[发明专利]偏振变换系统、照明系统以及投影仪

权利要求书

1.一种把非偏振光变换为特定的偏振光的偏振变换系统，包括：

偏振光选择反射镜，把入射的非偏振光分为第一和第二类型的偏振光，并透射第一类型的偏振光，反射第二类型的偏振光；

中继光学系统，用于将给定的入射光束中继到偏振光选择反射镜；和

偏振光反射镜，位于被偏振光选择反射镜反射的反射光光路的选择位置上，它把该反射光束反射回偏振光选择反射镜，同时把第二类型的偏振光变换为第一类型的偏振光。

2.根据权利要求1所述的偏振变换系统，其中中继光学系统包括：

具有多个第一小透镜的第一透镜阵列，把入射光束分成多个部分光束；

中继透镜阵列，位于第一透镜阵列的光出射面上，具有对应于多个第一小透镜的多个中继透镜，和

第二透镜阵列，位于中继透镜阵列的光出射面上，具有对应于多个中继透镜的多个第二小透镜，

其中第二透镜阵列设置在偏振光选择反射镜的入射方附近，以便从第二小透镜出射并被偏振光选择反射镜反射的每个反射的部分光束被反射回同一第二小透镜，部分光束在被偏振光选择反射镜反射之前从这里出射，

其中多个中继透镜中的每一个位于选择位置上，此位置在相应的第一小透镜的出射方焦点和相应的第二小透镜的入射方焦点附近，并且相应的第一小透镜和相应的第二小透镜位于中继透镜的共轭点上，

其中偏振光反射镜包括：多个偏振光反射部分，位于从多个第二小透镜出射的多个反射部分光束的光路上，每个偏振光反射部分反射相应的反射部分光束，并把第二类型的偏振光变换为第一类型的偏振光；

和多个第三小透镜，把被偏振光反射部分反射的反射部分光束传播回到同一第二小透镜，反射部分光束在被偏振光反射部分反射之前从这里出射。

3.根据权利要求2所述的偏振变换系统，其中多个偏振光反射部分中的每一个放置在相应的第二小透镜的焦点附近，而且多个第三小透镜中的每一个的焦距基本上与相应的第二小棱镜的焦距相等，并放置在相应的偏振光反射部分附近。

4.根据权利要求2所述的偏振变换系统，其中第一和第二类型的偏振光是偏振面相互正交的第一和第二类型的线偏振光，而且多个偏振光反射部分中的每一个包括反射镜和位于第三小透镜和反射镜之间的λ/4延迟膜。

5.根据权利要求3所述的偏振变换系统，其中第一和第二类型的偏振光是偏振面相互正交的第一和第二类型的线偏振光，而且多个偏振光反射部分中的每一个包括反射镜和位于第三小透镜和反射镜之间的λ/4延迟膜。

6.根据权利要求2所述的偏振变换系统，其中第一和第二类型的偏振光是圆偏振旋转方向相反的第一和第二类型的圆偏振光，而且多个偏振光反射部分是反射镜。

7.根据权利要求3所述的偏振变换系统，其中第一和第二类型的偏振光是圆偏振旋转方向相反的第一和第二类型的圆偏振光，而且多个偏振光反射部分是反射镜。

8.根据权利要求6所述的偏振变换系统，还包括一个λ/4延迟膜，此膜将把偏振光选择反射镜透射来的第一类型圆偏振光转变为预定类型的线偏振光。

9.根据权利要求7所述的偏振变换系统，还包括一个λ/4延迟膜，此膜将把偏振光选择反射镜透射来的第一类型圆偏振光转变为预定类型的线偏振光。

10.一种用于照明指定照明区的照明系统，包括：

根据权利要求1-9任何一项所述的偏振变换系统；和

向偏振变换系统发射光束的光源。

11.根据权利要求10所述的照明系统，进一步包括一个重叠透镜，将来自偏振变换系统的光束分割成多个部分光束并把多个部分光束叠加到照明区。

12.一种用于显示投影图象的投影仪，包括：

根据权利要求7所述的照明系统；

电光装置，将发自照明系统的光进行调制；和

投影光学系统，将这样被电光装置调制的光投射到投影面。

13.根据权利要求12所述的投影仪，

其中被偏振光选择反射镜透射的透射光束以及被偏振光选择反射镜反射并且被偏振光反射镜反射以便再一次入射到偏振光选择反射镜上的反射光束在偏振光选择反射镜上以基本上与投影光学系统的倾斜投影方向一致的方向上混合。