[发明专利]光学系统

权利要求书

1.一种光学系统，包括：

发光系统，所述发光系统包括：

像素化光源，所述像素化光源包括多个离散的间隔开的像素；和

多个光重定向元件，每个光重定向元件对应于所述多个像素中的不同像素，并且接收由所述像素发出的具有第一锥角的第一发散光，并且将所接收的光作为第二发散光进行透射，所述第二发散光具有大于15度且小于所述第一锥角的第二锥角；以及

光学透镜系统，所述光学透镜系统适于接收来自所述发光系统的光并且将所接收的光的至少一部分透射穿过出射光瞳，其中所述光学透镜系统包括面向所述发光系统的半透反射镜和面向所述出射光瞳的反射偏振片，所述反射偏振片邻近所述半透反射镜并与所述半透反射镜间隔开，所述半透反射镜在期望的多个波长中具有至少30％的平均光学反射率。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，对于至少一个光重定向元件，所述第一发散光具有第一中心光线，所述第一中心光线的方向不同于所述第二发散光的第二中心光线的方向。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述像素化光源为液晶显示器，所述液晶显示器包括至少部分准直的背光源，并且其中所述至少部分准直的背光源的流明输出的至少50％在50度全宽度锥内。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统在所述出射光瞳处的亮度比不包括所述多个光重定向元件的其他等效光学系统的亮度高至少30％。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学系统在所述出射光瞳处的亮度比不包括所述多个光重定向元件的其他等效光学系统的亮度高至少100％。

6.一种光学系统，包括：

发光系统，包括：

像素化光源，所述像素化光源包括多个离散的间隔开的像素组；和

朝向所述光源凹入的光重定向凹面，所述光重定向表面的每个不同部分对应于所述多个像素中的不同像素组，并且接收由所述像素组中的像素发出的具有第一锥角的第一发散光，并且将所接收的光作为第二发散光透射，所述第二发散光具有小于所述第一锥角的第二锥角，其中不存在两个不同像素组包含共同像素；以及

光学透镜系统，所述光学透镜系统适于接收来自所述发光系统的光并且将所接收的光的至少一部分透射穿过出射光瞳，所述光学透镜系统包括面向所述发光系统的半透反射镜和面向所述出射光瞳的反射偏振片，所述反射偏振片邻近所述半透反射镜并与所述半透反射镜间隔开，所述半透反射镜在期望的多个波长中具有至少30％的平均光学反射率。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其中对于所述光重定向表面的至少一部分，所述第一发散光具有第一中心光线，所述第一中心光线的方向不同于所述第二发散光的第二中心光线的方向。

8.一种显示系统，包括：

像素化显示器，所述像素化显示器发出第一图像并且包括多个离散的间隔开的像素；

多个光重定向元件，所述多个光重定向元件设置在所述多个像素前面，每个光重定向元件对应于所述多个像素中的不同像素组，每个像素组包括至少一个像素，所述多个光重定向元件在所述多个像素后面形成所述第一图像的第二虚像；以及

光学透镜系统，所述光学透镜系统适于接收来自所述像素化显示器的光并且将所接收的光的至少一部分透射穿过出射光瞳，其中所述光学透镜系统包括面向所述像素化显示器的半透反射镜和面向所述出射光瞳的反射偏振片，所述反射偏振片邻近所述半透反射镜并与所述半透反射镜间隔开，所述半透反射镜在期望的多个波长中具有至少30％的平均光学反射率。