一种无介质空气成像模组及系统的制作方法

本技术涉及空中成像的，具体涉及一种无介质空气成像模组及系统。

背景技术：

1、常见的成像透镜组件包括微透镜阵列、菲尼尔透镜组、长条形反射器或二面角反射器等，二面角反射器利用两层周期性分布的光波导阵列，使光线在两层光波导阵列中各发生一次全反射，由于两层光波导阵列是相互正交的矩形结构，会使得第一次全反射时的入射角和第二次全反射时的出射角相同，进而在光线经过光波导阵列后在空中形成1:1的浮空实像。

2、但是，现有的浮空实像水平可视角较小，人眼仅在正负30°范围内可以看到浮空实像，当人眼视角位置超出该范围时就看不到浮空实像，并且在实像的左右两侧各有一个倾斜的残像，影响了成像透镜组件的成像效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的提供一种无介质空气成像模组及系统，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

2、为实现上述目的，一方面，本实用新型提供的一种无介质空气成像模组，从下到上依次包括：显示部件、半反射元件以及逆反射元件，所述显示部件用于发射图像光，所述半反射元件包括朝向所述显示部件的第一表面和朝向所述逆反射元件的第二表面，所述第一表面用于透射全部或部分所述图像光，所述逆反射元件用于一次反射从所述第一表面透射的全部或部分所述图像光，所述第二表面用于二次反射所述逆反射元件一次反射的全部或部分所述图像光，并将全部或部分所述图像光投射至空中以呈现浮空实像，所述浮空实像位置和所述显示部件关于半反射元件对称。

3、在一些实施方式中，所述显示部件包括平面光源、平面偏振光源、立体光源、立体偏振光源、平面远动光源或平面远动偏振中的一种，所述半反射元件为半反射透镜或偏振反射透镜，逆反射元件为平面逆反射透镜、曲面逆反射透镜、带1/4波片平面逆反射透镜或1/4波片曲面逆反射透镜的一种。

4、在一些实施方式中，所述显示部件为平面光源，所述半反射元件为半反射透镜，所述逆反射元件为平面逆反射透镜，所述平面光源用于发射图像光，所述半反射透镜的第一表面用于透射所述图像光，所述平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述图像光，所述半反射透镜的第二表面用于二次反射从所述平面逆反射透镜一次反射的所述图像光，并将汇聚后的所述图像光投射至空中以呈现浮空实像。

5、在一些实施方式中，所述显示部件为平面光源，所述半反射元件为半反射透镜，所述逆反射元件为曲面逆反射透镜，所述平面光源用于发射图像光，所述半反射透镜的第一表面用于透射所述图像光，所述曲面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述图像光，所述半反射透镜的第二表面用于二次反射从所述曲面逆反射透镜一次反射的所述图像光，并将汇聚后的所述图像光投射至空中以呈现浮空实像。

6、在一些实施方式中，所述显示部件为平面偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述平面偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像。

7、在一些实施方式中，所述显示部件为立体偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述立体偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像，所述实像为立体空中影像。

8、在一些实施方式中，所述显示部件为可前后移动或高速运动的平面偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述平面偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像，所述实像为立体空中影像。

9、另一方面，本实用新型提供的一种无介质空气成像系统，包括感光件以及上述的成像系统，所述感光件位于所述光学系统的像侧。

10、与现有技术对比，本实用新型的有益效果在于：

11、本实用新型提供的全新结构成像模组无需任何介质，真正实现空气中成实像，图像清晰效果好；空气成像的两侧没有虚影，没有漏光；通过偏振光源，偏振片及偏振方向转换设置能有效提高成像亮度减少干扰；新结构有效遮挡环境光及光源影响，成像亮度高；通过改变光源形状，可以改变成像形状，可以是平面可以是立体；通过调整逆反射元件的表面形状，能避免镜面反射所成虚像的干扰；新成像系统具有结构简单，工艺成熟，成本低等优势。

技术特征：

1.一种无介质空气成像模组，其特征在于，从下到上依次包括：显示部件、半反射元件以及逆反射元件，所述显示部件用于发射图像光，所述半反射元件包括朝向所述显示部件的第一表面和朝向所述逆反射元件的第二表面，所述第一表面用于透射全部或部分所述图像光，所述逆反射元件用于一次反射从所述第一表面透射的全部或部分所述图像光，所述第二表面用于二次反射所述逆反射元件一次反射的全部或部分所述图像光，并将全部或部分所述图像光投射至空中以呈现浮空实像，所述浮空实像位置和所述显示部件关于半反射元件对称。

2.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件包括平面光源、平面偏振光源、立体光源、立体偏振光源、平面远动光源或平面远动偏振中的一种，所述半反射元件为半反射透镜或偏振反射透镜，逆反射元件为平面逆反射透镜、曲面逆反射透镜、带1/4波片平面逆反射透镜或1/4波片曲面逆反射透镜的一种。

3.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件为平面光源，所述半反射元件为半反射透镜，所述逆反射元件为平面逆反射透镜，所述平面光源用于发射图像光，所述半反射透镜的第一表面用于透射所述图像光，所述平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述图像光，所述半反射透镜的第二表面用于二次反射从所述平面逆反射透镜一次反射的所述图像光，并将汇聚后的所述图像光投射至空中以呈现浮空实像。

4.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件为平面光源，所述半反射元件为半反射透镜，所述逆反射元件为曲面逆反射透镜，所述平面光源用于发射图像光，所述半反射透镜的第一表面用于透射所述图像光，所述曲面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述图像光，所述半反射透镜的第二表面用于二次反射从所述曲面逆反射透镜一次反射的所述图像光，并将汇聚后的所述图像光投射至空中以呈现浮空实像。

5.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件为平面偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述平面偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像。

6.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件为立体偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述立体偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像，所述实像为立体空中影像。

7.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述显示部件为可前后移动或高速运动的平面偏振光源，所述半反射元件为偏振反射透镜，所述逆反射元件为带1/4波片平面逆反射透镜，所述平面偏振光源用于发射图像光，所述偏振反射透镜的第一表面用于透射p偏振光，所述带1/4波片平面逆反射透镜用于一次反射从所述第一表面透射的所述p偏振光并将所述p偏振光调整为s偏正光，所述偏振反射透镜的第二表面用于二次反射从所述带1/4波片平面逆反射透镜一次反射的所述s偏正光，并将汇聚后的所述s偏正光投射至空中以呈现浮空实像，所述实像为立体空中影像。

8.一种无介质空气成像系统，其特征在于，包括感光件以及如权利要求1至7中任一项所述的成像模组，所述感光件位于所述成像模组的像侧。

技术总结本技术公开一种无介质空气成像模组及系统，包括：从下到上依次包括：显示部件、半反射元件以及逆反射元件，所述显示部件用于发射图像光，所述半反射元件包括朝向所述显示部件的第一表面和朝向所述逆反射元件的第二表面，所述第一表面用于透射全部或部分所述图像光，所述逆反射元件用于一次反射从所述第一表面透射的全部或部分所述图像光，所述第二表面用于二次反射所述逆反射元件一次反射的全部或部分所述图像光，并将全部或部分所述图像光投射至空中以呈现浮空实像，所述浮空实像位置和所述显示部件关于半反射元件对称。本技术提供的全新结构成像模组无需任何介质，真正实现空气中成实像，图像清晰效果好。技术研发人员：汪安琪,韩芳芳受保护的技术使用者：核桃智能科技（常州）有限公司技术研发日：20230920技术公布日：2024/5/16