[0001] 本发明涉及科学启蒙玩具领域，尤其涉及一种互动式光影魔术盒。

[0002] 光影魔术盒俗称“科学罐头”，是近些年来日益风靡的一种集科学、娱乐、互动、启蒙等于一体的科学类玩具。光影魔术盒是一种专业又有趣的光学盒，光影魔术盒通过设计光影关系，形成看得见的主题光学画面，让科学实验秒变趣味剧场。

[0003] 而在光影魔术盒使用时，外界亮度环境是随时变化的，光影魔术盒照射到投影墙面或是幕布上时，显示出照射光线强度与周围环境亮度相比，若是过强，可能会损伤视力，而且浪费电能。若是光影魔术盒照射到投影墙面或是幕布的光线强度较低，可能就会看不清。

[0004] 为解决上述问题，常规的办法都是在光影魔术盒上直接配置一个检测周围环境亮度的光线传感器，根据光线传感器检测到的周围环境亮度，控制光影魔术盒的出光功率。

[0005] 而上述控制方式并未考虑光影魔术盒光源光线传播过程中的衰减，若光影魔术盒与投影墙面或投影幕布之间的距离较大，实际到达投影面的光线强度与从光源刚发出的光线强度差异较大，而这一技术问题，在光影魔术盒使用时就很难解决。

[0006] 综上，如何在光影魔术盒投影使用过程中，较为精准的实现光影魔术盒光源投影护眼、节能效果，成为需要解决的问题。

[0033] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0034] 实施例一、本发明设计了一种自动调节投影效果的互动式光影魔术盒，既保证了光影投影品质，也保护了视力，一定程度上也节省了电能，其主要的结构内容如下：

[0035] 请参阅图1、图3，盒体1设有收纳口101、手提部102，盒体1前侧还设有多个光源103，盒体1配置有拉伸架8和拉伸端部9的组合结构，盒体1设有，拉伸架8和拉伸端部9收纳配合安装在收纳口101位置处。

[0036] 从盒体1拉出拉伸架8、拉伸端部9，放置在载物台10上，放置部11包括放置盘1101，放置盘1101放置在拉伸架8上侧，放置盘1101上侧卡合安装与光源103对齐配合的光影板12，光影板12包括透射区域1201和位于透射区域1201上下侧的挡光区域1202，光源103发出的光线经过光影板12的透射区域1201投影在投影面13上，投影面13可以是幕布或是墙面等。拉伸架8、放置盘1101、光影板12具体结构如下：

[0037] 放置盘1101底侧设有多个磁吸底块1102，拉伸架8上侧面开设有多个磁吸凹槽801，磁吸底块1102磁吸安装在磁吸凹槽801位置处。

[0038] 放置盘1101上侧面开设有多个磁吸卡槽1103，光影板12下侧的挡光区域1202底部配置有底侧磁条1203，光影板12的底侧磁条1203磁吸安装在磁吸卡槽1103位置处。

[0039] 请参阅图4，盒体1配置有固定圈板2，固定圈板2环绕在多个光源103外围，固定圈板2两侧竖板之间的间距尺寸大于光影板12的宽度尺寸，这样光影板12就不会遮挡固定圈板2的两侧竖板区域。

[0040] 盒体1的光源103区域配置有内置光强度传感模块7，内置光强度传感模块7检测光源103光强度。

[0041] 固定圈板2两侧竖板均配置有一个边位距离传感模块4，边位距离传感模块4检测投影面13距离，边位距离传感模块4未被光影板12遮挡，向远处的投影面13检测距离信息，固定圈板2两侧竖板均配置有一个环境光强度传感模块5，环境光强度传感模块5检测周围环境光线强度，环境光强度传感模块5所在的水平位置位于光源103所在的水平位置下方。

[0042] 请参阅图2、图3、图4，固定圈板2底部配置有检测光影板12距离的低位距离传感模块3。固定圈板2顶部配置有反射光强度传感模块6，低位距离传感模块3、边位距离传感模块4、环境光强度传感模块5、反射光强度传感模块6这些传感模块都可以集成在固定圈板2上，在生产制造时，单独制造集成这些传感模块的固定圈板2，然后到达组装工厂或车间，直接将带有这些传感模块的固定圈板2安装在光影魔术盒中即可。

[0043] 光影板12上侧的挡光区域1202配置有将光源光线反射到反射光强度传感模块6的反光贴片1204，反光贴片1204朝向盒体1前侧面。

[0044] 反光贴片1204所在的水平位置高于光源103所在的水平位置，反光贴片1204所在的水平位置低于反射光强度传感模块6所在的水平位置，例如，反光贴片1204位于光源103、反射光强度传感模块6水平高度差的中间位置。

[0045] 盒体1内配置有控制器，低位距离传感模块3、边位距离传感模块4、内置光强度传感模块7、环境光强度传感模块5以及反射光强度传感模块6将检测到的电信号传输至控制器，控器进行相应分析，判断相应的检测信息，控制器与光源103电信号连接，从而控制光源103的实时输出功率。

[0046] 请参阅图4、图5，环境光强度传感模块5配置光敏电阻R1光敏，反射光强度传感模块6配置光敏电阻R2光敏，内置光强度传感模块7配置有光敏电阻R3光敏。控制器内设有三个并联在同一恒压源U上的电回路，恒压源U主回路上配置有开关模块K，光敏电阻R1光敏位于第一个电回路上，光敏电阻R2光敏位于第二个电回路上，光敏电阻R3光敏位于第三个电回路上，光敏电阻R1光敏所在电回路还串接有电流监测模块A1，光敏电阻R2光敏所在电回路还串接有电流监测模块A2，光敏电阻R3光敏所在电回路还串接有电流监测模块A3。

[0047] 光敏电阻受到光强度影响，光敏电阻阻值发生变化，光敏电阻所在电回路的电流就发生变化，根据电回路的电流变化，内置光强度传感模块7也是一样，可以利用光敏电阻阻值变化，使得所在电回路的电流发生变化，从而分析光强度变化。

[0048] 实施例二、本发明设计了一种互动式光影魔术盒的控制方法，具体内容如下：

[0049] 首先，将盒体1摆放在载物台10上，从盒体1拉出拉伸架8、拉伸端部9，将放置盘1101磁吸安装在拉伸架8上侧，将光影板12磁吸插装在放置盘1101上侧，按下盒体1电源开关，低位距离传感模块3、边位距离传感模块4、环境光强度传感模块5以及反射光强度传感模块6启动，这个时候也就是各个传感模块进行初始状态的检测，便于根据检测到的参数，来驱控光源103的输出功率。

[0050] 各个传感模块进行检测的内容如下：第一，低位距离传感模块3对光影板12的距离进行检测，记作Dx。第二，边位距离传感模块4对投影面13的距离进行监测，记作Da。第三，环境光强度传感模块5对周围环境光强度进行检测，记作Φa。第四，内置光强度传感模块7对光源103发出的光强度进行检测，记作Φc。第五，反射光强度传感模块6检测光源103光线经反光贴片1204反射的光源103光线强度，记作Φx，存在光强度差△Φ＝Φc‑Φx。

[0051] 然后，设反光贴片1204中心位置与光源103中心位置之间的水平高度差为△h1，设反光贴片1204中心位置与反射光强度传感模块6之间的水平高度差为△h2，则光源103光线经反光贴片1204反射到达值反射光强度传感模块6的总行程

[0052] 然后，设反射光行程衰减系数为λ，则反射光行程衰减系数λ＝F(△Φ)/F(LZ)，其中，F(LZ)为光源103光线经反光贴片1204反射到达值反射光强度传感模块6的总行程LZ的函数参数值。

[0053] 其中，反射光行程衰减系数，是指因为在空气中进行光线传播时，光线会被空气中各类物质吸收、折射，导致光线强度出现衰减，在本发明中，光源103的光线经过一次反射，因此预设反射光行程衰减系数。

[0054] 则光源103光线到达投影面的光强度参数Φm＝Φc‑λ·F(Da)，其中，F(Da)为边位距离传感模块4检测到投影面13距离的函数参数值。

[0055] 最后，系统预设最小光线亮度凸显系数参考值εmin、最大光线亮度凸显系数参考值εmax，εmin>1，εmax>εmin，其中，光线亮度凸显系数，是因为光源103光线透过光影板12的透射区域1201后，最后照射在投影面13上，投影面13显示的光源光线与周围环境光线之间存在亮度差，才能较为清晰的凸显出光源103照射的光线。相对于周围环境光强度，光源103投射到投影面13的光线过强，不仅会浪费大量电能，还会损伤视力。光源103投射到投影面13的光线过低，可能就看不清光源投影光线。

[0056] 判断Φm/Φa与光线亮度凸显系数参考值ε之间的关系：

[0057] 情形一：若Φm/Φa<εmin，则控制器控制增强光源103功率，直至εmin≤Φm/Φa≤εmax。

[0058] 情形二：若Φm/Φa>εmax，则控制器控制降低光源103功率，直至εmin≤Φm/Φa≤εmax。其实也就是，光源103光线到达投影面13的光强度Φm与周围环境光强度之间的差异比值在合理范围εmin～εmax，光源103透过光影板12照射到投影面13的光线强度才是较为护眼、节能的，从而实现高品质投影效果。

[0059] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。