本實(shí)用新型涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，尤其是指一種用于空中成像元件、空中成像顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，空中成像技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多。

目前已有采用DCRA光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)空中成像，但是限于對(duì)光學(xué)元件的精度要求：DCRA光學(xué)元件由100μm大小的微小鏡子組合而成，其加工精度需要在數(shù)十納米以內(nèi)，所以只能用于小的圖像的空中成像，而且加工成本很高。目前用于大型圖像的空中成像技術(shù)還沒有真正實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，適用于大型空中成像展示平臺(tái)的光學(xué)元件。

一種使入射圖像的光線產(chǎn)生彎曲的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件底部截面為球面反射面，所述光線在光學(xué)元件底部的反射面經(jīng)過至少2次反射后，形成與入射圖像對(duì)應(yīng)的空中實(shí)像。

優(yōu)選的，所述球面反射面的直徑小于1mm，優(yōu)選為半球面。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明半球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明空心球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明空心半球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為內(nèi)側(cè)鍍有反射膜的透明空心半球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明圓柱體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明半圓柱體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為弧狀反射面。

一種空中成像元件，包括1個(gè)或多個(gè)使入射圖像的光線產(chǎn)生彎曲的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件底部為球面反射面，所述光線在光學(xué)元件底部的球面反射面經(jīng)過至少2次反射后，形成與入射圖像對(duì)應(yīng)的空中實(shí)像。

優(yōu)選的，所述球面反射面的直徑小于1mm，優(yōu)選為半球面。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明球體。所述透明圓球的折射

率為2。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件整齊排列在一個(gè)水平面上。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件通過粘合層固定在基板上。

優(yōu)選的，所述基板為布面或硬板(顏色優(yōu)選黑色或其它不透明的深顏色)。

另外，本實(shí)用新型還提供了一種空中成像的顯示裝置。

空中成像顯示裝置，包括多個(gè)使入射圖像的光線產(chǎn)生彎曲的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件底部為球面反射面，所述光線在光學(xué)元件底部的球面反射面經(jīng)過至少2次反射后，形成與入射圖像對(duì)應(yīng)的空中實(shí)像；還包括用于承載入射圖像的投影裝置，投影裝置顯示的入射圖像產(chǎn)生的光線經(jīng)過空中成像元件，在空中形成實(shí)像。

優(yōu)選的，所述球面反射面的直徑小于1mm，優(yōu)選為半球面。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明球體。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件整齊排列在一個(gè)水平面上。

優(yōu)選的，所述光學(xué)元件通過粘合層固定在基板上。

優(yōu)選的，所述基板為布面。

優(yōu)選的，所述投影裝置可以通過有線或無(wú)線的方式進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

另外，本實(shí)用新型還提供了空中成像顯示裝置在演講題詞、舞臺(tái)演出、儀表顯示及醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用。

本實(shí)用新型在講臺(tái)演講、新聞播報(bào)等提供只有演講者可以看到的提詞實(shí)像，不影響拍攝就現(xiàn)場(chǎng)觀眾。

本實(shí)用新型可以將儀表表盤的信息在空中成像，方便觀測(cè)，尤其對(duì)于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用，減少駕駛員低頭看導(dǎo)航的安全隱患。

本實(shí)用新型可以在演出的舞臺(tái)中形成實(shí)像，減少了實(shí)物布景的不變和費(fèi)用，也避免的現(xiàn)在使用屏幕背景的不真實(shí)感。

本實(shí)用新型可以在什么都沒有的空中，使人們看到能夠穿越的大型空中映像；可用于數(shù)字標(biāo)牌和娛樂場(chǎng)所，導(dǎo)向標(biāo)牌等應(yīng)用；應(yīng)用于觀光場(chǎng)所，體驗(yàn)可穿越的城墻；應(yīng)用于娛樂場(chǎng)所，體驗(yàn)裸眼觀察空中樓閣。

本實(shí)用新型通過光學(xué)元件的反射實(shí)現(xiàn)空中成像，無(wú)需對(duì)圖像做特殊處理，且成像有嚴(yán)格的定位(根據(jù)空中成像光學(xué)元件本身的結(jié)構(gòu)及與光源的位置決定空中成像的位置)。

本實(shí)用新型采用底部為半圓弧反射面的光學(xué)元件，尤其是直接采用透明球體，制作方便，大大降低了成本；由于避免了精度設(shè)置，可以做任意大小的成像裝置，可以用于大型空中成像，制作單體面積可為1平方米以上。

本實(shí)用新型的空中成像技術(shù)是目前為止從未有過的劃時(shí)代的新型顯示技術(shù)。通過應(yīng)用空中成像技術(shù)，不需要任何媒介，可在不存在任何實(shí)物的空中，出現(xiàn)真實(shí)的映像。用手指可以觸摸還可以操作空中映像，從而實(shí)現(xiàn)嶄新的空中成像人機(jī)交互系統(tǒng)。

空中成像是新型的傳媒媒體、不僅是應(yīng)用新型空中成像光學(xué)元件的裝置開發(fā)與制造，而且空中成像的媒體內(nèi)容即軟件開發(fā)、制作也蘊(yùn)藏著巨大的市場(chǎng)和商機(jī)。利用通過觸摸空中映像而產(chǎn)生的人機(jī)互動(dòng)效應(yīng)，給游戲機(jī)開發(fā)、制造廠商，電影制作、發(fā)行商等提供了一個(gè)新的開發(fā)空中。隨著新型成像光學(xué)元件的誕生，會(huì)波及到新的技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)生。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型空中成像光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型空中成像元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型空中成像原理示意圖。

圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的提詞器使用原理示意圖。

圖5是本實(shí)用新型在新聞播報(bào)中使用效果示意圖；

圖6是圖5中提詞器工作示意圖。

圖7是本實(shí)用新型在演講中使用示意圖；

圖8是圖7中提詞器工作示意圖。

圖9是本實(shí)用新型在體驗(yàn)裸眼觀察空中樓閣示意圖；

圖10是本實(shí)用新型在可穿越的大型空中成像顯示器使用示意圖；

圖11是本實(shí)用新型在感光場(chǎng)所體驗(yàn)可穿越的城墻示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1-2所述，一種空中成像元件，為多個(gè)底部鍍有反射膜2(球面反射面)的透明球體1整齊排列在一個(gè)水平面上，所述光線在透明球體1底部的反射膜2經(jīng)過至少2次反射后，形成與入射圖像對(duì)應(yīng)的空中實(shí)像。所述透明球體1(即球面反射面2)的直徑小于1mm。

所述透明球體1通過粘合層3固定在布面4(也可以為別的可以粘貼的板狀物)上。

實(shí)施例2

包含實(shí)施例1的空中成像元件的空中成像顯示裝置，還包括用于承載入射圖像的投影裝置，投影裝置顯示的入射圖像產(chǎn)生的光線經(jīng)過空中成像元件，在空中形成實(shí)像。所述顯示裝置包括承載投影裝置的箱體，箱體上端開口設(shè)有半透明反射鏡，箱體內(nèi)壁設(shè)有空中成像元件(逆反射屏)，如圖3所示。

優(yōu)選的，所述投影裝置可以通過有線或無(wú)線的方式進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

實(shí)施例3

如圖5-6所示，一種提詞器，包括主機(jī)和顯示屏，主機(jī)放置于播報(bào)員使用的桌子11(或者如圖7-8所示的演講臺(tái)14)下面或桌子內(nèi)部，顯示屏設(shè)在桌面下方，主機(jī)和顯示屏連接，桌子內(nèi)部設(shè)有空中成像元件，空中成像元件12(或圖8所示演講臺(tái)中空中成像元件13)設(shè)置在顯示屏上方，顯示屏顯示的文字或圖像的光線通過空中成像元件12在空中形成實(shí)像R，播報(bào)員不需要低頭可以直接看到。

其中，所述空中成像元件，包括1個(gè)或多個(gè)使入射圖像的光線產(chǎn)生彎曲并在空中形成實(shí)像的光學(xué)元件1，所述光學(xué)元件為底部鍍有反射膜的透明或半透明球體，所述透明或半透明球體整齊排列在一個(gè)水平面上(小球反射陣列)。所述顯示屏中圖像的光線在透明球體1底部的反射膜2經(jīng)過至少2次反射后，形成與入射圖像對(duì)應(yīng)的空中實(shí)像。所述透明球體1(即球面反射面2)的直徑小于1mm。

優(yōu)選的，所述空中成像元件還包括一個(gè)半透明反射鏡，可以將顯示屏的光線部分反射到光學(xué)元件(小球反射陣列)上。并且可以根據(jù)需要調(diào)整角度。半透明反射鏡和小球反射陣列的距離及角度決定空中成像的高度及成像的前后位置。

所述光學(xué)元件(小球反射陣列)通過粘合層3(膠)固定在布面4上。

優(yōu)選的，所述提詞器可以通過有線或無(wú)線的方式進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

如圖5-8，本實(shí)用新型在講臺(tái)演講、新聞播報(bào)等提供只有演講者可以看到的提詞實(shí)像，不影響拍攝就現(xiàn)場(chǎng)觀眾。

本實(shí)用新型可以將儀表表盤的信息在空中成像，方便觀測(cè)，尤其對(duì)于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用，減少駕駛員低頭看導(dǎo)航的安全隱患。

本實(shí)用新型可以在演出的舞臺(tái)中形成實(shí)像，減少了實(shí)物布景的不變和費(fèi)用，也避免的現(xiàn)在使用屏幕背景的不真實(shí)感。

如圖9-11，本實(shí)用新型可以在什么都沒有的空中，使人們看到能夠穿越的大型空中映像；可用于數(shù)字標(biāo)牌和娛樂場(chǎng)所，導(dǎo)向標(biāo)牌等應(yīng)用；應(yīng)用于觀光場(chǎng)所，體驗(yàn)可穿越的城墻；應(yīng)用于娛樂場(chǎng)所，體驗(yàn)裸眼觀察空中樓閣。