本發(fā)明涉及光學技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于實現(xiàn)空氣成像的光學平板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前市面上可以實現(xiàn)空氣成像的方法是通過在空氣中噴射水蒸氣，水蒸氣液化成小水珠，總體上形成霧幕，再通過投影把內(nèi)容投射到霧幕上的形式來實現(xiàn)空氣成像，但是在本質(zhì)上還是一種投影的方式，并且要持續(xù)不斷的形成霧幕需要持續(xù)不斷的補給水，同時投影形成的畫面會有嚴重的光損，成像的效果極差，整個過程能量的損耗也巨大，實用性小，無法成為下一代的顯示設(shè)備替代品。

目前，國內(nèi)外采用干涉和衍射分步實現(xiàn)全息成像并進行展示的產(chǎn)品不少，設(shè)計方法多樣，但也存在一些不足，現(xiàn)有的全息投影產(chǎn)品，成像必須在一塊具體的載體上，效果差且為“偽”全息，顯示效果和交互體驗不具有足夠的產(chǎn)品吸引力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了追求更好的顯示效果和產(chǎn)品體驗，實現(xiàn)正真的全息技術(shù)做到在空氣中光線重新聚焦成實像，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)空氣成像的光學平板結(jié)構(gòu)，此成像方式可通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)空中交互操作，區(qū)別于以往的交互方式。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種實現(xiàn)空氣成像的光學平板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括緊密貼合疊加的上層鏡片和下層鏡片，該上層鏡片和下層鏡片均采用垂直于鏡片表面且平行排列的多個反射條，該反射條的兩側(cè)面分別設(shè)置有反射膜，所述上層鏡片的反射條與下層鏡片的反射條正交布置。

優(yōu)選地，所述反射條的厚度小于等于1mm，所述上層鏡片與下層鏡片的厚度相同。

本發(fā)明的光學平板結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用于車載顯示屏、柜臺顯示屏、數(shù)字標牌和智能辦公桌顯示屏中。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過特殊精密微觀結(jié)構(gòu)重新構(gòu)造的光學面板，可以使二維或者三維光源直接在空氣中成實像實現(xiàn)真正的全息影像；結(jié)構(gòu)簡單，且可直接在用戶面前成實像，后期進行系統(tǒng)集成可以實現(xiàn)正真的全息交互。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的微觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中反射條交互的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的光路示意圖；

圖4為本發(fā)明的內(nèi)部光路原理圖；

圖5為本發(fā)明的成像示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式作詳細的說明。

如圖1所示，實現(xiàn)空氣成像的光學平板結(jié)構(gòu)包括緊密貼合疊加的上層鏡片1和下層鏡片2，該上層鏡片和下層鏡片均采用平行排列的多個反射條3，反射條垂直于鏡片表面，且上層鏡片的反射條與下層鏡片的反射條正交布置，形成兩層整齊排列的正交鏡面結(jié)構(gòu)，任何點光源、平面光源和立體光源發(fā)射出來的分散的光線在經(jīng)過此特殊結(jié)構(gòu)的鏡片后都會在鏡片另一邊相同位置重新匯聚成像，參照圖3和5。

如圖2所示，所述反射條3的兩側(cè)面分別設(shè)置有反射膜4，用于對光線進行全反射。所述反射條的厚度為1mm，厚度越薄越好，所述上層鏡片與下層鏡片的厚度要相同。

圖4示出了光路的工作原理：

在微米結(jié)構(gòu)上，使用相互正交的雙層鍍膜鏡面結(jié)構(gòu)，對任意光信號進行正交分解，原始信號被分解為信號x和信號y兩路相互正交信號，信號x在第一物理層，按照與入射角相同的反射角在鏡表面進行全反射，此時信號y保持平行第一物理層，穿過第一物理層后，在第二物理層表面按照與入射角相同的反射角在鏡表面進行全反射，反射后的信號y與信號x組成的反射后的光信號便與原始光信號成鏡面對稱。因此任意方向的光線經(jīng)過此鏡片均可實現(xiàn)鏡面對稱，任意光源的發(fā)散光經(jīng)過此鏡片便會在對稱位置重新匯聚成像，成像距離與全息薄膜與光源距離相同，為等距離成像，且像的位置在空中，不需要具體載體，直接把實像成現(xiàn)在空氣中。因此，使用者所看到的空間中的影像即是實際存在的物體所散發(fā)出的光。

原始光源在經(jīng)過光學平板結(jié)構(gòu)后,在光學平板結(jié)構(gòu)上發(fā)生上述過程，匯聚成像后的入射角分別為?1，?2，?3，?4…..?n，像與光學平板結(jié)構(gòu)的距離l,則成像在光學平板結(jié)構(gòu)與原始光源的等間距l(xiāng)處，可視角?為2倍max(?)，所以如果板的尺寸較小，僅在距離正面的一定距離才可看到影像；如果板的尺寸變大，即可實現(xiàn)更大的成像距離，從而增大視野率。

本發(fā)明的光學平板結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用于車載顯示屏、柜臺顯示屏、數(shù)字標牌和智能辦公桌顯示屏等環(huán)境。

在未來的汽車上大量應(yīng)用光線平板結(jié)構(gòu)，可以替代現(xiàn)有較為傳統(tǒng)的hud實現(xiàn)真全息，其次也可以替代現(xiàn)有的液晶觸控儀表盤。由于本發(fā)明的光學平板可以調(diào)整特定的視場角，因此可以防止窺視，廣泛應(yīng)用到需要隱私信息保護的輸入端。本發(fā)明用于數(shù)字標牌，區(qū)別傳統(tǒng)廣告媒體表現(xiàn)形式，這將帶來電子廣告的革命，更吸引的表現(xiàn)形式和交互方式，可以將廣告內(nèi)容真正的融于人群。

以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)空氣成像的光學平板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括緊密貼合疊加的上層鏡片和下層鏡片，該上層鏡片和下層鏡片均采用垂直于鏡片表面且平行排列的多個反射條，該反射條的兩側(cè)面分別設(shè)置有反射膜，所述上層鏡片的反射條與下層鏡片的反射條正交布置。本發(fā)明通過特殊精密微觀結(jié)構(gòu)重新構(gòu)造的光學面板，可以使二維或者三維光源直接在空氣中成實像實現(xiàn)真正的全息影像；結(jié)構(gòu)簡單，且可直接在用戶面前成實像，后期進行系統(tǒng)集成可以實現(xiàn)正真的全息交互。

技術(shù)研發(fā)人員：范超;韓東成;張亮亮;李正軍;黃志剛
受保護的技術(shù)使用者：安徽省東超科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.26
技術(shù)公布日：2017.09.22