[实用新型]一种大面积清晰均匀的分离式倾斜投影照明装置

说明书

本实用新型公开了一种大面积清晰均匀的分离式倾斜投影照明装置。包括电路板、LED光源、准直透镜和微透镜阵列组合，微透镜阵列组合包括相对布置的第一第二微透镜阵列以及位于第一第二微透镜阵列之间的微图案阵列遮光层；LED光源安装于电路板上，LED光源、准直透镜、第一微透镜阵列、微图案阵列遮光层、第二微透镜阵列沿光轴方向依次布置；LED光源发出的光线经过准直透镜后以平行光束射出，垂直射入第一微透镜阵列，再经过微图案阵列遮光层从第二微透镜阵列出射到成像面上。本实用新型可实现更长的景深，斜射时近处和远处的图案都很清晰；可通过改变每一个微图案的形状使更多光束照射到远处，使成像面上无论距离投影装置远近的图像亮度一致。

技术领域

本实用新型涉及一种倾斜的投影照明装置，特别涉及使用微透镜阵列和微图像阵列来实现大面积清晰均匀倾斜式投影照明的装置。

背景技术

投影技术被广泛地应用在图像显示、迎宾照明、舞台照明等领域。传统的方式是通过透镜组合和菲林片的结构来实现图像投影和照明功能的。菲林片是常用的一种胶片，上面带有设计好的图案，像照片的底片一样。光源透过一组透镜的整合后照射在菲林片上，再通过另一组透镜的折射把菲林片上的图案呈现到成像面上。

这种传统的方式很简单，但有很多应用上的限制。如图1所示，这种传统投影方法的景深很小，投射出的图像只有在焦点处才会清晰，离开焦点一定距离上的图像就会变得模糊。因此这种方法只适合正面投影照明。如果使用这种方法进行倾斜投影照明，成像面到投影装置的距离不同，那图像只有在距离等于焦距的时候清晰，其他地方都不清晰。而且在大面积投影照明时，距离越远图像的亮度也会越低，效果也会越来越不好。

在许多情况下，投影装置只能倾斜于成像面摆放或安装。这样就需要新的方法来实现当投影装置与成像面成一定角度(0-90°)倾斜时，尽管投影装置距成像面上不同位置的距离并不一致，但也能在成像面上实现大面积的、清晰的、亮度均匀的投影图像。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型的目的是利用微透镜阵列和微图案阵列的组合，提供一种新的能实现大面积、清晰、亮度均匀的倾斜式投影照明结构。

本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型包括电路板、LED光源、准直透镜和微透镜阵列组合，微透镜阵列组合包括相对布置的第一微透镜阵列和第二微透镜阵列以及位于第一微透镜阵列和第二微透镜阵列之间的微图案阵列遮光层；LED光源安装于电路板上， LED光源、准直透镜、第一微透镜阵列、微图案阵列遮光层、第二微透镜阵列沿光轴方向依次布置，第一微透镜阵列和第二微透镜阵列各自独立安装，第一微透镜阵列和第二微透镜阵列各自为独立的现有产品；LED光源发出的光线经过准直透镜后以平行光束射出，垂直射入第一微透镜阵列，再经过微图案阵列遮光层，最后从第二微透镜阵列出射到成像面上。

大面积是指边长一米以上。

所述的第一微透镜阵列和第二微透镜阵列均由数个微透镜在垂直于光轴的平面阵列排布而成，微图案阵列遮光层由数个带有微图案的遮光片在垂直于光轴的平面阵列排布而成，微图案阵列遮光层的各个遮光片上只有微图案的部分透光，微图案以外的部分不透光，且各个遮光片上的微图案形状不同/不完全相同，使得在不垂直于光轴的成像面上的成像清晰并且保持远近亮度一致。

在两个微透镜阵列中间安装有一层带有微图案阵列遮光层，微图案阵列遮光层中只有微图案部分透光，其他部分不透光，而且微图案阵列遮光层中的每一个微图案都不一样。

每一对微透镜对应一个微图案，也就是说在两个微透镜阵列中间夹着多个不同的微图案。与照射在成像面上的完整图案相比，大多数微图案都只是其中的一部分。通过调整不同遮光片上的各个微图案形状，能使较多光束照射到成像面较远的地方，而较少光束照射到成像面较近的地方。这样就可以避免远处比近处昏暗的问题，使成像面上的图案亮度均匀分布，实现远近同样明亮炫目清晰的效果。