CN210200278U - 成像组件和成像装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种成像组件和成像装置。该成像组件包括：像源；透反元件，位于像源的出光侧；对向反射元件，位于透反元件的出光侧；至少一个光线阻隔元件，各光线阻隔元件位于像源的出光侧或者位于透反元件的一侧，光线阻隔元件用于阻隔预定角度的光线。该成像组件中，像源发出的光线到达透反元件后发生反射或者透射，反射光线或者透射光线到达对向反射元件；光线在对向反射元件上经过一系列传播，沿与入射光线相反的路径出射，到达透反元件，再经透射或者反射后形成实像；光线阻隔元件用于阻挡特定角度的光线，可以阻挡观察者从侧面方向上看到像源，这样观察者就只能观察到成像组件形成在空中的实像，起到防窥的作用，感官体验也更好。

Description

成像组件和成像装置

技术领域

本申请涉及成像领域，具体而言，涉及一种成像组件和成像装置。

背景技术

传统的空气中成像技术，可以是利用透镜或者凹面镜在空气中成实像，可以是利用柱形玻璃阵列来成实像，还可以是需要烟雾、水汽或灰尘作为成像媒介来成实像。这些成像技术可视角非常小，由于需要成像媒介造成图像不稳定、不清晰，鬼影严重、而且价格昂贵，应用场景也十分有限。难以让观看者看到可视角大、对比度高、图像清晰稳定、没有鬼影、能防偷窥、具有真实感以及融入环境感的逼真影像。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种成像组件和成像装置，以解决现有技术中的成像组件的难以防偷窥的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种成像组件，包括：像源；透反元件，位于所述像源的出光侧；对向反射元件，位于所述透反元件的出光侧；至少一个光线阻隔元件，各所述光线阻隔元件位于所述像源的出光侧或者位于所述透反元件的一侧，所述光线阻隔元件用于阻隔预定角度的光线。

进一步地，所述成像组件还包括：相位延迟元件，位于所述透反元件和所述对向反射元件之间，所述相位延迟元件用于改变经过的光的相位。

进一步地，所述相位延迟元件接触设置在所述对向反射元件的反射表面上。

进一步地，所述成像组件还包括：至少一个增透元件，各所述增透元件位于所述透反元件的一侧或者位于所述相位延迟元件的远离所述对向反射元件的一侧。

进一步地，成像区域为所述成像组件形成的像所在的区域，所述成像组件还包括：偏振控制元件，位于所述透反元件的远离像源的一侧。

进一步地，所述成像组件包括至少两个像源，各所述像源形成的实像在同一位置。

进一步地，所述成像组件包括至少两个对向反射元件，经过各所述对向反射元件形成的实像在同一位置。

进一步地，所述相位延迟元件为1/4波片。

进一步地，所述光线阻隔元件为防窥膜。

根据本申请的另一方面，提供了一种成像装置，包括所述成像组件，所述成像组件为任一种的所述成像组件。

应用本申请的技术方案，所述的成像组件中，像源发出的光线，光线到达透反元件后发生反射或者透射，反射光线或者透射光线到达对向反射元件；光线在对向反射元件上经过一系列传播，沿与入射光线相反的路径出射，到达透反元件，再经透射或者反射后形成实像；光线阻隔元件位于像源的出光侧或者位于所述透反元件的一侧，用于阻挡特定角度的光线，可以阻挡观察者从侧面方向上看到像源，这样观察者就只能观察到成像组件形成在空中的实像，起到防窥的作用，感官体验也更好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1至图9示出了根据本申请的成像组件的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

11、像源；12、透反元件；13、对向反射元件；14、相位延迟元件；15、增透元件；16、偏振控制元件；17、光线阻隔元件；2、实像。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的成像组件的观众往往能同时看到像源和最终的成像，难以防偷窥，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种成像组件。

本申请的第一种实施方式中，提供了一种成像组件，如图1所示，该成像组件包括：

像源11；

透反元件12，位于上述像源11的出光侧；

对向反射元件13，位于上述透反元件12的出光侧，具体可以为反射光的出光侧，也可以为透射光的出光侧；

至少一个光线阻隔元件17，各上述光线阻隔元件17位于上述像源11的出光侧或者位于上述透反元件12的一侧，上述光线阻隔元件用于阻隔预定角度的光线。

上述的成像组件中，像源发出的光线，光线到达透反元件12后发生反射或者透射，反射光线或者透射光线到达对向反射元件13；光线在对向反射元件13上经过一系列传播，沿与入射光线相反的路径出射，到达透反元件12，透射或者反射后形成实像2。光线阻隔元件位于像源的出光侧或者位于上述透反元件的一侧，可以阻挡观察者从侧面方向上看到像源，这样观察者就只能观察到成像组件形成在空中的实像2，起到防窥的作用，感官体验更好。

本申请的第二种实施方式中，如图1、图4至图9所示，上述成像组件还包括相位延迟元件14，相位延迟元件14位于上述透反元件12和对向反射元件13之间，上述相位延迟元件14用于改变经过的光的相位。该相位延迟元件可以提高该成像组件的光效，使得该成像组件具有高光效的特点。以1/4波片为相位延迟元件为例说明该成像组件具有高光效的原理，具体地，像源发出的线性偏振光，第一次经过1/4波片后，相位改变，变为圆偏振光；随后在对向反射元件上反射后，再次经过1/4波片，相位再次改变，由圆偏振光变为线偏振光，且此线偏振光的偏振方向与初始光线的偏振方向垂直。需要说明的是，本申请中的相位延迟元件的位置可以根据实际情况来设置，例如，其可以与透反元件以及对向反射元件具有一定的间隔，也可以直接设置在对向反射元件的表面上，即与对向反射元件的表面接触设置，如贴覆在对向反射元件表面。

本申请的第三种实施方式中，上述相位延迟元件贴覆在上述对向反射元件的反射表面上。这样可以减少光线在相位延迟元件和对向反射元件的之间空气介质层的反射，提高了透过相位延迟元件的光线的数量，进一步提高成像光效。

具体的一种实施例中，像源11发出垂直线性偏振光，透反元件12反射垂直偏振光、透射水平偏振光。该垂直线性偏振光到达透反元件12后反射，经过相位延迟元件14，相位延迟元件14将入射的垂直线性偏振光改变为左旋或右旋圆偏振光，该圆偏振光到达对向反射元件13，光线在对向反射元件13上经过一系列反射，沿与入射光线相反的路径出射，再次经过相位延迟元件14，相位延迟元件14将圆偏振光变为水平线性偏振光，水平线性偏振光到达透反元件12，由透反元件12透射后形成实像2，如图4所示。

为了增加光线透过率，消除鬼影，本申请的第四种实施方式中，如图1、图5至图7以及图9所示，上述成像组件还包括至少一个增透元件15，各上述增透元件15位于上述透反元件12的一侧或者位于上述相位延迟元件14的远离上述对向反射元件13的一侧。图5中，增透元件15位于透反元件12的靠近成像区域的一侧，图6中，增透元件15位于上述相位延迟元件14的远离上述对向反射元件13的一侧，图7中，增透元件15位于透反元件12的靠近成像区域的一侧。

为了消除杂散光，本申请的第五种实施方式中，成像区域为上述成像组件形成的像所在的区域，如图1、图7所示，上述成像组件还包括偏振控制元件16，偏振控制元件16位于上述透反元件12的一侧，即位于透反元件的靠近成像区域的一侧或者远离成像区域的一侧均可以。该偏振控制元件可以只透过与形成实像2的光线，消除其他与形成实像2偏振方向不同的杂散光，减少或者消除成像光线中的杂散光，使得该成像组件的成像更加清晰。

本申请的第六种实施方式中，成像组件包括至少两个上述像源，各上述像源形成的实像在同一位置，该实像更加清晰。一种具体的实施例中，上述成像组件中包括两个像源，分别为第一像源和第二像源，第一像源发出的光线经过透反元件的反射，照射到对向反射元件上；第二像源发出的光线经过透反元件的透射，照射到对向反射元件上。第一像源发出的光线在对向反射元件上发生反射后以相反方向沿原入射路径出射，透射过透反镜后形成第一实像；第二像源发出的光线在对向反射元件上发生反射后以相反方向沿原入射路径出射，经透反镜反射后形成第二实像。第一实像和第二实像形成在同一位置上。

为了将像源发出的光线更多地被反射，使得成像组件的光效更高，成像更加清晰，本申请的第七种实施方式中，成像组件包括至少两个上述对向反射元件，经过各上述对向反射元件形成的实像在同一位置。

一种具体的实施例中，采用两个对向反射元件，使像源发出的光线经透反元件的反射后到达其中一个对向反射元件，而经对向反射元件反射的光线再经由透反元件透射后，生成实像；像源发出的光线经透反元件的透射后到达另一个对向反射元件，而经该另一个对向反射元件反射的光线再经由透反元件反射后，生成实像。这使得所生成的两个实像重叠在一起，这样得到亮度更强的成像。

本申请的相位延迟元件可以为现有技术中任何具有改变经过光的相位的光学元件，本申请的第八种实施方式中，上述相位延迟元件为1/4波片。这样水平线性偏振光两次经过1/4波片，会转变为垂直线性偏振光，垂直线性偏振光两次经过1/4波片，会转变为水平线性偏振光。

本申请中的光线阻隔元件可以为现有技术中任何可以实现光线阻隔的元件，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的具有光线阻隔效果的结构作为光线阻隔元件，本申请第九种实施方式中，上述光线阻隔元件可以阻挡一定角度范围内经过的光线，具体为防窥膜。

具体地，以垂直于光线阻隔元件的法线为基线，法线左右各有一定的可视角度，左右两边偏离此可视角度之外的角度为不可视角度，即预定角度。如预定角度为60度，则可视角度为30度，即偏离法线左右两边30-90度之间的光线会被光线阻隔元件阻挡。本申请对光线阻隔元件的预定角度或可视角度不做限定，可以根据实际需求设置相应的角度。

需要说明的是，本申请中的像源和对向反射元件可以位于透反元件的同一侧，也可以位于透反元件的不同侧，本领域技术人员可以根据实际情况选择将像源和对向反射元件设置在透反元件的同一侧或者不同侧。

还需要说明的是，本申请中的光线阻隔元件位于透反元件的任意一侧均可以，即可以位于透反元件的靠经成像区域的一侧，也可以位于透反元件的远离成像区域的一侧，本领域技术人员可以根据实际情况选择将光线阻隔元件设置在合适的位置上。并且，本申请的光线阻隔元件的个数可以根据实际情况来确定，可以为一个，也可以为多个，当其为多个的情况下，不同的光线阻隔元件可以同时位于像源的出光侧，或者同时位于透反元件的同一侧，当然，也可以位于不同的位置上，例如，有的光线阻隔元件位于像源的出光侧，有的位于透反元件的远离成像区域的一侧，有的位于透反元件的靠近成像区域的一侧。该段中涉及的“成像区域”就是指成像组件形成的像所在的区域。

对于图1所示的结构中，像源11和对向反射元件13位于透反元件12的同一侧，这样，像源11发出的光线到达透反元件12后发生反射，反射光线经过对向反射元件13反射后，到达透反元件12，透射后形成实像2。且图1对应的实施例中，上述光线阻隔元件17位于像源11的出光侧。

对于图3和图8所示的结构中，像源11和对向反射元件13位于透反元件12的不同侧，像源11发出的光线到达透反元件12后发生透射，透射光线经过对向反射元件13反射后，到达透反元件12，反射后形成实像2。为了简化图，本申请的图3中的成像组件并未示出光线阻隔元件，实际上，该成像组件中也包括光线阻隔元件，且光线阻隔元件位于上述像源的出光侧或者位于上述透反元件的一侧。

需要说明的是，本申请的图3至图9的成像组件中，均包括光线阻隔元件，只是图中未示出。具体地，光线阻隔元件位于上述像源11的出光侧或者位于上述透反元件12的一侧。

本申请的第十种实施方式中，提供了一种成像装置，该成像装置包括成像组件，该成像组件为上述的任一种的成像组件。

该成像装置由于包括上述的成像组件，其可以防偷窥。

本申请中的对向反射元件可以为现有技术中的任何可行的可以将入射光按照相反的方向反射出去的光学元件，本领域技术人员可以根据实际情况选择任何可行的光学元件作为对向反射元件。

本申请中的透反元件为现有技术中的任何可以反射光且透射光的光学元件，一种具体的实施例中，上述透反元件为透反镜，透反镜可以是由各种合适的材料制成的，如PC树脂、PET树脂、PMMA树脂、玻璃、石英等。更为具体的一种实施例中，上述透反镜的透射率的范围为20％～80％，反射率的范围为80％～20％。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案以及技术效果，以下将结合具体的实施例来说明。

实施例

成像组件的结构示意图如图1、图2所示，该成像组件由像源11、透反元件12、对向反射元件13、相位延迟元件14、增透元件15、偏振控制元件16以及光线阻隔元件17形成。各个元件之间的位置关系参见图1所示。其中，像源包括LCD。

该成像组件由于包括上述的光学元件，其具有防偷窥功能，且其成像质量较好，光效较高。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的成像组件中，像源发出的光线，光线到达透反元件后发生反射或者透射，反射光线或者透射光线到达对向反射元件；光线在对向反射元件上经过一系列反射，沿与入射光线相反的路径出射，到达透反元件，透射或者反射后形成实像。光线阻隔元件位于像源的出光侧或者位于上述透反元件的靠近上述成像组件的成像区域的一侧，可以阻挡观察者从侧面方向上看到像源，这样观察者就只能观察到成像组件形成在空中的实像，起到防窥的作用。

2)、本申请的成像装置由于包括上述的成像组件，其可以防偷窥。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像组件，其特征在于，包括：

像源；

透反元件，位于所述像源的出光侧；

对向反射元件，位于所述透反元件的出光侧；

至少一个光线阻隔元件，各所述光线阻隔元件位于所述像源的出光侧或者位于所述透反元件的一侧，所述光线阻隔元件用于阻隔预定角度的光线。

2.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述成像组件还包括：

相位延迟元件，位于所述透反元件和所述对向反射元件之间，所述相位延迟元件用于改变经过的光的相位。

3.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于，所述相位延迟元件接触设置在所述对向反射元件的反射表面上。

4.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于，所述成像组件还包括：

至少一个增透元件，各所述增透元件位于所述透反元件的一侧或者位于所述相位延迟元件的远离所述对向反射元件的一侧。

5.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，成像区域为所述成像组件形成的像所在的区域，所述成像组件还包括：

偏振控制元件，位于所述透反元件的远离所述像源的一侧。

6.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述成像组件包括至少两个像源，各所述像源形成的实像在同一位置。

7.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于，所述成像组件包括至少两个对向反射元件，经过各所述对向反射元件形成的实像在同一位置。

8.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于，所述相位延迟元件为1/4波片。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的成像组件，其特征在于，所述光线阻隔元件为防窥膜。

10.一种成像装置，包括成像组件，其特征在于，所述成像组件为权利要求1至9中任一项的所述成像组件。

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