TWM496799U - 互動式影像投影裝置 - Google Patents

Description

互動式影像投影裝置

本創作係有關於一種結合投影單元反射出立體的虛擬影像，以供使用者可以透過體感控制方式，於互動中產生實境臨場感之虛擬投影裝置。

按，目前一般所常見運用擴增實境之技術所開發而成的互動裝置。如中華民國103年9月1日所公告之新型第M485448號「影像式虛擬互動裝置」專利案。其係揭露：一中央控制模組；一連接模組，與該中央控制模組呈資訊連結，用以與至少一個電子裝置形成配對；一傳輸模組，用以與配對後的該電子裝置進行一數位信號的傳輸。一投影模組，用以將該數位信號投射至一實體平面上，形成影像式的一互動介面；一光感測模組，具有一光發射單元與一光接收單元，該光發射單元發射出一感測訊號至該實體平面上方，該光接收單元接收經該使用者反射後的該感測訊號；一追蹤模組，具有至少一個攝像單元，該攝像單元用以追蹤該使用者的一移動軌跡；一辨識模組，用以判斷該感測訊號的發送接收時間差與該移動軌跡，是否形成一操作指令；以及該操作指令形成後，藉由該傳輸模組將該操作指令傳送至該電子裝置，以驅動相對應之一應用程式執行動作。並利用投影模組投射影像式的互動介面，當使用者於互動介面上進行操作時，藉由光感測模組所發射與接收之感測訊號，與追蹤模組追蹤使用者之肢體動作的特徵，最後經辨識模組的判斷，將操作指令傳送至一電子裝置，驅動相對應的應用程式執行動作，依此，使用者僅須透過肢體動作變化，且不須與實體平面接觸，即能直接與電子裝置進行人機互動。

惟，該專利前案需投射在一實體平面上，而且所成像之影像係為一平面，並不具有三維立體的投射影像，尤其無法以雷射光源進行操控影像，故娛樂性及多樣性均不足，難以達到互動娛樂之效果。

又有如中華民國98年3月21日所公告之發明第I444851號「三度空間互動系統及三度空間互動方法」專利案。其係揭露：至少一影像擷取裝置，用以感測一物件於三度空間的三個軸向之位置隨時間之變化；一處理器，用以根據該物件於該三個軸向的位置隨時間之變化產生至少一影像資料；及一顯示器，用以播放該至少一影像資料。該三度空間互動系統可在不使用鍵盤、滑鼠或對顯示器進行觸控的情況下，根據物件在三度空間的位置隨時間之變化來產生對應的影像資料，並可透過物件對影像資料進行三維的操作，而不侷限於二維的操作。三度空間互動系統可進一步透過力回饋套件對物件施以對應於影像資料的力道，以增加互動效果。

惟，該專利前案須使用具有螢幕之顯示裝置才可以播放影像，而且其構造複雜、構件繁多，因上在使用上相當麻煩。同樣無法以雷射光源進行操控影像，故其互動娛樂之效果欠佳。

爰此，有鑑於目前的虛擬互動裝置具有上述之缺點。故本創作提供一種互動式影像投影裝置，係設有一 箱體，其係設有一頂部及一底部；一反射板，其係傾斜固定於該箱體內，該反射板係與該箱體之頂部係形成一夾角；一影像投影單元，其係結合於該箱體之頂部，該影像投影單元係設置有一投射螢幕，該投射螢幕係朝向該反射板投射一影像，並經由該反射板之反射作用，而於該反射板上形成一虛擬影像；一體感偵測單元，其係電性連接至該影像投影單元，該體感偵測單元係設有一偵測器，用以偵測該反射板前方之一運動軌跡，並根據該運動軌跡而操控該影像投影單元所投射出來之影像產生相對應之變化，使該反射板所反射而成之虛擬影像隨著該運動軌跡而變化。

本創作進一步設有一光點感應元件及一雷射光源單元，該雷射光源單元係能朝向該反射板上之虛擬影像任意發射一光點，該光點感應元件並電性連接至該影像投影單元，該光點感應元件係用以偵測該反射板將該光點反射到該投射螢幕上最亮之光點，並根據該最亮光點之落點位置而操控該影像投影單元所投射出來之影像產生相對應之變化，使該反射板上經反射而成之虛擬影像隨著最亮光點之落點位置而變化。

上述光點感應元件係結合固定於該箱體之底部。

上述頂部及該底部係設為一水平狀態，且該頂部及該底部係為平行相對。

上述夾角係為４５度。

上述虛擬影像係為一二維或三維之影像。

本創作具有下列之優點：

1. 本創作係結合擴充實境而成的互動式投影裝置，藉以將二維或三維的投射影像，經過一反射板予以反射成像，如此不必佩戴任何器具即可觀賞立體影像，並透過體感控制之方式，連結影像之內容產生互動，讓學習更生動有趣。

2.本創作可透過裸視觀看立體影像，並可藉由體感控制操作影像連結互動，可以幫助使用者輕易觀賞立體影像，進而以肢體互動參與其中，體驗真實臨場感，引導使用者深刻學習新知，讓科技資訊與現實生活更加密切結合。

3.本創作進一步透過一雷射光源單元精準控制虛擬影像的變化，提供更多樣性的互動，完成更豐富多元的互動式內容體驗。

首先，請參閱第一圖及第二圖所示，本創作實施例係包括有箱體（１）、反射板（２）、影像投影單元（３）、體感偵測單元（４）、光點感應元件（５）及雷射光源單元（６）。

箱體（１），其係呈為為一四方形之箱體，該箱體（１）分別設有具水平狀態之一頂部（１１）及一底部（１２），且該頂部（１１）及該底部（１２）係為平行相對。

反射板（２），其係傾斜固定於該箱體（１）內，該反射板（２）係為一可透光材質所製成，該反射板（２）與該箱體（１）之頂部（１１）係形成一４５度之夾角（Θ）。

影像投影單元（３），其係結合於該箱體（１）之頂部（１１），該影像投影單元（３）係設置有一投射螢幕（３１），該投射螢幕（３１）係朝向該反射板（２）投射一二維或三維之影像，藉由該反射板（２）之反射作用，而將該影像反射於該箱體（１）內之反射板（２）上形成一虛擬影像（Ａ），以供可以裸眼直視該反射板（２）而看見到該虛擬影像（Ａ）。

體感偵測單元（４），其係電性連接至該影像投影單元（３），該體感偵測單元（４）係設置於該箱體（１）之適當位置處，本實施例係設置於該箱體（１）之側邊位置處。該體感偵測單元（４）係設有一偵測器（４１），用以偵測一反射板（２）前方之一使用者的運動軌跡，並根據該運動軌跡而操控該投射螢幕（３１）所投射出來之影像產生相對應之變化，而使該反射板（２）經反射而成之虛擬影像（Ａ），可以隨著使用者之運動軌跡而變化。

光點感應元件（５），其係結合固定於該箱體（１）之底部（１２），光點感應元件（５）並電性連接至該影像投影單元（３），用以偵測該投射螢幕（３１）上最亮之光點，並根據該最亮光點之落點位置而操控該影像投影單元（３）所投射出來之影像產生相對應之變化，而使該反射板（２）經反射而成之虛擬影像（Ａ）可以隨著最亮光點之落點位置而變化。

雷射光源單元（６），本實施例係可將該雷射光源單元（６）設置成一把槍的外型。其係可朝向該反射板（２）內之虛擬影像（Ａ）任意發射一光點。

使用時，如第二圖及第三圖所示，該影像投影單元（３）之投射螢幕（３１），係朝向該反射板（２）投射一二維或三維之影像，藉由該反射板（２）之反射作用，可以將該影像完整的反射呈現，使其相對形成一二維或三維之虛擬影像（Ａ）。而該虛擬影像（Ａ）係以裸視直視該反射板（２）即可清楚看見。本實施例之虛擬影像（Ａ）係以一水族箱之生態作說明，該虛擬影像（Ａ）係包括有一魚隻（Ａ１）的影像。一使用者（Ｂ）則可站立於該箱體（１）之反射板（２）前方，當該使用者（Ｂ）伸出手來時，該體感偵測單元（４）之偵測器（４１）係可以偵測到該使用者（Ｂ）手部之運動軌跡，當使用者（Ｂ）揮動手部時，該體感偵測單元（４）利用其偵測器（４１）偵測到該手部之運動軌跡，並將偵測訊號傳輸至該影像投影單元（３）。該影像投影單元（３）接收到該偵測訊號後，即會操控該影像投影單元（３）所投射出來之影像產生相對應之變化，而使該反射板（２）上經反射而成之虛擬影像（Ａ）可以隨著使用者（Ｂ）手部之運動軌跡而變化。例如該虛擬影像（Ａ）之魚隻（Ａ１）會呈現四處逃竄之影像，宛如使用者（Ａ）實際揮動手部在驅趕魚隻（Ａ１）的形態。又或者是使用者在該箱體（１）之反射板（２）前方擺出逗弄魚隻（Ａ１）的姿態時，該體感偵測單元（４）利用其偵測器（４１）偵測到該手部之運動軌跡，並將偵測訊號傳輸至該影像投影單元（３）。該影像投影單元（３）於接收到該偵測訊號後，即會操控該影像投影單元（３）所投射出來之影像產生相對應之變化，而使該反射板（２）經反射而成之虛擬影像（Ａ）可以隨著使用者（Ｂ）手部之運動軌跡而變化。該反射板（２）上所反射之虛擬影像（Ａ）則會呈現出會顯示出魚隻（Ａ１）跑過來啄食其手部的影像，宛如使用者（Ａ）實際正在逗弄魚隻（Ａ１）的形態，藉以達到互動的娛樂性。

又本創作係可以進一步配合該雷射光源單元（６）實施使用。如第四圖及第五圖所示，該影像投影單元（３）之投射螢幕（３１），係朝向該反射板（２）投射一鳥類（Ａ２）在飛翔之影像，藉由該反射板（２）之反射作用，可以將該鳥類（Ａ２）飛翔之影像完整的反射於該箱體（１）內之反射板（２）上，使其相對形成一鳥類（Ａ２）在空中飛翔之虛擬影像（Ａ）。使用者（Ｂ）係可手持該具有槍外型的雷射光源單元（６），藉以朝向該鳥類（Ａ２）之虛擬影像（Ａ）瞄準發射一雷射光的光點。該光點係會落於該反射板（２）上，並經由該反射板（２）將該光點反射至該影像投影單元（３）之投射螢幕（３１）上。該光點感應元件（５）係會透過該可透光材質所製成之反射板（２），而垂直向上偵測到該投射螢幕（３１）內最亮之雷射光點，並將偵測訊號傳輸至該影像投影單元（３）。該影像投影單元（３）接收到偵測訊號後，並根據該最亮光點之落點位置，操控該影像投影單元（３）所投射出來之影像產生相對應之變化，使該反射板（２）經反射而成之虛擬影像（Ａ）可以隨著最亮光點之落點位置而變化。例如該光點如確實擊中該鳥類（Ａ２）之虛擬影像（Ａ）時，則該反射板（２）上係會反射出該鳥類（Ａ２）被擊落的虛擬影像（Ａ）之變化，宛如使用者（Ａ）實際擊落鳥類（Ａ２）的形態，藉以增加其互動時的娛樂性。

惟，以上所述僅為本創作其中之一實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本創作之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本創作申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。

（１）‧‧‧箱體
（１１）‧‧‧頂部
（１２）‧‧‧底部
（２）‧‧‧反射板
（３）‧‧‧影像投影單元
（３１）‧‧‧投射螢幕
（４）‧‧‧體感偵測單元
（４１）‧‧‧偵測器
（５）‧‧‧光點感應元件
（６）‧‧‧雷射光源單元
（Ａ）‧‧‧虛擬影像
（Ａ１）‧‧‧魚隻
（Ａ２）‧‧‧鳥類
（Ｂ）‧‧‧使用者
（Θ）‧‧‧夾角

[第一圖]係為本創作之立體分解圖。

[第二圖]係為本創作之組合剖視圖。

[第三圖]係為本創作透過體感方式操控之示意圖。

[第四圖]係為本創作透過雷射光點操控之示意圖。

[第五圖]係為本創作透過光點感應元件偵測投射螢幕上最亮之光點之示意圖。

(1)‧‧‧箱體

(11)‧‧‧頂部

(12)‧‧‧底部

(2)‧‧‧反射板

(3)‧‧‧影像投影單元

(31)‧‧‧投射螢幕

(5)‧‧‧光點感應元件

(A)‧‧‧虛擬影像

(θ)‧‧‧夾角

Claims (6)

1. 一種互動式影像投影裝置，包括有： 一 箱體，其係設有一頂部及一底部； 一反射板，其係傾斜固定於該箱體內，該反射板係與該箱體之頂部係形成一夾角； 一影像投影單元，其係結合於該箱體之頂部，該影像投影單元係設置有一投射螢幕，該投射螢幕係朝向該反射板投射一影像，並經由該反射板之反射作用，而於該反射板上形成一虛擬影像； 一體感偵測單元，其係電性連接至該影像投影單元，該體感偵測單元係設有一偵測器，用以偵測該反射板前方之一運動軌跡，並根據該運動軌跡而操控該影像投影單元所投射出來之影像產生相對應之變化，使該反射板所反射而成之虛擬影像隨著該運動軌跡而變化。
2. 如申請專利範圍第１項所述互動式影像投影裝置，進一步設有一光點感應元件及一雷射光源單元，該雷射光源單元係能朝向該反射板上之虛擬影像任意發射一光點，該光點感應元件並電性連接至該影像投影單元，該光點感應元件係用以偵測該反射板將該光點反射到該投射螢幕上最亮之光點，並根據該最亮光點之落點位置而操控該影像投影單元所投射出來之影像產生相對應之變化，使該反射板上經反射而成之虛擬影像隨著最亮光點之落點位置而變化。
3. 如申請專利範圍第２項所述互動式影像投影裝置，其中，該光點感應元件係結合固定於該箱體之底部。
4. 如申請專利範圍第１項所述互動式影像投影裝置，其中，該頂部及該底部係設為一水平狀態，且該頂部及該底部係為平行相對。
5. 如申請專利範圍第１項所述互動式影像投影裝置，其中，該夾角係為４５度。
6. 如申請專利範圍第１項所述互動式影像投影裝置，其中，該虛擬影像係為一二維或三維之影像。