本實(shí)用新型涉及教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，具體的說是一種高中生學(xué)習(xí)用投影教學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù)，是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。

目前，全息投影技術(shù)已在展覽、廣告、教學(xué)等領(lǐng)域得到初步運(yùn)用，該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑷S影像懸浮呈現(xiàn)于半空中，營造了亦幻亦真的氛圍，效果奇特，具有強(qiáng)烈的縱深感，真假難辯。隨著教育系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)的普遍需要，多媒體教學(xué)系統(tǒng)研發(fā)就顯得尤其重要，將全息投影技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)領(lǐng)域可以很好地解決空間結(jié)構(gòu)難以理解，立體視圖難以弄清，繁瑣復(fù)雜的運(yùn)動難以全方位研究等問題，以便于學(xué)生對教學(xué)對象空間結(jié)構(gòu)的理解，加深對教學(xué)對象的認(rèn)識。

中國專利公告號CN204557823U公開了一種全息展示教學(xué)系統(tǒng)，包括展示機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)平臺，所述旋轉(zhuǎn)平臺可帶動展示機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)展示全息投影或?qū)嵨镎蛊?。另外還可在旋轉(zhuǎn)平臺的下部和外側(cè)分別引入升降機(jī)構(gòu)和攝影機(jī)構(gòu)，分別起到調(diào)節(jié)展示機(jī)構(gòu)高度和拍攝全息影像或?qū)嵨镎蛊芬苑糯箫@示的作用。為了使得全息投影的效果更好，在觀看全息投影的展示時，都會將其他燈光關(guān)上，然而，這樣人們在操作全息投影的支撐架，使全息投影平臺進(jìn)行升降時，無法準(zhǔn)確看到手動開關(guān)的位置，從而延長了操作時間，對教師使用帶來了不便，不能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)或?qū)崟r控制互動，雖能增加學(xué)生對內(nèi)容的理解，但具有一定的局限性。

中國專利公告號CN105513436A公開了一種交互式全息幻象教學(xué)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：服務(wù)器；包括第一體感控制器、方向照明燈、第二黑幕布的第一裝置；包括投影儀、全息膜、第一黑幕布的第二裝置；包括攝像頭、第二體感控制器、第一處理器的第三裝置；包括攝像機(jī)、第二處理器、顯示器的第四裝置；按照序號依次設(shè)置該四個裝置；服務(wù)器分別與攝像頭、第一體感控制器、投影儀、通過第一處理器與第二體感控制器連接；第一裝置、第二裝置處于黑暗環(huán)境中。為了投影效果，一般處于黑暗環(huán)境中，而且該系統(tǒng)占用空間大，雖能實(shí)時的進(jìn)行虛實(shí)交互，增添課堂的趣味性和互動性，并不能對教師使用帶來方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠遠(yuǎn)程操控，可實(shí)時互動，使用方便、節(jié)約環(huán)保的一種高中生學(xué)習(xí)用投影教學(xué)裝置。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種高中生學(xué)習(xí)用投影教學(xué)裝置，包括講桌，講桌的上方安裝有用于投影的全息投影裝置，講桌內(nèi)安裝有與全息投影裝置相連接的投影教學(xué)設(shè)備，全息投影裝置將投影教學(xué)設(shè)備輸入的全息圖片或視頻投射出3D全息影像，3D全息影像可由使用者在使用時進(jìn)行控制，講桌內(nèi)設(shè)置有控制投影教學(xué)設(shè)備和全息投影裝置的總控制器。

以下是本實(shí)用新型對上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化：

所述講桌上位于顯示屏的一側(cè)設(shè)置有無需全息投影膜的3D投影儀，3D投影儀通過安裝在內(nèi)部的投影芯片，通過光學(xué)透鏡組的折射，投射出具有一定尺寸的全息投影。

進(jìn)一步優(yōu)化：所述講桌內(nèi)設(shè)置有用于對實(shí)物進(jìn)行全息成像的三維立體掃描器，三維立體掃描器的下方安裝有輔助掃描的旋轉(zhuǎn)座。

進(jìn)一步優(yōu)化：三維立體掃描器上安裝有高清掃描儀，可對實(shí)物進(jìn)行高清掃描。

進(jìn)一步優(yōu)化：當(dāng)需要對實(shí)物進(jìn)行全息投影時，可將實(shí)物放置在旋轉(zhuǎn)座上，通過三維立體掃描器對此實(shí)物進(jìn)行掃描，再通過圖形分析控制主機(jī)對掃描后的影像進(jìn)行處理分析并記錄存儲，通過3D投影儀進(jìn)行投影即可。

進(jìn)一步優(yōu)化：所述該3D投影儀投影的圖像由高清的圖片或視頻處理而成，使用者將高清圖片或視頻通過APP傳輸至電腦，或通過三維立體掃描器對實(shí)物進(jìn)行高清掃描，再通過數(shù)據(jù)設(shè)備處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最后通過3D投影儀進(jìn)行投影。

進(jìn)一步優(yōu)化：所述講桌的上部設(shè)置有顯示屏，顯示屏下端的下方安裝有投影鍵盤。

進(jìn)一步優(yōu)化：講桌上靠近顯示屏下端的位置設(shè)置有投影介質(zhì)，投影鍵盤用內(nèi)置的紅色激光發(fā)射器將3D鍵盤的輪廓投影到投影介質(zhì)上，并通過紅外線捕捉手勢動作，完成輸入信息。

進(jìn)一步優(yōu)化： 所述投影介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置有用于捕捉手勢動作的動作捕捉器。

進(jìn)一步優(yōu)化：動作捕捉器為體感捕捉，使用時，將手放在動作捕捉器的上方，通過捕捉手勢的動作，通過功能控制器根據(jù)信號命令進(jìn)行實(shí)時投影反饋實(shí)現(xiàn)實(shí)時互動。

本實(shí)用新型通過全息投影裝置和投影教學(xué)設(shè)備能夠滿足教學(xué)內(nèi)容3D全息的全面展示，并可記錄儲存上傳，實(shí)現(xiàn)資源整合，便于教師上課使用，通過互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，通過控制器可實(shí)現(xiàn)全息投影的動靜結(jié)合，滿足講課需要，實(shí)現(xiàn)互動學(xué)習(xí)與交流，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，增加了課堂的趣味性和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過太陽能集熱和發(fā)電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)能源高效利用，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的全息投影教學(xué)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例全息投影膜的收起狀態(tài)圖；

附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例投影教學(xué)設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例投影教學(xué)設(shè)備的使用流程示意圖；

附圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2全息投影教學(xué)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例3全息投影教學(xué)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中太陽能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-講桌；2-全息投影膜；3-伸縮支架；4-電動滑塊；5-滑道；6-3D投影儀；7-顯示屏；8-投影鍵盤；9-投影介質(zhì)；10-電腦主機(jī)；11-圖形分析控制主機(jī)；12-總控制器；13-音響裝置；14-數(shù)據(jù)設(shè)備處理器；15-記錄存儲器；16-功能控制器；17-信號接收處理器；18-播放控制器；19-網(wǎng)絡(luò)通訊器；20-三維立體掃描器；21-旋轉(zhuǎn)座；22-數(shù)據(jù)庫；23-太陽能集熱器；24-太陽能發(fā)電器；25-循環(huán)管路；26-空氣換熱器；27-儲熱器；28-循環(huán)泵；29-蓄熱器；30-閥門；31-蓄電池；32-空氣轉(zhuǎn)換凈化器；33-動作捕捉器；34-攝像機(jī)；35-體感控制器；36-手勢識別處理器；37-語音交互模塊。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種高中生學(xué)習(xí)用投影教學(xué)裝置，包括講桌1，講桌1的上方安裝有用于投影的全息投影裝置，講桌1內(nèi)安裝有與全息投影裝置相連接的投影教學(xué)設(shè)備，全息投影裝置將投影教學(xué)設(shè)備輸入的全息圖片或視頻投射出3D全息影像，3D全息影像可由使用者在使用時進(jìn)行控制。

所述講桌1內(nèi)設(shè)置有控制投影教學(xué)設(shè)備和全息投影裝置的總控制器12。

所述全息投影裝置包括安裝在墻壁上可轉(zhuǎn)動收放的全息投影膜2，全息投影膜2的一側(cè)安裝有用于投影教學(xué)內(nèi)容的3D投影儀6。

所述全息投影膜2的頂部轉(zhuǎn)動連接有電動滑塊4，墻壁上安裝有與滑塊4配合的滑道5，全息投影膜2兩側(cè)的位置分別通過伸縮支架3與墻壁轉(zhuǎn)動連接。

當(dāng)使用全息投影裝置時，首先全息投影膜2位于水平位置，伸縮支架3伸出，同時電動滑塊4啟動向伸縮支架3一側(cè)移動，帶動全息投影膜2轉(zhuǎn)動，相互配合使全息投影膜2位于豎直位置；使用完畢，電動滑塊4啟動向另一側(cè)移動，伸縮支架3收縮，帶動全息投影膜2轉(zhuǎn)動，使全息投影膜2位于水平狀態(tài)。

所述投影教學(xué)設(shè)備包括圖形分析控制主機(jī)11，圖形分析控制主機(jī)11內(nèi)設(shè)置有可將圖片或視頻處理成靜態(tài)和動態(tài)全息圖片或視頻的數(shù)據(jù)設(shè)備處理器14，圖形分析控制主機(jī)11內(nèi)設(shè)置有可將靜態(tài)和動態(tài)全息圖片或視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)換播放和停止的功能控制器16。

所述圖形分析控制主機(jī)11內(nèi)還設(shè)置有用于接收控制信號的信號接收處理器17和用于存儲的記錄存儲器15。

所述講桌1內(nèi)還設(shè)置有電腦主機(jī)10和音響裝置13，圖形分析控制主機(jī)11與3D投影儀、電腦主機(jī)10分別連接，總控制器12和電腦主機(jī)10分別與網(wǎng)絡(luò)通訊器19連接。

當(dāng)使用者在使用時，將通過數(shù)據(jù)設(shè)備處理器14處理好的全息圖片或視頻進(jìn)行投影時，所投影的內(nèi)容通過記錄存儲器15進(jìn)行儲存并通過網(wǎng)絡(luò)通訊器19進(jìn)行上傳數(shù)據(jù)庫22，并搜索與之相似的內(nèi)容進(jìn)行對比，系統(tǒng)自動提醒使用者，如需要，進(jìn)行下載，豐富教學(xué)內(nèi)容。

所述講桌1的上部設(shè)置有顯示屏7，顯示屏7下端的下方安裝有投影鍵盤8，講桌1上靠近顯示屏7下端的位置設(shè)置有投影介質(zhì)9，投影鍵盤8用內(nèi)置的紅色激光發(fā)射器將3D鍵盤的輪廓投影到投影介質(zhì)9上，并通過紅外線捕捉手勢動作，完成輸入信息。

所述總控制器12通過網(wǎng)絡(luò)通訊器19與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，并設(shè)置有可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)控制的手機(jī)端APP或PC端APP。

當(dāng)使用者使用時，可通過手機(jī)端APP或PC端APP將全息投影裝置和投影教學(xué)設(shè)備提前打開，并可通過互聯(lián)將所需內(nèi)容傳輸?shù)酵队敖虒W(xué)設(shè)備上并進(jìn)行全息制作，為教學(xué)做好準(zhǔn)備。

所述功能控制器16通過信號傳輸連接的播放控制器18，播放控制器18為穿戴式控制器、手持式移動控制器或投影式控制器，并對所講內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時控制及轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)全息圖片或視頻之間的轉(zhuǎn)換播放和停止，實(shí)現(xiàn)互動學(xué)習(xí)與交流。

所述講桌1內(nèi)設(shè)置有用于對實(shí)物進(jìn)行全息成像的三維立體掃描器20，三維立體掃描器20上安裝有高清掃描儀，可對實(shí)物進(jìn)行高清掃描，三維立體掃描器20的下方安裝有輔助掃描的旋轉(zhuǎn)座21。

當(dāng)需要對實(shí)物進(jìn)行全息投影時，可將實(shí)物放置在旋轉(zhuǎn)座21上，通過三維立體掃描器20對此實(shí)物進(jìn)行掃描，再通過圖形分析控制主機(jī)對掃描后的影像進(jìn)行處理分析并記錄存儲，通過3D投影儀6進(jìn)行投影即可。

實(shí)施例2，如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：所述講桌1上位于顯示屏7的一側(cè)設(shè)置有無需全息投影膜2的3D投影儀6，3D投影儀6通過安裝在內(nèi)部的投影芯片，通過光學(xué)透鏡組的折射，投射出具有一定尺寸的全息投影。

所述3D投影儀6投影的圖像由高清的圖片或視頻處理而成，使用者將高清圖片或視頻通過APP傳輸至電腦，或通過三維立體掃描器20對實(shí)物進(jìn)行高清掃描，再通過數(shù)據(jù)設(shè)備處理器14對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最后通過3D投影儀6進(jìn)行投影。

所述投影介質(zhì)9的一側(cè)設(shè)置有用于捕捉手勢動作的動作捕捉器33，動作捕捉器33為體感捕捉，使用時，將手放在動作捕捉器33的上方，通過捕捉手勢的動作，通過功能控制器16根據(jù)信號命令進(jìn)行實(shí)時投影反饋實(shí)現(xiàn)實(shí)時互動。

實(shí)施例3，如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1和實(shí)施例2的不同之處在于：

所述講桌1內(nèi)位于顯示屏7下方的位置設(shè)置有用于獲取操作者圖像的攝像機(jī)34，攝像機(jī)34的下方設(shè)置有用于捕捉操作者動作的體感控制器35。

所述講桌1內(nèi)靠近總控制器12的位置安裝有用于識別操作者動作的手勢識別處理器36，講桌1內(nèi)位于音響裝置13上方的位置設(shè)置有用于人機(jī)語音交互的語音交互模塊37。

當(dāng)操作者需要參與投影交互時，攝像機(jī)34將操作者的圖像輸送給數(shù)據(jù)設(shè)備處理器14，將圖像進(jìn)行背景分離處理獲得操作者的人物圖像，并將該圖像融入到數(shù)據(jù)設(shè)備處理器14內(nèi)所要投影的影像中，通過體感控制器35捕捉到的動作與投影的影像結(jié)合實(shí)現(xiàn)操作者的實(shí)時交互；當(dāng)進(jìn)行語音交互時，語音交互模塊37通過網(wǎng)絡(luò)通訊器19下載相關(guān)的常用操作及知識信息，語音交互模塊37錄入操作者的語音，將其轉(zhuǎn)化為音頻信號進(jìn)行匹配，并一一回答，實(shí)現(xiàn)實(shí)時語音交互。

實(shí)施例4，如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的不同之處在于：所述總控制器12連接有太陽能蓄電裝置和室內(nèi)環(huán)境控制裝置，室內(nèi)環(huán)境控制裝置包括安裝有用于提高室內(nèi)溫度的太陽能集熱裝置和用于進(jìn)行空氣置換凈化的空氣轉(zhuǎn)換凈化器32，總控制器12還連接有隨時監(jiān)控室內(nèi)溫度、空氣質(zhì)量的內(nèi)置傳感器。

所述太陽能蓄電裝置包括太陽能發(fā)電器24，太陽能發(fā)電器24為太陽能光伏發(fā)電板和太陽能卷簾，并電連接有蓄電池31，蓄電池31與全息投影教學(xué)裝置、空氣轉(zhuǎn)換凈化器32分別電連接，當(dāng)發(fā)生意外斷電時，太陽能蓄電裝置能夠保證全息投影教學(xué)裝置的用電，保護(hù)全息投影教學(xué)裝置的正常使用。

當(dāng)內(nèi)置傳感器檢測到室內(nèi)的空氣質(zhì)量下降到一定數(shù)值時，總控制器12控制空氣轉(zhuǎn)換凈化器32自動開啟并通過AAP通知使用者，當(dāng)達(dá)到適宜數(shù)值時，空氣轉(zhuǎn)換凈化器32自動關(guān)閉，蓄電池31通過太陽能發(fā)電器24繼續(xù)蓄電，為下次使用做好準(zhǔn)備，使用者可通過APP隨時監(jiān)測室內(nèi)的空氣質(zhì)量。

所述太陽能集熱裝置包括太陽能集熱器23和空氣換熱器26，太陽能集熱器23和空氣換熱器26之間通過兩條循環(huán)管路25連通成密閉系統(tǒng)，在密閉系統(tǒng)內(nèi)部充注可以液相和氣相相互轉(zhuǎn)化的相變流體作為熱量的傳輸介質(zhì)。

所述其中一條循環(huán)管路上安裝有循環(huán)泵28和儲液器27，另一條循環(huán)管路上安裝蓄熱器29，蓄熱器29與太陽能集熱器23之間安裝有閥門30, 蓄熱器29的一側(cè)并聯(lián)連接有蓄熱器旁通管路，該管路上安裝有蓄熱器旁通管路閥門。

當(dāng)內(nèi)置傳感器檢測到室內(nèi)溫度較低時，有太陽光照時，總控制器12控制循環(huán)泵28開啟工作，進(jìn)入太陽能采暖模式，此時蓄熱器29的閥門30關(guān)閉，蓄熱器旁通管閥門打開，當(dāng)空氣溫度加熱到設(shè)定值時，進(jìn)入蓄熱模式，蓄熱器29的閥門30打開，蓄熱器旁通管閥門關(guān)閉，循環(huán)泵28推動液態(tài)的相變介質(zhì)通過管道進(jìn)入太陽能集熱器23，太陽能集熱器23通過傳熱加熱相變介質(zhì)使其汽化變成氣體，該氣體通過管道進(jìn)入蓄熱器29，與蓄熱器29的儲熱介質(zhì)換熱放出熱量液化為液體，該液體通過空氣換熱器26再進(jìn)入循環(huán)泵28完成一個循環(huán)。

白天通過一段時間的蓄熱，在晚間或是沒有陽光時，進(jìn)入蓄熱采暖模式，蓄熱器29的閥門30打開，蓄熱器旁通管路閥門關(guān)閉，循環(huán)泵12推動液態(tài)的相變介質(zhì)通過管道進(jìn)入蓄熱器29，蓄熱器29內(nèi)的儲熱介質(zhì)放出熱能，熱能通過傳熱加熱相變介質(zhì)使其汽化變成氣體。

該氣體通過管道進(jìn)入空氣換熱器26，與翅片管外的空氣強(qiáng)制換熱放出熱量液化為液體，該液體通過儲液器27再進(jìn)入循環(huán)泵28完成一個循環(huán)，實(shí)現(xiàn)采暖功能。

本實(shí)用新型通過全息投影裝置和投影教學(xué)設(shè)備能夠滿足教學(xué)內(nèi)容3D全息的全面展示，并可記錄儲存上傳，實(shí)現(xiàn)資源整合，便于教師上課使用，通過互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，通過控制器可實(shí)現(xiàn)全息投影的動靜結(jié)合，滿足講課需要，實(shí)現(xiàn)互動學(xué)習(xí)與交流，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，增加了課堂的趣味性和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過太陽能集熱和發(fā)電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)能源高效利用，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。