CN104360565A - 一种便携式投影器 - Google Patents

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何军
石荣
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Abstract

本发明涉及一种投影器，特别涉及一种便携式的，具有人机交互功能的投影器，包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。本发明简化了传统的投影机的结构，携带方便，能够进行人机交互和无线视频的接收投影。

Description

一种便携式投影器
  
技术领域
本发明涉及一种投影器，特别涉及一种便携式的，具有人机交互功能的投影器，用于多种需要小型投影机共享电脑画面的场合。 
背景技术
传统的投影机由于体积比较大，工作时发热量大等原因，无法很方便的随身携带。且传统的投影机只是实现简单的投影功能，将电脑或其他终端设备通过数据线接入到投影机上，即可以对电脑或其他终端设备输出的视频源进行放大投影，没有人机交互的功能，也无法对无线视频信号进行接收和投影播放。 
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种便携式投影器。 
本发明技术方案如下： 
一种便携式投影器，包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述光学投影系统包括微显示芯片、传感器和投影成像透镜组。
作为优选的所述微型接口电路使用USB 3.0接口、mini USB接口、Displayport接口、mini Displayport接口、HDMI接口、mini HDMI接口或Thunderbolt接口。 
所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。 
所述光学投影系统还包括照明光源，所述微显示芯片是LCoS芯片和DLP芯片，所述照明光源使用低功耗的LED光源或者量子点LED光源。 
所述光学投影系统还包括照明光源，所述微显示芯片是单镜面扫描的MEMS芯片，所述照明光源使用半导体激光器光源。 
所述微显示芯片是硅基OLED芯片。 
所述照明光源与微型芯片之间设有半透半反镜。 
所述传感器是光学传感器或声学传感器，所述光学传感器是红外CMOS芯片、APD阵列或两个普通的CMOS光学传感器，所述声学传感器是超声波发射器和接收器。 
所述投影成像透镜组还可以是超短焦投影透镜组，所述投影成像透镜组还包括自由曲面透镜。 
本发明有益效果在于：（1）简化了传统的投影机的结构，采用外部供电的方式，使其体积缩小到U盘大小，从而实现一种可随身携带的投影器。在缩小体积的同时，其视频接口也采用当前笔记本和平板电脑通用的接口，例如USB、Displayport等，从而实现简单的即插即用功能，以及笔记本电脑、平板电脑等设备显示信息的即时共享。应用在多种需要小型投影机共享电脑画面的场合。例如，可以直接插入台式电脑、笔记本电脑、平板电脑的USB接口，或是Displayport接口、mini Displayport接口、HDMI接口、mini HDMI接口，Thunderbolt接口等，从而实现电脑桌面图像的投影显示，或是扩展投影显示。 
（2）便携式投影器还可以具有交互功能：1）声学传感器包含两个超声波接收器来对具有超声波发射功能的物体进行精确定位，通过对移动中具有超声波发射功能物体的跟踪来改变显示的图像内容；2）或是可以包含一个红外的结构光投射于红外摄像头，通过计算投影的红外光栅的变化来对空间的三维物体进行精确定位，并以此来改变显示图像，实现例如人手势对显示图像内容的交互；3）或是可以包含一个红外的APD阵列摄像头，采用单个红外LED光源可以对空间三维物体进行精确定位，实现物体与显示图像内容的交互。 
(3)便携式投影器还可以包含无线模块，比如蓝牙或Wifi连接，能够实时对接收的视频信号进行放大投影。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
图1是本发明的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。 
参阅图1。 
实施例1。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组和传感器，所述微显示芯片是硅基OLED芯片，由于硅基OLED芯片能够自发光，从而省去照明光源，从而实现更加紧凑的结构。 
实施例2。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述微显示芯片是LCoS芯片和DLP芯片，所述照明光源使用低功耗的LED光源或者量子点LED光源，虽然亮度不如传统投影仪使用的大功率的金属卤素灯，或是超高压汞灯大，但是对于便携式投影器而言，可以基本满足小屏幕的投影应用需求。所述照明光源与微型芯片之间设有半透半反镜，半透半反镜可以是光路按直角进行反射，从而提高了便携式投影仪结构的紧凑型。 
实施例3。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述微显示芯片是单镜面扫描的MEMS芯片，所述照明光源使用半导体激光器光源，所述照明光源与微型芯片之间设有半透半反镜。 
实施例4。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述微处理芯片使用LCoS微显示芯片，所述传感器是红外传感器，所述红外传感器优先使用红外CMOS芯片，在红外传感器与LCoS微显示芯片共用光路的时候，LCoS微显示芯片处于分时工作状态，及采用红、绿、蓝、红外四色光源分时的照射LCoS芯片，当采用红、绿、蓝光源时LCoS同步显示彩色显示图像内容，当采用红外光源时LCoS同步显示光栅条纹图案（参考文献1：JasonGeng，Structured-light 3D surfaceimaging：atutorial，Advancesin Opticsand Photonics 3,128–160(2011)），此时红外传感器同步的拍摄LCoS投影的结构光栅，通过计算结构光栅在空间的形变可以获得三维空间信息，在红外传感器与LCoS微显示芯片不共用光路的时候，可以利用额外的红外LED投影光栅图案。 
实施例5。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述传感器是红外传感器，所述红外传感器优先是两个平行放置普通的CMOS光学传感器，两个CMOS传感器获得的二维图像具有视差信息，通过进一步计算视差可以获得景深信息。 
实施例6。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理电路上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述传感器是声学传感器，在便携式投影机上增加两个独立的超声波发射器，在用户端增加一个手持的超声波接收器，当用户在空间移动手持超声波接收器时，其可以接收到两个超声波发射器发射的信号，通过计算两个超声波信号的传输时间，可以实现用户手位置的精确定位。 
实施例7。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述投影成像透镜组是超短焦投影透镜组，从而可以实现近距离的纸张式投影显示，避免人机交互过程中由于手势控制等运动造成的遮挡。 
实施例8。 
包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。 
所述光学投影系统包括微显示芯片、投影成像透镜组、照明光源和传感器，所述投影透镜组外侧增加了一个自由曲面透镜(参考文献2：孙旭涛，应用自由曲面的超薄投影显示系统理论和实验研究，博士学位论文，2008)，该自由曲面透 镜的弯曲表面镀反射膜，从而导致投影的图像旋转了一个加大的方向，从而实现在水平平面上投影成像，该自由曲面透镜还可以矫正在水平被投影平面上投影图像的几何形变。 
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，本文所定义一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。 

Claims (10)

1.一种便携式投影器，其特征在于：包括微型接口电路、CPU处理电路和光学投影系统，所述微型接口电路与CPU处理电路相连接，将视频信号传输给CPU处理电路，所述CPU处理电路对视频进行编码和传输，所述CPU处理电路通过视频传输接口与光学投影系统相连接，所述光学投影系统包括微显示芯片、传感器和投影成像透镜组。
2.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述微型接口电路使用USB 3.0接口、mini USB接口、Displayport接口、mini Displayport接口、HDMI接口、mini HDMI接口或Thunderbolt接口。
3.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述CPU处理上设有无线模块，所述无线模块是蓝牙连接或Wifi连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述便携式投影器的电源通过微型接口电路从外部连接设备获取。
5.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述光学投影系统还包括照明光源，所述微显示芯片是LCoS芯片和DLP芯片，所述照明光源使用低功耗的LED光源或者量子点LED光源。
6.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述光学投影系统还包括照明光源，所述微显示芯片是单镜面扫描的MEMS芯片，所述照明光源使用半导体激光器光源。
7.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述微显示芯片是硅基OLED芯片。
8.根据权利要求5或6所述的一种便携式投影器，其特征在于:所述照明光源与微型芯片之间设有半透半反镜。
9.根据权利要求1所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述传感器是光学传感器或声学传感器，所述光学传感器是红外CMOS芯片、APD阵列或两个普通的CMOS光学传感器，所述声学传感器是超声波发射器和接收器。
10.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种便携式投影器，其特征在于：所述投影成像透镜组还可以是超短焦投影透镜组，所述投影成像透镜组还包括自由曲面透镜。
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