CN113357806A - 无触摸空调及操作方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无触摸空调，包括柜机；安装在所述柜机上的面板，所述面板上设有出风口；外机，所述外机内装设有制冷模块及制热模块；主控系统，所述主控系统可以控制所述制冷模块及所述制热模块开启或关闭；光学显示模组，所述光学显示模组设置在所述面板上并与所述主控系统相连，所述光学显示模组包括：成像模块、检测模块和控制模块，所述成像模块用以在空中形成浮空实像，所述检测模块用于检测用户对所述浮空实像的操作，并将检测到的交互信号反馈至所述控制模块，所述控制模块根据交互信号生成相应的控制信号并发送至主控系统。根据本发明的无触摸空调，可以降低操控空调的难度，同时无接触操作更干净卫生。

Description

无触摸空调及操作方法和存储介质

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种无触摸空调以及一种操作无触摸空调的方法和存储介质。

背景技术

现有技术中，空调一般安装有触控显示屏以显示空调的信息，用户可以触摸触控显示屏上的按钮以完成对空调的操控。然而，用户点击操控空调时，需要按压空调上的实体按键，由于实体按键较小，其操控难度较大，且有触电等意外风险，同时往往会在空调表面残留有油污残渣，使得接触操作时不干净卫生。

发明内容

本发明提出了一种无触摸空调，所述无触摸空调具有易于操控和无接触、干净卫生、安全性能高的优点。

本发明第一方面实施例提供一种无触摸空调，包括：柜机；安装在所述柜机上的面板，所述面板上设有出风口；外机，所述外机内装设有制冷模块及制热模块；主控系统，所述主控系统可以控制所述制冷模块及所述制热模块开启或关闭；光学显示模组，所述光学显示模组设置在所述面板上并与所述主控系统相连，所述光学显示模组包括：成像模块、检测模块和控制模块，所述成像模块用以在空中形成浮空实像，所述检测模块用于检测用户对所述浮空实像的操作，并将检测到的交互信号反馈至所述控制模块，所述控制模块根据交互信号生成相应的控制信号并发送至主控系统。

在一些实施例中，还包括设置在柜机内的温度传感器，所述温度传感器用于感测外界温度并将温度信息发送至主控系统。

在一些实施例中，所述外机上设置有换气口及面罩，所述换气口用以与外界换气，所述面罩遮蔽所述换气口以防止外界异物进入所述外机。

在一些实施例中，所述成像模块包括等效负折射率光学元件及显示器，所述显示器设置在所述等效负折射率光学元件的一侧，所述显示器发出的光线经过所述等效负折射率光学元件后，在所述等效负折射率光学元件的另一侧形成有与所述显示器相对的浮空实像。

在一些实施例中，所述等效负折射率光学元件包括：第一光波导阵列和第二光波导阵列，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列在同一平面紧密贴合且正交布置。

在一些实施例中，所述第一光波导阵列或所述第二光波导阵列由45°斜向布置的多个平行排列的反射单元组成，所述反射单元的横截面为矩形，且沿所述反射单元的层叠方向的同一侧或两侧面设置有反射膜。

在一些实施例中，所述反射单元横截面宽和长分别为a和b，且满足：0.1mm≤a≤5mm，0.1mm≤b≤5mm。

在一些实施例中，所述等效负折射率光学元件还包括两个透明基板，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列设置于两个所述透明基板之间。

在一些实施例中，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间，所述第一光波导阵列与相邻的所述透明基板之间，以及所述第二光波导阵列和相邻的所述透明基板之间均设置有胶粘剂。

在一些实施例中，所述等效负折射率光学元件还包括增透部件，所述增透部件用以提高等效负折射率光学元件的透光率，所述增透部件设置在所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间；或设置在所述透明基板和所述第一光波导阵列之间；或设置在所述透明基板和所述第二光波导阵列之间。

在一些实施例中，所述等效负折射率光学元件还包括视角控制部件，所述视角控制部件用以消除浮空实像的残像，降低观察者的眩晕感，所述视角控制部件设置在所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间；或所述透明基板和所述第一光波导阵列之间；或所述透明基板和所述第二光波导阵列之间。

在一些实施例中，所述光学显示模组还包括：全反射镜，所述全反射镜设置于所述等效负折射率光学元件的一侧且与所述显示器同侧设置，以将所述显示器的发出的光线反射给所述等效负折射率光学元件。

在一些实施例中，所述等效负折射率光学元件包括：逆反射器和分束器，所述逆反射器和所述显示器位于所述分束器的同一侧且所述分束器将所述显示器的光线反射给所述逆反射器，所述分束器透射所述逆反射器的光。

本发明第二方面实施例提供一种无触摸空调的方法，包括：提供空中浮空实像；检测交互操作，获得交互信息；根据交互信息，生成控制指令。

本发明第三方面实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的操作无触摸空调的方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明第一方面实施例的无触摸空调的结构示意图；

图2是根据本发明第一方面实施例的无触摸空调的控制系统框图；

图3是根据本发明中第一实施例的光学显示模组的结构示意图；

图4是根据本发明中第一实施例的光学显示模组的人机交互结构示意图；

图5是根据本发明实施例的平板透镜的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的第一光波导阵列和第二光波导阵列的示意图；

图7是根据本发明实施例的平板透镜沿厚度方向的正面结构示意图；

图8是根据本发明实施例的第一光波导阵列和第二光波导阵列的局部结构示意图；

图9是根据本发明实施例的平板透镜的光路示意图；

图10是根据本发明实施例的平板透镜的内部光路原理图；

图11是根据本发明实施例的平板透镜的成像示意图；

图12是根据本发明中第二实施例的增加全反射镜的光学显示模组的结构示意图；

图13是根据本发明中第三实施例的光学显示模组的结构示意图。

图14是根据本发明第二方面实施例的操作无触摸空调方法的流程图。

附图标记：

空调1000，柜机200，主控系统300，外机400，制冷模块500，制热模块600，

面板210，出风口220，底座250，温度传感器260，

通风口410，面罩420，管道450，

光学显示模组100，

成像模块20，平板透镜1，显示器2，检测模块3，浮空实像4，控制模块5，

第一光波导阵列6，第二光波导阵列7，透明基板8，

反射单元9，反射膜10，胶粘剂11，

全反射镜12，虚像13，逆反射器14，分束器15，1/4波片16。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

本发明第一方面实施例提供一种无触摸空调1000。下面参考附图描述根据本发明第一实施例的无触摸空调1000。

如图1及图2所示，根据本发明实施例的无触摸空调1000，包括：外机400、与外机400通过管道450相连的柜机200、主控系统300、制冷模块500、制热模块600和光学显示模组100。

所述外机400上设有通风口410以方便与外界换气，并在通风口410上设置有面罩420，所述面罩420用以防止外界异物通过通风口410进入外机400。所述柜机200包括设置在前端的面板210及用以制成柜机200的底座250。所述面板210上设置有出风口220，空调1000制造的冷气或暖气可从出风口210排出。所述柜机200内还装设有温度传感器260，所述温度传感器260用以感测环境温度，并将环境温度信息发送给所述主控系统300。所述主控系统300设置于柜机200内，并与制冷模块500及制热模块600电连接，主控系统300能控制制冷模块500及制热模块600开启或关闭。制冷模块500及制热模块600安装在所述外机400内，当制冷模块500或制热模块600开启时，可通过管道450及出风口210对外制冷或制热。

光学显示模组100设在面板210上，光学显示模组100可以通过控制模块5与空调1000的主控系统300连接。光学显示模组100可在空中成像形成浮空实像4，用户可以点击浮空实像4完成对空调1000的操控。可以理解的是，光学显示模组100同时还包括连接上述系统的驱动电路和相关输入输出接口，图中省略示出。

根据本发明的一些实施例，面板210的外壁上开设有安装槽，光学显示模组100设在安装槽内。可以理解的是，通过将光学显示模组100设置在安装槽内，使得光学显示模组100不再凸出于面板210的表面，视觉上更为美观。

进一步地，安装槽的内壁上具有卡孔，光学显示模组100的外壁上具有与卡孔配合的卡勾。卡勾和卡孔具有结构简单、易于装配的优点，通过卡勾和卡孔的配合可以实现光学显示模组100与面板210的紧密连接。此外，在保证光学显示模组100与面板210连接强度的同时还可以降低成本。

光学显示模组100包括成像模块20、检测模块3及控制模块5。成像模块20用以将光学显示模组100的画面在空中成像显示。检测模块3可以检测用户的交互操作以生成交互信息，并将交互信息传递至控制模块5。控制模块5根据内部指令集及交互信息，判断用户的具体操作内容，生成相应的控制信号，并发送控制信号至主控系统300，主控系统300可以根据控制信号控制空调完成各种操作，如调节制冷温度、制冷模式等。同时，控制模块5将控制信号对应的操作界面或控制结果传输至成像模块20，通过成像模块20在空中进行图像显示，以方便用户下一步操作或知晓控制结果。

如图3和图4所示，成像模块20包括等效负折射率光学元件及显示器2，在一实施例中，等效负折射率光学元件可以为平板透镜1，显示器2设置在平板透镜1一侧，显示器2发出的光线经过所述平板透镜1后，在平板透镜1的另一侧形成有与显示器2相对的浮空实像4，可以理解，该浮空实像4在空中成像位置可通过调整显示器2及平板透镜1的位置而改变。检测模块3用于检测用户对浮空实像4的操作，并将检测到的交互信号反馈至控制模块5。具体地，光学显示模组100可以将显示器2显示的空调的状态信息及操作按钮等信息呈现在浮空实像4上，用户可以通过浮空实像4了解空调当前状态，并通过点击浮空实像的虚拟按钮对空调1000进行控制。

在一实施例中，当用户需要调节室内温度到预设温度时，可点击浮空实像4中对应的温度按钮，检测模块3检测到用户的交互操作，将交互信息反馈至控制模块5，控制模块5根据内部指令集及交互信息判断用户设定的预设温度值，从而生成对应的控制信号并发送至主控系统300。主控系统300接收到控制信号后，将温度传感器260检测到的当前室内温度与预设温度进行比较。若当前室内温度高于预设温度，主控系统300自动选择制冷模式，并控制制冷模块500开启以对室内进行制冷。此时，温度传感器260实时感测室内温度并发送信息至主控系统300，当室内温度降至预设温度时，主控系统300控制制冷模块500关闭；若当前室内温度低于预设温度时，主控系统300自动选择制热模式，并控制制热模块600开启以对室内进行制热。此时，温度传感器260实时感测室内温度并发送信息至主控系统300，当室内温度升至预设温度时，主控系统300控制制热模块600关闭。通过以上操作可以降低操控空调1000的难度，降低用户意外触电等风险，安全性更高，同时无接触操作更干净卫生，并且避免因用户触摸空调1000而对空调1000表面造成污染。

可以理解的是，主控系统300可以通过用户点击浮空实像4的其他界面或按钮以完成其他操控功能，而不仅仅局限于调节室内温度的功能。

下面参考图5-图11对本发明中平板透镜的结构及成像原理进行说明，具体内容如下。

如图5-6所示，等效负折射率光学元件可以采用平板透镜1，平板透镜1包括两个透明基板8，以及置于两个透明基板8之间的第一光波导阵列6和第二光波导阵列7。其中，第一光波导阵列6和第二光波导阵列7在同一平面紧密贴合且正交布置。优选地，第一光波导阵列6和第二光波导阵列7的厚度相同，便于设计和生产。具体地，如图5所示，平板透镜从显示器2一侧到浮空实像4一侧依次包括第一透明基板8、第一光波导阵列6、第二光波导阵列7和第二透明基板8。

其中，第一透明基板8和第二透明基板8均具有两个光学面，透明基板8对波长在390nm至760nm之间的光线具有90％—100％的透射率。透明基板8的材料可以为玻璃、塑料、聚合物和丙烯酸树脂中的至少一个，用于保护光波导阵列及滤去多余光线。需要说明的是，如果第一光波导阵列6和第二光波导阵列7紧密正交贴合后的强度足够，或安装的环境有厚度限制，则也可以只配置一个透明基板8或完全不配置透明基板8。

如图6所示，第一光波导阵列6和第二光波导阵列7由多个横截面为矩形的反射单元9组成，各反射单元9的长度由光波导阵列外围尺寸限制从而长短不一。第一光波导阵列6中反射单元9的延伸方向为X，第二光波导阵列7的反射单元9的延伸方向为Y，Z方向为光波导阵列的厚度方向。第一光波导阵列6和第二光波导阵列7中反射单元9的延伸方向(光波导阵列方向)相互垂直，即从Z方向(厚度方向)看，第一光波导阵列6和第二光波导阵列7之间正交布置，从而使处于正交方向的两个光束会聚于一点，且保证物像面(光源侧和成像侧)相对于平板透镜对称，产生等效负折射现象，实现空中成像。

如图7所示，第一光波导阵列6或第二光波导阵列7由以用户视角偏转45°斜向布置的多个平行排布的反射单元9组成。具体地，第一光波导阵列6可由呈左下方向45°并排且横截面为矩形的反射单元9组成，第二光波导阵列7可由呈右下方向45°并排且横截面为矩形的反射单元9组成，两组光波导阵列中反射单元9的排列方向可以互换。例如，第一光波导阵列6中反射单元9的延伸方向为Y，第二光波导阵列7的反射单元9的延伸方向为X，Z方向为光波导阵列的厚度方向，从Z方向(厚度方向)看，第一光波导阵列6和第二光波导阵列7之间正交布置，使处于正交方向的两个光束会聚于一点，且保证物像面(光源侧和成像侧)相对于平板透镜对称，产生等效负折射现象，实现空中成像。其中，光波导材料具有光学折射率n1，在一些实施例中，n1>1.4，例如n1取值为1.5、1.8、2.0等。

如图8所示，对于第一光波导阵列6和第二光波导阵列7，各反射单元9与其相邻的反射单元9之间存在两个交接面，各交接面之间由透光性较好的胶粘剂11接合。优选地，胶粘剂11可以选择光敏胶或热固胶，胶粘剂13的厚度为T1，且满足T1>0.001mm，例如，T1＝0.002mm或者T1＝0.003mm或者T1＝0.0015mm，具体厚度可以依据具体需要设置。平板透镜1中相邻的光波导阵列之间以及光波导阵列与透明基板8之间均设置有胶粘剂11，增加牢固性。

在一些实施例中，反射单元9的横截面可以为矩形，且沿反射单元9的排布方向的一侧或两侧面设置有反射膜10。具体地，在光波导阵列排布方向上，各反射单元9两侧均镀有反射膜10，该反射膜10的材料可以为实现全反射的铝、银等金属材料或其他非金属化合物材料。反射膜10的作用是防止光线因没有全反射而进入相邻光波导阵列中形成杂光影响成像。或者，各反射单元9也可以在反射膜10上添加介质膜，介质膜的作用是提高光反射率。

单个反射单元9的横截面宽a和横截面长b，满足0.1mm≤a≤5mm，0.1mm≤b≤5mm，进一步地，为了获得更好的成像效果，满足0.1mm≤a≤2mm，0.1mm≤b≤2mm。例如a＝0.2mm，b＝0.2mm；或者a＝0.5mm，b＝0.5mm。在大屏幕显示时可以通过拼接多块光波导阵列来实现大尺寸需求。光波导阵列的整体形状根据应用场景需要设置，本实施例中，两组光波导阵列整体呈矩形结构，两对角的反射单元9为三角形，中间的反射单元9为梯形结构。单个反射单元9的长度不等，位于矩形对角线的反射单元9长度最长，两端的反射单元9长度最短。此外，平板透镜1还可以包括增透部件和视角控制部件，增透部件可以提高平板透镜的整体透光率，提高浮空实像4的清晰度和明亮度。视角控制部件可以用于消除浮空实像4的残像，降低观察者的眩晕感，同时防止观察者从其他角度窥视到装置内部，提升装置整体的美观度。其中，增透部件和视角控制部件可以组合，或者也可以分别独立设置在透明基板8与波导阵列的之间、两层波导阵列之间或透明基板8的外层。

下面参考图9-图11对平板透镜的成像原理进行说明，具体内容如下。

在微米尺度上，使用相互正交的双层波导阵列结构，来对任意光信号进行正交分解。原始信号投射在第一光波导阵列6，以原始信号投射点作为原点、垂直于第一光波导阵列6为x轴建立直角坐标系，在该直角坐标系内原始信号被分解为位于x轴的信号X和位于y轴的信号Y两路相互正交信号。其中，信号X在经过第一光波导阵列6时，按照与入射角相同的反射角在反射膜10表面进行全反射；此时，信号Y保持平行于第一光波导阵列6，穿过第一光波导阵列6后，在第二光波导阵列7表面按照与入射角相同的反射角在反射膜10表面进行全反射，反射后的信号Y与信号X组成的反射后的光信号便与原始光信号成镜面对称。因此任意方向的光线经过此平板透镜1均可实现镜面对称，任意光源的发散光经过此平板透镜1便会在对称位置重新汇聚成浮空实像，浮空实像的成像距离与平板透镜1到像源即显示器2的距离相同，为等距离成像，且浮空实像的位置在空中，不需要具体载体，而是直接在空气中呈现实像。因此，使用者所看到的空间中的影像即是显示器2发出的图像。

在本发明实施例中，显示器2光源发出的光线在穿过平板透镜1时，在平板透镜1上发生上述过程。具体地，如图10所示，光线在第一光波导阵列6上的入射角分别为α₁、α₂和α₃，光线在第一光波导阵列6上的反射角为β₁、β₂和β₃，其中α₁＝β₁，α₂＝β₂，α₃＝β₃，经过第一光波导阵列6反射后，在第二光波导阵列7上的入射角分别为γ₁、γ₂和γ₃，在第二光波导阵列7上的反射角分别为δ₁、δ₂和δ₃，其中，γ₁＝δ₁，γ₂＝δ₂，γ₃＝δ₃。

进一步地，汇聚成像后的入射角分别为α₁，α₂，α₃…α_n，显示器2的光源与平板透镜的距离为L，则浮空实像的成像位置与平板透镜的距离也为L，且该浮空实像的可视角度ε为2倍max(α)。

可以理解的是，若光波导阵列的尺寸较小，则仅在距离光波导阵列成像侧的一定距离才可看到影像；而若光波导阵列的尺寸变大，即可实现更大的成像距离，从而增大视野率。

优选地，平板透镜1与显示器2的夹角设置为45°±5°的范围，从而可以有效利用平板透镜1的尺寸，提高成像质量和降低残像影响。此外，如果对成像位置有其他需求，则也可以在牺牲部分成像质量的情况下选择其他角度，优选地，平板透镜1的大小设置为可以显示整个显示器2所呈现的浮空实像4的画面。但如果实际使用时仅需要看到显示器2的部分画面，则平板透镜1的尺寸也可以根据实际显示画面自由调整大小和位置，对此不作限制。

另外，以上主要表述采用双层光波导阵列结构的平板透镜1的成像原理，在另一些实施例中，若将四周面均设为附有反射膜12的多个立方柱状反射单元9，且多个立方柱状反射单元9均在一层光波导阵列结构中沿X和Y方向呈阵列排布，即将两层光波导阵列合并成一层，其成像原理与双层光波导阵列结构的成像原理相同，也可以作为平板透镜1的结构。

在实施例中，第一光波导阵列6与第二光波导阵列7的厚度相同，从而可以简化第一光波导阵列6与第二光波导阵列7结构的复杂度，降低第一光波导阵列6与第二光波导阵列7的制造难度，提升第一光波导阵列6与第二光波导阵列7的生产效率，减少第一光波导阵列6与第二光波导阵列7的生产成本。需要注意的是，此处的厚度相同为一个相对的范围，并非是绝对相同，即以提高生产效率为目的，在不影响空中成像质量的前提下，光波导阵列之间可以存在一定的厚度差。

根据本发明的一些实施例，显示器2的成像模式可以包括RGB(红色、绿色、蓝色)发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)器件、OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)阵列、投影、激光、激光二极管或任何其他合适的显示器或立体显示器，对此不作限制。

在实施例中，可以设置显示器2的亮度不低于500cd/m²，从而可以降低光路传播中由亮度损失造成的影响。当然，实际应用时，可以根据环境光的亮暗来调整显示器2的显示亮度。

此外，根据本发明的一些实施例，对显示器2的显示图像表面进行可视角控制处理，可以减轻浮空实像4的残影，提高画面质量，也可以防止他人窥视，从而广泛应用到其他需要隐私信息保护的输入装置。

根据本发明发明的一些实施例，检测模块3可以为远近红外传感器、超声波传感器、激光干涉传感器、光栅传感器、编码器、光纤式传感器或CCD传感器。也就是说，检测模块3的感应形式包括但不限于远近红外、超声波、激光干涉、光栅、编码器、光纤式或CCD(电荷耦合器件)等。检测模块3的感应区域与浮空实像4位于同一平面且包含浮空实像所处三维空间，可以根据安装空间、观看角度和使用环境选择最佳的感应形式，方便用户以最佳的姿态对浮空实像4进行操作，提高用户操作的灵敏度和便捷性。

根据本发明的一些实施例，控制模块5与成像模块20、检测模块3可以采用有线或无线方式连接，传输数字或模拟信号，从而可以灵活控制光学显示模组100的体积，而且可以增强光学显示模组100的电气稳定性。

发明下面参考附图12描述本发明第二实施例的无触摸空调1000。除光学显示模组100的结构有所不同外，其余配置与第一实施例相同，因此将省略对相同配置加上相同符号的重复描述。

该光学显示模组100结构的特征在于，在平板透镜1的显示器2所在一侧增加了一个全反射镜12。显示器2发出的光，先经过全反射镜12反射，然后进入平板透镜1中，最终在平板透镜1的另一侧汇聚，从而形成浮空实像4。检测模块3和控制模块5的功能和结构与第一实施例相同。

可以看出，此实施例中，显示器2的光经过全反射镜12的反射后，等效的在全反射镜12的另一侧形成一个与显示器2等大且相对于全反射镜12呈面对称的虚像13，而浮空实像4实际上与虚像13相对于平板透镜1呈镜面对称。优选地，平板透镜1与虚像13的夹角设置为为45°±5°的范围，可以更充分的利用平板透镜1的尺寸，同时获得比较好的成像质量和较小的残像影响。但如果对成像位置有其他需求，则也可以在牺牲部分成像质量的情况下选择其他角度。同样优选地，平板透镜1和全反射镜12的大小设置为用户能够一眼看清整个显示器2所呈现的空中图像4的画面，但如果实际使用时仅需要看到显示器2的部分内容，则平板透镜1的尺寸也可以根据实际显示画面自由调整大小和位置。

此实施例的效果是能够改变显示器2中显示画面的朝向，且显示器2可以设置的更靠近平板透镜1，在浮空实像4与平板透镜1距离不变的情况下，显著缩小光学显示模组100的整体厚度，从而可以更好的集成到无触摸空调1000中。

可以理解的是，也可以在光学显示模组100中设置多个全反射镜12(未图示)，显示器2的光在其中多次反射，形成距离平板透镜1更远的虚像，从而可以进一步缩小光学显示模组100的厚度。

下面参考附图13描述本发明第三实施例的无触摸空调1000。除光学显示模组100的结构有所不同外，其余配置与第一实施例相同，因此将省略对相同配置加上相同符号的重复描述。

该光学显示模组100结构的特征在于，使用逆反射器14代替平板透镜1，同时增加了分束器15，使来自显示器2的光重新汇聚在空中，呈现浮空实像4。

具体地，本实施例的成像原理如下：

显示器2发出的光，先通过分束器15反射到逆反射器14表面，分束器15为对可见光半透半反的分束器，即具有对于可见光具有50％透射比和50％反射比的特性。这部分光线入射到逆反射器14的表面时，经过逆反射器14内部的微结构会再次发生反射，且反射光线从接近入射光线的反方向回去，此时，反射回去的光在经过分束器15时发生透射，从而在显示器2相对于分束器15面对称位置的空中形成浮空实像4。

分束器15的作用是将一束光分成两束光，一束光透射另一束光反射，由金属膜或介质膜构成，本实施例中反射和透射的比例约为1:1，按原理来说可分为偏振式和非偏振式。

逆反射器14的表面具有逆反射效应，可令入射的光线从接近其入射方向相反的方向反射回去，其表面覆盖有微玻璃珠或微棱镜结构，可以通过内部的微结构令入射光线发生折射和反射，使光沿入射方向的反方向出射。由于逆反射器14结构是比较传统的结构，此处不作过多描述。

此外，根据本发明的一些实施例，可在逆反射器14的表面设置1/4波片16，如果从显示器2发出的光是线性偏振的，经过偏振式分束器15反射，然后通过1/4波片16进入逆反射器14，反射光线从接近入射光线的反方向返回后再次经过1/4波片16，此时显示器2发出的线偏振光的偏振面被旋转了90度，从而可以从偏振式分束器15射出并在空中汇聚成浮空图像4。用此方法可以大大提高显示器2光的能量利用率，减少光强损失，从而提高浮空实像4的亮度。可以理解的是，如果显示器2亮度足够，或显示器2发出的光不是线性偏振，也可使用非偏振式分束器15，不设置1/4波片16。

本发明第二方面实施例提供一种操作无触摸空调的方法，如图14所示，本发明实施例的方法至少包括步骤S1-S3。

步骤S1，提供空中浮空实像。

为了解决现有空调触控操作时的操作不便与卫生隐患的问题，本发明实施例采用可交互空中成像技术，通过空中成像模块20在空中确定位置处形成浮空实像4。具体来说，空中成像模块20的显示器2显示画面信息，该画面信息可以包括状态信息及操作按钮等。显示器2显示的画面信息经过平板透镜1后，在空中形成浮空实像4，该浮空实像4可以呈现显示器2的画面。可以理解，该浮空实像4在空中成像位置可通过调整显示器2及平板透镜1的位置而改变。

步骤S2，检测交互操作，获得交互信息。

在本发明实施例中，基于采用可交互空中成像技术生成的浮空实像4位置在空中是相对固定的，用户可以直接点击浮空实像4中的画面信息进行操作，检测模块3可以检测用户点击浮空实像4等的交互操作，从而获得交互信息，并将交互信息发送至控制模块5。

步骤S3，根据交互信息，生成控制指令。

在实施例中，控制模块5结合内部指令集对获取的交互信息进行处理分析，判断用户的具体操作内容，生成相应的控制信号，并发送控制信号至空调的主控系统，主控系统可以根据控制信号控制空调运行，以完成用户的操作目的。

在一实施例中，当控制信号为调整室内温度至预设温度时，主控系统将温度传感器检测到的当前室内温度与预设温度进行比较。若当前室内温度高于预设温度，主控系统自动选择制冷模式以对室内进行制冷。此时，温度传感器实时感测室内温度并发送信息至主控系统，当室内温度降至预设温度时，主控系统关闭制冷模式；若当前室内温度低于预设温度时，主控系统自动选择制热模式以对室内进行制热。此时，温度传感器实时感测室内温度并发送信息至主控系统，当室内温度升至预设温度时，主控系统关闭制热模式。

根据本发明实施例的操作无触摸空调方法，通过可交互空中成像技术将显示画面在空中的确定位置处形成浮空实像4，用户可以根据浮空实像4中的画面信息进行操作，在检测到用户操作信息时，检测模块3检测交互操作，从而获得用户的交互信息，控制模块5结合内部指令集对获取的交互信息进行处理分析，判断用户的具体操作内容，生成相应的控制信号，并发送控制信号至空调的主控系统，主控系统可以根据控制信号控制空调运行，以完成用户的操作目的。通过该方法可以使用户的操作方式更加方便直观，避免用户操作时接触空调本体，从而降低用户意外触电等风险，安全性更高，同时无接触操作更干净卫生，并且避免因用户触摸空调而对空调表面造成污染。

本发明第三方面实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的生物特征采集识别方法。

在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在本发明中，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发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种无触摸空调，其特征在于，包括：

柜机；

安装在所述柜机上的面板，所述面板上设有出风口；

外机，所述外机内装设有制冷模块及制热模块；

主控系统，所述主控系统可以控制所述制冷模块及所述制热模块开启或关闭；

光学显示模组，所述光学显示模组设置在所述面板上并与所述主控系统相连，所述光学显示模组包括：成像模块、检测模块和控制模块，所述成像模块用以在空中形成浮空实像，所述检测模块用于检测用户对所述浮空实像的操作，并将检测到的交互信号反馈至所述控制模块，所述控制模块根据交互信号生成相应的控制信号并发送至主控系统。

2.根据权利要求1所述的无触摸空调，其特征在于，还包括设置在柜机内的温度传感器，所述温度传感器用于感测外界温度并将温度信息发送至主控系统。

3.根据权利要求1所述的无触摸空调，其特征在于，所述外机上设置有换气口及面罩，所述换气口用以与外界换气，所述面罩遮蔽所述换气口以防止外界异物进入所述外机。

4.根据权利要求1所述的无触摸空调，其特征在于，所述成像模块包括等效负折射率光学元件及显示器，所述显示器设置在所述等效负折射率光学元件的一侧，所述显示器发出的光线经过所述等效负折射率光学元件后，在所述等效负折射率光学元件的另一侧形成有与所述显示器相对的浮空实像。

5.根据权利要求4所述的无触摸空调，其特征在于，所述等效负折射率光学元件包括：第一光波导阵列和第二光波导阵列，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列在同一平面紧密贴合且正交布置。

6.根据权利要求5所述的无触摸空调，其特征在于，所述第一光波导阵列或所述第二光波导阵列由45°斜向布置的多个平行排列的反射单元组成，所述反射单元的横截面为矩形，且沿所述反射单元的层叠方向的同一侧或两侧面设置有反射膜。

7.根据权利要求6所述的无触摸空调，其特征在于，所述反射单元横截面宽和长分别为a和b，且满足：0.1mm≤a≤5mm，0.1mm≤b≤5mm。

8.根据权利要求5所述的无触摸空调，其特征在于，所述等效负折射率光学元件还包括两个透明基板，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列设置于两个所述透明基板之间。

9.根据权利要求8所述的无触摸空调，其特征在于，所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间，所述第一光波导阵列与相邻的所述透明基板之间，以及所述第二光波导阵列和相邻的所述透明基板之间均设置有胶粘剂。

10.根据权利要求6所述的无触摸空调，其特征在于，所述等效负折射率光学元件还包括增透部件，所述增透部件用以提高等效负折射率光学元件的透光率，所述增透部件设置在所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间；或设置在所述透明基板和所述第一光波导阵列之间；或设置在所述透明基板和所述第二光波导阵列之间。

11.根据权利要求4所述的无触摸空调，其特征在于，所述等效负折射率光学元件还包括视角控制部件，所述视角控制部件用以消除浮空实像的残像，降低观察者的眩晕感，所述视角控制部件设置在所述第一光波导阵列和所述第二光波导阵列之间；或所述透明基板和所述第一光波导阵列之间；或所述透明基板和所述第二光波导阵列之间。

12.根据权利要求4所述的无触摸空调，其特征在于，所述光学显示模组还包括：全反射镜，所述全反射镜设置于所述等效负折射率光学元件的一侧且与所述显示器同侧设置，以将所述显示器的发出的光线反射给所述等效负折射率光学元件。

13.根据权利要求4所述的无触摸空调，其特征在于，所述等效负折射率光学元件包括：逆反射器和分束器，所述逆反射器和所述显示器位于所述分束器的同一侧且所述分束器将所述显示器的光线反射给所述逆反射器，所述分束器透射所述逆反射器的光。

14.一种操作无触摸空调的方法，其特征在于，包括：

提供空中浮空实像；

检测交互操作，获得交互信息；

根据交互信息，生成控制指令。

15.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求14项所述的操作无触摸空调的方法。

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