[发明专利]一种直下式光学投射系统及光学投射方法

权利要求书

1.一种直下式光学投射系统，其特征在于，包括：

光源模组，用于发射准直光束；

复眼透镜，包括第一表面和第二表面，其被设置为：能够使得所述准直光束能够从所述第一表面射入，从所述第二表面射出，并且会聚在复眼透镜的焦平面上以在所述焦平面上形成点阵光；

远心投射镜组，设置为使得所述点阵光射入并穿过远心投射镜组，以使从所述远心投射镜组射出的光线在成像面上形成散斑或面阵。

2.如权利要求1所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述光源模组包括：

光源，用于发射出光束；

凹透镜组，其设于所述光束的传播路径上，所述凹透镜组被设置为：使得射入凹透镜组的光束在穿过凹透镜组后，所述光束的光线角度被扩展；

准直镜组，其位于凹透镜组的输出侧，所述准直镜组的焦点与凹透镜组的虚焦点重合，所述准直镜组被设置为：能够使得光线角度被扩展的光束射入准直镜组后射出所述准直光束。

3.如权利要求2所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述光源包括EEL激光器或LED光源。

4.如权利要求2所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述凹透镜组至少包括一凹透镜，所述凹透镜靠近光源一侧的入射面为凹曲面，所述凹透镜远离光源一侧的出射面为凹曲面或平面或曲率半径比入射面大的凸曲面。

5.如权利要求1所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述光源模组、复眼透镜和远心投射镜组被设置为：光源模组发射出的准直光束在经过复眼透镜、远心投射镜组并且从远心投射镜组射出的过程中，所述准直光束的光轴在一条直线上。

6.如权利要求1所述的直下式光学投射系统，其特征在于，还包括反射镜斜面，其被设置为：用于改变光源模组发射出的准直光束在经过复眼透镜、远心投射镜组并且从远心投射镜组射出的过程中光轴的方向，从而实现光路的折叠。

7.如权利要求6所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述光源模组、复眼透镜、远心投射镜组和反射镜斜面被布置为下述各项结构的任意一种：

(i)所述光源模组的光轴与复眼透镜的光轴相互垂直，所述复眼透镜的光轴与远心投射镜组的光轴共线设置，所述光源模组的光轴与远心投射镜组的光轴相互垂直，所述光源模组与复眼透镜之间设有第一反射镜斜面，其中所述光源模组沿第一方向发射准直光束，沿第一方向传播的准直光束被第一反射镜斜面反射后沿着第二方向射入复眼透镜，所述第一方向与第二方向相互垂直；

(ii)所述光源模组的光轴与复眼透镜的光轴相互平行且非共线设置，所述复眼透镜的光轴与远心投射镜组的光轴共线设置，所述光源模组的光轴与远心投射镜组的光轴相互平行且非共线设置，所述光源模组与复眼透镜之间设有第一反射镜斜面和第二反射镜斜面，其中所述光源模组沿第一方向发射准直光束，沿第一方向传播的准直光束被第一反射镜斜面反射后沿着第二方向照射到第二反射镜斜面上，然后被第二反射镜斜面反射后沿着第三方向射入复眼透镜，所述第一方向和第三方向均与第二方向垂直，所述第三方向与第一方向相反；

(iii)所述光源模组的光轴与复眼透镜的光轴相互垂直，所述复眼透镜的光轴与远心投射镜组的光轴相互垂直，所述光源模组的光轴与远心投射镜组的光轴相互平行且非共线设置，所述光源模组与复眼透镜之间设有第一反射镜斜面，所述复眼透镜与远心投射镜组之间设有第二反射镜斜面，其中所述光源模组沿第一方向发射准直光束，沿第一方向传播的准直光束被第一反射镜斜面反射后沿着第二方向射入复眼透镜，从复眼透镜射出的光线照射到第二反射镜斜面上，被第二反射镜斜面反射后沿着第三方向射入远心投射镜组，所述第一方向和第三方向均与第二方向垂直，所述第三方向与第一方向相反。

8.如权利要求6所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述反射镜斜面被构造在棱镜上。

9.如权利要求1所述的直下式光学投射系统，其特征在于，所述复眼透镜包括若干个微单元，所述微单元被构造为光滑曲面凸透镜、二元光学衍射浮雕凸透镜和相位光栅透镜的至少其中之一。