复合透镜、投影系统及其制造方法技术方案

本申请提供了一种复合透镜。该复合透镜包括：本体，包括：收光透镜，用于收束入射光并发出；反射镜面，用于反射收光透镜发出的光并形成子光束，且反射镜面形成为具有位于子光束的行进方向上的焦点；以及投射镜面，与反射镜面对应，用于投射所述子光束；以及，图像元件，设置于收光透镜至投射镜面之间，并包括用于使子光束携带图像信息的图像单元；其中，至少收光透镜、反射镜面以及投射镜面形成一体式结构。反射镜面以及投射镜面形成一体式结构。反射镜面以及投射镜面形成一体式结构。

【技术实现步骤摘要】
复合透镜、投影系统及其制造方法


[0001]本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种复合透镜、投影系统及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着汽车的普及以及车用照明技术的发展，辅助车灯的作用已经不限于照明补光。而迎宾灯作为一种广泛应用的辅助车灯，它通常安装在车门或后视镜底部，当驾乘人员打开车门后，可以在汽车周边相应的地面区域投影出不同的标识。一方面，汽车迎宾灯通过投射含有品牌信息的图案可以彰显自身的品牌价值，增加驾乘乐趣，达到人
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车交互的目的；另一方面，通过投射警示标识以及照亮汽车周边区域，可以提高汽车及驾乘人员安全性。
[0003]现有的迎宾灯包括由多组镜片组成的投影镜头，通常要三个以上的镜片搭配，然而这样的迎宾灯有许多不尽如人意之处。
[0004]例如多组镜片的投影镜头所占的空间较大，使得迎宾灯的体积较大。镜片数量的增加带来的重量增加，这制约了投影设备向着小型化、轻量化的应用趋势发展。
[0005]而且镜片数量多会使得装配迎宾灯时需要装配的元件数量多，组装难度高。
[0006]投影镜头的投影原理是将图像元件投影到目标面上，进而得到一个整体的图像，由于没有办法调节某一区域内的光通量，当图像中某一区域处的光通量与其他区域处的光通量不均衡时无法调节，进而无法到达均匀照明的效果。
[0007]此外，迎宾灯的系统光源多采用LED光源。LED光源发出的光经过多个镜片时会发生多次折射，继而容易形成色散且色散程度不易控制，造成投影图案边缘存在色边的问题。
专利
技术实现思路

[0008]本申请一方面提供了一种复合透镜。该复合透镜包括：本体，包括：收光透镜，用于收束入射光并发出；反射镜面，用于反射收光透镜发出的光并形成子光束，且反射镜面形成为具有位于子光束的行进方向上的焦点；以及投射镜面，与反射镜面对应，用于投射子光束；以及图像元件，设置于收光透镜至投射镜面之间，并包括用于使子光束携带图像信息的图像单元；其中，至少收光透镜、反射镜面以及投射镜面形成一体式结构。
[0009]在一些实施方式中，投射镜面可为折射式镜面。
[0010]在一些实施方式中，投射镜面形成为具有位于反射镜面和投射镜面之间的焦点。
[0011]在一些实施方式中，反射镜面被形成为使得收光透镜发出的光发生全反射。
[0012]在一些实施方式中，收光透镜包括全内反射透镜、平凸透镜或导光管。
[0013]在一些实施方式中，复合透镜的材料包括光学塑胶和光学玻璃中的至少一种。
[0014]在一些实施方式中，反射镜面的截面形状及投射镜面的截面形状包括圆形和多边形的其中之一。
[0015]在一些实施方式中，反射镜面的面型及投射镜面的面型包括非球面或自由曲面。
[0016]在一些实施方式中，复合透镜包括多个反射镜面和多个投射镜面；多个投射镜面用于使多个子光束以重合的方式汇聚。
[0017]在一些实施方式中，多个反射镜面相对于收光透镜的出光方向倾斜30
°
至60
°
地排列成反射镜面阵列。示例性地，多个反射镜面相对于收光透镜的出光方向倾斜40
°
至55
°
地排列成反射镜面阵列。
[0018]在一些实施方式中，反射镜面和投射镜面之间包括用于安装图像元件的安装空间，投射镜面的焦点位于安装空间处。
[0019]在一些实施方式中，多个反射镜面相对于收光透镜的出光方向倾斜地排列成反射镜面阵列；多个反射镜面的焦点形成的第一焦平面与多个投射镜面的焦点形成的第二焦平面平行。
[0020]在一些实施方式中，多个反射镜面在相对收光透镜的出光方向倾斜的平面上排列，多个反射镜面的曲率相同；多个投射镜面的焦点形成的第二焦平面与收光透镜的出光方向平行。
[0021]在一些实施方式中，收光透镜和反射镜面之间包括用于安装图像元件的安装空间，多个反射镜面的曲率不同且反射式镜面的焦点位于投射镜面的外侧；多个投射镜面的曲率不同，每一对投射镜面和反射镜面的整体焦点位于安装空间。
[0022]在一些实施方式中，图像元件包括多个图像单元，不同的图像单元用于使对应子光束携带成比例的图像信息；其中，多个投射镜面用于使多个子光束以图像信息重合的方式汇聚于投影面。
[0023]在一些实施方式中，图像单元包括被遮挡部，以限定图像单元的通光区域面积。
[0024]在一些实施方式中，本体与图像元件通过贴合工艺形成一体式结构。
[0025]本申请的另一方面还提供一种投影系统，该投影系统包括：前述的复合透镜；以及光源模块，用于向复合透镜发射光。
[0026]在一些实施方式中，投影系统适于向相对子光束垂直或倾斜的投影面投影。
[0027]本申请的另一方面还提供一种投影系统的制造方法，该方法包括：形成前述的复合透镜，包括：形成本体；配置待设置于图像元件的图像单元；以及将图像元件固定设置于本体；以及将光源模块设置为向收光透镜发射光。
[0028]在一个实施方式中，形成复合透镜的步骤还包括：基于光源模块配置收光透镜；基于投影面相对光源模块的位置配置反射镜面、投射镜面以及安装空间；以及通过注塑工艺或热模压工艺得到复合透镜的本体。
[0029]在一个实施方式中，形成复合透镜的步骤还包括：将本体和图像元件通过贴合工艺形成为一体式结构
[0030]本申请还提供另一种复合透镜，该复合透镜包括：收光透镜，用于收束入射光并发出；反射镜面用于反射收光透镜发出的光并形成平行的子光束；以及衍射透镜单元，与反射镜面对应，衍射透镜单元用于向子光束提供图像信息，并用于投射子光束；其中，收光透镜、反射镜面以及衍射透镜单元形成一体式结构。
[0031]在一个实施方式中，复合透镜包括多个反射镜面和多个衍射透镜单元；多个衍射透镜单元用于使多个子光束以重合的方式汇聚。
[0032]在一个实施方式中，多个反射镜面相对于收光透镜的出光方向倾斜30
°
至60
°
地排
列成反射镜面阵列。
[0033]在一个实施方式中，反射镜面被形成为使得收光透镜发出的光发生全反射。
[0034]在一个实施方式中，收光透镜包括全内反射透镜、平凸透镜或导光管。
[0035]在一个实施方式中，反射镜面的截面形状包括圆形和多边形的其中之一。
[0036]在一个实施方式中，反射镜面的面型包括非球面或自由曲面。
[0037]本申请还提供另一种投影系统，该投影系统包括：前述的复合透镜；以及光源模块，用于向复合透镜发射光。
[0038]在一个实施方式中，该投影系统适于向相对子光束垂直或倾斜的投影面投影。
[0039]本申请还提供另一种投影系统的制造方法，该方法包括：形成前述的复合透镜；以及将光源模块设置为向收光透镜发射光。
[0040]在一个实施方式中，形成复合透镜的步骤包括：基于光源模块配置收光透镜；基于投影面相对光源模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.复合透镜，其特征在于，包括：本体，包括：收光透镜，用于收束入射光并发出；反射镜面，用于反射所述收光透镜发出的光并形成子光束，且所述反射镜面形成为具有位于所述子光束的行进方向上的焦点；以及投射镜面，与所述反射镜面对应，用于投射所述子光束；以及图像元件，设置于所述收光透镜至所述投射镜面之间，并包括用于使所述子光束携带图像信息的图像单元；其中，至少所述收光透镜、所述反射镜面以及所述投射镜面形成一体式结构。2.根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于，所述投射镜面为折射式镜面。3.根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于，所述投射镜面形成为具有位于所述反射镜面和所述投射镜面之间的焦点。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合透镜，其特征在于，所述复合透镜包括多个所述反射镜面和多个所述投射镜面；所述多个投射镜面用于使多个所述子光束以重合的方式汇聚。5.根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于，所述本体与所述图像元件通过贴合工艺形成一体式结构。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳，潘红响，郎海涛，张恩鑫，李浩，
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：