空中成像元件及空中成像装置的制作方法

本发明涉及光学，尤其涉及一种空中成像元件及空中成像装置。

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、本发明提供一种空中成像元件及空中成像装置，用以解决现有技术中二面角反射器水平可视角较小的缺陷。

2、本发明提供一种空中成像元件，包括一对成像透镜组件，一对所述成像透镜组件拼接，每个所述成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，所述第一光波导阵列倾斜设置，且每个所述第一光波导阵列的倾斜角度均不相等。

3、根据本发明提供的一种空中成像元件，一对所述成像透镜组件的多个所述第一光波导阵列对称设置。

4、根据本发明提供的一种空中成像元件，还包括第二光波导阵列，所述第二光波导阵列设置于一对所述成像透镜组件之间，且所述第二光波导阵列的两端分别与一对所述成像透镜组件拼接；其中，所述第二光波导阵列正向设置。

5、根据本发明提供的一种空中成像元件，所述第一光波导阵列包括多个第一光波导和多个第二光波导，多个所述第一光波导和多个所述第二光波导正交设置；其中，所述第一光波导与水平面之间的夹角小于45°，所述第二光波导与水平面之间的夹角大于45°。

6、根据本发明提供的一种空中成像元件，所述第二光波导阵列包括多个第三光波导和多个第四光波导，多个第三光波导和多个第四光波导正交设置；其中，所述第三光波导与水平面之间的夹角等于45°，所述第四光波导与水平面之间的夹角等于45°。

7、根据本发明提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为多个，沿所述空中成像元件的长度的延伸方向，多个所述第一光波导与水平面之间的夹角递减，多个所述第二光波导与水平面之间的夹角递增。

8、根据本发明提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为一个，所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为大于0°且小于45°。

9、根据本发明提供的一种空中成像元件，每个所述成像透镜组件包括两个所述第一光波导阵列，其中，第一个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为20°-35°，第二个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为45°。

10、根据本发明提供的一种空中成像元件，所述第二光波导阵列与所述成像透镜组件粘接，相邻的两个所述第一光波导阵列粘接。

11、本发明还提供一种空中成像装置，包括如上所述的空中成像元件。

12、本发明提供的空中成像元件，通过将至少两个第一光波导阵列对称且倾斜设置，可使正向和斜向入射至第一光波导阵列中的光线进行两次全反射，进而在空中形成浮空实像，增大了人眼能够看到浮空实像的视觉范围，通过在每个成像透镜组件中设置多个第一光波导阵列，可彻底消除残像，同时可使人眼在0°-180°的视觉范围内均能够看到浮空实像；同时，本发明提供的空中成像元件，第一光波导阵列加工简单，制造成本低，适于推广应用。

技术特征：

1.一种空中成像元件，其特征在于，包括一对成像透镜组件，一对所述成像透镜组件拼接，每个所述成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，所述第一光波导阵列倾斜设置，且每个所述第一光波导阵列的倾斜角度均不相等。

2.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，一对所述成像透镜组件的多个所述第一光波导阵列对称设置。

3.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，还包括第二光波导阵列，所述第二光波导阵列设置于一对所述成像透镜组件之间，且所述第二光波导阵列的两端分别与一对所述成像透镜组件拼接；

4.根据权利要求1所述的空中成像元件，其特征在于，所述第一光波导阵列包括多个第一光波导和多个第二光波导，多个所述第一光波导和多个所述第二光波导正交设置；

5.根据权利要求3所述的空中成像元件，其特征在于，所述第二光波导阵列包括多个第三光波导和多个第四光波导，多个第三光波导和多个第四光波导正交设置；

6.根据权利要求4所述的空中成像元件，其特征在于，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为多个，沿所述空中成像元件的长度的延伸方向，多个所述第一光波导与水平面之间的夹角递减，多个所述第二光波导与水平面之间的夹角递增。

7.根据权利要求3所述的空中成像元件，其特征在于，每个所述成像透镜组件中所述第一光波导阵列的数量为一个，所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为大于0°且小于45°。

8.根据权利要求3所述的空中成像元件，其特征在于，每个所述成像透镜组件包括两个所述第一光波导阵列，其中，第一个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为20°-35°，第二个所述第一光波导阵列相对于所述第二光波导阵列倾斜角度为45°。

9.根据权利要求3所述的空中成像元件，其特征在于，所述第二光波导阵列与所述成像透镜组件粘接，相邻的两个所述第一光波导阵列粘接。

10.一种空中成像装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的空中成像元件。

技术总结
本发明涉及光学技术领域，提供一种空中成像元件及空中成像装置。上述的空中成像元件，包括一对成像透镜组件，一对成像透镜组件拼接，每个成像透镜组件包括至少一个第一光波导阵列，第一光波导阵列倾斜设置。上述的空中成像元件，通过将至少两个第一光波导阵列对称且倾斜设置，可使正向和斜向入射至第一光波导阵列中的光线进行两次全反射，进而在空中形成浮空实像，增大了人眼能够看到浮空实像的视觉范围，通过在每个成像透镜组件中设置多个第一光波导阵列，可彻底消除残像，同时可使人眼在0°‑180°的视觉范围内均能够看到浮空实像；同时，第一光波导阵列加工简单，制造成本低，适于推广应用。

技术研发人员：郭乃睿
受保护的技术使用者：深圳市文生科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13