[發明專利]一種圖案投影燈光學模組結構

有效

• 申請號: 201711032895.7
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN108089394B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 郎歡標
• 申請（專利權）人: 東莞市長資實業有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/30
• 代理公司: 北京旭路知識產權代理有限公司 11567
• 代理人: 劉成春

本發明實施例涉及一種用于汽車照明的圖案投影燈光學模組結構，特別涉及一種多通道光學投影模組，其用于汽車門迎賓燈，用來投影具有特殊造型的藝術圖案，或者營造歡迎氣氛的結構光圖案。該圖案投影燈光學模組的特征為：其為一種采用復眼透鏡(透鏡陣列)的多通道光學投影模組，其包括大數值孔徑的自由曲面準直系統、前端復眼透鏡、圖案膠片、后端復眼透鏡。所述的多通道光學模組，其至少由兩個以上的光學通道組成，其每一個光學通道投射出完全相同的圖案，在遠處疊加后形成清晰的、單一的圖案。

技術領域

本發明實施例涉及光學成像技術領域，具體涉及一種圖案投影燈光學模組結構。

背景技術

本部分向讀者介紹可能與本發明的各個方面相關的背景技術，相信能夠向讀者提供有用的背景信息，從而有助于讀者更好地理解本發明的各個方面。因此，可以理解，本部分的說明是用于上述目的，而并非構成對現有技術的承認。

傳統的復眼透鏡主要用于照明系統，其包括：用于投影機的光引擎系統的均勻照明，其通過一片或兩片復眼透鏡均勻照明DLP(數碼光輸處理器)，LCOS(硅基板液晶顯示器)等微型顯示器，再通過后端的投影鏡頭投射出來；用于生物檢測顯微系統的均勻照明，譬如均勻照明生物切片、細胞結構、血液等；用于激光系統的均勻照明，譬如激光焊接熱處理等；紫外光刻系統的均勻照明；以及其它復雜和均勻度要求苛刻的照明系統中。目前由于圖案投影需求的興起，復眼透鏡在復雜圖案的投影方面也開始獲得越來越廣泛的應用。

現有技術提出了一種采用復眼透鏡投影的多通道光學模組方案，其結構如圖1所示，由光源91和規則排列的多組光學通道組成，其每一組光學通道由前端一個小透鏡92、膠片的一個小圖案93、以及后端一個小透鏡94組成，其在遠處95的位置投射出膠片上的同一個圖案。多組通道的投影像疊加后形成清晰、單一的圖案?，F有技術的多通道光學模組，其具有明顯的缺點：

首先，照明光源91為非準直光，而是一個面光源。其入射到前端復眼透鏡92的光線是具有較大發散角的發散光線，其通過兩組復眼透鏡92和94之后，每個小通道出來的投影方向都不一樣，而且會產生很多雜光，其需要將后端復眼透鏡94的每個小透鏡往中心軸方向進行一定程度的錯位(即后端復眼透鏡94的每個小透鏡都靠得比較近，相鄰兩個小透鏡之間的間隔，比前端復眼透鏡92的相鄰兩個小透鏡之間的間隔較小)才能在遠處某一個位置獲得相對清楚的單一投影圖像。其前后兩組復眼透鏡92和94中每個小透鏡以及每個小圖案單元的對準過程非常困難，需要一一調試，對準稍有誤差，遠處的像就會產生重影，變得模糊。

其次，由于其照明光源91為非準直光，其發散角很大，超過了前端復眼透鏡中每個小透鏡的數值孔徑角。光源上的同一點發出的光線，除了入射到復眼透鏡92的數值孔徑之內用于通道投影的有用光線之外，其它發散角大于復眼透鏡數值孔徑之外的光線，就會入射到相鄰的小透鏡單元，形成串擾，產生多層重影，最后投射出來的雜光會變成一片背景光，嚴重影響投影圖案的對比度。

發明內容

要解決的技術問題是如何實現多通道光學投影。

針對現有技術中的缺陷，本發明實施例提供一種多通道光學投影模組，可以多通道光學投影。

第一方面，本發明實施例提供了一種多通道光學投影模組，包括：

光源、準直系統和依序設置在所述準直系統出光方向上的前端復眼透鏡、圖案膠片、后端復眼透鏡；

所述多通道光學模組，其至少包括兩個光學通道，每一個光學通道投射出完全相同的圖案，在遠處疊加后形成清晰的、單一的圖案；

所述光學通道，包括依序設置的：第一透鏡單元、圖案單元、第二透鏡單元，所述的第一透鏡單元、圖案單元、所述第二透鏡單元相互對心、一一對應；

第一透鏡單元將平行光聚焦于第二透鏡單元的曲面頂點附近位置；所述圖案單元位于所述第二透鏡單元的前焦點附近，所述第二透鏡單元以相對應的圖案單元為物點，將其投射到遠處。