CN216158894U - 可安装在车辆上的多通道投影光学组件及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可安装在车辆上的多通道投影光学组件，包括：光源，配置成可发出照射光；准直单元，设置在光源的光路下游，配置成将照射光准直后出射；第一微透镜阵列，设置在准直单元的光路下游，包括多个第一微透镜，配置成可接收照射光；第二微透镜阵列，包括多个第二微透镜，并设置在第一微透镜阵列的光路下游；图像生成器，包括多个微图像单元，设置在第一微透镜阵列与第二微透镜阵列之间；其中每个第一微透镜与一个第二微透镜对应，形成多个光通道，每个光通道包括一个微图像单元，第一微透镜将照射光整形后照射在微图像单元上，通过第二微透镜将微图像单元的像形成在同一目标面上使得所成的像基本重合。可节约空间、方便更换、成本低。

Description

可安装在车辆上的多通道投影光学组件及车辆

技术领域

本实用新型涉及一种投影显示技术领域，尤其涉及一种可安装在车辆上的多通道投影光学组件及一种车辆。

背景技术

汽车行业重要趋势有三：一是生产对车内外人员更安全的车辆，二是采用更智能的技术可提高舒适度和易用性，三是实现更环保或更有利于环境的汽车。要兼顾安全性和舒适度，汽车照明至关重要，当然汽车内部照明得舒适和适用也不可缺。

目前本领域汽车内部照明应用技术有：EL冷光线(车内轮廓装饰)、贴条LED及内嵌LED灯条、LED导光管等多种多样的车内装饰灯；它们都有共同的缺陷：1.安装复杂；2.灯布置占用空间大；3.更换麻烦(或是不可更换)，要到汽车修理点处理；4.车内灯装饰图案单调；5.车顶导光管的布置内设计区域有限。

目前本领域汽车内部投影技术有：单通道多片式模组(例如菲林片式模组)和微透镜阵列模组MLA(Microlens Array Optics Films)。

单通道多片式投影模组，其结构比较厚，结构组件由多个镜片加菲林片掩模及LED灯组成。优点：镜片制造成本低。缺点：整个模组比较厚不利于轻薄化的市场趋势、镜片小且组装困难、性能上因为景深比较小导致成像清晰范围窄、斜投影均匀性低、图像颜色单一。

微透镜阵列模组MLA，优点：结构元件相对单通道式投影模组薄、景深大且投影成像清晰范围高于单通道式技术、投影图案光强均匀性高、像散小，缺点：成本高、LED光源单一、投影图形单一无变化、投影图案大小固定。

背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

实用新型内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本实用新型设计一种可安装在车辆上的多通道投影光学组件，其中所述车辆包括方向盘、A柱、B柱、C柱、后视镜和头顶控制台，所述多通道投影光学组件可安装在所述方向盘、A柱、B柱、 C柱、后视镜和头顶控制台中的一个或多个上，所述多通道投影光学组件包括：

光源，所述光源配置成可发出照射光；

准直单元，设置在所述光源的光路下游，配置成将所述照射光准直后出射；

第一微透镜阵列，设置在所述准直单元的光路下游，包括多个第一微透镜，配置成可接收所述照射光；

第二微透镜阵列，包括多个第二微透镜，并设置在所述第一微透镜阵列的光路下游；

图像生成器，包括多个微图像单元，设置在所述第一微透镜阵列与所述第二微透镜阵列之间；

其中所述第一微透镜阵列中的每个第一微透镜与所述第二微透镜阵列中的一个第二微透镜对应，形成多个光通道，其中每个光通道包括一个微图像单元，所述第一微透镜将照射光整形后照射在所述微图像单元上，并通过所述第二微透镜将所述微图像单元的像形成在同一目标面上，并且每个光通道所成的像基本重合。

根据本实用新型的一个方面，在每个光通道中，所述第一微透镜的光轴与所述第二微透镜的光轴重合，所述图像生成器大致位于所述第二微透镜阵列的前焦平面处，所述第二微透镜阵列大致位于所述第一微透镜阵列的后焦平面处。

根据本实用新型的一个方面，所述光源包括单色或多色的LED光源。

根据本实用新型的一个方面，所述图像生成器包括掩膜，所述多个微图像单元设置在所述掩膜上，一个微图像单元与一个所述光通道对应。

根据本实用新型的一个方面，所述图像生成器与所述第一微透镜阵列和/ 或第二微透镜阵列集成在一起。

根据本实用新型的一个方面，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的A柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在 20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为5°-40°。

根据本实用新型的一个方面，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的C柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在 20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为5°-40°。

根据本实用新型的一个方面，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的B柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在 20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为40°-130°之间，其中所述多个微图像单元为星空图案或条纹图案。

根据本实用新型的一个方面，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的方向盘的下方，配置成在所述车辆的底板上投射出刹车标志或油门标志，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆底板的距离在300mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与垂直面的方向夹角小于等于30°。

本实用新型还涉及一种车辆，其上安装有如上所述的多通道投影光学组件。

通过本实用新型提供的多通道投影光学组件不仅节约安装空间还可以倾斜安装，并且方便更换、成本低，还可改变光源发光颜色。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的多通道投影光学组件示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的两种投影方式示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的投影坐标示意图；

图4示出了一种车辆的示意图；

图5A示出了本实用新型实施例1的多通道投影光学组件模块示意图；

图5B示出了本实用新型实施例1的模块1示意图；

图5C示出了本实用新型实施例1的模块2示意图；

图6A示出了本实用新型实施例2的安装于A柱的投影图；

图6B示出了本实用新型实施例2的倾斜投影图案区域示意图；

图7A示出了本实用新型实施例3的安装于C柱的投影图；

图7B示出了本实用新型实施例3的倾斜投影图案区域示意图；

图8A示出了本实用新型实施例4的车辆内顶棚投影星空效果图；

图8B示出了本实用新型实施例4的多通道投影光学组件示意图；

图8C示出了本实用新型实施例4的安装于B柱的投影图；

图8D示出了本实用新型实施例4的倾斜投影图案区域示意图；

图8E示出了本实用新型实施例4的车辆内顶棚投影亮条纹效果图；

图9A示出了本实用新型实施例5的刹车标志投影效果图；

图9B示出了本实用新型实施例5的安装示意图；

图9C示出了本实用新型实施例5的多通道投影光学组件示意图；

图10示出了本实用新型实施例6的多通道投影光学组件拆装示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语" 第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，" 多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之" 上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、" 下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实用新型设计一种可安装在车辆上的多通道投影光学组件，基于微透镜阵列投影照明来实现车辆内部照明和装饰的目的，其优点包括：结构元件相对单通道投影模组更薄，不仅节约空间还可以倾斜安装，且方便安装拆卸；景深大且投影成像清晰、景深范围高于单通道技术、投影图案光强均匀性高、像散小、还可改变光源发光颜色，并且成本较低。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的多通道投影光学组件的示意图，多通道投影光学组件1包括光源10、准直单元14、第一微透镜阵列11、第二微透镜阵列12和图像生成器13。

光源10包括单色或多色光源，配置成可发出照射光，根据本实用新型的一个优选实施例，光源10可以为LED光源。如果为RGB三色LED光源，即包括红光、绿光和蓝光的三组LED，每组由独立的驱动模组来驱动，所得到的光源的亮度及色度就受红光、绿光和蓝光之间相对发光光强的影响，从而实现改变光源发光颜色的目的。

准直单元14设置在光源10与第一微透镜阵列11之间，配置成将照射光准直后出射。准直单元生成的准直光作用为抑制入射到第一微透镜阵列11的光串扰。根据本实用新型的一个优选实施例，准直单元14可以为准直透镜。

第一微透镜阵列11设置在所述光源10的光路下游，包括多个第一微透镜11-1、11-2、……、11-N，配置成可接收光源10发出的照射光。

第二微透镜阵列12包括多个第二微透镜12-1、12-2、……、12-N，并设置在所述第一微透镜阵列11的光路下游。

图像生成器13包括多个微图像单元13-1、13-2、……、13-N，设置在所述第一微透镜阵列11与所述第二微透镜阵列12之间。根据本实用新型的一个优选实施例，图像生成器13包括掩膜，多个微图像单元设置在掩膜上，一个微图像单元与一个光通道对应。微图像单元为掩膜上的微雕图案，图1 示出的一组微雕图案均为向下的箭头，以该图案为例以便于下面详细描述。本领域技术人员可以理解，所述图像生成器13可以为其他形式，所述微图像单元也可以为其他图案，以实现不同类型的图案投影。

第一微透镜阵列11中的第一微透镜11-1与第二微透镜阵列12中的第二微透镜12-1对应，形成第一光通道；第一微透镜11-2与第二微透镜阵列12 中的第二微透镜12-2对应，形成第二光通道，……，第一微透镜11-N与第二微透镜阵列12中的第二微透镜12-N对应，形成第N光通道，共计N个光通道。其中每个光通道还包括一个微图像单元，比如第一光通道包括微图像单元13-1，第二光通道包括微图像单元13-2，……，第N光通道包括微图像单元13-N。以第一光通道为例，第一微透镜11-1将照射光整形后照射在微图像单元13-1上，并通过第二微透镜12-1将所述微图像单元13-1的向下箭头图案形成在目标面上，其他光通道也同时将向下箭头图案形成在同一目标面上。每个光通道的成像基本重合，从而形成足够清晰和锐利的向上箭头图像。本领域技术人员容易理解，第一微透镜阵列11和/或第二微透镜阵列12 可以包括冗余的微透镜，例如位于微透镜阵列边缘、未被用于成像的冗余的单元微透镜，这些都在本实用新型的保护范围内。

根据本实用新型的一个优选实施例，在每个光通道中，第一微透镜的光轴与第二微透镜的光轴重合。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述第一微透镜11-1、11-2、……、 11-N为凸透镜，第二微透镜12-1、12-2、……、12-N为凸透镜。根据本实用新型的一个优选实施例，第一微透镜11-1、11-2、……、11-N可以是凸平透镜、平凸透镜、双凸透镜、凸凹透镜、凹凸透镜中的任意一种；第二微透镜12-1、12-2、……、12-N可以是凸平透镜、平凸透镜、双凸透镜、凸凹透镜、凹凸透镜中的任意一种。这些都在本实用新型的保护范围内。另外如果采用凹凸透镜或者凸凹透镜的情况，微透镜本身需要满足正光焦度的要求。

根据本实用新型的一个优选实施例，光通道1-N可以是具有实体边界的有形通道，也可以是无实体边界的、由光线的实际传播路径限定出的无形通道。

对于光通道为有形通道的情形，例如可以在第一微透镜阵列11和第二微透镜阵列12之间设置间隔件，该间隔件可以形成有对应于各个光通道的通孔。这样的间隔件一方面可以限定和分割各个光通道，另一方面也可以用于保持两个微透镜阵列11和12之间的间距。例如可以通过3D打印技术来制作这样的间隔件。此间隔件在存在不同通道直接串扰的时候，可以起到隔断串扰的作用。所述间隔件可以根据需要涂黑，形成多个消光筒，类似蜂窝状结构。对于存在杂散光问题的情形，这种通道间的串扰通常是存在的，增加通道间的隔断可以提高投影图像的锐度和对比度。另外当第一微透镜阵列11和第二微透镜阵列12的微透镜是圆形或者六边形的情形，间隔件需要覆盖整个平面，因此间隔件的形状为六边形或者四边形。

对于无形光通道的情形，入射到第一微透镜阵列11上的光束，经过第一微透镜阵列11和第二微透镜阵列12中一一对应的第一微透镜和第二微透镜，可以限定出光通道。

根据本实用新型的一个优选实施例，图像生成器13大致位于第二微透镜阵列12的前焦面处，亦即，在前焦面处成像最清晰，但在前焦面前后一定范围内基本都能满足清晰度要求，该范围不构成对本实用新型技术方案的限定。第二微透镜阵列12大致位于第一微透镜阵列11的后焦面处，亦即，在后焦面处成像最清晰，但在后焦面前后一定范围内基本都能满足清晰度要求，该范围不构成对本实用新型技术方案的限定。前焦面是指通过前焦点(第一焦点或物方焦点)且垂直于光轴的平面，又称第一焦平面或物方焦面。后焦面是指通过后焦点(第二焦点或像方焦点)且垂直于光轴的平面，又称第二焦平面或像方焦面。

根据本实用新型的一个优选实施例，图像生成器13与第二微透镜阵列 12可以集成在一起，二者例如可通过热固胶或者UV胶粘接在一起。这样的方案的优势是装配上容易保证精度，并且图像生成器13和第二微透镜阵列 12胶合在一起后，灰尘不容易进入。整个部件更加坚固，不容易被破坏，尤其是用在车上时。本领域技术人员容易理解，图像生成器13也可以与第一微透镜阵列11集成在一起，或者图像生成器13、第一微透镜阵列11和第二微透镜阵列12三者集成在一起，此处不再赘述。

在制作所述多通道投影光学组件1时，所述第一微透镜阵列11、第二微透镜阵列2和所述图像生成器13中的一个或多个可以通过晶圆级光学元件制造，所述第一微透镜例如为单面球面透镜、双面球面透镜、单面非球面透镜或双面非球面透镜，通过注射成型制造。

根据本实用新型的一个优选实施例，光源10可与第一微透镜阵列11集成在一起，即比如在TIR(Total Internal Reflection，全内反射)透镜的外表面直接注塑成型微透镜阵列。

以上对多通道投影光学组件1的组成进行了描述，以下对多通道投影光学组件1的工作原理进行简单描述。

首先，由光源10发出照射光，以LED光源为例，其发出的光是点光源，且向各个方向扩散，用准直单元14可以把LED光源发出的光准直正入射进入第一微透镜阵列11中，然后照射光通过第一微透镜阵列11后聚焦于图像生成器13上，例如铬镀膜掩模上，照射光透过掩模上的微雕图案(如图1所示的一列向下箭头)继续传递，透过铬镀膜掩模上嵌入的微雕图案发出的光与第二微透镜阵列12组成一个光学系统，以铬镀膜掩模上嵌入的微雕图案作为物方，最后经过第二微透镜阵列12完成投影，实现铬镀膜掩模上嵌入的微雕图案在像方的目标面上，形成正立放大箭头的投影。

对多通道投影光学组件1进行光学分析，可以看出，最终每个通道单个投影的成像质量，实际上是由图像生成器13(例如掩模版的质量)和第二微透镜阵列12决定的。尤其是第二微透镜阵列12，其加工质量直接影响到最终成像质量。而每个通道是否可以完美的重叠，则是由图像生成器13和第二微透镜阵列12的精确对准所决定的。第一微透镜阵列11和图像生成器13以及第二微透镜阵列12的对准，主要影响的是光通过率和系统的效率。在每个通道固定后，投影的亮度直接和光通道的数目成正比。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的两种投影方式的效果图，多通道投影光学组件1有两种投影方式：正投影(多通道投影光学组件1的光轴与目标面的方向夹角设为θ＝90°)和倾斜投影(多通道投影光学组件1的光轴与目标面的方向夹角0°≤θ＜90°)，采用哪种投影方式取决于目标面的位置、成像图案在目标面上的分布及多通道投影光学组件1的安装位置。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的投影坐标示意图，在这个坐标系内如要在地面某范围(ABCD四边形)内投影方格图案，并且让被投影的方格图案布满地面范围(ABCD四边形)，并且安装位置固定，那么多通道投影光学组件1的安装需要达到一定高度(高度是指多通道投影光学组件1距离目标面的垂直距离)以及多通道投影光学组件1的倾斜安装需要限定在一定的安装角度范围内(安装角度是指多通道投影光学组件1的光轴与水平面的方向夹角)。这样才能实现最终多通道投影光学组件1的投影图案布满目标面(ABCD四边形)范围。

以下通过实施例详细描述多通道投影光学组件1在车辆内投影照明的应用。

图4示出了一种车辆的示意图，多通道投影光学组件1例如可安装在车辆方向盘、前立柱(A柱)、中立柱(B柱)、后立柱(C柱)、后视镜和头顶控制台中的一个或多个上，下文将对部分安装位置和效果进行示例性说明，但本实用新型不对多通道投影光学组件1的安装数量和具体的安装位置进行限定。如图所示，所述车辆的A柱、B柱和C柱都是左右对称且数量为两个。

图5A示出了本实用新型实施例1的多通道投影光学组件模块示意图，多通道投影光学组件1为定制模组A，包括模块1和模块2。其中模块1包括光源10和准直单元14，模块2包括如图1所示的第一微透镜阵列11、第二微透镜阵列12和图像生成器13。定制模组A的尺寸例如为12mmx12mmx3mm。

图5B示出了本实用新型实施例1的模块1示意图，根据本实用新型的一个优选实施例，模块1包括RGB三色LED光源和准直透镜。模块1实现发出彩色照射光和将照射光准直后出射的功能。具体地，如果RGB三色LED光源是集成式光源，那么RGB三色LED光源发出照射光的颜色可以作为一个变量，这样投影图案的颜色可以自由变换调控，人性化的改变车内氛围，改善心情。

图5C示出了本实用新型实施例1的模块2示意图，根据本实用新型的一个优选实施例，模块2包括四层结构，按投影光路走向顺序分别为:第一微透镜阵列11，铬镀膜掩模(嵌有箭头形的微雕图案)，透明玻璃基板，第二微透镜阵列12。模块2实现微雕图案聚焦成像的功能。其中透明玻璃基板起到支撑铬镀膜掩模的作用，本领域技术人员可以理解，增加或移除所述透明玻璃基板或类似结构都在本实用新型的保护范围内。

图6A示出了本实用新型实施例2的安装于A柱的投影图，在三维坐标系中，X为水平面内垂直于车身的方向，Y轴为水平面内平行于车身的方向，Z 轴为垂直方向，即以A柱作为三维坐标系的中心。为了实现投影图案落在车辆内部顶棚，多通道投影光学组件1可以安装在车辆前立柱A柱上，A柱最低点距离车顶大约400mm，如果在A柱上某一位置嵌入安装一个多通道投影光学组件1，且投影成像如图6A所示，在设计时，考虑可变的参数包括：

多通道投影光学组件1的安装高度h(Z轴方向)：0≤h≤400mm；

多通道投影光学组件1的光轴与水平面的方向夹角θ；

多通道投影光学组件1的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角φ(Y 轴方向)。

图6B示出了本实用新型实施例2的倾斜投影图案区域示意图，通过仿真计算，当多通道投影光学组件1安装一个A柱上，且高度h＝180mm、θ＝10°、φ＝37.5°时，图6B中左图的椭圆线条区域内为投影成像图案的区域；当两个多通道投影光学组件1对称安装在两个A柱上，且安装参数均为：高度h＝180mm、θ＝10°、φ＝37.5°时，图6B中右图的两条椭圆线条区域分别为两个多通道投影光学组件1的投影成像图案的区域，由图可见，有部分成像区域重叠会带来成像亮度的强化效果。

根据仿真计算还发现，多通道投影光学组件1安装高度越低(距离车内顶棚越远)，θ越大，φ不变时，在车辆内部顶棚投影图案的面积越大。优选地，各参数范围为：

多通道投影光学组件1的安装高度h：20mm≤h≤400mm；

多通道投影光学组件1的光轴与水平面的方向夹角θ：5°＜θ≤50°；

多通道投影光学组件1的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角φ： 5°＜φ≤40°。

图7A示出了本实用新型实施例3的安装于C柱的投影图，以C柱作为三维坐标系的中心。为了实现投影图案落在车辆内部顶棚，多通道投影光学组件1可以安装在车辆后立柱C柱上，C柱最低点距离车顶400mm，如果在C柱上某一位置嵌入安装一个多通道投影光学组件1，则投影成像示意图如图7B 所示，投影区域为近椭圆区域。在设计时考虑的参数同样包括安装高度h、夹角θ和夹角φ。通过仿真计算发现，多通道投影光学组件1安装高度越低(距离车内顶棚越远)，θ越大，φ不变时，在车辆内部顶棚投影图案的面积越大。优选地，各参数范围为：

多通道投影光学组件1的安装高度h：20mm≤h≤400mm；

多通道投影光学组件1的光轴与水平面的方向夹角θ：5°＜θ≤50°；

多通道投影光学组件1的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角φ： 5°＜φ≤40°。

图8A示出了本实用新型实施例4的车辆内顶棚投影效果图，在车辆内顶棚实现星空图案的投影。需要把图像生成器13的微图像单元，例如铬镀膜掩膜的微雕图案，加工成星形。

图8B示出了本实用新型实施例4的多通道投影光学组件示意图，将两个多通道投影光学组件1在水平面内并列集成为一个模组B，将模组B安装在单侧B柱上，其高度h在400mm内的某个高度，形成的车辆内部顶棚单侧投影图案如图8C所示，单侧投影图案区域如图8D中两个椭圆区域所示。同理，在车辆另一侧B柱的相同高度对称安装，也可以在车辆内部顶棚投影成像，通过调整各参数范围可实现布满车辆内部后座顶棚的范围。通过仿真计算，各参数范围为：

模组B的安装高度h：20mm≤h≤400mm，优选地，50mm≤h≤400mm；

模组B的光轴与水平面的方向夹角θ：5°＜θ≤50°；

模组B的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角φ范围：40°＜φ≤ 130°。

通过改变图像生成器13的微图像单元的图案，例如铬镀膜掩膜上的微雕图案从星形改为等距相互平行的长条形，则会在车辆内顶棚投影出如图8E所示的亮条纹效果图。

根据本实用新型实施例5，多通道投影光学组件1还能起到汽车辅助驾驶的提示作用。例如新手司机开车不太分得清刹车的位置，那么就可以人性化地在方向盘下方位置安装一个多通道投影光学组件1，通过掩膜上的微雕图案设计让其投影图案呈现为刹车标志，如图9A示出的圆圈内包含S字母的刹车标志，并投影在刹车踏板的正下方，用以提示新手司机刹车踏板的位置。同理，还可以将投影图案设计为油门标志，并投影在油门踏板的正下方，以提示新手司机油门踏板的位置。额外地，还可起到对车辆底板或脚垫的照明作用。

图9B示出了本实用新型实施例5的安装示意图，其中车门到刹车踏板的水平距离为30mm-40mm，图9C示出了本实用新型实施例5的多通道投影光学组件示意图，多通道投影光学组件1的各安装参数范围为：

多通道投影光学组件1在主驾驶距离脚垫垂直高度h：200mm≤h≤600mm；

多通道投影光学组件1的光轴与垂直面的方向夹角θ：θ≤30°；

最后投影出的图案宽度w在200mm到350mm之间。

作为一种车辆产品的一部分，不可避免的问题是寿命问题(或是人为的想改变设计)，所以拆解更换是一个需要考虑的问题。图10示出了本实用新型实施例6的多通道投影光学组件拆装示意图，模组A为定制模组，具体参考上文中图5的描述。由图10可以看出，模块A和模块B通过结构件夹持固定，当需要更换时，可将结构件平移释放出模块2，以实现方便安装拆卸的目的。

本实用新型还提供一种车辆，其上安装有如上所述的多通道投影光学组件1。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可安装在车辆上的多通道投影光学组件，其中所述车辆包括方向盘、A柱、B柱、C柱、后视镜和头顶控制台，所述多通道投影光学组件可安装在所述方向盘、A柱、B柱、C柱、后视镜和头顶控制台中的一个或多个上，其特征在于，所述多通道投影光学组件包括：

光源，所述光源配置成可发出照射光；

准直单元，设置在所述光源的光路下游，配置成将所述照射光准直后出射；

第一微透镜阵列，设置在所述准直单元的光路下游，包括多个第一微透镜，配置成可接收所述照射光；

第二微透镜阵列，包括多个第二微透镜，并设置在所述第一微透镜阵列的光路下游；

图像生成器，包括多个微图像单元，设置在所述第一微透镜阵列与所述第二微透镜阵列之间；

其中所述第一微透镜阵列中的每个第一微透镜与所述第二微透镜阵列中的一个第二微透镜对应，形成多个光通道，其中每个光通道包括一个微图像单元，所述第一微透镜将照射光整形后照射在所述微图像单元上，并通过所述第二微透镜将所述微图像单元的像形成在同一目标面上，并且每个光通道所成的像基本重合。

2.如权利要求1所述的多通道投影光学组件，其特征在于，在每个光通道中，所述第一微透镜的光轴与所述第二微透镜的光轴重合，所述图像生成器大致位于所述第二微透镜阵列的前焦面处，所述第二微透镜阵列大致位于所述第一微透镜阵列的后焦面处。

3.如权利要求1所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述光源包括单色或多色的LED光源。

4.如权利要求1所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述图像生成器包括掩膜，所述多个微图像单元设置在所述掩膜上，一个微图像单元与一个所述光通道对应。

5.如权利要求1-4中任一项所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述图像生成器与所述第一微透镜阵列和/或第二微透镜阵列集成在一起。

6.如权利要求5所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的A柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为5°-40°。

7.如权利要求5所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的C柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为5°-40°。

8.如权利要求5所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的B柱上，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆顶部的距离在20mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与水平面的方向夹角范围为5°-50°，多通道投影光学组件的光轴在水平面内的投影与车身纵向的夹角范围为40°-130°之间。

9.如权利要求5所述的多通道投影光学组件，其特征在于，所述多通道投影光学组件安装在所述车辆的方向盘的下方，配置成在所述车辆的底板上投射出刹车标志或油门标志，其中所述多通道投影光学组件距离所述车辆底板的距离在300mm-400mm之间，所述多通道投影光学组件的光轴与垂直面的方向夹角小于等于30°。

10.一种车辆，其特征在于，其上安装有如权利要求1-9中任一项所述的多通道投影光学组件。

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