[发明专利]一种全息投影智能互动装置

权利要求书

1.一种全息投影智能互动装置，其特征在于：包括球形腔(1)，所述球形腔(1)由两个螺旋卡接的半球组成；所述球形腔(1)外表面设有若干通孔一，所述球形腔(1)内设有滚动腔(2)，所述滚动腔(2)由两个螺旋卡接的半球组成，所述滚动腔(2)能够在球形腔(1)内滚动，所述滚动腔(2)外表面设有若干通孔二，所述滚动腔(2)内设有若干几何形状块，所述几何形状块能够穿过通孔一和通孔二；所述球形腔(1)、滚动腔(2)和几何形状块由抗菌材料制成，所述抗菌材料由质量份32份甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵，18份甲基丙烯酸甲酯，9份聚乙烯醇，52份壳聚糖，10份聚乙烯亚胺，31份纳米ZnO和27份磁性Fe₃O₄/Ag纳米粒子制成；

所述滚动腔(2)内壁固定连接有交互球(3)，所述交互球(3)内设有与中央处理器信号连接的显示模块，振动采集模块，语音采集模块和语音播放模块，其中，

中央处理器，包括接收单元，发送单元，存储单元，处理单元和信号转化单元，所述接收单元用于各采集模块采集的信号；所述发送单元将采集的信号发送至存储单元进行存储；所述处理单元将存储单元内的数据进行处理判断，并将判断结果发送至信号转化单元；所述信号转化单元将判断结果转化成显示模块和语音播放模块可识别的可识信号，并发送至发送单元；所述发送单元将可识信号分别发送至显示模块和语音播放模块；

振动采集模块，用于采集玩具的振动频率，并将所述振动频率转化成数字信号发送至中央处理器，并计做f；

语音采集模块，用于采集音频信号，并将所述音频信号转化成数字信号发送至中央处理器，并计做v；

显示模块，包括存储单元，接收单元和播放单元，所述存储单元内预存有若干动画图像；所述接收单元用于接收中央处理发送的可识信号，并将可识信号进行处理转化成播放预存动画的指令，并发送至播放单元；所述播放单元用于播放预存的动画图像；

语音播放模块，包括存储单元，接收单元和播放单元，所述存储单元内预存有若干语音信息；所述接收单元用于接收中央处理器发送的可识信号，并将可识信号进行处理转化成播放预存语音信息的指令，并发送至播放单元；所述播放单元用于播放预存的语音信息。

2.如权利要求1所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述通孔一具有方形孔、三角形孔、圆形孔和正六边形孔，所述方形孔、三角形孔、圆形孔和正六边形孔的外接圆半径相同；所述几何形状块具有相应的方形、三角形、圆形和正六边形。

3.如权利要求2所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述通孔二的直径大小不同；所述球形腔(1)与滚动腔(2)的直径比为5:3。

4.如权利要求1所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述几何形状块内设有与中央处理器信号连接的判断采集模块，所述判断模块检测几何形状块通过通孔一和通孔二的状态，若检测到通过通孔一和通孔二，则向中央处理器发送正信号，若检测到未通过通孔一或通孔二，则向中央处理器发送负信号，所述中央处理器的接收单元将信号采集。

5.如权利要求4所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述中央处理器的处理单元对采集的数据进行处理；当f从f＝0开始变化时，采集音频信号v并计做v₀，当中央处理器接收到正信号时，发送播放动画图片的可识信号至显示模块；当中央处理器接收到负信号时，采集音频信号v并计做v₁，当f>35次/s和/或v₁-v₀>2kHz时，发送播放语音信息的可识信号至语音播放模块。

6.如权利要求4或5所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述显示模块采用全息投影显示，所述全息投影的图像处理算法为：

最大空间频率为式中：λ为波长，x，x₁，x_p分别为物面、透镜面和分数傅里叶频谱面的广场坐标，θ_max为物光波和参考光波的方向夹角。

7.如权利要求6所述的一种全息投影智能互动装置，其特征在于：所述全息投影的倍率色差的消除满足：其中，式中：λ_r，λ_g，λ_b分别为红、绿、蓝三色激光的波长，m_r，m_g，m_b分别为三色分量再现像在ξ轴方向的像素总数，d为衍射距离；M_H为ξ轴所占用的像素数目，Δx为在ξ轴上的像元间距；横向位置色差的消除满足：式中：O_r(x_r，y_r)＝，O_g(x_g，y_g)，O_b(x_b，y_b)为衍射图像中红、绿、蓝三色最强衍射光斑的中心。