彩色微透镜阵列及光学投影组件的制作方法

1.本发明属于光学投影技术领域，特别涉及一种彩色微透镜阵列以及应用微透镜阵列技术的光学投影组件。


背景技术：

2.微透镜阵列（mla：micro lens array）是一种通过半导体制造技术生产的具有多通道结构的阵列式多透镜结构，可应用在投影仪、迎宾投影灯、警示照明/投影等多领域，现有mla的结构如图1所示。现有的投影灯，大多采用单一的掩膜形成需要投影的图案，通过光线透过掩膜在地面形成形式单一、颜色变化少（1-2种色彩）的投影图案，无法满足市场的多样化需求。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种投影色彩丰富、内容可变化编辑的彩色光学投影装置。
4.为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：一种彩色微透镜阵列，包括oled显示屏以及分别位于所述的oled显示屏两侧表面的多个第一微透镜和多个第二微透镜，各所述的第一微透镜分别与一个第二微透镜对应形成一个光通道，所述的oled显示屏具有若干阵列排布的像素单元，每一个光通道中分别对应有若干个所述的像素单元，且多个所述的光通道所成的像相互重合。
5.上述技术方案中，优选的，多个所述的第一微透镜、oled显示屏以及多个第二微透镜一体形成。
6.可选的，所述的彩色微透镜阵列，还包括透明基板，所述的透明基板位于所述的第二微透镜与oled显示屏之间。
7.可选的，所述的第一微透镜为凸平透镜，第二微透镜为平凸透镜。
8.可选的，所述的彩色微透镜阵列，还包括位于所述的oled显示屏的一侧的阻光层，所述的阻光层上开设有若干分别与各所述的光通道对应的通光孔。
9.本发明的另一技术方案是：一种投影装置，它包括沿光路依次设置的光源、准直镜、所述的彩色微透镜阵列。
10.本发明是将微透镜阵列与oled显示屏结合，使其形成投影图案能够编辑的光学系统。oled显示屏通过驱动芯片和驱动芯片驱动显示，从而呈现不同的待投影的物面图案。再利用微透镜阵列将多个光通道的显示画面重合，从而在投影面上形成所需要的彩色图案。
11.与现有技术相比本发明能够实现对投射画面的编辑，使投影装置能够呈现色彩明暗更丰富，投影内容多样化的画面。
附图说明
12.附图1为现有的单色微透镜阵列的结构示意图；
附图2为本发明的微透镜阵列的主视图；附图3为本发明的微透镜阵列的仰视图；附图4为图2中a处的局部放大图；附图5为oled显示屏的结构示意图；附图6为光学投影组件的光路图；其中：11、第一微透镜；12、光罩；13、透明基板；14、第二微透镜；20、微透镜阵列；21、第一微透镜；22、oled显示屏；23、透明基板；24、第二微透镜；30、光源；31、准直镜；32、像面；221、阴极金属层；222、发射层；223、导电层；224、阳极金属层；225、透明衬底。
具体实施方式
13.为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
14.参见图2-5所示，一种彩色微透镜阵列，包括oled显示屏22以及分别位于所述的oled显示屏两侧表面的多个第一微透镜21和多个第二微透镜24。第一微透镜21位于彩色微透镜阵列的入光侧，而oled显示屏22和第二微透镜24位于第一微透镜21的下游，多个第一微透镜21和多个第二微透镜24均形成阵列分布，各所述的第一微透镜21分别与一个第二微透镜24对应形成一个光通道。每个光通道包括一个第一微透镜和一个第二微透镜。其中在每个光通道中，所述第一微透镜将入射光整形后照射在oled显示屏22上，并通过所述第二微透镜24将所述oled显示屏22的像形成在同一像面上，并且每个光通道所成的像基本重合，从而形成足够清晰和锐利的图像。
15.在本发明的一个实施例中，oled显示屏22包括通过半导体工艺依次叠加的透明基底225、阳极金属层224、导电层223、发射层222、阴极金属层221以及封装层等。在驱动电路的作用下，发射层上的若干像素点能够受控发光，从而呈现不同色彩或图案。oled显示屏22整体透明，能够使光源一侧的光穿透并进入第二微透镜。本发明可以采用市售的任何一种普通oled显示屏22，只要满足oled整体透光即可，因此本说明书中对此不在赘述。所述的oled显示屏22位于第二微透镜24的物面，oled显示屏22具有若干阵列排布的像素单元，各像素单元又包含红黄蓝三个子像素。每一个光通道中分别对应有若干个像素单元，且多个光通道所成的像相互重合。
16.在本发明的一个实施例中，第一微透镜21、第二微透镜24采用高分子材料制作，而多个所述的第一微透镜21、oled显示屏22以及多个第二微透镜24通过热压一体形成。
17.为保证第一微透镜、oled显示屏、第二微透镜在光轴上的距离满足光学投影的关系，在第一微透镜和第二微透镜之间设置间隔件，该间隔件可以形成有对应于各个光通道的通孔。该间隔件可以是一个施加在第一微透镜阵列和第二微透镜阵列外侧的实体部件，比如镜框，也可以如本实施例中，在oled显示屏22与第二透镜24之间设置一透明基板23。本实施例中，该透明基材作为支撑件选用平面镜结构，材料可采用玻璃或高分子材料制作而成，所述的第一微透镜21为凸平透镜，第二微透镜24为平凸透镜。
18.在本发明的其他实施例中，还可以根据实际情况设计不同的光路，比如，透明基板23可选用平面镜、平凹透镜或平凸透镜；第一微透镜还可以选用凸平透镜、平凸透镜、双凸透镜、凸凹透镜、凹凸透镜中的任意一种；第二微透镜可以选用凸平透镜、平凸透镜、双凸透
镜、凸凹透镜、凹凸透镜中的任意一种。这些都在本发明的保护范围内。另外如果采用凹凸透镜或者凸凹透镜的情况，微透镜本身需要满足正光焦度的要求。
19.在本发明的一个实施例中，所述的彩色微透镜阵列还包括位于所述的oled显示屏22的一侧的阻光层，所述的阻光层上开设有若干分别与各光通道对应的通光孔，阻光层的作用是在非投影区域形成遮挡。
20.第一微透镜将入射光整形后照射在所述oled显示屏22上，oled显示屏22在驱动电路的驱动下呈现显示画面，通过所述第二微透镜将oled显示屏22的像形成在像面上，并且通过使得多个光通道所成的像基本重合，因此使得在像面上所成的图像的边缘锐利、清晰。由于若干所述的光通道的像面焦点重合，因此，通过微透镜阵列的光束在像面介质上叠加，还能够提高显示的亮度。
21.图6所示的一个实施例显示了一种光学投影组件，比如一种投影灯或微型投影机，具有外壳、设置在外壳内的光学系统以及电路系统，其光学系统包括沿光路依次设置的光源30、准直镜31以及前面所述的彩色微透镜阵列20，电路系统包括驱动oled显示屏显示的驱动电路以及控制电路。该光源30为led光源、卤素灯、超高压汞灯、氙气灯、白炽灯中的一种。准直镜31用于将光源30的出射光线调整为平行光出射，微透镜阵列20的第一微透镜阵列将入射光线会聚在oled显示屏上，oled显示屏在驱动信号控制下，发射层发光并呈现不同的显示图像，而光线经过第二微透镜成像在像面上。多个通道的成像大致相互重合，从而使显示画面的亮度得到加强。
22.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。