一种多层微透镜结构的投影装置的制作方法

1.本实用新型涉及投影装置技术领域，具体是一种多层微透镜结构的投影装置。


背景技术：

2.在很多场景会使用到投影装置，特别是在汽车领域，也越来越得到广泛实用，例如，短距离的投影装置可以应用在汽车车门上，从而在车门开启时用来迎宾。目前，很多的投影装置形成的投影图案中的各个子图案往往会重叠在一起，以及需要人为大角度调整微透镜才可消除重叠影响，使用不便，给用户不好的体验度。
3.此外，很多的投影装置的投影尺寸比较受限(如0.5米*3.0米)，若需要呈现出大的投影图案则需要将多个投影装置拼接以达到图案的叠加，由于投影比较大的原因，这种叠加对于装置的加工和组装精度要求非常高，给设计和生产带来非常大的难度和成本的增加。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多层微透镜结构的投影装置，其能够解决现有投影装置投影重叠或者需要人为调整角度来消除重叠现象的问题。
5.实现本实用新型的目的的技术方案为：一种多层微透镜结构的投影装置，包括至少一个微透镜单元，微透镜单元按出光方向依次包括光源、准直镜、第一微透镜阵列、投影源、第一透明基材、第二微透镜阵列和第二透明基材，还包括微棱镜阵列，
6.第一微透镜阵列和投影源安装在第一透明基材的靠近光源的一侧，第二微透镜阵列安装在第一透明基材的另一侧，第二透明基材和第一透明基材平行间隔设置，微棱镜阵列位于第二微透镜阵列的出光方向的前方，
7.微棱镜阵列包括若干棱镜，所有棱镜中至少包括一组倾斜角度且朝向一致的棱镜组，棱镜组至少包括两个棱镜，不同倾斜角度及朝向的棱镜组投影形成相对应的子图案，也即每一组棱镜组产生相对应的子图案，各个子图案在投射面重叠或独立不重叠。
8.进一步地，微棱镜阵列安装在第二透明基材靠近第二微透镜阵列的一侧或者远离第二微透镜阵列的一侧。
9.进一步地，所述微棱镜阵列包括两组棱镜组，一组棱镜倾斜向下且朝向竖直向下，另一组棱镜倾斜向上且朝向向上。
10.进一步地，包括三个微透镜单元，三个微透镜单元按竖直方向依次层叠组装在一起，各个微透镜单元通过第一透明基材和第二透明基材层叠组装在一起，位于中间的微透镜单元不含棱镜，以使得该微透镜单元形成的投影图案以平行射入投射面而形成投影图案。
11.进一步地，相邻的两个微透镜单元之间安装有用于阻挡其他微透镜单元的光线射入当前微透镜单元的非透明材料，非透明材料安装在第一透明基材和第二透明基材上，且位于相邻的两个微透镜单元的两个第二微透镜阵列之间。
12.本实用新型的有益效果为：本实用新型将由多个棱镜构成的微棱镜阵列固定安装在第二微透镜阵列按出光方向的前方，不需要任何人为对相关部件宏观层面的角度偏转，即可实现较大的成像区域偏移，投影成像的区域明显扩大，为图案的拼接留有足够设计空间，从而可形成复杂更精美的投影图案，并且由于可以通过修改棱镜组的设计，使得子图案在投射面不重叠，使得独立控制子图案的光源亮灭以及颜色变得可行，这种独立控制的特性可以实现投影图案动态变化或让投影图案的不同部分得以显现不同的颜色，提高用户体验度。具体，可以依据透镜和棱镜的不同参数配置实现投影角度的调整，而透镜和棱镜的不同参数有生产工艺中用到的模具和设备确定，省去了在先技术中在产品装配阶段调整过程，大大提高了生产效率，降低了成本。
附图说明
13.图1为单个微透镜单元且微棱镜阵列朝向一致的结构示意图；
14.图2为单个微透镜单元且微棱镜阵列设有两组朝向的结构示意图；
15.图3为包含多个微透镜单元且微棱镜阵列设有多组朝向的结构示意图；
16.图中，1-光源、2-准直镜、3-第一微透镜阵列、4-投影源、5-第一透明基材、6-第二微透镜阵列、7-微棱镜阵列、8-第二透明基材、9
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非透明材料。
具体实施方式
17.下面结合附图及具体实施方案，对本实用新型做进一步描述：
18.如图1至图3所示，一种多层微透镜结构的投影装置，包括至少一个微透镜单元，各个微透镜单元按竖直方向顺序层叠组装在一起。微透镜单元按出光方向依次包括光源1、准直镜2、第一微透镜阵列3、投影源4、第一透明基材5、第二微透镜阵列6和第二透明基材8，还包括微棱镜阵列7。第一微透镜阵列3和投影源4安装在第一透明基材5的靠近光源1的一侧，第二微透镜阵列6安装在第一透明基材 5的另一侧。第二透明基材8和第一透明基材5平行间隔设置，微棱镜阵列7安装在第二透明基材8靠近第二微透镜阵列6的一侧或者远离第二微透镜阵列6的一侧。微棱镜阵列7包括若干棱镜，所有棱镜中至少包括一组倾斜角度且朝向一致的棱镜组，棱镜组至少包括两个棱镜。不同倾斜角度及朝向的棱镜组投影形成相对应的子图案，也即每一组棱镜组产生相对应的子图案，各个子图案在投射面重叠或独立不重叠。
19.参考图1，各个棱镜的倾斜角度及朝向均一致，因此，只有一组棱镜组，投影形成一个图案。
20.参考图2，所有棱镜划分为两组棱镜组，一组棱镜倾斜向下且朝向竖直向下，另一组棱镜倾斜向上且朝向向上。两组棱镜组分别投影形成图案1和图案2，图案1和图案2在投影面上不重叠(即有间隔) 而保持独立。
21.参考图3，相比于图1和图2，图3的棱镜均固定安装在第二透明基材8远离第二微透镜阵列6的一侧，而图1和图2中的棱镜是固定安装在靠近第二微透镜阵列6的一侧。其中，图3包括3个微透镜单元，3个微透镜单元按竖直方向依次层叠组装在一起，具体是通过第一透明基材5和第二透明基材8层叠组装在一起，中间的微透镜单元不含棱镜，以使得该微透镜单元形成的投影图案以平行射入投射面(例如地面、墙面或其他目标物体表面)而形成投影
图案。相邻的两个微透镜单元之间安装有用于阻挡其他微透镜单元的光线射入当前微透镜单元的非透明材料9，非透明材料9安装在第一透明基材5和第二透明基材8上，且位于相邻的两个微透镜单元的两个第二微透镜阵列6之间。
22.在实际使用时，也可以采用其他数量的微透镜单元，这些微透镜单元中一个或多个微透镜单元中可以不含棱镜，其他微透镜单元中含有棱镜，不含棱镜的微透镜单元直接以投影图案以平行射入投射面而形成投影图案，因此，可以根据实际需要选择哪些微透镜单元中不含棱镜。
23.微透镜单元的棱镜起到将第二微透镜阵列6的光线进行偏转的作用，从而使得每个光源1照射到投影源4的图案可以形成对应的图案，各个图案重叠或者非重叠在一起，各个图案最终形成整体的投影图案。
24.本实用新型将由多个棱镜构成的微棱镜阵列7固定安装在第二微透镜阵列6按出光方向的前方，不需要任何人为对相关部件宏观层面的角度偏转，即可实现较大的成像区域偏移，投影成像的区域明显扩大，为图案的拼接留有足够设计空间，从而可形成复杂更精美的投影图案，提高用户体验度。具体，可以依据透镜和棱镜的不同参数配置实现投影角度的调整，而透镜和棱镜的不同参数有生产工艺中用到的模具和设备确定，省去了在先技术中在产品装配阶段调整过程，大大提高了生产效率，降低了成本。
25.本实用新型可以很好地应用在轿车等汽车上，例如安装在车门槛底部、汽车底盘等位置上，用户在靠近车的过程中汽车自动解锁，此时装置在地面投影图案，子图案按照预定的顺序依次点亮，产生动态的迎宾投影图案效果。
26.本说明书所公开的实施例只是对本实用新型单方面特征的一个例证，本实用新型的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本实用新型的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。