CN110264916B - 一种投影装置及空中成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种投影装置和一种空中成像设备，投影装置包括：第一投影组件，所述第一投影组件包括沿第一方向并行排列的多个第一反射条，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体发出的光汇聚到所述投影装置的另一侧，形成对应的像，所述发光实体与所述像之间的连线位于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。本发明实施例只需要一投影组件实现空中成像，使投影设备体积较小，同时通过并行排列的第一反射条将发光实体发射的光线反射在空中成像，能够实现稳定的成像，提高空中成像的质量。

Description

一种投影装置及空中成像设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种投影装置及空中成像设备。

背景技术

空中成像技术，是指将二维或三维图像不通过介质直接显示于空气中，人或物体可以直接穿过该图像，从而达到很好的交互和沉浸显示效果。

在先技术中，通过以下几种方式实现空中成像，1)是通过气雾投影显示，将画面投影到气雾上，但是该种投影方式存在画质不稳定的问题。2)是通过全息投影显示，将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物的反射后再射向感光片，两束光在感光片上叠加产生干涉，得到全息图像，但是该种成像方式的显示设备庞大，且显示清晰度较差。3)镭射投影显示，是在一个密闭容器内将空气电离，利用镭射激光可以呈现三维画面，但是画面容易波动、不稳定，且色彩比较单一。

发明内容

本发明提供一种投影装置，以解决现有的空中成像不稳定、质量低的问题。

本发明一方面提供了一种投影装置，包括第一投影组件，所述第一投影组件包括沿第一方向并行排列的多个第一反射条，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体发出的光汇聚到所述投影装置的另一侧，形成对应的像，所述发光实体与所述像之间的连线位于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。

可选的，所述投影装置还包括第二投影组件，所述第二投影组件叠放在所述第一投影组件的出光侧，所述第二投影组件包括沿第三方向并排设置的多个第二反射条；所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直。

可选的，所述第一反射条的第一反射面设置在与所述第一方向垂直的所述第一反射条的一面，所述第一反射条的第一反射面用于将入射到所述第一反射面上的光进行反射；所述第二反射条的第二反射面设置在与所述第三方向垂直的所述第二反射条的一面，所述第二反射条的第二反射面用于将入射到所述第二反射面上的光进行反射。

可选的，各个所述第一反射面和各个所述第二反射面上均设置有相位延迟片；所述相位延迟片用于将入射到所述相位延迟片的光的由横向光转变成纵向光或从纵向光转变成横向光。

可选的，在在所述第一投影组件面向所述发光实体的一侧设置第一偏振片；在所述第一投影组件背离所述发光实体的一侧设置第二偏振片；所述第一偏振片用于将入射至所述第一偏振片的横向光光吸收，并透过纵向光光；所述第二偏振片用于将入射至所述第二偏振片的纵向光光吸收，并透过横向光光。

可选的，在所述第一投影组件面向所述发光实体的一侧、所述第二投影组件背离所述第一投影组件的一侧设置第一偏振片；在所述第一投影组件和所述第二投影组件之间设置有第二偏振片；所述第一偏振片用于将入射至所述第一偏振片的横向光光吸收，并透过纵向光光；所述第二偏振片用于将入射至所述第二偏振片的纵向光光吸收，并透过横向光光。

可选的，所述第一反射条沿所述第一方向的宽度小于相邻所述第一反射条间距的百分之一；所述第二反射条沿所述第三方向的宽度小于相邻所述第二反射条间距的百分之一。

可选的，所述第一反射条和所述第二反射条的沿所述第二方向的宽度均小于0.5mm。

可选的，各相邻所述第一反射条之间的间距包括第一距离和第二距离；其中，所述第一距离和所述第二距离间隔排布。

可选的，各相邻所述第一反射条之间的间距为所述第一反射条沿所述第二方向的宽度的0.4-1.2倍；各相邻所述第二反射条之间的间距为所述第二反射条沿所述第二方向的宽度的0.4-1.2倍。

可选的，所述第一投影组件还包括玻璃基板；各所述第一反射条并排设置在所述玻璃基板上。

本发明另一方面提供一种空中成像设备，包括如上述任意一项所述的投影装置，所述发光实体为显示装置。

本发明实施例提供的一种投影装置，包括：第一投影组件，所述第一投影组件包括沿第一方向并行排列的多个第一反射条，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体发出的光汇聚到所述投影装置的另一侧，形成对应的像，所述发光实体与所述像之间的连线位于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。本发明实施例只需要一投影组件实现空中成像，使投影设备体积较小，同时通过并行排列的第一反射条将发光实体发射的光线反射在空中成像，能够实现稳定的成像，提高空中成像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种第一投影组件的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种第一投影组件的平面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种投影装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种投影装置的成像原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种投影装置的平面结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种投影装置的投影示意图；

图7是本发明实施例提供的一种投影装置的投影示意图；

图8是本发明实施例提供的一种投影装置的投影结果的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，提供一种投影装置，包括：包括第一投影组件10，所述第一投影组件10包括沿第一方向X并行排列的多个第一反射条11，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体20发出的光汇聚到所述投影装置10的另一侧，形成对应的像30，所述发光实体20与所述像30之间的连线位于第二方向Y，所述第二方向Y与所述第一方向X垂直。

在本发明实施例中，参照图2，沿第一方向X并行排列多个第一反射条11时，发光实体20的出射光在第二方向Y上重新会聚，在观看者看来，就像发光物体浮现在空中一样。

本发明实施例中的并行排列的多个第一反射条11能够实现将任意发光实体，投影到第一投影组件另一侧空中的能力。

在本发明实施例中，发光实体20，包括：显示面板或者发光物体。

在本发明实施例中，参照图2，为图1的在第一方向X和第二方向Y组成的平面结构图。

在本发明实施例中，参照图3，所述投影装置还包括第二投影组件40，所述第二投影组件40叠放在所述第一投影组件10的出光侧，所述第二投影组件40包括沿第三方向Z并排设置的多个第二反射条41；所述第三方向Z分别与所述第一方向X和所述第二方向Y垂直。

在本发明实施例中，单一的一个第一投影组件只能将发光实体投影到一个平面上，如沿第一方向X并行排列的多个第一反射条11只能将，入射在第一方向X和第二方向Y组成的平面上的光线会聚成像，而超Z方向入射的光线无法会聚，发射出去，因此只有一个单一的第一投影组件只能将发光实体投影到第一方向X和第二方向Y组成的平面上，单一的一个第二投影组件只能将发光实体投影到第三方向Z和第二方向Y组成的平面上。而当第二投影组件设置在第一投影组件上时，可以使发光实体发出的各个方向的光线进行汇聚，使得到的像呈三维立体感，具体参照图4。

在图4(a)中，发光实体20发射到第一反射条11上的一部分光线经过反射直接汇聚到像30上，另一部分光线d经第一反射条11反射到第二反射条41，经第二反射条41反射后汇聚到像30。图4(b)中为光线d走向的俯视图。其中，如没有第二反射条41时，光线d会直接反射出投影装置。因此，设置第二投影组件，可以使更多的光线汇聚成像，使成像30更加立体清楚。

在本发明实施例中，一个发光实体20所发出的所有方向的光束，经过投影装置的光程后，在投影装置的另一侧位置，重新汇聚成发光实体的像。所以发光实体(包括显示面板)的像浮现现在空中。

在本发明实施例中，参照图2，所述第一反射条11的第一反射面111设置在与所述第一方向X垂直的所述第一反射条11的一面，所述第一反射条11的第一反射面111用于将入射到所述第一反射面111上的光进行反射；所述第二反射条41的第二反射面设置在与所述第三方向Z垂直的所述第二反射条41的一面，所述第二反射条41的第二反射面用于将入射到所述第二反射面上的光进行反射。在本发明实施例中，未标记出第二反射条的第二反射面。

在本发明实施例中，第一投影组件10和第二投影组件40相同，只是在投影装置中，第二投影组件40设置在所述第一投影组件10的出光侧，第一投影组件10的第一反射条11和第二投影组件40的第二反射条41垂直设置。

在本发明实施例中，参照图5，各个所述第一反射面111和各个所述第二反射面上均设置有相位延迟片50；所述相位延迟片50用于将入射到所述相位延迟片50的光的由横向光转变成纵向光或从纵向光转变成横向光。

其中，相位延迟片包括：四分之一相位延迟片。当光入射到相位延迟片50的时候是横向光，则在出射相位延迟片50的时候为纵向光，当光入射到相位延迟片50的时候是纵向光时，则在出射相位延迟片50的时候为横向光。

在本发明实施例中，各个所述第一反射面和各个所述第二反射面上均设置有相位延迟片；所述相位延迟片用于将入射到所述相位延迟片的光的由横向光转变成纵向光或从纵向光转变成横向光。

在本发明实施例中，参照图5，当投影装置只包括第一投影组件10时，在在所述第一投影组件10面向所述发光实体的一侧设置第一偏振片61；在所述第一投影组件10背离所述发光实体的一侧设置第二偏振片62；所述第一偏振片61用于将入射至所述第一偏振片的横向光光吸收，并透过纵向光光；所述第二偏振片62用于将入射至所述第二偏振片的纵向光光吸收，并透过横向光光。

在本发明实施例中，参照图5，在没有相位延迟片50时，光线n1和n2在第一反射条11上只反射了一次，能够汇聚成像30，光线n5在第一反射条11上反射了三次，也能够汇聚成像30，光线n3、n4和n6则无法汇聚成像30，成为背景光或干扰光，会使空间混乱，如再包括第一投影组件和第二投影组件的投影设备中，光线在第一反射条上发生反射后直接射出，并未在第二反射条上发生反射，则会使空间图像不清楚，因此，通过在第一反射面上和第二反射面上设置相位延迟片，这样只有经过奇数词反射的光线才能射出到成像30，偶数次反射的光线将被吸收，无法造成空中成像混乱，提高空中成像的品质。

例如，设置在第一投影组件下方的偏振片将纵向光光吸收，只允许横向光光透过，这样射入第一投影组件的所有光均为横向光，光线n5经第一次反射成为纵向光，经第二次反射成为横向光，经第三次反射又成纵向光，而设置在第一投影组件上方的偏振片只允许纵向光光通过，吸收横向光光，因此光线n5可以通过，而光线n6经过四次反射后为横向光，被上方的偏振片吸收，无法透过。因此，本发明实施例中，偏振片的设置能够提高成像30的质量。

在本发明实施例中，参照图6，当投影装置包括第一投影组件10和第二投影组件40时，在所述第一投影组件10面向所述发光实体的一侧、所述第二投影组件40背离所述第一投影组件的一侧设置第一偏振片61；在所述第一投影组件10和所述第二投影组件40之间设置有第二偏振片62；所述第一偏振片61用于将入射至所述第一偏振片61的横向光光吸收，并透过纵向光光；所述第二偏振片用于将入射至所述第二偏振片的纵向光光吸收，并透过横向光光。

在本发明实施例中，当投影装置包括第一投影组件10和第二投影组件20时，投影装置过滤背景光和干扰光的原理和图5相同，在此不再赘述。

在本发明实施例中，设置第一偏振片和第二偏振片能够提高发光实体20成像的质量。

可选的，参照图2，所述第一反射条11沿所述第一方向X的宽度a1小于相邻所述第一反射条11间距b1的百分之一。

其中，所述第二反射条41沿所述第三方向Z的宽度小于相邻所述第二反射条间距的百分之一(图中未示出)。

可选的，所述第一反射条11和所述第二反射条41的沿所述第二方向Y的宽度c1均小于0.5mm。

可选的，参照图7，各相邻所述第一反射条11之间的间距b1包括第一距离d1和第二距离d2；其中，所述第一距离d1和所述第二距离d2间隔排布。

在本发明实施例中，间隔设置的间距b1，能够使更多光线汇聚到像30上，提高成像的质量。

其中，各相邻所述第一反射条11之间的间距b1为所述第一反射条沿所述第二方向的宽度c1的0.4-1.2倍；各相邻所述第二反射条之间的间距为所述第二反射条沿所述第二方向的宽度的0.4-1.2倍。

在本发明实施例中，参照图1，所述第一投影组件10还包括玻璃基板12；各所述第一反射条11并排设置在所述玻璃基板12上。

参照图3，所述第二投影组件40还包括第二玻璃基板42；各所述第二反射条41并排设置在所述第二玻璃基板42上。

在本发明实施例中，参照图8，由于第一反射条11的高度c1的存在，会使像30存在一定的拖影S，其中S＝2*(c1)；因此，希望c1尽量小，但是当c1较小时，像30会出现不清楚的问题，因此，在本发明实施例中选择c1均小于0.5mm。

其中，中心像和发光实体到第一反射条中间的距离H是相同的。

另外，本发明实施例中通过实验选取了第一反射条11和第二反射条41的宽度范围及间隔范围，以使达到的像30的质量最佳。

本发明另一方面提供一种空中成像设备，包括如上述任意一项所述的投影装置，所述发光实体为显示装置。

本发明实施例提供的一种投影装置，包括：第一投影组件，所述第一投影组件包括沿第一方向并行排列的多个第一反射条，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体发出的光汇聚到所述投影装置的另一侧，形成对应的像，所述发光实体与所述像之间的连线位于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。本发明实施例只需要一投影组件实现空中成像，使投影设备体积较小，同时通过并行排列的第一反射条将发光实体发射的光线反射在空中成像，能够实现稳定的成像，提高空中成像的质量。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：第一投影组件，所述第一投影组件包括沿第一方向并行排列的多个第一反射条，以将设置在所述投影装置一侧的发光实体发出的光汇聚到所述投影装置的另一侧，形成对应的像，所述发光实体与所述像之间的连线位于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直；

其中，所述第一反射条的第一反射面上设置相位延迟片；在所述第一投影组件面向所述发光实体的一侧设置第一偏振片；在所述第一投影组件背离所述发光实体的一侧设置第二偏振片；

所述相位延迟片用于将入射到所述相位延迟片的光的由横向光转变成纵向光或从纵向光转变成横向光；

所述第一偏振片用于将入射至所述第一偏振片的横向光吸收，并透过纵向光；所述第二偏振片用于将入射至所述第二偏振片的纵向光吸收，并透过横向光；

所述第一反射条的第一反射面设置在与所述第一方向垂直的所述第一反射条的一面，所述第一反射条的第一反射面用于将入射到所述第一反射面上的光进行反射。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置还包括第二投影组件，所述第二投影组件叠放在所述第一投影组件的出光侧，所述第二投影组件包括沿第三方向并排设置的多个第二反射条；所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述第二反射条的第二反射面设置在与所述第三方向垂直的所述第二反射条的一面，所述第二反射条的第二反射面用于将入射到所述第二反射面上的光进行反射。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，各个所述第一反射面和各个所述第二反射面上均设置有相位延迟片。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，在所述第一投影组件面向所述发光实体的一侧、所述第二投影组件背离所述第一投影组件的一侧设置第一偏振片；在所述第一投影组件和所述第二投影组件之间设置有第二偏振片。

6.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述第一反射条沿所述第一方向的宽度小于相邻所述第一反射条间距的百分之一；所述第二反射条沿所述第三方向的宽度小于相邻所述第二反射条间距的百分之一。

7.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述第一反射条和所述第二反射条的沿所述第二方向的宽度均小于0.5mm。

8.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，各相邻所述第一反射条之间的间距包括第一距离和第二距离；其中，所述第一距离和所述第二距离间隔排布。

9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，各相邻所述第一反射条之间的间距为所述第一反射条沿所述第二方向的宽度的0.4-1.2倍；各相邻所述第二反射条之间的间距为所述第二反射条沿所述第二方向的宽度的0.4-1.2倍。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的投影装置，其特征在于，所述第一投影组件还包括玻璃基板；各所述第一反射条并排设置在所述玻璃基板上。

11.一种空中成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述的投影装置，所述发光实体为显示装置。

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