(57)【要約】【課題】光を結合するための装置を提供する。【解決手段】光を結合するための装置であって、第１の面、第２の面、及びこれら２つの面を通して延びる支持台開口を有する支持台を備える装置が提供される。本装置はさらに、それぞれ第１の面及び第２の面の上に配置され、それぞれ第１及び第２の組の光ビームを放射するように構成された第１及び第２の組の光源を収容するように構成された、第１の収容バンク及び第２の収容バンクを備える。本装置はさらに、反射体開口を定め、第１の組の光ビームを支持台開口に向けて反射するように構成された第１の反射体と、第２の組の光ビームを支持台開口に向けて反射するように構成された第２の反射体とを備える。さらに、本装置は、支持台開口の中に配置され、第１の組の光ビームを反射し、第２の組の光ビームを透過させるように構成された差分反射体を備える。【選択図】図１
2018060773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を結合するための装置であって、
第１の面、及び前記第１の面と対向する第２の面を有する支持台であって、前記第１の面及び前記第２の面を通して延びる支持台開口を定める支持台と、
前記第１の面の上に配置される第１の収容バンクであって、第１の組の光ビームを放射するように構成された第１の組の光源を収容するように構成される第１の収容バンクと、
前記第２の面の上に配置される第２の収容バンクであって、第２の組の光ビームを放射するように構成された第２の組の光源を収容するように構成される第２の収容バンクと、
前記支持台の前記第２の面と反対側に配置される第１の反射体であって、前記第１の面と向き合い、前記第１の組の光ビームを前記支持台開口に向けて反射するように、及び前記第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成され、反射体開口を定める第１の反射体と、
前記支持台の前記第１の面と反対の別の側に配置される第２の反射体であって、前記第２の面と向き合い、前記第２の組の光ビームを前記支持台開口に向けて反射するように、及び前記第２の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成される第２反射体と、
前記支持台開口の中に配置される差分反射体であって、前記第１の組の光ビームを前記第２の反射体から離れる方向に反射するように、及び前記第２の組の光ビームを前記第２の反射体から離れる対応する方向に透過させるように構成される差分反射体と、
を備える装置。
【請求項２】
前記支持台は円板を備え、前記支持台開口は前記円板の中心に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各々が対応する組の光源を収容するように構成された複数の付加的な第１の収容バンクと、各々が対応する組の光源を収容するように構成された複数の付加的な第２の収容バンクとをさらに備え、前記第１の収容バンク及び前記複数の付加的な第１の収容バンクは前記第１の面の上に放射状に配置され、前記第２の収容バンク及び前記複数の付加的な第２の収容バンクは前記第２の面の上に放射状に配置される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記支持台は冷却板を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の収容バンクの中に収容された前記第１の組の光源と、前記第２の収容バンクの中に収容された前記第２の組の光源とをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
１つ又はそれ以上の前記第１の反射体は、前記第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成された第１の曲率を備え、
１つ又はそれ以上の前記第２の反射体は、前記第２の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成された第２の曲率を備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
１つ又はそれ以上の前記第１の反射体及び前記第２の反射体が放物面反射体を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
１つ又はそれ以上の前記第１の反射体及び前記第２の反射体が、１つ又はそれ以上の階段型反射体及びファセット型反射体を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の組の光ビームは第１の波長範囲を有し、前記第２の組の光ビームは、前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有し、
前記差分反射体は、前記第１の組の光ビームを少なくとも部分的に反射するように、及び前記第２の組の光ビームを少なくとも部分的に透過させるように、構成されたダイクロイック反射体を備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記差分反射体は、前記第１の組の光ビームを反射するように構成された反射領域と、前記第２の組の光ビームを透過させるように構成された透過領域とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記反射領域及び前記透過領域は同心リングとして成形される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記支持台の前記第２の面と反対側に配置された拡散器をさらに備え、前記拡散器は、前記差分反射体から反射される前記第１の組の光ビーム及び前記差分反射体を透過する前記第２の組の光ビームを遮ること及び少なくとも部分的に透過させることによって拡散光を形成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記拡散器の近く、前記拡散器の前記支持台と反対の対応する側に配置された第１のレンズをさらに備え、前記第１のレンズは、前記拡散光の少なくとも一部分を受け取るように構成された第１のレンズ面、及び前記第１のレンズ面と対向する第２のレンズ面を備え、前記第１のレンズは、前記拡散光の部分の発散を減らすように、及び前記反射体開口に向かって伝搬する出力光を形成するように構成される、請求項１２に記載の装置
【請求項１４】
前記第１の面の近くに配置された端部であって、前記差分反射体から反射される前記第１の組の光ビーム、及び前記差分反射体を透過する前記第２の組の光ビームを受け取るように位置決めされる端部を有する統合ロッドをさらに備える、請求項１に記載の装置、
【請求項１５】
前記第２の反射体は、前記第２の組の光ビームの第１の部分を前記支持台開口に向けて反射し、前記第２の組の光ビームの第２の部分を透過させるように構成されたビーム・スプリッタを含み、
前記第２の反射体の、前記支持台と反対の対応する側に配置された第３の反射体であって、前記第２の面と向き合い、前記第２の部分を前記支持台開口に向けて反射するように、及び前記第２の部分の対応する集束性を高めるように構成される第３の反射体をさらに備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の反射体から前記支持台開口に向かって伝搬する前記第２の組の光ビームを遮るように位置決めされるビーム・スプリッタであって、前記第２の組の光ビームの第１の部分を反射するように、及び前記第２の組の光ビームの第２の部分を透過させるように構成されたビーム・スプリッタと、
前記ビーム・スプリッタの前記支持台と反対の対応する側に配置された第４の反射体であって、前記第２の面と向き合い、前記第１の部分を前記支持台開口に向けて反射するように構成された第４の反射体と、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
１つ又はそれ以上の前記第１の収容バンクが前記第１の面に対して傾斜した平面の上に配置され、
１つ又はそれ以上の前記第２の収容バンクが前記第２の面に対して傾斜した対応する平面の上に配置される、
請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
第１の集光ユニットであって、
第１の面、及び前記第１の面と対向する第２の面を有する第１の支持台であって、前記第１の面及び前記第２の面を通して延びる第１の支持台開口を定める第１の支持台と、
前記第２の面の上に配置される第１の収容バンクであって、第１の色の第１の組の光ビームを放射するように構成された第１の組の光源を収容するように構成される第１の収容バンクと、
前記第２の面の近くに配置されて前記第２の面と向き合う第１の反射体であって、前記第１の組の光ビームを反射するように、及び前記第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成され、第１の反射体開口を定める第１の反射体と、
を備える第１の集光ユニットと、
第２の集光ユニットであって、
第３の面、及び前記第３の面と対向する第４の面を有する第２の支持台であって、前記第３の面及び前記第４の面を通して延びる第２の支持台開口を定め、前記第２の面が前記第３の面と向き合い、前記第１の反射体が前記第１の支持台と前記第２の支持台との間に配置されるように、前記第１の支持台と並べて配置される第２の支持台と、
前記第４の面の上に配置される第２の収容バンクであって、第２の色の第２の組の光ビームを放射するように構成された第２の組の光源を収容するように構成される第２の収容バンクと、
前記第４の面の近くに配置されて前記第４の面と向き合う第２の反射体であって、前記第２の組の光ビームを反射するように、及び前記第２の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成され、第２の反射体開口を定める第２の反射体と、
を備える第２の集光ユニットと、
第３の集光ユニットであって、
第５の面、及び前記第５の面と対向する第６の面を有する第３の支持台であって、前記第５の面及び前記第６の面を通して延びる第３の支持台開口を定め、前記第４の面が前記第５の面と向き合い、前記第２の反射体が前記第２の支持台と前記第３の支持台との間に配置されるように、前記第２の支持台と並べて配置される第３の支持台と、
前記第６の面の上に配置される第３の収容バンクであって、第３の色の第３の組の光ビームを放射するように構成された第３の組の光源を収容するように構成される第３の収容バンクと、
前記第６の面の近くに配置されて前記第６の面と向き合う第３の反射体であって、前記第３の組の光ビームを反射するように、及び前記第３の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成される第３の反射体と、
を備える第３の集光ユニットと、
前記第１の反射体から伝搬する前記第１の組の光ビームを第１の差分反射体の上に反射するように構成された第４の反射体であって、前記第１の組の光ビームを集光区域に向けて反射するように構成される第４の反射体と、
前記第２の反射体から伝搬する前記第２の組の光ビームを第２の差分反射体の上に反射するように構成された第５の反射体であって、前記第２の差分反射体は、前記第２の組の光ビームを第１のリレー光学系に向けて反射するように構成され、前記第１のリレー光学系は、前記第２の組の光ビームを前記第２の支持台開口を通し、前記第１の反射体開口を通して前記第１の差分反射体及び前記集光区域の方に向けるように構成され、前記第１の差分反射体は前記第２の組の光ビームを透過させるようにさらに構成される、第５の反射体と、
前記第３の反射体から伝搬する前記第３の組の光ビームを、前記第３の支持台開口を通し、前記第２の反射体開口を通して、前記第２の差分反射体の方に向けるように構成された第２のリレー光学系であって、前記第２の差分反射体は、前記第３の組の光ビームを前記第１のリレー光学系に向けて透過させるようにさらに構成され、前記第１のリレー光学系は、前記第３の組の光ビームを、前記第２の支持台開口、前記第１の反射体開口を通して、前記第１の差分反射体及び前記集光区域の方に向けるようにさらに構成され、前記第１の差分反射体は、前記第３の組の光ビームを透過させるようにさらに構成される、第２のリレー光学系と、
を備える、光を結合するための装置。
【請求項１９】
第６の反射体及び第７の反射体をさらに備え、前記第６の反射体は、前記第３の反射体から前記第２のリレー光学系に向かって伝搬する前記第３の組の光ビームを遮るように位置決めされ、前記第６の反射体は、前記第３の反射体から伝搬する前記第３の組の光ビームを前記第７の反射体の上に反射するように構成され、前記第７の反射体は、前記第６の反射体から伝搬する前記第３の組の光ビームを前記第２のリレー光学系に向けて反射するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の差分反射体は、前記第１の色を少なくとも部分的に反射し、前記第２の色及び前記第３の色を少なくとも部分的に透過させるように構成された第１のダイクロイック反射体を備え、
前記第２の差分反射体は、前記第２の色を少なくとも部分的に反射し、前記第３の色を少なくとも部分的に透過させるように構成された第２のダイクロイック反射体を備える、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記集光区域は、前記第１の支持台開口を通して延びる統合ロッドの端部であって、前記第２の面と前記第１の反射体との間に配置される端部を備える、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は光ビームを結合するための装置に関し、具体的には湾曲した反射体を用いて光ビームを結合するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源は、幾つかある特性の中で、特にそれらの狭い発光スペクトルのゆえに、画像投影に使用される。レーザ光は、レーザ・ダイオードなどの固体光源を含む種々様々な光源によって生成することができる。画像投影用途においては、多くの場合、多数のレーザ・ダイオードからのレーザ・ビームを集めて、画像投影に使用する結合ビームを形成することが必要である。伝統的に、そのような多数のレーザ・ビームを集めるために、小さい折り返しミラーの非常に大きい配列が用いられている。折り返しミラーのこれらの配列を製造すること及び位置合わせすることは、挑戦的であり得る。さらに、そのような折り返しミラーは、付加的な折り返しミラーを構築及び／又は加える必要なしに、光源の数の増加に容易に適応することができない。
【発明の概要】
【０００３】
本明細書において、要素が１つ又はそれ以上の機能を実行するように「構成される」又はそれら機能のために「構成される」と説明されることがある。一般に、ある機能を実行するために構成されるか、又はある機能を実行するように構成される要素は、その機能を実行することができ、又はその機能を実行するのに適しており、又はその機能を実行するように適合され、又はその機能を実行するように動作可能であり、又は別にその機能を実行することができる。
【０００４】
本明細書の目的のために、「Ｘ、Ｙ、及びＺの少なくとも１つ」及び「Ｘ、Ｙ、及びＺの１つ又はそれ以上」の用語は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又は項目Ｘ、Ｙ、及びＺの２つ又はそれ以上の任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹ、ＹＺ、ＺＺなど）として解釈することができることを理解されたい。同様の論理は、「少なくとも１つの…」及び「１つ又はそれ以上の…」の用語が出現するいずれの場合にも、２つ又はそれ以上の項目に適用することができる。
【０００５】
本明細書の一態様は、光を結合するための装置であって、第１の面、及び第１の面と対向する第２の面を有する支持台であって、第１の面及び第２の面を通して延びる支持台開口を定める支持台と、第１の面の上に配置される第１の収容バンクであって、第１の組の光ビームを放射するように構成された第１の組の光源を収容するように構成される第１の収容バンクと、第２の面の上に配置される第２の収容バンクであって、第２の組の光ビームを放射するように構成された第２の組の光源を収容するように構成される第２の収容バンクとを備える。本装置はさらに、支持台の、第２の面と反対側に配置される第１の反射体であって、第１の面と向き合い、第１の組の光ビームを支持台開口に向けて反射するように、及び第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成され、反射体の開口を定める第１の反射体と、支持台の、第１の面と反対側の別の側に配置される第２の反射体であって、第２の面と向き合い、第２の組の光ビームを支持台開口に向けて反射するように、及び第２の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成される第２の反射体と、支持台開口の中に配置される差分反射体であって、第１の組の光ビームを第２の反射体から離れる方向に反射するように、及び第２の組の光ビームを第２の反射体から対応する離れる方向に透過させるように構成される差分反射体と、を備える。
【０００６】
支持台は円板を備えることができ、支持台開口は円板の中心に配置することができる。
【０００７】
本装置は、各々が対応する組の光源を収容するように構成された複数の付加的な第１の収容バンクと、各々が対応する組の光源を収容するように構成された複数の付加的な第２の収容バンクとをさらに備えることができ、第１の収容バンク及び複数の付加的な第１の収容バンクは第１の面の上に放射状に配置され、第２の収容バンク及び複数の付加的な第２の収容バンクは第２の面の上に放射状に配置される。
【０００８】
支持台は冷却板を備えることができる。
【０００９】
本装置は、第１の収容バンクの中に収容された第１の組の光源と、第２の収容バンクの中に収容された第２の組の光源とをさらに備えることができる。
【００１０】
第１の反射体は、第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成された第１の曲率を備えることができ、及び／又は、第２の反射体は、第２の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成された第２の曲率を備えることができる。
【００１１】
１つ又はそれ以上の第１の反射体及び第２の反射体が、放物面反射体を備えることができる。
【００１２】
１つ又はそれ以上の第１の反射体及び第２の反射体が、１つ又はそれ以上の階段型反射体及びファセット型反射体を備えることができる。
【００１３】
第１の組の光ビームは、第１の波長範囲を有することができ、第２の組の光ビームは、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有することができ、差分反射体は、第１の組の光ビームを少なくとも部分的に反射するように、及び第２の組の光ビームを少なくとも部分的に透過させるように構成されたダイクロイック反射体を備えることができる。
【００１４】
差分反射体は、第１の組の光ビームを反射するように構成された反射領域と、第２の組の光ビームを透過させるように構成された透過領域とを備えることができる。
【００１５】
反射領域及び透過領域は、同心リングとして成形することができる。
【００１６】
本装置は、支持台の第２の面と反対側に配置された拡散器をさらに備え、拡散器は、差分反射体から反射された第１の組の光ビーム、及び差分反射体を透過する第２の組の光ビームを遮ること及び少なくとも部分的に透過させることによって拡散光を形成するように構成される。
【００１７】
本装置は、拡散器の近く、拡散器の支持台と反対の対応する側に配置された第１のレンズをさらに備え、第１のレンズは、拡散光の少なくとも一部分を受け取るように構成された第１のレンズ面、及び第１のレンズ面と対向する第２のレンズ面を備え、第１のレンズは、拡散光の部分の発散を減らすように、及び反射体開口に向かって伝搬する出力光を形成するように構成される。
【００１８】
本装置は、第１の面の近くに配置された端部であって、差分反射体から反射される第１の組の光ビーム及び差分反射体を透過する第２の組の光ビームを受け取るように位置決めされる端部を有する統合ロッドをさらに備えることができる。
【００１９】
第２の反射体は、第２の組の光ビームの第１の部分を支持台開口に向けて反射し、第２の組の光ビームの第２の部分を透過させるように構成されたビーム・スプリッタを含むことができ、本装置はさらに、第２の反射体の、支持台と反対の対応する側に配置された第３の反射体であって、第２の面と向き合い、第２の部分を支持台開口に向けて反射するように、及び第２の部分の対応する集束性を高めるように構成される第３の反射体をさらに備えることができる。
【００２０】
本装置はさらに、第２の反射体から支持台開口に向かって伝搬する第２の組の光ビームを遮るように位置決めされたビーム・スプリッタであって、第２の組の光ビームの第１の部分を反射するように、及び第２の組の光ビームの第２の部分を透過させるように構成されたビーム・スプリッタと、ビーム・スプリッタの支持台と反対の対応する側に配置された第４の反射体であって、第２の面と向き合い、第１の部分を支持台開口に向けて反射するように構成された第４の反射体と、を備えることができる。
【００２１】
第１の収容バンクを、第１の面に対して傾斜した平面の上に配置することができ、及び／又は第２の収容バンクを第２の面に対して傾斜した対応する平面の上に配置することができる。
【００２２】
本明細書の別の態様により、光を結合するための装置であって、第１の面及び第１の面と対向する第２の面を有し、第１の面及び第２の面を通して延びる第１の支持台開口を定める第１の支持台と、第２の面の上に配置され、第１の色の第１の組の光ビームを放射するように構成された第１の組の光源を収容するように構成される第１の収容バンクと、第２の面の近くに配置されて第２の面と向き合い、第１の組の光ビームを反射するように、及び第１の組の光ビームの集束性を高めるように構成され、第１の反射体開口を定める第１の反射体と、を備える第１の集光ユニットを備える装置が提供される。本装置はさらに、第３の面及び第３の面と対向する第４の面を有する第２の支持台であって、第３の面及び第４の面を通して延びる第２の支持台開口を定め、第２の面が第３の面と向き合い、第１の反射体が第１の支持台と第２の支持台との間に配置されるように第１の支持台と並べて配置される第２の支持台と、第４の面の上に配置された第２の収容バンクであって、第２の色の第２の組の光ビームを放射するように構成された第２の組の光源を収容するように構成された第２の収容バンクと、第４の面の近くに配置されて第４の面と向き合う第２の反射体であって、第２の組の光ビームを反射するように、及び第２の組の光ビームの対応する集束性を高め、第２の反射体開口を定めるように構成された第２の反射体と、を備える第２の集光ユニットを備える。本装置はさらに、第５の面及び第５の面と対向する第６の面を有する第３の支持台であって、第５の面及び第６の面を通して延びる第３の支持台開口を定め、第４の面が第５の面と向き合い、第２の反射体が第２の支持台と第３の支持台の間に配置されるように第２の支持台と並べて配置される第３の支持台と、第６の面の上に配置される第３の収容バンクであって、第３の色の第３の組の光ビームを放射するように構成された第３の組の光源を収容するように構成される第３の収容バンクと、第６の面の近くに配置されて第６の面と向き合う第３の反射体であって、第３の組の光ビームを反射するように、及び第３の組の光ビームの対応する集束性を高めるように構成される第３の反射体と、を備える第３の集光ユニットを備える。さらに、本装置はまた、第１の反射体から伝搬する第１の組の光ビームを第１の差分反射体の上に反射するように構成された第４の反射体であって、第１の差分反射体は第１の組の光ビームを集光区域に向けて反射するように構成される、第４の反射体と、第２の反射体から伝搬する第２の組の光ビームを第２の差分反射体の上に反射するように構成された第５の反射体であって、第２の差分反射体は第２の組の光ビームを第１のリレー光学系に向けて反射するように構成され、第１のリレー光学系は、第２の組の光ビームを、第２の支持台開口を通し、第１の反射体開口を通して、第１の差分反射体及び集光区域に向けるように構成され、第１の差分反射体は第２の組の光ビームを透過させるようにさらに構成される、第５の反射体と、を備える。さらに、本装置はまた、第３の反射体から伝搬する第３の組の光ビームを、第３の支持台開口を通し、第２の反射体開口を通して、第２の差分反射体に向けるように構成された第２のリレー光学系を備え、第２の差分反射体は第３の組の光ビームを第１のリレー光学系に向けて透過させるようにさらに構成され、第１のリレー光学系は、第３の組の光ビームを、第２の支持台開口、第１の反射体開口を通して、第１の差分反射体及び集光区域の方に向けるようにさらに構成され、第１の差分反射体は第３の組の光ビームを透過させるようにさらに構成される。
【００２３】
本装置は、第６の反射体及び第７の反射体をさらに備えることができ、第６の反射体は、第３の反射体から第２のリレー光学系に向かって伝搬する第３の組の光ビームを遮るように位置決めされ、第６の反射体は、第３の反射体から伝搬する第３の組の光ビームを第７の反射体の上に反射するように構成され、第７の反射体は、第６の反射体から伝搬する第３の組の光ビームを第２のリレー光学系に向けて反射するように構成される。
【００２４】
第１の差分反射体は、第１の色を少なくとも部分的に反射し、第２の色及び第３の色を少なくとも部分的に透過させるように構成された第１のダイクロイック反射体を備えることができ、第２の差分反射体は、第２の色を少なくとも部分的に反射し、第３の色を少なくとも部分的に透過させるように構成された第２のダイクロイック反射体を備えることができる。
【００２５】
集光区域は、第１の支持台開口を通して延びる統合ロッドの端部であって、第２の面と第１の反射体との間に配置される端部を備えることができる。
【００２６】
次に、本明細書の幾つかの実装が、例としてのみ、添付の図面を参照しながら説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】非限定的な実装による、光を結合するための装置の斜視図を示す。
【図２】図１に示す装置の別の斜視図を示す。
【図３】非限定的な実装による、光を結合するための別の装置の斜視図を示す。
【図４】図３に示す装置の別の斜視図を示す。
【図５】図３に示す装置の断面図を示す。
【図６】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の断面図を示す。
【図７】図６に示す装置の一部分の拡大図を示す。
【図８】非限定的な実装による差分反射体の略図を示す。
【図９】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の部分断面図を示す。
【図１０】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の部分的な略断面図を示す。
【図１１】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の部分的断面図を示す。
【図１２】非限定的な実装による、階段型反射体及びファセット型反射体の部分断面図を示す。
【図１３】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の部分的断面図を示す。
【図１４】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の断面図を示す。
【図１５】非限定的な実装による、光を結合するためのさらに別の装置の断面図を示す。
【図１６】図１５に示す装置の切開された斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
多数のレーザ・ビームを集める課題、及びこれを製造が容易でスケール調整可能な構造体を用いて達成する必要性に対処するために、本明細書は図１に示すような、光を結合するための装置１００を提供する。装置１００は、第１の面１１０及び第１の面１１０と対向する第２の面１１５を有する支持台１０５を備える。支持台１０５はさらに、第１の面１１０及び第２の面１１５を通して延びる支持台開口１５５を定める。装置１００において、支持台１０５は円板として成形され、支持台開口１５５は、支持台１０５の円板と同心又は実質的に同心の円形開口として成形される。支持台１０５はまた、円形板及び／又は円形薄板として記述することもできる。
【００２９】
装置１００はさらに、第１の面１１０の上に配置されてそれに固定された収容バンク１２０を備える。収容バンク１２０は、光源１２５のような第１の組の光源を収容するように構成される。光源１２５は第１の組の光ビームを放射するように構成される。光源１２５は、レーザ・ビームを放射するように構成されたレーザ・ダイオードを備えることができる。さらに、光源１２５はレーザ・ダイオード以外の任意の他の適切な光源を備えることができると考えられる。収容バンク１２０は、光源１２５を収容するように構成された収容サイトを備えることができる。図１において、収容バンク１２０は、２×４の長方形配列に配置された８個の収容サイトを含む。しかし、収容バンク１２０はまた、任意の他の適切な数及び／又は配置の収容サイトを備えることができると考えられる。
【００３０】
さらに、図１は、第１の面１１０の上に配置された複数の他の収容バンクを示す。第１の面１１０の上に配置された収容バンク１２０及び他の収容バンクは、第１の面１１０の上に放射状に配置される。装置１００はさらに、第２の面１１５の上に配置された第２の収容バンク１３０を備える。第２の収容バンクは、構造及び機能において第１の収容バンク１２０と同様である。装置１００はさらに、第２の面１１５の上に配置された複数の他の収容バンクを備え、収容バンク１３０及び他の収容バンクもやはり第２の面１１５の上に放射状に配置される。各々の収容バンクは、収容バンクから延びる接続ポートを備えることができ、この接続ポートは収容バンク内に収容された光源を電源に電気的に接続するために使用することができる。
【００３１】
図１において、第１の面１１０の上の収容バンクの数、形状、及び配置は、第２の面１１５の上の収容バンクの数、形状、及び配置と同じであるように示されているが、装置１００において、第１の面１１０の上に配置された収容バンクは、第２の面１１５の上に配置された収容バンクとは異なる数、形状、及び／又は配置を有することができると考えられる。
【００３２】
装置１００はさらに、支持台１０５の、第２の面１１５とは反対側に配置された第１の反射体１３５を備える。換言すれば、第１の反射体１３５は、第１の面１１０の近くであるが第１の面１１０から間隔を空けられ、支持台１０５の第１の面１１０と同じ側に配置される。第１の反射体１３５の反射表面が第１の面１１０と向き合う。第１の反射体１３５は、第１の面１１０の上に配置された第１の収容バンク１２０及び他の収容バンクの中に収容された光源１２５によって放射された一組の光ビームを遮るように、及び、それらの光ビームを支持台開口１５５に向けて反射するように構成される。装置１００において、第１の反射体１３５は、光ビームが第１の反射体１３５から支持台開口１５５に向かって伝搬する際に、光ビームの集束性を高めるように構成された曲率を有する。第１の反射体１３５は、放物面反射体又は任意の他の適切な形状及び／若しくは曲率を備えることができる。
【００３３】
さらに、第１の反射体１３５は反射体開口１４０を定めることができ、これは第１の反射体１３５の中心又はその近傍に位置決めすることができる。第１の反射体１３５の一般的形状及びサイズは、支持台１０５の第１の面１１０の上の収容バンクの中に収容された光源１２５によって放射される全ての光ビームを遮ることができるように選択される。装置１００において、第１の反射体１３５は概ね円形の形状を有する。
【００３４】
装置１００はさらに、支持台１０５の、第１の面１１０とは反対側に配置された第２の反射体１４５を備える。換言すれば、第２の反射体１４５は、第２の面１１５の近くであるが第２の面１１５から間隔を空けられ、支持台１０５の第２の面１１５と同じ側に配置される。第２の反射体１４５の反射表面が第２の面１１５と向き合う。第２の反射体１４５は、第２の面１１５の上に配置された第２の収容バンク１３０及び他の収容バンクの中に収容された光源によって放射される一組の光ビームを遮るように、及びそれらの光ビームを支持台開口１５５に向けて反射するように構成される。形状及び機能において、第２の反射体１４５は第１の反射体１３５と同様にすることができる。第２の反射体１４５はさらに、第２の反射体１４５の中心又はその近くに配置される反射体開口１５０を定めることができる。
【００３５】
図２は、装置１００の別の斜視図であり、第１の反射体１３５が、そうしなければ第１の反射体１３５によって不明瞭にされる装置１００の特徴をより良好に示すために、透視様式で描かれる。図２は、支持台１０５の第１の面１１０の上の、収容バンクの放射状配置を示す。さらに、図２は、第１のレンズ２０５、第２のレンズ２１０、及び第３のレンズ２１５を備えた一組の集光及び／又はコリメート・レンズを示す。これらの集光レンズは、支持台１０５の、第２の面１１５の反対側に配置される。さらに、集光レンズは支持台開口１５５の近傍に、第２の反射体１４５によって支持台開口１５５に向けてそれを通るように反射された光ビームを受け取ることができるように配置される。これらの集光レンズの構造及び機能は、以下でより詳細に説明されるであろう。
【００３６】
図１及び２には示されていないが、装置１００はさらに、支持台開口１５５の中に配置される差分反射体を備える。他の実装において、差分反射体は支持台開口１５５の近くに配置することができる。一般に、差分反射体は、第１の反射体１３５から反射された光ビーム、及び第２の反射体１４５から反射された光ビームを受け取るように位置決めされ構成される。差分反射体の構造及び機能は、以下でより詳細に説明されるであろう。
【００３７】
図３は、光を結合するための装置３００の斜視図を示す。装置３００は概ね装置１００に類似するが、主要な違いは、支持台の形及び支持台の上の収容バンクの配置にある。図１及び２に示すように、装置１００において支持台１０５は円形であり収容バンクは支持台１０５の第１の面１１０及び第２の面１１５の上に放射状に配置される。これに対して、装置３００においては、収容バンクは、支持台３０５の上に互いに対して平行に整列され、並べて位置決めされる。収容バンクは、各々の収容バンクが隣の収容バンクに当接するように位置決めすることができる。収容バンク１２０及びそれに平行な他の収容バンクは、支持台３０５の第１の面３１０の上に配置され、他方、収容バンク１３０及びそれに平行な他の収容バンクは、支持台３０５の第２の面３１５の上に配置される。
【００３８】
支持台３０５の形状及び／又は外周は多角形であり、収容バンクの配列及び／又は位置決めによって定められる形状に類似の形状を辿る。支持台３０５はさらに、第１の面３１０及び第２の面３１５を通して延びる支持台開口３５５を定める。装置３００はさらに、支持台開口３５５の中に配置された差分反射体（図３には示さず）を備え、この差分反射体は、装置１００の差分反射体と概ね類似する。
【００３９】
図４は、装置３００の別の斜視図を示し、第１の反射体１３５が、そうしなければ第１の反射体１３５によって不明瞭にされる装置３００の特徴をより良好に示すために、透視様式で描かれる。図４は、支持台３０５の第１の面３１０の上の、平行な並んだ配置の収容バンクを示す。さらに、図４は、第１のレンズ２０５、第２のレンズ２１０、及び第３のレンズ２１５を備えた一組の集光及び／又はコリメート・レンズを示す。図２と同様に、これらの集光レンズは、支持台３０５の第２の面３１５と反対側に配置される。さらに、集光レンズは支持台開口３５５の近くに、第２の反射体１４５によって反射された光ビームを、支持台開口３５５を通して受け取ることができるように、配置される。
【００４０】
図５は、装置３００の断面図を示し、支持台３０５の第１の面３１０の上に配置された収容バンクの中に収容された光源１２５によって放射される一組の光ビーム５０５を示す。光ビーム５０５は第１の反射体１３５により、支持台開口３５５に向かって反射され、その中に配置された差分反射体５１０に入射する。第１の反射体１３５の形状（即ち、曲率）は、光ビーム５０５が第１の反射体１３５から差分反射体５１０に向かって伝搬する際に、光ビーム５０５の集束性を高める。
【００４１】
図５はさらに、支持台３０５の第２の面３１５の上に配置された収容バンクの中に収容された光源１２５ａによって放射される一組の光ビーム５０５ａを示す。第２の反射体１４５が光ビーム５０５ａを差分反射体５１０に向けて反射し、第２の反射体１４５の曲率が、光ビーム５０５ａが第２の反射体１４５から差分反射体５１０に向かって伝搬する際に、光ビーム５０５ａの集束性を高める。
【００４２】
差分反射体５１０は、光ビーム５０５を第２の反射体１４５から離れる方向に反射するように、及び光ビーム５０５ａをやはり第２の反射体１４５から離れる方向に透過するように構成される。装置３００において、差分反射体５１０は、光ビーム５０５を第１のレンズ２０５に向けて反射し、光ビーム５０５ａを、支持台開口３５５を通して、やはり第１のレンズ２０５に向けて透過させる。
【００４３】
装置３００において、光ビーム５０５は、光ビーム５０５ａの波長範囲とは異なる波長範囲を有することができる。換言すれば、光ビーム５０５は、光ビーム５０５ａとは異なる色のものとすることができる。差分反射体５１０は、それに限定されないが、光ビーム５０５を反射し、同時に光ビーム５０５ａを透過させるように構成されたダイクロイック反射体を含むことができる。
【００４４】
差分反射体５１０を透過する光ビーム及びそれによって反射される光ビームの両方は、第１のレンズ２０５に至る途中で拡散器５１５を通過する。図５に示すように、拡散器５１５は、支持台の、第２の面３１５と反対側に配置される。さらに、拡散器５１５は、差分反射体５１０から透過光ビーム及び反射光ビームの両方を受け取るように位置決めされる。拡散器５１５は、差分反射体５１０から反射された光ビーム５０５及び差分反射体５１０を透過した光ビーム５０５ａを遮り、及び少なくとも部分的に透過させることによって拡散光を形成するように構成される。装置３００は拡散器５１５を備えるが、幾つかの実装においては、拡散器は無くてもよく、反射及び透過光ビームは、差分反射体５１０から第１のレンズ２０５まで、拡散器を通過せずに伝搬することができる。装置３００と同様に、装置１００もまた、構造、機能、及び配置が拡散器５１５に類似した拡散器を備えることができる。
【００４５】
図５に示す装置３００を再び参照すると、第１のレンズ２０５、第２のレンズ２１０、及び第３のレンズ２１５が共同で、集光及びコリメート光学系として機能する。それらは拡散光ビームを受け取り、その発散を減らして出力光ビーム５２０を生成し、この出力光ビーム５２０が反射体開口１４０に向かって伝搬し、それを通って出る。第１のレンズ２０５は拡散器５１５の近く、拡散器５１５の、支持台３０５とは反対側に配置され、それにより、第１のレンズ２０５が、拡散器５１５から出てくる拡散光を効率的に受け取り及び／又は集光することが可能になる。拡散器５１５を備えない実装においては、第１のレンズ２０５が、差分反射体５１０によって反射された光ビーム及びそれを透過した光ビームを直接受け取る。
【００４６】
第１のレンズ２０５は、拡散器５１５から伝搬する拡散光の少なくとも一部分を受け取るように構成された第１の面２０５ａを備える。第１のレンズ２０５はさらに、第１の面２０５ａと対向する第２の面２０５ｂを備える。第２の面２０５ｂに対する第１の面２０５ａの相対的な形状及び／又は曲率は、第１のレンズ２０５が、第１の面２０５ａを通ってレンズ２０５に入り、第２の面２０５ｂを通ってレンズ２０５を出る光ビームの発散を減らすようにされる。装置３００において、第１の面２０５ａは平坦及び／又は凹面にすることができ、他方第２の面２０５ｂは凸面である。
【００４７】
第１のレンズ２０５から出る光ビームは、次に第１の面２１０ａを通って第２のレンズ２１０に受け取られ、第２のレンズ２１０の第２の面２１０ｂを通って第２のレンズ２１０を出る。第２の面２１０ｂは第１の面２１０ａと対向し、第１のレンズ２０５と同様に、２つの面２１０ａ及び２１０ｂの相対的曲率及び／又は形状は、第２のレンズ２１０が、第１の面２１０ａを通ってレンズ２１０に入り、第２の面２１０ｂを通って第２のレンズ２１０を出る光ビームの発散を減らすことを可能にする。装置３００において、第１の面２１０ａは平坦とすることができ、他方第２の面２１０ｂは凸面である。
【００４８】
第２のレンズ２１０から出る光ビームは、次に第１の面２１５ａを通って第３のレンズ２１５に受け取られ、第３のレンズ２１５の第２の面２１５ｂを通って第３のレンズ２１５を出て、出力光ビーム５２０を形成する。第２の面２１５ｂは第１の面２１５ａと対向し、第１のレンズ２０５及び第２のレンズ２１０と同様に、２つの面２１５ａ及び２１５ｂの相対的曲率及び／又は形状は、第３のレンズ２１５が、第１の面２１５ａを通って第３のレンズ２１５に入り、第２の面２１５ｂを通って第３のレンズ２１５を出る光ビームの発散を減らすことを可能にする。装置３００において、第１の面２１５ａは平坦であり、他方第２の面２１５ｂは凸面である。
【００４９】
装置３００は、３つのレンズ２０５、２１０、及び２１５をその集光レンズ／光学系の部分として有するように示されるが、幾つかの実装において、装置は第１のレンズ２０５のみ、又は第１のレンズ２０５及び第２のレンズ２１０のみを有することができると考えられる。さらに、集光光学系／レンズは３つより多くのレンズを備えることができると考えられる。さらに、集光レンズ又は複数の集光レンズを、拡散光の、又は拡散器が無い場合には、差分反射体５１０から集光レンズ／光学系の中に受け取られた光の、発散を減らすことができる任意の適切な形状、構成、及び／又は配置にすることができる。
【００５０】
このようにして、装置３００は、折り返しミラーの大きなアレイを必要とせずに、多数の光源１２５及び１２５ａから光ビームを集めることができる。さらに、より多くの光源を加える必要がある場合には、付加的な光ビームを収容するために、より大きい直径の第１の反射体１３５及び／又は第２の反射体１４５を使用することができる。さらに、装置３００の設計は、全ての光源が共通支持台３０５の上に収容されるのを可能にし、この共通支持台は冷却板を備えることができ、並びに／又は、放熱板及び／又は他の能動的若しくは受動的冷却機構に熱的に結合することができる。このことが、次に、光源の冷却及び／又は熱管理を容易にすることができる。さらに、付加的な光源を加える必要がある場合、より大きい型の第１の反射体１３５及び／又は第２の反射体１４５を使用することができ、それにより、付加的な光源を収容するための付加的な折り返しミラーの必要性を無くすことができる。
【００５１】
次に図６を参照すると、光ビームを結合するための別の装置６００の断面図が示される。装置６００は装置３００に概ね類似しているが、主要な違いは、第２の面３１５の上の収容バンクの配置及び／又は位置決め、第２の面３１５の上に配置された収容バンクの中に収容される光源及びそれらによって放射される光ビーム、並びに支持台開口３５５の中に配置される差分反射体の構造及び機能にある。
【００５２】
装置６００において、支持台３０５の上の収容バンク１３０の配置及び／又は位置決め、従って、その中に収容される光源６０５の配置及び／又は位置決めは、第１の面３１０の上に配置された収容バンク１２０の中に収容された光源１２５の配置及び／又は位置決めとは異なる。この位置決めの違いの結果として、光源６０５によって生成される光ビーム６１０は、第２の反射体１４５によって反射された後、光ビーム５０５が差分反射体６１５に入射する対応する点とは異なる点／位置において差分反射体６１５に入射する。それゆえに、差分反射体６１５は、それらのビームが差分反射体６１５に入射する位置に基づいて、選択的に光ビーム５０５を反射し、光ビーム６１０を透過させることができる。
【００５３】
図７は、装置６００の差分反射体６１５の部分的拡大図を示し、光ビーム５０５が差分反射体６１５に入射する一組の位置７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、及び７０５ｄ（以後まとめて７０５ａ〜ｄ）と、光ビーム６１０が差分反射体６１５に入射する一組の位置７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、及び７１０ｄ（以後まとめて７１０ａ〜ｄ）との違いを示す。光ビーム５０５及び光ビーム６１０の各々に対して４つのみの位置が示されているが、当業者であれば、これら４つの位置の組は、例示的なものに過ぎず、説明のために示されたものであること、及び装置６００には、遥かに多くの（又はさらにより少ない）光ビーム、従って、差分反射体６１５の上の光ビーム５０５及び６１０の、遥かに多くの（又は少ない）対応する入射点が存在し得ることを理解するであろう。
【００５４】
差分反射体６１５は、位置７０５ａ〜ｄにおける反射領域及び位置７１０ａ〜ｄにおける透過領域を備える。これは、次に、差分反射体６１５が光ビーム５０５を拡散器５１５及び第１のレンズ２０５に向けて反射し、同時に光ビーム６１０を、同じく拡散器５１５及び第１のレンズ２０５に向けて透過させることを可能にする。図８に示す例示的な非限定的実装において、差分反射体６１５は、反射領域８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃ、及び８０５ｄ（以後まとめて８０５ａ〜ｄ）と、透過領域８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、及び８１０ｄ（以後まとめて８１０ａ〜ｄ）との同心の交互のリングを備えることができる。反射領域８０５ａ〜ｄは位置７０５ａ〜ｄに対応することができ、透過領域８１０ａ〜ｄは位置７１０ａ〜ｄに対応することができる。
【００５５】
当業者であれば、位置７０５ａ〜ｄ及び７１０ａ〜ｄの配置は、それぞれ光源１２５及び６０５の配置／位置決めに依存することを理解するであろう。それゆえに、差分反射体６１５の中の反射及び透過領域のパターンは、位置７０５ａ〜ｄにおいて差分反射体６１５に入射する光ビーム５０５を反射し、及び位置７１０ａ〜ｄにおいて差分反射体６１５に入射する光ビーム６１０を透過させるのに適した任意のパターンとすることができる。光ビーム５０５及び６１０の差分反射及び透過が空間的に行われるので、装置６００においては、光ビーム５０５及び６１０が異なる色又は波長分布のものである必要性はない。
【００５６】
図７及び８を参照すると、差分反射体６１５はまた、以下でより詳しく説明するように、２つ又はそれ以上の装置６００を光学的に結合する、即ち連結するのに使用することができる、さらに別の透過領域７１５を備えることができる。透過領域７１５は、差分反射体６１５の中心又はその近傍に位置決めすることができる。さらに、図６及び７を参照すると、図を簡単にするために、光ビームは拡散器５１５を通過したようには描かれていない。しかし、図６及び７における拡散器５１５を通過した光ビームの経路は、図５における拡散器５１５を通過した光ビームの経路と類似する。
【００５７】
支持台１０５及び支持台３０５は、金属、金属合金などを含むがそれらに限定されない任意の適切な材料で作製することができる。支持台１０５は円形状を有するように示され、支持台３０５は多角形形状を有するように示されるが、支持台は、丸みを帯びた形状、楕円形状、正多角形を含む他の多角形、を含むがそれらに限定されない任意の適切な形状を有することができると考えられる。さらに、支持台開口１５５及び３５５は、図１、３、及び６には、それらそれぞれの支持台の中心又はその近傍にあるように示されているが、支持台開口は、それらそれぞれの支持台の異なる位置に置くことができると考えられる。
【００５８】
さらに、装置１００、３００、及び６００において、光源は、それらそれぞれの支持台の上に配置され固定された収容バンクの中に収容されるが、他の実装においては、光源を直接支持台に固定するか、さもなければ任意の他の適切な方法を用いて支持台に固定することができると考えられる。さらに他の実装において、装置は支持台を備える必要がなく、例えば、収容バンクを、光源をそれらそれぞれの位置に支持するために互いに固定することができる。
【００５９】
さらに、装置１００、３００、及び６００において、収容バンクは放射状に又は互いに平行に配置される。しかし、収容バンク、及びその中に収容された光源は、任意の他の適切な配置に位置決めすることができると考えられる。さらに、装置１００及び３００において、支持台の第１の面（ｓｉｄｅ）の上の収容バンクは、第２の面（ｓｉｄｅ）の上の収容バンクと同じ配置に位置決めされるが、第１の面（ｓｉｄｅ）の上の収容バンクは、第２の面（ｓｉｄｅ）の上の収容バンクとは異なる配置に位置決めすることができると考えられる。
【００６０】
次に第１及び第２の反射体を考えると、それらは、装置１００、３００、及び６００において互いに同じであるように示されている。しかし、これらの装置の各々において、第１の反射体が、第２の反射体の形状、サイズ、曲率、及び／又は支持台からの距離とは異なり得る、形状、サイズ、曲率、及び／又は支持台からの距離を有することができることも考えられる。さらに、幾つかの実装において、第２の反射体は反射体開口を有する必要がないと考えられる。例えば、第１の反射体１３５だけが反射体開口１４０を定め、第２の反射体１４５が開口を有しない、装置１００、３００、及び６００の変化物が考えられる。
【００６１】
次に図９を参照すると、光ビームを結合するために使用することができ装置９００の部分断面図が示される。装置９００は、装置９００が第１の面１１０及び第２の面１１５を有する支持台１０５を備える点で、概ね装置１００と同じである。さらに、装置９００は第１の面１１０の上に配置された収容バンク１２０及び第２の面１１５の上に配置された収容バンク１３０を備える。光源１２５が収容バンク１２０の中に収容され、光ビーム５０５を放射し、この光ビームが、第１の反射体１３５により、支持台開口の中に配置された差分反射体５１０に向けて反射される。同様に、光源１２５ａが収容バンク１３０の中に収容され、光ビーム５０５ａを放射し、この光ビームが、第２の反射体１４５により、支持台開口の中に配置された差分反射体５１０に向けて反射される。
【００６２】
差分反射体５１０は光ビーム５０５を反射し、同時に光ビーム５０５ａを透過させ、両方の光ビームを第２の反射体１４５から離れる方向に向ける。装置９００は、一組の集光レンズの代わりに、装置９００が端部９１０を有する統合ロッド９０５を備える点で、装置１００と異なる。端部９１０は、第１の面１１０の近くに配置され、差分反射体５１０から反射された光ビーム５０５を受け取るように、及びさらに、差分反射体５１０を透過した光ビーム５０５ａを受け取るように、位置決めされる。一般に、端部９１０は、図５に示す拡散器５１５の位置に類似した位置、及び／又は、やはり図５に示す第１のレンズ２０５の位置に類似した位置に位置決めすることができる。端部９１０の位置は、端部９１０が、差分反射体５１０によって反射された光ビーム及び差分反射体５１０を透過した光ビームの両方を受け取ることができるように選択することができる。
【００６３】
装置９００は差分反射体５１０を備えるが、幾つかの実装において、差分反射体６１５を反射体５１０の代わりに使用することができると考えられる。さらに、図９は、支持台１０５の各々の面の上に１つだけの収容バンクを示すが、装置９００は、装置１００及び３００と同様に、支持台１０５の１つ又は両方の面の上に複数の収容バンクを備えることができると考えられる。さらに、図９は、第１の反射体１３５及び第２の反射体１４５の各々の小部分のみを概略的に示す。図９には示されていないが、装置９００の第１の反射体１３５及び第２の反射体１４５は、装置１００及び３００の第１及び第２の反射体と類似のものとすることができる。
【００６４】
次に図１０を参照すると、光を結合するための別の装置１０００が部分的及び概略的に示される。装置１０００は、装置１０００が支持台１０５（概略的に線として示される）、及び支持台１０５の１つの面の上に光ビーム５０５を放射する光源を備え、光ビーム５０５は第１の反射体１３５によって差分反射体５１０に向けて反射される点で、装置９００に概ね類似したものとすることができる。次に差分反射体が光ビーム５０５を統合ロッド９０５に向けて反射する。
【００６５】
装置１０００はさらに、光ビーム５０５ａを放射する光源を支持台１０５の第２の面の上に備える。装置１０００は、装置１０００が装置９００の第２の反射体１４５の代わりにビーム・スプリッタ１００５を備える点で、装置９００と異なる。ビーム・スプリッタ１００５は、支持台１０５に対して第２の反射体１４５と同じ位置にすることができ、第２の反射体１４５と同じ形状及び／又は曲率を有することができる。ビーム・スプリッタ１００５は、光ビーム５０５ａの第１の部分を反射して差分反射体５１０に向かって伝搬する反射ビーム１０１０を形成し、差分反射体５１０は支持台１０５の支持台開口（図示せず）の中に配置することができる。ビーム・スプリッタ１００５の形状及び／又は曲率は、反射ビーム１０１０がビーム・スプリッタ１００５から差分反射体５１０に向かって伝搬する際に、反射ビーム１０１０の集束性を高めることができる。
【００６６】
ビーム・スプリッタ１００５はさらに、光ビーム５０５ａの第２の部分を透過させて透過ビーム１０１５を形成する。装置１０００はさらに、ビーム・スプリッタ１００５の、支持台１０５が置かれた側の反対側に配置された第３の反射体１０２０を備える。換言すれば、ビーム・スプリッタ１００５は、第３の反射体１０２０と支持台１０５との間に配置される。第３の反射体１０２０は、支持台１０５の第２の面と向き合う反射表面を有することができる。第３の反射体１０２０は、透過ビーム１０１５を遮り、それらを、支持台１０５の支持台開口の中に配置することができる差分反射体５１０に向けて反射するように位置決めされる。第３の反射体１０２０の形状及び／又は曲率は、透過ビーム１０１５が第３の反射体１０２０から差分反射体５１０に向かって伝搬する際に、透過ビーム１０１５の集束性を高めるように構成される。
【００６７】
次に、差分反射体５１０が、統合ロッド９０５に向けて、ビーム５０５を反射し、ビーム１０１０及び１０１５を透過させる。ビーム・スプリッタ１００５と第３の反射体１０２０との組合せの使用は、光ビーム５０５ａが統合ロッド９０５に入る角度の範囲を広げることができる。例えば、反射ビーム１０１０の伝搬の角度のみを有する代わりに、装置１０００はさらに、より狭い角度で統合ロッド９０５に入る透過ビーム１０１５をもたらす。これは、次に、統合ロッド９０５に入る光ビームの角度多様性を増し、統合ロッド９０５から出る光の均一性を高めることができる。
【００６８】
図１０は、反射体１３５、ビーム・スプリッタ１００５、及び反射体１０２０の一部分のみを概略的に示す。反射体１３５及び１０２０並びにビーム・スプリッタ１００５は、統合ロッド９０５の長軸によって定められる光軸の周りに回転対称な形状を有することができると考えられる。換言すれば、反射体１３５は図１及び３に示す反射体１３５と似たものとすることができ、ビーム・スプリッタ１００５及び反射体１０２０は図１及び３に示す反射体１４５を構成することができる。さらに、ビーム・スプリッタ１００５は、光軸又はその付近を中心とするビーム・スプリッタ開口（図示せず）を定め、透過ビーム１０１５が反射体１０２０から差分反射体５１０に向かって伝搬できるようにすることができると考えられる。反射体１０２０は対応する反射体開口を定めることができ、又は定めなくともよい。
【００６９】
第３の反射体１０２０は、放物面反射体などを含むがそれらに限定されない湾曲した反射体を備えることができる。同様に、幾つかの実装において、ビーム・スプリッタ１００５は放物面形状を有することができる。さらに、図１０は、支持台１０５の略図のみを示し、典型的な光ビーム５０５及び５０５ａだけが示される。装置１０００は、図１及び２に示すのと類似の収容バンクを備えることができ、並びに／又は、収容バンク及び／若しくは光源の任意の他の適切な配置を有することができると考えられる。
【００７０】
次に図１１を参照すると、光を結合するための装置１１００が部分的に概略的に示される。装置１１００は概ね装置９００に類似したものとすることができるが、主要な違いは、装置１１００が、第２の反射体１４５（図１１には示されないが、図９に示される）から、支持台開口１５５内に配置された差分反射体５１０に向かって伝搬する光ビーム５０５ａを遮るように位置決めされたビーム・スプリッタ１１０５を備えることである。ビーム・スプリッタ１１０５は、光ビーム５０５ａの一部分を透過させ、差分反射体５１０に向かって伝搬する透過ビーム１１１０を形成するように構成される。
【００７１】
ビーム・スプリッタ１１０５はさらに、光ビーム５０５ａの一部分を反射して、反射ビーム１１１５を形成する。装置１１００はさらに、ビーム・スプリッタ１１０５の、支持台１０５が置かれた側の反対側に配置された付加的な反射体１１２０を備える。換言すれば、ビーム・スプリッタ１１０５は、支持台１０５と反射体１１２０との間に配置される。反射体１１２０は支持台１０５の第２の面と向き合う反射表面を備える。反射体１１２０は、反射ビーム１１１５を、差分反射体５１０及び統合ロッド９０５に向けて反射するように構成される。幾つかの実装において、反射体１１２０は、反射ビーム１１１５の集束性を高めるか又は減らすように構成された曲率を有することができる。さらに、ビーム・スプリッタ１１０５は平坦面として成形することができ、又は任意の他の適切な形状及び／又は曲率を有することができる。
【００７２】
装置１０００と類似して、装置１１００におけるビーム・スプリッタ１１０５と反射体１１２０との組合せの使用は、光ビーム５０５ａが統合ロッド９０５に入る角度の多様性を増す。具体的には、ビーム・スプリッタ１１０５と反射体１１２０との組合せは、ビーム５０５ａから反射ビーム１１１５を分離し、反射ビーム１１１５を、光ビーム５０５ａ及び／又は透過ビーム１１１０と比べてより狭い角度で統合ロッド９０５に入るように向ける。ビーム・スプリッタ１００５及びビーム・スプリッタ１１０５は、各々５０／５０ビーム・スプリッタを含むことができ、又は、任意の他の適切な反射率対透過率の比を有することができる。
【００７３】
図１２は、１つ又はそれ以上の第１の反射体（図１２には示されないが、図１〜９に示される）及び第２の反射体１４５の代わりに及び／又はそれらに加えて使用することができる階段型反射体１２１０の概略の部分断面図を示す。図１２は、湾曲した第２の反射体１４５によって反射される光ビーム５０５ａと、階段型反射体１２１０によって反射される光ビーム５０５ａとの対照比較を示す。階段型反射体１２１０は、湾曲した第２の反射体１４５によって反射される光ビーム５０５ａの対応する集束角度１２０５よりも小さい集束角度１２１５を有する反射光ビーム５０５ａを生成するのに使用することができる。階段型反射体１２１０の形状及び幾何学的構造を調節して、階段型反射体１２１０から反射される光ビームの集束角度１２１５を調節することができる。
【００７４】
さらに、図１２は、ファセット１２２５ａ、１２２５ｂ、１２２５ｃ、及び１２２５ｄ（以後まとめて１２２５ａ〜ｄ）を備えるファセット型反射体１２２０の概略の部分断面図を示す。ファセット型反射体１２２０は、光学的に階段型反射体１２１０と類似の様式で機能することができ、ファセット型反射体１２２０の各々のファセット１２２５ａ〜ｄは、階段型反射体１２１０が光ビーム５０５ａを反射するのと類似の様式で光ビーム５０５ａを反射する。
【００７５】
ファセット１２２５ａ〜ｄの各々は、平坦及び／又は湾曲したものとすることができる。各々のファセットは、他のファセットの形状、曲率、及び／又は幾何学的構造と同じか又は異なる形状、曲率、及び／又は幾何学的構造を有することができる。さらに、図１２は、各々のファセットから１つの光ビーム５０５ａが反射する４つのファセット１２２５ａ〜ｄだけを備えるようにファセット型反射体１２２０を示すが、ファセット型反射体１２２０は、任意の適切な数のファセットを備えることができ、並びに、ゼロ又は任意の数の光ビームが１つ又はそれ以上のファセットから反射することができると考えられる。幾つかの実装において、ファセット型反射体１２２０は一体的に形成することができる、即ち、ファセット１２２５ａ〜ｄが各々、一体型のファセット型反射体１２２０の一つの部分を構成することができる。他の実装においては、ファセットの幾つか又は全てを、互いに独立にし、間隔をあけ、及び／又は別に分離することができる。
【００７６】
図１２は、反射体１４５、階段型反射体１２１０、及びファセット型反射体１２２０の概略の部分的表示のみを示す。反射体１４５、階段型反射体１２１０、及びファセット型反射体１２２０は、装置の光軸の周りに回転対称である形状、即ち、図１に示す第２の反射体１４５及び／又は第１の反射体１３５の形状に類似した形状を有することができる。幾つかの実装において、階段型反射体１２１０は階段型反射体開口を定めることができ、及び／又はファセット型反射体１２２０はファセット型反射体開口を定めることができ、各々は、図１に示す第２の反射体１４５の反射体開口１５０に類似する。
【００７７】
次に図１３を参照すると、光ビームを結合するために使用することができる装置１３００の断面図が示される。装置１００及び３００に類似して、装置１３００は、第１の面１３１０、及び第１の面１３１０と対向する第２の面１３１５を有する支持台１３０５を備える。支持台１３０５はさらに、第１の面１３１０及び第２の面１３１５を通して延びる支持台開口１３２０を備える。
【００７８】
さらに、装置１３００は、第２の面１３１５に対して傾斜角１３３５だけ傾斜した平面１３４５の上に配置された収容バンク１３２５を備える。光源１２５ａは、収容バンク１３２５の中に収容することができ、光ビーム５０５ａを放射するように構成することができる。装置１３００はさらに、支持台１３０５の、第１の面１３１０と反対側に配置された反射体１３３０を備えることができる。反射体１３３０は、第２の面１３１５と向き合う反射表面を有することができる。さらに、反射体１３３０は、光ビーム５０５ａを支持台開口１３２０に向けて反射し、光ビーム５０５ａが反射体１３３０から支持台開口１３２０に向かって伝搬する際に、光ビーム５０５ａの集束性を高めるように、構成することができる。
【００７９】
幾つかの実装において、反射体１３３０は、光ビーム５０５ａの集束性を高めるように構成された、放物面曲率などを含むがそれに限定されない曲率を有することができる。傾斜角１３３５が、反射体１３３０に対する光ビーム５０５ａの角度を決めることができ、これが次に反射光ビーム５０５ａの集束角度１３４０を決定することができる。収容バンク１３２５及びそれにより光ビーム５０５ａを傾けることによって、装置１３００は、収容バンクが傾けられずレーザ・ビームが支持台の面に対して概ね垂直である類似の装置（例えば、装置１００及び３００）における対応する集束角度に比べて、より小さい集束角度１３４０を達成することができる。
【００８０】
図１３において、反射光ビーム５０５ａは第２の面１３１５の近くで集束するように示されているが、幾つかの実装においては、反射光ビーム５０５ａは、支持台開口１３２０の中で、又は支持台１３０５の、第２の面１３１５と反対側の点に集束することができる。支持台開口１３２０に向かって伝搬する光ビーム５０５ａの集束点は、反射体１３３０に向かって伝搬する光ビーム５０５ａの角度、反射体１３３０の形状及び／又は曲率、並びに支持台１３０５からの反射体１３３０の距離、のうちの１つ又はそれ以上を調節することによって、調節することができる。
【００８１】
幾つかの実装において、傾斜面１３４５を生成するクサビ１３５０は支持台１３０５と一体的に形成することができる。他の実装においては、クサビ又は傾斜面が無くてもよく、光源１２５ａを第２の面１３１５に対してある傾斜角度（即ち、９０°以外の角度）で配向させることができる。さらに、図１３は、第２の面１３１５の近くに収容バンク１３２５の環状の「列」のみを示し、第１の面の上には収容バンクが無いが、装置１３００は付加的な収容バンクを第２の面１３１５及び／又は傾斜面１３４５の上に備えることができ、並びに／又は収容バンクを第１の面１３１０の上に備えることができると考えられる。
【００８２】
さらに、１つのみの反射体１３３０が示されるが、装置１３００は反射体１３３０に類似した第２の反射体を備えることができ、この第２の反射体を支持台１３０５の、第２の面１３１５とは反対側に配置することができると考えられる。換言すれば、装置１３００は、２つの反射体を、装置１００及び３００と同様に、支持台１３０５の両側に有することができると考えられる。さらに、幾つかの実装において、１つ又はそれ以上の反射体１３３０及び第２の反射体が、図１及び３に示すのと同様の、反射体開口を定めることができる。
【００８３】
反射体に向かって伝搬する光ビームを傾斜させることは、本明細書で説明する他の装置においても、反射体によって反射される光ビームのより小さい集束角を達成するのに使用することができると考えられる。
【００８４】
次に図１４を参照すると、光ビームを結合するための装置１４００の断面図が示される。装置１４００は、光学的に結合され及び／又は連結された、即ち、光学的に直列に配置された、３つの装置３００、３００ａ、及び３００ｂを備える。装置３００ａ及び３００ｂは、構造及び機能において装置３００に類似のものである。装置１４００はさらに、装置３００ｂから伝搬する結合された出力ビーム１４４０を受け取り、結合された出力ビーム１４４０を統合ロッド９０５に向かってその内部に向けるレンズ１４４５を備える。
【００８５】
上述のように、装置３００は、支持台１０５の第１及び第２の面の上の収容バンク内に配置された光源からの光ビームを結合する。これらの結合されたビームは集光光学系１４０５（図５にも示すレンズ２０５、２１０、及び２１５を備える）を通過し、出て、反射体開口１４０に向かって伝搬しそれを通過する出力光ビーム５２０を形成する。
【００８６】
出力光ビーム５２０は、第１の反射体１４５ａの中の反射体開口１５０ａを通して装置３００ａに入る。次に出力光ビーム５２０は、出力光ビーム５２０が支持台３０５ａの支持台開口３５５ａの中に配置された差分反射体５１０ａに向かって伝搬する際に、出力光ビーム５２０を集束するように構成されたレンズ１４１０を通過する。さらに、装置３００ａは、支持台３０５ａの第１及び第２の面の上に配置された収容バンクの中に収容された光源からの光ビームを結合して出力光ビーム１４２０を形成する。次に、出力光ビーム１４２０は、集光光学系１４０５と構造及び機能が類似のものとすることができる集光光学系１４１５を通過する。
【００８７】
出力光ビーム５２０は、差分反射体５１０ａによって透過され、さらに、集光光学系１４１５を通過する。出力光ビーム５２０と出力光ビーム１４２０の組合せは、集光光学系１４１５から反射体１３５ａの反射体開口１４０ａに向かって、それを通過するように伝搬する。差分反射体５１０ａは、差分反射体開口７１５（図７に示す）に類似の中央透過領域であって、レンズ１４１０によって差分反射体５１０ａの上に集束された出力光ビーム５２０を透過させるように構成することができる中央透過領域を有することができる。
【００８８】
出力光ビーム５２０及び出力光ビーム１４２０は、第１の反射体１４５ｂの中の反射体開口１５０ｂを通して装置３００ｂに入り、結合された出力光ビーム１４２５を形成する。結合された出力光ビーム１４２５は次に、結合された出力光ビーム１４２５が支持台３０５ｂの支持台開口３５５ｂの中に配置された差分反射体５１０ｂに向かって伝搬する際に、結合された出力光ビーム１４２５を集束させるように構成されたレンズ１４３０を通過する。さらに、装置３００ｂは、支持台３０５ｂの第１及び第２の面の上に配置された収容バンクの中に収容された光源からの光ビームを結合して、出力光ビーム１４３５を形成する。次に、出力光ビーム１４３５は、集光光学系１４０５と構造及び機能が類似のものとすることができる集光光学系１４５０を通過する。
【００８９】
出力光ビーム１４２５は、差分反射体５１０ｂによって透過され、さらに集光光学系１４５０を通過する。出力光ビーム１４２５と出力光ビーム１４３５の組合せが集光光学系１４５０から、反射体１３５ｂの反射体開口１４０ｂに向かって、それを通過するように伝搬する。差分反射体５１０ｂは、差分反射体開口７１５（図７に示す）に類似の中央透過領域であって、レンズ１４３０によって差分反射体５１０ｂの上に集束された出力光ビーム１４２５を透過させるように構成することができる中央透過領域を有することができる。
【００９０】
出力光ビーム１４２５及び１４３５の組合せが、結合された出力光ビーム１４４０を形成することができ、これが、反射体１３５ｂの反射体開口１４０ｂから伝搬してレンズ１４４５により、統合ロッド９０５に向かってその中に集束される。３つの装置３００、３００ａ、及び３００ｂを光学的に結合すること（即ち、連結すること）により、装置１４００は、３つの装置のうちの１つのみを使用して結合することができるよりもさらに多数のレーザ・ビームを結合して集めることができる。
【００９１】
さらに、複数の装置の結合は、１つだけの装置を用いて達成することができるよりも、角度がより多様で、より均一な最終的な出力光ビームを生成することができる。例えば、出力光ビーム５２０が、コリメートされた光ビームの中央領域内に何も光ビームを含まないことを見ることができる。出力光ビーム１４２０と結合して結合された出力光ビーム１４２５を形成するとき、出力光ビーム５２０は出力光ビーム１４２０の中央部分を少なくとも部分的に満たす。結合された出力光ビーム１４２５が装置３００ｂを通過するとき、結合された出力光ビーム１４２５は、出力光ビーム１４３５の中央部分をさらに満たし、統合ロッド９０５の中に集束されるとき、さらに高い均一性及び角度多様性を有する結合された出力光ビーム１４４０を生じる。
【００９２】
図１４は、装置３００に類似した互いに結合される３つの装置を示すが、任意の数の光結合装置を、図１４に示す様式で光学的に結合することができると考えられる。さらに、１つ又はそれ以上の結合される装置は、装置１００、６００、１３００、又は本明細書で説明する他の装置のいずれかに類似したものとすることができると考えられる。
【００９３】
次に図１５及び１６を参照すると、光ビームを結合するための装置１５００が示される。図１５は、装置１５００の断面図を示し、他方、図１６は、装置１５００の切開された斜視図を示す。装置１５００は、互いに直列に光学的に結合された類似の集光ユニット１５０５ａ、１５０５ｂ、及び１５０５ｃを備える。集光ユニット１５０５ａは、支持台、支持台の面の上に配置された収容バンク、及び反射体の組合せを備え、この組合せは、装置１００及び３００における対応する組合せに類似する。
【００９４】
集光ユニット１５０５ａは、第１の面１５１５ａ、及び第１の面１５１５ａと対向する第２の面１５２０ａを有する支持台１５１０ａを備える。支持台１５１０ａはさらに、第１の面１５１５ａ及び第２の面１５２０ａを通して延びる支持台開口１５２５ａを定める。集光ユニット１５０５ａはさらに、第２の面１５２０ａの上に配置された収容バンク１３０を備える。光源１２５ａは、収容バンク１３０の中に収容することができ、光ビーム５０５ａを放射することができる。
【００９５】
集光ユニット１５０５ａはさらに、反射体開口１５３５ａを定める反射体１５３０ａを備える。反射体１５３０ａは、第２の面１５２０ａの近くに配置され、第２の面の１５２０ａと向き合う反射表面を備える。さらに、第１の反射体１５３０ａは、第２の面１５２０ａから間隔を空けられ、光ビーム５０５ａを遮るように位置決めされる。さらに、第１の反射体１５３０ａは、光ビーム５０５ａを第２の面１５２０ａに向けて反射するように構成される。反射体１５３０ａの形状及び／又は曲率は、反射体１５３０ａから反射される光ビーム５０５ａの集束性を高めるように構成される。幾つかの実装において、第１の反射体１５３０ａは放物面反射体を含むことができる。
【００９６】
集光ユニット１５０５ａは、集光ユニット１５０５ａが第１の面１５１５ａの上に収容バンクを備えず、支持台１５１０ａの第２の面１５２０ａの反対側に反射体を備えない点で、装置１００及び３００とは異なる。さらに、装置１００及び３００とは異なり、集光ユニット１５０５ａは、支持台開口１５２５ａの中に配置される差分反射体を有しない。
【００９７】
集光ユニット１５０５ｂ及び１５０５ｃは、集光ユニット１５０５ａに類似の構造及び機能を有する。集光ユニット１５０５ｂは、第１の面１５１５ｂ、第２の面１５２０ｂ、及び支持台開口１５２５ｂを有する支持台１５１０ｂを備える。集光ユニット１５０５ｂはさらに、第２の面１５２０ｂの上に配置される収容バンク１３０を含み、これが、反射体１５３０ｂに向かって伝搬する光ビーム５０５ｂを放射する光源１２５ｂを収容することができる。光ビーム５０５ｂは光ビーム５０５ａとは異なる色の光ビームである。反射体１５３０ｂは反射体開口１５３５ｂを定める。さらに、反射体１５３０ｂは、光ビーム５０５ｂを第２の面１５２０ｂに向けて反射するように、さらに反射体１５３０ｂから反射された光ビーム５０５ｂの集束性を高めるように構成される。
【００９８】
集光ユニット１５０５ｂは、支持台１５１０ｂが支持台１５１０ａと並べて及び／又は平行に若しくは実質的に平行に配置されるように、集光ユニット１５０５ａに並べて配置される。この配置において、支持台１５１０ａの第２の面１５２０ａが支持台１５１０ｂの第１の面１５１５ｂと向き合い、反射体１５３０ａが支持台１５１０ａと支持台１５１０ｂとの間に配置される。
【００９９】
集光ユニット１５０５ｂと同様に、集光ユニット１５０５ｃは、第１の面１５１５ｃ、第２の面１５２０ｃ、及び支持台開口１５２５ｃを有する支持台１５１０ｃを備える。集光ユニット１５０５ｃはさらに、第２の面１５２０ｃの上に配置される収容バンク１３０を備え、これが、反射体１５３０ｃに向かって伝搬する光ビーム５０５ｃを放射する光源１２５ｃを収容することができる。光ビーム５０５ｃは、光ビーム５０５ａ及び５０５ｂとは異なる色の光ビームである。反射体１５３０ｃは反射体開口１５３５ｃを定める。さらに、反射体１５３０ｃは、光ビーム５０５ｃを第２の面１５２０ｃに向けて反射するように、さらに反射体１５３０ｃから反射された光ビーム５０５ｃの集束性を高めるように構成される。
【０１００】
集光ユニット１５０５ｃは、支持台１５１０ｃが支持台１５１０ｂと並べて及び／又は平行に若しくは実質的に平行に配置されるように、集光ユニット１５０５ｂに並べて配置される。この配置において、支持台１５１０ｂの第２の面１５２０ｂが支持台１５１０ｃの第１の面１５１５ｃと向き合い、反射体１５３０ｂが支持台１５１０ｂと支持台１５１０ｃとの間に配置される。
【０１０１】
さらに、装置１５００は、反射体１５３０ａから伝搬する光ビーム５０５ａを反射するように、及びそれらの光ビーム５０５ａを差分反射体１５４５ａの上に反射するように構成された反射体１５４０ａをさらに備える。次に差分反射体１５４５ａは、光ビーム５０５ａを集光区域に向けて反射するように構成される。反射体１５４０ａは、支持台１５１０ａの第１の面１５１５ａと反対側に、且つ第２の面１５２０ａと反射体１５３０ａとの間に配置される環状反射体（図１６に示すような）を含むことができる。差分反射体１５４５ａは、反射体１５４０ａと反射体１５３０ａとの間に配置することができる。さらに、差分反射体１５４５ａは、光ビーム５０５ａを反射し、光ビーム５０５ｂ及び５０５ｃを透過させるように構成されるダイクロイック反射体を含むことができる。
【０１０２】
集光ユニット１５０５ａにおいて、集光区域は、統合ロッド１５５０の端部１５５５を含み、この統合ロッド１５５０は、端部１５５５が第２の面と反射体１５３０ａとの間に配置されるように支持台開口１５２５ａを通して延びる。具体的には、端部１５５５は反射体１５４０ａと差分反射体１５４５ａとの間に配置される。幾つかの実装において、集光区域は、支持台１５１０ａの第１の面１５１５ａと反対側の面から間隔の空いた別の領域及び／又は点若しくは複数点とすることができる。他の実装において、集光区域は、支持台開口１５２５ａ内の空間の中の、又は支持台１５１０ａの第２の面１５２０ａと反対側の、領域及び／又は点若しくは複数点を含むことができる。
【０１０３】
装置１５００はさらに、反射体１５４０ａ及び差分反射体１５４５ａと類似の構造を有する、反射体１５４０ｂ及び差分反射体１５４５ｂを備える。反射体１５４０ｂは反射体１５４０ａの機能に類似した機能を有することができる。さらに、反射体１５４０ｂ及び差分反射体１５４５ｂは、光集光ユニット１５０５ａに対する反射体１５４０ａ及び差分反射体１５４５ａの位置決めと類似の位置に、光集光ユニット１５０５ｂに対して位置決めされる。差分反射体１５４５ｂは、光ビーム５０５ｂを反射し、光ビーム５０５ｃを透過させるように構成されるダイクロイック反射体を含むことができる。
【０１０４】
装置１５００はさらに、反射体１５４０ｃ及び反射体１５４５ｃを備える。反射体１５４０ｃは反射体１５４０ａと類似の構造及び機能を有することができる。反射体１５４５ｃは、差分反射体１５４５ａの形状に類似した形状を有することができる。さらに、反射体１５４０ｃ及び反射体１５４５ｃは、集光ユニット１５０５ａに対する反射体１５４０ａ及び差分反射体１５４５ａの位置決めと類似の位置に、集光ユニット１５０５ｃに対して位置決めされる。幾つかの実装において、反射体１５４５ｃは、光ビーム５０５ｃを反射し、光ビーム５０５ｃの色と異なる色の光ビームを透過させるように構成されたダイクロイック反射体を含むことができる。
【０１０５】
装置１５００はさらに、集光ユニット１５０５ｂから出力光ビーム１５８０を受け取り、出力光ビーム１５８０を支持台開口１５２５ｂ及び反射体開口１５３５ａを通して、差分反射体１５４５ａの上に、及び、集光区域、即ち、統合ロッド１５５０の端部１５５５の方に向けるように構成された第１のリレー光学系を備える。装置１５００において、第１の集光光学系は、集光ユニット１５０５ｂから出力された光ビームを受け取りその発散を減らすレンズ１５６５と、レンズ１５６５から出力光ビーム１５８０を受け取り、出力光ビーム１５８０を、差分反射体１５４５ａ及び集光区域、即ち、統合ロッド１５５０の端部１５５５に向けて集束させるレンズ１５６０とを備える。
【０１０６】
さらに、装置１５００はまた、集光ユニット１５０５ｃから光ビーム５０５ｃを受け取り、光ビーム５０５ｃを支持台開口１５２５ｃ及び反射体開口１５３５ｂを通して、差分反射体１５４５ｂの上に及び第１のリレー光学系のレンズ１５６５の方に向けるように構成された第２のリレー光学系を備える。装置１５００において、第２のリレー光学系は、集光ユニット１５０５ｃから出力された光ビーム５０５ｃを受け取りその発散を減らすレンズ１５７５と、レンズ１５７５から光ビーム５０５ｃを受け取り、光ビーム５０５ｃを、差分反射体１５４５ｂを通して第１のリレー光学系のレンズ１５６５の方に向けるレンズ１５７０とを備える。
【０１０７】
次に、第１のリレー光学系は、光ビーム５０５ｃ（集光ユニット１５０５ｃによって集光及び結合された）と光ビーム５０５ｂ（集光ユニット１５０５ｂによって集光及び結合された）との組合せを、結合された出力光ビーム１５８０の形で受け取り、上述のように、結合された出力光ビーム１５８０をロッド１５５０の端部１５５５の方に向ける。集光区域、即ち、端部１５５５が、集光ユニット１５０５ａによって集光された光ビーム５０５ａと、集光ユニット１５０５ｂ及び１５０５ｃによって集光され、第１及び第２のリレー光学系の組合せにより端部１５５５に向けられる結合された出力光ビーム１５８０と、の組合せである結合された出力光ビーム１５８５を受け取る。
【０１０８】
換言すれば、第２のリレー光学系が光ビーム５０５ｃを、支持台開口１５２５ｃ及び反射体開口１５３５ｂを通して、差分反射体１５４５ｂ及び第１のリレー光学系の方に向ける。次に、第１のリレー光学系が光ビーム５０５ｃ及び光ビーム５０５ｂの両方を、支持台開口１５２５ｂ及び反射体開口１５３５ａを通して、差分反射体１５４５ａ及び集光区域、即ち端部１５５５の方へ向ける。
【０１０９】
装置１５００は、反射体１５４０ｃ及び１５４５ｃを備えるように示されるが、幾つかの実装において、装置１５００は反射体１５４０ｃ及び１５４５ｃを有する必要がなく、光ビーム５０５ｃを反射体１５３０ｃから直接に第２のリレー光学系に反射することができると考えられる。
【０１１０】
本明細書の一実装により、光を結合するための装置であって、それぞれ、第１、第２、及び第３の集光ユニット１５０５ａ、１５０５ｂ、及び１５０５ｃと、反射体１５４０ａ及び１５４０ｂと、差分反射体１５４５ａ及び１５４５ｂと、第１及び第２のリレー光学系と、を備える装置が提供される。第１の集光ユニット１５０５ａは、第１の面１５１５ａ、及び第１の面１５１５ａと対向する第２の面１５２０ａを有する第１の支持台１５１０ａを備える。第１の支持台１５１０ａは、第１の面１５１５ａ及び第２の面１５２０ａを通して延びる第１の支持台開口１５２５ａを定める。
【０１１１】
第１の集光ユニット１５０５ａはさらに、第２の面１５２０ａの上に配置された第１の収容バンク１３０であって、第１の色の第１の組の光ビーム５０５ａを放射するように構成された第１の組の光源１２５ａを収容するように構成された第１の収容バンク１３０を備える。第１の集光ユニット１５０５ａはさらに、第２の面１５２０ａの近くに第２の面１５２０ａと向き合うように配置された第１の反射体１５３０ａを備える。第１の反射体１５３０ａは、第１の組の光ビーム５０５ａを反射するように、及び、第１の組の光ビーム５０５ａの集束性を高めるように構成される。第１の反射体１５３０ａはさらに、第１の反射体開口１５３５ａを定める。
【０１１２】
第２の集光ユニット１５０５ｂは、第１の面１５１５ｂ、及び第１の面１５１５ｂと対向する第２の面１５２０ｂを有する第２の支持台１５１０ｂを備える。第２の支持台１５１０ｂは、第１の面１５１５ｂ及び第２の面１５２０ｂを通して延びる第２の支持台開口１５２５ｂを定める。第２の支持台１５１０ｂは、第２の面１５２０ａが第１の面１５１５ｂと向き合い、第１の反射体１５３０ａが第１の支持台１５１０ａと第２の支持台１５１０ｂとの間に配置されるように、第１の支持台１５１０ａと並べて配置される。
【０１１３】
第２の集光ユニット１５０５ｂはさらに、第２の面１５２０ｂの上に配置された第２の収容バンク１３０を備える。第２の収容バンク１３０は、第２の色の第２の組の光ビーム５０５ｂを放射するように構成された第２の組の光源１２５ｂを収容するように構成される。第２の集光ユニット１５０５ｂはさらに、第２の面１５２０ｂの近くに第２の面１５２０ｂと向き合うように配置された第２の反射体１５３０ｂを備える。第２の反射体１５３０ｂは、第２の組の光ビーム５０５ｂを反射するように、及び、第２の組の光ビーム５０５ｂの対応する集束性を高めるように構成される。第２の反射体１５３０ｂは、第２の反射体開口１５３５ｂを定める。
【０１１４】
第３の集光ユニット１５０５ｃは、第１の面１５１５ｃ、及び第１の面１５１５ｃと対向する第２の面１５２０ｃを有する第３の支持台１５１０ｃを備える。第３の支持台１５１０ｃは、第１の面１５１５ｃ及び第２の面１５２０ｃを通して延びる第３の支持台開口１５２５ｃを定める。第３の支持台１５１０ｃは、第２の面１５２０ｂが第１の面１５１５ｃと向き合い、第２の反射体１５３０ｂが第２の支持台１５１０ｂと第３の支持台１５１０ｃとの間に配置されるように、第２の支持台１５１０ｂと並べて配置される。
【０１１５】
第３の集光ユニット１５０５ｃはさらに、第２の面１５２０ｃの上に配置された第３の収容バンク１３０であって、第３の色の第３の組の光ビーム５０５ｃを放射するように構成された第３の組の光源１２５ｃを収容するように構成された第３の収容バンク１３０を備える。第３の集光ユニット１５０５ｃはさらに、第２の面１５２０ｃの近くに第２の面１５２０ｃと向き合うように配置された第３の反射体１５３０ｃを備える。第３の反射体１５３０ｃは、第３の組の光ビーム５０５ｃを反射するように、及び、第３の組の光ビーム５０５ｃの対応する集束性を高めるように構成される。
【０１１６】
本装置はさらに、第１の反射体１５３０ａから伝播する第１の組の光ビーム５０５ａを第１の差分反射体１５４５ａの上に反射するように構成された第４の反射体１５４０ａを備える。第１の差分反射体１５４５ａは、第１の組の光ビーム５０５ａを集光区域に向けて反射するように構成される。
【０１１７】
本装置はさらに、第２の反射体１５３０ｂから伝播する第２の組の光ビーム５０５ｂを第２の差分反射体１５４５ｂの上に反射するように構成された第５の反射体１５４０ｂを備える。第２の差分反射体１５４５ｂは、第２の組の光ビーム５０５ｂを、第２の組の光ビーム５０５ｂを第２の支持台開口１５２５ｂを通し、第１の反射体開口１５３５ａを通して、第１の差分反射体１５４５ａ及び集光区域の方に向けるように構成された第１のリレー光学系に向けて、反射するように構成される。第１の差分反射体１５４５ａは、第２の組の光ビーム５０５ｂを透過させるようにさらに構成される。
【０１１８】
本装置はさらに、第３の反射体１５３０ｃから伝播する第３の組の光ビーム５０５ｃを、第３の支持台開口１５２５ｃを通し、第２の反射体開口１５３５ｂを通して、第２の差分反射体１５４５ｂの方に向けるように構成された第２のリレー光学系を備える。第２の差分反射体１５４５ｂは、第３の組の光ビーム５０５ｃを第１のリレー光学系に向けて透過させるようにさらに構成される。さらに、第１のリレー光学系は、第３の組の光ビーム５０５ｃを、第２の支持台開口１５２５ｂ、第１の反射体開口１５３５ａを通して、第１の差分反射体１５４５ａ及び集光区域の方に向けるようにさらに構成される。第１の差分反射体１５４５ａは、第３の組の光ビーム５０５ｃを透過させるようにさらに構成される。
【０１１９】
次に、一般にリレー光学系について言及すると、レンズ１５６５及びレンズ１５７５は、それぞれ支持台１５１０ｂ及び１５１０ｃに対して、図１５に示す位置決めとは異なるように位置決めすることができると考えられる。例えば、レンズ１５６５は、支持台１５１０ｂの第１の面１５１５ｂと反対側に（即ち、反射体１５３０ｂの近くに）置くことができ、支持台開口１５２５ｂの完全に内部に置くことができ、及び／又は、支持台１５１０ｂの第２の面１５２０ｂと反対側に（即ち、反射体１５３０ａのより近くに）置くことができる。同様の位置決めはまた、支持台１５１０ｃに対するレンズ１５７５についても考えることができる。さらに、装置１５００において、第１及び第２のリレー光学系の各々が２つのレンズを備えるが、幾つかの実装において、第１及び第２のリレー光学系のうちの１つ又はそれ以上は、１つの光結合ユニットからの出力光を次の光結合ユニットに向けるのに適した、任意の数のレンズ、反射体などの光学素子及び／又はそれらの組合せを備えることができると考えられる。
【０１２０】
さらに、装置１５００において、３つの集光ユニット１５０５ａ、１５０５ｂ、及び１５０５ｃの全てが、統合ロッド１５５０の長さに沿って位置する光軸（図１５には図示せず）を中心とするように示されるが、隣り合う集光ユニットは、１つの集光ユニットから集光された光を隣の集光ユニットに向けるために適切なリレー光学系が使用されるという条件で、光軸を外して位置決めすることができると考えられる。
【０１２１】
反射体１５３０ｃについて言及すると、図１５には反射体１５３０ｃは反射体開口１５３５ｃを備えるように示されるが、幾つかの実装において、反射体１５３０ｃは開口を有する必要がなく、その理由は装置１５００においては、この反射体開口を通過する光がないためである。さらに、装置１５００において３つの集光ユニットは類似のものであるが、幾つかの実装においては、異なる型及び／又は数の集光ユニットを光学的に互いに結合することができると考えられる。さらに、幾つかの実装において、集光光学系（例えば、図４に示す集光光学系１４０５に類似の）を、統合ロッド１５５０の代わりに及び／又はそれに加えて用いることができると考えられる。
【０１２２】
本明細書で説明する全ての装置において、装置は、収容バンクの収容サイトの中に収容される光源を含む必要がないと考えられる。さらに、本明細書で説明する装置は、１つ又はそれ以上の収容バンクの、光源で占められた幾つかの収容サイトのみを含むことができ、残りの収容サイトは動作可能な光源で占められていない、ことが考えられる。本明細書で言及する光源は、それらに限定されないが、レーザ・ダイオードなどを備えることができる。
【０１２３】
さらに、本明細書における、反射され及び／又は透過される光ビームに対する言及に関して、実際には、反射体からの光の反射、及び、差分反射体などの構成要素を通る光の透過、に関連する損失があり得ると考えられる。それゆえに、反射及び透過は、部分的な反射及び部分的な透過を含むことができる。
【０１２４】
上述の実装は、例示的であることを意図したものであり、当業者であれば、これらに、添付の特許請求の範囲によってのみ定められる本発明の範囲から逸脱せずに、変更及び修正を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
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