一种沉浸式投影装置的制作方法

1.本实用新型涉及投影技术领域，具体而言，涉及一种沉浸式投影装置。


背景技术：

2.目前，投影设备沉浸式投影通常都是指通过多通道的投影融合技术将投影画面投射到大型或者多面的投影幕上，让观众有种置身于影片中的感觉。沉浸式投影从各个层面包围着观众，能够全面的覆盖观众的视角，身临其境的沉浸感是普通投影所不能实现的，已经被越来越多的领域运用。但是，这种沉浸式投影方式通常只能用在特定的场合，需要多台投影机固定安装在特定的位置，不同位置的投影机根据其安装位置投射不同的3d画面，应用范围较窄，使用不便。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种沉浸式投影装置，控制器根据壳体的姿态信息输出对应的投影信息，实现沉浸式投影效果。
4.本实用新型是这样实现的：
5.一种沉浸式投影装置，包括：壳体和安装在所述壳体上的投影模组、姿态采集单元、投影驱动单元和控制单元，所述投影模组电连接于所述投影驱动单元，所述姿态采集单元和所述投影驱动单元均与所述控制单元通信连接；其中，
6.所述姿态采集单元，用于采集所述壳体的姿态信息；
7.所述控制单元，用于根据所述姿态信息输出投影信息，所述投影信息包括显示信息；
8.所述投影驱动单元，用于根据所述显示信息，驱动所述投影模组输出相应的显示画面。
9.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述投影信息还包括音频信息，所述壳体内安装有音频输出模组和音频驱动单元，所述音频驱动单元与所述控制单元通信连接，用于根据所述音频信息驱动所述音频输出模组输出相应的音频。
10.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述显示信息包括画面信息和亮度信息，所述投影驱动单元包括光源驱动单元和面板驱动单元，所述光源驱动单元用于根据所述亮度信息驱动所述投影模组输出相应的画面亮度，所述面板驱动单元用于根据所述画面信息驱动所述投影模组输出相应的画面。
11.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述投影模组包括依次设置的光源、第一透镜、显示面板和第二透镜，所述光源驱动单元电连接至所述光源，所述面板驱动单元电连接至所述显示面板。
12.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述控制单元设有存储设备接口。
13.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括用户交互单元，用于根据用户动作输出交互信息，所述用户交互单元与所述控制单元通信连接，所述控制单元根据所述交
互信息改变所述投影信息。
14.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述用户交互单元为按压式交互单元或拨动式交互单元。
15.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述控制单元选用f1c100s 芯片。
16.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述姿态采集单元选用 mpu
‑
6050 6轴姿态传感设备。
17.进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述姿态采集单元通过无线传输模块与所述控制单元通信连接。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的沉浸式投影装置，使用时，姿态采集单元采集壳体的姿态信息，并将姿态信息传给控制单元，控制单元根据姿态信息输出对应的投影信息，投影驱动单元依据投影信息，控制投影模组输出对应的投影画面，实现沉浸式的投影效果，使用方便，且适用于多种场合应用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1是本实用新型实施例的沉浸式投影装置的电路结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例的沉浸式投影装置的结构示意图。
22.图标：101
‑
壳体；11
‑
第二透镜；12
‑
显示面板；13
‑
第一透镜；14
‑
光源；21
‑
面板驱动单元；22
‑
光源驱动单元；31
‑
姿态传感器；32
‑
姿态计算单元； 40
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控制单元；41
‑
存储设备接口；51
‑
音频输出模组；52
‑
音频驱动单元；60
‑ꢀ
用户交互单元；70
‑
外置存储设备。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.实施例
29.参照图1和图2所示，本实施例提供一种沉浸式投影装置，包括壳体 101和安装在所述壳体101上的投影模组、姿态采集单元、投影驱动单元和控制单元40。所述投影模组电连接于所述投影驱动单元，所述姿态采集单元和所述投影驱动单元均与所述控制单元40通信连接。
30.姿态采集单元用于采集所述壳体101的姿态信息，可以理解的是，姿态采集单元可以安装在壳体101的内部或者壳体101的外壳上，只要保证姿态采集单元和壳体101的相对位置固定不变即可。本实施方式中，姿态采集单元安装在壳体101的外部。
31.进一步地，姿态采集单元包括姿态传感器31和姿态计算单元32，具体地，选用mpu
‑
6050 6轴姿态传感设备。姿态传感器31以固定频率将壳体 101当前的3轴加速度、3轴角速度等姿态信息(即姿态信号)发送至姿态计算单元。所发送的数据还可以包括3轴地磁数据。姿态传感器(e.t
‑
ahrs) 是基于mems技术的高性能三维运动姿态测量系统，包含三轴陀螺仪、三轴加速度计(即imu)，三轴电子罗盘等辅助运动传感器，通过内嵌的低功耗 arm处理器输出校准过的角速度，加速度，磁数据等。姿态计算单元采用卡尔曼滤波等技术，通过基于四元数的传感器数据算法进行运动姿态测量，实时输出以四元数、欧拉角等表示的零漂移三维姿态数据，从而得到壳体 101当前的空间姿态信息，并将姿态信号发送至控制单元40。可以理解的是，mpu
‑
6050 6轴姿态传感设备中内置有姿态传感器31和姿态计算单元 32，本实施方式中不涉及到对计算机程序的改进。
32.需要说明书的是，在其他实施方式中，也可以是将姿态计算单元32为内置于控制单元40的姿态解算程序。
33.控制单元40用于根据所述姿态信息输出投影信息，所述投影信息包括显示信息。
34.进一步地，在本实施方式中，控制单元40通过存储设备接口41，读取外置存储设备70上的3d文件数据。优选地，所述存储设备接口41采用 spi flash协议和外置存储设备70通讯。其他实施方式中，也可以采用usb 大容量存储设备等接口。
35.所述投影驱动单元用于根据所述显示信息，驱动所述投影模组输出相应的显示画
面。具体地，在本实施方式中，所述显示信息包括画面信息和亮度信息，所述投影驱动单元包括光源驱动单元22和面板驱动单元21，所述光源驱动单元用于根据所述亮度信息驱动所述投影模组输出相应的画面亮度，所述面板驱动单元用于根据所述画面信息驱动所述投影模组输出相应的画面。所述投影模组包括依次设置的光源14、第一透镜13、显示面板 12和第二透镜11。所述光源驱动单元22电连接至所述光源14，所述面板驱动单元21电连接至所述显示面板12。
36.本实施例中，光源优选为led光源，控制单元40将亮度信号传输至光源驱动单元22，光源驱动单元22生成pwm驱动信号，调节led光源的亮度。显示面板12优选为lcd面板，控制单元40将显示信号传输至面板驱动单元21，面板驱动单元21控制lcd面板上的像素颜色改变，显示出画面。led发出的光依次经过第一透镜13、lcd面板、第二透镜11，将lcd面板上的画面投射到外部的屏幕上，形成用户可见的画面。
37.进一步地，在较佳的实施方式中，所述投影信息还包括音频信息，所述壳体101内安装有音频输出模组51和音频驱动单元52。所述音频驱动单元52与所述控制单元40通信连接，用于根据所述音频信息驱动所述音频输出模组51输出相应的音频。本实施方式中，音频输出模组51优选为立体声扬声器或立体声耳机。
38.进一步地，在较佳的实施方式中，还包括用户交互单元60。用户交互单元60用于根据用户动作输出交互信息，所述用户交互单元60与所述控制单元40通信连接，所述控制单元40根据所述交互信息改变所述投影信息。具体地，控制单元40在接收所述交互信息后，计算当前用户对3d虚拟场景的交互操作，改变3d虚拟场景中的虚拟物体。可以理解的是，控制单元40根据交互信息改变投影场景例如可以参照现有的3d互动投影技术，在此不再进行赘述。
39.进一步地，在本实施方式中，所述用户交互单元为按压式交互单元或拨动式交互单元。例如在壳体101上安装按钮或者摇杆，用户通过按压按钮或者摇动摇杆发送交互信号至控制单元40。
40.进一步地，在本实施方式中，所述控制单元40选用f1c100s芯片。控制单元40通过无线传输模块或者有限方式与投影、投影驱动单元、用户交互单元60等进行通信连接。有线或者无线的通信均为现有的通信方式，在此不再进行赘述。
41.综上，通过壳体101上设置的姿态采集单元，获得壳体101在空间中的姿态、朝向等姿态信号，控制模块40根据姿态信号获得待投射画面、亮度、音频等投影信息。控制模块将投影信息发送给投影模组和音频输出模组，使得投影模组和音频输出模组根据接收到的待投射画面和音频进行投影。该投影仪设备能够根据设备在空间中的不同姿态、角度，改变投影的画面，从而实现沉浸式的投影效果，使用方便，且适用于多种场合应用。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。