一种图案投影设备制造技术

本申请实施例提供一种图案投影设备。该图案投影设备包括：准直光源组件和双层微透镜阵列结构，准直光源组件配置为生成平行的入射光；双层微透镜阵列结构包括：微图案源和平行间隔设置的第一微透镜阵列和第二微透镜阵列；第一微透镜阵列位于准直光源组件与第二微透镜阵列之间；微图案源与第一微透镜阵列相对设置；第一微透镜阵列和第二微透镜阵列均包括多个子透镜；微图案源包括多个微图案，微图案与第一微透镜阵列的子透镜和第二微透镜阵列的子透镜一一对应，每个微图案经各自对应的子透镜成像后重叠于同一指定位置。通过本方案可以减小现有图案投影设备的体积和改善所生成的投影图案的边沿不清晰的问题。投影图案的边沿不清晰的问题。投影图案的边沿不清晰的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种图案投影设备


[0001]本申请涉及图案显示
，特别是涉及一种图案投影设备。

技术介绍

[0002]随着数字技术的发展，当今社会已进入多媒体时代。在多媒体时代，图案投影已经被广泛应用于生活的方方面面。例如，图案投影不仅应用到日常汽车车距警示、汽车互动指示、影院指示、迎宾等指示引导场景，还常用于城市夜景布置等提升视觉体验的场景。
[0003]目前，现有图案投影设备通常采用传统透镜和图案遮挡片的方式实现图案的投影。但是，采用这种方式的图案投影设备存在体积大，且投影图案的边沿不清晰的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种图案投影设备，以改善现有图案投影设备体积大和所生成的投影图案的边沿不清晰的问题。具体技术方案如下：
[0005]本申请实施例提供一种图案投影设备，包括：
[0006]准直光源组件，所述准直光源组件配置为生成平行的入射光；
[0007]双层微透镜阵列结构，所述双层微透镜阵列结构包括：微图案源和平行间隔设置的第一微透镜阵列和第二微透镜阵列；所述第一微透镜阵列位于所述准直光源组件与所述第二微透镜阵列之间；所述微图案源与所述第一微透镜阵列相对；
[0008]所述第一微透镜阵列和所述第二微透镜阵列均包括多个子透镜；所述微图案源包括多个微图案，所述微图案与所述第一微透镜阵列和所述第二微透镜阵列的子透镜一一对应，每个所述微图案经各自对应的子透镜成像后重叠于同一指定位置。
[0009]本申请实施例提供的方案中，采用双层微透镜阵列结构，其中，第一微透镜阵列对入射光进行汇聚，第二微透镜阵列对微透镜源上的微图案进行成像。准直光源组件产生的平行入射光的边沿光线对应第一微透镜阵列边沿的子透镜，其距离该边沿子透镜的光轴近，相比于传统单个大透镜系统中光线离光轴远，光线成像时具有较大畸变和像差的缺陷，可以有效降低入射光成像时的畸变和像差；并且，通过设置包括多个微图案的微图案源，使微图案与第一微透镜阵列和第二微透镜阵列的子透镜一一对应并经子透镜成像后重叠于同一指定位置，可以使得经子透镜成像后的图案精确叠加。因此，综合上述两方面的作用，本申请能够有效改善现有投影设备所生成的投影图案的边沿不清晰的问题。此外，本申请实施例的子透镜对应的等效入射孔径仅为入射孔径的一小部分，等效入射孔径显著小于入射孔径。根据近轴光学系统的相似三角形原理，微图案源与第二微透镜阵列与之间的距离较小，并且该距离随着子透镜的数量而进一步减小，因此，本申请图案投影设备具有整体长度尺寸短小的优点。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述微图案源为静态微图案源或者动态微图案源。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述子透镜为平凸、双凸或自由曲面微透镜；所述微图案源位于所述第一微透镜阵列靠近或远离所述准直光源组件的一侧。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述子透镜的孔径形状为多边形或圆形。
[0013]在本申请的一些实施例中，多个多边形的所述子透镜按照蜂窝排列的方式排列。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述第一微透镜阵列与所述第二微透镜阵列之间设有透光的填充物。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述填充物为空气、石英层、SiO2层、有机PC层或PET层。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述准直光源组件包括光源和准直整形模组；所述准直整形模组配置为将所述光源发出的光线准直为平行光，以及将所述平行光的通光孔径与所述第一微透镜阵列的通光孔径相匹配。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述准直整形模组包括反光网、透镜和衍射光学元件中的至少一个。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述光源为LED光源或激光光源。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0020]图1是本申请实施例提供的一种图案投影设备的结构示意图；
[0021]图2是本申请实施例提供的一种图案投影设备的局部光路示意图；
[0022]图3是现有的一种图案投影设备的局部光路示意图，
[0023]图4是本申请实施例提供的一种图案投影设备的局部光路及光强示意图；
[0024]图5是本申请实施例提供的一种双层微透镜阵列结构的示意图；
[0025]图6是图1图案投影设备中子透镜的第一种结构示意图；
[0026]图7是图1图案投影设备中子透镜的第二种结构示意图；
[0027]图8是图1图案投影设备中子透镜的第三种结构示意图；
[0028]图9是图1图案投影设备中微图案源的一种结构示意图。
[0029]图中各标号的说明如下：
[0030]01—图案遮挡片、02—传统透镜；
[0031]1—准直光源组件，11—光源、12—准直整形模组；
[0032]2—双层微透镜阵列结构；
[0033]21—微图案源，211—微图案；
[0034]22—第一微透镜阵列，23—第二微透镜阵列；
[0035]S—投影。
具体实施方式
[0036]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本
申请保护的范围。
[0037]为了解决现有图案投影设备体积大和所生成的投影图案的边沿不清晰的问题，本申请实施例提供一种图案投影设备。下面将结合附图对本申请提供的图案投影设备进行详细说明。
[0038]如图1所示，本申请实施例提供的一种图案投影设备，包括准直光源组件1和双层微透镜阵列结构2。所述准直光源组件1配置为生成平行的入射光。
[0039]所述双层微透镜阵列结构2包括：微图案源21和平行间隔设置的第一微透镜阵列22和第二微透镜阵列23；所述第一微透镜阵列22位于所述准直光源组件1与所述第二微透镜阵列23之间；所述微图案源21与所述第一微透镜阵列22相对设置；
[0040]所述第一微透镜阵列22包括多个子透镜，所述第二微透镜阵列23包括多个子透镜；所述微图案源21包括多个微图案211(参见图9)，所述微图案211与所述第一微透镜阵列22的子透镜和所述第二微透镜阵列23的子透镜一一对应，每个所述微图案211经各自对应的子透镜成像后重叠于同一指定位置。
[0041]其中，子透镜的通光孔径及透镜矢高均为微米级。本申请实施例中，准直光源组件1生成的入射光的光束大小与第一微透镜阵列22的通光孔经相匹配。如果入射光过大，入射光将无法得到有效利用，使得能量的利用率低；而如果较小，则导致第一微透镜阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图案投影设备，其特征在于，包括：准直光源组件(1)，所述准直光源组件(1)配置为生成平行的入射光；双层微透镜阵列结构(2)，所述双层微透镜阵列结构(2)包括：微图案源(21)和平行间隔设置的第一微透镜阵列(22)和第二微透镜阵列(23)；所述第一微透镜阵列(22)位于所述准直光源组件(1)与所述第二微透镜阵列(23)之间；所述微图案源(21)与所述第一微透镜阵列(22)相对设置；所述第一微透镜阵列(22)和所述第二微透镜阵列(23)均包括多个子透镜；所述微图案源(21)包括多个微图案(211)，所述微图案(211)与所述第一微透镜阵列(22)的子透镜和所述第二微透镜阵列(23)的子透镜一一对应，每个所述微图案(211)经各自对应的子透镜成像后重叠于同一指定位置。2.根据权利要求1所述的图案投影设备，其特征在于，所述微图案源(21)为静态微图案源或者动态微图案源。3.根据权利要求1所述的图案投影设备，其特征在于，所述子透镜为平凸、双凸或自由曲面微透镜；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林冬风，张涛，郭宁，
申请(专利权)人：北京一数科技有限公司，
类型：发明
国别省市：