[发明专利]基于计算全息的无接触交互设备

权利要求书

1.一种基于计算全息的无接触交互设备，其特征在于，包括：

光源；

空间滤波器，用于对所述光源发出的光束进行滤波处理，生成点光源；

生成器，用于基于所述点光源生成偏振平面波；

空间光调制器，用于加载由计算全息算法得到的全息图，并利用所述全息图调制由所述偏振平面波得到的透射平面波的复振幅分布，获得预设的三维悬浮投影结果；以及

采集器件，用于采集用户在所述三维悬浮投影结果上的交互动作，生成交互指令；

所述采集器件，包括：

摄像头，用于采集所述用户的手指相对所述三维悬浮投影结果的实际距离和实际高度；

驱动电路，用于处理摄像头所采集的信息以得到用户手指尖的三维空间坐标，根据输入参数，计算获得待投影画面的计算全息图，并通过线缆传输至所述空间光调制器，根据实际使用情况，改变光源的功率，进而改变所述待投影画面的亮度，根据所述用户手指尖的三维空间坐标，控制调节组件带动平面反射镜偏转，将所述待投影画面投射至理想高度，当所述摄像头采集到的所述用户手指尖的三维空间坐标与键盘坐标一致时，识别所述用户的手指需要点击的对应按键；

所述驱动电路用于通过预设的衍射模型计算三维目标物体在全息平面上的复振幅分布，并根据所述复振幅分布通过预设的编码方法获得振幅型或相位型的所述全息图。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述空间滤波器，包括：

物镜，用于汇聚所述光源的光束，生成光点；

通光孔径，用于滤除杂散光，得到满足预设条件的点光源，其中，所述通光孔径的中心与所述光点的中心相互重合。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述生成器，包括：

凸透镜，用于汇聚所述点光源产生的发散球面波，获取准直平面波；

偏振片，用于改变所述准直平面波的偏振状态，生成所述偏振平面波；

所述空间光调制器为透射型液晶器件、反射型数字微反射镜器件或者硅基液晶器件。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

平面反射镜，用于将垂直向上射出的所述三维悬浮投影结果的全息重建光波转折为水平射出。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述调节组件，用于根据所述用户的身份标识改变平面反射镜的角度，使投影画面达到用户对应的理想位置。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动电路，用于读取一个或多个元器件的输入信号的同时，基于所述交互动作识别交互指令，并根据所述交互指令控制所述一个或多个元器件的工作状态。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

壳体；

电源模块，用于提供电源。