CN110221419A - 一种空中悬浮成像装置 - Google Patents

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CN110221419A
CN110221419A CN201910610851.0A CN201910610851A CN110221419A CN 110221419 A CN110221419 A CN 110221419A CN 201910610851 A CN201910610851 A CN 201910610851A CN 110221419 A CN110221419 A CN 110221419A
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light
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桑新柱
高超
于迅博
高鑫
都静妍
颜玢玢
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Abstract

本发明实施例提供一种空中悬浮成像装置，该装置包括：显示光源和凹面反射镜，所述显示光源为发射待显示内容的光源，其中：所述显示光源发射所述待显示内容的光线，所述光线照射到所述凹面反射镜的凹面，所述凹面反射镜将照射到凹面的光线反射出去，在空中形成所述待显示内容的悬浮图像。本发明实施例提供的一种空中悬浮成像装置，显示光源发出的光线经过凹面反射镜的调制，形成悬浮在空气中的图像，该显示装置能够实现一个大视角、大尺寸、高清晰度较小畸变的空中悬浮图像。而且成本较低，装配方便，能够应用在各个领域中。

Description

一种空中悬浮成像装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种空中悬浮成像装置。
背景技术
在日常生活、工业生产、科学研究中，悬浮成像是一种新型的显示方式。这种技术的出现，给各个领域的创造性应用带来了很多可能。在广告行业，可以代替传统的广告版，更加吸引人们的眼球。在工业的作业现场，这种悬浮成像的显示方式可以使工人在带着手套的前提下进行各种安全的操作。在车载领域，可以将汽车的各项数据信息呈现到人眼的前方，带来更加安全的驾驶体验。除了这些方面，悬浮成像技术更可以在娱乐，安全，医疗等各个领域带来便利。
因此，研发一个高分辨率，大出屏，宽视角的空中悬浮成像装置具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供一种空中悬浮成像装置。
本发明实施例提供一种空中悬浮成像装置，包括：显示光源和凹面反射镜，其中：
所述显示光源发射所述待显示内容的光线，所述光线照射到所述凹面反射镜的凹面，所述凹面反射镜将照射到凹面的光线反射出去，在空中形成所述待显示内容的悬浮图像；
所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离满足第一预设条件，所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离满足第二预设条件，以使得所述显示光源发射出的光线照射到所述凹面反射镜的凹面上；
所述显示光源与水平线之间的夹角在0度至90度之间；
所述凹面反射镜与水平方向的夹角在0度至90度之间。
优选地，所述第一预设条件为：0mm＜L0＜5000mm，所述第二预设条件为：0mm＜L1＜5000mm，其中，L0表示所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离，L1表示所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离。
优选地，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给下一平面光学元件，以使得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收上一个平面光学元件反射的光线，并将所述上一个平面光学元件反射的光线反射给下一个平面光学元件，以使得得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述凹面反射镜的反射光线，所述任一平面光学原件将所述反射光线重新反射出去，在空中形成所述悬浮图像。
优选地，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源的光线，并将所述光线反射给所述凹面反射镜，所述凹面反射镜反射的光线透过所述任一平面光学元件，在空中形成悬浮图像；
或，所述所述任一平面光学元件用于接收所述凹面反射镜的反射光线，并将所述反射光线透射过去，在空中形成悬浮图像。
优选地，还包括偏振元件，所述偏振元件位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
优选地，还包括相位延迟器，所述相位延迟器位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
优选地，所述凹面反射镜为玻璃透镜、金属抛光镜和菲涅尔透镜中的一种。
优选地，所述凹面反射镜为矩形、圆形、正方形和六边形中的一种。
优选地，所述凹面反射镜的材料包括：玻璃材料、塑料树脂材料和金属材料。
优选地，所述凹面反射镜的面型参数具体通过如下公式获得：
其中，Z表示所述凹面反射镜的矢高，c表示所述凹面反射镜的曲率，r表示所述凹面反射镜的径向口径，k表示所述凹面反射镜的圆锥系数，a1表示所述凹面反射镜的二次系数，a2表示所述凹面反射镜的四次系数，a3表示所述凹面反射镜的六次系数，a4表示所述凹面反射镜的八次系数，a5表示所述凹面反射镜的十次系数。
本发明实施例提供的一种空中悬浮成像装置，显示光源发出的光线经过凹面反射镜的调制，形成悬浮在空气中的图像，该显示装置能够实现一个大视角、大尺寸、高清晰度无畸变的空中悬浮图像。而且成本较低，装配方便，能够应用在各个领域中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例中提供的一种空中悬浮成像装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的再一加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中凹面反射镜的类型示意图；
图7为本发明实施例中菲涅尔透镜的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例中提供的一种空中悬浮成像装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：
显示光源和凹面反射镜，其中：
所述显示光源发射待显示内容的光线，所述光线照射到所述凹面反射镜的凹面，所述凹面反射镜将照射到凹面的光线反射出去，在空中形成所述待显示内容的悬浮图像；
所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离满足第一预设条件，所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离满足第二预设条件，以使得所述显示光源发射出的光线能照射到所述凹面反射镜的凹面上；
所述显示光源与水平线之间的夹角在0度至90度之间；
所述凹面反射镜与水平方向的夹角在0度至90度之间。
图中M1表示显示光源，显示光源为发射待显示图像或待显示视频的光源，显示光源是一种电子设备，它能够向观看者提供视觉形象，显示光源可以是液晶显示器、激光显示器、投影仪、LED显示器、OLED显示器或量子点显示器，或者是被照明的实际物体以及其它能够显示视觉内容的器件或系统。
显示光源可以用来显示静态的、动态的以及任意能够被显示或者看到的内容，静态的内容是指不随时间变化而改变，它包括但不限于图片、静态影像、静态文本或图表数据，动态内容是指随时间的变化而改变的内容，它包括但不限于录制的视频、实时视频、变化的图像、动态的文本或图表数据等。
图中R表示凹面反射镜，凹面反射镜有前后两个表面，凹面反射镜的厚度可以根据实际情况来制作。凹面反射镜的前后两个凹面曲率半径的取值范围是：Rback＞0mm，Rfront＞0mm，Rback为凹面反射镜后表面的曲率半径，Rfront为凹面反射镜前表面的曲率半径。
图中M3表示由显示光源M1中的待显示内容经过光学系统后在空气中形成的悬浮图像，观察者可以切实的观察到图像或者视频悬浮在空中，并且，可以用手穿过悬浮图像。
在图1中，将显示光源相对凹面反射镜以一定倾斜角度放置，从显示光源发出的光线直接入射到凹面反射镜的凹面上，凹面为反射镜的工作面上，光线经过凹面反射镜的调制出射，在相对于凹面反射镜右上方一个角度的位置形成悬浮在空气中的悬浮图像。
L0是显示光源上表面中心所在竖直线到凹面反射镜R后表面(非工作面)所在竖直线之间的水平距离，L0满足第一预设条件，L1是悬浮在空气中的悬浮图像中心所在竖直线到凹面反射镜后表面(非工作面)中心所在竖直线之间的水平距离，L1满足第二预设条件。第一预设条件和第二预设条件能够保证显示光源发射出的光线照射到凹面反射镜上。
θ1是凹面反射镜与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ1＜90。
θ0是显示光源与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ0＜90。
θ为观看视角，其变化范围是：0＜θ＜180，需要说明的是，悬浮图像的环视视角可以是360°。
悬浮图像的尺寸与显示光源上显示的图像尺寸之比的变化范围是0.1:1到10:1，也就是说这个装置成像的时候，由于物距不一样，成像的大小也不一样，可以是放大的像，也可以是缩小的像。
具体地工作过程中，显示光源发射的光线直接入射到凹面反射镜的工作面上，光线经过凹面反射镜的调制出射，在相对于凹面反射镜右上方一个角度的位置形成悬浮在空气中的悬浮图像。
本发明实施例提供的一种空中悬浮成像装置，显示光源发出的光线经过凹面反射镜的调制，形成悬浮在空气中的图像，该显示装置能够实现一个大视角、大尺寸、高清晰度较小畸变的空中悬浮图像。而且成本较低，装配方便，能够应用在各个领域中。
在上述实施例的基础上，优选地，所述第一预设条件为：0mm＜L0＜5000mm，所述第二预设条件为：0mm＜L1＜5000mm，其中，L0表示所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离，L1表示所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离。
本发明实施例给出了第一预设条件和第二预设条件的具体取值范围，该范围能保证显示光源发射的光线照射到凹面反射镜上。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件为具有平面反射能力的光学元件；
所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给下一平面光学元件，以使得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收上一个平面光学元件反射的光线，并将所述上一个平面光学元件反射的光线反射给下一个平面光学元件，以使得得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述凹面反射镜的反射光线，所述任一平面光学原件将所述反射光线重新反射出去，在空中形成所述悬浮图像。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源的光线，并将所述光线反射给所述凹面反射镜，所述凹面反射镜反射的光线透过所述任一平面光学元件，在空中形成悬浮图像；
本发明实施例提供的空中悬浮成像装置还包括一个或者多个平面光学元件，该平面光学元件为具有反射能力的平面光学元件，如玻璃反射镜、树脂反射镜和金属反射镜等，它的形状可以是矩形、圆形、正方形和六边形等任意形状，平面光学元件的尺寸是指外接圆的直径，外接圆的直径范围为：10mm-5000mm，其表面反射率的变化范围是：0.01％-99.99％。厚度可根据实际需要选择。
在该装置中加入平面光学元件，可以通过如下几种方案实现：
(一)，图2为本发明一实施例提供的加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图，如图2所示，图中E0表示平面光学元件，L20为显示光源的上表面与平面光学元件中心点所在水平线之间的竖直距离，其变化范围是：0mm＜L20＜5000mm。
L21为平面光学元件中心所在竖直线到凹面反射镜前表面中心所在竖直线之间的水平距离，其变化范围为：0mm＜L21＜5000mm。
L22为平面光学元件中心所在竖直线到凹面反射镜前表面中心所在竖直线之间的水平距离，其变化范围为：0mm＜L22＜5000mm。
D20为凹面反射镜外接圆直径的尺寸，其变化范围为：0mm＜D20＜5000mm。
θ0是平面光学元件与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ0＜90。
θ为观看视角，其变化范围是：0＜θ＜180。
假设所使用的凹面反射镜光学焦距为F，凹面反射镜的光学焦距F与所使用凹面反射镜面型参数有关，则应满足L20+L22＞F。
在具体工作过程中，由显示光源发出的光线照射到平面光学元件E0上，光线被平面光学元件反射后进入凹面反射镜，经过凹面反射镜反射后，在空中形成悬浮图像。
如果平面光学元件恰好位于凹面反射镜发射光线的光路上，且，该平面光学元件具有一定的投射能力，此时，经过凹面反射镜调制后的光线在此入射到该平面光学元件上，穿过该平面光学元件在其右侧的空气中汇聚成像。
(二)、图3为本发明又一实施例提供的加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图，如图3所示，图中加入了两个平面光学元件，分别为E0和E1，两个平面光学元件的中心位于一条竖直线上，L30为显示光源上表面中心与两个平面光学元件中心所在竖直线之间的水平距离，其变化范围为：0mm＜L30＜5000mm。
L31为平面光学元件E1上表面中心所在水平线到平面光学元件E0上表面中心所在水平线之间的垂直距离，其变化范围为：0mm＜L31＜5000mm。
L32为平面光学元件E0中心点所在竖直线到悬浮图像中心点所在竖直线之间的水平距离，其变化范围为：0mm＜L32＜5000mm。
L33为平面光学元件E0中心点所在竖直线到凹面反射镜前表面中心所在竖直线之间的水平距离，其取值范围为：0mm＜L33＜5000mm。
θ0是平面光学元件E0与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ0＜90。
θ1是平面反射光学元件E1与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ1＜90。
θ为观看视角，其变化范围是：0＜θ＜180。
本实施例中，平面光学元件可以只具有反射能力，也可以同时具有反射能力和透射能力。
在具体工作过程中，显示光源发射的光线照射到具有反射能力的平面光学元件E1上，平面光学元件E1对光纤进行反射，将光线照射到平面光学元件E0上，平面光学元件E0将反射的光线照射到凹面反射镜上，凹面反射镜将光线反射出去，如果此时平面光学元件E0不在凹面反射镜反射光线的光路上，那么凹面反射镜反射的光线将直接在空中形成悬浮图像。
如果此时平面光学元件E0在凹面反射镜反射光线的光路上，那么凹面反射镜反射的光线直接透过平面光学元件E0，然后在空中形成悬浮图像。
需要说明的是：在图3中，在显示光源和具有一定的透射能力和反射能力的平面类光学元件E0之间的任意位置加入一个或多个透射或者反射能力的平面光学元件，同样可以实现该装置显示的悬浮效果。
图4为本发明实施例提供的另一加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图，如图4所示，图中的两个平面光学元件E0和E1的中心位于一条水平线上，L40是显示光源上表面中心到平面光学元件E0中心所在水平线之间的垂直距离，其变化范围是0mm＜L40＜5000mm。
L41为平面光学元件E0中心所在竖直线与平面光学元件E1中心所在竖直线之间的水平距离，其取值范围为：0mm＜L41＜5000mm。
L42为平面光学元件E0中心所在竖直线与平面光学元件E1表面中点所在竖直线之间的水平距离，其变化范围是：0mm＜L42＜5000mm。
L43是平面光学元件E1表面中点所在水平线与凹面反射镜前表面中点所在水平线之间的垂直距离，其变化范围是：0mm＜L43＜5000mm。
θ1是平面光学元件E1与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ1＜90°。
θ0是平面光学元件E0与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ0＜90°。θ为观看视角，其变化范围是：0＜θ＜180。
本实施例中，平面光学元件可以只具有反射能力，也可以同时具有反射能力和透射能力。
实际工作过程中，由显示光源发射出的光线进入具有一定透射率及一定反射率的平面光学元件E0，经过平面光学元件E0对光线的调制后，这些光线会被反射进入平面光学元件E1上，在经过E1的反射后入射到凹面反射镜上，由凹面反射镜调制的光线会再次被E1反射第二次，入射到平面光学元件E0上，经过E0透射后，在E0右侧的空气中汇聚成像。
需要说明的是：在图4中，平面光学元件E0和凹面反射镜之间的任意位置加入一个或多个平面光学元件，同样可以实现该装置显示的悬浮效果。
图5为本发明实施例提供的再一加入平面光学元件后的空中悬浮成像装置的结构示意图，如图5所示，平面光学元件E0具有一定的反射和透射能力，平面反射元件E1具有一定的反射能力。
L50是显示光源的中心所在的水平线与平面光学元件E0中心点所在水平线之间的垂直距离，其变化范围是：0mm＜L50＜5000mm。
L51是平面光学元件E0中心点所在竖直线与平面光学元件E1表面中点所在竖直线之间的水平距离，其变化范围是：0mm＜L51＜5000mm。
L52是平面光学元件E0中心所在竖直线与凹面反射镜前表面中心所在竖直线之间的水平距离，其变化范围是：0mm＜L52＜5000mm。
L53是平面光学元件E1表面中点所在水平线与悬浮图像M3所在水平线之间的垂直距离，其变化范围是：0mm＜L53＜5000mm。
θ1是平面光学元件E1与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ1＜90。
θ0是平面光学元件E0与水平线之间的夹角，其变化范围是：0＜θ0＜90。θ为观看视角，其变化范围是：0＜θ＜180。
由显示光源发出的光线进入平面光学元件E0上，光线被E0反射后进入凹面反射镜，经过凹面反射镜R调制后的光线再次入射到E0上，穿过E0后的光线进入平面光学元件E1，经过E1的调制，光线汇聚在空气中成悬浮图像。
需要说明的是：在图5中，平面光学元件E0和悬浮图像M3之间的任意位置加入一个或多个具有反射或者透射功能的平面光学元件，同样可以实现该装置显示的悬浮效果。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括偏振元件，所述偏振元件位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
为了消除环境光和眩光的影响，也可以在上述光路中加入偏振元件，此处的偏振元件可以是线偏振器、圆偏振器、其他具有偏振功能的偏振器。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括相位延迟器，所述相位延迟器位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
具体地，相位延迟器具体为四分之一波长相位延迟器或其他具有相位延迟功能的相位延迟器，也可叫做波片等。
在该悬浮显示装置中的凹面反射镜可以是传统的玻璃透镜、塑料透镜、金属抛光透镜或是菲涅尔透镜，其中，图6为本发明实施例中凹面反射镜的类型示意图，如图6所示，R0代表凹面反射镜左右表面的曲率半径，其绝对值的取值范围是：R0＞0。
L是凹面反射镜的中心厚度，其取值范围是：0mm＜L＜5000mm。
D是凹面反射镜的边缘厚度，其取值范围是：0mm＜D＜5000mm。
凹面反射镜的形状可以是矩形、圆形、正方形、六边形等任意形状，因此D0是指每个凹面反射镜外接圆的直径，其取值范围是0mm＜D0＜5000mm。
在加工中，凹面反射镜所用的材料可以是各种玻璃材料，如冕牌玻璃、火石玻璃、重冕玻璃、重火石玻璃或是LA系玻璃等。
可以是塑料树脂材料，如PMMA、PC、COC、POLYCARB等，也可以是各种金属材料。
反射面的制作可以是利用抛光达到反射效果，也可以是镀光学反射膜的方式达到反射效果或是其他方式达到反射面的效果等等。
需要说明的是图6只是描述凹面反射镜的几种形式，并不是限制专利的保护范围和权限，图6展示了传统的凹面反射镜的几种形式，
在上述实施例的基础上，优选地，所述凹面反射镜为玻璃透镜、金属抛光镜和菲涅尔透镜中的一种。
图7为本发明实施例中菲涅尔透镜的示意图，如图7所示，传统的凹面反射镜可以由反射式的菲涅尔透镜代替，菲涅尔透镜的厚度取值范围是：0mm＜d＜5000mm。
菲涅尔透镜的形状可以是矩形、圆形、正方形、六边形等任意形状，因此D指每个菲涅尔透镜外接圆直径的尺寸，其范围是：0mm＜D＜5000mm。
菲涅尔透镜的环距的取值范围是0.01mm-100mm。
在加工中，菲涅尔反射镜所用的材料可以是各种玻璃材料，如冕牌玻璃、火石玻璃、重冕玻璃、重火石玻璃或是LA系玻璃等，可以是塑料树脂材料，如PMMA，PC，COC，POLYCARB等。
反射面的制作可以是镀光学反射膜的方式达到反射效果或是其他方式达到反射面的效果等。
需要说明的是图7只是示意出几种菲涅尔透镜的形式，并不是限制专利的保护范围和权限。
实际上，菲涅尔透镜的每个齿的齿深，倾斜角，拔模角都可以根据实际生产工艺和要求在保证实现效果的情况下做出调整。菲涅尔透镜每个齿既可以是直线三角锯齿，也可以是与其相应透镜等效的弧线型齿。这些都在本专利所要保护的范围之内。
在上述实施例的基础上，优选地，所述凹面反射镜的面型参数具体通过如下公式获得：
其中，Z表示所述凹面反射镜的矢高，c表示所述凹面反射镜的曲率，r表示所述凹面反射镜的径向口径，k表示所述凹面反射镜的圆锥系数，a1表示所述凹面反射镜的二次系数，a2表示所述凹面反射镜的四次系数，a3表示所述凹面反射镜的六次系数，a4表示所述凹面反射镜的八次系数，a5表示所述凹面反射镜的十次系数。
在空中悬浮成像装置中，凹面反射镜的具体面型参数是根据成像要求设计得到的，以凹面反射镜在图2中的示例为例，首先需要确定显示光源的中心到平面光学元件E0中心之间的距离L20，再就是平面光学元件E0中心到凹面反射镜中心距离L22以及平面光学元件E0到悬浮图像中心的距离L21。
其次还有E0的倾角θ0，如果存在平面反射元件E1的话还要确定各元件与E1之间的距离关系。
最后再确定悬浮图像尺寸及观看视角，才能确定最终的凹面反射镜的面型参数。
凹面反射镜，表面都是一个弧面，标准球面就是标准的圆弧公式，但是并不是所有的弧面都是标准的，也有很多是非球面，就是不是标准的球面，通过上述公式就可以把凹面反射镜的弧面表达出来。
本发明实施例提供一种空中悬浮成像装置，由被照明的实物或者显示光源发出的光线经过凹面反射镜的调制后在空气中汇聚成像。该显示方案能够实现一个大视角、大尺寸、高清晰度较小畸变的空中悬浮图像。而且成本较低，装配方便，这进一步保证了本装置在各个领域中的应用潜力。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空中悬浮成像装置，其特征在于，包括：显示光源和凹面反射镜，其中：
所述显示光源发射待显示内容的光线，所述光线照射到所述凹面反射镜的凹面，所述凹面反射镜将照射到凹面的光线反射出去，在空中形成所述待显示内容的悬浮图像；
所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离满足第一预设条件，且所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离满足第二预设条件，以使得所述显示光源发射出的光线照射到所述凹面反射镜的凹面上；
所述显示光源与水平线之间的夹角在0度至90度之间；
所述凹面反射镜与水平方向的夹角在0度至90度之间。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述第一预设条件为：0mm＜L0＜5000mm，所述第二预设条件为：0mm＜L1＜5000mm，其中，L0表示所述显示光源中心所在的竖直线和所述凹面反射镜后表面所在的竖直线之间的水平距离，L1表示所述悬浮图像中心所在竖直线和所述凹面反射镜后表面中心所在竖直线之间的水平距离。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源发射的光线，并将所述显示光源发射的光线反射给下一平面光学元件，以使得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收上一个平面光学元件反射的光线，并将所述上一个平面光学元件反射的光线反射给下一个平面光学元件，以使得得经过多个平面光学元件的反射后，最终将光线反射给所述凹面反射镜；
或，所述任一平面光学元件用于接收所述凹面反射镜的反射光线，所述任一平面光学原件将所述反射光线重新反射出去，在空中形成所述悬浮图像。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：一个或多个平面光学元件，对于任一平面光学元件，所述任一平面光学元件用于接收所述显示光源的光线，并将所述光线反射给所述凹面反射镜，所述凹面反射镜反射的光线透过所述任一平面光学元件，在空中形成悬浮图像；
或，所述所述任一平面光学元件用于接收所述凹面反射镜的反射光线，并将所述反射光线透射过去，在空中形成悬浮图像。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括偏振元件，所述偏振元件位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括相位延迟器，所述相位延迟器位于所述显示光源到所述悬浮图像之间的光路上。
7.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述凹面反射镜为玻璃透镜、金属抛光镜和菲涅尔透镜中的一种。
8.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述凹面反射镜为矩形、圆形、正方形和六边形中的一种。
9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述凹面反射镜的材料包括：玻璃材料、塑料树脂材料和金属材料。
10.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述凹面反射镜的面型参数具体通过如下公式获得：
其中，Z表示所述凹面反射镜的矢高，c表示所述凹面反射镜的曲率，r表示所述凹面反射镜的径向口径，k表示所述凹面反射镜的圆锥系数，a1表示所述凹面反射镜的二次系数，a2表示所述凹面反射镜的四次系数，a3表示所述凹面反射镜的六次系数，a4表示所述凹面反射镜的八次系数，a5表示所述凹面反射镜的十次系数。
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