CN109782435B - 多场景空气成像和交互系统 - Google Patents
多场景空气成像和交互系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109782435B CN109782435B CN201910232386.1A CN201910232386A CN109782435B CN 109782435 B CN109782435 B CN 109782435B CN 201910232386 A CN201910232386 A CN 201910232386A CN 109782435 B CN109782435 B CN 109782435B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- display screen
- negative refraction
- refraction plate
- scene
- main body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 9
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims 1
- 208000008918 voyeurism Diseases 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 241001310793 Podium Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了多场景空气成像和交互系统，包括场景主体和其内设有的控制器、显示屏，场景主体包括但不限于橱柜、会议桌、汽车仪表台和讲桌，场景主体上设有空气成像组件和红外摄像头，空气成像组件包括防窥膜、抑制反射膜、吸光管和光学负折射板，显示屏设置在场景主体内部，场景主体设有开口与显示屏相对，吸光管的两端分别与开口和显示屏连接，光学负折射板设置在开口处，光学负折射板与显示屏之间的夹角为锐角或直角，防窥膜设置在显示屏表面，抑制反射膜贴在光学负折射板的两面，光学负折射板一侧空气中形成有实像，显示屏、红外摄像头均与控制器电连接。能集成使用在厨房、会议桌、汽车仪表、讲台等；可空气成清晰像；且能进行触控。
Description
技术领域
本发明属于空气成像设备领域，具体涉及多场景空气成像和交互系统。
背景技术
空气成像有广大的应用场景。目前最常见的空中成像技术包括全息膜成像和雾幕成像，全息膜成像主要是全息膜呈45度放置，显示屏或投影机的投影幕利用平面镜反射原理在全息膜上呈现虚像。实现方法非常简单，但这种技术存在两个问题：一、由于利用反射原理，所以影像显示在全息膜上，是一个虚像，人无法触碰到，距离也比较远，这会大大的降低用户的观看体验。二、使用环境必须在黑暗环境，否则就会看到全息膜而容易穿帮，或者成像模糊与后面的背景通透。雾幕成像可以实现空气成像的方法是通过在空气中喷射水蒸气或者颗粒雾，形成有一定厚度的水雾幕，再通过投影把内容投射到雾幕上的形式，从而实现空间悬浮成像的效果，但是此技术存在的问题：一、这种水雾投影成像技术所形成的影像并不稳定、图像质量不高、分辨率低。二、要形成水雾幕需要持续不断的补给水或者形成烟雾的材料，整个过程能耗大、实用小，所以无法满足很多场景使用，比如无法使用在厨房场景、会议桌场景、汽车仪表参数空气显示场景、空气成像提词讲台场景等。
发明内容
本发明的目的在于提供了多场景空气成像和交互系统，能方便的集成使用在厨房场景、会议桌场景、汽车仪表参数空气显示场景、空气成像提词讲台等众多场景中；可在空气中成像，成像清晰且不需借助介质；且能在该空气成像上进行触控，操作交互体验好。
为达上述目的，本发明的主要技术解决手段是提供多场景空气成像和交互系统，包括场景主体和其内设有的控制器、显示屏，所述场景主体包括但不限于橱柜、会议桌、汽车仪表台和讲桌，场景主体上设有空气成像组件和红外摄像头，空气成像组件包括防窥膜、抑制反射膜、吸光管和光学负折射板，所述显示屏设置在场景主体内部，场景主体设有一开口与显示屏相对，吸光管的两端分别与开口和显示屏连接，吸光管由吸光材料制成或其内壁铺设有吸光材料，所述光学负折射板设置在开口处，光学负折射板与显示屏之间的夹角为锐角或直角，防窥膜设置在显示屏表面，抑制反射膜贴在光学负折射板的正反两面，光学负折射板一侧空气中形成有一实像，所述实像和显示屏关于光学负折射板成平面对称，红外摄像头用于识别实像处的手势动作，显示屏、红外摄像头均与控制器电连接。
所述场景主体内设有控制显示屏升降的升降装置，升降装置与控制器电连接，升降装置被实施为电容升降装置，可以呈线性的升降，使得显示屏和光学负折射板之间的距离变化，进而实像和光学负折射板之间的距离相应变化。可以满足不用场景，以及不同用户对于实像的位置的要求。
所述光学负折射板与显示屏之间的夹角45度。
所述红外摄像头位于光学负折射板上方的场景主体部分。
所述防窥膜为现有技术的超微细百叶窗光学结构，可以有效的解决因为光的散射和反射给实际的实像而造成光干扰，使入射光线进入光学负折射结构的光线更干净，使空气成像的清晰度更高，成像的效果更好，分辨率更高。
吸光材料是现有技术，指光线照射在事物之上，于照明之外并无透射，也不产生映射和大块的耀斑和反光，而是在吸收光线后再漫反射出部分光线。
所述光学负折射板是现有技术，是采购自日本一家企业，光学负折射板是多层结构，光线经过其内有两次反射，最终入射光学负折射板的光线，和出射光线看起来像是经过负折射一样。大概原理为：光学负折射板其包括紧密贴合叠加的上层镜片和下层镜片，该上层镜片和下层镜片均采用垂直于镜片表面且平行排列的多个反射条，该反射条的两侧面分别设置有反射膜，所述上层镜片的反射条与下层镜片的反射条正交布置，所述上层镜片与下层镜片的厚度相同。
显示屏位于光学负折射板的斜下端，且距光学负折射板的距离可以调节。显示屏上发出的光经过负折射板后，在空气中重新聚焦为全息影像平面的实像。经过距离方位的调试让红外摄像头的感知手势范围和实像重叠，然后通过红外摄像头对手势进行识别然后通过控制器控制显示屏的图像做对应的动作，如放大、缩小、左右上下旋转，选中，返回等。
附图说明
图1是本发明的光学负折射板的微观结构示意图，
图2是图1光学负折射板的内部光路原理图，
图3是本发明实施例1的结构示意图，
图4是本发明实施例2的结构示意图，
图中：上层镜片1、下层镜片2、反射条3、显示屏4、红外摄像头5、防窥膜6、抑制反射膜7、光学负折射板8、实像9、场景主体10、控制器11。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
实施例1
如图3所示，本实施例所描述的多场景空气成像和交互系统，包括场景主体和其内设有的控制器、显示屏，所述场景主体为会议桌，场景主体上设有空气成像组件和红外摄像头，空气成像组件包括防窥膜、抑制反射膜、吸光管和光学负折射板，所述显示屏设置在场景主体内部，场景主体上表面设有一开口与显示屏相对，吸光管的两端分别与开口和显示屏连接，吸光管由吸光材料制成或其内壁铺设有吸光材料，所述光学负折射板设置在开口处，光学负折射板与显示屏之间的夹角为直角，防窥膜设置在显示屏表面，抑制反射膜贴在光学负折射板的正反两面，光学负折射板一侧空气中形成有一实像，所述实像和显示屏关于光学负折射板成平面对称，红外摄像头用于识别实像处的手势动作，显示屏、红外摄像头均与控制器电连接。
所述红外摄像头位于光学负折射板上方的会议桌部分。
所述防窥膜为现有技术的超微细百叶窗光学结构，可以有效的解决因为光的散射和反射给实际的实像而造成光干扰，使入射光线进入光学负折射结构的光线更干净，使空气成像的清晰度更高，成像的效果更好，分辨率更高。
吸光材料是现有技术，指光线照射在事物之上，于照明之外并无透射，也不产生映射和大块的耀斑和反光，而是在吸收光线后再漫反射出部分光线。
所述光学负折射板是现有技术，是采购自日本一家企业，光学负折射板是多层结构，光线经过其内有两次反射，最终入射光学负折射板的光线，和出射光线看起来像是经过负折射一样。大概原理为：光学负折射板其包括紧密贴合叠加的上层镜片和下层镜片，该上层镜片和下层镜片均采用垂直于镜片表面且平行排列的多个反射条，该反射条的两侧面分别设置有反射膜，所述上层镜片的反射条与下层镜片的反射条正交布置，所述上层镜片与下层镜片的厚度相同。
显示屏位于光学负折射板的斜下端，且距光学负折射板的距离可以调节。显示屏上发出的光学负折射板后，在空气中重新聚焦为全息影像平面的实像。经过距离方位的调试让红外摄像头的感知手势范围和实像重叠，然后通过红外摄像头对手势进行识别然后通过控制器控制显示屏的图像做对应的动作，如放大、缩小、左右上下旋转，选中，返回等。以下是本实施例具体采用的元件型号和品牌，同领域技术人员可知，其他现有技术中的同类型的元件也可实现。红外摄像头5可以采用现有技术中的leap motion手势识别摄像头。光学负折射板8采用的是日本Asukanet公司的偏光树脂板ASKA3D-200NT，显示屏采用的是富威德FW279S高亮。所述控制器具有高清视频输出接口和usb口都行，比如微型计算机等。所述控制器运行有将红外摄像头的不同手势信号处理并转变为控制显示屏动作的指令的程序，所述程序包括获取模块，用于获取手特征、获取指尖和工具、获取触摸地带、触摸距离；计算模块，用于计算手的朝向、指尖端的稳定坐标以及从Leap Motion坐标系转换到显示屏应用坐标系，最后显示屏屏幕定位，然后执行显示屏对应位置的动作。
实施例2
如图4所示，本实施例与实施例1其他地方相同，不同之处在于所述场景主体为橱柜，光学负折射板与显示屏之间的夹角为45度。橱柜多为站立的姿势，所以成的实像与光学负折射板呈45度倾斜，使得站立的姿势更容易查看和操作。
实施例3
本实施例与实施例1其他地方相同，不同之处在于所述场景主体为讲桌，所述场景主体内设有控制显示屏升降的升降装置，升降装置与控制器电连接，升降装置被实施为电容升降装置，可以呈线性的升降，使得显示屏和光学负折射板之间的距离变化，进而实像和光学负折射板之间的距离相应变化。可以满足不同用户对于实像的位置的要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.多场景空气成像和交互系统，包括场景主体和其内设有的控制器、显示屏，其特征在于，所述场景主体包括但不限于橱柜、会议桌、汽车仪表台和讲桌，场景主体上设有空气成像组件和红外摄像头，空气成像组件包括防窥膜、抑制反射膜、吸光管和光学负折射板，所述显示屏设置在场景主体内部，场景主体设有一开口与显示屏相对，吸光管的两端分别与开口和显示屏连接，吸光管由吸光材料制成或其内壁铺设有吸光材料，所述光学负折射板设置在开口处，光学负折射板与显示屏之间的夹角为锐角或直角，防窥膜设置在显示屏表面，抑制反射膜贴在光学负折射板的正反两面，光学负折射板一侧空气中形成有一实像，所述实像和显示屏关于光学负折射板成平面对称，红外摄像头用于识别实像处的手势动作，显示屏、红外摄像头均与控制器电连接，其中显示屏位于光学负折射板的斜下方，且距光学负折射板的距离可以调节，所述场景主体内设有控制显示屏升降的升降装置，升降装置与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的多场景空气成像和交互系统，其特征在于所述光学负折射板与显示屏之间的夹角45度。
3.根据权利要求1所述的多场景空气成像和交互系统，其特征在于所述红外摄像头位于光学负折射板上方的场景主体部分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910232386.1A CN109782435B (zh) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | 多场景空气成像和交互系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910232386.1A CN109782435B (zh) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | 多场景空气成像和交互系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109782435A CN109782435A (zh) | 2019-05-21 |
| CN109782435B true CN109782435B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=66491445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910232386.1A Active CN109782435B (zh) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | 多场景空气成像和交互系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109782435B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110070737A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-30 | 湖北省安防科技研究中心 | 一种红绿灯和路况告示牌 |
| CN112987531B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-08-09 | 浙江棱镜全息科技有限公司 | 全息透镜组件及具有该组件的显示系统 |
| CN113208270A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-08-06 | 北京牡丹电子集团有限责任公司数字科技中心 | 一种空中悬浮成像智能演讲辅助装置 |
| CN115484521A (zh) * | 2021-05-31 | 2022-12-16 | 海信集团控股股份有限公司 | 一种智能音箱、虚拟形象控制方法、设备及介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107193125A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-09-22 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种实现空气成像的光学平板结构 |
| CN207440730U (zh) * | 2017-10-31 | 2018-06-01 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种高科幻感智能互动展示系统 |
| CN208042252U (zh) * | 2018-03-24 | 2018-11-02 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种光学非接触式吸油烟机交互装置 |
| CN209640600U (zh) * | 2019-03-26 | 2019-11-15 | 浙江棱镜文化传媒有限公司 | 多场景空气成像和交互系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110164032A1 (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-07 | Prime Sense Ltd. | Three-Dimensional User Interface |
-
2019
- 2019-03-26 CN CN201910232386.1A patent/CN109782435B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107193125A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-09-22 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种实现空气成像的光学平板结构 |
| CN207440730U (zh) * | 2017-10-31 | 2018-06-01 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种高科幻感智能互动展示系统 |
| CN208042252U (zh) * | 2018-03-24 | 2018-11-02 | 安徽省东超科技有限公司 | 一种光学非接触式吸油烟机交互装置 |
| CN209640600U (zh) * | 2019-03-26 | 2019-11-15 | 浙江棱镜文化传媒有限公司 | 多场景空气成像和交互系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109782435A (zh) | 2019-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109782435B (zh) | 多场景空气成像和交互系统 | |
| Takeoka et al. | Z-touch: an infrastructure for 3d gesture interaction in the proximity of tabletop surfaces | |
| RU2579952C2 (ru) | Система и способ мультисенсорного взаимодействия и подсветки на основе камеры | |
| US8560972B2 (en) | Surface UI for gesture-based interaction | |
| KR102335132B1 (ko) | 하나의 단일 감지 시스템을 이용하는 멀티 모드 제스처 기반의 상호작용 시스템 및 방법 | |
| Wilson | TouchLight: an imaging touch screen and display for gesture-based interaction | |
| CN103827744B (zh) | 投影捕捉系统和方法 | |
| US9521276B2 (en) | Portable projection capture device | |
| JP2014517361A (ja) | カメラ式マルチタッチ相互作用装置、システム及び方法 | |
| CN103299259A (zh) | 检测装置、输入装置、投影机以及电子设备 | |
| Wang et al. | Bare finger 3D air-touch system using an embedded optical sensor array for mobile displays | |
| US20070047774A1 (en) | Method and apparatus for performing enrollment of 2D and 3D face biometrics | |
| Hofer et al. | FLATIR: FTIR multi-touch detection on a discrete distributed sensor array | |
| KR20150062952A (ko) | 위치 감지가 가능한 레이저 프로젝터 및 이를 이용한 위치 감지 방법 | |
| US20150193085A1 (en) | Object tracking system and method | |
| CN209640600U (zh) | 多场景空气成像和交互系统 | |
| CN210015433U (zh) | 基于空气成像和交互的自助终端 | |
| CN203217524U (zh) | 基于球形显示的多点触摸系统 | |
| Matsubara et al. | Touch detection method for non-display surface using multiple shadows of finger | |
| CN201408412Y (zh) | 背投多触点交互装置 | |
| Wang et al. | A multi-touch platform based on four corner cameras and methods for accurately locating contact points | |
| CN212781988U (zh) | 一种多面拼接投影的高精度触摸交互系统 | |
| Yang et al. | Novel interactive virtual showcase based on 3d multitouch technology | |
| Sabirov | Eye-safe projection system with flexible architecture | |
| CN105955554A (zh) | 基于多目摄像机的投影多点触摸桌装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 310052 Room 402, Building 3, 336 Changjiang Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Zhejiang prism holographic technology Co.,Ltd. Address before: 310052 Room 402, Building 3, 336 Changjiang Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: ZHEJIANG LENGJING CULTURE MEDIA Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |