TWM524488U - 非接觸互動式立體投影器 - Google Patents

Description

非接觸互動式立體投影器

本創作是關於一種立體投影器，特別是指非接觸互動式立體投影器。

臺灣專利公告第M467086號揭露一觸控式立體投影器，係於立體投影裝置設置一觸控裝置，該觸控裝置設於該立體投影裝置的外側，由該立體投影裝置產生立體影像供使用者觀看，使用者可操作該觸控裝置以進行觸控功能，以操控該立體投影裝置所呈現的立體影像，藉此增加使用者和立體影像的互動效果。然而，當使用者在該觸控裝置進行觸控操作時，使用者的手是觸摸著該觸控裝置，如此一來，使用者的手將遮蔽立體投影裝置所投影的局部影像，或遮蔽使用者本身或其他使用者的視線，造成觀看該立體影像的困擾。

有鑒於此，因此本創作的主要目的是提供一種非接觸互動式立體投影器，透過非接觸方式操控該立體投影裝置所呈現立體影像，避免產生進行操作時遮蔽影像或視線的困擾。

為達前述目的，本創作所採用的技術手段是令該非接觸互動式立體投影器包含： 一立體投影裝置，包含有一投射件與設於該投射件上方的一平面顯示器，該平面顯示器顯示的影像在該投射件內形成一立體影像； 至少一手勢感應裝置，用以非接觸地感應使用者的手勢動作並對應產生一操控指令；以及 一控制裝置，電性連接該平面顯示器與該至少一手勢感應裝置，根據該操控指令控制該平面顯示器以更新該立體投影裝置所產生的立體影像。

根據本創作，當使用者在手勢感應裝置的感應範圍內揮動手勢動作時，該手勢感應裝置可偵測出使用者的手勢動作並對應產生操控指令，例如使用者可揮動手部以作出往上、往下、往左或往右的手勢動作，該手勢感應裝置即可對應產生上、下、左、右的移動操控指令，並由該控制裝置對應往上、往下、往左或往右移動該立體投影裝置所產生的立體影像。所以，相較於先前技術，使用者在該立體投影裝置的前方即可進行立體影像的操控，而不需靠近該立體投影裝置以觸碰之，故本創作能有效避免在進行影像操控時影像或視線被遮蔽的困擾。

請參考圖1與圖2所示，本創作的實施例包含有一立體投影裝置10、一手勢感應裝置20與一控制裝置30。

該立體投影裝置10供產生一立體影像，請參考圖1與圖3，該立體投影裝置10包含有一支撐架11、一投射件12與一平面顯示器13。該支撐架11可包含有四個彼此連接的方形的透明板110，該些透明板110所圍區域形成一開口朝上的容置空間111，該投射件12設置於該支撐架11內，亦即位於該容置空間111中，該平面顯示器13設置於該支撐架11的頂部而位於該投射件12上方。該平面顯示器13具有一顯示平面以供產生四個影像，請參考圖4，該平面顯示器13所產生的影像以汽車為例，其包含汽車的前視影像131、左側視影像132、後視影像133與右側視影像134。該投射件12的第一實施例可包含有四個半透明板120(或透明板，本實施例以半透明板為例說明，但不以此為限)，該些半透明板120可為三角形板或梯形板，用以彼此鄰接而構成一錐體，各半透明板120相對一水平面可呈45度角。該錐體的頂部係朝向該平面顯示器13的中央處，且該些半透明板120的位置分別對應該些影像131~134的位置。該平面顯示器13的顯示平面是朝向該些半透明板120，以讓顯示平面所顯示的影像131~134分別在該些半透明板120投影，該些影像131~134經由該些半透明板120的反射與折射後，請參考圖5，即於該投射件12中成像一立體影像135。

該手勢感應裝置20用以非接觸地感應使用者的手勢動作並對應產生一操控指令。該手勢感應裝置20包含有至少一訊號發射器21與一訊號接收器22，請配合參考圖7，所述訊號發射器21與訊號接收器22可為紅外線型式或超音波型式，其可相鄰設置並整合於一電路板200，所述訊號發射器21用以發出偵測訊號210，該訊號接收器22用以接收該偵測訊號210被一物體23反射的反射訊號220。請參考圖3，於一實施例中，該投射件12的一個或多個半透明板120表面可設置該手勢感應裝置20(在此僅以一個為例)，或於另一實施例中，請參考圖6，該支撐架11的一個或多個透明板110表面可設置該手勢感應裝置20。在圖3與圖6所示的實施例中，使用者可面對設有手勢感應裝置20的半透明板120或透明板110並在空中揮動手部以在該手勢感應裝置20的感應範圍內作出一手勢動作，請參考圖7，此時當訊號發射器21所發出的偵測訊號210被物體23(即使用者的手)反射，該訊號接收器22即可接收對應於該手勢動作的反射訊號220，該反射訊號220即作為一操控指令。

該控制裝置30包含有一前端控制單元31與一後端控制單元32，該前端控制單元31可以有線或無線(例如透過藍芽技術)方式電性連接該手勢感應裝置20，該後端控制單元32電性連接該立體投影裝置10的平面顯示器13，該前端控制單元31從該至少一手勢感應裝置20接收該操控指令並傳送給該後端控制單元32，由該後端控制單元32根據該操控指令控制該平面顯示器13以更新該立體投影裝置10所產生的立體影像。舉例來說，當使用者由左往右揮動手，該立體影像可呈現往右移動的動畫。相較於先前技術，使用者不需靠近立體投影裝置10，故能有效避免影像或視線被遮蔽的困擾。

為供使用者判斷自己的手勢動作是否被該手勢感應裝置20所感應到，使用者的手腕可配戴一手環，本創作可包含一回饋裝置，該手環設有該回饋裝置，該回饋裝置可包含致動器(actuator)、微型馬達或壓電陶瓷。請參考圖2，該前端控制單元31以無線方式(例如藍芽技術)連線該回饋裝置40，當該前端控制單元31接收到該手勢感應裝置20所產生的操控指令時，該前端控制單元31產生一控制訊號給該回饋裝置40，由該回饋裝置40依據該控制訊號產生震動。如此一來，當使用者感覺到該回饋裝置40的震動時，代表使用者的手勢動作已確實被該手勢感應裝置20所感應到。

於一實施例中，該手勢感應裝置20可設置於手環而非安裝於該支撐架11或投射件12，因此對於手環而言，其可同時設有訊號發射器21、訊號接收器22與回饋裝置40。請參考圖8，該前端控制單元31以無線(例如透過藍芽技術)方式連線該手勢感應裝置20與該回饋裝置40，使用者可將手環上的訊號發射器21與訊號接收器22的訊號發射與接收方向朝向該立體投影裝置10，並在空中揮動手部以作出一手勢動作，此時當訊號發射器21所產生的偵測訊號被該立體投影裝置10反射，該訊號接收器22即可接收對應於該手勢動作的反射訊號，該反射訊號即作為該操控指令。

關於該投射件12，該投射件12的第二實施例可包含有如第一實施例的四個半透明板120(或透明板)與四個顯示面板，各顯示面板的形狀可為矩形，請參考圖9，以其中一個半透明板120與顯示面板121為例，各顯示面板121可透過光學透明膠層122設置於各半透明板120，且各顯示面板121的顯示區域可涵蓋該投射件12中之該立體影像的成像範圍；該投射件12的第三實施例可包含有四個顯示面板，該些顯示面板的結構可如同第一實施例的四個半透明板120的結構而為一錐體，該錐體的頂部係朝向該平面顯示器13的中央處。在該投射件12的第二實施例與第三實施例中，所述顯示面板121可為一般液晶顯示器，例如扭轉向列型(TN)、超扭轉向列型(STN)或垂直排列型(VA)顯示器，或為高分子分散液晶(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)面板，或為電致變色顯示面板(electrochromeric display, ECD)。請參考圖2與圖8，該控制裝置30的後端控制單元32可電性連接顯示面板121與一環境光感測器123，該環境光感測器123根據其所偵測到的環境光強度對應產生一調光訊號，該後端控制單元32根據該調光訊號控制所述顯示面板121的明暗度或透明度。

舉例而言，在展示會場中，展示會場必需提供昏暗的環境以確保立體影像135的成像品質，卻也限制了展示會場其他需要在較高光亮環境展示的產品。本創作可在較高環境亮度且未對展示會場其他產品產生限制的情況下，控制顯示面板121較暗或較不透明，藉此在較高的環境亮度時仍可確保該立體影像135的成像品質。

10‧‧‧立體投影裝置
11‧‧‧支撐架
110‧‧‧透明板
111‧‧‧容置空間
12‧‧‧投射件
120‧‧‧半透明板
121‧‧‧顯示面板
122‧‧‧光學透明膠層
123‧‧‧環境光感測器
13‧‧‧平面顯示器
131‧‧‧前視影像
132‧‧‧左側視影像
133‧‧‧後視影像
134‧‧‧右側視影像
135‧‧‧立體影像
20‧‧‧手勢感應裝置
200‧‧‧電路板
21‧‧‧訊號發射器
210‧‧‧偵測訊號
22‧‧‧訊號接收器
220‧‧‧反射訊號
23‧‧‧物體
30‧‧‧控制裝置
31‧‧‧前端控制單元
32‧‧‧後端控制單元
40‧‧‧回饋裝置

圖1：本創作之立體投影裝置與手勢感應裝置的一實施例的立體外觀示意圖。 圖2：本創作之一實施例的電路方塊示意圖。 圖3：本創作之立體投影裝置的支撐架與平面顯示器的立體分解示意圖。 圖4：本創作之平面顯示器顯示影像的示意圖。 圖5：本創作之立體投影裝置產生立體影像的示意圖。 圖6：本創作之立體投影裝置與手勢感應裝置的另一實施例的立體外觀示意圖。 圖7：本創作之手勢感應裝置感應一物體的示意圖。 圖8：本創作之另一實施例的電路方塊示意圖。 圖9：本創作之半透明板上設有顯示面板的示意圖。

10‧‧‧立體投影裝置

11‧‧‧支撐架

12‧‧‧投射件

13‧‧‧平面顯示器

20‧‧‧手勢感應裝置

Claims (16)

1. 一種非接觸互動式立體投影器，包含： 一立體投影裝置，包含有一投射件與設於該投射件上方的一平面顯示器，該平面顯示器顯示的影像在該投射件內形成一立體影像； 至少一手勢感應裝置，用以非接觸地感應使用者的手勢動作並對應產生一操控指令；以及 一控制裝置，電性連接該平面顯示器與該至少一手勢感應裝置，根據該操控指令控制該平面顯示器以更新該立體投影裝置所產生的立體影像。
2. 如請求項1所述之非接觸互動式立體投影器，該投射件包含有四個半透明板，該些半透明板彼此鄰接而構成一錐體，該錐體的頂部係朝向該平面顯示器的中央處。
3. 如請求項2所述之非接觸互動式立體投影器，該立體投影裝置包含有一支撐架，該支撐架包含有四個彼此連接的透明板，該些透明板所圍區域形成一容置空間，該投射件設置於該支撐架的容置空間，該平面顯示器設置於該支撐架的頂部而位於該投射件上方。
4. 如請求項3所述之非接觸互動式立體投影器，該至少一手勢感應裝置設置於該投射件的半透明板上。
5. 如請求項3所述之非接觸互動式立體投影器，該至少一手勢感應裝置設置於該支撐架的透明板上。
6. 如請求項1至5中任一項所述之非接觸互動式立體投影器，該非接觸互動式立體投影器包含有一回饋裝置，該回饋裝置設置於一手環； 該控制裝置連線該回饋裝置，以在當該控制裝置接收到該至少一手勢感應裝置所產生的操控指令時，控制該回饋裝置產生震動。
7. 如請求項1至3中任一項所述之非接觸互動式立體投影器，該非接觸互動式立體投影器包含有一回饋裝置； 該至少一手勢感應裝置包含有一訊號發射器與一訊號接收器，該訊號發射器、該訊號接收器與該回饋裝置設置於一手環，該控制裝置無線連接該回饋裝置與該至少一手勢感應裝置，以在當該控制裝置接收到該至少一手勢感應裝置所產生的操控指令時，控制該回饋裝置產生震動。
8. 如請求項1所述之非接觸互動式立體投影器，該投射件包含有四個半透明板或透明板與四個顯示面板，該些半透明板或透明板彼此鄰接而構成一錐體，該錐體的頂部係朝向該平面顯示器的中央處；該些顯示面板分別透過光學透明膠層設置於該些半透明板或透明板； 該控制裝置電性連接所述顯示面板與一環境光感測器，該環境光感測器根據偵測到的環境光強度對應產生一調光訊號，該控制裝置根據該調光訊號控制所述顯示面板的明暗度或透明度。
9. 如請求項8所述之非接觸互動式立體投影器，該些顯示面板的形狀為矩形，且其顯示區域涵蓋該立體影像。
10. 如請求項1所述之非接觸互動式立體投影器，該投射件包含有四個顯示面板，該些顯示面板彼此鄰接而構成一錐體，該錐體的頂部係朝向該平面顯示器的中央處； 該控制裝置電性連接所述顯示面板與一環境光感測器，該環境光感測器根據偵測到的環境光強度對應產生一調光訊號，該控制裝置根據該調光訊號控制所述顯示面板的明暗度或透明度。
11. 如請求項8至10中任一項所述之非接觸互動式立體投影器，該立體投影裝置包含有一支撐架，該支撐架包含有四個彼此連接的透明板，該些透明板所圍區域形成一容置空間，該投射件設置於該支撐架的容置空間，該平面顯示器設置於該支撐架的頂部而位於該投射件上方。
12. 如請求項11所述之非接觸互動式立體投影器，該至少一手勢感應裝置設置於該投射件的半透明板上。
13. 如請求項11所述之非接觸互動式立體投影器，該至少一手勢感應裝置設置於該支撐架的透明板上。
14. 如請求項12所述之非接觸互動式立體投影器，該非接觸互動式立體投影器包含有一回饋裝置，該回饋裝置設置於一手環； 該控制裝置連線該回饋裝置，以在當該控制裝置接收到該至少一手勢感應裝置所產生的操控指令時，控制該回饋裝置產生震動。
15. 如請求項13所述之非接觸互動式立體投影器，該非接觸互動式立體投影器包含有一回饋裝置，該回饋裝置設置於一手環； 該控制裝置連線該回饋裝置，以在當該控制裝置接收到該至少一手勢感應裝置所產生的操控指令時，控制該回饋裝置產生震動。
16. 如請求項11所述之非接觸互動式立體投影器，該非接觸互動式立體投影器包含有一回饋裝置； 該至少一手勢感應裝置包含有一訊號發射器與一訊號接收器，該訊號發射器、該訊號接收器與該回饋裝置設置於一手環，該控制裝置無線連接該回饋裝置與該至少一手勢感應裝置，以在當該控制裝置接收到該至少一手勢感應裝置所產生的操控指令時，控制該回饋裝置產生震動。