投影系统及制造投影系统的方法技术方案

本申请提供了一种投影系统及制造投影系统的方法，该系统包括：光源模块，用于发出光束；以及在光束的横截面内分布的至少两个投影子模块，各个投影子模块包括：图像单元，用于使光束通过，并使得通过的子光束携带图像信息；以及至少一个微透镜，投影子模块中的用于投射携带图像信息的子光束的至少一个微透镜均设置于图像单元的背离光源模块的一侧。该投影系统能投射出清晰度高、均匀度高的图案，且该投影系统的结构设计较为简单、自由，能灵活地适用不同的使用需求。用不同的使用需求。用不同的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
投影系统及制造投影系统的方法


[0001]本申请涉及光学设备领域，更具体的，涉及一种投影系统及制造投影系统的方法。

技术介绍

[0002]越来越多的汽车上配备有迎宾灯。迎宾灯可以在汽车周边相应的地面区域投影出不同的标识。尤其是在晚上或者天气昏暗时，迎宾灯的效果更佳明显。
[0003]传统的迎宾灯等设备包括照明元件、图像元件和投影元件。图像元件使照明系统发出的光线中携带图像信息，进而通过投影元件在投影面上形成图案。由于图像元件处的亮度不均匀，例如中心区域的光强而边缘区域的光弱，进而使得投影面上的图案不均匀。投影元件为了与图像元件配合，投影元件中通常使用数量较多的透镜。这些透镜用于投影整个图像，其体积大、光学系统总长较长，使得整个设备的体积大且长，继而难以适配狭小的安装空间，还不利于组装制造该设备。而且现有的迎宾灯配备的投影元件对光线的控制能力弱，使得照明系统发出的光线若不经过较高标准的准直就容易产生杂光，这还使得投影图案的清晰度降低。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种投影系统，该投影系统包括：光源模块，用于发出光束；以及在光束的横截面内分布的至少两个投影子模块，各个投影子模块包括：图像单元，用于使光束的一部分通过，并使得通过的子光束携带图像信息；以及至少一个微透镜，投影子模块中的用于投射携带图像信息的子光束的至少一个微透镜均设置于图像单元的背离光源模块的一侧。
[0005]在一个实施方式中，微透镜的入光面的曲率半径Ra与微透镜的出光面的曲率半径Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10。
[0006]在一个实施方式中，投影子模块还包括用于约束子光束的光阑。
[0007]在一个实施方式中，光阑与至少一个微透镜中的至少一个贴合为一体。
[0008]在一个实施方式中，光阑的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。
[0009]在一个实施方式中，投影子模块的视场角FOV满足：20
°
≤FOV≤120
°
。
[0010]在一个实施方式中，投影子模块的总有效焦距与入瞳直径的比值FNO满足：FNO≤5。
[0011]在一个实施方式中，投影子模块的光学系统总长TOTL满足：0.5mm≤TOTL≤40mm。
[0012]在一个实施方式中，图像单元与投影子模块中最靠近图像单元的微透镜的入光面之间的距离U与投影子模块的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。
[0013]在一个实施方式中，图像单元与投影子模块中最靠近图像单元的微透镜的入光面之间的距离U与投影子模块的总有效焦距F满足：0.2≤U/F≤5。
[0014]在一个实施方式中，投影子模块的光学系统总长TOTL与投影子模块的总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。
[0015]在一个实施方式中，图像单元与光源模块贴合为一体，或者图像单元与微透镜贴合为一体。
[0016]在一个实施方式中，图像单元的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。
[0017]在一个实施方式中，光源模块包括：光源；以及收光元件，收光元件用于接受光源发出的光并将光收束以形成光束。
[0018]在一个实施方式中，收光元件包括TIR透镜、平凸透镜或导光管中的至少一个。
[0019]在一个实施方式中，图像单元包括遮挡部，遮挡部限定出用于通过所述子光束的通光区域。
[0020]在一个实施方式中，投影子模块包括沿子光束的方向依次设置的至少两个微透镜；以及其中，至少两个微透镜包括：第一微透镜，其入光面为平面、凸面或凹面，出光面为凸面；以及第二微透镜，位于第一微透镜的出光侧，第二微透镜的入光面为平面、凸面或凹面，第二微透镜的出光面为凸面。
[0021]在一个实施方式中，至少两个投影子模块在光束的横截面内阵列地分布。
[0022]在一个实施方式中，投影系统还包括：至少一个照明微透镜，照明微透镜位于光源模块和对应的图像单元之间并用于调整照射向对应的图像单元的光；以及照明微透镜的厚度t、照明微透镜在背离光源模块一侧的后焦f、照明微透镜的对角线长度L、图像单元的有效通光区域在照明微透镜的对角线的方向上的长度h以及图像单元与照明微透镜的出光面之间的距离d满足：f≥(t*h+L*d)/(L
‑
h)。
[0023]在一个实施方式中，照明微透镜的入光面为凸面，出光面为平面。
[0024]在一个实施方式中，照明微透镜的入光面为平面，出光面为凸面。
[0025]第二方面，本申请的实施例提供了一种制造投影系统的方法，该方法包括：设置用于发出光束的光源模块；以及在光束的横截面内设置至少两个投影子模块，其中，各个投影子模块包括：图像单元，用于使光束的一部分通过，并使得通过的子光束携带图像信息；以及至少一个微透镜，投影子模块中的用于投射携带图像信息的子光束的至少一个微透镜均设置于图像单元的背离光源模块的一侧。
[0026]在一个实施方式中，设置投影子模块的步骤还包括：设置用于约束子光束的光阑，并将光阑与至少一个微透镜中的一个贴合为一体。
[0027]在一个实施方式中，设置投影子模块的步骤还包括：将图像单元与光源模块贴合为一体，或者将图像单元与微透镜贴合为一体。
[0028]在一个实施方式中，该方法还包括：设置至少一个照明微透镜，其中，照明微透镜位于光源模块和对应的图像单元之间，照明微透镜用于调整照射向对应的图像单元的光。
[0029]本申请的实施例提供的投影系统，通过在投影子模块中设置至少一个微透镜，使得投影子模块对通过其的光具有很强的控制能力。该投影系统的投影子模块对光的控制力强，使得不同投影子模块之间的光线串扰弱、杂光少，进而投影系统能投射出清晰度高的图案，而且该投影系统的投影范围大。进一步地，当设置有至少两个微透镜时，每个投影子模块对光的控制力更强且杂光少、投射的图案清晰度高。
[0030]此外，该投影系统的至少两个投影子模块还可以将图案重叠地投射，使得投射出的图案的亮度均匀。
附图说明
[0031]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是根据本申请实施方式一的投影系统示意性结构图；图2是对比实施方式的投影系统的示意性结构；图3是根据本申请实施方式二的投影系统示意性结构图；图4是根据本申请实施方式三的投影系统示意性结构图；图5是根据本申请实施方式三的光阑阵列元件的示意性结构图；图6是根据本申请实施方式三的投影子模块的示意性结构图；图7是根据本申请实施方式三的投影子模块的投影状态示意图；图8是根据本申请实施方式四的投影系统示意性结构图；图9是根据本申请实施方式四的投影子模块的示意性结构图；图10是根据本申请实施方式五的投影子模块的示意性结构图；图11是根据本申请实施方式六的投影子模块的示意性结构图；图12是根据本申请实施方式七的投影系统示意性结构图；图13是根据本申请实施方式八的投影系统示意性结构图；图14是根据本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影系统，包括：光源模块，用于发出光束；以及在所述光束的横截面内分布的至少两个投影子模块，其特征在于，各个所述投影子模块包括：图像单元，用于使所述光束的一部分通过，并使得通过的子光束携带图像信息；以及至少一个微透镜，所述投影子模块中的用于投射携带所述图像信息的子光束的所述至少一个微透镜均设置于所述图像单元的背离所述光源模块的一侧。2.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述微透镜的入光面的曲率半径Ra与所述微透镜的出光面的曲率半径Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10。3.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述投影子模块还包括用于约束所述子光束的光阑。4.根据权利要求3所述的投影系统，其中，所述光阑与所述至少一个微透镜中的至少一个贴合为一体。5.根据权利要求4所述的投影系统，其中，所述光阑的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。6.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述投影子模块的视场角FOV满足：20
°
≤FOV≤120
°
。7.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述投影子模块的总有效焦距与入瞳直径的比值FNO满足：FNO≤5。8.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述投影子模块的光学系统总长TOTL满足：0.5mm≤TOTL≤40mm。9.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述图像单元与所述投影子模块中最靠近所述图像单元的微透镜的入光面之间的距离U与所述投影子模块的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。10.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述投影子模块的光学系统总长TOTL与所述投影子模块的总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。11.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述图像单元与所述光源模块贴合为一体，或者所述图像单元与所述微透镜贴合为一体。12.根据权利要求11所述的投影系统，其中，所述图像单元的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。13.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述光源模块包括：光源；以及收光元件，所述收光元件用于接受所述光源发出的光并将所述光收束以形成所述光束。14.根据权利要求13所述的投影系统，其中，所述收光元件包括TIR透镜、平凸透镜或导光管中的至少一个。15.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述图像单元包括遮挡部，所述遮挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳，潘红响，郎海涛，张恩鑫，张鹤腾，綦可，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：