[发明专利]照明光学系统和图像投射装置

权利要求书

1.一种照明光学系统，包括：

第一透镜阵列，其包括将从光源发射的光束分离为多个光束的多个透镜单元；

第二透镜阵列，其包括被所述第一透镜阵列的透镜单元分离的光束所入射于的透镜单元；和

光学元件，其被构造为通过将从所述第二透镜阵列出射的光束叠加在图像显示元件上来照明所述图像显示元件，

其中，所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列中的至少一个包括至少两个透镜单元，每个透镜单元具有被形成为与相邻透镜单元的曲面连续的曲面，所述至少两个透镜单元是偏心的，

其特征在于，在所述至少两个透镜单元偏心的截面中，所述第一透镜阵列的至少两个透镜单元具有不同的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的照明光学系统，

其中，所述第一透镜阵列包括至少两个透镜单元，每个透镜单元具有被形成为与相邻透镜单元的曲面连续的曲面，所述至少两个透镜单元是偏心的，并且

其中，在所述至少两个透镜单元偏心的截面中，所述至少两个透镜单元具有不同的曲率半径。

3.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，在具有不同曲率半径的所述至少两个透镜单元之中，被设置为离所述第二透镜阵列的光轴较远的透镜单元具有比被设置为离所述第二透镜阵列的光轴较近的透镜单元的曲率半径大的曲率半径。

4.根据权利要求2所述的照明光学系统，其中，所述具有不同曲率半径的所述至少两个透镜单元的曲率半径被设置为使得被所述至少两个透镜单元分离的光束每个在所述透镜单元的光轴方向上在所述第二透镜阵列的透镜单元中的对应透镜单元的曲面的表面顶点和所述对应透镜单元与相邻透镜单元相接触的接触点之间形成所述光源的图像。

5.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，所述具有不同曲率半径的所述至少两个透镜单元的曲率半径被设置为使得被所述至少两个透镜单元分离的光束每个最多地会聚在所述第二透镜阵列的透镜单元中的对应透镜单元的主平面处。

6.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，所述第一透镜阵列的每个透镜单元是偏心的。

7.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中，所述第一透镜阵列在光源侧具有凹面。

8.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，还包括：

偏振转换元件，其使从所述第二透镜阵列出射的光束偏振到一致的偏振方向，

其中，所述具有不同曲率半径的所述至少两个透镜单元的曲率半径被设置为使得被所述至少两个透镜单元分离的光束最多地会聚到所述偏振转换元件的内部。

9.根据权利要求8所述的照明光学系统，其中，当所述偏振转换元件在厚度方向上的中心被视为基准位置时，所述具有不同曲率半径的所述至少两个透镜单元的曲率半径被设置为使得被所述至少两个透镜单元分离的光束最多地会聚在所述基准位置处，所述厚度方向为所述照明光学系统的光轴方向。

10.根据权利要求8所述的照明光学系统，其中，当在布置所述偏振转换元件的多个偏振分离膜的方向上截取的截面被视为第一截面、沿着所述照明光学系统的光轴截取的并且与所述第一截面垂直的截面被视为第二截面时，被所述至少两个透镜单元中的每个分离的光束在所述第二截面中最多地会聚的位置比被所述至少两个透镜单元中的每个分离的光束在所述第一截面中最多地会聚的位置更接近所述光源。

11.根据权利要求10所述的照明光学系统，其中，所述至少两个透镜单元在所述第二截面中的曲率半径小于所述至少两个透镜单元在所述第一截面中的曲率半径。

12.一种图像投射装置，包括：

根据权利要求1所述的照明光学系统，其被构造为用从所述光源发射的光照明图像显示元件；和

投射光学系统，其被构造为将由所述图像显示元件形成的图像投射在投射平面上。