[发明专利]照明光学系统和投影显示设备

权利要求书

1.一种照射图像调制元件的照明光学系统，所述照明光学系统包括：

光束合成部分(4)，所述光束合成部分(4)合成从第一灯单元(100A)射出的光束和从第二灯单元(100B)射出的光束，第一和第二灯单元各自包括灯和凹面镜(3A，3B)，所述灯具有沿着凹面镜的光轴排列的阴极和阳极；和

聚光透镜(8)，所述聚光透镜会聚来自光束合成部分的光束，

其特征在于

光束合成部分包括：

布置在第一灯单元的光轴上并且偏离第二灯单元的光轴的第一反射部分(31B)；和

偏离第一灯单元的光轴布置的第二反射部分(32B)，

其中第一反射部分和第二反射部分反射从第二灯单元射出的并偏离第二灯单元的光轴的光束，以合成从第一和第二灯单元射出的光束。

2.按照权利要求1所述的照明光学系统，其中光束合成部分合成从第二灯单元射出的并被第一反射部分和第二反射部分反射的光束、以及从第一灯单元射出的并在第一反射部分和第二反射部分之间穿过的光束。

3.按照权利要求1或2所述的照明光学系统，其中光束合成部分还包括第一透射部分(31A)和第二透射部分(32A)，第二透射部分被布置在第二灯单元的光轴上，

光束合成部分的第一透射部分、第一反射部分、第二透射部分和第二反射部分依次从第一端到第二端排列，并且

在包含第一灯单元的光轴和第二灯单元的光轴的截面中，当在第一灯单元的孔口平面上与第一灯单元的光轴相交的线上的光量分布的两个峰值是第一峰值(41)和第二峰值(42)，并且在第二灯单元的孔口平面上与第二灯单元的光轴相交的线上的光量分布的两个峰值是第三峰值(43)和第四峰值(44)时，第一透射部分允许对应于第一峰值的光束透射通过，第一反射部分反射对应于第四峰值的光束，第二透射部分允许对应于第二峰值的光束透射通过，第二反射部分反射对应于第三峰值的光束。

4.按照权利要求1或2所述的照明光学系统，其中当凹面镜是具有焦距f的抛物面镜时，下述关系式被满足：

0＜D＜4f

其中D是第一灯单元的光轴和第二灯单元的光轴之间的距离。

5.按照权利要求1或2所述的照明光学系统，其中当凹面镜是具有焦距f1和f2的椭圆镜时，其中0＜f1＜f2，下述关系式被满足：

0＜D＜4×f1×f2/(f1+f2)

其中D是第一灯单元的光轴和第二灯单元的光轴之间的距离。

6.按照权利要求1或2所述的照明光学系统，还包括反射件(73)，

其中反射件使未入射到第一反射部分或第二反射部分上的光束返回第一灯单元和第二灯单元至少之一。

7.一种照射图像调制元件的照明光学系统，所述照明光学系统包括：

光束合成部分(4)，所述光束合成部分(4)合成来自第一灯单元(100A)的光束和来自第二灯单元(100B)的光束，第一和第二灯单元各自包括灯和凹面镜，所述灯具有沿着凹面镜的光轴排列的阴极和阳极；和

聚光透镜(8)，所述聚光透镜会聚来自光束合成部分的光束，

其特征在于

光束合成部分包括：

布置在第一灯单元的光轴上并且偏离第二灯单元的光轴的反射部分(31B)，所述反射部分反射从第二灯单元射出的并偏离第二灯单元的光轴的光束；和

布置在第二灯单元的光轴上并且偏离第一灯单元的光轴的透射部分(32A)，所述透射部分允许从第一灯单元射出的并偏离第一灯单元的光轴的光束透射通过，

其中反射部分和透射部分合成从第二灯单元射出并被反射部分反射的光束以及从第一灯单元射出并穿过透射部分的光束。

8.按照权利要求1或2所述的照明光学系统，还包括布置在聚光透镜和图像调制元件之间的偏振光束分光器(9)。

9.一种投影显示设备，包括：

图像调制元件(10)；

按照权利要求1或2所述的照射图像调制元件的照明光学系统；和

投影来自照明光学系统的光束的投影光学系统(11)。

10.按照权利要求9所述的投影显示设备，其中图像调制元件包含液晶显示元件或微镜器件。