性激光器，所述一字线性激光器连接一扫描动作机构的活动端，所述扫描动作机构的非活动端连接一支架，所述支架位于墙面上方。 

所述扫描动作机构包括电动机，和与所述电动机联动的往复摆动部件，所述一字线性激光器固定在所述往复摆动部件上。以使一字线性激光器在扫 描范围往复摆动扫描。 

一字线性激光器所发出的线性激光束，在所述幕屏上的宽度为1～10cm。 

所述红外光源也可以采用阵列式红外灯。 

所述雾幕发生系统包括一储水的箱体，还包括一将水雾化的超声波雾化装置，所述超声波雾化装置包括一雾化晶片，所述雾化晶片与超声波雾化电路相连；所述雾化晶片的非换能面与所述超声波雾化电路包裹于绝缘密封材料内。所述超声波雾化装置的雾化粒径为1～5μm，雾化量为50-400ml/hr。 

所述雾幕发生系统还包括一导流装置，所述导流装置内设有至少一风机，所述风机的出风方向朝向一出雾口，所述出雾口位于所述箱体的上方或者侧面，所述出雾口的个数至少设有一个。 

当有超声频率施加于雾化晶片上时，雾化晶片的换能面产生定向压强，使水面隆起，并在隆起的水面周围发生空化作用，产生雾气升腾，在风机适当的送风情况下，由出雾口喷出，形成雾幕，通过投影机以实现雾幕的放映。 

所述箱体内设有一吸水导管，所述吸水导管一端与水体接触，所述吸水导管的另一端与所述超声波雾化装置接触。 

所述箱体侧壁设有一进水口，所述进水口通过水管与水龙头相连。 

所述箱体呈圆筒形，所箱体的侧壁上设有一透明的液位观测窗。 

所述箱体呈长方体形。 

所述箱体底部设有至少一水位控制触针，所述水位控制触针连接一控制电路，所述控制电路控制连接一电磁阀，所述电磁阀位于所述水管内部。以控制箱体内水位，防止器件在无水情况下工作。 

所述控制电路还与所述超声波雾化电路相连。当水位在合理位置时，超声波雾化电路工作；当水位不在合理位置时，超声波雾化电路停止工作。 

所述雾幕投影系统还可以包括一透明材质制成的雾气容纳腔，所述雾气容纳腔的壁厚为1mm～5mm，所述雾气容纳腔的长度为1m～5m，宽度为1m～5m，厚度为2cm～30cm； 

所述雾气容纳腔设有一中空腔体，所述中空腔体的厚度为2cm～29cm。 

所述容纳腔的长度优选为2m，宽度优选为1.5m。 

将雾气充入中空腔体，当雾气填充满整个中空腔体后，形成雾幕，改变了传统雾幕在空间内无限扩散的效果，节约了雾气的同时也并没有降低传统雾幕观赏的效果，此外，还不会因为雾幕而导致室内环境湿度过高。 

所述雾气容纳腔下端距离底部5cm～20cm处设有一开口；所述开口通过管道与所述雾幕发生系统的出雾口联通。 

所述雾气容纳腔底部设有将雾气凝结于中空腔体底部的水放出的出水口，所述出水口上设有一密封塞。手动排水。 

所述中空腔底部设有一水位控制触针，所述水位控制触针连接一微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一报警装置。便于提醒工作者实时排水。 

所述雾幕投影系统还设有一雾气回收循环系统；所述雾气回收循环系统包括一吸雾部，所述吸雾部与一气流通道联通；所述气流通道内设有一控制雾气吸入的导流装置，所述导流装置包括电机及装设在电机上的叶轮；所述气流通道内还设有一将雾气在流动过程中凝结成水的冷凝装置。本发明通过回收雾气，使环境干燥，节省了用水。 

所述吸雾部至少设有三个吸雾口，所述吸雾口可以是长方形、圆形、三角形、条状中的任意一种形状的吸雾口。 

所述吸雾口上设有一过滤装置，所述过滤装置可以是设有通孔的金属过滤网，所述通孔的孔径小于所述吸雾口孔径的1/100。所述金属过滤网的过滤精度范围是30-1300微米之间。 

所述雾气回收循环系统还包括一监控室内湿度的感测元件，所述感测元件连接一微型处理器系统，所述微型处理器系统与所述电机相连。当室内湿度超过规定值后，开启电机，进行雾气的回收与循环。 

所述微型处理器系统采用控制主机中的MCU。 

所述雾气回收循环系统还包括一壳体，所述吸雾部位于壳体的上方或者侧边。 

所述壳体的下方设有一储存雾气在循环时凝结成的水的储水室，所述储水室设有一出水部；所述储水室内设有底部设有至少一水位控制触针，所述水位控制触针连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一控制所述出水部水流通断的电磁阀。 

所述出水部通过管道与所述雾幕发生系统的进水口联通。 

所述感测元件位于所述壳体的外表面，所述微型处理器系统连接一用于显示湿度值的显示屏。以便于人们实时观测湿度值。 

所述壳体上还设有一开关，通过所述开关控制连接所述微型处理器系统。手动调节雾气回收循环系统的运行与停止。 

附图说明

图1为本发明触控投影系统的电路图； 

图2为本发明的一种结构示意图； 

图3为本发明雾幕发生系统的一种结构示意图； 

图4为本发明雾气回收循环系统的一种结构示意图。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。 

参照图1、图2，具有触摸互动功能的雾幕投影系统，包括一雾幕投影系统，雾幕投影系统包括一产生雾气以形成雾幕的雾幕发生系统11，还包括一向雾幕投影的投影系统，雾幕投影系统还包括一对雾幕执行触控操作的触控系统，投影系统与触控系统形成一雾幕的触控投影系统；投影系统包括至少一台投影机，投影机的投影窗口朝向雾幕发生系统产生的雾幕；触控系统包括一朝向雾幕的红外光源12和红外摄像机45，红外摄像机45连接一图像分析仪46，图像分析仪46连接一控制主机41；控制主机41连接一投影信号输出模块，投影信号输出模块连接各投影机43。本发明采用光学技术，使雾幕这种虚幻的屏幕也能实现触摸功能，从而进行触摸互动。 

投影机43的投影方向与雾幕发生系统11的出雾方向相垂直。 

投影信号输出模块是一用于将来自控制主机的显示画面转换成VGA显示画面并将其传送给投影机的VGA转换板42。控制主机41通过MCU的GPIO口把要显示的图形传送给VGA转换板42；VGA转换板42将显示图形转换成VGA图形格式，并把转换后的显示图形通过VGA接口传送给投影机43；投 影机43把图像投射到雾幕44上；当雾幕被触摸时，红外摄像机45把触摸图像传送图像分析仪46；图像分析仪46计算出触摸位置的X、Y坐标，并通过RS232接口将触摸位置坐标传送给控制主机41的MCU；MCU判断触摸位置坐标所对应的图形区域的菜单功能以执行相应的操作，并更改投影显示的内容，从而实现投影触摸功能。 

控制主机可以是台式电脑、笔记本、平板电脑、手机中的任意一种终端设备。为了减少不必要的布线，终端设备与图像分析仪、投影机无线通信连接。终端设备上可以安装有图像分析软件以替代图像分析仪。从而简化仪器设备。摄像机上设有一无线通信模块，终端设备与摄像机无线通信连接。便于信息的传送。 

红外光源12可以采用一字线性激光器，一字线性激光器连接一扫描动作机构的活动端，扫描动作机构的非活动端连接一支架，支架位于墙面上方。扫描动作机构包括电动机，和与电动机联动的往复摆动部件，一字线性激光器固定在往复摆动部件上。以使一字线性激光器在扫描范围往复摆动扫描。一字线性激光器所发出的线性激光束，在幕屏上的宽度为1～10cm。 

红外光源12也可以采用阵列式红外灯。 

参见图3，雾幕发生系统11包括一储水的箱体，还包括一将水雾化的超声波雾化装置24，超声波雾化装置24包括一雾化晶片，雾化晶片与超声波雾化电路相连；雾化晶片的非换能面与超声波雾化电路包裹于绝缘密封材料内。本发明的雾幕发生系统11相较传统技术，改善雾屏上的电影气势和效果；超声波雾化水不带热量，便于控制室内温度；并且水雾颗粒很小，在循环过程中不易凝结成水，且产生雾幕平整度好，雾的浓度高。超声波雾化装置的雾化粒径为1～5μm，雾化量为50-400ml/hr。 

雾幕发生系统11还包括一导流装置28，导流装置28内设有至少一风机，风机的出风方向朝向一出雾口25，出雾口25位于箱体的上方或者侧面，出雾口25的个数至少设有一个。箱体内设有一吸水导管23，吸水导管一端与水体接触，吸水导管23的另一端与超声波雾化装置24接触。超声波雾化装置也可以设置在储水箱体的底部。箱体内也可以不设吸水导管，超声波雾化装置位于箱体的底部。 

超声波雾化电路包括电源变换、振荡器。当有超声频率施加于雾化晶片上时，雾化晶片的换能面产生定向压强，使水面隆起，并在隆起的水面周围发生空化作用，产生雾气升腾，在风机适当的送风情况下，由出雾口喷出，形成雾幕，通过投影机以实现雾幕的放映。 

出雾口25的出雾方向与水平面的夹角为20°～90°。出雾口5是一呈长方形、圆形、椭圆形中的任意一种形状的出雾口。出雾口优选为长方形，出雾口优选为十个，十个出雾口分为两排，一排各设有五个出雾口，各个出雾口等间距排布，出雾口的排布间距为3～10cm。 

箱体侧壁设有一进水口26，进水口26通过水管与水龙头相连。箱体呈圆筒形，箱体的侧壁上设有一透明的液位观测窗。箱体呈长方体形。 

箱体底部设有至少一水位控制触针27，水位控制触针27连接一控制电路，控制电路控制连接一电磁阀，电磁阀位于水管内部。以控制箱体内水位，防止器件在无水情况下工作。箱体底部设有两个水位控制触针，水位控制触针分别位于箱体底部的两端。以便精确控制箱体水位。控制电路还与超声波雾化电路相连。当水位在合理位置时，超声波雾化电路工作；当水位不在合理位置时，超声波雾化电路停止工作。控制电路还连接一计时装置与无线通信模块，投影机也设有一无线通信模块。当雾化装置工作到规定的时限，即喷洒出适合雾幕投影用的雾气后，通过无线通信模块连接投影机，开启投影机。 

雾幕发生系统11还包括一电源供给模块，电源供给模块与超声波雾化电路相连。 

雾幕投影系统还可以包括一透明材质制成的雾气容纳腔，雾气容纳腔的壁厚为1mm～5mm，雾气容纳腔的长度为1m～5m，宽度为1m～5m，厚度为2cm～30cm；雾气容纳腔设有一中空腔体，中空腔体的厚度为2cm～29cm。容纳腔的长度优选为2m，宽度优选为1.5m。将雾气充入中空腔体，当雾气填充满整个中空腔体后，形成雾幕，改变了传统雾幕在空间内无限扩散的效果，节约了雾气的同时也并没有降低传统雾幕观赏的效果，此外，还不会因为雾幕而导致室内环境湿度过高。 

雾气容纳腔下端距离底部5cm～20cm处设有一开口；开口通过管道与雾幕发生系统的出雾口联通。 

雾气容纳腔底部设有将雾气凝结于中空腔体底部的水放出的出水口，出水口上设有一密封塞。手动排水。中空腔底部设有一水位控制触针，水位控制触针连接一微型处理器系统，微型处理器系统连接一报警装置。便于提醒工作者实时排水。 

参见图4，雾幕投影系统还设有一雾气回收循环系统；雾气回收循环系统包括一吸雾部1、一出水部2，吸雾部1与一气流通道联通；气流通道内设有一控制雾气吸入的导流装置4，导流装置4包括电机及装设在电机上的叶轮；气流通道内还设有一将雾气在流动过程中凝结成水的冷凝装置3。本发明通过回收雾气，使环境干燥，节省了用水。 

吸雾部1至少设有三个吸雾口，吸雾口可以是长方形、圆形、三角形、条状中的任意一种形状的吸雾口。吸雾口1上设有一过滤装置5，过滤装置5可以是设有通孔的金属过滤网，通孔的孔径小于吸雾口孔径的1/100。金属过滤网的过滤精度范围是30-1300微米之间。 

雾气回收循环系统的出水部2通过管道与雾幕发生系统的进水口联通。从而实现雾幕的回收与循环。 

雾气回收循环系统还包括一监控室内湿度的感测元件，感测元件连接一微型处理器系统，微型处理器系统与电机相连。当室内湿度超过规定值后，开启电机，进行雾气的回收与循环。感测元件位于壳体的外表面，微型处理器系统连接一用于显示湿度值的显示屏。以便于人们实时观测湿度值。 

雾气回收循环系统还包括一壳体，吸雾部与出水部位于壳体的两侧。吸雾部可以位于壳体的顶端；出水部位于壳体的底部。 

壳体的下方设有一储存雾气在循环时凝结成的水的储水室6，储水室6内设有底部设有至少一水位控制触针，水位控制触针连接微型处理器系统，微型处理器系统连接一控制出水部水流通断的电磁阀。电磁阀位于出水部管道上。壳体上还设有一开关，通过开关控制连接微型处理器系统。手动调节雾气回收循环系统的运行与停止。储水室内可以设有一超声波雾化装置，可以在吸入雾气之后，根据实际室内的湿度，控制储水室内的超声波雾化装置的运行或停止。 

壳体上方还可以设有一通气孔；通气孔设有角度可调的导流板。可以适当的改变出雾或者出气的方向。当导流板角度可调时，可以通过现有技术实现手动或自动的调节，例如通过驱动电机带动其转轴可以实现自动调节。出雾部也可以设有角度固定的导流板。但考虑到出雾方向更加合理，更便于产生雾幕，导流板与竖直方向上的夹角为10°～60°。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (10)

1.具有触摸互动功能的雾幕投影系统，包括一雾幕投影系统，所述雾幕投影系统包括一产生雾气以形成雾幕的雾幕发生系统，还包括一向雾幕投影的投影系统，其特征在于，所述雾幕投影系统还包括一对雾幕执行触控操作的触控系统，所述投影系统与所述触控系统形成一雾幕的触控投影系统；

所述投影系统包括至少一台投影机，所述投影机的投影窗口朝向所述雾幕发生系统产生的雾幕；

所述触控系统包括一朝向所述雾幕的红外光源和红外摄像机，所述红外摄像机连接一图像分析仪，所述图像分析仪连接一控制主机；所述控制主机连接一投影信号输出模块，所述投影信号输出模块连接各投影机。

2.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述控制主机是台式电脑、笔记本、平板电脑、手机中的任意一种终端设备。

3.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述投影信号输出模块是一用于将来自控制主机的显示画面转换成VGA显示画面并将其传送给所述投影机的VGA转换板。

4.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述红外光源是一字线性激光器，所述一字线性激光器连接一扫描动作机构的活动端，所述扫描动作机构的非活动端连接一支架，所述支架位于墙面上方。

5.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述雾幕发生系统包括一储水的箱体，还包括一将水雾化的超声波雾化装置，所述超声波雾化装置包括一雾化晶片，所述雾化晶片与超声波雾化电路相连；所述雾化晶片的非换能面与所述超声波雾化电路包裹于绝缘密封材料内。

6.根据权利要求5所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述箱体呈圆筒形，所述箱体的侧壁上设有一透明的液位观测窗。

7.根据权利要求5所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述箱体内设有一吸水导管，所述吸水导管一端与水体接触，所述吸水导管的另一端与所述超声波雾化装置接触。

8.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述雾幕投影系统还设有一雾气回收循环系统；所述雾气回收循环系统包括一吸雾部，所述吸雾部与一气流通道联通；所述气流通道内设有一控制雾气吸入的导流装置，所述导流装置包括电机及装设在电机上的叶轮；所述气流通道内还设有一将雾气在流动过程中凝结成水的冷凝装置。

9.根据权利要求8所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述雾气回收循环系统还包括一壳体，所述吸雾部位于壳体的上方或者侧边；

所述壳体的下方设有一储存雾气在循环时凝结成的水的储水室，所述储水室设有一出水部；所述储水室内设有底部设有至少一水位控制触针，所述水位控制触针连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一控制所述出水部水流通断的电磁阀。

10.根据权利要求1所述的具有触摸互动功能的雾幕投影系统，其特征在于：所述雾幕投影系统还包括一透明材质制成的雾气容纳腔，所述雾气容纳腔的壁厚为1mm～5mm，所述雾气容纳腔的长度为1m～5m，宽度为1m～5m，厚度为2cm～30cm；

所述雾气容纳腔设有一中空腔体，所述中空腔体的厚度为2cm～29cm。

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