空中成像元件及空中成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学技术领域，提供一种空中成像元件及空中成像装置。上述的空中成像元件，包括一对成像透镜组件，一对成像透镜组件拼接，每个成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，第一光波导阵列倾斜设置。上述的空中成像元件，通过将至少两个第一光波导阵列对称且倾斜设置，可使正向和斜向入射至第一光波导阵列中的光线进行两次全反射，进而在空中形成浮空实像，增大了人眼能够看到浮空实像的视觉范围，通过在每个成像透镜组件中设置多个第一光波导阵列，可彻底消除残像，同时可使人眼在0

【技术实现步骤摘要】
空中成像元件及空中成像装置


[0001]本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种空中成像元件及空中成像装置。

技术介绍

[0002]常见的成像透镜组件包括微透镜阵列、菲尼尔透镜组、长条形反射器或二面角反射器等，二面角反射器利用两层周期性分布的光波导阵列，使光线在两层光波导阵列中各发生一次全反射，由于两层光波导阵列是相互正交的矩形结构，会使得第一次全反射时的入射角和第二次全反射时的出射角相同，进而在光线经过光波导阵列后在空中形成1:1的浮空实像。
[0003]但是，现有的浮空实像水平可视角较小，人眼仅在正负30
°
范围内可以看到浮空实像，当人眼视角位置超出该范围时就看不到浮空实像，并且在实像的左右两侧各有一个倾斜的残像，影响了成像透镜组件的成像效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种空中成像元件及空中成像装置，用以解决现有技术中二面角反射器水平可视角较小的缺陷。
[0005]本专利技术提供一种空中成像元件，包括一对成像透镜组件，一对所述成像透镜组件拼接，每个所述成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，所述第一光波导阵列倾斜设置，且每个所述第一光波导阵列的倾斜角度均不相等。
[0006]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，一对所述成像透镜组件的多个所述第一光波导阵列对称设置。
[0007]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，还包括第二光波导阵列，所述第二光波导阵列设置于一对所述成像透镜组件之间，且所述第二光波导阵列的两端分别与一对所述成像透镜组件拼接；其中，所述第二光波导阵列正向设置。
[0008]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，所述第一光波导阵列包括多个第一光波导和多个第二光波导，多个所述第一光波导和多个所述第二光波导正交设置；其中，所述第一光波导与水平面之间的夹角小于45
°
，所述第二光波导与水平面之间的夹角大于45
°
。
[0009]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，所述第二光波导阵列包括多个第三光波导和多个第四光波导，多个第三光波导和多个第四光波导正交设置；其中，所述第三光波导与水平面之间的夹角等于45
°
，所述第四光波导与水平面之间的夹角等于45
°
。
[0010]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为多个，沿所述空中成像元件的长度的延伸方向，多个所述第一光波导与水平面之间的夹角递减，多个所述第二光波导与水平面之间的夹角递增。
[0011]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为一个，所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为大于0
°
且小于45
°
。
[0012]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件包括两个所述第一光波导阵列，其中，第一个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为20
°‑
35
°
，第二个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为45
°
。
[0013]根据本专利技术提供的一种空中成像元件，所述第二光波导阵列与所述成像透镜组件粘接，相邻的两个所述第一光波导阵列粘接。
[0014]本专利技术还提供一种空中成像装置，包括如上所述的空中成像元件。
[0015]本专利技术提供的空中成像元件，通过将至少两个第一光波导阵列对称且倾斜设置，可使正向和斜向入射至第一光波导阵列中的光线进行两次全反射，进而在空中形成浮空实像，增大了人眼能够看到浮空实像的视觉范围，通过在每个成像透镜组件中设置多个第一光波导阵列，可彻底消除残像，同时可使人眼在0
°‑
180
°
的视觉范围内均能够看到浮空实像；同时，本专利技术提供的空中成像元件，第一光波导阵列加工简单，制造成本低，适于推广应用。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是现有技术中二面角反射器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的空中成像元件的结构示意图之一；图3本专利技术实施例提供的空中成像元件的结构示意图之二；图4是图3中空中成像元件的光线传播路径的示意图；图5是本专利技术实施例提供的空中成像元件的结构示意图之三；附图标记：10：第一光波导阵列；11：第一光波导；12：第二光波导；20：第二光波导阵列；21：第三光波导；22：第四光波导；100：第五光波导；200：第六光波导。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0020]下面结合图1
‑
图5描述本专利技术的空中成像元件及空中成像装置。
[0021]如图1所示，在现有技术中，二面角反射器包括：多个第五光波导100和多个第六光波导200，多个第五光波导100和多个第六光波导200正交设置，形成光波导阵列，在现有技术中，第五光波导100与水平面之间的夹角为45
°
，第六光波导200与水平面之间的夹角也为
45
°
，我们将光波导阵列的这种排布方式称为正向设置，即光波导阵列与水平面之间的倾斜角度为0
°
。显示屏发出的光线入射至第五光波导100的第一反射面上后进行全反射，反射光线入射至第六光波导200的第二反射面上再次进行全发射，然后在空中形成与原像1:1的浮空实像。具体地，如图1所示，当光线的入射角为0
°
时，光线经过两次全反射，其反射角也为0
°
，当人眼的视角范围为
‑
30
°‑
30
°
时，人眼可以看到浮空实像。而当光线的入射角超过45
°
时，显示屏发出的光线直接入射至第六光波导200上进行全反射，即光线只进行了一次全反射，故而会在实像的左右两侧各有一个倾斜的残像。此时，当人眼的视觉范围超过
‑
30
°‑
30
°
后即看不到浮空实像。基于此，本专利技术实施例提供了一种空中成像元件及空中成像装置，用以解决上述问题。
[0022]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空中成像元件，其特征在于，包括一对成像透镜组件，一对所述成像透镜组件拼接，每个所述成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，所述第一光波导阵列倾斜设置，且每个所述第一光波导阵列的倾斜角度均不相等。2.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，一对所述成像透镜组件的多个所述第一光波导阵列对称设置。3.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，还包括第二光波导阵列，所述第二光波导阵列设置于一对所述成像透镜组件之间，且所述第二光波导阵列的两端分别与一对所述成像透镜组件拼接；其中，所述第二光波导阵列正向设置。4.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，所述第一光波导阵列包括多个第一光波导和多个第二光波导，多个所述第一光波导和多个所述第二光波导正交设置；其中，所述第一光波导与水平面之间的夹角小于45
°
，所述第二光波导与水平面之间的夹角大于45
°
。5.根据权利要求3所述的空中成像元件，其特征在于，所述第二光波导阵列包括多个第三光波导和多个第四光波导，多个第三光波导和多个第四光波导正交设置；其中，所述第三光波导与水平面之间的夹角等于45
°
，所述第四光波导与水平面之间的夹角...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭乃睿，
申请(专利权)人：深圳市文生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：