《可交互空中成像技术规范》征求

1、Q/LB.XXXXX-XXXX可交互空中成像技术规范范围本文件规定了可交互空中成像技术原理、空中成像功能和性能、交互功能和性能。本文件适用于可交互空中成像技术。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 13584-2011 红外探测器参数测量方法GB/T 18910.11-2012 液晶显示器件 第1-1部分：术语和符号GB/T 19953 数码照相机分辨率的测量GB/T 38665.1-2020 信息技术 手势交互系统 第 1

2、部分：通用技术要求SJ/T 11694.1-2017 交互式电子白板技术规范 第1部分：红外交互式电子白板SJ/T 11709-2018 背投影显示屏拼接系统验收规范SJ/T 11710-2018 液晶显示屏拼接系统验收规范术语和定义GB/T 13584-2011、GB/T 18910.11-2012、GB/T 19953、GB/T 38665.1-2020和 SJ/T 11694.1-2017 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。无介质空间成像 media free aerial display通过使用无源空中成像光学元件令非相干光源显示器的发散光重新会聚，将实像直接呈现在空中而无需任何承

3、载介质的显示技术。空中光学成像元件 aerial imaging element对光进行周期性调制来实现空中光学成像的无源光学元件，包括：负折射平板透镜、微透镜阵列、菲涅尔透镜、凹面镜、逆反射器等。空中光学成像显示模块 aerial imaging display module由空中光学成像元件和非相干光源显示器件组成的显示单元。还可含有驱动电路、安装附件等。可交互空中光学成像 interactive aerial optical imaging通过检测和反馈对空中实像的操作过程，实现人与信息显示设备之间的无接触式交互。手势交互系统 gesture interaction system对具有特

4、定意义的手势信号，即硬件设备采集到的用户所执行的手势信息， 进行手势识别，并做出响应和反馈的交互系统。观察方向 viewing direction观察浮空影像的方向或角度，见图1。注：由倾角和方位角定义。定义倾角和方位角的示意图交互响应时间 interactive response time从交互手势输入的结束时刻到交互系统输出反馈所持续的时间。视角范围 viewing angle range空中成像元件水平方向上的两个顶点分别与被测图像对应位置的两个顶点的连线所成夹角为水平视角范围，见图2。空中成像元件竖直方向上的两个顶点分别与实像对应位置的两个顶点的连线所成夹角为竖直可视角，见图3。取最小

5、的视角范围作为实像的视角范围。水平视角范围示意图竖直视角范围示意图原理可交互空中成像技术包含空中成像技术和交互系统两部分，其中空中成像技术是将非相干光源显示器件发出的光线利用空中成像元件在空中重新会聚成无介质、可穿透的浮空实像，其核心是空中成像元件，包括负折射平板透镜、微透镜阵列、菲涅尔透镜、凹面镜、逆反射器等；交互系统用于对浮空影像进行非接触式的交互操作，主要是由计算机和红外光电传感器构成, 红外光电传感器的感应范围覆盖空中实像所在三维空间，识别用户的手势和触摸位置，给计算机发送信号，通过改变交互界面的图像来做出相应的反馈，以此实现用户对设备终端进行非接触式交互操作。下面以负折射平板透镜为例

6、，分别对空中成像原理和交互原理进行介绍。空中成像原理通过将两层周期性的平面镜组垂直相交，如图4所示，使得第一次反射时的入射角和第二次反射时的出射角相同。在光源光线发散角内的所有光线在经过平板透镜后会相应的收敛到光源以平板切面为轴的轴对称位置，从而得到一个1:1 的实像。负折射平板透镜及其光线传播示意图为实现对可见光区进行对称光束聚焦，平板透镜中的光波导阵列，如图5所示，将不等长度的条形光波导沿45方向排布，并将各个条形光波导相互粘接，其中各条形光波导相邻的粘接面均镀有反射膜。通过两组相同的单排多列单元光波导阵列相互正交设置，发散的光线在两层正交的波导内发生偶次内反射，从而实现其对二维发散光束的

7、聚焦，产生负折射效应。基于负折射平板透镜的空中成像原理示意图交互原理交互系统集成基于飞行时间的红外激光传感器，如图6所示，红外传感器发射出的不可见红外光场覆盖空中实像区域，当用户触碰空中实像确定位置时，传感器接收到被遮挡后产生的漫反射光迅速做出反应，可达到毫秒级的响应速度。此方式可以精确地检测用户对空中实像的操作，通过终端主机收发控制信号，将操作者点击位置映射为终端交互界面，构建了终端界面手势交互方案，直接于空中影像进行点击、拖拽等非接触式交互操作，优化用户操作体验，实现了无接触、更高效、更稳定的空中影像交互。交互原理示意图空中成像功能要求利用空中成像元件，结合常规显示面板作为像源，实现无介质

8、空中成像。成像性能要求亮度成像亮度应100cd/m2。亮度损耗成像亮度损耗应75%。亮度均匀性空中光学成像元件无拼接，画面整体成像亮度均匀性应90%。空中光学成像元件由多块子元件拼接而成，画面整体成像亮度均匀性应70%。不包括光学拼缝处色度不均匀性空中光学成像元件无拼接，画面整体成像亮度均匀性应不大于0.05。空中光学成像元件由多块子元件拼接而成，画面整体的成像色度不均匀性应不大于0.1。不包括光学拼缝处色域覆盖率成像色域覆盖率应45%。畸变成像横向和纵向畸变均应1%。对比度采用LCD的设备亮度对比度应300：1，采用OLED的设备亮度对比度应1000：1。分辨率成像水平方向和垂直方向上的分辨率应高于 2lp/mm。视角范围图像水平方向上的视角范围应30 度，竖直方向上的视角范围应30 度。交互功能要求利用计算机和红外光电传感器构成的交互系统，达到对浮空影像进