CN206672044U - 投影交互设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种投影交互设备，包括壳体和位于该壳体内的控制器、光源和投影感应组件。该壳体的底部适于被放置在平面上，该控制器与该光源和该投影感应组件分别电连接。该光源设置在该壳体靠近底部的侧壁上，适于向该壳体的外侧发出光膜。该投影感应组件设置于该壳体内的上部，该壳体具有开口，该投影感应组件包括投影装置和感应装置，该投影装置向预定区域投影，该光膜覆盖该预定区域，该感应装置适于感应来自光膜的光。该壳体整体造型的一部分是遮光部，遮挡自该投影装置发出的超过预定投影范围的光线。本实用新型所提供的投影交互设备，使得用户在使用该设备时，眼睛仅看到投影装置所成的像，而不会看到直接从投影装置发出的光线。

Description

投影交互设备

技术领域

本实用新型涉及一种投影交互设备，尤其涉及一种能避免光线直接投射到用户的眼睛的投影交互设备。

背景技术

随着信息技术的进步，人们越来越多的使用交互设备进行工作或者娱乐。然而传统的人机交互设备往往需要通过触摸屏来实现人机交互。无论是传统的采用背光和液晶层的诸如TFT、IPS之类的液晶显示屏，还是使用有机发光二极管的诸如AMOLED显示屏，都是采用直接向用户的眼睛发射光的原理进行显示。这样的显示原理，使得用户事实上在使用过程中一直看着光源，比较容易造成用户眼部的疲劳。与触摸屏不同，投影式显示设备是通过将光线投射到物体上的办法显示图像，用户实际上看到的是物体漫反射的反射光，与人们在自然环境中观察物体的情况类似，比较不容易造成用户眼部的疲劳。因此，投影式显示设备越来越受到人们的青睐。然而，由于投影式显示设备是通过将光线投射到物体上，而物体不是投影设备的一部分，所以难以进行触控。并且，当将投影式显示设备作为类似个人电脑、平板电脑之类的个人设备使用时，可能由于从投影设备发出的光线直接进入用户的眼睛而导致用户眼睛受到刺激。

因此，有必要提出一种能使得用户在使用该设备时，眼睛仅看到投影装置所成的像，而不会看到直接从投影装置发出的光线的投影交互设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种投影交互设备，使得用户在使用该设备时，眼睛仅看到投影装置所成的像，而不会看到直接从投影装置发出的光线。

为了解决本实用新型的至少一部分技术问题，本实用新型提供一种投影交互设备，包括壳体、控制器、光源和投影感应组件，该控制器和该投影感应组件设置在该壳体内，该壳体的底部适于被放置在平面上，该控制器与该光源和该投影感应组件分别电连接。该光源设置在该壳体靠近底部的侧壁上，适于向该壳体的外侧发出光膜，当该壳体被放置于平面上时，该光膜靠近该平面；该投影感应组件设置于该壳体内的上部，该壳体具有开口，该投影感应组件包括投影装置和感应装置，该投影装置适于通过该开口向该壳体外侧的预定区域投影，该光膜覆盖该预定区域，该感应装置适于通过该开口感应来自该预定区域的光膜的光；该壳体具有一遮光部，该遮光部遮挡自该投影装置发出的超过预定投影范围的光线，该遮光部是该壳体整体造型的一部分。

根据本实用新型的至少一个实施例，该壳体还具有连接该开口与该投影感应组件的通道部，该遮光部还遮挡来自该通道部的侧壁的超过预定投影范围的光线。

根据本实用新型的至少一个实施例，该壳体包括底板和罩体，该通道部设置在该罩体上；该控制器与该底板或该罩体固定连接。

根据本实用新型的至少一个实施例，该罩体一体成型。

根据本实用新型的至少一个实施例，该罩体适于自上向下安装到该底板上并容纳该控制器、光源和投影感应组件，该罩体的侧壁与该光源固定连接，该通道部与该投影感应组件固定连接；该光源与该控制器通过连接线连接，该投影感应组件与该控制器通过连接线连接。

根据本实用新型的至少一个实施例，该控制器、光源和投影感应组件固定连接，直接或者间接地固定在该底板上方；该罩体适于自上向下安装到该底板上并容纳该控制器、光源和投影感应组件，该罩体的侧壁与该光源接触，该通道部与该投影感应组件接触，该罩体的边缘与该底板固定连接。

根据本实用新型的至少一个实施例，该光源为长条形，设置在该壳体靠近底部的侧壁的内侧，与该壳体和/或该侧壁固定连接；该壳体在该光源对应的侧壁上设有条形开口，该光源适于通过该条形开口向该壳体的外侧发出光膜；当该光源发出该光膜时，该光膜与该平面的距离的下限为1毫米或2毫米，该光膜与该平面的距离的上限为3毫米或5毫米。

根据本实用新型的至少一个实施例，该光源为长条形，该壳体靠近底部的侧壁上设有与该光源对应的凹槽，该光源以设置在该凹槽内的方式设置在该壳体靠近底部的侧壁上，当该光源发出该光膜时，该光膜与该平面的距离的下限为1毫米或2毫米，该光膜与该平面的距离的上限为3毫米或5毫米。

根据本实用新型的至少一个实施例，该壳体上设有数据接口，该控制器直接与该数据接口连接或通过连接线与该数据接口连接。

根据本实用新型的至少一个实施例，该壳体形成一玩偶造型，该投影感应组件位于该玩偶造型的头部内，该遮光部由该玩偶造型的下巴或嘴部构成。该玩偶造型是动物、人物或者机器人中的一种。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：首先，本实用新型投影交互设备使得用户在自由操作的同时，无需观察屏幕，而是观察投影出的漫反射图像，眼睛不容易疲劳。其次，由于采用了遮挡部等结构，使得用户不会看到直接从投影装置发出的光线或其他不希望被看到的光线，进一步防止用户眼睛受到刺激。第三，本实用新型投影交互设备的遮光部不会破坏整体外形，因而能够形成各种造型。

附图说明

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，其中：

图1示出了本实用新型的一个实施例的投影交互设备的侧剖面结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个实施例的投影交互设备的正剖面结构示意图；

图3示出了本实用新型的另一个实施例的投影交互设备去除壳体后的结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

首先参考图1-2对本实用新型的投影交互设备的一个非限制性的例子进行说明。根据一个非限制性的例子，本实用新型的投影交互设备包括壳体1、控制器2、光源3和投影感应组件4。控制器2、光源3和投影感应组件4都设置在壳体1的内部。壳体1的底部能够被放置在平面5上。例如，壳体1能够被放置在桌面上。具体的底部形状可以是多样的，既可以是如图1中所示，底部是一个平面，也可以是其他形状，例如，底部形成类似拱桥的形状。光源3设置在壳体1靠近底部的侧壁。具体的设置方式可以是多样的。光源3能够向壳体1的外侧发出光膜31，当壳体1被放置于平面5上时，光膜31靠近平面5。值得注意的是，平面几乎可以是任何平面，例如地面，桌面，纸面或者旅行箱的表面等。

投影感应组件4设置于所述壳体内的上部，所述壳体具有开口11，投影感应组件包括投影装置41和感应装置42。投影装置41能够通过开口11向平面5的预定区域(图1中A，B之间的区域)投影。此处的预定区域指得是希望将影像投影到的区域。在当前的例子中，该预定区域指的是壳体1的左侧一端距离内平面5上的区域。光膜31覆盖这一预定区域。与之类似的，感应装置42能够通过所述开口11感应这一预定区域来自光膜的光，并将其与其他的光区分开来。具体的使得感应装置42能够感应光膜的光的方法是多样的，例如，光源3可以是能够发射红外激光的机光器，而感应装置42可以是红外摄像头。这样设置使得，当投影装置41在平面5上投射出图像时，光源3同时也向平面5上方投射光膜。当用户以手指阻挡光膜31时，例如手指点触平面5时，照射在手指上发生散射。感应装置42能够捕捉来自手指的散射光，并以此作为用户输入，从而实现用户在平面5上进行类似于触控，或手势控制等输入以实现人机交互。传统的触控设备使用触控屏实现触控功能，这就导致用户必须直接观察屏幕，由于屏幕的亮度较高，有可能导致眼睛疲劳甚至视力损害。本实用新型提供的投影交互设备用户可以观察投影装置41投射在平面5上，并发生漫反射的光线，对眼睛的负担较小。

所述壳体具有一遮光部12，遮光部12能够遮挡来自投影装置41的投射向预定投影范围之外的区域的光线。预定投影范围指的是，来自投影装置41可以被允许的照射范围。根据本领域公知技术可知，一般投影设备在向作为目标区域的预定区域发出光线外，会有一部分光线向预定区域以外投射。但是如果不是较大幅度的偏离目标区域，这样的光线是可以接受的。然而，本实施例所提供的投影交互设备，由于与用户较近，向目标区域以外投射的光线如果有够射入用户眼睛的可能，就是不课接受的。预定投影范围值得就是在本案中光线可以照射的范围。这一范围大于预定区域，但不包含用户眼睛可能位于的区域。并且遮光部12是壳体1整体造型的一部分，例如遮光部12可以是壳体1的上部向前或者向下突出的部分。通常在使用时，用户通常是自上而下(即图中箭头6的方向)观察被投影出的影像。此时不希望从投影装置41发出的光线能够直接传播到用户的眼睛里。设置遮光部能够避免这样的情况发生，从而进一步保护用户的视力。

值得注意的是，以上的例子只是对本实用新型所提出的投影交互设备的一个可选的例子的说明。本实用新型所提出的投影交互设备的许多部分都可以具有多种多样的设置方式，下面以一些例子进行进一步的说明。

根据一个非限制性的实施例，除了采用能够发射光膜的光源3来照射用户的手指的方法外，还可以采用将光源3与投影感应组件4集成设置的方法，向预定区域发射可以被感应装置42识别的光束。此处集成设置应为广义理解，光源3与投影感应组件4既可以是一个整体，也可以是两个相互靠近、相互紧贴甚至相互连接的独立的部件。

在当前的在非限制性例子中，识别用户的输入时(例如用户手部的移动和点击)则可以使用发射飞行时间法(TOF)。即，由光源3向预定区域发射连续发送光脉冲。由于预定区域为平面，照射到平面的光脉冲会发生类似镜面反射的效果而大部分不反射回感应装置42所以在的位置。相对的，当用户进行操作时，例如将手伸入该预定区域，照射在用户的手上光脉冲则在发生漫反射，使得传感装置42能够接收返回的光。通过探测光脉冲的飞行(往返)时间，即可获知用户的手的空间位置。

继续参考图1，根据一个非限制性的实施例，壳体1还具有连接开口11和投影感应组件4的通道部13。遮光部12不但遮挡来自所述投影装置41向上方(即背离所述平面的方向)传播的光线。还遮挡来自所述通道部13的侧壁的向用户眼睛可能位于的区域传播的光线。“来自通道部13的光线”这一表述并不代表通道部13自身会发光，而是由于通道部13的位置离投影感应组件4较近，投影装置41的部分光线照射到通道部13上时强度较大，虽然在通道部13处发生漫反射，但漫反射出的光线强度仍有可能造成用户眼部不适。设置通道部13的好处一方面在于能使得壳体1的表面较为完整，灰尘、异物等不容易进入壳体1的内部。另一方面，通道部13能够使得感应组件4与壳体1的相对位置较为固定，增强投影交互设备的坚固程度。

继续参考图1，根据一个非限制性的实施例，壳体1包括底板15和罩体14。通道部13设置在罩体14上。控制器2与壳体1的连接方式可以是多样的。例如，控制器2可以如图1中所示的，与底板15固定连接，也可以是与罩体14连接的。罩体14的制作方式也可以是多样的。例如，罩体14可以是一体成型的。底板15和罩体11与位于壳体1内部的控制器2、光源3和投影感应组件4的具体连接方式可以是多种多样的，下面以两个非限制性的例子对此进行说明。

根据一个非限制性的实施例，罩体14可以自上向下安装到底板15，上并容纳控制器2、光源3和投影感应组件4。其中罩体14的侧壁与光源3固定连接，通道部13和投影感应组件固定连接。在当前的例子中，控制器2与底板15固定连接，在其他的例子中，控制器2与罩体14固定连接。光源3与控制器2之间不固定连接，而是通过连接线连接。类似的，投影感应组件4与控制器2也通过连接线连接。这里连接线应理解为能够传输数据或者能够传输电力的连接线。当然，既能传输数据也能够传输电力的缆线显然也属于连接线。在此种设置下，控制器2、光源3和投影感应组件4分别与壳体1固定，并且控制器2、光源3和投影感应组件4这三者之间没有刚性连接。这样设置的好处在于，在装配时，能够将控制器2、光源3和投影感应组件4先后安装，有利于整个组装流程的组织。并且，由于控制器2、光源3和投影感应组件4这三者之间的相对位置可以变化，还能够使用可动的壳体1。此外，若因为壳体1的生产公差导致控制器2、光源3和投影感应组件4这三者之间相对位置略微偏离设计值，也不会导致不能组装。

参考图3，根据另一个非限制性的实施例，控制器2、光源3和投影感应组件4固定连接。并最终固定在底板15上方。具体的与底板15的固定方式可以是多样的。例如，可以是光源3和投影感应组件4都与控制器2固定连接，并且通过控制器2与底板15的固定连接间接的和底板15固定连接。罩体14与其他部件的相对位置关系与图1中所示类似，因此为了使图3更加清楚而不再画出。罩体14可以自上向下安装到底板15，并容纳控制器2、光源3和投影感应组件4。罩体14通过边缘与底板15固定连接的方法与底板15固定在一起。罩体14的侧壁与光源3接触，通道部13所述投影感应组件4接触。在此种设置下，控制器2、光源3和投影感应组件4固定成一个整体，然后与壳体1固定。这样设置的好处在于，为实现投影和交互功能的部件都固定在一起，壳体1能够较为方便的进行更换。用户可以以较低的价格购买新的壳体，并自由的为自己的投影交互设备更换新的壳体1。罩体14的侧壁与所述光源3接触，通道部13所述投影感应组件接触可以起到定位作用，消除由于制造公差带来的相对位置偏差。

事实上，不仅控制器2、光源3和投影感应组件4之间的连接固定关系可以是多样的，光源3本身的固定方式也可以有多种变化。下面参考图1-2，来说明光源3的一种可选的设置方式。光源3为长条形，设置在所述壳体1靠近底部的侧壁的内侧。壳体1在光源3对应的侧壁上设有条形开口16。使得光源3能通过该条形开口16向壳体1外部发出光膜31。这样设置的好处在于，壳体1几乎完全阻挡光源3，使得光源3不容易被污染，同时由于用户在壳体1安装完成后无法直接接触光源3，降低了光源3在使用中因用户误触而损坏的风险。光源3与条形开口16设置的位置使得光源3发出的光膜31平面5的距离为1毫米、2毫米、3毫米或者5毫米。当认为本实用新型提供的投影交互设备将会在较佳的环境中使用时，可以设置为1毫米或者2毫米，增加用户进行操作时的精度。相反，当认为本实用新型的投影交互设备将会在较恶劣的环境中使用，例如，将会在地面、水泥台面、旧木桌等不太平整的平面使用时，可以设置为3毫米或者5毫米，以增强本实用新型的投影交互设备的可靠性。

光膜31的具体射出方式可以是多样的。根据一个非限制性的例子，一种可选光膜31的射出的方式是将条形开口16设置在相对于平面5的距离为1毫米、2毫米、3毫米或者5毫米的位置。并使得射出的光膜31与平面5平行。这样设置的好处在于，使得在预定区域(图1中A，B之间的区域)内，光膜的高度处于所希望的范围内，并且各处高度一致。参考图1，根据另一个非限制性的例子，光膜31的另一种射出方式是，将条形开口16设置在相对于平面5的距离较大(例如2.5毫米至3.5毫米)的位置，并使得光膜31倾斜。使得光膜31与平面5的距离，在预定区域内处于1毫米至2毫米之间。在当前的例子，光膜31与平面5的距离在A处为1毫米，在B处为2毫米。这样设置的好处在于使得在保证预定区域内光膜31的高度处于合适范围内的前提下，使得与条形开口16对应的光源3可以设置在较高的位置，从而能够使用较厚的底板15或者使壳体1的底部的造型设计可以较为自由。

根据一个非限制性的实施例，本实用新型提供的投影交互设备在其壳体1上还设有数据接口17。控制器2与数据接口17连接以便与其他设备连接并进行数据交换。控制器2与数据接口17连接的方式可以是多样的。其中一种可选的方式是，如图1中所示的，控制器2通过一连接线与数据接口17。其他的方式可以是，控制器2直接与数据接口17连接。

壳体1只要能够容纳控制器2、光源3和投影感应组件4并满足这些部件的位置要求(例如光源3必须接近底面，投影感应组件4必须能够朝向下方)外，其外形可以是各种各样的。例如，可以如图1中所示形成一小鸟的玩偶造型，将投影感应组件4设置在该小鸟玩偶的头部，遮光部件12则由小鸟玩偶的嘴部构成。这样设置既可以实现功能性，又能兼顾外观的造型。其他可选的壳体1的造型包括，构成动物形(例如小熊、小猫的造型)、人形(例如卡通人物，小丑等)或者机器人型。当采取这些造型时，可能不适于通过凸起的嘴巴来进行遮光，可以将开口11设置在玩偶的脖子处，由动物、人或者机器人外形中的下巴部分进行遮光。

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做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。

Claims (10)

1.一种投影交互设备，包括壳体、控制器、光源和投影感应组件，所述控制器和所述投影感应组件设置在所述壳体内，所述壳体的底部适于被放置在平面上，所述控制器与所述光源和所述投影感应组件分别电连接，其特征在于：

所述光源设置在所述壳体靠近底部的侧壁上，适于向所述壳体的外侧发出光膜，当所述壳体被放置于平面上时，所述光膜靠近所述平面；或，所述光源与所述投影感应组件集成设置，适于向所述壳体的外侧发出光束；

所述投影感应组件设置于所述壳体内的上部，所述壳体具有开口，所述投影感应组件包括投影装置和感应装置，所述投影装置适于通过所述开口向所述壳体外侧的预定区域投影，所述光膜或所述光束覆盖所述预定区域，所述感应装置适于通过所述开口感应来自所述预定区域的所述光膜的光或所述光束的光；

所述壳体具有一遮光部，所述遮光部遮挡自所述投影装置发出的超过预定投影范围的光线，所述遮光部是所述壳体整体造型的一部分。

2.根据权利要求1所述的投影交互设备，其特征在于：所述壳体还具有连接所述开口与所述投影感应组件的通道部，所述遮光部还遮挡来自所述通道部的侧壁的超过预定投影范围的光线。

3.根据权利要求2所述的投影交互设备，其特征在于：所述壳体包括底板和罩体，所述通道部设置在所述罩体上；

所述控制器与所述底板或所述罩体固定连接。

4.根据权利要求3所述的投影交互设备，其特征在于：所述罩体一体成型。

5.根据权利要求3所述的投影交互设备，其特征在于：所述罩体适于自上向下安装到所述底板上并容纳所述控制器、光源和投影感应组件，所述罩体的侧壁与所述光源固定连接，所述通道部与所述投影感应组件固定连接；

所述光源与所述控制器通过连接线连接，所述投影感应组件与所述控制器通过连接线连接。

6.根据权利要求3所述的投影交互设备，其特征在于：所述控制器、光源和投影感应组件固定连接，直接或者间接地固定在所述底板上方；

所述罩体适于自上向下安装到所述底板上并容纳所述控制器、光源和投影感应组件，所述罩体的侧壁与所述光源接触，所述通道部与所述投影感应组件接触，所述罩体的边缘与所述底板固定连接。

7.根据权利要求1所述的投影交互设备，其特征在于：所述光源为长条形，设置在所述壳体靠近底部的侧壁的内侧，与所述壳体和/或所述侧壁固定连接；

所述壳体在所述光源对应的侧壁上设有条形开口，所述光源适于通过所述条形开口向所述壳体的外侧发出光膜；

当所述光源发出所述光膜时，所述光膜在所述预定区域与所述平面的距离的下限为1毫米或2毫米，所述光膜与所述平面的距离的上限为3毫米或5毫米。

8.根据权利要求7所述的投影交互设备，其特征在于：所述光膜与所述平面的距离随着与所述壳体的距离增加而减小，所述光膜在所述预定区域与所述平面的距离为1毫米至2毫米，所述条形开口与所述平面的距离为2.5毫米至3.5毫米。

9.根据权利要求1所述的投影交互设备，其特征在于：所述壳体上设有数据接口，所述控制器直接与所述数据接口连接或通过连接线与所述数据接口连接。

10.根据权利要求1所述的投影交互设备，其特征在于：所述壳体形成一玩偶造型，所述投影感应组件位于所述玩偶造型的头部内，所述遮光部由所述玩偶造型的下巴或嘴部构成；

所述玩偶造型是动物、人物或者机器人中的一种。