CN217425913U - 带棱镜的微透镜阵列投影装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组，微透镜阵列模组包括一个或多个的第一微透镜阵列模组以及零个、一个或多个的第二微透镜阵列模组，第一微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影源阵列、投影微透镜阵列、微棱镜阵列，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜、子微棱镜共同组成第一子光学投影通道，第二微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影源阵列、投影微透镜阵列，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜组成第二子光学投影通道，本实用新型克服了投影源存在离轴大视场相差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带棱镜的微透镜阵列投影装置。
背景技术
微透镜阵列是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列。它和传统透镜一样，最小功能单元也可以是球面镜、非球面镜、柱镜、棱镜等，同样能在微光学角度实现聚焦、成像，光束变换等功能，而且因为单元尺寸小、集成度高，使得它能构成许多新型的光学系统，完成传统光学元件无法完成的功能。
专利文献CN111856853B公开了一种复合微棱镜的微透镜阵列投影系统，其设置有第一微透镜阵列面和第二微透镜阵列面，相对的第一微透镜单元和第二微透镜单元具有共同的光轴，可有效避免相邻光通道之间发生光信息串扰，在投影源和第二微透镜阵列面之间设置有微棱镜阵列面，通过楔形微棱镜单元能够对第二微透镜单元的子物像单元实现具有针对性的偏折，偏折后的子物像单元再经过第二微透镜单元形成子实像单元，最终各个子实像单元在接收面上复合重叠形成清晰单一的投影实像，该系统具有总长度小、结构简单的优点。但是，由于该投影系统是将微棱镜设置在第二微透镜阵列面之前，投影源相对于第二微透镜阵列属于大角度入射，会引起离轴大视场相差。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型目的是提供一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，克服现有产品投影源存在离轴大视场相差的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组，所述微透镜阵列模组包括一个或多个的第一微透镜阵列模组以及零个、一个或多个的第二微透镜阵列模组；
所述第一微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影微透镜阵列、微棱镜阵列，聚光微透镜阵列与投影微透镜阵列之间设置投影源阵列，聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、投影源阵列的每个子投影图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜、微棱镜阵列的每个子微棱镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜、子微棱镜共同组成第一子光学投影通道；
所述第二微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影微透镜阵列，聚光微透镜阵列与投影微透镜阵列之间设置投影源阵列，聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、投影源阵列的每个子投影图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜共同组成第二子光学投影通道。
进一步的，所述微棱镜阵列为一层或多层，多层微棱镜阵列沿光线传播方向依次设置。
进一步的，所述微棱镜阵列为两层，两层微棱镜阵列采用不同材料制成，两层微棱镜阵列之间通过粘接固定。
进一步的，所述光源与微透镜阵列模组之间设置准直镜。
进一步的，所述光源为LED光源。
进一步的，所述微透镜阵列模组还包括第一基板，投影源阵列设置在第一基板上，聚光微透镜阵列设置在第一基板朝向光源一侧，投影微透镜阵列设置在第一基板背离光源一侧。
进一步的，所述带有微棱镜阵列的微透镜阵列模组还包括第二基板、间隔片，微棱镜阵列设置在第二基板朝向光源一侧，间隔片设置在第一基板与第二基板之间。
有益效果：由于将微棱镜设置在投影微透镜阵列的后方，投影源相对于投影微透镜阵列都是轴上小视场入射，相差最小；此结构便于批量生产，并且加工精度高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为第一微透镜阵列模组的结构示意图；
图3为第二微透镜阵列模组的结构示意图；
图中：1-光源；2-准直镜；3-聚光微透镜阵列；4-第一基板；5-投影微透镜阵列；6-间隔片；7-第二基板；8-微棱镜阵列；9-投影源阵列；10-第一微透镜阵列模组；11-第二微透镜阵列模组。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
如图1所示，本实用新型的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，包括光源1和微透镜阵列模组，微透镜阵列模组包括一个或多个的第一微透镜阵列模组10以及零个、一个或多个的第二微透镜阵列模组11。本实施例中，第一微透镜阵列模组10为两个，第二微透镜阵列模组11为一个。
光源1采用LED光源。LED光源数量与微透镜阵列模组数量相同并且一一对应。在光源1与微透镜阵列模组之间设置准直镜2，用于减小光源1所发射光线的偏转角度。
如图2所示，第一微透镜阵列模组10包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列3、投影微透镜阵列5、微棱镜阵列8，聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列5之间设置投影源阵列9，聚光微透镜阵列3的每个子聚光微透镜、投影源阵列9的每个子投影图像、投影微透镜阵列5的每个子投影微透镜、微棱镜阵列8的每个子微棱镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜、子微棱镜共同组成第一子光学投影通道，第一子光学投影通道的子聚光微透镜的屈光度配置为使得经过该子聚光微透镜的光线只依次经过对应的子投影图像和子投影微透镜，经过子投影图像的光线再由子投影微透镜聚焦后，再经子微棱镜实现针对性的偏折，最终在成像位置形成子投影图像的像，各第一子光学投影通道的子投影图像的像可以相互重合，或者相互拼接在一起。
如图3所示，第二微透镜阵列模组11包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列3、投影微透镜阵列5，聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列5之间设置投影源阵列9，聚光微透镜阵列3的每个子聚光微透镜、投影源阵列9的每个子投影图像、投影微透镜阵列5的每个子投影微透镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜共同组成第二子光学投影通道，第二子光学投影通道的子聚光微透镜的屈光度配置为使得经过该子聚光微透镜的光线只依次经过对应的子投影图像和子投影微透镜，经过子投影图像的光线再由子投影微透镜聚焦后，最终在成像位置形成子投影图像的像，各第二子光学投影通道的子投影图像的像可以相互重合，或者相互拼接在一起。
并且，第一子光学投影通道和第二子光学投影通道的子投影图像的像也可以相互重合，或者相互拼接在一起，最终构成完整的投影图像。
本实用新型的微棱镜阵列可以设置为一层或多层，多层微棱镜阵列沿光线传播方向依次设置。本实施例中，微棱镜阵列8为两层，两层微棱镜阵列8采用不同材料制成，两层微棱镜阵列8之间通过粘接固定。不同的材料制成的微棱镜阵列8具有不同的折射率和阿贝数，这样可以便于消除棱镜色差。
相较于现有产品中，将微棱镜阵列8设置在聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列5之间的布置结构，本实用新型采用将微棱镜阵列8设置在投影微透镜阵列5的后方，投影源相对于投影微透镜阵列5都是轴上小视场入射，相差最小。
本实施例中，带有微棱镜阵列的微透镜阵列模组还包括第一基板4、第二基板7、间隔片6。投影源阵列9设置在第一基板4上，聚光微透镜阵列3设置在第一基板4朝向光源1一侧，投影微透镜阵列设5置在第一基板4背离光源1一侧。通过控制第一基板4厚度来限定聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列4的间距。微棱镜阵列设置8在第二基板7朝向光源1一侧，间隔片6间隔设置在第一基板4与第二基板7之间。通过控制间隔片6的厚度来限定微棱镜阵列8与投影微透镜阵列5的间距。
在生产工艺上，聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列5之间是一块完整的基板，便于控制聚光微透镜阵列3与投影微透镜阵列5的间距达到设计要求，微棱镜阵列8与投影微透镜阵列5的间距通过间隔片6控制，此结构容易批量生产，并且加工精度高。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组，其特征在于：所述微透镜阵列模组包括一个或多个的第一微透镜阵列模组以及零个、一个或多个的第二微透镜阵列模组；
所述第一微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影微透镜阵列、微棱镜阵列，聚光微透镜阵列与投影微透镜阵列之间设置投影源阵列，聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、投影源阵列的每个子投影图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜、微棱镜阵列的每个子微棱镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜、子微棱镜共同组成第一子光学投影通道；
所述第二微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的聚光微透镜阵列、投影微透镜阵列，聚光微透镜阵列与投影微透镜阵列之间设置投影源阵列，聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、投影源阵列的每个子投影图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜一一对应，相互对应的子聚光微透镜、子投影图像、子投影微透镜共同组成第二子光学投影通道。
2.根据权利要求1所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述微棱镜阵列为一层或多层，多层微棱镜阵列沿光线传播方向依次设置。
3.根据权利要求2所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述微棱镜阵列为两层，两层微棱镜阵列采用不同材料制成，两层微棱镜阵列之间通过粘接固定。
4.根据权利要求1至3项中任意一项所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述光源与微透镜阵列模组之间设置准直镜。
5.根据权利要求1至3项中任意一项所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述光源为LED光源。
6.根据权利要求1至3项中任意一项所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述微透镜阵列模组还包括第一基板，投影源阵列设置在第一基板上，聚光微透镜阵列设置在第一基板朝向光源一侧，投影微透镜阵列设置在第一基板背离光源一侧。
7.根据权利要求6所述的一种带棱镜的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述带有微棱镜阵列的微透镜阵列模组还包括第二基板、间隔片，微棱镜阵列设置在第二基板朝向光源一侧，间隔片设置在第一基板与第二基板之间。
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Family Applications (1)
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| CN202220959136.5U Active CN217425913U (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 带棱镜的微透镜阵列投影装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN217425913U (zh) |
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2022
- 2022-04-25 CN CN202220959136.5U patent/CN217425913U/zh active Active
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