CN217640612U - 一种空中成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空中成像装置，涉及半导体设备技术领域，所述装置包括：壳体、设置于壳体内的空中成像部和驱动部、以及与空中成像部及所述驱动部电连接的电控装置；所述空中成像部的成像侧外露于所述壳体，所述驱动部安装于所述空中成像部的下方并与所述空中成像部连接；所述驱动部包括第一驱动组件和第二驱动组件；所述第一驱动组件与所述空中成像部相连接并驱动所述空中成像部绕Z轴转动，所述第二驱动组件与所述第一驱动组件相连接并驱动所述第一驱动组件绕X轴转动，所述第二驱动组件与所述壳体紧固。本实用新型通过第一驱动组件与第二驱动组件的配合，能够调整浮空实像的位置，以此满足多角度的观看需求，提升用户体验。

Description

一种空中成像装置

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种空中成像装置。

背景技术

空中成像技术可以在半空中形成实像，给人带来科技震撼。现有的空中成像技术主要有两种：第一、基于透镜组的空中成像技术：将影像的光在空中聚焦成像后，剩余的光发射到眼球，使人眼能捕捉到空中的像；第二、基于逆反射膜的空中成像技术：将屏幕的多角度光源，在一片半透半反射镜片上反射至逆反射膜，逆反射膜再将光源几乎原路径返回，此时，返回光源的一半穿过半透半反射玻璃，得到一个全息的影像。

基于上述两种方式得到的浮空实像的位置通常是固定不变的，不能自动的与使用者的观看位置相适配，继而给使用者的使用带来诸多不便，影用户体验。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种空中成像装置，能够满足多角度的观看需求，提升用户体验。

本实用新型提供技术方案如下：

一种空中成像装置，包括：壳体、设置于所述壳体内的空中成像部和驱动部、以及与所述空中成像部及所述驱动部电连接的电控装置；

所述空中成像部的成像侧外露于所述壳体，所述驱动部安装于所述空中成像部的下方并与所述空中成像部转动连接；

所述驱动部包括第一驱动组件和第二驱动组件；所述第一驱动组件与所述空中成像部底部相连接并驱动所述空中成像部绕Z轴转动，所述第二驱动组件与所述第一驱动组件相连接并驱动所述空中成像部绕X轴转动，所述第二驱动组件与所述壳体紧固。

进一步的，所述第一驱动组件包括：第一驱动机构，设于所述第一驱动机构驱动端的驱动件，所述驱动件与固定于所述空中成像部下底面的从动件转动配合并驱动所述空中成像部绕Z轴转动。

进一步的，所述第二驱动组件包括：水平设置于所述壳体与所述第一驱动组件之间的第二驱动机构，所述第二驱动机构的一端与所述第一驱动组件相连接，另一端与壳体相连接。

进一步的，所述空中成像部包括：光学组件，以及用于架设光学组件的成像壳体，其中：

所述光学组件包括：图像发生器、反射式偏光片及逆反射组件；所述反射式偏光片设于图像发生器和逆反射组件的上方并水平设置于成像壳体的上端口处；所述从动件固定于所述成像壳体的下底面。

进一步的，所述图像发生器、反射式偏光片及逆反射组件首尾依次连接，且截面形成三角形，所述成像壳体内沿竖直方向分别设有固定所述图像发生器和所述逆反射组件的第一支撑壁；所述成像壳体内沿水平方向分别设有固定所述图像发生器和所述逆反射组件的第二支撑壁。

进一步的，所述反射式偏光片包括：反射面，所述反射面的偏光轴方向与线性偏振光的偏振方向垂直；

所述逆反射组件位于反射式偏光片的光反射一侧；所述逆反射组件包括：四分之一波片，以及设于四分之一波片的远离反射式偏光片一侧的逆反射膜；所述逆反射膜上设有微三脚锥棱镜阵列层。

进一步的，所述壳体包括：底座，以及盖设于底座上端口的罩子，所述罩子的顶面设置为平面，所述平面开设有用于空中成像部外露的圆孔和长槽，所述长槽位于圆孔两切线之间，所述成像壳体为与所述圆孔同轴设置的圆柱体。

进一步的，所述控制成像装置还包括设于所述空中成像部并与所述电控装置连接的摄像单元。

进一步的，所述空中成像装置还包括与所述电控装置电连接用于对所述空中成像部操控的人机交互装置。

进一步的，所述人机交互装置包括：设于所述空中成像部并与所述电控装置连接的光学传感器和显示件。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的空中成像装置，在壳体内设置空中成像部和驱动部、以及与空中成像部及驱动部电连接的电控装置；其中：空中成像部的成像侧外露于壳体，驱动部安装于空中成像部的下方并与空中成像部转动连接；驱动部包括第一驱动组件和第二驱动组件；第一驱动组件与所述空中成像部相连接并驱动空中成像部绕Z轴转动，实现对空中成像部(即浮空实像)绕轴方向的调整；在这种结构中，空中成像部与第一驱动组件合为一体，第二驱动组件与第一驱动组件相连接并驱动第一驱动组件绕X轴转动，所述第二驱动组件与所述壳体紧固，从而实现对空中成像部(即浮空实像)在绕X轴方向的调整；因此，本实用新型通过第一驱动组件与第二驱动组件的配合，能够调整浮空实像的位置，使其与用户的观看角度相匹配，以此满足多角度的观看需求，提升用户体验。

附图说明

图1是本实用新型空中成像装置的主视图；

图2是图1中A-A截面的剖视图；

其中：1-浮空实像，21-壳体，211-底座，212-罩子，22-空中成像部，221-从动件，222-摄像单元，223-成像壳体，2231-图像发生器，2232-反射式偏光片，2233-逆反射组件，23-驱动部，230-外壳，231-第一驱动组件，232-第二驱动组件，241-传感器。

具体实施方式

在对于具体实施例的介绍过程中，对结构、性能、效果或者其他特征的细节描述是为了使本领域的技术人员对实施例能够充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以在特定情况下，以不含有上述结构、性能、效果或者其他特征的技术方案来实施本实用新型。

附图中的框图一般表示的是功能实体，并不一定必然与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理单元装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

各附图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而下文中可能省略了对相同或类似的元件、组件或部分的重复描述。还应理解，虽然本文中可能使用第一、第二、第三等表示编号的定语来描述各种器件、元件、组件或部分，但是这些器件、元件、组件或部分不应受这些定语的限制。也就是说，这些定语仅是用来将一者与另一者区分。例如，第一器件亦可称为第二器件，但不偏离本实用新型实质的技术方案。此外，术语“和/或”、“及/或”是指包括所列出项目中的任一个或多个的所有组合。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提出的一种空中成像装置，能够对浮空实像位置进行调整，继而满足多角度使用需求。

参见图1～2，该空中成像装置包括：壳体21、设置于壳体21内的空中成像部22和驱动部23、以及与空中成像部22及驱动部23电连接的电控装置；其中：

空中成像部22的成像侧外露于壳体21，驱动部23安装于空中成像部22的下方并与空中成像部22转动连接；

驱动部23包括第一驱动组件231和第二驱动组件232；第一驱动组件231与空中成像部22底部相连接并驱动空中成像部22绕Z轴转动，第二驱动组件232与第一驱动组件231的壳体相连接并驱动空中成像部22绕X轴转动，第二驱动组件232与壳体21紧固。从而通过第一驱动组件231与第二驱动组件231的配合，能够调整浮空实像的位置，使其与用户的观看角度相匹配，以此满足多角度的观看需求，提升用户体验。

示例性的，第一驱动组件231包括：第一驱动机构，设于第一驱动机构驱动端的驱动件，该驱动件与固定于空中成像部22下底面的从动件221转动配合并驱动空中成像部22绕Z轴转动。其中：驱动件与从动件221之间可以采用齿轮传动，则驱动件设置为驱动齿轮，从动件221设置为与驱动齿轮相齿合的从动齿轮。驱动件与从动件221之间也可以采用传输带传动，则驱动件设置为主动轮，从动件221设置为从动轮，传输带同时套于主动轮与从动轮上。

第二驱动组件232包括：水平设置于壳体21与第一驱动组件231之间的第二驱动机构，所述第二驱动机构的一端与第一驱动组件231相连接，另一端与壳体21相连接。进一步的，为了使第一驱动组件231的结构更为紧凑，如图2，第一驱动机构、驱动件及从动件221设于外壳230内，第二驱动机构设于壳体21与外壳230之间，一端与外壳230转动连接，另一端与壳体21紧固。

调整过程中，如图2，电控装置控制第一驱动机构驱动驱动件，进而带动从动件221、空中成像部22绕着Z轴转动，从而实现对空中成像部22(即浮空实像)绕着Z轴方向的调整。同时，空中成像部22与第一驱动组件231合为一体，电控装置控制第二驱动机构驱动第一驱动组件231及空中成像部22绕着X轴方向转动，从而实现对空中成像部22(即浮空实像)绕着X轴方向的调整。继而改变浮空实像1的位置。优选的，第二驱动组件232驱动空中成像部22绕X轴转动范围的夹角小于90度。可选的，第一驱动机构和第二驱动机构可以采用电机。

本实施例中，如图2，空中成像部22包括：光学组件，以及用于架设光学组件的成像壳体223，其中：

光学组件包括：图像发生器2231、反射式偏光片2232及逆反射组件2233；图像发生器2231用于发射线性偏振光；反射式偏光片2232用于接收图像发生器2231射出的线性偏振光并将线性偏振光反射至逆反射组件2233上；逆反射组件2233用于接收反射式偏光片2232反射的线性偏振光并改变线性偏振光的偏振方向，将改变后的线性偏振光逆反射回反射式偏光片2232；逆反射射回的线性偏振光能透过反射面射出，并在反射式偏光片2232的远离逆反射组件2233的一侧的上方聚焦成像，形成上述浮空实像1。

为实现上述目的，反射式偏光片2232设于图像发生器2231和逆反射组件2233的上方并水平设置于成像壳体223的上端口处。从动件221固定于成像壳体223的下底面。

进一步的，如图2，图像发生器2231、反射式偏光片2232及逆反射组件2233首尾依次连接，且截面形成三角形，从而可以保证光线在光学组件之间的反射及折射光路。进一步的，可以在成像壳体223内沿竖直方向分别设固定图像发生器2231和逆反射组件2233的第一支撑壁；成像壳体223内沿水平方向分别设固定图像发生器2231和逆反射组件2233的第二支撑壁，从而保证图像发生器2231和逆反射组件2233的稳固。

具体的，反射式偏光片2232包括：反射面，反射面的偏光轴方向与线性偏振光的偏振方向垂直；

逆反射组件2233位于反射式偏光片2232的光反射一侧；逆反射组件2233包括：波片，以及设于波片的远离反射式偏光片2232一侧的逆反射膜，其中：波片为四分之一波片，逆反射膜为高回归线性逆反射膜，高回归逆反射膜上设有微三脚锥棱镜阵列层。这样，反射至逆反射组件2233的线性偏振光线经过四分之一波片到达逆反射膜，然后由逆反射膜逆反射再次经过四分之一波片后射出，即线性偏振光两次经过四分之一波片后沿原路径返回，从而改变了线性偏振光的偏振方向，使得偏振方向改变的线性偏振光的偏振属性与反射面的偏振属性相等，从而偏振方向改变的线性偏振光能从反射面射出。同时，逆反射膜为高回归线性逆反射膜，高回归逆反射膜上设有微三脚锥棱镜阵列层，使得照射至逆反射膜的光线高回归性地沿原路径返回，有效提高成像精度，使得成像画面更清晰。

可选的，如图2，壳体21可以包括：底座211，以及盖设于底座211上端口的罩子212，为了防止罩子212对浮空成像造成遮挡，罩子212的顶面设置为平面，所述平面开设有用于空中成像部22外露的圆孔和长槽，所述长槽位于圆孔两切线之间，与之相配合，成像壳体223可以设置为与所述圆孔同轴设置的圆柱体。

进一步的，为了实现对浮空实像1的精准调整，所述控制成像装置还包括与所述电控装置连接的摄像单元222，其中：

摄像单元222，用于获取人脸位置；

电控装置可以根据人脸位置控制第一驱动组件231和第二驱动组件232对空中成像部22的转动角度，使得空中成像部22所成的浮空实像位于人脸位置的正面。

当第一驱动组件231和第二驱动组件232在电控装置的控制下相互配合工作时，即可以根据人脸位置自动的调整浮空实像1的位置。其中：摄像单元222可设置于空中成像部22上，比如图1，将摄像单元222设置于成像壳体223的上端口处。摄像单元222通过人脸自动捕捉系统获取人脸位置参数并传输给电控装置，继而通过电控装置控制驱动部23中第一驱动机构和第二驱动机构工作，将浮空实像1自动调整至与人脸的正面，使用户从浮空实像1的正面观看亦或是操作。其中：人脸自动捕捉系统可参照现有技术中的一些具体应用，在此不做具体赘述，摄像单元222可以采用摄像头。进一步的，本实用新型的空中成像装置还可以实现人机交互功能，所述空中成像装置还包括与电控装置电连接用于对空中成像部22操控的人机交互装置。

其中：所述人机交互装置包括：设于空中成像部22并与所述电控装置连接的光学传感器241和显示件。

光学传感器241，用于检测用户在浮空实像区的操作；传感器241的感应区域与浮空实像位于同一平面且包含浮空实像所处的三维空间；操作包括：用户在浮空实像区的手势和/或在浮空实像上的触碰点。

电控装置可以根据操作控制显示件的图像显示和切换；电控装置与显示件可以通过有线或无线方式电连接。其中：光学传感器241的捕捉有效区域大于浮空实像1的有效区域，通过光学传感器241捕捉到人的手势动作或者触碰位置，然后再经过电控装置处理，并发出信号给显示件，从而实现人机交互。

本实施例中，光学传感器241的感应形式包括但不限于：远近红外、超声波、激光干涉、光栅、编码器、光纤式或CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合器)等。光学传感器241的感应区域与浮空实像1位于同一平面且包含浮空实像1所处的三维空间，可以根据安装空间、观看角度和使用环境选择最佳的感应形式，方便用户以最佳的姿态对浮空实像1进行操作，提高用户操作的灵敏度和便捷性。电控装置与光学传感器241采用有线或无线方式连接，传输数字信号或模拟信号，从而可以灵活控制该空中成像装置的体积。

可选的，电控装置可安装于壳体21的腔体底部，也可以外置。光学传感器241可安装于成像壳体21的上端口处，并使得光学传感器241的捕捉的有效区域覆盖浮空实像1的有效区域，以此较好的实现浮空实像1的人机互动操作。

本实用新型提供的空中成像装置，在壳体内设置空中成像部和驱动部、以及与空中成像部及驱动部电连接的电控装置；其中：空中成像部的成像侧外露于壳体，驱动部安装于空中成像部的下方并与空中成像部转动连接；驱动部包括第一驱动组件和第二驱动组件；第一驱动组件与所述空中成像部转动连接并驱动空中成像部绕Z轴转动，实现对空中成像部(即浮空实像)绕轴方向的调整；在这种结构中，空中成像部与第一驱动组件合为一体，第二驱动组件与第一驱动组件转动连接并驱动第一驱动组件绕X轴转动，所述第二驱动组件与所述壳体紧固，从而实现对空中成像部(即浮空实像)在绕X轴方向的调整；因此，本实用新型通过第一驱动组件与第二驱动组件的配合，能够调整浮空实像的位置，使其与用户的观看角度相匹配，以此满足多角度的观看需求，提升用户体验。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，本实用新型不与任何特定计算机、虚拟装置或者电子设备固有相关，各种通用装置也可以实现本实用新型。以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空中成像装置，其特征在于，包括：壳体、设置于所述壳体内的空中成像部和驱动部、以及与所述空中成像部及所述驱动部电连接的电控装置；

所述空中成像部的成像侧外露于所述壳体，所述驱动部安装于所述空中成像部的下方并与所述空中成像部转动连接；

所述驱动部包括第一驱动组件和第二驱动组件；所述第一驱动组件与所述空中成像部底部相连接并驱动所述空中成像部绕Z轴转动，所述第二驱动组件与所述第一驱动组件相连接并驱动所述空中成像部绕X轴转动，所述第二驱动组件与所述壳体紧固。

2.如权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：第一驱动机构，设于所述第一驱动机构驱动端的驱动件，所述驱动件与固定于所述空中成像部下底面的从动件转动配合并驱动所述空中成像部绕Z轴转动。

3.如权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：水平设置于所述壳体与所述第一驱动组件之间的第二驱动机构，所述第二驱动机构的一端与所述第一驱动组件相连接，另一端与壳体相连接。

4.如权利要求2所述的空中成像装置，其特征在于，所述空中成像部包括：光学组件，以及用于架设光学组件的成像壳体，其中：

所述光学组件包括：图像发生器、反射式偏光片及逆反射组件；所述反射式偏光片设于图像发生器和逆反射组件的上方并水平设置于成像壳体的上端口处；所述从动件固定于所述成像壳体的下底面。

5.如权利要求4所述的空中成像装置，其特征在于，所述图像发生器、反射式偏光片及逆反射组件首尾依次连接，且截面形成三角形，所述成像壳体内沿竖直方向分别设有固定所述图像发生器和所述逆反射组件的第一支撑壁；所述成像壳体内沿水平方向分别设有固定所述图像发生器和所述逆反射组件的第二支撑壁。

6.如权利要求5所述的空中成像装置，其特征在于，所述反射式偏光片包括：反射面，所述反射面的偏光轴方向与线性偏振光的偏振方向垂直；

所述逆反射组件位于反射式偏光片的光反射一侧；所述逆反射组件包括：四分之一波片，以及设于四分之一波片的远离反射式偏光片一侧的逆反射膜；所述逆反射膜上设有微三脚锥棱镜阵列层。

7.如权利要求4所述的空中成像装置，其特征在于，所述壳体包括：底座，以及盖设于底座上端口的罩子，所述罩子的顶面设置为平面，所述平面开设有用于空中成像部外露的圆孔和长槽，所述长槽位于圆孔两切线之间，所述成像壳体为与所述圆孔同轴设置的圆柱体。

8.如权利要求1-7任意一项所述的空中成像装置，其特征在于，还包括设于所述空中成像部并与所述电控装置连接的摄像单元。

9.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，还包括与所述电控装置电连接用于对所述空中成像部操控的人机交互装置。

10.如权利要求9所述的空中成像装置，其特征在于，所述人机交互装置包括：设于所述空中成像部并与所述电控装置连接的光学传感器和显示件。

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