成像装置和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种成像装置和具有其的车辆。

背景技术

智能化是汽车行业发展的大趋势，车载显示屏也成为车辆不可缺少的配置。乘客在乘坐汽车时，观看车载显示屏的需求也越来越多。在现有技术中，后排座椅的车载显示屏通常直接载入前排座椅的后方；或者，将车载显示屏通过外挂的方式安装在车顶。然而，上述车载显示屏的安装方式会使后排的空间拥挤，且不利于后排乘客舒适地观看显示屏，降低了用户的使用体验。

发明内容

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，壳体采用内嵌式结构，壳体能够转动进而可以实现折叠功能，节省了成像装置占用的体积。当成像装置应用于车辆时，乘客能够从不同的角度观看到清晰的浮空成像，提升了乘客的使用体验。

本发明的另一个目的在于提出一种采用上述成像装置的车辆。

根据本发明第一方面的实施例的成像装置，包括：支架，所述支架具有第一容纳腔；成像组件，所述成像组件位于所述容纳腔内，所述成像组件包括壳体、成像透镜和显示屏，所述壳体与所述支架枢转连接，所述壳体具有第二容纳腔以及与所述第二容纳腔连通的第一开口和第二开口，所述显示屏设在所述第一开口处，所述成像装置设在所述第二开口处，所述显示屏发出的信号光经所述第二容纳腔投射在所述成像透镜上，经所述成像透镜折射在空中形成浮空实像；至少一个电机，所述电机设在所述支架上，所述电机的输出轴穿过所述支架与所述壳体相连。

根据本发明实施例的成像装置，通过在支架上设置电机和成像组件，电机的输出轴穿过支架与壳体相连，使壳体与支架枢转连接。由此，与传统的成像装置相比，壳体采用内嵌式结构，壳体能够转动实现折叠功能的同时，节省了成像装置的占用体积。当成像装置应用于车辆时，乘客能够从不同的角度观看到清晰的浮空实像，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括第一框体和第二框体，所述第一框体与所述支架相连，所述第二框体可滑动地设在所述第一框体内，所述电机的输出轴穿过所述支架与所述第二框体相连，所述显示屏和所述成像透镜均设在所述第二框体上。

根据本发明的一些实施例，所述第一框体和所述第二框体中的其中上形成有至少一个第一滑槽，所述第一框体和所述第二框体中的另一个上设有至少一个第一限位凸起，所述第一限位凸起可滑动地设在所述第一滑槽内，且所述第一限位凸起适于与所述第一滑槽的侧壁止抵。

根据本发明的一些实施例，所述第二框体包括第一子框体和第二子框体，所述第二子框体可滑动地套设在所述第一子框体上，所述第一子框体和所述第二子框体共同限定出所述第二容纳腔，所述第一子框体上形成有所述第二开口，所述第二子框体上形成有所述第一开口。

根据本发明的一些实施例，所述第一子框体和所述第二子框体中的其中上形成有至少一个第二滑槽，所述第一子框体和所述第二子框体中的另一个上设有至少一个第二限位凸起，所述第二限位凸起可滑动地设在所述第二滑槽内，且所述第二限位凸起适于与所述第二滑槽的侧壁止抵。

根据本发明的一些实施例，所述第一滑槽和所述第二滑槽位于所述壳体的宽度方向的同一侧，所述电机位于所述壳体的宽度方向的另一侧。

根据本发明的一些实施例，所述壳体还包括多个导向柱，多个所述导向柱分别位于所述壳体的宽度方向的两侧，每个所述导向柱的一端与所述第二子框体相连，每个所述导向柱的另一端穿过所述第一子框体和所述第一框体与所述支架相连。

根据本发明的一些实施例，成像装置还包括：第一弹性件，所述第一弹性件的两端分别与所述支架和所述第一框体相连；第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述支架和所述第一子框体相连。

根据本发明的一些实施例，所述电机为多个，多个所述电机分别位于所述壳体的长度方向的两侧。

根据本发明的一些实施例，成像装置还包括：多个第一压板，多个所述第一压板均设在所述显示屏的远离所述成像透镜的一侧，多个所述第一压板沿所述显示屏的周向间隔开，每个所述第一压板与所述壳体相连且与所述显示屏止抵。

根据本发明的一些实施例，所述显示屏邻近所述成像透镜的一侧表面设有防窥膜。

根据本发明的一些实施例，所述壳体上设有红外发光板，所述红外发光板与所述成像透镜沿所述壳体的宽度方向间隔开，所述红外发光板用于实现所述显示屏与所述浮空实像之间的交互。

根据本发明的一些实施例，成像装置还包括：摄像头，所述摄像头设在所述支架的凹槽内；第二压板，所述第二压板设在所述凹槽内，且所述第二压板位于所述凹槽的敞开侧。

根据本发明的一些实施例，所述显示屏为LCE液晶屏或者LED液晶屏。

根据本发明第二方面的实施例的车辆，包括；车身；成像装置，所述成像装置设在所述车身的顶部，所述成像装置为根据本发明上述第一方面实施例的成像装置。

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

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：

图1是根据本发明实施例的成像装置的示意图；

图2是图1中圈示的A部放大图；

图3是根据本发明实施例的成像装置的示意图，其中未示出成像透镜和显示屏；

图4是根据本发明实施例的成像装置的另一个角度的示意图，其中未示出支架和成像透镜；

图5是根据本发明实施例的成像装置的剖视图；

图6是图5中圈示的B部放大图；

图7是根据本发明实施例的成像装置的又一个角度的示意图；

图8是根据本发明实施例的车辆的示意图。

附图标记：

100、成像装置；

1、支架；11、第一容纳腔；2、成像组件；21、壳体；211、第二容纳腔；212、第一开口；213、第二开口；2101、第一框体；21011、第一滑槽；2102、第二框体；21021、第一子框体；210211、第二滑槽；21022、第二子框体；210221、第二限位凸起；21023、第一限位凸起；22、成像透镜；23、显示屏；231、浮空实像；3、电机；31、输出轴；4、导向柱；5、第一弹性件；6、第二弹性件；7、第一压板；8、红外发光板；9、凹槽；10、第二压板；

200、车辆；201、车身。

具体实施方式

下面参考图1-图8描述根据本发明第一方面实施例的成像装置100。

如图1-图8所示，根据本发明第一方面的实施例的成像装置100，包括支架1、成像组件2和至少一个电机3。

具体而言，支架1具有第一容纳腔11。成像组件2位于第一容纳腔11内，成像组件2包括壳体21、成像透镜22和显示屏23，壳体21与支架1枢转连接，壳体21具有第二容纳腔211以及与第二容纳腔211连通的第一开口212和第二开口213，显示屏23设在第一开口212处，成像透镜22设在第二开口213处，显示屏23发出的信号光经第二容纳腔211投射在成像透镜22上，经成像透镜22折射在空中形成浮空实像231。电机3设在支架1上，电机3的输出轴31穿过支架1与壳体21相连。

例如，在图1-图8的示例中，支架1的横截面的形状大致为矩形，支架1的中部镂空形成第一容纳腔11。壳体21安装在第一容纳腔11内，第一开口212和第二开口213分别设在第二容纳腔211的厚度方向(例如，图4中的上下方向)的两侧，则使得显示屏23和成像透镜22相对设置，显示屏23发出的信号光可直接投射在成像透镜22上。成像透镜22应用光场重构原理，可以将发散的光线在空中重新汇聚，形成不需要介质承载的实像。也就是说，当成像装置100工作时，显示屏23上会发出信号光，信号光照射至成像透镜22上，经过成像透镜22的折射后，使发散的信号光在空中重新汇聚，在成像透镜22的厚度方向(例如，图4中的上下方向)的一侧形成浮空实像231，浮空实像231上所显示的内容与显示屏23上所显示的内容相同。电机3设在支架1的长度方向(例如，图1中的左右方向)的一侧，电机3的输出轴31可以将电机3的转矩传递至壳体21，使壳体21绕与支架1的宽度方向(例如，图1中的上下方向)的一侧转动。

由此，通过转动壳体21，使成像组件2能够实现折叠功能，即壳体21能够伸出支架1外或收缩至支架1内，且成像装置100安装时采用内嵌式结构，可以减少成像装置100占用的空间。同时，车辆200的后排乘客通过调节壳体21的转动角度，可以从不同的角度观看浮空实像231，从而可以提高乘客的观看舒适性，提升了乘客的使用体验。

根据本发明实施例的成像装置100，通过在支架1上设置电机3和成像组件2，电机3的输出轴31穿过支架1与壳体21相连，使壳体21与支架1枢转连接。由此，与传统的成像装置相比，壳体21采用内嵌式结构，壳体21能够转动实现折叠功能的同时，节省了成像装置100的占用体积。当成像装置100应用于车辆200时，乘客能够从不同的角度观看到清晰的浮空实像231，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，壳体21包括第一框体2101和第二框体2102，第一框体2101与支架1相连，第二框体2102可滑动地设在第一框体2101内，电机3的输出轴31穿过支架1与第二框体2102相连，显示屏23和成像透镜22均设在第二框体2102上。参照图1-图7，第一框体2101和第二框体2102沿壳体21的厚度方向(例如，图4中的上下方向)排布，第一框体2101的宽度方向的一侧与支架1连接，第二框体2102的一侧与电机3的输出轴31相连，第二框体2102的另一侧可以相对第一框体2101滑动。具体地，电机3的输出轴31将电机3的转矩传递至第二框体2102，使第二框体2102以支架1的宽度方向的一侧为轴进行转动，同时第二框体2102可以在第一框体2101上滑动，从而使得第二框体2102能够在复位状态和展开状态之间切换，进而可以实现浮空实像231的位置的调整，便于乘客舒适观看。

需要说明的是，展开状态为第二框体2102转动后第一框体2101和第二框体2102展开的状态，复位状态为第一框体2101和第二框体2102折叠的状态。当成像组件2为展开状态，即成像装置100工作时，可以保证人眼与浮空实像231之间的距离适中，乘客在不同的角度均能观看浮空实像231，可以防止乘客产生视觉疲劳，有利于乘客的使用体验。当乘客不需要观看浮空实像231时，可以将第二框体2102转动至复位状态，使得成像装置100实现折叠功能，减少车内的占用空间。

根据本发明的一些实施例，第一框体2101和第二框体2102中的其中上形成有至少一个第一滑槽21011，第一框体2101和第二框体2102中的另一个上设有至少一个第一限位凸起21023，第一限位凸起21023可滑动地设在第一滑槽21011内，且第一限位凸起21023适于与第一滑槽21011的侧壁止抵。具体地，当第一框体2101上形成有第一滑槽21011时，则第二框体2102上设有第一限位凸起21023。当第一框体2101上设有第一限位凸起21023时，则第二框体2102上形成有第一滑槽21011。

如图3-图7所示，第一框体2101上形成有一个第一滑槽21011，第一滑槽21011由第一框体2101的厚度方向的一侧表面凹陷形成。第二框体2102上设有一个第一限位凸起21023，第一限位凸起21023由第二框体2102的侧壁朝向第一框体2101的方向凸起形成。第一限位凸起21023与第一滑槽21011滑动配合，使第二框体2102能够沿第一滑槽21011相对第一框体2101滑动，且第一限位凸起21023可以限制第二框体2102在第一框体2101上滑动的距离，防止第二框体2102从第一框体2101上脱落。第一滑槽21011与第一限位凸起21023的数量相等，第一滑槽21011与第一限位凸起21023的位置相对。如此设置，利于第一框体2101和第二框体2102之间的相对滑动，便于成像装置100实现折叠功能，同时可以避免第二框体2102从第一框体2101上脱落。

进一步地，第二框体2102包括第一子框体21021和第二子框体21022，第二子框体21022可滑动地套设在第一子框体21021上，第一子框体21021和第二子框体21022共同限定出第二容纳腔211，第一子框体21021上形成有第二开口213，第二子框体21022上形成有第一开口212。例如，在图3-图7的示例中，第一子框体21021和第二子框体21022在壳体21的厚度方向上排布，第一子框体21021位于第二子框体21022的邻近第一框体2101的一侧。第一子框体21021的形状大致呈V形，第二开口213形成在第一子框体21021的侧壁上，第一开口212形成在第二子框体21022的中部。

当第二子框体21022朝向第一子框体21021滑动时，使第一子框体21021和第二子框体21022折叠，进而实现了壳体21的折叠，减小了壳体21的体积。当第二子框体21022朝远离第一子框体21021的方向滑动时，第二子框体21022和第一子框体21021展开，由此，增大了第一开口212和第二开口213之间的距离，从而调整了显示屏23与成像透镜22的相对位置，进而可以调节浮空实像231的位置，使得浮空实像231形成的位置可以使乘客以舒适的角度观看。

由此，将壳体21分为第一框体2101、第一子框体21021和第二子框体21022的三层结构进行折叠和展开，保证了第二容纳腔211的封闭状态，以确保显示屏23发出的信号光在封闭的环境中照射至成像透镜22上。具体地，将显示屏23安装在第二开口213处，成像透镜22安装在第一开口212处，显示屏23发出信号光可以穿过第二容纳腔211直接照射至成像透镜22上，经过成像透镜22的折射后，在成像透镜22的厚度方向的一侧形成浮空实像231。如此设置，使成像装置100能够实现折叠和展开功能，以使浮空实像231的位置便于乘客观看，能使乘客舒适地观看到清晰的浮空实像231，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，第一子框体21021和第二子框体21022中的其中上形成有至少一个第二滑槽210211，第一子框体21021和第二子框体21022中的另一个上设有至少一个第二限位凸起210221，第二限位凸起210221可滑动地设在第二滑槽210211内，且第二限位凸起210221适于与第二滑槽210211的侧壁止抵。具体地，当第一子框体21021上形成有第二滑槽210211时，则第二子框体21022上设有第二限位凸起210221。当第一子框体21021上设有第二限位凸起210221时，则第二子框体21022上形成有第二滑槽210211。

如图4-图6所示，第一子框体21021上形成有2个第二滑槽210211，第二滑槽210211沿第一子框体21021的厚度方向的一侧表面凹陷形成。第二子框体21022上设有2个第二限位凸起210221，第二限位凸起210221由第二子框体21022的侧壁朝向第一子框体21021的方向凸起形成。2个第二滑槽210211分别位于第一子框体21021的长度方向的两侧，2个第二限位凸起210221分别位于第二子框体21022的长度方向的两侧，且第二滑槽210211与第二限位凸起210221的位置相对。如此设置，利于第一子框体21021和第二子框体21022之间的相对滑动，且第二限位凸起210221可以限制第二子框体21022滑动的距离，防止第二子框体21022从第一子框体21021上脱落，提高了成像装置100的结构强度。

进一步地，如图1-图7所示，第一滑槽21011和第二滑槽210211位于壳体21的宽度方向的同一侧，电机3位于壳体21的宽度方向的另一侧。也就是说，图7第一滑槽21011和第二滑槽210211与电机3分别位于壳体21的宽度方向(例如，图1中的上下方向)的两侧。如此设置，可以使第一子框体21021和第二子框体21022均绕支架1的同一侧转动，即第一子框体21021和第二子框体21022均沿支架1的另一侧滑动，电机3能够同时为第一子框体21021和第二子框体21022的转动提供转矩，便于成像装置100在复位状态和展开状态切换。

根据本发明的一些实施例，壳体21还包括多个导向柱4，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。多个导向柱4分别位于壳体21的宽度方向的两侧，每个导向柱4的一端与第二子框体21022相连，每个导向柱4的另一端穿过第一子框体21021和第一框体2101与支架1相连。参照图2，导向柱4沿壳体21的厚度方向延伸，导向柱4将第一子框体21021、第二子框体21022和支架1连接。导向柱4起导向作用，使第一子框体21021和第二子框体21022转动时，第一子框体21021和第二子框体21022也能够沿导向柱4的延伸方向滑动，在保证第一子框体21021和第二子框体21022滑动的顺畅性的同时，能够防止第一子框体21021和第二子框体21022在运动过程中分离，保证成像装置100能够正常工作。

根据本发明的一些实施例，成像装置100还包括第一弹性件5和第二弹性件6。第一弹性件5的两端分别与支架1和第一框体2101相连。第二弹性件6的两端分别与支架1和第一子框体21021相连。例如，在图1和图2的示例中，第一弹性件5和第二弹性件6的个数均为两个。第一弹性件5位于壳体21的长度方向的一侧的端部，2个第一弹性件5在壳体21上沿壳体21的宽度方向对称分布。第二弹性件6位于第一弹性件5的靠近壳体21中心的一侧，2个第二弹性件6在壳体21上沿壳体21的宽度方向对称分布。

当第一框体2101和第二框体2102相对滑动展开时，第一弹性件5可以将第一框体2101拉紧，防止第一框体2101在第二框体2102滑动的过程中发生位移，增强了壳体21的结构稳定性。第二弹性件6可以调节第一子框体21021的位置，进而可以调节显示屏23和成像透镜22之间的角度，当乘客需要观看时，可以通过微调显示屏23的角度使最终形成的浮空实像231的角度适合乘客观看，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，电机3为多个，多个电机3分别位于壳体21的长度方向的两侧。如图1所示，电机3设在壳体21的远离第一弹性件5的一侧，电机3为壳体21的折叠提供动力。电机3的个数可以为2个，2个电机3分别设在支架1的长度方向的两侧，2个电机3分别通过输出轴31穿过支架1与壳体21相连，且2个电机3均安装在支架1的长度方向的两端的外侧。当电机3转动时，电机3的输出轴31可以将电机3转动的扭矩传递给壳体21，使第二框体2102开始转动，进而使成像装置100在复位状态和展开状态之间切换。由此，保证了第二框体2102能够有足够的动力沿第一壳体2101进行滑动。

根据本发明的一些实施例，成像装置100还包括多个第一压板7，多个第一压板7均设在显示屏23的远离成像透镜22的一侧，多个第一压板7沿显示屏23的周向间隔开，每个第一压板7与壳体21相连且与显示屏23止抵。参照图1，多个第一压板7围绕显示屏23的四周排布，紧固件例如螺栓穿过第一压板7，与壳体21相连，此时第一压板7将显示屏23压紧，把显示屏23压在第二开口213处，以防止显示屏23掉落。具体地，显示屏23的宽度方向(例如，图1中的上下方向)的一侧设置有1个第一压板7，显示屏23的宽度方向的另一侧设置有2个第一压板7，通过3个第一压板7将显示屏23固定在壳体21上，保证了显示屏23的稳固性，防止显示屏23在第二框体2102的转动过程中发生偏移。

根据本发明的一些实施例，显示屏23邻近成像透镜22的一侧表面设有防窥膜。如此设置，既可以防止显示屏23发出的信号光在投射至成像透镜22时泄露至壳体21之外，也可以防止外界的光线影响到显示屏23发出的光线，且能够对多余侧残像进行过滤，从而使显示屏23的信号光经过成像透镜22的折射后形成的浮空实像231更加清晰，进一步提升了乘客的观看体验。

根据本发明的一些实施例，壳体21上设有红外发光板8，红外发光板8与成像透镜22沿壳体21的宽度方向间隔开，红外发光板8用于实现显示屏23与浮空实像231之间的交互。例如，在图4和图7的示例中，红外发光板8设在壳体21的远离显示屏23的一侧。红外发光板8沿壳体21的长度方向(例如，图3中的左右方向)放置，浮空实像231形成在红外发光板8的斜上方。红外发光板8可以结合红外交互传感器的交互控制技术，发射出红外感应面，将显示屏23上的内容显示在浮空实像231上。并且当乘客在浮空实像231上进行按键等操作时，红外发光板8所发出的红外感应面能够将乘客的操作感应在显示屏23上，使得显示屏23发生变化，从而使得浮空实像231也能随乘客的操作而变化，实现了乘客的操作与浮空实像231的交互，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，成像装置100还包括摄像头和第二压板10。摄像头设在支架1的凹槽9内。第二压板10设在凹槽9内，且第二压板10位于凹槽9的敞开侧。如图1所示，凹槽9设在支架1的宽度方向的远离电机3的一侧，且凹槽9设在上述一侧的中部。将摄像头安装在凹槽9内后，再将第二压板10压在摄像头的后侧，以将摄像头固定，防止摄像头从凹槽9内掉落。摄像头可以用于捕捉人脸和眼球，进而成像组件2能够根据摄像头捕捉的人脸和眼球信号在对应位置显示出浮空实像231，使乘客能够以舒适的角度观看浮空实像231，提升了乘客的使用体验。

根据本发明的一些实施例，显示屏23为LCE液晶屏或者LED液晶屏。但不限于此。其中，LCE液晶屏或LED液晶屏均为高亮度显示屏，可以避免太阳光对浮空实像231的光路的干扰，提升了浮空实像231的清晰度。

根据本发明第二方面的实施例的车辆200，包括车身201和成像装置100。具体而言，成像装置100设在车身201的顶部，成像装置100为根据本发明第一方面实施例的成像装置100。

例如，在图8的示例中，成像装置100设在车辆200后排的顶壁上，成像装置100采用内嵌式结构，当成像装置100折叠后与车辆200的顶壁齐平，节省了占用空间，且可以避免乘客的头部与壳体2相撞，保证了乘客的安全，进一步提升了后排乘客的使用体验。

根据本发明实施例的车辆200，通过采用上述成像装置100，使后排乘客能舒适地观看到清晰的浮空实像231，避免乘客的头部与成像装置100相撞，保证了乘客的安全，提升了乘客的使用体验。

根据本发明实施例的车辆200的其它构成对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。

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。