[发明专利]一种空气成像机构、实像装置和交互系统

说明书

本发明公开了一种空气成像机构，包括：用于将光源所成的像放大成虚像的会聚透镜；空气成像平板透镜，和沿光线路径设置在会聚透镜后方，用于将所述虚像放大成实像的空气成像平板透镜。一种实像装置，包括光源和空气成像机构。一种交互系统，包括手势识别装置和空气成像机构或实像装置，在经过空气成像机构所成实像的旁边设有所述手势识别装置。本发明的优点是：有效的缩小了光源部分的尺寸，空气成像机构的可以对图像进行放大并得到实像，整个成像系统利于设备的小型化和便携性，与手势识别装置配合，可以实现人机非接触交互。

技术领域

本发明涉及一种空气成像机构、实像装置和交互系统。

背景技术

三维实像成像装置一般采用空气成像平板透镜在空气中成像，空气成像平板透镜一般采用长条形反射器或者二面角反射器，采用二面角反射器的方案利用两块透明基板之间压印周期性且斜45°排布地尺寸相等的二面角矩形反射器或长条形反射器，通过二次反射进行空气成像。

但是目前的空气成像装置放大率只有1，其光学系统不具备放大的功能，因此会导致体积过大而使应用领域受限，同时其成像系统不利于设备的小型化和便携性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气成像机构、实像装置和交互系统，能够有效解决现有实像装置体积过大而使应用领域受限的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种空气成像机构，包括：

用于将光源所成的像放大成虚像的会聚透镜；

和沿光线路径设置在会聚透镜后方，用于将所述虚像放大成实像的空气成像平板透镜。

优选的，所述点光源振镜成像仪所成的像位于凸透镜的一倍焦距以内，在最短的距离内确保经过会聚透镜所成的为放大的虚像，有利于减小整个装置的尺寸。

优选的，空气成像平板透镜与会聚透镜中心之间的距离为x，则

其中D为会聚透镜的直径，L为平板透镜较短边的边长，F为会聚透镜的焦距，最佳的空气成像平板透镜与会聚透镜距离，可以获得放大的清晰的实像，空气成像平板透镜与会聚透镜的距离超过该距离后，会导致图像周边亮度不均匀。

一种实像装置，包括光源和上述的空气成像机构。

优选的，所述光源为点光源振镜成像仪，所述点光源振镜成像仪包括点光源、准直透镜和振镜组，所述点光源发出的光线经过准直透镜转为平行光，然后再由振镜组成像，所述振镜组所成的像位于会聚透镜的前方。通过振镜组的振动，点光源振镜成像仪有效的缩小了光源部分的尺寸，使点光源的光形成图像，有利于进一步缩小光源的尺寸，并且可以得到实像与空气成像机构配合，从而进一步缩小整个实像装置的尺寸。

优选的，所述振镜组为二维扫描振镜，可以将点光源发出的光线通过扫描成形成二维图像。

优选的，所述振镜组为多个二维扫描振镜，通过多个二维扫描振镜的组合形成三维图像。

优选的，所述点光源振镜成像仪还包括消色散透镜，所述消色散透镜位于振镜组和空气成像机构之间，消色散透镜可以使图像更加清晰，同时具有一定的图像放大效果。

一种交互系统，包括手势识别装置和上述的空气成像机构，在经过空气成像机构所成实像的旁边设有所述手势识别装置；或者，包括手势识别装置和上述的实像装置，在经过空气成像机构所成实像的旁边设有所述手势识别装置。

优选的，所述手势识别装置为摄像头、雷达扫描装置或者激光检测装置，较为准确的检测和识别手势动作，做出精确的动作判断。