本實(shí)用新型涉及三維投影設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種3D立體成像投影設(shè)備。

背景技術(shù)：

3D立體成像投影設(shè)備是一種三維仿真成像設(shè)備，能夠應(yīng)用于各種高端多媒體播放展示。鑒于投影成像原理的特殊性，外部的光照容易對(duì)成像產(chǎn)生眩光，大大降低成像的清晰度，影響成像質(zhì)量。另外，普通的3D立體成像投影設(shè)備需要占用較大的面積，一旦需要投影較大的影像時(shí)，設(shè)備占用的場(chǎng)地面積也相應(yīng)增大，地場(chǎng)地資源的利用率偏低，制約了設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用。加上設(shè)備僅限于投影功能，與觀察者缺少互動(dòng)，沒有讓觀察者產(chǎn)生更好的代入感，降低了用戶體驗(yàn)。

不難看出，現(xiàn)有技術(shù)還存在一定的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種3D立體成像投影設(shè)備，相較于普通的3D立體成像投影設(shè)備更節(jié)省空間，且影像更清晰。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種3D立體成像投影設(shè)備，包括投影箱體、投影玻璃、投影裝置和電氣總成；四塊投影玻璃組成尖端向投影箱體的四棱錐形，投影玻璃的表面設(shè)有反射投影膜，每塊投影玻璃構(gòu)成向投影裝置傾斜的反射面；投影箱體設(shè)于投影玻璃的上方，電氣總成設(shè)于投影箱體的內(nèi)部；投影箱體的底面設(shè)有四個(gè)向內(nèi)收斂的棱錐面，分別朝投影玻璃的四個(gè)棱錐面傾斜設(shè)置，每個(gè)投影箱體的底部棱錐面上分別設(shè)有一個(gè)傾斜向投影玻璃的投影裝置，投影裝置與電氣總成連接。

進(jìn)一步的，所述投影裝置與水平面之間的收斂?jī)A斜角α，與投影玻璃的傾斜角θ之間符合幾何關(guān)系：

進(jìn)一步的，所述投影裝置的中心到投影玻璃的棱錐中心之間的距離A、所述投影箱體的最低底面到投影玻璃底邊之間的高度H、以及所述投影玻璃頂部與投影箱體的最低底面平齊的上邊長(zhǎng)l之間符合幾何關(guān)系：

進(jìn)一步的，所述投影裝置與水平面之間的收斂?jī)A斜角取值范圍為：α∈[0°，30°]，投影玻璃的傾斜角的取值范圍為：θ∈[45°，60°]。

進(jìn)一步的，所述投影箱體上還設(shè)有對(duì)外發(fā)聲的音箱，音箱與電氣總成連接。

進(jìn)一步的，所述投影箱體上還設(shè)有麥克風(fēng)，電氣總成還設(shè)有數(shù)據(jù)交互模塊，麥克風(fēng)與電氣總成的數(shù)據(jù)交互模塊連接。

進(jìn)一步的，所述投影箱體上還設(shè)有攝像頭，電氣總成還設(shè)有數(shù)據(jù)交互模塊，攝像頭與電氣總成的數(shù)據(jù)交互模塊連接。

本實(shí)用新型提供的一種3D立體成像投影設(shè)備，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

投影裝置的投影角度向內(nèi)收斂，有效避免了展示場(chǎng)地本身的燈光干擾，確保投影的亮度集中，有更高的成像效果；

能夠調(diào)整投影玻璃的傾角數(shù)值，在同樣的成像大小的前提下有效縮減設(shè)備整體的占地面積；

具有音箱、麥克風(fēng)、攝像頭等多媒體交互設(shè)備，能夠與用戶之間產(chǎn)生交互體驗(yàn)，大大提升用戶的使用體驗(yàn)和產(chǎn)品的科技感。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種3D立體成像投影設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為各部件的夾角關(guān)系示意圖。

圖4為各部件的尺寸關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、投影箱體

2、投影玻璃 3、投影裝置

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

需要說(shuō)明，下文中所引述的頂、底、左、右等方位朝向概念，皆是針對(duì)設(shè)備的常規(guī)擺放方位朝向而作出的敘述。實(shí)際各個(gè)方位是相對(duì)而言的，即使設(shè)備在實(shí)際的使用中針對(duì)環(huán)境等因素調(diào)整方位朝向，只要設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理與本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)相同，就屬于本專利的保護(hù)范圍。

請(qǐng)參閱圖1，一種3D立體成像投影設(shè)備，包括投影箱體1、投影玻璃2、投影裝置3和電氣總成；四塊投影玻璃2組成尖端向投影箱體1的四棱錐形，投影玻璃2的表面設(shè)有反射投影膜，每塊投影玻璃2構(gòu)成向投影裝置3傾斜的反射面；投影箱體1設(shè)于投影玻璃2的上方，電氣總成設(shè)于投影箱體1的內(nèi)部；投影箱體1的底面設(shè)有四個(gè)向內(nèi)收斂的棱錐面，分別朝投影玻璃2的四個(gè)棱錐面傾斜設(shè)置，每個(gè)投影箱體1的底部棱錐面上分別設(shè)有一個(gè)傾斜向投影玻璃2的投影裝置3，投影裝置3與電氣總成連接。

3D立體成像投影設(shè)備的基本原理，是在頂部的投影箱體1上設(shè)置投影裝置3，投影裝置3將產(chǎn)生的影像投影在投影玻璃2的表面，再通過(guò)投影玻璃2將影像反射到觀察者的眼中。投影玻璃2上的投影膜能夠更好地反射投影裝置3的光，形成較為清晰的像。而且這個(gè)像與投影玻璃2形成一定的距離，感覺就好像投影物是存在于投影玻璃2所圍閉出的四棱錐內(nèi)部一樣。而投影箱體1內(nèi)部的電氣總成包括了所需的電路設(shè)備、處理器、顯卡等。

本實(shí)用新型一個(gè)明確的特點(diǎn)，是投影箱體1的構(gòu)造是向內(nèi)收斂，從而使投影裝置3的朝向也是向內(nèi)收斂，整體形成一個(gè)錐形結(jié)構(gòu)。由于投影成像原理的特殊性，想要獲得一個(gè)清晰的像，就需要盡量避免外部光源的眩光干擾，最好是在漆黑的環(huán)境中使用。然而實(shí)際的環(huán)境條件不一定能夠關(guān)閉外部的光源，光照設(shè)在投影玻璃2或者散射到投影裝置3上，都會(huì)降低成像質(zhì)量，使像變得模糊。而投影箱體1的收斂結(jié)構(gòu)，在一定程度上解決了這一問(wèn)題。外部的光不容易散射到向內(nèi)收斂的投影裝置3上，確保了投影的光線本身不容易受到干擾。而且投影箱體1的收斂結(jié)構(gòu)就好像一把遮陽(yáng)傘一樣，也在一定程度上阻擋了照射在投影玻璃2上的光線。

作為優(yōu)選，所述投影裝置3與水平面之間的收斂?jī)A斜角α，與投影玻璃2的傾斜角θ之間符合幾何關(guān)系：下面來(lái)詳述該幾何關(guān)系的推導(dǎo)過(guò)程：

請(qǐng)參閱圖2，設(shè)投影裝置3與水平面之間的收斂?jī)A角為α，則投影裝置3的投射方向與豎直線之間的夾角也為α，稱之為投射角。為了使觀察者能夠水平觀察影像，故要求經(jīng)過(guò)投影玻璃2反射后的出光方向是水平，那么出光方向與投影光線之間的夾角為：

∠1＝90°-α。

根據(jù)鏡像反射原理，故反射角為：

投影玻璃2的傾角θ應(yīng)等于投影玻璃2的垂線與豎直線之間的夾角，由此可求得投影玻璃2的傾角為：

單純求得α與θ之間的幾何關(guān)系顯然并不足夠，各個(gè)部件的擺放方位及尺寸之間也需要遵循一定的幾何關(guān)系才能形成更仿真的影像。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述投影裝置3的中心到投影玻璃2的棱錐中心之間的距離A、所述投影箱體1的最低底面到投影玻璃2底邊之間的高度H、以及所述投影玻璃2頂部與投影箱體1的最低底面平齊的上邊長(zhǎng)l之間符合幾何關(guān)系：

請(qǐng)參閱圖3，投影玻璃2所圍閉的是一個(gè)四棱錐，對(duì)觀察者而言，可見區(qū)域的高度正是投影箱體1的最低底面到投影玻璃2底邊之間的高度H，故超出該高度以上的那部分投影玻璃2沒有存在意義，計(jì)算時(shí)不予考慮。對(duì)于觀察而言，要求投影的成像位于正中，故投影裝置3的投影中心應(yīng)位于投影玻璃2的中點(diǎn)。同時(shí)，投影成像的像距S等于投影裝置3到投影中心的距離，而三維投影的效果應(yīng)該讓投影出來(lái)的像相當(dāng)于在投影玻璃2圍閉的棱錐的正中心，所以像距S應(yīng)該與棱錐各個(gè)面的三角形的中線的一半相等，設(shè)投影玻璃2的底邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，即：

考慮到像距S的可調(diào)整性，且實(shí)際應(yīng)用中可以將投影玻璃2橫向拉長(zhǎng)為梯形。那么設(shè)：投影玻璃2頂部與投影箱體1的最低底面平齊的上邊長(zhǎng)l，根據(jù)上式可得到：

而投影裝置3中心到整個(gè)投影設(shè)備中心的距離A就等于：

按照人的視野舒適作為標(biāo)準(zhǔn)，一般希望像距S占可見區(qū)域H的30％-50％，此時(shí)對(duì)于像距S來(lái)講，就相當(dāng)于一個(gè)調(diào)整像距的變量，可以先確定為0，等確定α角度后再根據(jù)情況自由調(diào)控。當(dāng)S＝50％H，那么投影玻璃2就是一個(gè)三角形，代入上述公式，此時(shí)的α＝0，即θ＝45°。當(dāng)S＝30％H，此時(shí)的α≈26°，代入得θ≈58°，那么為了便于加工，可近似向上取整得：α＝30°，θ＝60°作為合理取值范圍。因此，α∈[0°，30°]，θ∈[45°，60°]是較為合理的取值范圍。而可視區(qū)域H就可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)定，再代入上述公式確定其他參數(shù)的取值。而適量增大l可以適當(dāng)增加像距，并橫向拉長(zhǎng)投影玻璃2的寬度，使成像不會(huì)過(guò)于局促狹窄。

α角的調(diào)整幅度表面上看很小，但實(shí)際的影響是很大的。假設(shè)α＝0，θ＝45°時(shí)，投影玻璃2的底邊長(zhǎng)L＝2H，此時(shí)設(shè)備所占用的面積為S_面積；那么當(dāng)α＝30°，θ＝60°時(shí)，由于投影玻璃2的底邊長(zhǎng)L’＝2H*cotθ≈0.577*2H，此時(shí)設(shè)備所占用的面積為S_面積'＝(0.577)²*S_面積＝0.333*S_面積，面積節(jié)省超過(guò)60％?？梢姦两堑妮p微調(diào)整帶來(lái)了意想不到的功效，如果進(jìn)一步提高α角而調(diào)整投影玻璃2頂部與投影箱體1的最低底面平齊的上邊長(zhǎng)l，還有望進(jìn)一步縮小設(shè)備所占用的面積。

作為優(yōu)選，所述投影箱體1上還設(shè)有對(duì)外發(fā)聲的音箱，音箱與電氣總成連接。所述投影箱體1上還設(shè)有麥克風(fēng)和(或)攝像頭，電氣總成還設(shè)有數(shù)據(jù)交互模塊，麥克風(fēng)和(或)攝像頭與電氣總成的數(shù)據(jù)交互模塊連接。麥克風(fēng)能夠接收觀察者的聲音指令，觀察者就可以通過(guò)對(duì)麥克風(fēng)給出語(yǔ)音指令來(lái)產(chǎn)生互動(dòng)；攝像頭能夠接收觀察者的動(dòng)作指令，類似于體感控制，也是一種互動(dòng)方式。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。