基于LED阵列的微透镜阵列投影装置的制作方法

基于led阵列的微透镜阵列投影装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置。


背景技术：

2.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。
3.现有的微透镜阵列投影装置只能投影固定图案，图案只能是单色的。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型目的是提供一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，该投影装置采用led阵列作为光源，可以实现彩色图案以及跑马灯式变换图案。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
6.一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组，所述光源包括led阵列层和第一间隔层，所述led阵列层由同种颜色或不同颜色的多个子led构成，所述第一间隔层间隔设置于各子led之间，所述微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的第一微透镜阵列组、第二间隔层、第二微透镜阵列组，第一微透镜阵列组包括准直微透镜阵列，第二微透镜阵列组包括聚光微透镜阵列、图像阵列和投影微透镜阵列，准直微透镜阵列的每个子准直微透镜、聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、图像阵列的每个子图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜与led阵列层的每个子led一一对应，相互对应的子准直微透镜、子聚光微透镜、子图像和子投影微透镜共同组成与子led一一对应的子光学投影通道，每个子led发出的光线在第一间隔层和第二间隔层作用下只通过各自对应的子光学投影通道，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图像和子投影微透镜，经过子图像的光线再由子投影微透镜聚焦后，在成像位置形成子图像的像，所有子图像在成像位置的像组合成完整的待投影图案。
7.进一步的，所述准直微透镜阵列的每个子准直微透镜分为前准直微透镜和后准直微透镜。
8.进一步的，所述第一微透镜阵列组还包括第一间隔基板，第一间隔基板位于前准直微透镜和后准直微透镜之间。
9.进一步的，所述第二微透镜阵列组还包括第二间隔基板，第二间隔基板位于图像阵列和投影微透镜阵列之间。
10.进一步的，所述led阵列层和第一间隔层固结于封装基板。
11.有益效果：该投影装置的光源采用同种颜色或不同颜色的led阵列，通过控制不同子led的开关状态、发光亮度和时序，可以实现彩色图案以及跑马灯式变换图案。
附图说明
12.图1为本实用新型基于led阵列的微透镜阵列投影装置的结构示意图。
13.图中：1-封装基板；2-子led；3-第一间隔层；4-前准直微透镜；5-第一间隔基板；6-后准直微透镜；7-第二间隔层；8-子聚光微透镜；9-子图像；10-第二间隔基板；11-子投影微透镜。
具体实施方式：
14.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
15.如图1所示，本实用新型的一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组。
16.光源包括固结于封装基板1的led阵列层和第一间隔层3。led阵列层由同种颜色或不同颜色的多个子led2构成，第一间隔层3间隔设置于各子led2之间。子led2连接led控制电路，通过led控制电路，可以统一控制所有子led2的开关，也可以分别控制每个子led2的开关。
17.微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的第一微透镜阵列组、第二间隔层7、第二微透镜阵列组。第一微透镜阵列组包括准直微透镜阵列，第二微透镜阵列组包括聚光微透镜阵列、图像阵列和投影微透镜阵列，准直微透镜阵列的每个子准直微透镜、聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜8、图像阵列的每个子图像9、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜11与led阵列层的每个子led2一一对应，相互对应的子准直微透镜、子聚光微透镜8、子图像9和子投影微透镜11共同组成与子led一一对应的子光学投影通道，每个子led2发出的光线在第一间隔层3和第二间隔层7作用下只通过各自对应的子光学投影通道。
18.通过子准直微透镜准直其所在子光学投影通道内部光线，本实施例中，准直微透镜阵列的每个子准直微透镜分为前准直微透镜4和后准直微透镜6，前准直微透镜4用于减小子光学投影通道内部光线的偏转角度，后准直微透镜6用于在前准直微透镜4的作用基础上进一步减小光线的偏转角度。第一微透镜阵列组还包括第一间隔基板5，第一间隔基板5位于前准直微透镜4和后准直微透镜6之间，通过第一间隔基板5使前准直径微透镜4和后准直微透镜6保持设计距离。
19.子聚光微透镜8的屈光度配置为使得经过该子聚光微透镜8的光线只依次经过对应的子图像9和子投影微透镜11，经过子图像9的光线再由子投影微透镜11聚焦后，在成像位置形成子图像的像，所有子图像在成像位置的像组合成完整的待投影图案。第二微透镜阵列组还包括第二间隔基板10。第二间隔基板10位于图像阵列和投影微透镜阵列之间，通过第二间隔基板10使各子图像9和子投影微透镜11保持设计距离。
20.该投影装置工作时，led阵列层若采用相同颜色的子led构成，通过控制不同子led的开关状态、发光亮度和时序，可以实现跑马灯式变换图案。led阵列层若采用不同颜色的子led构成，如蓝色led和黄色led，分别调节蓝色子led和黄色子led的发光强度，配置子蓝色led和子黄色led照到同一个位置，就可以实现不同颜色图案局部，多个这样的不同颜色的局部图案，组成完整的彩色图案。
21.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。


技术特征：
1.一种基于led阵列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：所述光源包括led阵列层和第一间隔层，所述led阵列层由同种颜色或不同颜色的多个子led构成，所述第一间隔层间隔设置于各子led之间，所述微透镜阵列模组包括沿光线传播方向依次设置的第一微透镜阵列组、第二间隔层、第二微透镜阵列组，第一微透镜阵列组包括准直微透镜阵列，第二微透镜阵列组包括聚光微透镜阵列、图像阵列和投影微透镜阵列，准直微透镜阵列的每个子准直微透镜、聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、图像阵列的每个子图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜与led阵列层的每个子led一一对应，相互对应的子准直微透镜、子聚光微透镜、子图像和子投影微透镜共同组成与子led一一对应的子光学投影通道，每个子led发出的光线在第一间隔层和第二间隔层作用下只通过各自对应的子光学投影通道，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图像和子投影微透镜，经过子图像的光线再由子投影微透镜聚焦后，在成像位置形成子图像的像，所有子图像在成像位置的像组合成完整的待投影图案。2.根据权利要求1所述的一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述准直微透镜阵列的每个子准直微透镜分为前准直微透镜和后准直微透镜。3.根据权利要求2所述的一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述第一微透镜阵列组还包括第一间隔基板，第一间隔基板位于前准直微透镜和后准直微透镜之间。4.根据权利要求1所述的一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述第二微透镜阵列组还包括第二间隔基板，第二间隔基板位于图像阵列和投影微透镜阵列之间。5.根据权利要求1所述的一种基于led阵列的微透镜阵列投影装置，其特征在于：所述led阵列层和第一间隔层固结于封装基板。

技术总结
本实用新型公开了一种基于LED阵列的微透镜阵列投影装置，包括光源和微透镜阵列模组，光源包括由多个子LED构成的LED阵列层，各子LED之间设置第一间隔层，微透镜阵列模组包括第一微透镜阵列组、第二间隔层、第二微透镜阵列组，第一微透镜阵列组包括准直微透镜阵列，第二微透镜阵列组包括聚光微透镜阵列、图像阵列和投影微透镜阵列，准直微透镜阵列的每个子准直微透镜、聚光微透镜阵列的每个子聚光微透镜、图像阵列的每个子图像、投影微透镜阵列的每个子投影微透镜与LED阵列层的每个子LED一一对应共同子光学投影通道，每个子LED发出的光线只通过各自对应的子光学投影通道，该投影装置可以实现彩色图案以及跑马灯式变换图案。装置可以实现彩色图案以及跑马灯式变换图案。装置可以实现彩色图案以及跑马灯式变换图案。


技术研发人员：沈宝良 申建雷 黄伟 李凡月
受保护的技术使用者：拾斛科技（南京）有限公司
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2022/2/7