专利摘要

本实用新型公开一种光学系统及投影设备，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源，第一微透镜阵列以及显示单元，所述光源包括光源面板以及分布在所述光源面板上的至少一个光源本体，所述第一微透镜阵列包括第一微透镜结构，其中，每个所述光源本体与一个所述第一微透镜结构配合设置。本实用新型提供一种光学系统及投影设备，旨在解决投影设备用于准直的准直镜组中光学透镜数量较多，导致投影设备的重量较重，体积较大的问题。

权利要求

1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源，第一微透镜阵列以及显示单元，所述光源包括光源面板以及分布在所述光源面板上的至少一个光源本体，所述第一微透镜阵列包括第一微透镜结构，其中，每个所述光源本体与一个所述第一微透镜结构配合设置。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光源本体为微型发光二极管与迷你发光二极管中的一种。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光源本体至少包括一个子光源本体，每个所述子光源本体的光线出射方向相同。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光源本体包括第一子光源本体、第二子光源本体以及第三子光源本体，所述第一子光源本体为红光光源，所述第二子光源本体为绿光光源，所述第三子光源本体为蓝光光源。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括分光棱镜，所述分光棱镜设于所述第一微透镜阵列的出光侧。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括匀光元件，所述匀光元件设于所述第一微透镜阵列与所述显示单元之间。

7.如权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述匀光元件包括第二微透镜阵列，所述第二微透镜阵列的入光面与出光面均设有多个均匀分布的第二微透镜结构。

8.如权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括中继镜组，所述中继镜组设于所述第二微透镜阵列的出光侧。

9.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述显示单元为液晶显示器、数字光处理器、数字微镜器件、液晶附硅芯片、有机发光二极管以及微机电扫描振镜中的一种。

10.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括壳体与如权利要求1-9任一项所述的光学系统，所述光学系统收容于所述壳体中。

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统及投影设备。

背景技术

在传统光学设计中，由于光源在出射光线时通常具有发散角，为了使光源的光线利用率增加，使光源发出的光线全部进入后续的光学元件中，通常会在光源的出光侧设置准直镜组，通过准直镜组对光源发出的光线进行准直，而为了保证准直效果，准直镜组通常会采用多个光学透镜组合的方式，而对于要求小型化的微投设备，准直镜组直接影响微投设备的光学系统的整体体积，当准直镜组中的光学透镜数量较多时，会导致微投设备的重量增加，体积增大，使微投设备的小型化更加困难。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种光学系统及投影设备，旨在解决解决现有技术中投影设备用于准直光线的准直镜组的光学透镜数量较多，导致投影设备的重量较重，体积较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种光学系统，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源，第一微透镜阵列以及显示单元，所述光源包括光源面板以及分布在所述光源面板上的至少一个光源本体，所述第一微透镜阵列包括第一微透镜结构，其中，每个所述光源本体与一个所述第一微透镜结构配合设置。

可选的，所述光源本体为微型发光二极管与迷你发光二极管中的一种。

可选的，所述光源本体至少包括一个子光源本体，每个所述子光源本体的光线出射方向相同。

可选的，所述光源本体包括第一子光源本体、第二子光源本体以及第三子光源本体，所述第一子光源本体为红光光源，所述第二子光源本体为绿光光源，所述第三子光源本体为蓝光光源。

可选的，所述光学系统还包括分光棱镜，所述分光棱镜设于所述第一微透镜阵列的出光侧。

可选的，所述光学系统还包括匀光元件，所述匀光元件设于所述第一微透镜阵列与所述显示单元之间。

可选的，所述匀光元件包括第二微透镜阵列，所述第二微透镜阵列的入光面与出光面均设有多个均匀分布的第二微透镜结构。

可选的，所述光学系统还包括中继镜组，所述中继镜组设于所述第二微透镜阵列的出光侧。

可选的，所述显示单元为液晶显示器、数字光处理器、数字微镜器件、液晶附硅芯片、有机发光二极管以及微机电扫描振镜中的一种。

为实现上述目的，本申请提出一种投影设备，所述投影设备包括壳体与如上述任一项实施方式所述的光学系统，所述光学系统收容于所述壳体中。

本申请提出一种光学系统，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源，第一微透镜阵列以及显示单元，所述光源包括光源面板以及分布在所述光源面板上的至少一个光源本体，所述第一微透镜阵列包括第一微透镜结构，其中，每个所述光源本体与一个所述第一微透镜结构配合设置。具体的，所述光源面板上的所述光源本体的发出的光线经过与其对应的所述第一微透镜结构，光线在经过所述第一微透镜结构后进行准直，相比与光线通过准直镜组中的多个光学透镜进行准直，所述第一微透镜结构能够分别对每个所述光源本体发出的光线进行准直，从而能够使所述光元发出的光线在出射经过所述第一微透镜结构进行准直，从而减少使用准直镜组进行准直或减少准直镜组中的光学透镜的个数，从而降低微投设备的重量与体积，解决现有技术中，投影设备用于准直光线的准直镜组的光学透镜数量较多，导致投影设备的重量较重，体积较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型光学系统的结构示意图。

附图标号说明：

标号名称标号名称10光源30显示单元11光源面板40分光棱镜12光源本体50匀光元件121子光源本体51第二微透镜结构20第一微透镜阵列60中继镜组21第一微透镜结构

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种光学系统及投影设备。

请参照图1，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源10，第一微透镜阵列20以及显示单元30，所述光源10包括光源面板11以及分布在所述光源面板11上的至少一个光源本体12，所述第一微透镜阵列20包括第一微透镜结构21，其中，每个所述光源本体12与一个所述第一微透镜结构21配合设置。

在可选的实施方式中，所述微透镜结构可以为三角形微透镜结构、六边形微透镜结构、四边形微透镜结构、圆形结构以及双曲率形微透镜结构中的一种。

在可选的实施方式中，所述光学系统的所述光源本体12为微型发光二极管(MicroLight-Emitting Diode，Micro LED)与迷你发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，Micro LED)中的一种，具体的，所述光学系统中的所述光源本体12用于为所述显示单元30提供照明光线，形成照明光路，具体的，所述光源本体12发出的光线经过所述第一微透镜阵列20准直后，传输至所述显示单元30，所述显示单元30通过透射或反射的方式将光线传输出所述光学系统。

本申请提出一种光学系统，所述光学系统沿光线传输方向依次包括光源10，第一微透镜阵列20以及显示单元30，所述光源10包括光源面板11以及分布在所述光源面板11上的至少一个光源本体12，所述第一微透镜阵列20包括第一微透镜结构21，其中，每个所述光源本体12与一个所述第一微透镜结构21配合设置。具体的，所述光源面板11上的所述光源本体12的发出的光线经过与其对应的所述第一微透镜结构21，光线在经过所述第一微透镜结构21后进行准直，相比与光线通过准直镜组中的多个光学透镜进行准直，所述第一微透镜结构21能够分别对每个所述光源本体12发出的光线进行准直，从而能够使所述光源本体12发出的光线在出射经过所述第一微透镜结构21进行准直，从而减少使用准直镜组进行准直或减少准直镜组中的光学透镜的个数，从而降低微投设备的重量与体积，解决现有技术中，投影设备用于准直光线的准直镜组的光学透镜数量较多，导致投影设备的重量较重，体积较大的问题。

在可选的实施方式中，所述光源本体12至少包括一个子光源本体121，每个所述子光源本体121的光线出射方向相同。在现有技术中，由于不同的所述子光源本体121都需要对应的准直镜组，因此为了能够减小所述光学系统的体积，通常会将不同的所述子光源本体121按照不同的光线出射方向进行设置，然后通过二向色镜等光学元件对不同子光源本体121发出的光线进行透射或折射，从而实现光线的整合，但是由于不同的子光源本体121设置在不同的方向，并且每个子光源本体121都设置单独的准直镜组，从而导致光源10的体积较大。当多个所述子光源本体121并排设置时，由于每个所述子光源本体121均通过所述微透镜阵列上的微透镜结构进行准直，因此无需额外使用准直镜组对子光源本体121发出的光线进行准直，并且由于不同的子光源本体121在不适用准直镜组时，不会发生互相干涉，因此不同的子光源本体121并排设置相比于沿不同方向倾斜设置，能够有效的减小所述光学系统的体积。

优选实施方式中，所述光源本体12包括第一子光源本体、第二子光源本体以及第三子光源本体，所述第一子光源本体为红光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源10，所述第二子光源本体为蓝光LED光源10，所述第三子光源本体为绿光LED光源10。具体的，所述第一子光源本体、所述第二子光源本体以及所述第三子光源本体的排列方式可以根据预设排列方式或所述光学系统的实际需求进行调整，所述第一子光源本体、所述第二子光源本体以及所述第三子光源本体的排列方式包括但不限于并排排列或依次单独间隔排列。每个子光源本体121发出的光线传输至与其对应的所述微透镜结构的入光面，并在所述微透镜结构的作用下进行准直。

在可选的实施方式中，所述光学系统还包括分光棱镜40，所述分光棱镜40设于所述第一微透镜的出光侧，具体的，所述光源10发出的光线在经过所述第一微透镜阵列20的准直作用后传输至所述显示单元30，所述显示单元30在接收光线后，将光线进行反射，并使反射的光线透过所述分光棱镜40后传输至投影设备的后续光学系统中。在一具体的实施方式中，当所述显示单元30为反射式显示单元30时，所述光学系统包括所述分光棱镜40，可以通过所述分光棱镜40对光线进行发射，从而调节光线的传输方向，有效地减小光学系统的体积；当所述显示单元30为透射式显示单元30时，经过所述第一微透镜阵列20的光线直接进入所述显示单元30，所述显示单元30在接收光线后，出射与成像图像对应的用于成像的光线。

在可选的实施方式中，所述光学系统中还包括匀光元件50，所述匀光元件50设于所述第一微透镜阵列20与所述显示单元30之间，具体的，所述光源本体12发出的光线在经过所述第一微透镜阵列20后，由于不同的子光源本体121的出射光线的光强度不完全相同，并且子光源本体121发出的光线还会存在部分光线从相邻的所述第一微透镜结构21透过，因此所述光源本体12发出的光线在经过所述第一微透镜阵列20后会存在光强度不均匀的情况，而当光强度不均匀的光线传输至所述显示单元30时，会使显示单元30出射的不同区域的光线的光强度不同，从而影响所述光学系统的成像质量，为了改善上述问题，在所述第一微透镜阵列20与所述显示单元30之间设置所述匀光元件50，通过所述匀光元件50对是经过所述第一微透镜阵列20的光线进行匀光，使各个区域的光线的光强度相等，从而能够保证所述显示单元30接收到的不同区域的光线的光强度相等，避免出现成像画面的不同区域的亮暗不同的问题。

在可选的实施方式中，所述匀光元件50包括第二微透镜阵列，所述第二微透镜阵列的入光面与出光面均设有多个均匀分布的第二微透镜结构51。具体的，所述第二微透镜阵列用于对经过所述第一微透镜阵列20的光线进行匀光，优选实施方式中，所述第二微透镜阵列为双面微透镜结构，并且所述微透镜结构为圆形微透镜结构。可以理解的是，所述匀光元件50还可以通过其他光学元件进行匀光，具体的，所述匀光元件50还可以包括匀光片或匀光棒或磨砂玻璃。

在可选的实施方式中，所述匀光元件50还包括中继镜组60，所述中继镜组60设于所述第二微透镜阵列的出光侧，具体的，光线经过所述第二微透镜阵列后，为了对射出所述匀光元件50的光线进行整形，调整光线的发散角，可以在所述匀光元件50的出光侧设置所述中继镜组60，所述中继镜组60具有正光焦度或负光焦度，用于对光线的发散角进行调节，优选实施方式中，所述中继镜组60具有正光焦度。

在可选的实施方式中，所述显示单元30为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、数字光处理器(Digital Light Processing，DLP)、数字微镜器件(DigitalMicromirror Device，DMD)、液晶附硅(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)芯片、有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)以及微机电扫描镜(Microelectromechanical Systems Scanning Mirror)中的一种，可以理解的是，所述显示单元30还可以为不同波长的激光光源或其他能够发出光束的光源。

在可选的实施方式中，所述光学系统还可以包括相位延迟片，所述相位延迟片设于所述分光棱镜40与所述显示单元30之间，具体的，经过所述分光棱镜40反射的第一线偏振光线透过所述相位延迟片后转变为圆偏振光或椭圆偏振光，圆偏振光或椭圆偏振光在经过所述显示单元30反射后旋性发生改变，经过旋性改变的圆偏振光或椭圆偏振光再次经过所述相位延迟片后转变为第二线偏振光，第二线偏振光的偏振方向与第一线偏振光的偏振方向相垂直，所述第二线偏振光再次传输至所述分光棱镜40后透射经过所述分光棱镜40，并传输至后投影设备的后续光学系统中。

本实用新型还提出一种投影设备，所述投影设备包括如上述任一实施方式所述的光学系统，该光学系统的具体结构参照上述实施例，由于该光学系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

光学系统及投影设备专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。