CN213659168U - 投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种投影系统。该投影系统包括：光源；准直模块，用于准直所述光源发射的光以形成准直光；微结构模块，调节所述准直光的传播方向，以出射第一光线；图像生成模块，所述微结构模块出射的所述第一光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的图像信息；以及投影模块，投射所述有效像素区域内生成的所述图像信息。

Description

投影系统

技术领域

本申请涉及投影技术领域，更具体地，涉及一种投影系统。

背景技术

随着汽车照明技术的发展，辅助车灯已经不仅限于用来满足补光的需求。其中，迎宾灯作为一种新型的辅助车灯已经出现在大众的视野中。应用于汽车上的迎宾灯可以投射汽车品牌以及警示等信息。迎宾灯还可以将不同的标识投射至汽车前面相应的距离处。

传统的迎宾灯投影系统多采用LED光源发射光束。但由于LED光源的朗伯发光特性，使得LED光源发射的光束经过准直后形成圆形光束，即照射在投影系统中图像生成模块上的光斑形状为圆形光斑。而实际中，图像生成模块上的图像区域仅为部分区域，如仅为图像生成模块上的中心区域。由于LED光源发射的光束不仅会照射至图像生成模块上的图像区域，还会照射至图像生成模块上其他区域，这样就会使照射至其他区域上的大量光能量的浪费以及图像区域内光能量较低，从而导致投影系统出现光效低、远处图像的照度值较低等问题。

另外，在具有图像生成单元(Picture Generation Unit,PGU)的投影系统中，照明模块将光束投射至数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)的过程中也存在上述问题。进而导致投影系统整体光效偏低。

实用新型内容

本申请一方面提供了这样一种投影系统。所述投影系统包括光源；准直模块，用于准直所述光源发射的光以形成准直光；微结构模块，调节所述准直光的传播方向，以出射第一光线；图像生成模块，所述微结构模块出射的所述第一光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的图像信息；以及投影模块，投射所述有效像素区域内生成的所述图像信息。

在一个实施方式中，所述微结构模块包括多个微透镜，以调节所述准直光的传播方向。

在一个实施方式中，所述准直模块包括至少一个准直透镜，所述微结构模块设置在所述准直透镜的出光面上。

在一个实施方式中，所述投影系统还包括平板，所述平板设置在所述准直光的传播路径上，其中，所述微结构模块设置在所述平板上。

在一个实施方式中，所述投影系统还包括：反射镜，设置在所述第一光线的传播路径上，以反射所述第一光线形成第二光线；其中，所述图像生成模块设置在所述第二光线的传播路径上，所述第二光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的所述图像信息。

在一个实施方式中，所述微结构模块设置在所述反射镜的反射所述第一光线的反射面上。

在一个实施方式中，所述图像生成模块为DMD芯片。

在一个实施方式中，所述投影模块是投影镜头。

在一个实施方式中，所述有效像素区域是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

在一个实施方式中，所述反射镜为自由曲面镜或平面镜。

根据本申请提供的投影系统可具有以下至少之一的有益效果：

1)通过采用微结构模块可以控制准直系统的出光方向，使光线集中照射在图案生成模块的有效像素区域，提升有效像素区域的光效和照度值，实现非均匀投影的目的，进而可以使有效像素区域内能够清晰呈现所需图像的图像信息；以及

2)通过设置图像生成模块，例如DMD芯片，可以重新分配射入图像生成模块上的光线的能量，以满足图案生成模块的有效像素区域中不同区域对光能量的不同需求，实现非均匀投影的目的。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1A是根据本申请实施方式的投影系统的示意性框图；

图1B是根据本申请实施方式的投影系统的结构示意图；

图1C是根据本申请实施方式的准直模块及准直模块上的微结构模块的结构示意图；

图2A是根据本申请另一实施方式的投影系统的示意性框图；

图2B是根据本申请另一实施方式的投影系统的结构示意图；

图2C是根据本申请另一实施方式的平板及平板上的微结构模块的结构示意图；

图3A是根据本申请另一实施方式的投影系统的示意性框图；

图3B是根据本申请另一实施方式的投影系统的结构示意图；

图4A是根据本申请另一实施方式的投影系统的示意性框图；

图4B是根据本申请另一实施方式的投影系统的结构示意图；

图4C是根据本申请另一实施方式的反射镜及反射镜上的微结构模块的结构示意图；

图5A是根据本申请另一实施方式的投影系统的示意性框图；以及

图5B是根据本申请另一实施方式的投影系统的结构示意图。

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，下文中讨论的第一光线也可被称作第二光线或第三光线，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。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，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。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，其修饰整列特征，而非仅仅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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其它方面进行详细描述。

图1A是根据本申请实施方式的投影系统1000的示意性框图。图1B是根据本申请实施方式的投影系统1000的结构示意图。

投影系统1000包括光源1100、准直模块1200、微结构模块1300、图像生成模块1400以及投影模块1500。

光源1100可用于发射光束。光源1100可以是LED光源或激光光源。

准直模块1200可用于准直光源1100发射的光束1110以形成准直光1210。准直模块1200可以包括至少一个准直透镜。通常情况下光源1100发射的光束1110较分散，在经准直模块1200准直后的光呈类圆形光束，即准直模块1200形成的准直光1210为类圆形光束。

微结构模块1300可用于调节准直光1210，即微结构模块1300可以控制准直光1210从微结构模块1300射出的方向。换言之，微结构模块1300可以通过改变射入微结构模块1300的准直光1210的方向以出射第一光线1310。

图像生成模块1400可用于生成图像信息。微结构模块1300出射的第一光线1310可入射至图像生成模块1400的有效像素区域1410。通常情况下，图像生成模块1400上只有部分区域用于生成所需图像的图像信息。换言之，图像生成模块1400上的有效像素区域1410仅为图像生成模块1400上的部分区域，即图像生成模块1400上的有效像素区域1410可用于生成所需图像的图像信息。

微结构模块1300可根据图像生成模块1400上的有效像素区域1410的具体位置调节准直光1210的出射方向，以使从微结构模块1300射出的第一光线1310可射入图像生成模块1400上的有效像素区域1410内，从而提升有效像素区域1410的光效和照度值，实现非均匀照射的目的。投影模块1500可以投射图像生成模块1400生成的图像信息。投影模块1500可以是投影镜头。有效像素区域1410可以是矩形、椭圆形、三角形或圆形。在本申请中，对有效像素区域1410的形状不作限定，可根据实际需求设置任意形状。

根据本申请的示例性实施方式，如图1C所示，微结构模块1300可包括多个微透镜1320。通过改变多个微透镜1320的角度，以调节射入多个微透镜1320的准直光1210的传播方向。微结构模块1300具有较轻重量和较小体积等特点，使得投影系统1000在可以实现非均匀照射的基础上，还具有重量较轻、体积较小的有益效果。

根据本申请的示例性实施方式，如图1C所示，微结构模块1300可设置在准直透镜1200的出光面1220上。微结构模块1300可通过模压或注塑工艺设置在准直透镜1200的出光面1220上。由于微结构模块1300的重量较轻且体积较小，将微结构模块1300设置在准直透镜1200的出光面上，可以避免增加投影系统1000的体积和重量。需要说明的是，在本申请中，对微结构模块的具体位置不作限定，本领域技术人员在本申请公开内容的教导下，可根据需要设置微结构模块的具体位置。

图2A是根据本申请另一实施方式的投影系统2000的示意性框图。图2B是根据本申请另一实施方式的投影系统2000的结构示意图。

投影系统2000包括光源2100、准直模块2200、微结构模块2300、图像生成模块2400、投影模块2500以及平板2600。

光源2100可用于发射光束。例如光源2100可以是LED光源或激光光源。

准直模块2200可用于准直光源2100发射的光束2110以形成准直光2210。准直模块2200可以包括至少一个准直透镜。通常情况下光源2100发射的光束2110较分散，在经准直模块2200准直后的光呈类圆形光束，即准直模块2200形成的准直光2210为类圆形光束。

微结构模块2300可用于调节准直光2210，即微结构模块2300可以控制准直光2210从微结构模块2300射出的方向。换言之，微结构模块2300可以通过改变射入微结构模块2300的准直光2210的方向以出射第一光线2310。如图2C所示，微结构模块2300可包括多个微透镜2320。微结构模块2300可设置在平板2600上，即平板2600上的微结构模块2300可以控制准直光2210出射的光线角度。微结构模块2300可通过模压或注塑工艺设置在平板2600上。平板2600可设置在准直光2210的传播路径上。例如平板2600可设置在准直模块2200和图像生成模块2400之间。

图像生成模块2400可用于生成图像信息。微结构模块2300出射的第一光线2310可入射至图像生成模块2400的有效像素区域2410。通常情况下，图像生成模块2400上只有部分区域用于生成所需图像的图像信息。换言之，图像生成模块2400上的有效像素区域2410仅为图像生成模块2400上的部分区域。图像生成模块2400上的有效像素区域2410可用于生成所需图像的图像信息。微结构模块2300可根据图像生成模块2400上的有效像素区域2410的具体位置控制准直光2210的光线出射角度，以使从微结构模块2300射出的第一光线2310可集中射入图像生成模块2400上的有效像素区域2410内。这样可以提升有效像素区域的光效和照度值，实现非均匀照射的目的。

投影模块2500可以投射图像生成模块2400生成的图像信息。投影模块2500可以是投影镜头。有效像素区域2410可以是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

图3A是根据本申请另一实施方式的投影系统3000的示意性框图。图3B是根据本申请另一实施方式的投影系统3000的结构示意图。

投影系统3000包括光源3100、准直模块3200、微结构模块3300、图像生成模块3400、投影模块3500以及反射镜3600。

光源3100可用于发射光束。例如光源3100可以是LED光源或激光光源。

准直模块3200可用于准直光源3100发射的光束3110以形成准直光3210。准直模块3200可以包括至少一个准直透镜。通常情况下光源3100发射的光束3110较分散，在经准直模块3200准直后的光呈类圆形光束，即准直模块3200形成的准直光3210为类圆形光束。

微结构模块3300可用于调节准直光3210，即微结构模块3300可以控制准直光3210从微结构模块3300射出的方向。换言之，微结构模块3300可以通过改变射入微结构模块3300的准直光3210的方向以出射第一光线3310。微结构模块3300可包括多个微透镜3320。微结构模块3300可设置在准直透镜3200的出光面3220上。微结构模块3300可通过模压或注塑工艺设置在准直透镜3200的出光面3220上。由于微结构模块3300的重量较轻且体积较小，将微结构模块3300设置在准直透镜3200的出光面3220上，可以避免增加投影系统3000的体积和重量。

反射镜3600可设置在第一光线3310的传播路径上。第一光线3310经反射镜3600反射后可形成第二光线3610。反射镜3600可以是自由曲面镜或平面镜等具有反射作用的镜片。

图像生成模块3400可用于生成图像信息。图像生成模块3400可设置在第二光线3610的传播路径上。第二光线3610可入射至图像生成模块3400的有效像素区域3410。图像生成模块3400上的有效像素区域3410可用于生成所需图像的图像信息。设置在准直透镜3200的出光面3220上的微结构模块3300可根据图像生成模块3400上的有效像素区域3410的具体位置控制准直光3210的光线出射角度，以使从微结构模块3300射出的第一光线3310经反射镜3600反射形成第二光线3610。第二光线3610可集中射入图像生成模块3400上的有效像素区域3410内，以提升有效像素区域3410的光效和照度值，实现图像生成模块3400上的非均匀照射效果，避免光的浪费。图像生成模块3400可以是DMD芯片。第二光线3610经图像生成模块3400的有效像素区域3410反射后形成具有不同能量的第三光线3420。第三光线3420可根据不同的设计需求呈现不同的能量分布。

投影模块3500可以投射图像生成模块3400生成的图像信息。投影模块3500可以是投影镜头。有效像素区域3410可以是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

图4A是根据本申请另一实施方式的投影系统4000的示意性框图。图4B是根据本申请另一实施方式的投影系统4000的结构示意图。

投影系统4000包括光源4100、准直模块4200、微结构模块4300、图像生成模块4400、投影模块4500以及反射镜4600。

光源4100可用于发射光束。例如光源4100可以是LED光源或激光光源。

准直模块4200可用于准直光源4100发射的光束4110以形成准直光4210。准直模块4200可以包括至少一个准直透镜。通常情况下光源4100发射的光束4110较分散，在经准直模块4200准直后的光呈类圆形光束，即准直模块4200形成的准直光4210为类圆形光束。

微结构模块4300可用于调节准直光4210，即微结构模块4300可以控制准直光4210从微结构模块4300射出的方向。如图4C所示，微结构模块4300可包括多个微透镜4320。微结构模块4300可设置在反射镜4600反射准直光4210的反射面4620上。反射镜4600可以是自由曲面镜或平面镜等具有反射作用的镜片。微结构模块4300可通过模压或注塑工艺设置在反射镜4600的反射面4620上。准直光4210经反射面4620上的微结构模块4300调节并由反射面4620反射形成第二光线4610。

图像生成模块4400可用于生成图像信息。图像生成模块4400可设置在第二光线4610的传播路径上。第二光线4610可入射至图像生成模块4400的有效像素区域4410。图像生成模块4400上的有效像素区域4410可用于生成所需图像的图像信息。设置在反射镜4600反射准直光4210的反射面4620上的微结构模块4300可根据图像生成模块4400上的有效像素区域4410的具体位置控制准直光4210的光线出射角度，以使从反射面4620上的微结构模块4300射出的第二光线4610可集中射入图像生成模块4400上的有效像素区域4410内，以提升有效像素区域4410的光效和照度值，实现图像生成模块4400上的非均匀照射效果，避免光的浪费。图像生成模块4400可以是DMD芯片。第二光线4610经图像生成模块4400的有效像素区域4410反射后可形成具有不同能量的第三光线4420。第三光线4420可根据不同的设计需求呈现不同的能量分布。

投影模块4500可以投射图像生成模块4400生成的图像信息。投影模块4500可以是投影镜头。有效像素区域4410可以是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

图5A是根据本申请另一实施方式的投影系统5000的示意性框图。图5B是根据本申请另一实施方式的投影系统5000的结构示意图。

投影系统5000包括光源5100、准直模块5200、第一微结构模块5300、图像生成模块5400、投影模块5500、反射镜5600以及第二微结构模块5700。

光源5100可用于发射光束。例如光源5100可以是LED光源或激光光源。

准直模块5200可用于准直光源5100发射的光束5110以形成准直光5210。准直模块5200可以包括至少一个准直透镜。通常情况下光源5100发射的光束5110较分散，在经准直模块5200准直后的光呈类圆形光束，即准直模块5200形成的准直光5210为类圆形光束。

第一微结构模块5300可用于调节准直光5210，即第一微结构模块5300可以控制准直光5210从第一微结构模块5300射出的方向。换言之，第一微结构模块5300可以通过改变射入第一微结构模块5300的准直光5210的方向以出射第一光线5310。第一微结构模块5300可包括多个微透镜5320。第一微结构模块5300可设置在准直透镜5200的出光面5220上。第一微结构模块5300可通过模压或注塑工艺设置在准直透镜5200的出光面5220上。由于第一微结构模块5300的重量较轻且体积较小，将第一微结构模块5300设置在准直透镜5200的出光面5220上，可以避免增加投影系统5000的体积和重量。反射镜5600可设置在第一光线5310的传播路径上。反射镜5600可以是自由曲面镜或平面镜等具有反射作用的镜片。

第二微结构模块5700可用于调节第一光线5310。第二微结构模块5700可设置在反射镜5600反射第一光线5310的反射面5620上。第二微结构模块5700可通过模压或注塑工艺设置在反射镜5600的反射面5620上。第二微结构模块5700可包括多个微透镜5720。第一光线5310经反射面5620上的第二微结构模块5700调节并由反射面5620反射形成第二光线5610。

图像生成模块5400可用于生成图像信息。图像生成模块5400可设置在第二光线5610的传播路径上。第二光线5610可入射至图像生成模块5400的有效像素区域5410。图像生成模块5400上的有效像素区域5410可用于生成所需图像的图像信息。设置在准直透镜5200的出光面5220上的第一微结构模块5300可根据图像生成模块5400上的有效像素区域5410的具体位置控制准直光5210的光线出射角度，以使从第一微结构模块5300射出的第一光线5310经第二微结构模块5700和反射镜5600反射形成第二光线5610。第二光线5610可集中射入图像生成模块5400上的有效像素区域5410内，以提升有效像素区域5410的光效和照度值，实现图像生成模块5400上的非均匀照射效果，避免光的浪费。图像生成模块5400可以是DMD芯片。第二光线5610经图像生成模块5400的有效像素区域5410反射后可形成具有不同能量的第三光线5420。第三光线5420可根据不同的设计需求呈现不同的能量分布。

投影模块5500可以投射图像生成模块5400生成的图像信息。投影模块5500可以是投影镜头。有效像素区域5410可以是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

以上描述仅为本申请的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公开的(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 (14)

1.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括：

光源；

准直模块，用于准直所述光源发射的光以形成准直光；

微结构模块，调节所述准直光的传播方向，以出射第一光线；

图像生成模块，所述微结构模块出射的所述第一光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的图像信息；以及

投影模块，投射所述有效像素区域内生成的所述图像信息。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述微结构模块包括多个微透镜，以调节所述准直光的传播方向。

3.根据权利要求2所述的投影系统，其特征在于，所述准直模块包括至少一个准直透镜，所述微结构模块设置在所述准直透镜的出光面上。

4.根据权利要求2所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括平板，所述平板设置在所述准直光的传播路径上，其中，所述微结构模块设置在所述平板上。

5.根据权利要求2所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括：

反射镜，设置在所述第一光线的传播路径上，以反射所述第一光线形成第二光线，其中，

所述图像生成模块设置在所述第二光线的传播路径上，所述第二光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的所述图像信息。

6.根据权利要求3所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括：

反射镜，设置在所述第一光线的传播路径上，以反射所述第一光线形成第二光线，其中，

所述图像生成模块设置在所述第二光线的传播路径上，所述第二光线入射至所述图像生成模块的有效像素区域，以生成所需图像的所述图像信息。

7.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述微结构模块设置在所述反射镜的反射所述第一光线的反射面上。

8.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述图像生成模块为DMD芯片。

9.根据权利要求6所述的投影系统，其特征在于，所述图像生成模块为DMD芯片。

10.根据权利要求7所述的投影系统，其特征在于，所述图像生成模块为DMD芯片。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的投影系统，其特征在于，所述投影模块是投影镜头。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的投影系统，其特征在于，所述有效像素区域是矩形、椭圆形、三角形或圆形。

13.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述反射镜为自由曲面镜或平面镜。

14.根据权利要求6所述的投影系统，其特征在于，所述反射镜为自由曲面镜或平面镜。

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