[发明专利]用于图像投影的光学系统和图像投影设备

权利要求书

1.一种用于图像投影的光学系统，包括：

会聚光学系统，其将来自光源的光通量朝向反射图像形成元件会聚；以及

偏振分束表面，其透射来自会聚光学系统的光通量当中具有第一偏振方向的入射光通量，以将其引入到该反射图像形成元件，并且使来自反射图像形成元件的出射光通量当中具有垂直于第一偏振方向的第二偏振方向的光行进至投影光学系统，

其中，在平行于偏振分束表面的法线且平行于反射图像形成元件的入射/出射表面的法线的第一截面中，

该会聚光学系统具有这样的配置，该配置使通过出射光通量的强度分布质心的光线在偏振分束表面上的入射角大于通过入射光通量的强度分布质心的光线在偏振分束表面上的入射角，该配置是以下配置之一：其中会聚光学系统的一部分关于其另一部分被偏轴的配置，以及关于入射/出射表面的法线倾斜的配置。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中

该会聚光学系统包括：将来自光源的光通量划分为多个光通量的透镜阵列，将来自透镜阵列的非偏振光转换为具有某种偏振方向的线性偏振光的偏振转换元件，以及将来自偏振转换元件的多个光通量叠置在反射图像形成元件上的会聚透镜，以及

该会聚光学系统在第一截面上具有以下配置之一：其中透镜阵列和偏振转换元件关于会聚透镜、偏振分束表面、和反射图像形成元件偏轴的配置，以及关于入射/出射表面的法线倾斜的配置。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中满足以下条件：

1°≤α≤3°

其中α表示由朝向入射点会聚的入射光通量的质心朝向入射点的方向和入射/出射表面的入射点处的法线形成的角。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中满足以下条件：

θ1<θ2

其中θ1表示朝向第一截面中的入射点会聚的入射光通量的会聚角，并且θ2表示垂直于该第一截面并且平行于入射/出射表面的法线的第二截面中的入射光通量的会聚角。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其中还满足以下条件：

0.6<θ1/θ2<0.9。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中

该会聚光学系统包括：将来自光源的光通量划分为多个光通量的透镜阵列，将来自透镜阵列的非偏振光转换为具有某种偏振方向的线性偏振光的偏振转换元件，以及将来自偏振转换元件的多个光通量叠置在反射图像形成元件上的会聚透镜，以及

多个光学元件设置在光源和会聚透镜之间，其中每一个光学元件在第一截面中和垂直于第一截面且平行于入射/出射表面的法线的第二截面中具有不同的光焦度。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其中

该会聚光学系统包括：将来自光源的光通量划分为多个光通量的透镜阵列，将来自透镜阵列的非偏振光转换为具有某种偏振方向的线性偏振光的偏振转换元件，将来自偏振转换元件的多个光通量叠置在反射图像形成元件上的会聚透镜，以及设置在光源和会聚透镜之间的孔径光阑，以及

该孔径光阑关于会聚透镜的光轴在第一截面中被偏轴。

8.一种图像投影设备，其包括根据权利要求1所述的光学系统。

9.一种图像显示系统，其包括：

根据权利要求8所述的图像投影设备；以及

图像提供设备，其将图像信息提供给该图像投影设备。