浮空影像显示设备制造技术

本发明专利技术公开一种浮空影像显示设备，用以产生浮空影像。浮空影像显示设备包括影像模块及至少一透反射式光学元件。影像模块用以提供第一影像。透反射式光学元件包括第一反射面及第二反射面，其中第一影像位于第一反射面与第二反射面之间，第一反射面与第二反射面包括曲面且在其光轴上没有孔洞。第二反射面为透反射面，第一反射面与第二反射面用以重新会聚来自第一影像的光线，以产生第二影像，且第二影像为浮空影像。为浮空影像。为浮空影像。

【技术实现步骤摘要】
浮空影像显示设备


[0001]本专利技术涉及一种显示设备，且特别是涉及一种浮空影像(floating image)显示设备。

技术介绍

[0002]随着显示技术的进步，浮空影像显示器被发展出来。浮空影像显示技术可以应用于各种场合。举例而言，用户可以与浮空影像互动，以达到某些电子装置的操作。在与浮空影像互动时，用户的手指可移动到悬浮在空中的浮空影像的位置，而不会触碰到显示器的表面，因此不会造成手指或显示器表面的污染。这种应用情境，可应用在厨房中，避免显示器表面的细菌或病毒沾染到食物，或者避免食物沾染了显示器。
[0003]另一方面，随着新冠肺炎疫情的流行，非接触式操作逐渐被重视。浮空影像显示器搭配传感器可实现非接触式开关或虚拟按键，诸如浮空的虚拟电梯按钮，浮空的虚拟电铃按钮或浮空的电灯开关等。
[0004]然而，一般的浮空影像显示器的浮空影像在影像尺寸及浮空高度两者之间存在权衡限制，也就是当浮空高度超过限制时影像会被裁切。此外，另一种浮空影像显示器是采用两个曲面反射镜来多次反射影像光束以形成浮空影像，而在出光方向的曲面反射镜的中央(即光轴处)具有开孔，以让影像光束射出装置外，而在装置外成像。然而，由于反射镜的中央具有开孔而没有反射及成像的作用，因此当使用者的眼睛位于光轴上或附近时是看不到浮空影像的，用户在大视角才能看到浮空影像，如此易限制了浮空影像显示器的应用性。

技术实现思路

[0005]本专利技术一实施例提供一种浮空影像(图像)显示设备，其可提升浮空影像的浮空距离并保持浮空影像的完整性，用户在光轴上或附近仍然能够观看到浮空影像。
[0006]本专利技术一实施例提出一种浮空影像显示设备，用以产生浮空影像。浮空影像显示设备包括影像模块及至少一透反射式光学元件。影像模块用以提供第一影像。透反射式光学元件包括第一反射面及第二反射面，其中第一影像位于第一反射面与第二反射面之间，第一反射面与第二反射面包括曲面且在其光轴上没有孔洞。第二反射面为透反射面，第一反射面与第二反射面用以重新会聚来自第一影像的光线，以产生第二影像，且第二影像为浮空影像。
[0007]在本专利技术实施例的浮空影像显示设备中，采用了第一反射面与第二反射面让来自第一影像的光在透反射式光学元件内部多次反射，以在透反射式光学元件的外部形成第二影像(即浮空影像)，第二影像的浮空距离可以较大，且保持了第二影像的完整性。另外，第二反射面可为透反射面，且第一反射面与第二反射面在其光轴上没有孔洞，当使用者的眼睛在光轴上或附近时(即在中央视角时)，仍然能够观看到浮空影像，如此可提升浮空影像显示设备的应用性。
附图说明
[0008]图1A为本专利技术的一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图；
[0009]图1B为图1A的浮空影像显示设备的剖面示意图；
[0010]图2为本专利技术的另一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图；
[0011]图3A、图3B与图3C是本专利技术的三个实施例的透反射式光学元件沿着光轴的方向看过去的正视示意图；
[0012]图4为本专利技术的另一实施例的浮空影像显示设备的剖面示意图；
[0013]图5为本专利技术的又一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图；
[0014]图6为本专利技术的再一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图；
[0015]图7为本专利技术的另一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图。
具体实施方式
[0016]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0017]图1A为本专利技术的一实施例的浮空影像显示设备的立体示意图，而图1B为图1A的浮空影像显示设备的剖面示意图。请参照图1A与图1B，本实施例的浮空影像显示设备100，用以产生浮空影像。浮空影像显示设备100包括影像模块110及至少一透反射式光学元件200(图1A与图1B中是以一个透反射式光学元件200为例)。影像模块100用以提供第一影像101。在本实施例中，影像模块100例如为真实物体、平面显示器、集成成像显示器、投影器、全息显示器、体积式显示器或其他适当的显示器，本专利技术不以此为限。
[0018]透反射式光学元件200包括第一反射面201及第二反射面202，其中第一影像101位于第一反射面201与第二反射面202之间。第一反射面201与第二反射面202都包括曲面且在其光轴A上都没有孔洞。第二反射面202可为透反射面(transflective surface)，且在本实施例中第一反射面201也可为透反射面。第一反射面201与第二反射面202用以重新会聚来自第一影像101的光线114，以产生第二影像102，且第二影像102为浮空影像。其中，第一影像101与第二影像102可以是平面影像或立体影像。
[0019]在本实施例中，第一反射面201配置于影像模块110与第二反射面202之间，影像模块110用以提供影像光束112。第二反射面202为透反射面是指，影像光束112在传递至第二反射面202时，有一部分的影像光束112会穿透第二反射面202，而另一部分的影像光束112则会被第二反射面202反射。同理，第一反射面201为透反射面是指，影像光束112在传递至第一反射面201时，有一部分的影像光束112会穿透第一反射面201，而另一部分的影像光束112则会被第一反射面201反射。在一实施例中，第一反射面201与第二反射面202的穿透率例如约为50％，且第一反射面201与第二反射面202的反射率例如约为50％。在本实施例中，影像光束112穿透第一反射面201后，在第一反射面201与第二反射面202之间形成第一影像101。
[0020]在本实施例中，第一反射面201与第二反射面202为抛物面或类抛物面(即接近抛物面的表面)，来自第一影像101的光114会被第一反射面201与第二反射面202多次反射后，在透反射式光学元件200的外部会聚成第二影像102。在本实施例中，第二反射面202位于第一影像101与第二影像102之间。
[0021]在本实施例中，第一反射面201与第二反射面202都为无孔洞的连续曲面。具体而言，透反射式光学元件200包括第一反射镜210与第二反射镜220，且第一反射面201与第二反射面202分别位于第一反射镜210与第二反射镜220互相面对的两个表面上。在本实施例中，第二反射面202由无孔洞的连续透反射膜(transflective film)222所形成，且第一反射面201由无孔洞的连续透反射膜212所形成。此外，在本实施例中，形成第一反射面201的透反射膜212的凹面与形成第二反射面202的透反射膜222的凹面彼此互相面对。另外，在本实施例中，第一反射镜210与第二反射镜220互相背对的两个表面上可设有抗反射膜214及224。然而，在其他实施例中，第一反射镜210与第二反射镜220上也可以不设有抗反射膜。
[0022]在本实施例中，第一反射镜210包括可让影像光束112穿透的透光材质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮空影像显示设备，其特征在于，用以产生浮空影像，所述浮空影像显示设备包括：影像模块，用以提供第一影像；以及至少一透反射式光学元件，包括第一反射面及第二反射面，其中所述第一影像位于所述第一反射面与所述第二反射面之间，所述第一反射面与所述第二反射面包括曲面且在其光轴上没有孔洞，所述第二反射面为透反射面，所述第一反射面与所述第二反射面用以重新会聚来自所述第一影像的光线，以产生第二影像，且所述第二影像为所述浮空影像。2.根据权利要求1所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述第一反射面配置于所述影像模块与所述第二反射面之间，所述第一反射面为透反射面，所述影像模块用以提供影像光束，所述影像光束穿透所述第一反射面后，在所述第一反射面与所述第二反射面之间形成所述第一影像。3.根据权利要求2所述的浮空影像显示设备，其特征在于，还包括成像介质，配置于所述第一反射面与所述第二反射面之间，其中所述影像光束穿透所述第一反射面后，投射于所述成像介质上以形成所述第一影像。4.根据权利要求3所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述成像介质为扩散片、全息片或非线性晶体。5.根据权利要求1所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述影像模块位于所述第一反射面与所述第二反射面之间。6.根据权利要求1所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述第一反射面与所述第二反射面都为无孔洞的连续曲面。7.根据权利要求1所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述透反射式光学元件包括第一反射镜与第二反射镜，且所述第一反射面与所述第二反射面分别位于所述第一反射镜与所述第二反射镜互相面对的两个表面上。8.根据权利要求7所述的浮空影像显示设备，其特征在于，所述第二反射面由无孔洞的连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹翰松，黄奕翔，林俊廷，柳喻翔，林家平，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：