CN218848480U - 空中成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空中成像装置，包括：安装座；透镜组件，所述透镜组件设在所述安装座上，所述透镜组件包括多个平板透镜，多个所述平板透镜彼此相连构成球状的所述透镜组件；显示光源，所述显示光源位于所述透镜组件内，所述显示光源发出的光线适于照射到多个所述平板透镜，且经多个所述平板透镜折射后在所述透镜组件的外部形成多个浮空实像。根据本实用新型的空中成像装置，可以形成多个浮空实像，并且用户可在多方位，多视角观看。

Description

空中成像装置

技术领域

本实用新型涉及空中成像技术领域，尤其是涉及一种空中成像装置。

背景技术

随着人们对虚拟场景真实感需求不断的提升，空中成像技术逐步得到大家的关注，以基于空中成像技术为核心，将采集到的光源数据通过几何模型来实现实景空间的构建。

传统技术中，空中成像装置为单个显示器件通过单个成像元件能产生单个浮空实像，因此呈现的浮空实像较为单一。此外，若要想呈现多个浮空实像，则通常需使用多个成像元件和多个显示光源组成，会导致成像装置的体积较大，且成像装置的成本也较高，且浮空实像呈现的效果较差，用户的视觉体验也较差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种空中成像装置，可以形成多个浮空实像，并且用户可在多方位，多视角观看。

根据本实用新型实施例的空中成像装置，包括：安装座；透镜组件，所述透镜组件设在所述安装座上，所述透镜组件包括多个平板透镜，多个所述平板透镜彼此相连构成球状的所述透镜组件；显示光源，所述显示光源位于所述透镜组件内，所述显示光源发出的光线适于照射到多个所述平板透镜，且经多个所述平板透镜折射后在所述透镜组件的外部形成多个浮空实像。

根据本实用新型实施例的空中成像装置，通过设置使多个平板透镜彼此相连构成球状的透镜组件，透镜组件内部的显示光源发出的光线可以通过多个透镜组件折射后在透镜组件的外周形成多个相同的浮空实像，多个浮空实像构成球状的像，浮空实像呈现的效果较好，可以满足用户的视觉享受。此外，用户可以在多角度，多方位看到立体的像，并且肉眼可见，用户无需借助其它设备，从而提升了用户的视觉体验。

根据本实用新型的一些实施例，所述显示光源为单一显示光源。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述平板透镜为多边形，多个所述平板透镜无缝拼接成球状。

根据本实用新型的一些实施例，进一步包括：定位件，所述定位件穿设于所述透镜组件，且所述透镜组件通过所述定位件与所述安装座相连，所述定位件的位于所述透镜组件内的一端形成有容纳腔，所述显示光源位于所述容纳腔内。

根据本实用新型的一些实施例，进一步包括：转动件，所述转动件设在所述安装座上，所述定位件的位于所述透镜组件外的一端伸入所述转动件内与所述转动件相连，所述转动件可通过所述定位件带动所述透镜组件相对于所述显示光源绕所述定位件的中心轴线转动，以使多个所述浮空实像移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装座包括：固定座，所述固定座上形成有通孔，所述定位件的位于所述透镜组件外的一端配合在所述通孔内；遮光座，所述遮光座连接在所述固定座的邻近所述透镜组件的一端，所述遮光座的邻近所述透镜组件的一侧表面与所述透镜组件的外周面的形状相适配。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述平板透镜的中心与所述显示光源的中心之间的距离均相等。

根据本实用新型的一些实施例，所述透镜组件的内壁面上设有遮光层，以阻挡所述透镜组件外部的光线穿过所述平板透镜。

根据本实用新型的一些实施例，所述透镜组件的内壁面上设有防反射层

根据本实用新型的一些实施例，所述平板透镜包括：两个透明基板，每个所述透明基板均具有两个光学面；两个光波导单元阵列，两个所述光波导单元阵列设在两个所述透明基板之间，两个所述光波导单元阵列的光波导延伸方向正交布置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的空中成像装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的空中成像装置的内部示意图；

图3是根据本实用新型实施例的空中成像装置的平板透镜的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的空中成像装置的平板透镜的反射单元的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的空中成像装置的第一光波导阵列和第二光波导阵列的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的空中成像装置的平板透镜的反射单元的另一角度的示意图；

图7是根据本实用新型实施例的空中成像装置的浮空实像成像原理的示意图；

图8是根据本实用新型实施例的空中成像装置的光线传播原理的示意图；

图9是根据本实用新型实施例的空中成像装置的光线传播路径的示意图。

附图标记：

100、空中成像装置；

1、安装座；11、固定座；111、通孔；12、遮光座；

20、透镜组件；2、平板透镜；

21、第一光波导阵列；22、第二光波导阵列；

23、透明基板；24、反射单元；25、反射膜；26、胶粘剂；

3、显示光源；4、定位件；41、容纳腔；

5、转动件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的空中成像装置100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的空中成像装置100，包括安装座1、透镜组件20和显示光源3。

具体而言，透镜组件20设在安装座1上。由此，可以通过安装座1将透镜组件20安装至指定位置上，方便了空中成像装置100的安装和拿取。透镜组件20包括多个平板透镜2，多个平板透镜2彼此相连构成球状的透镜组件20。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。例如，在图1和图2的示例中，多个平板透镜2拼接成球状的透镜组件20。显示光源3位于透镜组件20内，显示光源3发出的光线适于照射到多个平板透镜2，且经多个平板透镜2折射后在透镜组件20的外部形成多个浮空实像。

空中成像装置100的成像原理大致如下：对于任一平板透镜2而言，显示光源3发出的光线照射至平板透镜2面向显示光源3的侧面，经过平板透镜2折射后光线穿过平板透镜2，在透镜组件20的外部形成浮空实像，浮空实像与显示光源3关于平板透镜2对称，并且浮空实像与显示光源3为等大的像。以此类推，当显示光源3位于透镜组件20内时，显示光源3的光线可以照射到多个平板透镜2，经过多个平板透镜2折射后，在透镜组件20的外周形成与平板透镜2数量相同的多个浮空实像。此外，通过设置使多个平板透镜2彼此相连构成球状的透镜组件20，透镜组件20外部的多个浮空实像也构成球状的浮空实像(即多个浮空实像位于同一球体的表面)。需要说明的是，显示光源3可以看作点光源，以使经过多个平板透镜2折射后形成多个相同的浮空实像(即多个点状的像)，也就是说，通过本实用新型的空中成像装置100形成的像为多个点状的浮空实像构成的球状的像。由此，用户可以在多角度，多方位看到多个相同的浮空实像，且浮空实像为立体的像，呈现的效果较好，并且肉眼可见，无需借助其它设备，从而提升了用户的视觉体验。需要说明的是，平板透镜2的数量可以根据实际需求具体设置，以更好地满足实际应用。

根据本实用新型实施例的空中成像装置100，通过设置使多个平板透镜2彼此相连构成球状的透镜组件20，透镜组件20内部的显示光源3发出的光线可以通过多个透镜组件20折射后在透镜组件20的外周形成多个相同的浮空实像，多个浮空实像构成球状的像，浮空实像呈现的效果较好，可以满足用户的视觉享受。此外，用户可以在多角度，多方位看到立体的像，并且肉眼可见，用户无需借助其它设备，从而提升了用户的视觉体验。

根据本实用新型的一些实施例，显示光源3为单一显示光源3。如此设置，解决了传统技术中仅能通过多个显示光源3构造形成多个浮空实像的技术缺陷，通过采用单一光源就可以在透镜组件20的外周形成多个浮空实像，并且与传统技术中通过多个显示光源3构造形成多个浮空实像相比，部件数量减少，降低了空中成像装置100的生产使用成本，有利于空中成像装置100的推广和使用。

可选地，每个平板透镜2为多边形，多个平板透镜2无缝拼接成球状。例如，在图1的示例中，多数的平板透镜2为正六边形，少数的几个平板透镜2为正五边形，以使多个六边形和多个五边形可以彼此相连形成球状的透镜组件20。如此设置，一方面，有利于多个平板透镜2的拼装，从而有利于球状的透镜组件20的加工，提高透镜组件20的加工效率。另一方面，多边形的平板透镜2加工较为方便，加工难度较低，有利于平板透镜2的量化生产，从而有利于透镜组件20的量化生产。需要说明的是，平板透镜2不局限于五边形和六边形，平板透镜2的形状可以根据实际情况具体设置，以更好地满足实际应用。

进一步地，参照图2，空中成像装置100包括定位件4，定位件4穿设于透镜组件20，且透镜组件20通过定位件4与安装座1相连，定位件4的位于透镜组件20内的一端形成有容纳腔41，显示光源3位于容纳腔41内。例如，在图2的示例中，定位件4沿上下方向(例如，图2中箭头A所指的方向)延伸，定位件4的上端形成有容纳腔41，定位件4的下端与安装座1相连。由此，有利于透镜组件20与安装座1的装装配和定位，并且连接牢固、定位准确、操作简单，有利于透镜组件20的长期使用。此外，通过设置容纳腔41，可以将显示光源3安装在透镜组件20的内部，方便了显示光源3与透镜组件20的装配，也有利于显示光源3的更换，从而更加方便了空中成像装置100的使用。另外，空中成像装置100的结构简单，有利于空中成像装置100的生产和运输，并且空中成像装置100的体积较小，部件数量较少，从而进一步地降低了空中成像装置100的使用成本。

根据本实用新型的一些实施例，结合图2，空中成像装置100包括转动件5，转动件5设在安装座1上，定位件4的位于透镜组件20外的一端伸入转动件5内与转动件5相连，转动件5可通过定位件4带动透镜组件20相对于显示光源3绕定位件4的中心轴线转动，以使多个浮空实像移动。例如，在图2的示例中，定位件4的下端伸入转动件5与转动件5的内壁固定连接。

当空中成像装置100工作时，显示光源3与透镜组件20可以为相对静止状态，从而用户看到的透镜组件20外的像为静止的像。当转动件5作用于定位件4以使定位件4带动透镜组件20相对于显示光源3转动时，即多个平板透镜2绕转动件5的中心轴线转动。当多个平板透镜2相对于显示光源3转动时，以单一平板透镜2为例，平板透镜2相对于显示光源3的位置发生变化，从而导致透过上述平板透镜2折射后形成的浮空实像的位置发生变化。也就是说，当透镜组件20转动时，透镜组件20外部的多个浮空实像发生移动，但多个浮空实像依旧构成球状的像，只是球状浮空实像表面的点像发生的位置的变化，用户即可看到“星链”(此处的“链”指的是多个浮空实像的移动轨迹，“星”指的是点状的浮空实像)状的浮空实像，从而使得用户可以肉眼可观看到变化的球状浮空实像，满足了用户的视觉享受，进一步地提高了用户的视觉体验。

可选地，转动件5可以设置为电滑环，但不限于此。例如，在图2的示例中，电滑环设在安装座1上。如此设置，可以通过电机驱动电滑环转动，从而使得转动件5可以长期稳定地带动透镜组件20转动，并且可以匀速转动，提高了空中成像装置100的浮空实像的呈现效果，要保证了透镜组件20的转动稳定性，从而提高了空中成像装置100长期使用的稳定性。或者，转动件5也可以设置为轴承，用户可以通过机械力使透镜组件20相对于显示光源3转动，从而可以节约电能，并且可以根据用户的使用需求调节透镜装置的转动角度。

进一步地，结合图1和图2，安装座1包括固定座11和遮光座12，固定座11上形成有通孔111，定位件4的位于透镜组件20外的一端配合在通孔111内。例如，在图2的示例中，通孔111贯穿固定座11的上端面和下端面，定位件4的下端伸入通孔111内与转动件5相连，转动件5也位于通孔111内，由此，可以有效利用安装座1的内部空间，减小安装座1的体积，从而使得安装座1的安装和固定更加方便，也可以进一步地缩小空中成像装置100的体积，更加有利于空中成像装置100的使用。遮光座12连接在固定座11的邻近透镜组件20的一端，遮光座12的邻近透镜组件20的一侧表面与透镜组件20的外周面的形状相适配。例如，在图1和图2的示例中，遮光座12位于固定座11的上方，遮光座12的上表面为弧形，遮光座12的上表面的曲率与透镜组件20的邻近安装座1的一侧球面的曲率大致相同。当安装座1固定于房间内的顶面上时，遮光座12可以遮挡靠近安装座1部分的平板透镜2所形成的浮空实像，也就是说遮光座12可以避免浮空实像呈现在墙壁上。此外，可以减小遮光座12所占用的空间，从而可以进一步地缩小空中成像装置100的体积。另外，也可以提高空中成像装置100外形的美观度，提高用户的观看体验。

根据本实用新型的一些实施例，多个平板透镜2的中心与显示光源3的中心之间的距离均相等。例如，在图2的示例中，显示光源3位于球状的透镜组件20的球心位置处，显示光源3也可以设置为球状，但显示光源3较小可以近似看作点光源。若多个平板透镜2的中心与显示光源3的中心之间的距离不同，则多个浮空实像到显示光源3之间的距离也不相同，从而透镜组件20外部的多个浮空实像的位置较为混乱，降低了多个浮空实像的呈现效果。由此，通过设置多个平板透镜2的中心到显示光源3的中心的距离均相等，可以使透镜组件20外部的多个浮空实像可以大致构成球状(即多个浮空实像位于同一球体的表面)，提升浮空实像的显示效果，提升空中成像装置100的使用性能。

根据本实用新型的一些实施例，透镜组件20的内壁面上设有遮光层，以阻挡透镜组件20外部的光线穿过平板透镜2。和/或，透镜组件20的内壁面上设有防反射层。

上述遮光层和防反射层的设置包括以下三种情况：

第一、透镜组件20的内壁面上仅设有遮光层。如此设置，透镜组件20外部的光线不易穿过透镜组件20，可以减少外部的光线对显示光源3的干扰，并且用户无法从透镜组件20的外部看清透镜组件20内部的结构，从而可以提高空中成像装置100的美观度。

第二、透镜组件20的内壁面上仅设有防反射层。由此，当显示光源3发出的光线照射至平板透镜2时，光线不会在平板透镜2的邻近显示光源3的一侧表面发生发射，从而可以减少透镜组件20内部的光线的数量，减少反射后的光线对显示光源3发出的光线的干扰，从而提高浮空实像的显示效果，也有利于空中成像装置100的正常使用。需要说明的是，防反射层可以设置为防反射膜25，防反射涂料(例如，氮化硅或二氧化钛)等，但不限于此。

第三、透镜组件20的内壁面上设有遮光层和防反射层。由此，在减少外部的光线对显示光源3的干扰的同时，也可以减少平板透镜2反射后的光线对显示光源3发出的光线的干扰，从而进一步地提高了空中成像装置100的显示效果，提升了空中成像装置100的使用性能。此外，用户无法从透镜组件20的外部看清透镜组件20内部的结构，提高了空中成像装置100的美观度。

可选地，下面参考图3-图9对本实用新型中平板透镜2的结构及成像原理进行说明，具体内容如下。

根据本实用新型的一些实施例，参照图3，平板透镜2包括两个透明基板23和两个光波导单元阵列，每个透明基板23均具有两个光学面，两个光波导单元阵列设在两个透明基板23之间，两个光波导单元阵列的光波导延伸方向正交布置。例如，在图3的示例中，透明基板23的光学面用于保护光波导单元阵列。两个光波导单元阵列可以通过粘胶设置在两个透明基板23之间，且两个光波导单元阵列的光波导单元的延伸方向正交布置，即光波导单元的延伸方向相互垂直，使得光束会聚于一点，且保证物像面相对于等效折射率光学透镜对称，实现光学透镜成像。此外，采用两个正交布置的光波导单元阵列，提高光学透镜的成像分辨率，保证了光学透镜的成像质量。

如图3-图4所示，两个光波导单元阵列可以分别为第一光波导阵列21和第二光波导阵列22。其中，第一光波导阵列21和第二光波导阵列22在同一平面紧密贴合且正交布置。优选地，第一光波导阵列21和第二光波导阵列22的厚度相同，便于设计和生产。具体地，如图3所示，平板透镜2依次包括透明基板23、第一光波导阵列21、第二光波导阵列22和另一透明基板23。

其中，两个透明基板23均具有两个光学面，透明基板23对波长在390nm至760nm之间的光线具有90％—100％的透射率。透明基板23的材料可以为玻璃、塑料、聚合物和丙烯酸树脂中的至少一个，用于保护光波导阵列及滤去多余光线。需要说明的是，如果第一光波导阵列21和第二光波导阵列22紧密正交贴合后的强度足够，或安装的环境有厚度限制，则也可以只配置一个透明基板23或完全不配置透明基板23。

如图4所示，第一光波导阵列21和第二光波导阵列22由多个横截面为矩形的反射单元24组成，各反射单元24的长度由光波导阵列外围尺寸限制从而长短不一。第一光波导阵列21中反射单元24的延伸方向为X，第二光波导阵列22的反射单元24的延伸方向为Y，Z方向为光波导阵列的厚度方向。第一光波导阵列21和第二光波导阵列22中反射单元24的延伸方向(光波导阵列方向)相互垂直，即从Z方向(厚度方向)看，第一光波导阵列21和第二光波导阵列22之间正交布置，从而使处于正交方向的两个光束会聚于一点，且保证物像面(光源侧和成像侧)相对于平板透镜2对称，产生等效负折射现象，实现空中成像。

如图5所示，第一光波导阵列21或第二光波导阵列22由以用户视角偏转45°斜向布置的多个平行排布的反射单元24组成。具体地，第一光波导阵列21可由呈左下方向45°并排且横截面为矩形的反射单元24组成，第二光波导阵列22可由呈右下方向45°并排且横截面为矩形的反射单元24组成，两组光波导阵列中反射单元24的排列方向可以互换。例如，第一光波导阵列21中反射单元24的延伸方向为Y，第二光波导阵列22的反射单元24的延伸方向为X，Z方向为光波导阵列的厚度方向，从Z方向(厚度方向)看，第一光波导阵列21和第二光波导阵列22之间正交布置，使处于正交方向的两个光束会聚于一点，且保证物像面(光源侧和成像侧)相对于平板透镜2对称，产生等效负折射现象，实现空中成像。其中，光波导材料具有光学折射率n₁，在一些实施例中，n₁>1.4，例如n₁取值为1.5、1.8、2.0等。

如图8所示，对于第一光波导阵列21和第二光波导阵列22，各反射单元24与其相邻的反射单元24之间存在两个交接面，各交接面之间由透光性较好的胶粘剂26接合。优选地，胶粘剂26可以选择光敏胶或热固胶，胶粘剂26的厚度为T₁，且满足T₁>0.001mm，例如，T₁＝0.002mm或者T₁＝0.003mm或者T₁＝0.0015mm，具体厚度可以依据具体需要设置。平板透镜2中相邻的光波导阵列之间以及光波导阵列与透明基板23之间均设置有胶粘剂26，增加牢固性。

在一些实施例中，反射单元24的横截面可以为矩形，且沿反射单元24的排布方向的一侧或两侧面设置有反射膜25。具体地，在光波导阵列排布方向上，各反射单元24两侧均镀有反射膜25，该反射膜25的材料可以为实现全反射的铝、银等金属材料或其他非金属化合物材料。反射膜25的作用是防止光线因没有全反射而进入相邻光波导阵列中形成杂光影响成像。或者，各反射单元24也可以在反射膜25上添加介质膜，介质膜的作用是提高光反射率。

单个反射单元24的横截面宽a和横截面长b，满足0.1mm≤a≤5mm，0.1mm≤b≤5mm，进一步地，为了获得更好的成像效果，满足0.1mm≤a≤2mm，0.1mm≤b≤2mm。例如a＝0.2mm，b＝0.2mm；或者，a＝0.5mm，b＝0.5mm。在大屏幕显示时可以通过拼接多块光波导阵列来实现大尺寸需求。光波导阵列的整体形状根据应用场景需要设置，本实施例中，两组光波导阵列整体呈矩形结构，两对角的反射单元24为三角形，中间的反射单元24为梯形结构。单个反射单元24的长度不等，位于矩形对角线的反射单元24长度最长，两端的反射单元24长度最短。此外，平板透镜2还可以包括增透部件和视角控制部件，增透部件可以提高平板透镜2的整体透过率，提高浮空实像的清晰度和明亮度。视角控制部件可以用于消除浮空实像的残像，降低观察者的眩晕感，同时防止观察者从其他角度窥视到装置内部，提升装置整体的美观度。其中，增透部件和视角控制部件可以组合，或者也可以分别独立设置在透明基板23与波导阵列的之间、两层波导阵列之间或透明基板23的外层。

具体地，本实用新型的浮空实像的空中成像原理如下：

在微米尺度上，使用相互正交的双层波导阵列结构，来对任意光信号进行正交分解。原始信号投射在第一光波导阵列21，以原始信号投射点作为原点、垂直于第一光波导阵列21为x轴建立直角坐标系，在该直角坐标系内原始信号被分解为位于x轴的信号X和位于y轴的信号Y两路相互正交信号。其中，信号X在经过第一光波导阵列21时，按照与入射角相同的反射角在反射膜25表面进行全反射；此时，信号Y保持平行于第一光波导阵列21，穿过第一光波导阵列21后，在第二光波导阵列22表面按照与入射角相同的反射角在反射膜25表面进行全反射，反射后的信号Y与信号X组成的反射后的光信号便与原始光信号成镜面对称。因此任意方向的光线经过此平板透镜2均可实现镜面对称，任意光源的发散光经过此平板透镜2便会在对称位置重新汇聚成浮空实像，浮空实像的成像距离与平板透镜2到像源即显示屏装置的距离相同，为等距离成像，且浮空实像的位置在空中，不需要具体载体，而是直接在空气中呈现实像。因此，使用者所看到的空间中的影像即是显示光源3发出的图像。

在本实用新型实施例中，显示光源3发出的光线在穿过平板透镜2时，在平板透镜2上发生上述过程。具体地，如图8所示，光线在第一光波导阵列21上的入射角分别为α₁、α₂和α₃，光线在第一光波导阵列21上的反射角为β₁、β₂和β₃，其中α₁＝β₁，α₂＝β₂，α₃＝β₃，经过第一光波导阵列21反射后，在第二光波导阵列22上的入射角分别为γ₁、γ₂和γ₃，在第二光波导阵列22上的反射角分别为δ₁、δ₂和δ₃，其中，γ₁＝δ₁，γ₂＝δ₂，γ₃＝δ₃。

进一步地，汇聚成像后的入射角分别为α₁，α₂，α₃……αn，显示光源3与平板透镜2的距离为L，则浮空实像的成像位置与平板透镜2的距离也为L，且该浮空实像的可视角度ε为2倍max(α)。

可以理解的是，若光波导阵列的尺寸较小，则仅在距离光波导阵列成像侧的一定距离才可看到影像；而若光波导阵列的尺寸变大，即可实现更大的成像距离，从而增大视野率。

优选地，平板透镜2与显示光源3的夹角设置为45°±5°的范围，从而可以有效利用平板透镜2的尺寸，提高成像质量和降低残像影响。此外，如果对成像位置有其他需求，则也可以在牺牲部分成像质量的情况下选择其他角度，优选地，平板透镜2的大小设置为可以显示整个显示光源3所呈现的浮空实像的画面。但如果实际使用时仅需要看到显示光源3的部分画面，则平板透镜2的尺寸也可以根据实际显示画面自由调整大小和位置，对此不作限制。

另外，以上主要表述采用双层光波导阵列结构的平板透镜2的成像原理，在另一些实施例中，若将四周面均设为附有反射膜25的多个立方柱状反射单元24，且多个立方柱状反射单元24均在一层光波导阵列结构中沿X和Y方向呈阵列排布，即将两层光波导阵列合并成一层，其成像原理与双层光波导阵列结构的成像原理相同，也可以作为平板透镜2的结构。

在实施例中，第一光波导阵列21与第二光波导阵列22的厚度相同，从而可以简化第一光波导阵列21与第二光波导阵列22结构的复杂度，降低第一光波导阵列21与第二光波导阵列22的制造难度，提升第一光波导阵列21与第二光波导阵列22的生产效率，减少第一光波导阵列21与第二光波导阵列22的生产成本。需要注意的是，此处的厚度相同为一个相对的范围，并非是绝对相同，即以提高生产效率为目的，在不影响空中成像质量的前提下，光波导阵列之间可以存在一定的厚度差。

根据本实用新型的一些实施例，显示光源3的成像模式可以包括RGB(红色、绿色、蓝色)发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)器件、OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)阵列、投影、激光、激光二极管或任何其他合适的显示器或立体显示器，对此不作限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种空中成像装置，其特征在于，包括：

安装座；

透镜组件，所述透镜组件设在所述安装座上，所述透镜组件包括多个平板透镜，多个所述平板透镜彼此相连构成球状的所述透镜组件；

显示光源，所述显示光源位于所述透镜组件内，所述显示光源发出的光线适于照射到多个所述平板透镜，且经多个所述平板透镜折射后在所述透镜组件的外部形成多个浮空实像。

2.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，所述显示光源为单一显示光源。

3.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，每个所述平板透镜为多边形，多个所述平板透镜无缝拼接成球状。

4.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，进一步包括：

定位件，所述定位件穿设于所述透镜组件，且所述透镜组件通过所述定位件与所述安装座相连，所述定位件的位于所述透镜组件内的一端形成有容纳腔，所述显示光源位于所述容纳腔内。

5.根据权利要求4所述的空中成像装置，其特征在于，进一步包括：

转动件，所述转动件设在所述安装座上，所述定位件的位于所述透镜组件外的一端伸入所述转动件内与所述转动件相连，所述转动件可通过所述定位件带动所述透镜组件相对于所述显示光源绕所述定位件的中心轴线转动，以使多个所述浮空实像移动。

6.根据权利要求4所述的空中成像装置，其特征在于，所述安装座包括：

固定座，所述固定座上形成有通孔，所述定位件的位于所述透镜组件外的一端配合在所述通孔内；

遮光座，所述遮光座连接在所述固定座的邻近所述透镜组件的一端，所述遮光座的邻近所述透镜组件的一侧表面与所述透镜组件的外周面的形状相适配。

7.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，多个所述平板透镜的中心与所述显示光源的中心之间的距离均相等。

8.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，所述透镜组件的内壁面上设有遮光层，以阻挡所述透镜组件外部的光线穿过所述平板透镜。

9.根据权利要求1所述的空中成像装置，其特征在于，所述透镜组件的内壁面上设有防反射层。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的空中成像装置，其特征在于，所述平板透镜包括：

两个透明基板，每个所述透明基板均具有两个光学面；

两个光波导单元阵列，两个所述光波导单元阵列设在两个所述透明基板之间，两个所述光波导单元阵列的光波导延伸方向正交布置。

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