成像装置的制作方法

1.本发明涉及空中成像技术领域，尤其是涉及一种成像装置。


背景技术：

2.在现有技术中，空中成像装置一般都是固定摆放，显示的区域和方位固定，用户只能在固定方向和位置观察和使用。若为了更好的向客户全方位展示浮空成像的显示效果，则每个不同角度的显示需求都需要显示器，这样不仅显示器数量繁多，操作不方便，也增加了成像装置的成本。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种成像装置，成像装置可转动，形成的浮空实像可以便于在多个角度观看。
4.根据本发明实施例的成像装置，包括：成像模组、安装座，所述成像模组包括外壳、平板透镜、显示器和第一滑环，所述平板透镜和所述显示器设于所述外壳内，所述平板透镜的厚度方向上的两侧分别为第一侧和第二侧，所述显示器位于所述第一侧，所述显示器发出的光线经所述平板透镜在所述第二侧形成浮空实像，所述第一滑环设在所述外壳的底部，所述第一滑环与所述显示器电连接，所述第一滑环适于与外部电源电连接。所述成像模组可转动地设在所述安装座上，所述成像模组与所述安装座可拆卸地相连，所述安装座的面向所述成像模组的一侧表面上设有第二滑环，当所述成像模组安装在所述安装座上时所述第二滑环与所述第一滑环接触以实现电连接，所述第二滑环适于与外部电源电连接。
5.根据本发明的成像装置，成像模组与安装座配合，且成像模组相对安装座可转动，以使成像模组可以单独使用或者与安装座配合使用，在与安装座配合时，成像模组相对安装座在360
°
方向转动，并能够在任一角度停止，可以便于用户观察浮空实像，降低为实现不同角度显示需求而增加制造成像装置的工艺难度和时间，以使用户可以全方位展示浮空实像的内容，操作简单，有效降低成像装置的生产成本。
6.在一些实施例中，所述的成像装置进一步包括：旋转轴，所述旋转轴的一端绕所述旋转轴的中心轴线可转动地配合在所述安装座上，所述旋转轴的另一端与所述成像模组配合以使所述旋转轴随所述成像模组的转动而转动。
7.在一些实施例中，所述安装座上设有旋转阻尼器，所述旋转阻尼器包括本体和旋转体，所述本体固定在所述安装座上，所述本体上形成有安装孔，所述旋转体可转动地设在所述安装孔内，所述旋转体上形成有配合孔，所述旋转轴的所述一端配合在所述配合孔内以使所述旋转体随所述旋转轴的转动而转动。
8.在一些实施例中，所述旋转轴的外周面为非圆面，所述成像模组具有与所述旋转轴的所述另一端配合的限位孔，所述限位孔和所述配合孔分别与所述旋转轴的形状相适配。
9.在一些实施例中，所述旋转轴的所述一端设有两个卡簧，两个所述卡簧分别位于
所述旋转体的沿所述旋转轴的轴向上的两侧。
10.在一些实施例中，所述外壳包括：壳体、透明件、底盘，所述壳体的顶部和底部均敞开，所述透明件设在所述壳体的顶部，所述底盘设在所述壳体的底部，所述底盘、所述透明件和所述壳体共同限定出容纳腔，所述平板透镜和所述显示器设在所述容纳腔内，所述显示器位于所述平板透镜的下方，所述第一滑环设在所述底盘上，所述安装座设在所述底盘的下方。
11.在一些实施例中，所述底盘上设有至少一个滚动装置，所述滚动装置包括滚动件，所述滚动件在所述安装座的面向所述成像模组的一侧表面上可滚动。
12.在一些实施例中，所述底盘上形成有沿所述底盘的厚度方向贯通的通孔，所述滚动件为轴承，所述轴承的一部分穿过所述通孔且与所述安装座的面向所述成像模组的一侧表面接触。所述滚动装置还包括：轴承座、轴承轴，所述轴承座设在所述底盘上，所述轴承座位于所述容纳腔内，所述轴承轴穿过所述轴承且将所述轴承安装在所述轴承座上。
13.在一些实施例中，所述安装座的邻近所述成像模组的一侧表面上形成有凹槽，所述凹槽沿所述旋转轴的周向延伸，所述滚动件可滚动地配合在所述凹槽内。
14.在一些实施例中，所述滚动装置为多个，多个所述滚动装置沿所述旋转轴的周向间隔设置。
15.在一些实施例中，所述外壳的外表面上设有至少一个拉手，拉动所述拉手以带动所述成像模组相对于所述安装座转动。
16.在一些实施例中，所述成像模组还包括：控制板、交互传感器，所述控制板设于所述外壳内，所述控制板与所述显示器通讯，所述控制板与所述第一滑环电连接，所述交互传感器与所述控制板通讯，所述交互传感器位于所述第二侧，所述交互传感器与所述显示器之间的夹角和所述交互传感器与所述浮空实像的夹角相等。
17.在一些实施例中，所述外壳内设有至少一个喇叭，所述喇叭与所述控制板通讯，所述外壳的与所述喇叭相对的位置处形成有出音孔。
18.本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/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：
20.图1是根据本发明实施例的成像装置的示意图。
21.图2是根据本发明实施例的成像装置的立体拆分示意图。
22.图3是如图2中p部分的放大图。
23.图4是根据本发明实施例的成像装置的部分立体拆分示意图。
24.图5是根据本发明实施例的旋转阻尼器的示意图。
25.图6是根据本发明实施例的旋转轴的示意图。
26.图7是根据本发明实施例的的平板透镜的示意图。
27.图8是根据本发明实施例的的平板透镜的立体拆分示意图。
28.图9是根据本发明实施例的第一光波导阵列和第二光波导阵列的示意图。
29.图10是根据本发明实施例的平板透镜的成像示意图。
30.图11是根据本发明实施例的光线在平板透镜的光路示意图。
31.附图标记：
32.成像装置100；
33.成像模组1；
34.外壳11；壳体111；透明件112；底盘113；限位孔1131；通孔1132；容纳腔114；滚动装置115；滚动件1151；轴承座1152；轴承轴1153；拉手116；出音孔117；
35.平板透镜12；第一侧121；第二侧122；第一光波导阵列123；子波导1231；第二光波导阵列124；保护膜125；
36.显示器13；
37.第一滑环14；
38.旋转轴15；卡簧151；第一卡槽152；第二卡槽153；
39.控制板16；交互传感器17；喇叭18；浮空实像19；
40.安装座2；第二滑环21；旋转阻尼器22；本体221；安装孔2211；旋转体222；配合孔2221；凹槽23。
具体实施方式
41.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的成像装置100，成像装置100包括：成像模组1、安装座2，成像模组1包括外壳11、平板透镜12、显示器13和第一滑环14。
42.具体而言，如图1-图4所示，平板透镜12和显示器13设于外壳11内，平板透镜12的厚度方向上的两侧分别为第一侧121和第二侧122，显示器13位于第一侧121，显示器13发出的光线经平板透镜12在第二侧122形成浮空实像19，形成的浮空实像19与平板透镜12的夹角和平板透镜12与显示器13的夹角相同，且浮空实像19与显示器13关于平板透镜12所在的平面对称分布。第一滑环14设在外壳11的底部，第一滑环14与显示器13电连接，且第一滑环14适于与外部电源电连接，以使显示器13可以通过第一滑环14与外部电源接通。成像模组1可转动地设在安装座2上，且与安装座2可拆卸地相连，安装座2的面向成像模组1的一侧表面上设有第二滑环21，当成像模组1安装在安装座2上时第二滑环21与第一滑环14接触以实现电连接，第二滑环21适于与外部电源电连接。
43.例如，在成像模组1单独使用时，成像模组1上可以设有单独的电源线，电源线可以设于成像模组1的底部，例如，在底部上可以开设有安装槽(图未示出)，安装槽可以便于与电源线适配，以避免底部设置的电源线导致成像模组1放置不平，在保证电连接的同时，增加稳定性。在成像模组1与安装座2配合使用时，成像模组1上的电源线可以隐藏于安装槽内，避免电源线干涉成像模组1与安装座2的装配，此时成像模组1上的第一滑环14与安装座2上的第二滑环21接触，第二滑环21与安装座2上的电源线连接，电源线引出与外部电源接通从而实现成像模组1的通电。
44.根据本发明的成像装置100，成像模组1与安装座2配合，且成像模组1相对安装座2可转动，以使成像模组1可以单独使用或者与安装座2配合使用，在与安装座2配合时，成像模组1相对安装座2在360
°
方向转动，并能够在任一角度停止，可以便于用户观察浮空实像
19，降低为实现不同角度显示需求而增加制造成像装置100的工艺难度和时间，以使用户可以全方位展示浮空实像19的内容，操作简单，有效降低成像装置100的生产成本。
45.进一步地，如图4和图6所示，成像装置100包括：旋转轴15，旋转轴15的一端绕旋转轴15的中心轴线可转动地配合在安装座2上，旋转轴15的另一端与成像模组1配合以使旋转轴15随成像模组1的转动而转动。旋转轴15连接成像模组1和安装座2，且相对安装座2可转动。由此，通过设置旋转轴15，以使旋转轴15的一端相对成像模组1固定，另一端相对安装座2转动，成像模组1相对安装座2的转动的的方式简单，具有良好的可靠性，且能够较低制造的成本。
46.在一些实施例中，如图4和图5所示，安装座2上设有旋转阻尼器22，旋转阻尼器22包括本体221和旋转体222，本体221固定在安装座2上，本体221上形成有安装孔2211，旋转体222可转动地设在安装孔2211内，旋转体222上形成有配合孔2221，旋转轴15的一端配合在配合孔2221内以使旋转体222随旋转轴15的转动而转动。本体221可以在安装座2远离成像模组1的一端与安装座2连接，连接的方式可以通过螺栓紧固，旋转轴15与旋转体222配合饶本体221转动，旋转体222可以是轴承。由此，安装座2上设有旋转阻尼器22，旋转体222相对本体221可转动，旋转体222与旋转轴15配合，从而实现旋转轴15相对安装座2转动的方式简单，且转动的稳定性和可靠性较高。
47.在一些实施例中，结合图2，旋转轴15的外周面为非圆面，成像模组1具有与旋转轴15的另一端配合的限位孔1131，限位孔1131和配合孔2221分别与旋转轴15的形状相适配。例如，旋转轴15可以为多边形的棱柱，限位孔1131和配合孔2221的形状与棱柱的横截面积形状相同，在棱柱与限位孔1131和配合孔2221配合后，设有限位孔1131的成像模组1与设有配合孔2221的旋转体222与棱柱一起转动。由此，旋转轴15的外周面为非圆面，可以有效避免旋转轴15与成像模组1或者安装座2旋转体222发生相对转动，增加成像模组1相对安装座2转动的便利性，以使旋转的结构更加简单。
48.可选地，如图4和图6所示，旋转轴15邻近安装座2的一端设有两个卡簧151，两个卡簧151分别位于旋转体222的沿旋转轴15的轴向上的两侧。旋转轴15上设有与两个卡簧151配合的第一卡槽152和第二卡槽153，第一卡槽152位于旋转轴15的外周面上，第二卡槽153设于旋转轴15邻近安装座2的端部，且卡簧151具有一定的弹性形变能力，能够与卡槽进行配合。由此，通过在旋转轴15邻近安装座2的一端设有两个卡簧151，卡簧151设于旋转体222沿其中心轴线的方向的两侧，从而两个卡簧151可以限定旋转轴15在轴向方向的运动，且有利于卡簧151实现对旋转轴15的限位，以便于旋转轴15安装在安装座2上，避免旋转轴15脱出安装座2。
49.在一些实施例中，参照图2，外壳11包括：壳体111、透明件112、底盘113，壳体111的顶部和底部均敞开，透明件112设在壳体111的顶部，底盘113设在壳体111的底部，底盘113、透明件112和壳体111共同限定出容纳腔114，平板透镜12和显示器13设在容纳腔114内，显示器13位于平板透镜12的下方，透明件112位于平板透镜12的上方，且透明件112、平板透镜12平行于底座设置，显示器13与平板透镜12之间的夹角可以为45
°
，但不限于此，可以根据用户适于观察浮空实像19的角度进行设置。第一滑环14设在底盘113上，安装座2设在底盘113的下方，底盘113与安装座2配合。显示器13发出的光线经平板透镜12的反射后，在平板透镜12远离显示器13的一侧形成浮空实像19，此时浮空实像19与显示器13的夹角可以为
90
°
。由此，外壳11限定出容纳腔114，可以便于平板透镜12和显示器13的安装，增加对外壳11内平板透镜12和显示器13的保护，同时封闭的容纳腔114可以为光线在显示器13和平板透镜12之间的传播提供暗黑的环境，避免容纳腔114内形成的干扰光线对形成的浮空实像19的成像品质的影响。
50.进一步地，结合图2和图3，底盘113上设有至少一个滚动装置115，滚动装置115包括滚动件1151，滚动件1151在安装座2的面向成像模组1的一侧表面上可滚动。滚动装置115设于底盘113远离安装座2的一侧，滚动件1151的至少部分穿过底盘113位于底盘113邻近安装座2的一侧，且在安装座2上可滚动。由此，通过在底盘113上设置滚动装置115，以便于成像模组1可以相对安装座2饶旋转轴15的中心轴线转动，减小成像模组1和安装座2之间的摩擦。
51.可选地，如图3所示，底盘113上形成有沿底盘113的厚度方向贯通的通孔1132，滚动件1151为轴承，轴承的一部分穿过通孔1132且与安装座2的面向成像模组1的一侧表面接触。滚动装置115还包括：轴承座1152、轴承轴1153，轴承座1152设在底盘113上远离安装座2的一侧，并位于容纳腔114内，轴承轴1153穿过轴承且将轴承安装在轴承座1152上，轴承相对轴承轴1153可以滚动。滚动件1151可以是滚轮，滚轮可以相对轴承座1152转动。由此，在底盘113上设置通孔1132，可以便于轴承穿过底盘113与安装座2接触，并能够实现在安装座2上滚动，滚动装置115的结构简单，具有良好的可靠性且成本较低，可以增加成像模组1的使用寿命。
52.在一些实施例中，参照图4，安装座2的邻近成像模组1的一侧表面上形成有凹槽23，凹槽23沿旋转轴15的周向延伸，滚动件1151可滚动地配合在凹槽23内。在成像模组1与安装座2配合时，成像模组1上设置的滚动件1151与安装座2上的凹槽23配合，在外力的作用下，成像模组1可以沿着凹槽23的延伸方向转动。由此，在安装座2上设置凹槽23，以使滚动件1151与凹槽23配合，增加滚动件1151的滚动的导向性和精准度，形成对滚动件1151的限位，以使成像模组1与安装座2的配合可靠性更好。
53.根据本发明的一些实施例中，滚动装置115为多个，多个滚动装置115沿旋转轴15的周向间隔设置。滚动装置115的数量可以为三个或三个以上，三个滚动装置115沿底盘113上均匀分布。由此，在底盘113上设置多个滚动装置115，以使能够形成对成像模组1的支撑，增加成像模组1与安装座2配合后的稳定性，便于成像模组1在安装座2上转动。
54.在一些实施例中，参照图2，外壳11的外表面上设有至少一个拉手116，拉动拉手116以带动成像模组1相对于安装座2转动。拉手116的数量可以为两个，两个拉手116在成像模组1的外周面上对称设置，且拉手116可以固定在外周面上或者隐藏于外周面内。例如，若拉手116隐藏在外周面内，可以通过按压其中一端使其弹出，用户将力作用在拉手116上并带动外壳11相对安装座2转动。由此，在成像模组1的外壳11上设置拉手116，可以便于用户将力作用在外壳11上，便于带动成像模组1相对安装座2转动，以及在搬运过程中提供作用力点。
55.在一些实施例中，结合图2，成像模组1还包括：控制板16和交互传感器17，控制板16设于外壳11内，控制板16与显示器13通讯，控制板16与第一滑环14电连接，交互传感器17与控制板16通讯，交互传感器17位于第二侧122，交互传感器17与显示器13之间的夹角和交互传感器17与浮空实像19的夹角相等。即交互传感器17的大面(交互传感器17中几个面中
最大的一个面)与浮空实像19平行设置。控制板16和交互传感器17均设于容纳腔114内，交互传感器17可以通过粘接或者螺钉紧固的方式固定在容纳腔114内，控制板16与外壳11通过紧固件固定连接，且控制板16与显示器13和第一滑环14均电连接。在第一滑环14电源接通时，控制板16控制显示器13的工作，并且能够接收交互传感器17反馈的信号，进行相应的工作。例如，交互传感器17发出的光线与浮空实像19覆盖的区域重合，用户在触摸浮空实像19相应的按键时，交互传感器17可以接收相应的信号并反馈给控制板16，控制板16经过处理生成相应的控制信号控制显示器13显示相应的页面。平行设置的交互传感器17可以使用户在接触浮空实像19时，更加精准，避免误操作的可能性。由此，控制板16和交互传感器17可以便于实现对显示器13的控制形成不同的浮空实像19，便于成像装置100能够实现实时交互的功能，提高成像装置100的智能化。
56.在一些实施例中，如图2所示，外壳11内设有至少一个喇叭18，喇叭18与控制板16通讯，外壳11的与喇叭18相对的位置处形成有出音孔117。由此，在外壳11上设置出音孔117，便于喇叭18与出音孔117相对实现声音的外放，增加声音的清晰度。
57.下面结合图7-11，详细描述利用平板透镜形成浮空实像的成像原理：
58.如图7-图10所示，平板透镜12包括两组光波导阵列，每组光波导阵列均由单列多排且横截面为矩形的子波导1231组成，两组光波导阵列包括第一光波导阵列123和第二光波导阵列124，第一光波导阵列123的子波导1231沿x方向延伸且沿y方向形成多排，第二光波导阵列124的子波导1231沿y方向延伸且沿x方向形成多排，第一光波导阵列123和第二光波导阵列124沿z方向排布，x方向、y方向、z方向两两垂直，平板透镜12具有中心法线，中心法线过平板透镜12的中心且与z方向平行，平板透镜12的沿厚度方向的相对两侧分别为像源侧和浮空实像19侧。
59.这里，子波导1231的延伸方向就是该子波导1231的长度方向，第一光波导阵列123的单个子波导1231的长度方向是x方向，第一光波导阵列123的多个子波导1231沿y方向紧密贴合叠加排布，单个子波导1231的宽度方向是y方向；第二光波导阵列124的单个子波导1231的长度方向是y方向，第二光波导阵列124的多个子波导1231沿x方向紧密贴合叠加排布，单个子波导1231的宽度方向是x方向。两组光波导阵列分别呈平板状，第一光波导阵列123至第二光波导阵列124的排布方向为z方向，z方向也为平板透镜12的厚度方向。需注意，第一光波导阵列123和第二光波导阵列124中，可以由第一光波导阵列123邻近像源侧设置，也可以由第二光波导阵列124邻近像源侧，这里不作限制。两层子波导1231的长度方向是相垂直的，因此称两层光波导阵列是相互正交的关系。
60.结合图9和图11，两组光波导阵列在其排布方向相互垂直，可以实现对显示器13上的图像进行调制，显示器13上的任意方向的光线在经过相互正交的两组光波导阵列时，在平板透镜12的另一侧(与显示器13关于平板透镜12相对的一侧)重新汇聚形成浮空实像19，浮空实像19的成像距离与像源到平板透镜12的距离相同，为等距成像，不需要任何介质载体，可直接把实像呈现在空气中。
61.由此，通过设置相互垂直的两组光波导阵列，以使经平板透镜12的像源侧光线能够被清晰且一一对应汇集在浮空实像19侧，以使形成的浮空实像19清晰度和还原度更高。
62.如图9所示，每个子波导1231的延伸方向与光波导阵列的边沿之间的夹角为γ，γ满足：30
°
≤γ≤60
°
。例如，γ＝45
°
。两组光波导阵列沿平板透镜12厚度方向与子波导1231
延伸方向相互垂直。成型的光波导阵列的外轮廓形状为矩形。由此，控制子波导1231的延伸方向与光波导阵列的边沿之间的夹角，以使显示器13所呈现的浮空实像19能够更加清晰，避免角度过大或者过小形成残像，降低用户的观察体验。
63.平板透镜12厚度方向的两侧为第一侧121和第二侧122，第一侧121和第二侧122上设有保护膜125，保护膜125可以粘接在平板透镜12的第一侧121和第二侧122的外表面。例如，保护膜125可以是镀在平板透镜12的第一侧121和第二侧122的外表面的增透膜，或者保护膜125为在空气和平板透镜12的第一侧121和第二侧122的外表面形成渐变折射率的蛾眼膜。由此，通过在平板透镜12的第一侧121和第二侧122分别设置保护膜125，可以降低显示器13的入射光线在平板透镜12表面处反射形成干扰光线的可能性，增加形成的浮空实像19的清晰度，增加对平板透镜12的保护，增加平板透镜12的使用寿命。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
65.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
66.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发明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。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。