(57)【要約】本発明は、光学系及び使用の方法に係る。該系及び該方法は、少なくとも１つの光源を有し、該光源の夫々が略無作為な偏光状態又は無偏光状態での特定の波長範囲の光を大幅に送る。光学系は、光源に結合された反射偏光器、及び光源を介しする反射光の方向を反射偏光器上へと変える素子を有する。実例的には、光源と素子との間に光学距離は略無い。また、反射光を再利用する光学パッケージが開示される。
2007516452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系であって、
略無作為な偏光状態又は無偏光状態において特定の波長帯の光を大幅に放射する、少なくとも１つの光源と、
前記少なくとも１つの光源に結合された、少なくとも１つの反射偏光器と、
前記少なくとも１つの光源を介して前記反射偏光器によって反射された光の一部分の方向を変え、前記少なくとも１つの反射偏光器へと戻す、少なくとも１つの素子と、
を有し、
前記少なくとも１つの光源と前記少なくとも１つの素子との間に光学距離が略無い、
光学系。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光源は、前記素子に配置される、
請求項１記載の光学系。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光源は、前記素子の材料に覆われる、
請求項２記載の光学系。
【請求項４】
前記少なくとも１つの素子は、略固形である、
請求項３記載の光学系。
【請求項５】
前記少なくとも１つの反射偏光器と前記少なくとも１つの素子との間に配置された四分の一波長板（ＱＷＰ）を更に有する、
請求項１記載の光学系。
【請求項６】
前記少なくとも１つの反射偏光器は、前記少なくとも１つの素子の面にわたって配置される、
請求項１記載の光学系。
【請求項７】
前記少なくとも１つの素子は、複合パラボリック・コンセントレータ（ＣＰＣ）である、
請求項１記載の光学系。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学素子に近接して配置された波長コンバイナを更に有する、
請求項１記載の光学系。
【請求項９】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）系に光学的に結合された統合ロッドを更に有する、
請求項８記載の光学系。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの反射偏光器によって反射された前記光の他の部分は、前記素子によって前記少なくとも１つの反射偏光器へと反射し戻される、
請求項５記載の光学系。
【請求項１１】
前記波長コンバイナは、ダイクロイックキューブと、複数のダイクロイックキューブと、ダイクロイック素子とから基本的に構成される群より選択される、
請求項８記載の光学系。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの光源は、発光ダイオードのアレイである、
請求項１記載の光学系。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの光源は、単一ＬＥＤである、
請求項１記載の光学系。
【請求項１４】
光の方向を変える複数の前記素子を更に有し、
前記素子の夫々は、少なくとも１つの光源のうち少なくとも１つと、前記少なくとも１つの反射偏光器のうち１つとを有する、
請求項１記載の光学系。
【請求項１５】
光学系の効率性を向上させるよう光を再利用する方法であって、
少なくとも１つの反射偏光器と、無偏光光又は無作為な偏光光の少なくとも１つの源とを備えさせ、前記反射偏光器のうちの１つは、前記偏光光又は無作為な偏光光の源の夫々に結合される段階と、
前記光源を介して前記反射偏光器から反射された光の一部分の方向を変え、前記反射偏光器に戻し、前記反射偏光器は、特定の偏光状態の光を送り、前記素子に残りの光を反射し、前記反射偏光器と前記素子との間に光学距離が略無い段階と、
を有する方法。
【請求項１６】
前記反射光の少なくとも一部分を特定の偏光状態へと偏光させる段階を更に有する、
請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記無偏光光又は無作為な偏光光の源のうち少なくとも２つからの光を結集させる段階を更に有する、
請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記特定の偏光状態の前記光の方向を液晶機器へと方向付けて偏光する段階を更に有する、
請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの発光素子を有し、光学素子において配置され、前記光学素子は、前記素子の一端から反射された光の方向を前記発光機器を介して戻して前記一端から出すよう変える、
光学パッケージ。
【請求項２０】
前記発光素子は、略有限の波長範囲にわたって無作為な偏光光又は無偏光光を放射する、
請求項１９記載の光学パッケージ。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの発光素子は、単一の発光ダイオード及び発光ダイオードのアレイ
から基本的に構成される群より選択される、
請求項１９記載の光学パッケージ。
【請求項２２】
前記発光素子は、前記光学素子に覆われる、
請求項１９記載の光学パッケージ。
【請求項２３】
前記光学素子は、複合パラボリック・コンバイナである、
請求項１９記載の光学パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶（ＬＣ）技術は、数例を挙げるだけでも、投影型テレビジョン受像機、コンピュータのモニタ、販売促進用ディスプレイ、及び電子映画に用いる投影型ディスプレイに応用されている。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣ機器のより最近の応用は、シリコン基板上の反射型液晶ディスプレイである。シリコンベースの反射型ＬＣディスプレイは、液晶分子の軸を選択的に回転させるよう使用される相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のトランジスタ／スイッチのアクティブ・マトリクスのアレイを頻繁に有する。周知の通り、ＬＣセルにわたる電圧の印加によって、反射光の偏光の平面は、選択的に回転される。アレイにおけるトランジスタの選択的な切替えによって、ＬＣ媒体は、画像情報を有する光を変調するよう使用され得る。この変調光は、投影光学によってスクリーン上に撮像され得、その結果、画像又は「写真」を形成する。
【０００３】
多くのＬＣＤ系において、源からの光は、液晶材料上に入射する前に特定の向きで選択的に偏光される。これは、光源と液晶との間で偏光器を使用して頻繁に実行される。十分理解され得る通り、この種類の系は、光の大幅な損失をもたらす。例えば、光が無作為に偏光されるか又は偏光されない系では、光エネルギの半分は液晶に送られず、従って損失される。かかる非効率性は、表示された画像上に悪影響を有し得る。例えば、光エネルギにおける損失は、低減された輝度をもたらし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、少なくとも上述された課題を克服するＬＣ装置が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施例によれば、光学系は、少なくとも１つの光源を有する。該光源の夫々は、略無作為な偏光状態又は無偏光状態の特定の波長又は波長範囲の光を大幅に送る。光学系は、光源に結合された反射偏光器と、光源を介し、反射偏光器上に反射光の方向を変える素子とを有する。実例的には、光源と素子との間には光学距離は略無い。
【０００６】
他の実施例によれば、光学系の効率性を向上させるよう光を再利用する方法は、少なくとも１つの反射偏光器、及び、無偏光光又は無作為な偏光光の少なくとも１つの源を備える段階を有する。該段階では、反射偏光器のうちの１つは、無偏光光又は無作為な偏光光の各源に結合される。該方法はまた、光源を介して反射偏光器から反射された光の方向を変え、反射偏光器に戻す段階を有する。該段階は、特定の偏光状態の光を送り、素子に残りの光を反射する。実例的には、反射偏光器と素子との間には光学距離が略無い。
【０００７】
他の実施例によれば、光学パッケージは、光学素子に覆われた発光素子を有する。光学素子は、発光機器を介して素子の一端から他端を出るまで反射し戻された光の方向を変える。実例的には、発光素子は、略有限の波長範囲にわたって無作為な偏光光又は無偏光光を放射する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照して読む際に、以下の詳細の説明から十分に理解される。多種の特性は、必ずしも実寸大に書かれていないことが強調される。実際には寸法は、論考の明確性のために適宜増減される。
【０００９】
以下の詳細の説明では、制限ではなく説明を意図として、具体的な詳細を開示する実施例は、本発明の完全なる理解を与えるよう説明される。しかしながら、本開示の利点を有してきている当業者にとっては、本発明が、開示された具体的な詳細から離れた他の実施例で実践され得ることが明らかである。更に、周知の装置、方法、及び材料の説明は、本発明の説明を不明瞭にしないよう省略され得る。
【００１０】
図１は、一実施例に従った光学系１００を図示する。光学系１００は、第１の光学素子１０１、第２の光学素子１０２、第３の光学素子１０３、及び第４の光学機器１０４を有し、第１、第２、及び第３の光学要素からの光を結集させる。実例的には、光学機器１０４は、当業者には周知の機器であるダイクロイックキューブであり、異なる波長の光を結集するよう使用され得る。
【００１１】
しかしながら、ダイクロイックキューブに加え他の素子が、図１に図示された構造、及び実施例と合わせた他の構造において、光学素子から光を結集するよう使用され得る。例えば、異なる発光波長範囲を有する２つの光源からの光を結集するよう直列にダイクロイック素子を有することは、有用であり得る。更に、異なる発光波長範囲を有する２つの光源からの光を結集するよう直列にダイクロイック素子、及び、第３の光源からの第３の波長範囲の光を第１の２つの源からの光と結集させるよう第３のダイクロイック素子を斜めに有することは、有用であり得る。当然のことながら、これらの例は、単なる実例であり、実施例の制限を意図するものではない。例えば参考原則を適用すると、適切に選択され配置されたかかるダイクロイック素子を使用して、夫々異なる波長範囲の光を放射する３つより多い光源からの光を結集することは可能である。
【００１２】
光学素子１０１，１０２及び１０３は、発光素子１０５，１０６及び１０７を夫々有する。加えて、光学素子１０１，１０２及び１０３は夫々、再導光器（ｌｉｇｈｔ  ｒｅ−ｄｉｒｅｃｔｏｒ）（ＬＲＤ）１０９を有する。該ＬＲＤの機能は、更に詳細に説明される。実例的には、光学素子１０５，１０６及び１０７は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は有限波長範囲にわたって光を放射するＬＥＤのアレイであり得る。例えば、ＬＥＤの半値全幅（ＦＷＨＭ）発光波長範囲は、約２０ｎｍ乃至４０ｎｍである。更に、ＬＥＤの発光素子１０５，１０６及び１０７としての使用は、実施例の例となるものであることが留意される。即ち、一定の波長帯にわたって又は単一の波長で無作為な偏光光又は無偏光光を放射する他の光学源が、使用され得る。一般的には、発光素子１０５，１０６，１０７の発光スペクトルは、中心波長あたりの一定範囲であり、無作為に偏光された又は偏光されていない発光を有する。
【００１３】
これまで説明された実施例では、個別の光学素子１０１，１０２及び１０３の発光波長範囲は、互いに対して異なる。当然のことながら、これは、光学素子１０１，１０２，１０３が夫々１つ又はそれ以上の発光機器を有することによってもたらされる。該機器は、他の光学素子の発光機器によって放射された光の波長範囲とは異なる特定の波長範囲にわたって光を放射する。更に、光学素子１０１，１０２，１０３のうちいずれか１つ又はそれ以上内に、異なる波長帯の光を放射する発光機器があり得る。これは、原色のうちの１つのスペクトル幅を僅かに広げるよう実行され得る。当然のことながらこれは、所望の波長範囲にわたって光を放射する複数のＬＥＤを使用して実行され得る。
【００１４】
最後に、上述された通り、各光学素子１０１，１０２，１０３は、１つ又はそれ以上の発光素子を有し得る。例えば、各光学素子は、全体の面のルーメン出力を増加させるよう、名目上同一の発光波長の複数のＬＥＤチップを有し得る。当然のことながら異なる構造は可能である。例えば、複合チップは、ＬＲＤ（１０９）内に配置され得るか、又は、チップのアレイがＬＲＤに配置され得る。アレイの出力は、ダイクロイックキューブ（光学機器１０４）の一面にそろえられる。ＬＥＤは、２００２年１２月２０日出願の米国特許仮出願第６０／４３５，２４５号「Apparatus  and  Method  for  Illuminating  a  Rod」に開示され得、ここでは特に参照され得る。
【００１５】
一実施例では、発光素子１０５乃至１０７は夫々、直線偏光光の特定の状態の光を送り、他の全ての光を反射する反射偏光器１０８を有する。例えば、反射偏光器の偏光軸がｓ偏光光に対して平行な向きにされる場合、この光は送られ、略全ての偏光光が反射される。有益には、反射偏光器１０８は、ＬＲＤ１０９と直接接触する。例えば、反射偏光器１０８は、図示された通りＬＲＤ１０９の面上に直接形成され得る。あるいは、四分の一波長板等の素子は、ＬＲＤ１０９と反射偏光器との間に配置され得る。更には、反射偏光器１０８は、ＬＲＤ１０９から分離され得る。この代替の手法は、使用され得るが、反射偏光器からの反射損失は、可能な限り最低限に抑えられるべきである。この場合、偏光器１０８とＬＲＤ１０９との間の光学距離は、中間に空気（又は他の適切な透明な媒体）を有し、ＬＲＤ１０９の出力面の直径と比較して小さいべきである。ＬＲＤ１０９は、偏光器１０８に近接する出力面でのレンズと同様に反射面及び屈折面を有する、ことが更に留意される。この反射偏光器及び四部の一波長板を有する理由は、反射偏光器の配置と同様に、本説明が続くにつれてより明確にされる。
【００１６】
一実施例によれば、ＬＲＤ１０９は、当業者には既知の機器である複合パラボリック・コンセントレータ（ＣＰＣ）であり、ここで更に説明される。これは、他の光学素子が実施例のＬＲＤ１０９の所望される特徴的な機能に合うよう使用され得るため、単に実例的である。これを達成するため、光学素子は、より狭い角度の光の分布をもたらすと同時に源へと反射光を戻し、ＬＲＤ１０９として使用され得る。例えば、米国特許第６，４５７，４２３号明細書に記載されたコリメータは、使用され得る。譲受人に対して譲り受けられたこの特許の開示は、参照としてここに具体的に組み入れられる。加えて、一実施例では、反射偏光器１０８はワイヤ・グリッド偏光器である。あるいは、反射偏光器１０８は、誘電体スタック偏光器、又は選択された波長以外の全てを反射する類似のインタフェースベースの偏光器であり得る。最後に、ＱＷＰ１１３は、誘電体スタック偏光器、結晶偏光器、又は類似のリターダであり得る。多種の実例的な素子は、実施例を有するのに有用な機器の例であることが意図され、実施例の境界線を制限することは意図されていない。
【００１７】
第１の光学素子１０１から放射された光の横断については、これより詳細に説明される。第２の光学素子１０２及び第３の光学素子１０３からの系１００における光の横断に関する説明は、光学系１００を横断する第１の光学素子からの光に関する説明と略同一であり、説明の簡潔性及び明瞭性のために省略される。
【００１８】
発光機器１０５は、有限波長範囲にわたる又は略単一である波長の光１１０を放射する。この光１１０は、略偏光されないか、又無作為に偏光され、ＬＲＤ１０９及び反射偏光器１０８の遠い面上に入射する。反射偏光器１０８の偏光軸に対して平行な方向に向けられた電場ベクトルを有する光は、透過光線１１１として反射偏光器１０８を介して送られ、反射偏光器１０８の偏光軸に対して直角に向けられた電場ベクトルを有する光は、反射光線１１２として反射し戻される。
【００１９】
ＬＲＤ１０９は、発光機器１０５に向かって反射光線１１２を戻すよう方向を変える。特徴的には、ＬＲＤ１０９は、反射偏光器１０８によって反射された光を発光素子１０５へと再度方向付け、この反射光線の再利用を促進させる。反射光１１２のうちのいくつかは、発光素子１０５を横断し、方向を変え、光１１０として送られる。反射光１１２のうちのいくつかは、ＬＲＤ１０９によって方向を変えられ、発光素子１０５を横断せず、反射偏光器１０８上に入射する。その結果、ＬＲＤ１０９は、反射偏光器１０８からの反射光１１２を反射偏光器へと戻して「再利用する」ことに有用である。
【００２０】
発光素子がＬＥＤである実施例において、再度方向付けられた光の少なくとも一部分は、組換えを介して吸収され、無偏光１１０としてＬＥＤによって再放射される。しかしながら、ＬＥＤはかなりの割合のこの光を吸収しないことが留意される。その理由は、光がＬＥＤを横断して（例えばＬＲＤ１０９によって）ＬＥＤ１０５の裏面で方向を変えられる（例えば、反射される）ためか、又は、ＬＥＤを横断せずにＬＲＤ１０９によって単に方向を変えられる（反射される）ためか、のいずれかである。
【００２１】
ＬＥＤ１０５によって再度吸収された反射光子は、無偏光光としてＬＥＤ１０５によって再放射され、反射偏光器１０８上に入射される。ＬＥＤによって吸収されずＬＲＤ１０９によって方向を変えられた反射光は、また、反射偏光器１０８上に入射する。また、反射偏光器の偏光軸に対して平行である偏光状態を有する光は送られ、残りの光は前述の通り反射される。この工程は続き、本質的に、反射偏光器を介して送られない光は、この工程を介して「再利用」される。ＬＲＤ１０９を別にすると、そのようにして、反射偏光器１０８からの反射光として損失されるはずであった光エネルギは、少なくとも部分的に取り戻され、光１１１として再度送られ、光学システム１００の効率性を高める。
【００２２】
反射光１１２が再度吸収されずにＬＥＤによって再放射される際、又は、その偏光状態が反射偏光器による反射後に変更されていない際は、その偏光状態は、反射偏光器の偏光軸に対して直角である。その偏光状態が偏光器の軸の状態に対して平行であるよう転換されない限り、この光は再び、反射偏光器１０８によって反射される。任意で、この光の少なくとも一部分を送るよう、四分の一波長板（ＱＷＰ）１１３は、反射偏光器１０８とＬＲＤ１０９との間に配列され得る。その結果、ＱＷＰ１１３を二回横断した後、光の偏光状態は、直角な偏光状態において反射偏光器１０８から持ち上がり、上述の通り再利用の後に反射偏光器２８によって送られる。
【００２３】
反射偏光器１０８によって送られた光は、素子１０４上に入射する。第２及び第３の光学素子１０２及び１０３はまた、出力信号１１４に対して偏光された光学信号を分配する。光学素子１０１，１０２及び１０３の夫々から放射される光は、同一の偏光である。更に、出力信号１１４は、素子１０４からでる３つの出力信号（各１つずつ光学素子）であり得、夫々が偏光されており、また、夫々が他の出力信号のいずれかの波長範囲とは同一ではないかもしれない特定の波長範囲を有する。
【００２４】
以前に言及した通り、光学素子１０４は、実例的には、有する光学素子１０１−１０３から異なる波長の３つのビームを結集させるダイクロイックキューブである。最後の混合出力ビーム（出力ビーム１４）は、略定義付けられた偏光を有する。更に、夫々が異なる波長範囲にわたって、又は他とは異なる波長で光を放射する、３つ以上の光学源からの光を結集することも可能である。これは、複合ダイクロイックキューブ又は他の配置のダイクロイックキューブで行われ得る。
【００２５】
有利には、光学系１００は、光の再利用を介して偏光の所望の状態における光のより効率的な伝達を可能にする。上述された実施例では、発光素子１０５−１０７は、無偏光光又は無作為な偏光光を放射する。更に、実施例は、最初に変更されない又は部分的にのみ変更された場合に、各発光素子の効率性を向上させる。
【００２６】
図２は本発明に従った光学系２００である。光学系２００は、ＬＣＤ系等の応用において特に有用である。該応用では、光学系２００の出力光を偏光させることが有利である。素子及び機能の多くは、図１の実施例に関連して説明された素子に類似するか又は略同一である。実用的である限り、同様の素子及びその機能の冗長な説明は、明確性を意図して、図２の実施例の説明では反復されない。
【００２７】
光学系２００は、第１の光学素子２０１、第２の光学素子２０２、及び第３の光学素子２０３を有する。各光学パッケージは、複合パラボリック・コンセントレータ（ＣＰＣ）２１２に配置され得るＬＥＤ２１１を有する。ＬＥＤ２１１はまた、前出の仮出願内に記載された通りＬＥＤのアレイであり得る。また、より大きなルーメン出力は「より大きな」ＬＥＤチップによって達成され得ることが留意される。一実施例では、光学素子２０１，２０２及び２０３のＬＥＤ２１１は、異なる波長範囲又は波長の光、及び異なる色を放射する。より特には、１つのＬＥＤは緑色の光を放射し、１つのＬＥＤは赤色の光を放射し、１つのＬＥＤは青色の光を放射する。これによって、ＬＣＤ材料による光の変調後、ディスプレイ面（テレビジョン受像機のスクリーン等）上に画像の形成が可能となる。当然のことながら、他の及び更なる色（波長）は、所定の光学系で所望された通りＬＥＤによって放射され得る。
【００２８】
光学素子２０１，２０２及び２０３の夫々は、図示された通りＬＥＤ２１１に対向する面上に配置された反射偏光器２０４を有する。反射偏光器２０４は、直線偏光の一状態の光を送り、送られた光に対して直角である直線偏光の状態の光を反射する。反射偏光器の種類及び機能は、図１の実施例に関連して説明された通りである。光学素子１０１，１０２，１０３のうち１つ又はそれ以上は、ＬＥＤからの所望の向きの偏光光の結合の効率性を向上するよう、反射偏光器２０４とＣＰＣ２１２の面との間に配置されたＱＷＰ２０５を光学的に有する。また、ＱＷＰの機能の詳細は、図１の実施例に関連して上述された通りである。
【００２９】
各ＣＰＣ２１２は、前出の説明と略同様にして、反射された光の方向を変えるよう使用される。ＣＰＣ２１２は、光学技術において既知の素子である。例えばＣＰＣ２１２は、上で参照された仮出願に説明された種類であり得る。１つ又はそれ以上のＣＰＣ２１２は、通常は略合成であり、光学グレードガラス等の適切な光学グレード誘電体から作られる。あるいは、１つ又はそれ以上のＣＰＣ２１２は、略中空であり、反射偏光器２０４に向かって及び適用可能な場合はＱＷＰ２０５へと光を反射し戻すよう、反射面を有する。ＣＰＣ２１２が上述された通り誘電体で作られる場合、ＣＰＣ２１２は、その面上に、少なくともＣＰＣ２１２の効率性を向上するようＬＥＤに隣接する領域に、反射性の材料を備えることが有用であり得る、ことが留意される。この反射面は、反射偏光器２０５からＬＥＤ２１１及び／又は前に説明されたと同様にしてＣＰＣ２１２の面へと、反射し戻される光の反射を促進する。
【００３０】
光学系２００は、光学素子２１４を有し、実例的には、上述された通りダイクロイックキューブである。当然のことながら、光学素子は、波長の組合せをもたらすよう上述された１つ又はそれ以上のダイクロイック素子である。光学系２００はまた、光学素子２１４からの光を結合させるよう、統合ロッド２０６を有する。該ロッドは、実例的には、ダイクロイックキューブ又は上述された通りダイクロイック素子の組合せである。統合ロッドからの光は、リレー・レンズ２０７上に、続いて偏光ビームスプリッタ２０８上に入射する。続いて、光は、ビームスプリッタ２０８によってＬＣＯＳパネル２０９又は類似のＬＣＤ機器へと反射される。この光は、ＬＣＯＳパネル２０９によって変調され、ディスプレイ機器（図示せず）の投影レンズ２１０へと選択的に送られる。
【００３１】
統合ロッド２０６は、米国特許第５，１４６，２４８号明細書、上に参照された仮出願、及び上に参照された実用的な応用において説明された種類であり得、発明は本譲受人へと譲り受けられる。言及された特許の開示は、ここに参照することによって特に協働される。更に、リレー・レンズ２０７は、偏光ビームスプリッタ２０８、ＬＣＯＳパネル２０９、投影型レンズ２１０、及び、ＬＣＤ投影系におけるそれらの機能等は、ここでは更なる詳細には語られない。
【００３２】
一実施例によれば、第１の光学素子２０１のＬＥＤ２１１は赤色の光２１５を発し、第２の光学素子２０２のＬＥＤ２１１は緑色の光を発し、第３の光学素子のＬＥＤは青色の光２１７を放射する。ＬＥＤからの光は偏光されず、偏光構成部品は、光学要素の夫々の反射偏光器２０５の偏光軸に対して平行及び垂直である。偏光軸に対して平行に偏光された光は、ダイクロイックキューブへ、そして更には光学系２００に送られる。全ての他の光は反射される。この光のうちいくらかは、ＬＥＤ２１１上に入射し、上述された通り無偏光光として吸収及び再放射される。この再放射された光は、続いて、反射偏光器上に入射し、工程は前述されたように続く。
【００３３】
更には、ＬＥＤ２１１によって吸収／再放射されない光は、反射偏光器の偏光軸に対して直角である偏光状態を有する。この光は、ＣＰＣ２１２によって反射され、この光の大部分は、反射偏光器２０４に隣接するＣＰＣ２１２の面上に入射する。この光は、ＱＷＰ２０５を２回横断しているため、その偏光状態は９０°回転され、反射偏光器２０４の軸に対して平行となる。このようにして、偏光ベクトルの向きのために最初は反射された光の大部分は、光学２１４へ、そして更なる処理のために光学系の他の要素へと送られる。
【００３４】
図１及び２の実施例によれば、所望されない偏光光を光学エミッタへと戻す効率的な再利用により、光学エミッタの送電端出力は所望の変更を有する光学システムへと送られ、光学エミッタからの光学エネルギを少なく半分損失することなく果たされる。実施例のこれらの及び他の利点は、本開示の利点を有してきた当業者にとっては容易に明らかである。
【００３５】
図３は、本発明の一実施例に従った光学系３００を図示する。光学系３００は、ＣＰＣ３０１を有し、該ＣＰＣはそこに配置された発光素子３０２を有する。素子３０２は実例的には、ＬＥＤ、ＬＥＤのアレイ、あるいは、他の適切な機器又は機器のアレイである。ＬＥＤのアレイは、前述の仮出願において説明された通りであり得る。ＣＰＣ３０１は、実例的には、光学グレードグラス又は他の誘電体等の適切な光学グレード材料で作られた略合成な素子である。面３０３の少なくとも一部分は反射性であり、その上に配置された適切な材料を有する。任意では、光学要素３００は、反射偏光器３０５、あるいはＱＷＰ３０４、又はそのいずれもを有し得る。これらの素子は、上述された通りであり、方向３０６において所望された偏光状態での光の伝達効率を向上させることに有用である。この利点は、前に更に詳細に説明される。
【００３６】
明確には、光学素子は、図１及び図２の実施例の光学素子として使用され得る。更には、光学素子３００は、他の応用においてもまた発光機器３０２からの結合効率を向上させるよう一般的に使用され得る。例えば、一実施例では、ＱＷＰ３０４及び反射偏光器３０５は前述されており、発光素子からの光は、偏光、無偏光、又は無作為な偏光に関わらず、ＣＰＣ３０１無しで他の光学素子（図示せず）の許容角度内に効率的に結合され得る。更には、光学素子３００は、系で使用されるよう準備ができたパッケージされた機器であり、複数の集積光学を有する。
【００３７】
上述された本発明に関し、同一の内容が本開示の有利点を有して当業者によって多くの手法で変化され得ることは明らかである。かかる変化は、本発明の主旨と範囲を逸脱するものとしてみなされず、かかる修正は、当業者にとって明らかな通り、添付の請求項及び法律上同等のものの範囲内で有されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施例に従った光学系の概略図である。
【図２】他の実施例に従った光学系の概略図である。
【図３】一実施例に従った発光素子を有する光学素子の断面図である。
【図１】
2007516452.tif 000003
【図２】
2007516452.tif 000004
【図３】
2007516452.tif 000005
【国際調査報告】
2007516452.tif 000006
2007516452.tif 000007
2007516452.tif 000008