CN114002900B - 图像投射装置及制造图像投射装置的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图像投射装置及制造图像投射装置的方法。该图像投射装置包括：用于发出光束的照明组件；用于使所述照明组件发出的光通过的第一光学部件；其特征在于，所述图像投射装置还包括：第一扣合件，设置于所述第一光学部件；第二光学部件，用于使通过所述第一光学部件的光通过；以及第二扣合件，设置于所述第二光学部件，适于与所述第一扣合件扣合，以使所述第一光学部件和所述第二光学部件组装为一体。本申请提供的图像投射装置通过扣合的方式将至少两个光学部件固定为一体，可以降低具有多个部件的该图像投射装置的加工难度和装调难度。

Description

图像投射装置及制造图像投射装置的方法

技术领域

本申请涉及光学设备领域，更具体的，涉及一种图像投射装置及制造图像投射装置的方法。

背景技术

随着生活质量的不断提升，市场上大量的汽车都配备有投影灯。投影灯可以在汽车四周相应的地面区域投射出不同的标识。尤其是在天气昏暗的白天或者晚上时，投影灯的效果更佳明显。

市面上的投影灯包括照明系统、图像产生模块和投射系统。其中，图像产生模块使照明系统发出的光线中携带影像信息，进而通过投射系统在投影面上形成图案。

由于市面投影灯上的照明灯具有朗伯分布特性，使得图像产生模块处的亮度不均匀，例如照明灯所发射的光中心区域的光强而边缘区域光线的光弱。进而使得投影面上的图案不均匀。而且现有的投影灯配备的投射系统对光线的控制能力较弱，会导致照明系统中的照明灯所发出的光线若不经过较高标准的准直就容易产生杂光，杂光会降低投射图案的清晰度，使得投影灯的投射效果不理想。

此外，市面上的投影灯为了能更好的矫正图像，一般在结构内部设计多枚镜片来通过整个图像，其中，单个镜片的体积大，而且较多的镜片会造成整个投影灯的长度过长、整体体积也较大，投射范围较小，当投影灯应用在汽车上时，所占汽车的空间较大，内部投射系统容易出现串扰光线。另外，市面上的投影灯的加工工艺较复杂，加工困难成本高，实际在使用时，不便于组装。

发明内容

本申请的实施例提供了一种图像投射装置，该图像投射装置包括：用于发出光束的照明组件；用于使照明组件发出的光通过的第一光学部件；图像投射装置还包括：第一扣合件，设置于第一光学部件；第二光学部件，用于使通过第一光学部件的光通过；以及第二扣合件，设置于第二光学部件，适于与第一扣合件扣合，以使第一光学部件和第二光学部件组装为一体。

第一方面，图像投射装置包括：用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；以及第一光学部件包括第一复眼，第二光学部件包括第二复眼，其中，第一复眼和第二复眼沿光束的方向依次设置于影像产生模块的背离照明组件的一侧，并用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，图像投射装置还包括：镜筒；第三扣合件，设置于第二复眼；以及第四扣合件，设置于镜筒，适于与第三扣合件扣合，以使第二复眼与镜筒组装为一体。

在一些实施方式中，图像投射装置还包括：第五扣合件，设置于影像产生模块；以及第六扣合件，设置于第一复眼并适于与第五扣合件扣合，以使影像产生模块与第一复眼组装为一体。

在一些实施方式中，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及第一复眼和第二复眼分别包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，第一复眼和第二复眼的对应同一个影像产生子模块的复眼单元用于投射通过影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

在第二方面，图像投射装置还包括用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；以及第一光学部件和第二光学部件二者中的一者包括第一复眼，另一者包括镜筒，其中，沿光束的方向，第一复眼设置于影像产生模块的背离照明组件的一侧，并用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，图像投射装置还包括：第三扣合件，设置于影像产生模块；以及第四扣合件，设置于第一复眼，适于与第三扣合件扣合，以使影像产生模块与第一复眼组装为一体。

在一些实施方式中，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及图像投射装置还包括第二复眼，其中，第一复眼和第二复眼分别包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，第一复眼和第二复眼的对应同一个影像产生子模块的复眼单元用于投射通过影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

在一些实施方式中，第一扣合件设置于第一复眼的在光束的径向上的外周，第一扣合件和第二扣合件中的一个包括凸起，另一个包括卡槽或卡勾。

在第三方面，第一光学部件包括用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；第二光学部件包括第一复眼，用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，第一扣合件设置于影像产生模块的在光束的径向上的外周，第一扣合件是凸起；第二扣合件是卡槽或卡勾。

在一些实施方式中，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及图像投射装置还包括第二复眼，其中，第一复眼和第二复眼分别包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，第一复眼和第二复眼的对应同一个影像产生子模块的复眼单元用于投射通过影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

基于以上三方面的图像投射装置，在一些实施方式中，照明组件包括：照明灯；以及导光器，导光器用于接受照明灯发出的光并将光收束以形成的光束。

在一些实施方式中，导光器包括TIR透镜、平凸透镜或导光管中的至少一个，用于将光收束以形成发散角小于或等于10°的光束。

在一些实施方式中，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息。

在一些实施方式中，第一复眼包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元，对应影像产生子模块的复眼单元用于投射通过影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

示例性地，至少两个复眼的对应同一个影像产生子模块的复眼单元用于投射通过影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

在一些实施方式中，复眼单元包括迎向照明组件发出的光的第一侧面及背向照明组件发出的光的第二侧面。

在一些实施方式中，至少两个复眼单元包括：第一复眼单元，其第一侧面为平面、凸面或凹面，第二侧面为凸面；以及第二复眼单元，位于第一复眼单元的出光侧，第二复眼单元的第一侧面为平面、凸面或凹面，第二复眼单元的第二侧面为凸面。

在一些实施方式中，至少两个复眼单元包括：第一复眼单元，其第一侧面为凸面，第二侧面为平面；以及第二复眼单元，位于第一复眼单元的出光侧，第二复眼单元的第一侧面为平面、凸面或凹面，第二复眼单元的第二侧面为凸面。

在一些实施方式中，图像投射装置还包括遮光器件，位于照明组件发出光束的一侧；其中，遮光器件包括在光束的横截面内分布的用于约束光束的多个遮光子单元。

在一些实施方式中，多个遮光子单元与多个复眼单元一一对应地贴合为一体。

在一些实施方式中，遮光子单元的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。

在一些实施方式中，影像产生子模块与照明组件贴合为一体，或者影像产生子模块与复眼单元贴合为一体。

在一些实施方式中，影像产生子模块的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。

在一些实施方式中，影像产生子模块包括遮挡部，遮挡部限定出用于通过子光束的透光部位。

在一些实施方式中，复眼单元的第一侧面的曲率半径Ra与复眼单元的第二侧面的曲率半径Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10。

在一些实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组的视场角FOV满足：20°≤FOV≤120°。

在一些实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组的光圈数FNO满足：FNO≤5。

在一些实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组的光学系统总长TOTL满足：0.5mm≤TOTL≤40mm。

在一些实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组；以及其中，复眼单元组中最靠近照明组件的复眼单元的第一侧面与影像产生子模块之间的距离U与复眼单元组的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。

在一些实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组的光学系统总长TOTL与复眼单元组的总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。

在一些实施方式中，图像投射装置还包括：光线供给复眼，位于照明组件和影像产生模块之间，包括多个在光束的横截面内分布的多个光线供给复眼单元，光线供给复眼单元用于调整照射向对应的影像产生子模块的光；以及图像投射装置满足：f≥(t*h+L*d)/(L-h)，其中，t为光线供给复眼单元在其光轴上的厚度，f为光线供给复眼单元在背离照明组件一侧的后焦，L为光线供给复眼单元的对角线长度，h为影像产生子模块的有效透光部位在光线供给复眼单元的对角线的方向上的长度，以及d为影像产生子模块与光线供给复眼单元的第二侧面之间的距离。

第四方面，本申请的实施例提供了一种制造图像投射装置的方法，该方法包括：将设置于第一光学部件的第一扣合件与设置于第二光学部件的第二扣合件扣合，以使第一光学部件和第二光学部件组装为一体；设置用于发出光束的照明组件，其中，第一光学部件用于使照明组件发出的光通过，第二光学部件用于使通过第一光学部件的光通过。

在一些实施方式中，第一光学部件包括影像产生模块，其中，影像产生模块用于使得通过的光束携带影像信息；以及第二光学部件包括复眼，其中，复眼用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，第一光学部件和第二光学部件分别包括复眼；方法还包括：设置影像产生模块，其中，影像产生模块用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息，第一光学部件和第二光学部件用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，第一光学部件和第二光学部件二者中的一者包括复眼，另一者包括镜筒；方法还包括：设置影像产生模块，其中，影像产生模块用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息，复眼用于投射携带影像信息的光束。

在一些实施方式中，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，每个复眼包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元；以及其中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元用于投射携带影像信息的子光束。

在一个实施方式中，方法还包括：设置用于约束光束的遮光子单元，并将遮光子单元与多个复眼单元中的一个贴合为一体。

在一个实施方式中，方法还包括：将影像产生子模块与照明组件贴合为一体，或者将影像产生子模块与复眼单元贴合为一体。

在一个实施方式中，方法还包括：在照明组件和对应的影像产生子模块之间设置多个光线供给复眼单元，其中，光线供给复眼单元用于调整照射向对应的影像产生子模块的光。

本申请的实施方式提供的图像投射装置，其中至少一个复眼单元形成复眼单元组。复眼单元组对通过其的光具有很强的控制能力。该图像投射装置的各复眼单元组对光的控制力强且不同的复眼单元组之间的光线串扰弱、杂光少，进而图像投射装置能投射出清晰度高且投射范围大的图案。

本申请提供的图像投射装置通过扣合的方式将至少两个光学部件固定为一体，可以降低具有多个部件的该图像投射装置的加工难度和装调难度。该图像投射装置拆装方便、组装效率高且制造成本较低。

此外，该图像投射装置的多个投射单元组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

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图像投射装置示意性结构图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1的示意性右视图；

图4是根据本申请实施方式一的影像产生子模块的结构关系图；

图5是根据本申请实施方式一的投射单元组的示意性结构图；

图6是根据本申请实施方式一的投射单元组的投射状态示意图；

图7是根据本申请实施方式二的图像投射装置示意性结构图；

图8是图7中B处的放大图；

图9是根据本申请实施方式三的图像投射装置示意性结构图；

图10是根据本申请实施方式三的遮光器件的示意性结构图；

图11是根据本申请实施方式四的图像投射装置示意性结构图；

图12是根据本申请实施方式五的图像投射装置示意性结构图；

图13是根据本申请实施方式五的投射单元组的示意性结构图；

图14是根据本申请实施方式六的图像投射装置示意性结构图；

图15是根据本申请实施方式七的投射单元组的示意性结构图；

图16是根据本申请实施方式八的图像投射装置示意性结构图；

图17是根据本申请实施方式八的投射单元组的示意性结构图；

图18是根据本申请实施方式九的图像投射装置示意性结构图；

图19是根据本申请实施方式十的图像投射装置示意性结构图；

图20是根据本申请实施方式十一的图像投射装置示意性结构图；

图21是根据本申请实施方式十二的图像投射装置示意性结构图；

图22是根据本申请实施方式的制造图像投射装置的方法的流程框图；

图23是根据本申请另一种实施方式的制造图像投射装置的方法的流程框图。

【附图标记】

1：照明组件； 11：照明灯；

12：导光器； 2：图案投射组件；

20：投射单元组； 21：影像产生模块；

211：影像产生子模块； 2111：有效透光部位；

212：影像产生模块的外围区； 22：第一复眼；

221：第一复眼单元； 222：第一复眼的凹槽；

23：第二复眼； 231：第二复眼单元；

24：遮光器件； 241：遮光子单元；

242：遮光区； 25：第三复眼；

251：第三复眼单元； 3：光线供给复眼；

31：光线供给复眼单元； 4：镜筒；

51：第一扣合组件； 511：第一扣合件；

512：第二扣合件； 52：第二扣合组件；

521：第三扣合件； 522：第四扣合件；

53：第三扣合组件； 531：第五扣合件；

532：第六扣合件； S1：第一复眼单元的第一侧面；

S2：第一复眼单元的第二侧面； S3：第二复眼单元的第一侧面；

S4：第二复眼单元的第二侧面； S5：光线供给复眼单元的第二侧面；

S6：第三复眼单元的第一侧面； S7：第三复眼单元的第二侧面。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一复眼单元也可被称作第二复眼单元，第一光学部件也可被称作第二光学部件。反之亦然。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，第一复眼单元的中心厚度与第一复眼单元的最大有效通光口径并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞（包括工程术语和科技术语）均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，除非明确限定或与上下文相矛盾，否则本申请所记载的方法中包含的具体步骤不必限于所记载的顺序，而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请实施方式提供一种图像投射装置，包括照明组件和图案投射组件。

照明组件用于发出光束。该光束的发散角可小于或等于预定角度（例如10°），示例性地，光束为准直光。照明组件发出的光束可以照射到图案投射组件。

图案投射组件设置在照明组件的出光侧，用于使照明组件所发出的光通过。图案投射组件包括多个光学部件，例如包括影像产生模块、至少一个复眼及镜筒。复眼可设置在影像产生模块的背离照明组件的一侧，这些光学部件能够使照明组件发出的光通过。光的通过方式至少包括下述几种方式：光束光路能够发生折转地通过；光束直接贯穿通过部件，光束光路不会发生折转；光束中部分光线被阻断、另一部分贯穿地通过。

示例性地，影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，复眼包括在光束的横截面内分布的多个复眼单元。示例性地，多个影像产生子模块和多个复眼单元分别在光束的主光线的横截面内阵列地分布。

图案投射组件可划分为多个投射单元组，每个投射单元组可包括一个影像产生子模块和该影像产生子模块对应的一组复眼单元，这组复眼单元可包括每个复眼中的一个复眼单元。每个投射单元组用于限定出光束的一个投射通道，每个投射通道中可通过一个子光束。影像产生子模块用于使照明组件发出的光通过并使得通过的子光束携带影像信息，这组复眼单元用于将携带影像信息的子光束投射出去。

镜筒包括内腔，内腔可用于设置复眼并可用于通过照明组件发出的光束。示例性地，图像投射装置包括多个镜筒。这些镜筒可沿光束的方向串联。多个镜筒也可在光束的截面内阵列，一个照明组件可对应两个、四个或其他数量的镜筒。示例性地，一个镜筒可包括在光束的截面内并列设置的多个内腔。

在一些实施方式中，至少两个复眼扣合为一体，当包括多个复眼时，可以是一部分复眼扣合为一体，例如第一复眼与第二复眼扣合为一体，也可以是全部复眼扣合为一体。

示例性地，图案投射组件包括第一扣合件和第二扣合件。第一扣合件设置于第一复眼，示例性地，第一扣合件可以与第一复眼一体形成或一次形成。第二扣合件设置于第二复眼，示例性地，第二扣合件可以与第二复眼一体形成或一次形成。第一复眼可视为第一光学部件，第二复眼可视为第二光学部件。

可选地，第一复眼与第二复眼是复眼中相邻的两个部件，通过第一扣合件和第二扣合件的扣合而组装为一体。

本申请提供的图像投射装置结构紧凑，适于安装在例如汽车等安装空间有限的设备。该图像投射装置用作车载迎宾灯时，可以安装在例如车门下方，向地面投射图案。该图像投射装置投射的图案清晰。

本申请提供的图像投射装置通过设置多个复眼实现了提升投射效果，且通过扣合的方式将前述的至少两个复眼固定为一体，降低了该图像投射装置的组装难度。另外，本申请提供的图像投射装置中的复眼的制造难度也较低，且整个图像投射装置拆装方便、组装效率高且其制造成本较低。

示例性地，每个投射单元组用于投射相同的图案且这些图案重叠地投射在投影面处。重叠后的投射图案亮度高且亮度均匀。

示例性地，图像投射装置还包括光线供给复眼。光线供给复眼位于照明组件和影像产生模块之间，包括多个在光束的横截面内分布的光线供给复眼单元，光线供给复眼单元用于调整照射向对应的影像产生子模块的光。

在示例性实施方式中，影像产生模块与临近影像产生模块的复眼通过扣合的方式组装为一体。具体地，可将影像产生模块视为第一光学部件，将临近其的复眼视为第二光学部件。第一光学部件上设置有第一扣合件，第二光学部件上设置有第二扣合件。第一扣合件和第二扣合件二者中的一者可设置为凸起，另一者可设置为卡槽或者卡勾。将影像产生模块也与复眼扣合，可以进一步降低图像投射装置的组装难度。示例性地，可将影像产生模块与照明组件或光线供给复眼固定为一体。在另一些实施方式中，可采用注塑工艺或压印工艺等工艺，在制造复眼或制造光线供给复眼时直接制造出影像产生模块，使影像产生模块与复眼制为一体，或者使影像产生模块与光线供给复眼单元制为一体。

示例性地，影像产生子模块包括限定出用于通过子光束的透光部位的遮挡部。在示例性实施方式中，影像产生子模块包括遮挡部，遮挡部限定出用于通过子光束的透光部位。示例性地，多个影像产生子模块的遮挡部可相互不同。当重叠后的投射图案的亮度不均匀时，可在部分影像产生子模块处增设遮挡部以遮挡透光部位，增设的遮挡部处于投射图案中亮度较高的区域。进而这部分影像产生子模块处经过的子光束携带的影像信息中这个区域的亮度下降，这些子光束的光强也变小。通过对这部分影像产生子模块的调整，可以调整投影面处重叠的投射图案的照度，使得投射图案的照度均匀。

在示例性实施方式中，图像投射装置还包括位于照明组件发出光束的一侧的遮光器件。可基于照明组件发出的光束的准直度来选取是否配备遮光器件。当照明组件出射光线的准直度非常低时，可使用遮光器件直接消除系统内的杂光；当照明组件出射光线的准直度非常高时，也可不使用遮光器件。示例性地，遮光器件位于复眼之间。遮光器件包括在光束的横截面内分布的用于约束光束的多个遮光子单元，具体地，每个遮光子单元用于约束其对应的投射单元组内通过的子光束。具体地，遮光器件可以是通过在平板上涂墨、印刷或光刻等加工方式形成的，也可以是通过金属件压铸和磨具注塑加工等加工方式形成的。示例性的，遮光器件可以构造为阵列式光阑元件，遮光子单元可以构造为阵列式光阑元件的光阑。

示例性地，影像产生子模块与照明组件贴合为一体。示例性地，影像产生子模块与复眼单元贴合为一体。影像产生子模块的用于与照明组件贴合的贴合面和/或用于与复眼单元贴合的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。示例性地，多个遮光子单元可与多个复眼单元一一对应地贴合为一体。遮光子单元和复眼单元贴合的贴合面包括平面和曲面中的至少一种。影像产生子模块/遮光子单元的第一侧面和第二侧面都可以用作贴合面。示例性地，遮光子单元的第一侧面迎向照明组件发出的光，遮光子单元的第二侧面背向照明组件发出的光。

示例性地，复眼单元包括迎向照明组件发出的光的第一侧面和背向照明组件发出的光的第二侧面。

在示例性实施方式中，本申请实施方式的复眼单元的第一侧面的曲率半径Ra与其第二侧面Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10。复眼单元满足该条件式可更好地控制大角度光线。进而投射单元组的成像能力高、视场大，该投射单元组投射出的图案清晰且范围大。进一步地，复眼单元可满足：0≤|Rb/Ra|≤5。

在示例性实施方式中，本申请提供的投射单元组的光学系统总长TOTL满足：0.5mm≤TOTL≤40mm。具体地，投射单元组的光学系统总长为影像产生子模块的第一侧面至最远的复眼单元的第二侧面在投射单元组的光轴上的距离。由于影像产生子模块的厚度很薄，因此光学系统总长从影像产生子模块的第二侧面测量也是可接受的。通过控制投射单元组的光学系统总长，可以使本申请提供的图像投射装置小型化，并且有利于组装各个复眼。进一步地，TOTL可满足：1mm≤TOTL≤25mm。

在示例性实施方式中，本申请提供的图像投射装置中投射单元组的光学系统总长TOTL与其总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。投射单元组满足该条件式，可控制其光学系统总长在一定范围内，进而保证图像投射装置小型化。进一步地，投射单元组可满足：0.5≤TOTL/F≤25。

在示例性实施方式中，本申请提供的投射单元组的视场角FOV满足：20°≤FOV≤120°。投射单元组的视场角在此范围内，其包括的复眼单元自由度高，能更容易地控制大角度光线。该投射单元组投射出的图案尺寸大。进一步地，FOV满足：20°≤FOV≤70°。

在示例性实施方式中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元形成的复眼单元组的光圈数FNO满足：FNO≤5。复眼单元组的光圈数在此范围内，其投射的光效高，继而投射的图案亮。

在示例性实施方式中，影像产生子模块与复眼单元组中最靠近照明组件的复眼单元的第一侧面之间的距离U与复眼单元组的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。进一步地，U和F可满足：0≤U/F≤5。复眼单元组满足：0≤U/F≤10，则影像产生子模块位于在复眼单元组的有效焦平面处或有效焦平面附近处，进而可被直接投射到目标面上。该复眼单元组的投射图案清晰。

在示例性实施方式中，光线供给复眼单元在其光轴上的厚度t、光线供给复眼单元在背离照明组件一侧的后焦f、光线供给复眼单元的对角线长度L、影像产生子模块的有效透光部位在光线供给复眼单元的对角线的方向上的长度h以及影像产生子模块与光线供给复眼单元的第二侧面之间的距离d满足：f≥(t*h+L*d)/(L-h)。光线供给复眼单元的光轴可与光束的方向重合，其中，光线供给复眼单元的第二侧面可背对照明组件发出的光。光线供给复眼单元的设置，可使子光束中的光主要照射在影像产生子模块的有效透光部位，可提高该投射单元组的光效，进而使投射图案更亮。

以下结合附图1至21详述本申请提供的实施方式。

实施方式一

图1是根据本申请实施方式一的图像投射装置示意性结构图。图2是图1中A处的放大图。参考图1和图2，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2、光线供给复眼3和镜筒4。

照明组件1包括照明灯11和导光器12。照明灯11可以是LED/LD照明灯、卤素灯的至少一种。导光器12可以是透镜，具体的可为平凸透镜或准直透镜，例如为TIR透镜（全反射式准直透镜）。在另一些实施方式中，导光器12也可以为导光管。照明灯11发出光束且光束向右传播。照明灯11所发出的中间部分的光束大致向右传播，而所发出的边缘光束被导光器12的侧壁全反射后才会向右传播。导光器12接收光束并向右继续传递出光束。示例性地，导光器12可传递出发散角小于或等于例如10°的预定角度的光束。以下将导光器12所传递出的光束称为准直光。

图案投射组件2接收准直光再投射出去。具体地，图案投射组件2可包括多个投射单元组20。多个投射单元组20在准直光的传播方向的横截面内阵列地分布。换言之，多个投射单元组20的结构可相同，继而多个投射单元组20中对应的相同部分可在准直光的同一横截面处阵列地分布。

准直光的横截面可限定为与投射单元组20一一对应的多个通道。准直光可限定为多个子光束，每个子光束对应一个投射单元组20。通常而言，投射单元组20的光轴与子光束的主光线重合。

参考图1至图2，图案投射组件2可包括：影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23和第一扣合组件51。

影像产生模块21包括多个影像产生子模块211。多个影像产生子模块211设置在准直光的传播方向的横截面内，例如阵列地一体式设置。准直光的横截面内按照这些影像产生子模块211的设置位置而划分出不同的通道。影像产生模块21可设置为菲林片。

第一复眼22设置于影像产生模块21的出光侧。第二复眼23设置于第一复眼22的出光侧。示例性地，在影像产生模块21的出光侧依次设置有多个复眼，用于投射携带影像信息的光束。

第一复眼22包括多个第一复眼单元221。多个第一复眼单元221与影像产生子模块211一一对应。第二复眼23同理。如图2所示，第一复眼单元221和其对应的第二复眼单元231用于投射经影像产生子模块211传输来的携带影像信息的光。

参考图1和图2，镜筒4具有内腔，其内设置影像产生模块21、第一复眼22和第二复眼23。

第一扣合组件51包括第一扣合件511和第二扣合件512。第一扣合件511设置于第二复眼23，第二扣合件512设置于镜筒4。示例性地，第一光学部件可包括第二复眼23，第二光学部件可包括镜筒4。第一扣合件511与第二扣合件512适于扣合连接。示例性地，第一扣合件511包括设置在第二复眼23的在光轴径向上的外周的凸起，第二扣合件512是设置在镜筒4的卡槽。此外，第一光学部件也可包括第一复眼22。镜筒4可以令通过第一光学部件的光通过。

示例性地，镜筒4设置有多个第二扣合件512，这些第二扣合件512都设置为卡槽并沿第一复眼22和第二复眼23的排列方向布置。每层卡槽分别用于扣合对应位置的第一复眼22和第二复眼23。如图3所示，在垂直于光轴方向的平面上，第一复眼22的外周轮廓可被第二复眼23的外周轮廓完全覆盖。第一复眼22可穿过镜筒4后端的卡槽而被前端的卡槽扣合，第二复眼23上的第一扣合件511被镜筒4后端的卡槽扣合固定。在另一些实施方式中，镜筒4上的第二扣合件512也可设计为卡勾。卡勾与设置于第一复眼22的凸起或设置于第二复眼23的凸起相互扣合，以实现第一复眼22或第二复眼23相对镜筒4的固定。

示例性地，影像产生模块21和第一复眼22整体被镜筒4扣合，其中影像产生模块的外围区212被第一复眼22和镜筒4夹持固定。具体地，第一复眼22可包括沿光轴方向凸出的外缘，该外缘用于夹持影像产生模块21。示例性地，影像产生模块21也可单独被镜筒4扣合。

镜筒4中设置的卡槽在光轴截面中的形状可以是矩形。第一复眼22和第二复眼23的外周轮廓也可以为圆形、正方形、多边形等。

光线供给复眼3位于照明组件1的出光侧并用于调整照射向对应的图案投射组件2的光。光线供给复眼3包括阵列地多个光线供给复眼单元31。参考图4，示例性地，光线供给复眼单元31的第一侧面为平面、第二侧面S5为凸面。进而光线供给复眼3的第一侧面为平面。示例性地，导光器12的第二侧面还可以贴合光线供给复眼3，或者将导光器12与光线供给复眼3制为一体式结构，以提升系统光效。

参考图1和图4，光线供给复眼3包括多个光线供给复眼单元31，这些光线供给复眼单元31与投射单元组20一一对应。从导光器12出射的准直光经过光线供给复眼3后汇聚于影像产生模块21右边，使光束完整地照射影像产生子模块211上的图像进而完整地投射图案。

在示例性实施方式中，如图4所示，准直光的一个子光束一次通过光线供给复眼单元31和影像产生子模块211。光线供给复眼单元31在其光轴上的厚度为t，具体地，t为光线供给复眼单元31的第一侧面至光线供给复眼单元的第二侧面S5的中心距离。光线供给复眼单元31在背离照明组件1一侧的后焦为f，具体地，后焦指的是光线供给复眼单元的第二侧面S5至光线供给复眼单元31的焦平面的距离。光线供给复眼单元31的对角线长度为L（最大有效通光口径），换言之，光线供给复眼单元31的对角线长度是指光线供给复眼单元31在其光学轴线的垂面内形状的最大连接线长度。例如，光线供给复眼单元31在其光学轴线的垂面内形状为矩形时，该最大连接线长度即矩形的对角线长度；光线供给复眼单元31在其光学轴线的垂面内形状为圆形时，该最大连接线长度即圆形的直径。影像产生子模块211的有效透光部位2111在光线供给复眼单元31的对角线的方向上的长度为h，影像产生子模块211与光线供给复眼单元31的第二侧面之间在光轴上的距离为d。

上段所述参数满足如下关系：f≥(t*h+L*d)/(L-h)。本实施方式的图像投射装置满足该条件式，可限定影像产生子模块211的有效透光部位2111完全位于对应的光线供给复眼单元31的光路内，使光束在能完整地覆盖影像产生子模块211上的有效透光部位2111。本实施方式的图像投射装置满足该条件式，可使得光束中的光能够更多地通过有效透光部位2111，而照射到影像产生子模块211上的非有效透光部位能较少地被阻挡，从而使得通过影像产生子模块211的光的强度更高，进而该图像投射装置的光效高。

如图5所示，影像产生子模块211、第一复眼单元221和第二复眼单元231用于构成投射单元组20。该投射单元组20的光学参数具体如下。

第一复眼单元的第一侧面S1的近光轴处的曲率半径|R1|=+∞，第一复眼单元的第二侧面S2的近光轴处的曲率半径|R2|=0.65mm。第二复眼单元的第一侧面S3的近光轴处的曲率半径|R3|=+∞，第二复眼单元的第二侧面S4的近光轴处的曲率半径|R4|=1.32mm。在另一些实施方式中，第一复眼单元的第一侧面S1可以是平面、凸面或凹面，第一复眼单元的第二侧面S2可以是凸面。在另一些实施方式中，第一复眼单元的第一侧面S1可以是凸面，第一复眼单元的第二侧面S2可以是平面。示例性地，第二复眼单元的第一侧面S3为平面、凸面或凹面，第二复眼单元的第二侧面S4为凸面。

在示例性实施方式中，本申请实施方式的复眼单元的第一侧面的曲率半径Ra与其第二侧面的曲率半径Rb满足0≤|Rb/Ra|≤10。第一复眼单元221及第二复眼单元231中至少一个满足该条件式可更好地控制大角度光线。进而投射单元组的成像能力高、视场大，该投射单元组投射出的图案清晰且范围大。本实施方式中，Ra被构造为R1、R3，其中R1是第一复眼单元的第一侧面S1的曲率半径，R3是第二复眼单元的第一侧面S3的曲率半径。Rb被构造为R2、R4，R2是第一复眼单元的第二侧面S2的曲率半径，R4是第二复眼单元的第二侧面S4的曲率半径。

进一步地，该投射单元组20的视场角FOV取值40°，总有效焦距F为1.15mm，总有效焦距与入瞳直径的比值FNO取值2.8。光线供给复眼单元的第二侧面S5至第二复眼单元的第二侧面S4即投射单元组20中的最后一个复眼单元的第二侧面在光轴上的距离是3.1mm，其中，投射单元组20的光学系统总长TOTL取值2.3 mm。

示例性地，第一复眼单元的第一侧面S1至影像产生子模块211在光轴上的距离U为0.3mm。

如图6所示，投射单元组20形成单个投射通道，携带影像产生子模块211的影像信息的子光束经放大投射，每个投射通道可将每个影像产生子模块放大投射后叠加，形成最终的投射图案。

实施方式二

图7是根据本申请实施方式二的图像投射装置示意性结构图。图8是图7中B处的放大图。参考图7和图8，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2和光线供给复眼3。

照明组件1和光线供给复眼3可与实施方式一中的照明组件和光线供给复眼相同。

本实施方式的图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23和第一扣合组件51。另一方面，图案投射组件2可基于光束的多个通道划分为多个投射单元组20。投射单元组20也可与实施方式一的投射单元组相同。

参考图8，本实施方式中，第一复眼22与其相邻的第二复眼23组装为一体。第一扣合组件51包括第一扣合件511和第二扣合件512。第一扣合件511包括设置在第一复眼22的在光轴径向上的外周的凸起，第二扣合件512包括设置在第二复眼23的凹槽，该凸起与凹槽适于扣合在一起。第一光学部件可包括第一复眼22，第二光学部件可包括第二复眼23。

影像产生模块的外围区212与第一复眼的凹槽222配合并点胶固定。示例性地，第一复眼22和影像产生模块21二者中的一者设置第三扣合件例如卡槽或卡勾，以扣合设置于另一者的第四扣合件，从而通过扣合的方式使第一复眼22和影像产生模块21组装为一体。该组装方式方便快捷。

实施方式三

图9是根据本申请实施方式三的图像投射装置示意性结构图。参考图9，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件（未示出）、图案投射组件2和镜筒4。示例性地，本实施方式提供的图像投射装置包括光线供给复眼（未示出）。本实施方式的照明组件和光线供给复眼可与实施方式一中的零部件相同。图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23、遮光器件24和第一扣合组件51。第一光学部件可包括第一复眼22和第二复眼23中的至少一个，第二光学部件可包括镜筒4。

参考图9和图10，示例性地，遮光器件24设置于第一复眼22和第二复眼23之间，包括多个遮光子单元241。遮光器件24还可以设置在其他位置，尤其是图案投射组件2包括更多的复眼时。多个遮光子单元241与影像产生子模块211一一对应。遮光子单元241用于约束通过的光束的角度，使投射的图案无杂光。本示例的图像投射装置对照明组件1出射光的准直度要求不高，便于组装。

如图10所示，遮光器件24的遮光子单元241镂空设置于遮光区242。通过控制遮光子单元241的大小可实现均匀照明。遮光子单元241的排列方式可以为矩形、六边形及其他适应于复眼单元排列方式的形状。影像产生子模块211、第一复眼单元221和第二复眼单元231的排列方式同理。遮光子单元241的形状可以为矩形、圆形等适应性形状。示例性地，影像产生子模块211、第一复眼单元221和第二复眼单元231的形状为1mm×1mm的矩形，但各自的有效通光面积可各不相同。遮光子单元241的形状为圆形，并分别以9×9的矩阵方式排列。

影像产生子模块211、第一复眼单元221、遮光子单元241和第二复眼单元231用于构成投射单元组20。该投射单元组20的光学参数可与实施方式一中的投射单元组相同。

实施方式四

图11是根据本申请实施方式四的图像投射装置示意性结构图。参考图11，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件（未示出）和图案投射组件2。示例性地，本实施方式提供的图像投射装置包括光线供给复眼（未示出）。本实施方式的照明组件和光线供给复眼可与实施方式一中的零部件相同。

一方面，图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23、遮光器件24和第一扣合组件51。另一方面，在光轴的横截面内，图案投射组件2可分为多个投射单元组20。投射单元组20可与实施方式三中的相同。

本实施方式中，相邻的第一复眼22和第二复眼23通过第一扣合组件51而组装为一体。遮光器件24可被在其两侧相对设置的第一复眼22和第二复眼23夹持固定，或与第一复眼22和第二复眼23中的一个点胶固定。第一光学部件可包括第一复眼22，第二光学部件可包括第二复眼23。

影像产生模块的外围区212与第一复眼的凹槽222配合并点胶固定。在另一些示例方式中，图案投射组件2包括第二扣合组件，第二扣合组件包括设置于第一复眼22的第三扣合件和设置于影像产生模块21的第四扣合件。第三扣合件和第四扣合件可以扣合，以使第一复眼22和影像产生模块21组装为一体。第三扣合件和第四扣合件二者中的一者是卡槽，另一者是所在部件外周处的凸起。

实施方式五

图12是根据本申请实施方式五的图像投射装置示意性结构图。参考图12，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2、光线供给复眼3和镜筒4。图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22和第二复眼23，第一复眼22和第二复眼23中的任一者都可被视为第一光学部件，镜筒4可被视为第二光学部件。

照明组件1包括照明灯11和导光器12。导光器12和光线供给复眼3可贴合设置，二者相邻的面是平面。影像产生模块21的第二侧面和第一复眼22的第一侧面也可是平面，进而二者可贴合设置，使得影像产生子模块和第一复眼单元贴合。

具体地，参考图13，第一复眼单元221和第二复眼单元231用于形成投射单元组20。第一复眼单元的第一侧面S1的近光轴处的曲率半径|R1|=+∞，第一复眼单元的第二侧面S2的近光轴处的曲率半径|R2|=0.659mm。第二复眼单元的第一侧面S3的近光轴处的曲率半径|R3|=+∞，第二复眼单元的第二侧面S4的近光轴处的曲率半径|R4|=0.85mm。进一步地，该投射单元组20的视场角FOV取值41°，总有效焦距F为1.25mm，总有效焦距与入瞳直径的比值FNO取值2.8。

本实施方式提供的图像投射装置长度更短，组装方便。

实施方式六

图14是根据本申请实施方式六的图像投射装置示意性结构图。参考图14，本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2和光线供给复眼3。照明组件1包括照明灯11和导光器12。图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23及第一扣合组件51。

影像产生模块21的第二侧面和第一复眼22的第一侧面是平面，进而二者可贴合设置，使得影像产生模块21的影像产生子模块和第一复眼22的第一复眼单元贴合。影像产生子模块、第一复眼单元和第二复眼23的第二复眼单元用于形成投射单元组20。该投射单元组20以及光线供给复眼3可以与实施方式五相同。

本实施方式中，第一复眼22和第二复眼23相邻，二者通过第一扣合组件51组装为一体。可认为本实施方式中，第一光学部件包括第一复眼22，第二光学部件包括第二复眼23。

影像产生模块的外围区212与第一复眼的凹槽222配合并点胶固定。在另一些实施方式中，图案投射组件2包括第二扣合组件，第二扣合组件包括设置于第一复眼22的第三扣合件和设置于影像产生模块21的第四扣合件，第四扣合件和第三扣合件适于扣合，使第一复眼22和影像产生模块21可以组装为一体。第四扣合件和第三扣合件二者中的一者设置为卡槽，另一者设置为其所在部件外周的凸起。

本实施方式提供的图像投射装置零部件数量较少、结构紧凑、组装方便。

实施方式七

图15是根据本申请实施方式七的投射单元组的示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置的与实施方式四提供的图像投射装置的区别在于投射单元组20的具体参数。

本实施方式中的投射单元组20包括影像产生子模块211、第一复眼单元221和第二复眼单元231。具体地，第一复眼单元的第一侧面S1的近光轴处的曲率半径|R1|=1.5mm，第一复眼单元的第二侧面S2的近光轴处的曲率半径|R2|=0.659mm。第二复眼单元的第一侧面S3的近光轴处的曲率半径|R3|=1.04mm，第二复眼单元的第二侧面S4的近光轴处的曲率半径|R4|=0.779mm。进一步地，该投射单元组20的视场角FOV取值44°，总有效焦距F为1.25mm，总有效焦距与入瞳直径的比值FNO取值2.8。

本实施方式中，第一复眼单元的第一侧面S1和第一复眼单元的第二侧面S2均可为二次曲面，第二复眼单元的第一侧面S3和第二复眼单元的第二侧面S4均可为二次曲面。本实施方式提供的图像投射装置可以更好地矫正像差，投射效果好。

实施方式八

图16是根据本申请实施方式八的图像投射装置的示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件（未示出）、图案投射组件2和镜筒4。示例性地，本实施方式提供的图像投射装置包括光线供给复眼（未示出）。本实施方式的照明组件和光线供给复眼可与实施方式二中的零部件相同。

一方面，图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23、遮光器件24、第三复眼25、第一扣合组件51及第二扣合组件52。图案投射组件2的各部件通过镜筒4扣合为一体。示例性地，影像产生模块21和第一复眼22被第二复眼23压在镜筒4的一端，第二复眼23通过第一扣合组件51而与镜筒4组装为一体。因此可认为本实施方式中，第一光学部件包括第二复眼23，第二光学部件包括镜筒4。

示例性地，第一扣合组件51包括设置于镜筒4的卡槽和设置于第二复眼23外周的凸起。遮光器件24被第三复眼25压在镜筒4中、第二复眼23的出光侧，第三复眼25通过第二扣合组件52而与镜筒4组装为一体。进而也可认为第一光学部件包括第三复眼25。

另一方面，在光轴的横截面内，图案投射组件2可分为多个投射单元组20。

参考图17，投射单元组20包括影像产生子模块211、第一复眼单元221、第二复眼单元231、遮光子单元241和第三复眼单元251。具体地，第一复眼单元的第一侧面S1的近光轴处的曲率半径|R1|=+∞，第一复眼单元的第二侧面S2的近光轴处的曲率半径|R2|=1.555mm。第二复眼单元的第一侧面S3的近光轴处的曲率半径|R3|=3.514mm，第二复眼单元的第二侧面S4的近光轴处的曲率半径|R4|=1.84mm。第三复眼单元的第一侧面S6的近光轴处的曲率半径|R6|=1.516mm，第三复眼单元的第二侧面S7的近光轴处的曲率半径|R7|=1.221mm。进一步地，该投射单元组20的视场角FOV取值50°，总有效焦距F为1.25mm，总有效焦距与入瞳直径的比值FNO取值2.7。

本实施方式中的图像投射装置包括第一复眼22、第二复眼23和第三复眼25，即各投射单元组20包括第一复眼单元221、第二复眼单元231和第三复眼单元251。第一复眼单元的第一侧面S1和第一复眼单元的第二侧面S2都可以是二次曲面，第二复眼单元的第一侧面S3和第二复眼单元的第二侧面S4都可以是二次曲面，第三复眼单元的第一侧面S6和第三复眼单元的第二侧面S7也都可以是二次曲面。

本实施方式提供的图像投射装置投射效果好，可以适用于准直度要求更低的照明组件。该图像投射装置适用于更多的使用环境。

实施方式九

图18是根据本申请实施方式九的图像投射装置的示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件（未示出）和图案投射组件2。示例性地，本实施方式提供的图像投射装置包括光线供给复眼（未示出）。本实施方式的照明组件和光线供给复眼可与实施方式八的零部件相同。

一方面，在光轴的横截面内，图案投射组件2可分为多个投射单元组20。

另一方面，图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23、遮光器件24、第三复眼25、第一扣合组件51以及第二扣合组件52。第一复眼22、第二复眼23及第三复眼25中任意相邻的两个扣合为一体。

第一扣合组件51包括设置于第一复眼22的第一扣合件511和设置于第二复眼23的第二扣合件512。第二扣合组件52包括设置于第二复眼23的第三扣合件521和设置于第三复眼25的第四扣合件522。示例性地，可将第一复眼22视为第一光学部件，而将第二复眼23视为第二光学部件。在另一些方面，可将第二复眼23视为第一光学部件，第三复眼25视为第二光学部件。

示例性地，第一扣合件511包括设置于第一复眼22在光轴径向上外周处的凸起，第二扣合件512包括设置于第二复眼23的凹槽。第一扣合件511与第二扣合件512可以扣合，在扣合的过程中，第二扣合件512可在径向上变形胀大，继而在跨过第一扣合件511后缩小，在扣合后，第一扣合件511与第二扣合件512在光轴方向上固定。第三扣合件521包括设置于第二复眼23在光轴径向上外周处的凸起，第四扣合件522包括设置于第三复眼25的凹槽，第三扣合件521和第四扣合件522扣合。

影像产生模块21可与第一复眼的凹槽222配合并点胶固定。遮光器件24可与第二复眼23一同被第三复眼25扣合。在另一些实施方式中，图案投射组件2还包括第三扣合组件。影像产生模块21可通过第三扣合组件而与第一复眼21组装为一体。继而可将影像产生模块21视为第一光学部件，将第一复眼22视为第二光学部件。

本实施方式提供的图像投射装置体积小、投射效果好。

实施方式十

图19是根据本申请实施方式十的图像投射装置示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件（未示出）和图案投射组件2。示例性地，本实施方式提供的图像投射装置包括光线供给复眼（未示出）。本实施方式的照明组件和光线供给复眼可与实施方式八的零部件相同。

一方面，在光轴的横截面内，图案投射组件2可分为多个投射单元组20。

另一方面，图案投射组件2包括影像产生模块21、第一复眼22、第二复眼23、遮光器件24、第一扣合组件51以及第三扣合组件53。第一复眼22和第二复眼23通过第一扣合组件51扣合为一体。影像产生模块21通过第三扣合组件53而与第一复眼22扣合为一体。

示例性地，可将第一复眼22视为第一光学部件，而将第二复眼23视为第二光学部件。

第一扣合组件51包括设置于第一复眼22的凸起和设置于第二复眼23的卡槽。第三扣合组件53包括设置于影像产生模块21的第五扣合件531和设置于第一复眼22的第六扣合件532。示例性地，第五扣合件531为设置于影像产生模块21在光轴径向上外周处的凸起，第六扣合件532为卡槽。第五扣合件531与第六扣合件532可以扣合，在扣合后，第五扣合件531与第六扣合件532在光轴方向上固定。

在示例性地实施方式中，也可将影像产生模块21视为第一光学部件，第一复眼22视为第二光学部件。实施方式十提供的图像投射装置体积小、投射效果好。

实施方式十一

图20是根据本申请实施方式十一的图像投射装置的示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2、光线供给复眼3和镜筒4。

本实施方式的照明组件1包括照明灯11和平凸透镜12。平凸透镜12的第二侧面可与光线供给复眼3的第一侧面可贴合设置。二者可将照明灯11发出的光形成发散角小于或等于预定角度（例如10°）的光束并照射向图案投射组件2。

本实施方式中，图案投射组件2和镜筒4的设置方式可与实施方式一相同。进而第一光学部件可包括第一复眼22和第二复眼23，第二光学部件可包括镜筒4。本实施方式提供的图像投射装置成本低，制造方便，组装也比较容易。

实施方式十二

图21是根据本申请实施方式十二的图像投射装置的示意性结构图。本实施方式提供的图像投射装置包括：照明组件1、图案投射组件2、光线供给复眼3和镜筒4。

照明组件1包括照明灯11和导光器12。导光器12和光线供给复眼3可贴合设置，二者相邻的面是平面。

图案投射组件2可包括：影像产生模块21、第一复眼22、遮光器件24以及第一扣合组件51。换言之，图案投射组件2可包括多个投射单元组20。多个投射单元组20的结构可相同，继而多个投射单元组20中对应的相同部分可在准直光的同一横截面处阵列地分布。

示例性地，影像产生模块21和第一复眼22安装在镜筒4中，影像产生模块21被第一复眼22压在镜筒4中靠近入光侧的部分，第一复眼22通过第一扣合组件51与镜筒4组装为一体。本实施方式中，可将第一复眼22视为第一光学部件，镜筒4视为第二光学部件。

遮光器件24位于第一复眼22的出光侧，图案投射组件2还可包括第二扣合组件，遮光器件24与镜筒4组装为一体。本实施方式提供的图像投射装置对照明组件1出射光的准直度要求不高，且该图像投射装置便于组装。

参考图22，本申请实施例还提供一种制造图像投射装置的方法，该方法1000包括如下步骤。

步骤S101，将设置于第一光学部件的第一扣合件与设置于第二光学部件的第二扣合件扣合。

步骤S102，设置照明组件。照明组件用于发出光束。示例性地，光束的发散角可小于或等于预设角度（例如10°）。

参考图23，该方法1000还包括步骤S103，将照明组件设置于影像产生模块的一侧。影像产生模块包括在光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，影像产生子模块用于使照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息。

可选地，该方法1000的步骤S101可包括第一子步骤S1011，将影像产生模块与至少一个复眼中最靠近影像产生模块的复眼扣合为一体。至少一个复眼沿光束的方向依次设置于影像产生模块的背离照明组件的一侧，每个复眼包括多个在光束的横截面内阵列分布的复眼单元，其中，影像产生子模块对应的至少一个复眼单元用于投射携带影像信息的光束。具体地，影像产生模块设置有第一扣合件，最靠近影像产生模块的复眼设置有第二扣合件，进而可认为设置有第一扣合件的影像产生模块为第一光学部件，设置有第二扣合件的复眼为第二光学部件。第一扣合件和第二扣合件适于扣合在一起。

可选地，该方法1000的步骤S101可包括第二子步骤S1012，将第一复眼和第二复眼组装为一体。至少两个复眼沿光束的方向依次设置于影像产生模块的背离照明组件的一侧，用于投射携带影像信息的光束。具体地，第一复眼设置有第一扣合件，第二复眼设置有第二扣合件，进而可认为第一光学部件包括第一复眼，第二光学部件包括第二复眼。第一扣合件和第二扣合件适于扣合在一起。示例性地，第一复眼和第二复眼相邻。

可选地，该方法1000的步骤S101可包括第一子步骤S1013，将镜筒与至少一个复眼组装为一体。至少一个复眼设置于影像产生模块的背离照明组件的一侧，用于投射携带影像信息的光束。复眼设置有第一扣合件，镜筒设置有至少一个第二扣合件，第二扣合件用于与对应的第一扣合件扣合。在该子步骤中，可将第一复眼视为第一光学部件，镜筒视为第二光学部件。

示例性地，方法1000还包括：步骤S104，在照明组件和影像产生模块之间设置光线供给复眼。具体地，光线供给复眼包括在光束的横截面内阵列分布的多个光线供给复眼单元。进而实现在照明组件和对应的影像产生子模块之间设置光线供给复眼单元。光线供给复眼单元用于调整照射向对应的影像产生子模块的光。

示例性地，方法1000还包括：设置用于约束光束的遮光子单元，并将遮光子单元与多个复眼单元中的一个贴合为一体。

示例性地，方法1000还包括：将影像产生子模块与照明组件贴合为一体，或者将影像产生子模块与复眼单元贴合为一体。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (26)

1.一种图像投射装置，包括：用于发出光束的照明组件；用于使所述照明组件发出的光通过的第一光学部件；

其特征在于，所述图像投射装置还包括：

遮光器件，位于所述照明组件发出所述光束的一侧，其中，所述遮光器件包括在所述光束的横截面内分布的用于约束所述光束的多个遮光子单元；

第一扣合件，设置于所述第一光学部件；

第二光学部件，包括第一复眼并用于使通过所述第一光学部件的光通过，

其中，所述第一复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，所述复眼单元与所述遮光子单元一一对应以控制并投射出多个子光束，以及

其中，所述复眼单元的迎向所述照明组件发出的光的第一侧面的曲率半径Ra与所述复眼单元的背向所述照明组件发出的光的第二侧面的曲率半径Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10；以及

第二扣合件，设置于所述第二光学部件，适于与所述第一扣合件扣合，以使所述第一光学部件和所述第二光学部件组装为一体。

2.根据权利要求1所述的图像投射装置，其中，所述图像投射装置还包括用于使所述照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；以及

所述第一光学部件包括第二复眼，

其中，所述第二复眼和所述第一复眼沿所述光束的方向依次设置于所述影像产生模块的背离所述照明组件的一侧，并用于投射携带所述影像信息的光束。

3.根据权利要求2所述的图像投射装置，其中，所述图像投射装置还包括：

镜筒；

第三扣合件，设置于所述第一复眼；以及

第四扣合件，设置于所述镜筒，适于与所述第三扣合件扣合，以使所述第一复眼与所述镜筒组装为一体。

4.根据权利要求2所述的图像投射装置，其中，所述图像投射装置还包括：

第五扣合件，设置于所述影像产生模块；以及

第六扣合件，设置于所述第二复眼并适于与所述第五扣合件扣合，以使所述影像产生模块与所述第二复眼组装为一体。

5.根据权利要求2所述的图像投射装置，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，所述影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及

所述第二复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，所述第一复眼和所述第二复眼的对应同一个所述影像产生子模块的复眼单元用于投射通过所述影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

6.根据权利要求1所述的图像投射装置，其中，所述图像投射装置还包括用于使所述照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；以及

所述第一光学部件包括镜筒，

其中，沿所述光束的方向，所述第一复眼设置于所述影像产生模块的背离所述照明组件的一侧，并用于投射携带所述影像信息的光束。

7.根据权利要求6所述的图像投射装置，其中，还包括：

第三扣合件，设置于所述影像产生模块；以及

第四扣合件，设置于所述第一复眼，适于与所述第三扣合件扣合，以使所述影像产生模块与所述第一复眼组装为一体。

8.根据权利要求6所述的图像投射装置，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，所述影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及

所述图像投射装置还包括第二复眼，其中，所述第二复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，所述第一复眼和所述第二复眼的对应同一个所述影像产生子模块的复眼单元用于投射通过所述影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

9.根据权利要求1所述的图像投射装置，其中，所述第二扣合件设置于所述第一复眼的在所述光束的径向上的外周，所述第一扣合件和所述第二扣合件中的一个包括凸起，另一个包括卡槽或卡勾。

10.根据权利要求1所述的图像投射装置，其中，所述第一光学部件包括用于使所述照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息的影像产生模块；

其中，所述第一复眼用于投射携带所述影像信息的光束。

11.根据权利要求10所述的图像投射装置，其中，所述第一扣合件设置于所述影像产生模块的在所述光束的径向上的外周，所述第一扣合件是凸起；

所述第二扣合件是卡槽或卡勾。

12.根据权利要求10所述的图像投射装置，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，所述影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；以及

所述图像投射装置还包括第二复眼，其中，所述第二复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，其中，所述第一复眼和所述第二复眼的对应同一个所述影像产生子模块的复眼单元用于投射通过所述影像产生子模块的携带影像信息的子光束。

13.根据权利要求1所述的图像投射装置，其中，所述照明组件包括：

照明灯；以及

导光器，所述导光器用于接受所述照明灯发出的光并将所述光收束以形成的光束。

14.根据权利要求5、8或12所述的图像投射装置，其中，所述影像产生子模块包括遮挡部，所述遮挡部限定出用于通过所述子光束的透光部位。

15.根据权利要求6或10所述的图像投射装置，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，所述影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；

所述第一复眼对应所述影像产生子模块的复眼单元用于投射通过所述影像产生子模块的携带影像信息的子光束；以及

其中，所述复眼单元的第一侧面与所述影像产生子模块之间的距离U与所述复眼单元的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。

16.根据权利要求6或10所述的图像投射装置，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块，所述影像产生子模块用于使通过其的子光束携带影像信息；

所述第一复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，对应所述影像产生子模块的复眼单元用于投射通过所述影像产生子模块的携带影像信息的子光束；以及

所述复眼单元的光学系统总长TOTL与所述复眼单元的总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。

17.根据权利要求5、8或12所述的图像投射装置，其中，所述影像产生子模块对应的至少两个所述复眼单元形成的复眼单元组；以及其中，所述复眼单元组中最靠近所述照明组件的复眼单元的第一侧面与所述影像产生子模块之间的距离U与所述复眼单元组的总有效焦距F满足：0≤U/F≤10。

18.根据权利要求5、8或12所述的图像投射装置，其中，所述影像产生子模块对应的至少两个所述复眼单元形成的复眼单元组的光学系统总长TOTL与所述复眼单元组的总有效焦距F满足：0.2≤TOTL/F≤50。

19.根据权利要求5、8或12所述的图像投射装置，其中，所述图像投射装置还包括：

光线供给复眼，位于所述照明组件和所述影像产生模块之间，包括在所述光束的横截面内分布的多个光线供给复眼单元，所述光线供给复眼单元用于调整照射向对应的所述影像产生子模块的光；以及

所述图像投射装置满足：f≥(t*h+L*d)/(L-h)，

其中，t为所述光线供给复眼单元在其光轴上的厚度，

f为所述光线供给复眼单元在背离所述照明组件一侧的后焦，

L为所述光线供给复眼单元的对角线长度，

h为所述影像产生子模块的有效透光部位在所述光线供给复眼单元的对角线的方向上的长度，以及

d为所述影像产生子模块与所述光线供给复眼单元的第二侧面之间的距离。

20.一种制造图像投射装置的方法，其特征在于，包括：

将设置于第一光学部件的第一扣合件与设置于第二光学部件的第二扣合件扣合，以使所述第一光学部件和所述第二光学部件组装为一体；

设置用于发出光束的照明组件，其中，所述第一光学部件用于使所述照明组件发出的光通过，所述第二光学部件包括第一复眼并用于使通过所述第一光学部件的光通过，其中，所述第一复眼包括在所述光束的横截面内分布的多个复眼单元，所述复眼单元的迎向所述照明组件发出的光的第一侧面的曲率半径Ra与所述复眼单元的背向所述照明组件发出的光的第二侧面的曲率半径Rb满足：0≤|Rb/Ra|≤10；以及

于所述照明组件发出所述光束的一侧设置遮光器件，其中，所述遮光器件包括在所述光束的横截面内分布的用于约束所述光束的多个遮光子单元，其中，所述复眼单元与所述遮光子单元一一对应以控制并投射出多个子光束。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一光学部件包括影像产生模块，其中，所述影像产生模块用于使得通过的光束携带影像信息；以及

所述第一复眼用于投射携带所述影像信息的光束。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一光学部件包括第二复眼；

所述方法还包括：

设置影像产生模块，其中，所述影像产生模块用于使所述照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息，所述第一光学部件和所述第二光学部件用于投射携带所述影像信息的光束。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一光学部件包括镜筒；

所述方法还包括：

设置影像产生模块，其中，所述影像产生模块用于使所述照明组件发出的光通过并使得通过的光束携带影像信息，所述第一复眼用于投射携带所述影像信息的光束。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，所述影像产生模块包括在所述光束的横截面内分布的多个影像产生子模块；以及

其中，所述影像产生子模块对应的至少两个所述复眼单元用于投射携带所述影像信息的子光束。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述方法还包括：

并将所述遮光子单元与所述多个复眼单元中的一个贴合为一体。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述方法还包括：

在所述照明组件和对应的所述影像产生子模块之间设置多个光线供给复眼单元，其中，所述光线供给复眼单元用于调整照射向对应的影像产生子模块的光。

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