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投影系统及其制造方法、投影方法

文献发布时间:2023-06-19 18:53:06


投影系统及其制造方法、投影方法

技术领域

本申请涉及光学设备领域,更具体的,涉及一种投影系统及其制造方法、投影方法。

背景技术

在汽车上越来越普遍地设置有投影系统,例如各种迎宾灯、刹车投影提示灯、转向投影提示灯等。在汽车上设置这些投影灯可以给其他的交通参与者提示信息,进而提高交通环境的安全性。

现有一些投影系统采用了不同的技术方案,例如单镜头静态投影灯、采用数字光处理(DLP)技术的投影系统等。单镜头静态投影灯成本低、技术成熟,但是体积较大,进而占用的安装空间大;而且单镜头静态投影灯不能实现动态投影。DLP投影系统包括数字微镜器件,进而可通过数字微镜器件的动作实现动态投影。但是数字微镜器件的光机系统复杂、价格昂贵且体积也较大。

发明内容

本申请的实施例提供了一种投影系统,该投影系统包括:至少两个照明模块,每个所述照明模块单独地受控而发光或关闭;至少两个图像生成阵列,设置于所述至少两个照明模块的出光侧,所述图像生成阵列与所述照明模块一一对应,并包括多个用于使通过的光携带图像信息的子投影区域;以及至少两个微透镜阵列,设置于所述至少两个图像生成阵列的出光侧,所述微透镜阵列与所述图像生成阵列一一对应,并包括与所述子投影区域一一对应的多个微透镜,所述多个微透镜用于将多束携带所述图像信息的光在投影面上重叠。

在一个实施方式中,所述至少两个图像生成阵列用于使通过的光携带不同的组合图像信息;所述至少两个微透镜阵列被配置为将通过所述至少两个图像生成阵列的光在所述投影面拼接,使至少两份所述组合图像信息结合;以及所述至少两个照明模块被配置为交替闪烁或同时闪烁。

在一个实施方式中,至少两个微透镜阵列所投射的光在所述投影面上至少部分地重叠。

在一个实施方式中,至少一个微透镜阵列所投射的光携带的组合图像信息与其他所述微透镜阵列所投射的光携带的组合图像信息不同。

在一个实施方式中,通过所述图像生成阵列的光所携带的组合图像信息包括:图形信息和亮度信息。

在一个实施方式中,所述图像生成阵列的数量是n,且所述投影系统用于投射n种组合图像信息,其中n是大于或等于2的整数,其中每种所述组合图像信息中包括至少一个图形信息、且所述至少一个图形信息中包括一个特征图形信息;前a个所述图像生成阵列包括至少x个第a种特征图形信息,且前a-1个所述图像生成阵列包括少于 x个第a种特征图形信息,其中a是小于或等于n的正整数,x是大于或等于1的整数。

在一个实施方式中,所述投影系统用于投射依次设置的四种图形信息,并包括至少四个所述图像生成阵列、至少四个所述照明模块以及至少四个所述微透镜阵列,其中,所述图像生成阵列中的子投影区域的数量大于或等于九;第一图像生成阵列用于提供八个第一种图形信息、三个第二种图形信息、两个第三种图形信息以及一个第四种图形信息;第二图像生成阵列用于提供一个第一种图形信息、八个第二种图形信息、两个第三种图形信息以及一个第四种图形信息;第三图像生成阵列用于提供一个第一种图形信息、两个第二种图形信息、六个第三种图形信息以及一个第四种图形信息;以及第四图像生成阵列用于提供两个第一种图形信息、两个第二种图形信息、两个第三种图形信息以及六个第四种图形信息。

在一个实施方式中,多个子投影区域被设置为使所述多个微透镜在所述投影面上投射的图案具有均匀的亮度。

在一个实施方式中,投影系统还包括用于控制所述至少两个照明模块的控制单元。

在一个实施方式中,照明模块包括:光源和位于所述光源的出光侧的收光元件。

第二方面,本申请的实施例提供了一种制造投影系统的方法,该方法包括:设置至少两个单独地受控而发光或关闭的照明模块;在所述至少两个照明模块的出光侧设置与所述照明模块一一对应的至少两个图像生成阵列,其中,所述图像生成阵列包括多个用于使通过的光携带图像信息的子投影区域;以及在所述至少两个图像生成阵列的出光侧设置与所述图像生成阵列一一对应的至少两个微透镜阵列,其中,所述微透镜阵列包括与所述子投影区域一一对应的多个微透镜,所述多个微透镜用于将多束携带所述图像信息的光在投影面上重叠。

在一个实施方式中,所述投影系统用于投射n种图形信息,其中 n是大于或等于2的整数;所述方法还包括:形成n个图像生成阵列,其中,前a个所述图像生成阵列包括至少x个第a种图形信息,且前 a-1个所述图像生成阵列包括少于x个第a种图形信息,其中a是小于或等于n的正整数,x是大于或等于1的整数。

在一个实施方式中,方法还包括:设置用于控制所述至少两个照明模块的控制单元。

在一个实施方式中,设置所述照明模块的步骤包括:设置光源;以及在所述光源的出光侧设置收光元件。

本申请还提供一种使用前述投影系统的投影方法,该方法包括:控制前述的至少两个照明模块以实现渐变、切换、流水或闪现形式的动态投影。

本申请的实施例提供的投影系统体积较小,能够实现动态投影,而且结构比较简单进而易于制造、组装,进一步地降低了生产耗费。可以设计不同的图像生成阵列,以使本申请提供的投影系统适用于不同的投影需求,还可通过配置控制单元而实现不同的动态效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1是根据本申请实施方式一的投影系统的示意性结构图;

图2是根据本申请实施方式一的投影系统的示意性光路图;

图3是根据本申请实施方式一的图像生成元件的示意图;

图4A至图4G是根据本申请实施方式一的投影系统在投影面投射的不同图案;

图5是根据本申请实施方式二的图像生成元件的局部示意图;

图6是根据本申请实施方式三的图像生成元件的示意图;

图7A至图7G是根据本申请实施方式三的投影系统在投影面投射的不同图案;

图8是根据本申请实施方式四的投影系统的示意性结构图;

图9是根据本申请实施方式四的图像生成元件的示意图;

图10A至图10C是根据本申请实施方式四的投影系统在投影面投射的不同图案;

图11是根据本申请实施方式五四的投影系统的示意性结构图;

图12是根据本申请实施方式五的图像生成元件的示意图;

图13A至图13E是根据本申请实施方式五的投影系统在投影面投射的不同图案;以及

图14是根据本申请实施方式的用于制造投影系统的方法的流程框图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请,将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解,这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一照明模块也可被称作第二照明模块。反之亦然。

在附图中,为了便于说明,已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如,微透镜阵列的厚度和尺寸并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的,用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语,而不用作表程度的用语,并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本申请的实施方式时,使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定,否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,除非本申请中有明确的说明,否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外,除非明确限定或与上下文相矛盾,否则本申请所记载的方法中包含的具体步骤不必限于所记载的顺序,而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参考图1,本申请实施方式提供的投影系统包括:照明单元1、图像元件2和投射元件3。图像元件2和投射元件3依次设置在照明单元1的出光侧。

照明单元1可包括至少两个照明模块11~14,这些照明模块11~14 可以并列设置,也可被布置成例如扇形。每个照明模块11~14可以单独地受控而发光,也可以单独地受控而关闭。参考图2,其中示出的是照明模块11~14同时发光的示意光路,照明模块11~14可发出光束。示例性地,照明模块11~14包括:光源和收光元件。例如,第一照明模块11包括第一光源111和第一收光元件112。

参考图3,图像元件2可以是一体式的元件,其包括至少两个图像生成阵列21~24。示例性地,每个图像生成阵列21~24可被对应的一个照明模块11~14发出的光束照射,每个照明模块11~14也照射对应的一个图像生成阵列21~24。示例性地,图像元件2可以是拼接形成的元件,而图像元件2被一个照明模块11~14发射的光束覆盖的部分视为一个图像生成阵列21~24。图像元件2可以是例如菲林片。

每个图像生成阵列21~24包括多个子投影区域,每个子投影区域用于使通过其的光携带图像信息。进而通过每个图像生成阵列21~24 的光可携带有组合图像信息。

投射元件3可以是一体式的元件,其包括至少两个微透镜阵列31。具体地,投射元件3被一个图像生成阵列21~24所透过的光照射到的部分可包括一个微透镜阵列31。每个微透镜阵列31包括多个微透镜。微透镜的入光面和出光面都可设置为具有曲率的曲面;也可将出光面或入光面之一设置为平面。具体地,第一微透镜阵列31的微透镜与第一图像生成阵列21的子投影区域对应,经过一个子投影区域的携带图像信息的光被对应的一个微透镜投射向投影面。

示例性地,微透镜可以密布设置,例如矩形地密布或者六边形密布。一个微透镜阵列的微透镜数量可多于对应的图像生成阵列中子投影区域的数量,以保证在更换图像元件2时不必更换投射元件3。示例性地,每个图像生成阵列的子投影区域的数量不少于对应的微透镜阵列的微透镜数量的一半。如此设置可以比较充分地利用照明模块11~14发出的光,最终的投影亮度较高,且动态投影时渐变过程比较平滑、自然。

参考图2,基于每一个微透镜所划分出的光通道,照明模块11~14 所发出的光中可包括对应该光通道的子光束S1。该子光束S1通过图像元件2的一个子投影区域后携带有该子投影区域提供过的图像信息,进而该携带图像信息的子光束S1通过一个微透镜后而被投射向投影面。一个微透镜阵列31包括的多个微透镜所投射的光可在投影面上重叠。

示例性地,多个微透镜阵列31所投射的光可在透镜面上按预设位置排布、部分重叠或全部重叠。

在示例性实施方式中,图像生成阵列21~24的多个子投影区域包括至少一个与其他子投影区域的形状不同的子投影区域,使得多束携带图像信息的光之间重叠的部分和次数不同。每个子投影区域可分为阻挡部和通光部,继而其所提供的图像信息可包括图形信息。而多个携带图像信息的子光束重叠之后,不同图像位置的亮度可以不同。示例性地,通过图像生成阵列21~24的光所携带的组合图像信息包括:图形信息和亮度信息。示例性地,图像生成阵列21~24还可用于使通过其的光携带颜色信息。

在另一些实施方式中,多个子投影区域可被设置为使多个微透镜在投影面上投射的图案具有均匀的亮度。示例性地,照明模块11~14 的亮度可以受控地调整,此外被重叠地投射的子光束的数量也可调整。进而亮度均匀的图案也可整体较亮或整体较暗。示例性地,至少一个图像生成阵列的子投影区域的数量与其他图像生成阵列的子投影区域的数量不同。

在示例性地实施方式中,至少一个微透镜阵列所投射的光携带的组合图像信息与其他微透镜阵列所投射的光携带的组合图像信息不同。

在示例性地实施方式中,投影系统还包括用于控制这些照明模块 11~14的控制单元(未示出)。控制单元可以控制每个照明模块11~14 是否发光甚至控制发光强度,还可以时序控制这些照明模块11~14的发光顺序。该控制单元可执行例如依次发光、同时发光、交替发光等各种程序。

本申请实施方式提供的投影系统在制造时可设置出图像元件2的具体结构,以确定图像元件2能够提供给光的图案。当然也可设置多个图像元件2来替换使用。进而一个照明模块11~14、一个图像生成阵列21~24与一个微透镜阵列31可形成一个投射单元。这些投射单元可分别投射出图案,也可受到时序控制而使投影系统实现闪烁、流光等动态效果。

本申请实施方式提供的投影系统通过设置包括微透镜的投射元件降低了在光传输方向上的长度。通过使每个照明模块对应多个子投影区域以及多个微透镜,使照明模块的结构以及控制单元的结构更简单。该投影系统组装较方便、体积较小且比较耐用,可灵活地实现多种动态投影,适用于汽车等许多需求投影的工作环境。

以下结合附图3至13E详述本申请提供的几个实施方式。

参考图1至图3,本实施方式的投影系统可包括四个照明模块 11~14、具有四个图像生成阵列21~24的图像元件2以及具有四个微透镜阵列31的投射元件3。

一个照明模块11~14、一个图像生成阵列21~24与一个微透镜阵列31可形成一个投射单元。本实施方式的投射单元并列设置,其实投射单元的设置顺序可以调整,还可以阵列设置。

示例性地,第一照明模块11包括第一光源111和第一收光元件 112。第一收光元件112可以是准直透镜。第一光源111发出的光经过准直透镜后可以形成大致平行的光束。

参考图3,第一图像生成阵列21至第四图像生成阵列24并列设置。每个图像生成阵列包括九个子投影区域,不过其中可以只有部分投影区域用于提供图形信息,而另一部分被配置为完全遮挡住光。示例性地,第一图像生成阵列21可包括八个子投影区域211~213,第二图像生成阵列22可包括六个子投影区域,第三图像生成阵列23可包括两个子投影区域,第四图像生成阵列24可包括六个子投影区域。

通过第一图像生成阵列21中八个子投影区域的八个子光束携带有图像信息。这八个子光束在被对应的可包括八个微透镜的微透镜阵列31投射后重叠,具体地,每个子光束所具有的图像信息可以是投射后的图案的组合图像信息的一部分。对于同一种图形信息而言,堆叠的次数即该种图形信息的亮度信息。组合图像信息中包括至少一个图形信息,通常重叠次数最多的图形信息作为特征图形信息。

进一步地,第一图像生成阵列21用于提供八个第一种图形信息“A”、三个第二种图形信息“B”、两个第三种图形信息“C”以及一个第四种图形信息“D”,其中第一图形信息“A”就是第一图像生成阵列21所提供的组合图像信息中的特征图形信息。这些图形信息被随机地设置在第一图像生成阵列21的九个子投影区域中。例如第一图像生成阵列21左下角的子投影区域可不用于提供图形信息,即可以遮挡照射其上的光。示例性地,第一子投影区域211可用于向通过其的光提供第一种图形信息“A”、第二种图形信息“B”以及第三种图形信息“C”。第二子投影区域212可提供全部四种图形信息“ABCD”。第三子投影区域213可向通过其的光提供第一种图形信息“A”和第二种图形信息“B”。

进一步地,第二图像生成阵列22用于提供一个第一种图形信息“A”、八个第二种图形信息“B”、两个第三种图形信息“C”以及一个第四种图形信息“D”。第三图像生成阵列23用于提供一个第一种图形信息“A”、两个第二种图形信息“B”、六个第三种图形信息“C”以及一个第四种图形信息“D”。第四图像生成阵列24用于提供两个第一种图形信息“A”、两个第二种图形信息“B”、两个第三种图形信息“C”以及六个第四种图形信息“D”。

图形信息在图像生成阵列中的排布可以随机设置。具体地,可满足下述的关系:图像生成阵列的数量是n,且投影系统用于投射n种图形信息,其中n是大于或等于2的整数;n个图像生成阵列中,前a 个图像生成阵列包括x个第a种特征图形信息,且前a-1个图像生成阵列包括少于x个第a种特征图形信息,其中,其中a是小于或等于 n的正整数,x是大于或等于1的整数。示例性地,当打开第a个光源模块使光通过第a个图像生成阵列时,投影系统投射出的第a种组合图像中包含有至少一个第a种特征图形信息。

示例性地,图像生成阵列中的子投影区域的数量是m,其中m是大于或等于2的整数。前a个图像生成阵列可包括至少m-1个第a种图形信息,且前a-1个图像生成阵列可包括少于m-1个第a种图形信息,其中a是小于或等于n的正整数。特征图形信息的排列顺序是根据控制方法而定的时序,不一定是按照多个图像生成阵列的空间顺序。

参考图4A,其中示出了仅第一照明模块11发光时投影面上的投影图案。该投影图案体现了第一图像生成阵列21所提供的组合图像信息,其中包括“ABCD”四个图形,且亮度由左向右依次变暗。进一步地,第一图像生成阵列21的九个子投影区域的八个提供了该组合图像信息的一部分信息,八束携带图像信息的光之间重叠的部分和次数不同。每个子投影区域都提供了最左侧的图形信息“A”,即携带图像信息的子光束在最左侧的位置重叠了八次。同时,三个子投影区域提供了左起第二个图形“B”,两个子投影区域提供了左起第三个图形“C”,只有一个子投影区域所提供的图像信息包括右起第一个图形的图形信息“D”。右起第一个图形是该组合图像信息中亮度信息最低的一个。

本实施方式的投影系统还可包括控制单元(未示出),用于控制照明模块11~14是否发光。具体地,图4B示出了第一照明模块11和第二照明模块12同时发光时的投影图案,图4C示出了第一照明模块11、第二照明模块12和第三照明模块13同时发光时的投影图案,图4D 示出了全部照明模块11~14同时发光时的投影图案,图4E示出了第二照明模块12、第三照明模块13和第四照明模块14同时发光而第一照明模块11关闭后不发光时的投影图案,图4F示出了第三照明模块 13和第四照明模块14同时发光时的投影图案,图4G示出了第四照明模块14发光时的投影图案。

各照明模块11~14的投影重叠。示例性地,当不设置图像元件2 时,在投影面上可形成子光束堆叠而成的亮斑。示例性地,实施方式一的图像元件2可以替换为提供其他的图像信息。

控制单元可被配置为执行程序,使实施方式一的投影系统按图4A 至图4G的顺序投影,并可循环执行。该投影系统可以投射出具有流光动态效果的图案。四个图形具有亮度从左向右运动的动态视觉。

本实施方式提供的投影系统可基于实施方式一提供的投影系统。具体地参考图5,其中示出了本实施方式的投影系统的第一图像生成阵列21。

本实施方式中,第一图像生成阵列21与实施方式一的不同。具体地,各图形信息“A、B、C、D”在九个子投影区域中的分布方式不同。但实施方式一和实施方式二的投影系统可用于实现相同的投影效果。

进一步地,本申请提供的投影系统中可包括四个图像生成阵列且总图像信息可分为四个图形信息。第一图像生成阵列中第一图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三;第二图像生成阵列中第二图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三;第三图像生成阵列中第三图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三;第四图像生成阵列中第四图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三。

四个图像生成阵列的设置位置可以变化,只需在设置对应的照明模块时调整照明模块的工作时序即可实现期望的投影效果。

参考图6,其中示出了本实施方式的投影系统的图像元件2。本实施方式的投影系统中,四个照明模块和具有四个微透镜阵列的投射元件可以与实施方式一的相同

参考图6,第一图像生成阵列21至第四图像生成阵列24并列设置。第一图像生成阵列21可包括九个子投影区域211/212,第二图像生成阵列22可包括六个子投影区域,第三图像生成阵列23可包括五个子投影区域,第四图像生成阵列24可包括六个子投影区域。

通过第一图像生成阵列21中九个子投影区域的九个子光束携带有图像信息。这九个子光束在被对应的可包括九个微透镜的微透镜阵列31投射后重叠,具体地,每个子光束所具有的图像信息可以是投射后的图案的组合图像信息的一部分。示例性地,第一图像生成阵列21 所提供的组合图像信息中,最后一对折线图形是特征图形信息。该特征图形信息在第一图像生成阵列21中重叠了最多的次数。

参考图7A,其中示出了仅第一照明模块11发光时投影面上的投影图案。该投影图案体现了第一图像生成阵列21所提供的组合图像信息,其中包括四对折线图形,且亮度由左向右依次变暗。进一步地,第一图像生成阵列21的九个子投影区域分别提供了该组合图像信息的一部分信息,九束携带图像信息的光之间重叠的部分和次数不同。每个子投影区域都提供了最左侧的一对折线图形,即携带图像信息的子光束在最左侧的位置重叠了九次。同时,六个子投影区域提供了左起第二对折线图形,三个子投影区域提供了左起第三对折线图形,只有一个子投影区域所提供的图像信息包括右起第一对折线图形的图形信息。右起第一对折线图形是这些折线图形中亮度信息最低的一对。

进一步地,本申请提供的投影系统中可包括四个图像生成阵列且总图像信息可分为四个图形信息。第一图像生成阵列中第一图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三;第二图像生成阵列中第二图形信息的个数大于五,而其他图形信息的个数分别小于三;第三图像生成阵列中第三图形信息的个数大于四,而其他图形信息的个数分别小于三;第四图像生成阵列中第四图形信息的个数大于四,而其他图形信息的个数分别小于三。

本实施方式的投影系统还可包括控制单元(未示出),用于控制照明模块11~14是否发光。具体地,图7B示出了第一照明模块11和第二照明模块12同时发光时的投影图案,图7C示出了第一照明模块11、第二照明模块12和第三照明模块13同时发光时的投影图案,图7D 示出了全部照明模块11~14同时发光时的投影图案,图7E示出了第二照明模块12、第三照明模块13和第四照明模块14同时发光而第一照明模块11关闭后不发光时的投影图案,图7F示出了第三照明模块13和第四照明模块14同时发光时的投影图案,图7G示出了第四照明模块14发光时的投影图案。

各照明模块11~14的投影重叠。示例性地,当不设置图像元件2 时,在投影面上可形成子光束堆叠而成的亮斑。示例性地,实施方式一的图像元件2可以替换为提供其他的图像信息。本实施方式中,第三图像生成阵列13提供的组合图像信息可以是最终投影图案的一部分图形。

控制单元可被配置为执行程序,使实施方式一的投影系统按图7A 至图7G的顺序投影,并可循环执行。该投影系统可以投射出具有流光动态效果的图案。八个折线图形中最亮的图形具有从左向右运动的动态视觉。

参考图8至图9,本实施方式的投影系统可包括两个照明模块 11~12、具有两个图像生成阵列21~22的图像元件2以及具有两个微透镜阵列31的投射元件3。一个照明模块11~12、一个图像生成阵列 21~22与一个微透镜阵列31可形成一个投射单元。本实施方式的投射单元可并列设置。

参考图9,第一图像生成阵列21可包括九个子投影区域211,第二图像生成阵列22可包括九个子投影区域。通过第一图像生成阵列 21中九个子投影区域211的九个子光束携带有图像信息。这九个子光束在被对应的可包括九个微透镜的微透镜阵列31投射后重叠,具体地,每个子光束所具有的图像信息可以是投射后的图案的组合图像信息的一部分。

参考图10A,其中示出了仅第一照明模块11发光时投影面上的投影图案。该投影图案体现了第一图像生成阵列21所提供的组合图像信息,其中包括感叹号图形,且该图形的亮度均匀。参考图10B,其中示出了仅第二照明模块12发光时投影面上的投影图案。该投影图案体现了第二图像生成阵列22所提供的组合图像信息,其中包括三角形图形,且该图形的亮度均匀。

参考图10C,其中示出了第一照明模块11和第二照明模块12同时发光时投影面上的投影图案。

本实施方式的投影系统还可包括控制单元(未示出),用于控制不同的照明模块是否发光,由于不同的图像生成阵列可提供不同的图形信息,进而本实施方式的投影系统可以实现例如切换、闪烁等动态效果。

参考图11至图12,本实施方式的投影系统可包括三个照明模块 11~13、具有三个图像生成阵列21~23的图像元件2以及具有三个微透镜阵列31的投射元件3。一个照明模块11~13、一个图像生成阵列 21~23与一个微透镜阵列31可形成一个投射单元。本实施方式的投射单元可并列设置。

参考图12,第一图像生成阵列21可包括九个子投影区域211,第二图像生成阵列22和第三图像生成阵列23也可包括九个子投影区域。通过第一图像生成阵列21中九个子投影区域211/212的九个子光束携带有图像信息。这九个子光束在被对应的可包括九个微透镜的微透镜阵列31投射后重叠,具体地,每个子光束所具有的图像信息可以是投射后的图案的组合图像信息的一部分。例如第一图像生成阵列21的八个子投影区域仅包括箭头图形的尾部的一部分图形信息。使得组合图像信息中箭头图形的尾部得到多层次地叠加,当各照明模块的发光强度相同时,该组合图像信息中的亮度信息相当于图形信息的叠加次数。可以利用不同的图形信息的分布方式实现相同的亮度信息。

在本实施方式中,箭头图形可被认为分成了至少14个图形信息,其中尾部分为9个,转弯部为一个,头部分为至少5个。示例性地,第一图像生成阵列21的第一子投影区域211包括以尾端为起点的前3 个图形信息,第一图像生成阵列21的第二子投影区域212包括以尾端为起点的第1个图形信息。第三图像生成阵列23的第一子投影区域 231包括最后5个图形信息,第三图像生成阵列23的第二子投影区域 232也包括最后5个图形信息,第三图像生成阵列23的第三子投影区域233包括倒数第3个至倒数第5个图形信息,第三图像生成阵列23 的第四子投影区域234包括倒数第4个图形信息和倒数第5个图形信息。

参考图13A,其中示出了仅第一照明模块11发光时投影面上的投影图案。该投影图案体现了第一图像生成阵列21所提供的组合图像信息,其中包括箭头图形,且该箭头图形的尾部较亮、头部较暗。具体地是由于第一图像生成阵列21中以箭头图形的尾端为起点的第一个图形信息堆叠次数较多,并且延箭头图形的延伸方向,其后的图形信息堆叠次数依次减少。

本实施方式的投影系统还可包括控制单元(未示出),用于控制照明模块11~13是否发光。具体地,图13B示出了第一照明模块11和第二照明模块12同时发光时的投影图案,图13C示出了第一照明模块11、第二照明模块12和第三照明模块13同时发光时的投影图案。图13D示出了第二照明模块12和第三照明模块13同时发光而第一照明模块11关闭后不发光时的投影图案,图13E示出了第三照明模块 13发光时的投影图案,该箭头图形的尾部较暗而头部较亮。

本实施方式中,第一图像生成阵列21的特征图形信息是以箭头图形的尾端为起点的第一个图形信息;第二图像生成阵列22的特征图形信息是转弯部图形信息;第三图像生成阵列23的特征图形信息是倒数第三个图形信息。

具体地,第一图像生成阵列21中第一个图形信息至少重叠了8次;在前两个图像生成阵列21~22中,转弯部图形信息至少重叠了8次,且倒数第3个图形信息的重叠次数少于8次;在前三个图像生成阵列 21~23中,倒数第3个图形信息的重叠次数多于8次。后两个图像生成阵列22~23中第一图形信息的重叠次数少于8次。其余的图形信息在每个图像生成阵列21~23中的重叠次数一般少于9次,并可以随机地设置到各子投影区域中。

实施方式三的投影系统可以实现例如流光的动态效果,高亮区域由箭头图形的尾部运动至头部。

本申请在另一方面提供一种投影方法,实用了前述的投影系统。具体地,该方法可包括:控制各照明模块,以实现渐变、切换、流水或闪现等形式的动态投影。

示例性地,可通过使照明模块依次发光来实现渐变效果;可通过使照明模块交替发光来实现切换效果;通过使照明模块依次发光并依次关闭来实现流水效果;还可通过使照明模块同步放光及关闭来实现闪现效果。

参考图11,本申请的实施例还提供一种制造投影系统的方法1000。该方法包括如下步骤:

步骤S101,设置至少两个单独地受控而发光或关闭的照明模块。

步骤S102,在至少两个照明模块的出光侧设置与照明模块一一对应的至少两个图像生成阵列。图像生成阵列包括多个用于使通过的光携带图像信息的子投影区域。

步骤S103,在至少两个图像生成阵列的出光侧设置与图像生成阵列一一对应的至少两个微透镜阵列。微透镜阵列包括与子投影区域一一对应的多个微透镜,多个微透镜用于将多束携带图像信息的光在投影面上重叠。

在示例性地实施方式中,根据设计意图,投影系统用于投射n种图形信息,其中n是大于或等于2的整数。本申请提供的方法还包括:形成n个图像生成阵列。其中,前a个图像生成阵列包括至少x个第 a种图形信息,且前a-1个图像生成阵列包括少于x个第a种图形信息,其中a是小于或等于n的正整数,x是大于或等于1的整数。

示例性地,图像生成阵列中子投影区域的数量是m,则可满足 x=m-1。

在示例性实施方式中,该方法1000还包括:步骤S104,设置用于控制所至少两个照明模块的控制单元。

示例性地,在步骤S101中,设置照明模块的步骤包括:设置光源;以及在光源的出光侧设置收光元件。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的保护范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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