(57)【要約】  本開示の一実施例によると、システムは、照明源から受光される1つ以上の非偏光光線を、第1偏光成分及び第2偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを有して良い。前記第1偏光成分と前記第2偏光成分は、互いに直交する偏光を有する。当該システムはまた、前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる半波長板をも有して良い。当該システムはまた、前記第1偏光成分を第1偏光光線として標的面へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光光線として前記標的面へ前記第1偏光成分とは別に通過させるレンズ群をさらに有して良い。
2013516649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明源から受光される1つ以上の非偏光光線を、第1偏光成分及び該第1偏光成分と直交する第2偏光成分に分離するように動作可能な偏光ビームスプリッタ；
前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させるように動作可能な半波長板；
前記第1偏光成分を第1偏光光線として標的面へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光光線として前記標的面へ前記第1偏光成分とは別に通過させるように動作可能なレンズ群；
を有するシステム。
【請求項２】
前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を再分布するように動作可能なビームホモジナイザをさらに有する、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を再分布するように動作可能なビームホモジナイザは、前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を、均一な空間分布に変換するように動作可能なビームホモジナイザを有する、請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を再分布するように動作可能なビームホモジナイザは、前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を、任意の空間分布に変換するように動作可能なビームホモジナイザを有する、請求項2に記載のシステム。
【請求項５】
前記レンズ群が、前記標的面のパターンと一致するように前記第1偏光光線と第2偏光光線の外形を調節するように動作可能である、請求項1に記載のシステム。
【請求項６】
前記標的面が、前記第1偏光光線及び第2偏光光線を反射光線として反射するように動作可能な像生成装置を有し、
前記反射光線は偏光した状態のままであり、
前記反射光線を屈折光として屈折させるように動作可能な結像レンズ；及び、
像を生成するため、前記屈折光を標的へ向かうように反射させるように動作可能な部品；
を有する請求項1に記載のシステム。
【請求項７】
前記部品が、外側背景から前記標的へ照明を送光することで、前記像と外側背景の重ね合わせ像を生成するように動作可能な、請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記部品が、特定の偏光を有する前記屈折光線を反射する選択的偏光反射体を有する、請求項6に記載のシステム。
【請求項９】
前記部品が、特定の色を有する前記屈折光線を反射する選択的スペクトルコーティングを有する、請求項6に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1偏光光線及び第2偏光光線を、一次直線偏光から円偏光に変換するように動作可能で、かつ、さらに前記反射光線を、前記円偏光から、前記一次直線偏光に対して直交する二次直線偏光に変換するように動作可能な1/4波長板をさらに有する、請求項6に記載のシステム。
【請求項１１】
前記照明源をさらに有する請求項1に記載のシステムであって、
前記照明源は、発光ダイオード、白熱ランプ、電気放電ランプ、及びレーザーからなる群の1つから選ばれる、システム
【請求項１２】
ヘッドアップディスプレイ(HUD)投影系を有する、請求項1に記載のシステム。
【請求項１３】
前記レンズ群が、前記第1偏光光線及び第2偏光光線のビーム断面を再整形するようにさらに動作可能な、請求項1に記載のシステム。
【請求項１４】
第1照明システムから受光される第1偏光光線と、第2照明システムから受光される第2偏光光線とを結合させる偏光ビームスプリッタ；
前記偏光ビームスプリッタによって結合した偏光光線を、第1偏光成分及び該第1偏光成分と直交する第2偏光成分に分離する第2偏光ビームスプリッタ；
前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる半波長板；並びに、
前記第1偏光成分を第1偏光結像光線として単一の像生成装置へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光結像光線として前記単一の像生成装置へ前記第1偏光成分とは別に通過させるレンズ群；
を有するシステム。
【請求項１５】
前記レンズ群が、前記標的面のパターンと一致するように前記第1偏光結像光線と第2偏光結像光線の外形を調節するようにさらに動作可能である、請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第1偏光結像光線及び第2偏光結像光線を、偏光した状態のままの反射光線として反射するように動作可能な前記単一の像生成装置；
前記反射光線を屈折光として屈折させるように動作可能な結像レンズ；及び、
像を生成するため、前記屈折光を標的へ向かって反射させるように動作可能な部品；
をさらに有する請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記部品が、外側背景から前記標的へ照明を送光することで、前記像と外側背景の重ね合わせ像を生成するようにさらに動作可能な、請求項16に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第1照明システムと第2照明システムのいずれもが：
第1非偏光光線を放出するように動作可能な照明源；
前記第1非偏光光線の照明分布を均一な放射空間分布に変換するように動作可能なビームホモジナイザ；
前記第1非偏光光線を、第1偏光照明システム成分と、該第1偏光照明システム成分に対して直交する偏光を有する第2偏光照明システム成分とに分離するように動作可能な照明システムの偏光ビームスプリッタ；
前記第2偏光照明システム成分を前記第1偏光照明システム成分と同一の偏光となるように回転させるように動作可能な照明システムの半波長板；並びに、
前記第1偏光照明システム成分を、第1偏光照明システム光線として前記偏光ビームスプリッタへ向かうように通過させ、かつ、前記第2偏光照明システム成分を、第2偏光照明システム光線として前記偏光ビームスプリッタへ向かうように通過させるように動作可能な照明システムのレンズ群；
を有し、
前記第1照明システムから前記偏光ビームスプリッタで受光される前記第1偏光光線は、前記第1照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線を有し、
前記第2照明システムから前記偏光ビームスプリッタで受光される前記第2偏光光線は、前記第2照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線を有する、
請求項14に記載のシステム。
【請求項１９】
前記偏光ビームスプリッタが、第3照明システムから受光された第3偏光光線と、前記第1偏光光線及び第2偏光光線とを結合して、結合偏光光線を生成するようにさらに動作可能な、請求項14に記載のシステム。
【請求項２０】
前記偏光ビームスプリッタが、第4照明システムから受光された第4偏光光線と、前記第1偏光光線、前記第2偏光光線、及び前記第3偏光光線とを結合して、結合偏光光線を生成するようにさらに動作可能な、請求項14に記載のシステム。
【請求項２１】
前記偏光ビームスプリッタが、複数の偏光光線の結合をカスケード状に行うことで、結合偏光光線を生成するようにさらに動作可能な、請求項14に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第1偏光光線が第1色の波長を有し、かつ、
前記第2偏光光線が第2色の波長を有する、
請求項14に記載のシステム。
【請求項２３】
照明源から受光される1つ以上の非偏光光線を、第1偏光成分及び該第1偏光成分と直交する第2偏光成分に分離する手順；
前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる手順；並びに、
前記第1偏光成分を第1偏光光線として標的面へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光光線として前記標的面へ前記第1偏光成分とは別に通過させる手順；
を有する方法。
【請求項２４】
前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を再分布させる手順をさらに有する、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を再分布させる手順が、前記1つ以上の非偏光光線の照明空間分布を均一な空間分布に変換する手順を有する、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記標的面のパターンと一致するように前記第1偏光成分と第2偏光成分の外形を調節する手順をさらに有する、請求項23に記載の方法。
【請求項２７】
前記標的面が像生成装置を有する請求項23に記載の方法であって、
前記像生成装置で、前記第1偏光光線及び第2偏光光線を、偏光した状態のままである反射光線として反射する手順；
前記反射光線を屈折光として屈折させる手順；並びに、
像を生成するため、部品で、前記屈折光を標的へ向かうように反射させる手順；
をさらに有する方法。
【請求項２８】
前記部品で外側背景から前記標的へ向かうように照明を送光させることで、前記像と外側背景の重ね合わせ像を生成する手順をさらに有する、請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
前記第1偏光光線及び第2偏光光線を、一次直線偏光から円偏光に変換する手順、並びに、さらに前記反射光線を、前記円偏光から、前記一次直線偏光に対して直交する二次直線偏光に変換する手順をさらに有する、請求項27に記載の方法。
【請求項３０】
第1照明システムから受光される第1偏光光線と、第2照明システムから受光される第2偏光光線とを結合させることで結合偏光光線を生成する手順；
前記偏光ビームスプリッタによって結合した偏光光線を、第1偏光成分及び該第1偏光成分と直交する第2偏光成分に分離する手順；
前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる手順；並びに、
前記第1偏光成分を第1偏光結像光線として単一の像生成装置へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光結像光線として前記単一の像生成装置へ前記第1偏光成分とは別に通過させる手順；
を有する方法。
【請求項３１】
前記標的面のパターンと一致するように前記第1偏光成分と第2偏光成分の外形を調節する手順をさらに有する、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
前記単一の像生成装置で、前記第1偏光光線及び第2偏光光線を、偏光した状態のままである反射光線として反射する手順；
前記反射光線を屈折光として屈折させる手順；並びに、
像を生成するため、部品で、前記屈折光を標的へ向かうように反射させる手順；
をさらに有する、請求項30に記載の方法。
【請求項３３】
前記部品で外側背景から前記標的へ向かうように照明を透過させることで、前記像と外側背景の重ね合わせ像を生成する手順をさらに有する、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
前記第1照明システムと第2照明システムの両方にて：
第1非偏光光線を放出する手順；
前記第1非偏光光線の照明分布を均一な放射空間分布に変換する手順；
前記第1非偏光光線を、第1偏光照明システム成分と、該第1偏光照明システム成分に対して直交する偏光を有する第2偏光照明システム成分とに分離する手順；
前記第2偏光照明システム成分を前記第1偏光照明システム成分と同一の偏光となるように回転させる手順；並びに、
前記第1偏光照明システム成分を、第1偏光照明システム光線として前記偏光ビームスプリッタへ向かうように通過させ、かつ、前記第2偏光照明システム成分を、第2偏光照明システム光線として前記偏光ビームスプリッタへ向かうように通過させる手順；
をさらに有し、
前記第1照明システムから前記偏光ビームスプリッタで受光される前記第1偏光光線は、前記第1照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線を有し、
前記第2照明システムから前記偏光ビームスプリッタで受光される前記第2偏光光線は、前記第2照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線を有する、
請求項30に記載の方法。
【請求項３５】
前記偏光ビームスプリッタにて、第3照明システムから受光された第3偏光光線と、前記第1偏光光線及び第2偏光光線とを結合して、結合偏光光線を生成する手順をさらに有する、請求項30に記載の方法。
【請求項３６】
前記第1偏光光線が第1色の波長を有し、かつ、
前記第2偏光光線が第2色の波長を有する、
請求項30に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して照明システムに関し、より詳細には、光源からの光線を効率的に供給することで像を生成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には照明システム−たとえば像投影装置−は、様々な対象物上での合成像の投影に用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしそのような照明システムは欠陥がある。その理由は、光源からの光線を供給して像を生成する手法が非効率的だからである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の一実施例によると、システムは、照明源から受光される1つ以上の非偏光光線を、第1偏光成分及び第2偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを有して良い。前記第1偏光成分と前記第2偏光成分は、互いに直交する偏光を有する。当該システムはまた、前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる半波長板をも有して良い。当該システムはまた、前記第1偏光成分を第1偏光光線として標的面へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光光線として前記標的面へ前記第1偏光成分とは別に通過させるレンズ群をさらに有して良い。
【０００５】
本開示の一実施例によると、システムは、第1照明システムから受光される第1偏光光線と、第2照明システムから受光される第2偏光光線とを結合させる偏光ビームスプリッタを有して良い。当該システムはまた、前記偏光ビームスプリッタによって結合した偏光光線を、第1偏光成分及び第2偏光成分に分離する第2偏光ビームスプリッタをも有して良い。前記第1偏光成分と前記第2偏光成分は、互いに直交する偏光を有する。当該システムはまた、前記第2偏光成分を前記第1偏光成分と同一の偏光となるように回転させる半波長板をも有して良い。当該システムはまた、前記第1偏光成分を第1偏光結像光線として単一の像生成装置へ通過させ、かつ、さらに前記第2偏光成分を第2偏光結像光線として前記単一の像生成装置へ前記第1偏光成分とは別に通過させるレンズ群をさらに有して良い。
【０００６】
本開示の様々な実施例によると多数の技術的利点が供される。本開示の特定の実施例は、実施態様に依存して以下に説明する利点の一部又は全部を示して良いし、あるいはそのような利点を示さなくても良い。ある実施例では、照明システムは、2つの偏光光線をそれぞれ別個に標的面へ供給して良い。その結果、前記照明源から放出される光線は、より効率的に供給される。ある実施例では、照明システムは、照明源の放射分布を変換して良い。その結果、照明分布は略均一となる。そのため、像の放射空間分布は制御可能であり、かつ、ほぼ均一でありうる。その結果十分に均整のとれた像が生成される。
【０００７】
ある実施例では、照明システムは、標的面へ供給される光線の色を調整して良い。その結果、前記照明システムにより生成される像を、前記標的面のパターンに一致させることが可能となる。そのため、前記標的面に適合せず、前記標的面に対して大きすぎ、又は、前記標的面に対して不適切に整形された断面を有する像の生成に光パワーが用いられないようにすることで、前記照明システムの効率は増大しうる。ある実施例では、照明システムは、単一の像生成装置へ伝播するように、2つの非偏光照明源から放出される光線を結合させて良い。その結果、前記2つの非偏光照明源を用いることによって標的面上に像が生成される。そのため前記照明システムは、各照明源用の像生成装置とは対照的に、単一の像生成装置のみを有する。
【０００８】
本開示の他の技術的利点は、図面、発明の詳細な説明、及び請求項から、当業者には明らかである。しかも具体的な利点は上で列挙されたが、様々な実施例は、上記の列挙された利点の一部又は全部を含んで良いし、あるいは全く含まなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する照明システムの一実施例の側面を表す図である。
【図２】光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する照明システムの一実施例の上面を表す図である。
【図３】光源からの光線を供給することで略均一な照明分布を有する像を生成する照明システムの一実施例の側面を表す図である。
【図４】略均一な照明分布を有する像を生成する像生成装置を備える照明システムの一実施例の上面を表す図である。
【図５】略均一な照明分布を有する像を生成する像生成装置を備える照明システムの他の実施例の側面を表す図である。
【図６】略均一な照明分布を有する像を生成する部品を備える照明システムの一実施例の上面を表す図である。
【図７】2つの非偏光照明源から放出される光線を結合させる照明システムの一実施例の側面を表す図である。
【図８】光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する典型的な方法を示すフローチャートである。
【図９】像を生成するために2つの非偏光照明源から放出される光線を結合させる典型的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示及びその利点をより完全に理解するため、以降の発明の詳細な説明を添付図面と共に参照して欲しい。
【００１１】
本開示及びその利点は、図1〜図9を参照することによって最もよく理解される。図中、同様の参照番号は、同様の部品及び対応する部品に用いられる。
【００１２】
図1は、光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する照明システムの一実施例の側面を表す図である。一の実施例では、照明システム100は、照明源102から放出される光線を、2つの偏光光線に分離し、かつ、前記2つの偏光光線を標的面126へ向けて伝播させて良い。そのため、2つの偏光光線はそれぞれ別個に標的面126へ供給される。その結果、上述のよう偏光をさせず、かつ偏光光線をそれぞれ別個に供給しない場合よりも、照明源102から放出される光線の供給は、より効率的かつ均一となる。
【００１３】
図示された実施例によると、照明システム100は、照明源102、コリメーションレンズ108、偏光ビームスプリッタ110、半波長板116、結像レンズ対118、レンズ群120、及び標的面126を有する。一の実施例では、照明源102は、電磁放射線を放出する任意の装置を有して良い。他の実施例では、照明源102は、不均一な任意の照射空間分布を有する電磁放射線を放出して良い。たとえば照明源102は発光ダイオード(LED)−たとえば高輝度LED−を有して良い。別な例として、照明源102は、白熱ランプ、電気放電ランプ、又はレーザーを有して良い。他の実施例では、照明源102は、非偏光電磁放射線を放出して良い。
【００１４】
図示された実施例によると、照明源102から放出される電磁放射線は、周縁光線104と106とも指称されうる。さらに図示された実施例が2つの光線104と106を有しているとはいえ、照明源102は、1つの光線のみ有して良いし、又は3つ以上の光線を有しても良い。一の実施例では、光線104と106は、照明源の中心及び周辺を起源として良い。他の実施例では、光線104と106が照明源102から放出された後、光線104と106は、コリメーションレズ108へ向かうように伝播して良い。
【００１５】
コリメーションレズ108は、光線104と106を受光して、かつコリメートする任意の装置を有して良い。一の実施例では、コリメーションレンズ108は、任意の適切な形状、サイズ、及び/又は組成を有するレンズを含んで良い。他の実施例では、コリメーションレンズ108は、2つ以上の単レンズを有して良い。一の実施例では、コリメーションレンズ108が光線104と106をコリメートした後、光線104と106は、偏光ビームスプリッタへ向かうように伝播して良い。
【００１６】
偏光ビームスプリッタ110は、光線104と106を偏光成分に分離する任意の装置を有して良い。たとえば偏光ビームスプリッタ110はプリズムを有して良い。一の実施例では、偏光ビームスプリッタ110は、光線104と106を、p偏光成分112とs偏光成分114に分離して良い。図示された実施例によると、p偏光成分112は光線104のp偏光成分及び光線106のp偏光成分を指称し、s偏光成分112は光線104のs偏光成分及び光線106のs偏光成分を指称して良い。一の実施例では、偏光ビームスプリッタ110は、非偏光光線104と106をp偏光成分112とs偏光成分114に分離することによって、非偏光光線104と106の各々を偏光させて良い。他の実施例では、一旦光線104と106がp偏光成分112とs偏光成分114に分離されると、p偏光成分112は結像レンズ対118へ直接向かうように伝播し、かつ、s偏光成分114は、結像レンズ対118へ向かって伝播する前に、半波長板116へ伝播して良い。
【００１７】
半波長板116は、s偏光成分114を回転させてp偏光電磁場にする任意の装置を有して良い。一の実施例では、半波長板116の高速軸が45°回転するときに、半波長板116は、s偏光成分114の偏光を90°回転させる。一の実施例では、回転した高速軸は、s偏光成分114を回転させて、p偏光電磁場にして良い。他の実施例では、s偏光成分114を回転させてp偏光電磁場にすることによって、s偏光成分114は回転することで、p偏光成分114となる。一の実施例では、p偏光成分114となるようなs偏光成分114の回転は、同一偏光(likewise  polarization)とも指称されうる（たとえばここでは、p偏光成分112とp偏光成分114のいずれも同一の偏光を有する）。一の実施例によると、一旦s偏光成分114が回転してp偏光成分114になると、p偏光成分114は、結像レンズ対118へ向かって伝播して良い。
【００１８】
結像レンズ対118は、偏光ビームスプリッタ110からのp偏光成分112及び半波長板116からのp偏光成分114を受光する任意のレンズを有して良い。一の実施例では、結像レンズ対118は、レンズ対又は単レンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ対118は、1つのレンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ対118は、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。一の実施例では、p偏光成分112と114の受光後、結像レンズ対118は、p偏光成分112と114をレンズ群120へ向かうように通過させて良い。他の実施例によると、結像レンズ対118は、p偏光成分112と114を、屈折させ、回折させ、又は、任意の方法で調節して良い。
【００１９】
レンズ群120は、結像レンズ対118からp偏光成分112と114を受光するレンズを有して良い。一の実施例では、レンズ群120は単レンズを有して良い。他の実施例では、レンズ群120は、1つのレンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。他の実施例では、レンズ群120は、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。たとえばある実施例では、レンズ群120は、p偏光成分112と114の外形を調節することで、照明システム100により生成される像128は任意の適切な形状−たとえば正方形、長方形、円、楕円−となり得る。ある実施例では、p偏光成分112と114の外形を調節することで、照明システム100により生成される像128を、標的面126のパターンに一致させることが可能となる。たとえば標的面126が円形である実施例では、p偏光成分112と114の外形を調節することで、生成される像128は、標的面126と一致するように円形となることが可能である。一の実施例では、これは、標的面126に適合せず、標的面126に対して大きすぎ、又は、標的面126に対して不適切に整形された断面を有する像の生成に光パワーが用いられないようにすることで、照明システム100の効率を増大させることができる。ある実施例では、レンズ群120は、p偏光成分112と114の外形を調節するのに適した任意の適切な形状又はサイズを有して良い。たとえばレンズ群120は、円筒形、球形、又は環状体形状であって良く、かつ、円形、長方形、又は他の任意の適切な形状を占めて良い。さらにレンズ群120は、p偏光成分112と114の外形を調節するのに適した、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。
【００２０】
一の実施例では、p偏光成分112と114の受光後、レンズ群120は、p偏光成分112と114を、標的面126へ向かうように通過させて良い。図示された実施例によると、レンズ群120を通過するp偏光成分112及び114は、偏光光線122及び124と指称される。
【００２１】
図示された実施例は結像レンズ対118とレンズ群120を別個のレンズとして表しているが、一の実施例では、結像レンズ対118とレンズ群120は同一レンズ群の一部であって良いし、又は、全く同一のレンズであっても良い。係る実施例では、レンズ群（又は単レンズ）は、p偏光成分112及び114を、偏光光線122及び124として標的面126へ向かうように通過させて良い。
【００２２】
標的面126は、偏光光線122と124を、像128として視認させ得る任意の装置を有して良い。一の実施例では、標的面126は、入射ビーム用の収集開口部、拡散スクリーン、何もない壁、利用者の目、光拡散器、ミラー、空間変調器、像生成装置、及び/又は、レンズ群120から偏光光線122と124を受光する任意の適切な装置を有して良い。一の実施例では、像128は照明源102の像であって良い。
【００２３】
図示された実施例によると、像128は、照明源102から放出される最大量の照明電磁放射線を利用して生成されて良い。たとえば一の実施例では、偏光光線122と124の各々は、プロファイル130からわかるように対応する面と、プロファイル132からわかるように直交する面の両面において照明源102の放射分布を複製する放射空間分布を供する。一の実施例では、（偏光光線122と124を結合することで、標的面126へ供される単一光線とするのとは対照的に）偏光光線122と124の各々を標的面126へ供することによって、偏光光線122と124は、プロファイル132からわかるように、直交する面において2つの別個の放射空間分布を有する像128を生成して良い。従って図示された実施例によると、2つの別個の放射空間分布は、プロファイル132からわかるように、直交する面において単一のより均一な放射空間分布を生成するように結合されて良い。一の実施例では、このように放射空間分布が単一かつより均一となる結果、像128は、照明源102から放出されるより多くの電磁放射線を用いることによって生成され得る。他の実施例では、その結果、像128は、最大量の電磁放射線を用いて生成され得る。そのため一の実施例では、照明源102から放出される光線104と106は、像128を生成するのに、より効率的に用いられ得る。
【００２４】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム100の修正、追加、又は省略が行われて良い。たとえば、s偏光成分114が回転することでp偏光成分114となる代わりに、p偏光成分112が回転することでs偏光成分112となるように、照明システム100が修正されて良い。照明システム100の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム100の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば偏光ビームスプリッタ110の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００２５】
図2は、光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する照明システム200の一実施例の上面を表す図である。一の実施例では、照明システム200は、照明源202から放出された光線を、2つの偏光光線に分離して、標的面226へ向かうように伝播させ得る偏光ビームスプリッタ210を有する。そのため、2つの偏光光線が別個に標的面226へ供給される結果、照明源202から放出される光線がより効率的に供給される。
【００２６】
図示された実施例によると、照明システム200は、照明源202、光線204と206、コリメーションレンズ208、偏光ビームスプリッタ210、p偏光成分212、半波長板216、結像レンズ対218、レンズ群220、偏光光線224、及び標的面226を有する。一の実施例では、図2の照明源202は図1の照明源102と相似し、図2の光線204と206は図1の光線104と106と相似し、図2のコリメーションレンズ208は図1のコリメーションレンズ108と相似し、図2の偏光ビームスプリッタ210は図1の偏光ビームスプリッタ110と相似し、図2のp偏光成分212は図1のp偏光成分112と相似し、図2の半波長板216は図1の半波長板116と相似し、図2の結像レンズ対218は図1の結像レンズ対118と相似し、図2のレンズ群220は図1のレンズ群120と相似し、図2の偏光光線224は図1の偏光光線124と相似し、かつ、図2の標的面226は図1の標的面126と相似する。他の実施例では、照明システム200は、図1のs偏光成分114に相似するs偏光成分214（図示されていない）及び図1の偏光光線122に相似する偏光光線222（図示されていない）をさらに有して良い。
【００２７】
図示された実施例によると、像228は、照明源202から放出される最大量の照明電磁放射線を利用して生成されて良い。たとえば一の実施例では、偏光光線222と224の各々は、プロファイル230からわかるように対応する面と、直交する面（図示されていない）の両面において照明源202の放射分布を複製する放射空間分布を供する。一の実施例では、（偏光光線222と224を結合することで、標的面226へ供される単一光線とするのとは対照的に）偏光光線222と224の各々を標的面226へ供することによって、偏光光線222と224は、図1で論じたように、直交する面において2つの別個の放射空間分布を有する像228を生成して良い。従って図示された実施例によると、2つの別個の放射空間分布は、図1からわかるように、直交する面において単一のより均一な放射空間分布を生成するように結合されて良い。一の実施例では、このように放射空間分布が単一かつより均一となる結果、像228は、照明源202から放出されるより多くの電磁放射線を用いることによって生成され得る。他の実施例では、その結果、像228は、最大量の電磁放射線を用いて生成され得る。そのため一の実施例では、照明源202から放出される光線204と206は、像228を生成するのに、より効率的に用いられ得る。
【００２８】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム200の修正、追加、又は省略が行われて良い。照明システム200の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム200の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば偏光ビームスプリッタ210の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００２９】
図3は、光源からの光線を供給することで略均一な照明分布を有する像を生成する照明システム300の一実施例の側面を表す図である。一の実施例では、照明システム300は、照明源302によって放出される不均一に分布するビームを、略均一に分布するビームに変換しうるビームホモジナイザ309を有する。たとえば照明源302によって放出されるガウス型空間プロファイルは、超ガウス型、平坦ガウス型、超ローレンツ型、又はフェルミ−ディラック型プロファイルに変換されて良い。そのため、像328の放射空間分布は、制御可能で、かつ、略均一である結果、十分に均整のとれた像が生成される。
【００３０】
図示された実施例によると、照明システム300は、照明源302、光線304と306、コリメーションレンズ308、偏光ビームスプリッタ310、p偏光成分312、s偏光成分314、半波長板316、結像レンズ対318、レンズ群320、偏光光線322と324、及び標的面326を有する。一の実施例では、図3の照明源302は図1の照明源102と相似し、図3の光線304及び306は図1の光線104及び106と相似し、図3のコリメーションレンズ308は図1のコリメーションレンズ108と相似し、図3の偏光ビームスプリッタ310は図1の偏光ビームスプリッタ110と相似し、図3のp偏光成分312は図1のp偏光成分112と相似し、図3のs偏光成分314は図1のs偏光成分114と相似し、図3の半波長板316は図1の半波長板116と相似し、図3の結像レンズ対318は図1の結像レンズ対118と相似し、図3のレンズ群320は図1のレンズ群120と相似し、図3の偏光光線322及び324は図1の偏光光線122及び124と相似し、かつ、図3の標的面326は図1の標的面126と相似する。
【００３１】
図示された実施例によると、照明システム300はビームホモジナイザ309をさらに有して良い。ビームホモジナイザ309は、照明源302から放出される放射を光電場にわたって所定の方法で再分布させうる任意の装置を有して良い。一の実施例では、ビームホモジナイザ309は放射空間変換器であって良い。一の実施例では、ビームホモジナイザ309はレンズであって良い。係る実施例では、ビームホモジナイザ309は、負のパワーを有する非球面単レンズと正のパワーを有する非球面単レンズからなる群を含んで良い。他の実施例では、ビームホモジナイザ309は、いずれかの面上で凹凸の非球面を有する厚い単レンズであって良い。さらに他の実施例では、ビームホモジナイザ309は、レンズアレイと非球面レンズで構成されて良い。さらに他の実施例では、ビームホモジナイザ309は、「設計された単レンズアレイ」で構成されて良い。
【００３２】
図示された実施例によると、ビームホモジナイザ309は、コリメーションレンズ308と偏光ビームスプリッタ310との間に設けられて良い。そのため、ビームホモジナイザ309は、コリメーションレンズ308から光線304と306を受光し、光線304と306の放射を光電場にわたって所定の方法で再分布させ、かつ、光線304と306を偏光ビームスプリッタ310へ向かうように通過させて良い。他の実施例では、ビームホモジナイザ309は、照明システム300内の他任意の適切な位置に設けられて良い。
【００３３】
上述したように、ビームホモジナイザ309は、照明源302から放出される放射を光電場にわたって所定の方法で再分布させうる任意の装置を有して良い。一の実施例では、これにより、光電場にわたる発光分布は、制御可能及び/又は任意の状態なりうる。たとえば照明源302から放出される放射線がガウス分布により近似される空間プロファイルを有する実施例では、ビームホモジナイザ309は、略ガウス型プロファイルを、超ガウス型、平坦ガウス型、超ローレンツ型、又はフェルミ−ディラック型プロファイルに変換して良い。係る実施例では、像328は、プロファイル330からわかるように対応する面と、プロファイル332からわかるように直交する面の両面において照明源302の放射分布を複製する略均一な放射空間分布を有して良い。
【００３４】
従ってさらに図1で論じられるように、（偏光光線322と324を結合することで、標的面326へ供される単一光線とするのとは対照的に）偏光光線322と324の各々を標的面326へ供することによって、偏光光線322と324は、プロファイル332からわかるように、直交する面において2つの別個の変換された放射空間分布を有する像328を生成して良い。従って図示された実施例によると、2つの別個の変換された放射空間分布は、プロファイル332からわかるように、直交する面において単一の略均一な放射空間分布を生成するように結合されて良い。一の実施例では、このように放射空間分布が単一かつ略均一となる結果、像328は、照明源302から放出されるより多くの電磁放射線を用いることによって生成され得る。他の実施例では、その結果、像328は、最大量の電磁放射線を用いて生成され得る。そのため一の実施例では、照明源302から放出される光線304と306は、像328を生成するのに、より効率的に用いられ得る。さらに、像328の放射空間分布は、制御可能で、かつ、略均一である結果、十分に均整のとれた像が生成される。
【００３５】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム300の修正、追加、又は省略が行われて良い。照明システム300の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム300の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえばビームホモジナイザ309の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００３６】
図4は、略均一な照明分布を有する像を生成する像生成装置を備える照明システム400の一実施例の上面を表す図である。一の実施例では、照明システム400は、偏光光線424を標的面へ向かうように反射させることで像を生成する像生成装置430を有する。そのため、標的面上での像の放射空間分布は略均一であって良い。さらに照明システム400は、様々な素子−たとえば像生成装置430、第2偏光ビームスプリッタ426、及び1/4波長板428−をさらに有する。前記様々な素子によって、複数の偏光光線424は、分離して実質的に偏光した状態で、小型装置を通過して、像生成装置430へ向かい、同一の光路に沿って透過光線432として標的面へ戻ることが可能となる。そのため、いずれの透過光線432も別個に標的面へ供給される結果、光線はより効率的かつ均一に供給される。
【００３７】
図示された実施例によると、照明システム400は、照明源402、光線404と406、コリメーションレンズ408、ビームホモジナイザ409、偏光ビームスプリッタ410、p偏光成分412、半波長板416、結像レンズ対418、レンズ群420、及び偏光光線424を有する。一の実施例では、図4の照明源402は図2の照明源202と相似し、図4の光線404と406は図2の光線204と206と相似し、図4のコリメーションレンズ408は図2のコリメーションレンズ208と相似し、図4のビームホモジナイザ409は図3のビームホモジナイザ309と相似し、図4の偏光ビームスプリッタ410は図2の偏光ビームスプリッタ210と相似し、図4のp偏光成分412は図2のp偏光成分212と相似し、図4の半波長板416は図2の半波長板216と相似し、図4の結像レンズ対418は図2の結像レンズ対218と相似し、図4のレンズ群420は図2のレンズ群220と相似し、かつ、図4の偏光光線424は図2の偏光光線224と相似する。他の実施例では、照明システム400は、図2のs偏光成分214に相似するs偏光成分414（図示されていない）及び図2の偏光光線222に相似する偏光光線422（図示されていない）をさらに有して良い。一の実施例では、「偏光光線424」という語句は、偏光光線424と偏光光線422の両方（いずれもこの上面図には図示されていない）を指称する意味で用いられる。
【００３８】
図示された実施例によると、照明システム400は、第2偏光ビームスプリッタ426、1/4波長板428、及び像生成装置430をさらに有する。一の実施例では、第2偏光ビームスプリッタ426は、略全ての偏光光線424を反射させて、偏光光線426に対角面をほとんど透過させない任意の装置を有して良い。たとえば偏光光線424が（図1で論じたs偏光面に対して）s偏光である実施例では、第2偏光ビームスプリッタ426は、偏光光線424を受光し、偏光光線424の略全ての放射線束を反射し、かつ、偏光光線424の放射線束をほとんど透過しないものであって良い。そのような例では、略全ての偏光光線424（及びその放射線束）は、1/4波長板428へ向かうように反射される。
【００３９】
1/4波長板428は、第2偏光ビームスプリッタ426から偏光光線424を受光して、偏光光線424を円偏光に変換する任意の装置を有して良い。一の実施例では、1/4波長板の高速軸は45°回転されて直線偏光面となることで、偏光光線424は、時計回りの円偏光となりうる。そのような実施例では、偏光光線424は、s偏光から時計回りの円偏光に変換されて良い。他の実施例では、偏光光線424の変換後、1/4波長板428は、偏光光線424を像生成装置430へ向かうように通過させて良い。
【００４０】
像生成装置430は、1/4波長板428から偏光光線424を受光して、偏光光線424を反射又は透過させて1/4波長板428へ戻す任意の装置を有して良い。一の実施例では、像生成装置430は空間変調器であって良い。そのような実施例では、空間変調器は複数のミラーのアレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、微小電気機械システム(MEMS)、及び/又は反射液晶デバイス(LCD)で構成されて良い。他の実施例では、像生成装置430は他の任意の適切な装置であって良い。一の実施例では、像生成装置430は、空間情報を有しうるので、結像システム内において対象物として実行される。他の実施例では、像生成装置430は、図3で論じたように、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有する偏光光線424を受光して良い。そのような実施例では、像生成装置430の全領域は、光電場にわたって略均一な放射を有する偏光光線424によって照射されて良い。
【００４１】
他の実施例では、像生成装置430は、1/4波長板428へ戻るように偏光光線424を反射させて良い。従って偏光光線424は、1/4波長板428へ向かって時計回りに伝播して良い。そのような実施例では、1/4波長板428は、偏光光線424を（上述したs偏光面に対して）p偏光となるように回転させて良い。一の実施例では、偏光光線424をp偏光となるように回転させることによって、偏光光線424は、標的面（図示されていない）へ向かうように略完全に偏光ビームスプリッタ426を透過して良い。図示された実施例によると、標的面へ戻るように偏光ビームスプリッタ426を略完全に透過する偏光光線424は、透過光線432と指称されうる。
【００４２】
一の実施例では、透過光線432は、空間的な光学的情報を伝えうる。そのため透過光線432は、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有して良い。従って一の実施例では、標的面（図示されていない）の全領域は、光電場にわたって略均一な放射を有する透過光線432によって照射されて良い。そのような実施例では、透過光線432は、略均一な放射を有する像を標的面上に生成して良い。一の実施例では、標的面は図1の標的面128と相似して良い。
【００４３】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム400の修正、追加、又は省略が行われて良い。照明システム400の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム400の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば像生成装置430の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００４４】
図5は、略均一な照明分布を有する像を生成する像生成装置を備える照明システム500の他の実施例の側面を表す図である。一の実施例では、照明システム500は、偏光光線522と524を標的面へ向かうように反射させることで像を生成する像生成装置530を有する。そのため標的面上での像の放射空間分布は略均一であって良い。さらに照明システム500は、様々な素子−たとえば像生成装置530、第2偏光ビームスプリッタ526、1/4波長板528、第2の1/4波長板532、及びミラー534−をさらに有する。前記様々な素子によって、複数の偏光光線522と524は、分離して実質的に偏光した状態で、小型装置を通過して、像生成装置530へ向かい、同一の光路に沿って透過光線532として標的面へ戻ることが可能となる。そのため、いずれの透過光線532も別個に標的面へ供給される結果、光線はより効率的かつ均一に供給される。
【００４５】
図示された実施例によると、照明システム500は、照明源502、光線504と506、コリメーションレンズ508、ビームホモジナイザ509、偏光ビームスプリッタ510、p偏光成分512、s偏光成分514、半波長板516、結像レンズ対518、レンズ群520、及び偏光光線522と524を有する。一の実施例では、図5の照明源502は図4の照明源402と相似し、図5の光線504と506は図4の光線404と406と相似し、図5のコリメーションレンズ508は図4のコリメーションレンズ408と相似し、図5のビームホモジナイザ509は図4のビームホモジナイザ409と相似し、図5の偏光ビームスプリッタ510は図4の偏光ビームスプリッタ410と相似し、図5のp偏光成分512は図4のp偏光成分412と相似し、図5のs偏光成分514は図4のs偏光成分414と相似し、図5の半波長板516は図4の半波長板416と相似し、図5の結像レンズ対518は図4の結像レンズ対418と相似し、図5のレンズ群520は図4のレンズ群420と相似し、かつ、図5の偏光光線522及び524は図4の偏光光線422及び424と相似する。
【００４６】
図示された実施例によると、照明システム500は、第2偏光ビームスプリッタ526、1/4波長板528、像生成装置530、第2の1/4波長板532、及びミラー534をさらに有する。一の実施例では、第2偏光ビームスプリッタ526は、略全ての偏光光線522と524を反射させて、偏光光線522と524に対角面をほとんど透過させない任意の装置を有して良い。たとえば偏光光線522と524が（図4で論じたs偏光面に対して）p偏光である実施例では、第2偏光ビームスプリッタ526は、偏光光線522と524を受光し、偏光光線522と524の略全ての放射線束を反射し、かつ、偏光光線522と524の放射線束をほとんど透過しないものであって良い。そのような例では、略全ての偏光光線522と524（及びその放射線束）は、1/4波長板528へ向かうように反射される。一の実施例では、図5の第2偏光ビームスプリッタ526と図4の第2偏光ビームスプリッタ426との差異は、第2偏光ビームスプリッタ526が略全ての放射線束を透過させるように照明システム500内に設けられているのに対して、第2偏光ビームスプリッタ426は略全ての放射線束を反射させるように照明システム400内に設けられている点であって良い。
【００４７】
1/4波長板528は、第2偏光ビームスプリッタ526から偏光光線522と524を受光して、偏光光線522と524を円偏光に変換する任意の装置を有して良い。一の実施例では、偏光光線522と524は、時計回りの円偏光となりうる。そのような実施例では、偏光光線522と524は、p偏光から時計回りの円偏光に変換されて良い。他の実施例では、偏光光線522と524の変換後、1/4波長板528は、偏光光線522と524を像生成装置530へ向かうように通過させて良い。
【００４８】
像生成装置530は、1/4波長板528から偏光光線522と524を受光して、偏光光線522と524を反射又は透過させて1/4波長板528へ戻す任意の装置を有して良い。一の実施例では、像生成装置530は空間変調器であって良い。そのような実施例では、空間変調器は複数のミラーのアレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、微小電気機械システム(MEMS)、及び/又は反射液晶デバイス(LCD)で構成されて良い。他の実施例では、像生成装置530は他の任意の適切な装置であって良い。一の実施例では、像生成装置530は、空間情報を有しうるので、結像システム内において対象物として実行される。他の実施例では、像生成装置530は、図3で論じたように、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有する偏光光線522と524を受光して良い。そのような実施例では、像生成装置530の全領域は、光電場にわたって略均一な放射を有する偏光光線522と524によって照射されて良い。
【００４９】
他の実施例では、像生成装置530は、1/4波長板528へ戻るように偏光光線522と524を反射させて良い。従って偏光光線522と524は、1/4波長板528へ向かって時計回りに伝播して良い。そのような実施例では、1/4波長板528は、偏光光線522と524をs偏光とするように回転させて良い。一の実施例では、偏光光線522と524をs偏光となるように回転させることによって、偏光光線522と524は、第2の1/4波長板532へ向かうように略完全に偏光ビームスプリッタ526によって反射されて良い。
【００５０】
第2の1/4波長板532は、第2ビームスプリッタ526によって反射された偏光光線522と524を受光して、偏光光線522と524を円偏光に変換する任意の装置を有して良い。一の実施例では、偏光光線522と524は時計回りの円偏光であって良い。そのような実施例では、偏光光線522と524は、s偏光から時計回りの円偏光に変換されて良い。他の実施例では、偏光光線522と524の変換後、第2の1/4波長板532は、ミラー534へ向かうように偏光光線522と524通過させて良い。
【００５１】
ミラー534は、第2の1/4波長板532から偏光光線522と524を受光し、かつ偏光光線522と524を第2の1/4波長板532へ戻るように反射する任意の装置を有して良い。一の実施例によると、ミラー534は、偏光光線522と524を、1/4波長板528へ戻るように反時計回りに反射して良い。そのような実施例では、第2の1/4波長板532はさらに、偏光光線522と524を（上述したs偏光面に対して）p偏光となるように回転させて良い。一の実施例では、偏光光線522と524をp偏光となるように回転させることによって、偏光光線522と524は、標的面（図示されていない）へ戻るように第2ビームスプリッタ526を略完全に透過して良い。図示された実施例によると、標的面へ戻るように第2偏光ビームスプリッタ526を略完全に透過する偏光光線522と524は、透過光線536と指称されうる。
【００５２】
一の実施例では、透過光線536は、空間的な光学的情報を伝えうる。そのため透過光線536は、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有して良い。従って一の実施例では、標的面（図示されていない）の全領域は、光電場にわたって略均一な放射を有する透過光線536によって照射されて良い。そのような実施例では、透過光線536は、略均一な放射を有する像を標的面上に生成して良い。一の実施例では、標的面は図1の標的面128と相似して良い。
【００５３】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム500の修正、追加、又は省略が行われて良い。照明システム500の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム500の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば像生成装置530の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００５４】
図6は、略均一な照明分布を有する像を生成する部品を備える照明システム600の一実施例の上面を表す図である。一の実施例では、照明システム600は、透過光線632を標的面へ向かうように反射することで像を生成する部品638を有する。そのため標的面上での像の放射空間分布は略均一となりうる。
【００５５】
図示された実施例によると、照明システム600は、照明源602、光線604と606、コリメーションレンズ608、ビームホモジナイザ609、偏光ビームスプリッタ610、p偏光成分612、半波長板616、結像レンズ対618、レンズ群620、偏光光線624、第2偏光ビームスプリッタ626、1/4波長板628、像生成装置630、及び透過光線632を有する。一の実施例では、図6の照明源602は図4の照明源402と相似し、図6の光線604と606は図4の光線404と406と相似し、図6のコリメーションレンズ608は図4のコリメーションレンズ408と相似し、図6のビームホモジナイザ609は図4のビームホモジナイザ409と相似し、図6の偏光ビームスプリッタ610は図4の偏光ビームスプリッタ410と相似し、図6のp偏光成分612は図4のp偏光成分412と相似し、図6の半波長板616は図4の半波長板416と相似し、図6の結像レンズ対618は図4の結像レンズ対418と相似し、図6のレンズ群620は図4のレンズ群420と相似し、かつ、図6の偏光光線624は図4の偏光光線424と相似し、図6の第2偏光ビームスプリッタ626は図4の第2偏光ビームスプリッタ426と相似し、図6の1/4波長板628は図4の1/4波長板428と相似し、図6の像生成装置630は図4の像生成装置430と相似し、かつ、図6の透過光線632は図4の透過光線432と相似する。他の実施例では、照明システム400は、図4のs偏光成分414に相似するs偏光成分614（図示されていない）及び図4の偏光光線422に相似する偏光光線622（図示されていない）をさらに有して良い。一の実施例では、「偏光光線624」という語句は、偏光光線624と偏光光線622の両方（いずれもこの上面図には図示されていない）を指称する意味で用いられる。
【００５６】
図示された実施例によると、照明システム600は結像レンズ634及び部品638をさらに有する。結像レンズ634は、第2偏光ビームスプリッタ626を透過した後の透過光線632を受光する任意のレンズを有して良い。一の実施例によると、結像レンズ634で受光される透過光線632は、図4で論じたようにp偏光であって良い。一の実施例では、結像レンズ634は単レンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ634は、1つのレンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ634は、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。図示された実施例によると、結像レンズ634はレンズ群を有して良い。一の実施例では、透過光線632の受光後、結像レンズ対634は、透過光線632を部品632へ向かうように通過させて良い。他の実施例によると、結像レンズ対634は、透過光線632を、屈折させ、回折させ、又は、任意の方法で調節して良い。たとえば像が利用者により視認可能となるように拡大されるように、透過光線632は拡大されて良い。図示された実施例によると、結像レンズ634を通過して部品638へ向かう透過光線632は、伝播光線636と指称されて良い。
【００５７】
部品638は、利用者により視認可能な像を生成するため、伝播光線を受光し、その後その伝播光線を標的面（図示されていない）へ向かうように反射する任意のコンバイナを有して良い。コンバイナということは、部品638による反射光線と透過光線とが結合することを意味する。一の実施例では、部品638は、伝播光線636を部分的に反射する部分反射ミラーであって良い。一の実施例では、部品638は、伝播光線636の偏光を解消することなく伝播光線636の略全てを反射して良い。一の実施例では、部品638及び結像レンズ634は、結像ユニットを構成するように協働して良い。図示された実施例によると、部品638は、伝播光線636をコリメートする反射接眼レンズを構成して良い。そのため部品638を含む照明システム600は、ヘッドアップディスプレイ(HUD)照明システム又はヘルメットマウントディスプレイ(HMD)照明システムであって良い。
【００５８】
一の実施例では、部品638は凹面上に選択性スペクトルコーティングを有して良い。そのような実施例では、伝播光線636は、標的面へ向かうように選択的に反射されて良い。ある実施例では、部品638の部分反射は選択的偏光に基づいて良い。それにより（p偏光である）前記入射伝播光線636は選択的に反射される。一の実施例では、部品638がスペクトル選択反射を起こす結果、半値全幅(FWHM)が約50nmの広帯域スペクトルを有する525nmの可視波長での投影が部分的に反射されうる。その一方で部品638は、全可視スペクトル範囲内の任意の位置で部分的に透過性でもありうる（よって全可視スペクトル内の任意の波長を有する背景像の透過が可能となる）。他の実施例では、部品638がスペクトル選択反射を起こす結果、全可視スペクトル範囲内の任意の波長での投影が部分的に反射されうる。その一方で部品638は、全可視スペクトル範囲内の任意の位置で部分的に透過性でもありうる。そのような実施例では、部品638のスペクトル選択反射と最小反射とは相補的であり得る。他の実施例では、部品638がスペクトル選択反射を起こす結果、複数の異なる帯域−たとえば480nm、525nm、及び650nm−での投影が同時に部分反射されうる。一の実施例では、反射防止コーティングは、（周囲からの）1つ以上の背景像の透過を可能にし、かつ、1つ以上のゴースト像を排除しうる。従って部品638は、背景と生成された像との重ね合わせ像を標的面上に生成しうる。図示された実施例によると、部品638によって反射される伝播光線636は、反射波640と指称される。
【００５９】
一の実施例では、反射光線640は、空間的な光学的情報を伝えうる。そのため反射光線640は、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有して良い。従って一の実施例では、標的面（図示されていない）の全領域は、光電場にわたって略均一な放射を有する反射光線640によって照射されて良い。そのような実施例では、反射光線640は、略均一な放射を有する像を標的面上に生成して良い。一の実施例では、標的面は図1の標的面128と相似して良い。
【００６０】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム600の修正、追加、又は省略が行われて良い。照明システム600の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム600の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば部品638の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００６１】
図7は、2つの非偏光照明源から放出される光線を結合させる照明システム700の一実施例の側面を表す図である。一の実施例では、照明システム700は、サブシステム702から伝播する光線とサブシステム704から伝播する光線とを結合する第1偏光ビームスプリッタ706を有する。そのため像は、サブシステム702と704の両方を用いることによって標的面724上に生成されて良い。ある実施例では、これにより、サブシステム702と704の各々からの像を標的面724上に重ねることが可能となる。
【００６２】
図示された実施例によると、照明システム700は、サブシステム702と704、第1偏光ビームスプリッタ706、第2偏光ビームスプリッタ710、半波長板716、結像レンズ対718、レンズ群720、及び標的面724を有する。一の実施例では、サブシステム702と704の各々は、図3の照明システム300と相似する。そのためサブシステム702と704の各々は、光電場にわたって上部が平坦又は均一な分布を近似する超ガウス型プロファイルを有する放射線（光線）を放出して良い。他の実施例では、サブシステム702と704の各々は、コリメートされた1つ以上の光線を供給するシステムで構成されて良い。コリメートされた後の1つ以上の光線は、再分布した放射プロファイルを有し、互いに直交した状態で偏光する。他の実施例では、サブシステム702と704は、互いに同一であって良いし、又は互いに異なっていても良い。ある実施例では、サブシステム702と704は、任意の適切な波長を有する放射線（光線）を放出して良い。たとえばサブシステム702と704は、任意の適切な色−たとえば赤、緑、又は青−に相当する波長を有する光線を放出して良い。ある実施例では、サブシステム702と704は、同程度の波長を有した複数の光線を放出しても良いし、又は、互いに異なる複数の光線を放出しても良い。たとえばサブシステム702が赤に相当する波長を有する光線を放出する一方で、サブシステム702が青に相当する波長を有する光線を放出しても良い。そのような実施例では、各サブシステム702と704からの色は、結合した全範囲の有色像を生成するために重ね合わせられて良い。各々が明確に識別可能な色（たとえば赤、緑、及び青）を放出する3つのエミッタを有する実施例では、照明システム700は、個別の放出量によって、単一の像生成装置を用いて有色像を生成して良い。
【００６３】
一の実施例では、サブシステム702と704の各々は、非偏光で同様のスペクトルを有する放射線源を有して良い。図示された実施例によると、サブシステム702と704から放出される光線は第1偏光ビームスプリッタ706へ向けて伝播して良い。図示された実施例は2つのサブシステム702と704を有するが、照明システム700は、2以外の任意の個数のサブシステムを有して良い。
【００６４】
第1偏光ビームスプリッタ706は、サブシステム702から受光される光線とサブシステム704から受光される光線とを結合する任意の装置を有して良い。たとえば第1偏光ビームスプリッタ706はプリズムを有して良い。一の実施例では、第1偏光ビームスプリッタ706は、互いに直交する、サブシステム702から受光される放射線（光線）と、サブシステム704から受光される放射線（光線）を結合して良い。他の実施例では、第1偏光ビームスプリッタ706は、同様のスペクトル放射を有するサブシステム702からの光線とサブシステム704からの光線とを結合して良い。一の実施例では、光線の結合は、互いに直交する偏光によって行われて良い。他の実施例では、一旦光線が結合されると、その結合した光線は、第2偏光ビームスプリッタ710へ向けて伝播して良い。
【００６５】
第2偏光ビームスプリッタ710は、結合した光線を偏光成分に分離する任意の装置を有して良い。たとえば第2偏光ビームスプリッタ710はプリズムを有して良い。一の実施例では、第2偏光ビームスプリッタ710は、結合した光線を、p偏光成分712とs偏光成分714に分離して良い。他の実施例では、一旦結合した光線がp偏光成分712とs偏光成分714に分離されると、p偏光成分712は結像レンズ対718へ向かって直接伝播し、かつ、s偏光成分714は、結像レンズ対718へ向かって伝播する前に半波長板716へ向かうように伝播して良い。
【００６６】
半波長板716は、s偏光成分714を回転させてp偏光電磁場にする任意の装置を有して良い。一の実施例では、半波長板716の高速軸が45°回転するときに、半波長板716は、s偏光成分714の偏光を90°回転させる。一の実施例では、回転した高速軸は、s偏光成分714を回転させて、p偏光電磁場にして良い。他の実施例では、s偏光成分714を回転させてp偏光電磁場にすることによって、s偏光成分714は回転することで、p偏光成分714となる。一の実施例では、p偏光成分714となるようなs偏光成分714の回転は、同一偏光(likewise  polarization)とも指称されうる（たとえばここでは、p偏光成分712とp偏光成分714のいずれも同一の偏光を有する）。一の実施例によると、一旦s偏光成分714が回転してp偏光成分714になると、p偏光成分714は、結像レンズ対718へ向かって伝播して良い。
【００６７】
結像レンズ対718は、偏光ビームスプリッタ710からのp偏光成分712及び半波長板716からのp偏光成分714を受光する任意のレンズを有して良い。一の実施例では、結像レンズ対718は、レンズ対又は単レンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ対718は、1つのレンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。他の実施例では、結像レンズ対718は、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。一の実施例では、p偏光成分712と714の受光後、結像レンズ対718は、p偏光成分712と714をレンズ群720へ向かうように通過させて良い。他の実施例によると、結像レンズ対718は、p偏光成分712と714を、屈折させ、回折させ、又は、任意の方法で調節して良い。
【００６８】
レンズ群720は、結像レンズ対718からp偏光成分712と714を受光するレンズを有して良い。一の実施例では、レンズ群720は単レンズを有して良い。他の実施例では、レンズ群720は、1つのレンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。他の実施例では、レンズ群720は、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。
【００６９】
他の実施例によると、結像レンズ対720は、p偏光成分712と714を、屈折させ、回折させ、又は、任意の方法で調節して良い。たとえばある実施例では、レンズ群720は、p偏光成分712と714の外形を調節することで、照明システム700により生成される像728は任意の適切な形状−たとえば正方形、長方形、円、楕円−となり得る。ある実施例では、p偏光成分712と714の外形を調節することで、照明システム700により生成される像728を、標的面724のパターンに一致させることが可能となる。たとえば標的面724が円形である実施例では、p偏光成分712と714の外形を調節することで、生成される像728は、標的面726と一致するように円形となることが可能である。一の実施例では、これは、標的面724に適合せず、標的面724に対して大きすぎ、又は、標的面724に対して不適切に整形された断面を有する像の生成に光パワーが用いられないようにすることで、照明システム700の効率を増大させることができる。ある実施例では、レンズ群720は、p偏光成分712と714の外形を調節するのに適した任意の適切な形状又はサイズを有して良い。たとえばレンズ群720は、円筒形、球形、又は環状体形状であって良く、かつ、円形、長方形、又は他の任意の適切な形状を占めて良い。さらにレンズ群720は、p偏光成分712と714の外形を調節するのに適した、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。
【００７０】
一の実施例では、p偏光成分712と714の受光後、レンズ群720は、p偏光成分712と714を標的面724へ向かうように通過させうる。図示された実施例によると、レンズ群720を通過するp偏光成分712と714は、偏光光線722と指称される。
【００７１】
図示された実施例は結像レンズ対718とレンズ群720を別個のレンズとして表しているが、一の実施例では、結像レンズ対718とレンズ群720は同一レンズ群の一部であって良いし、又は、全く同一のレンズであっても良い。係る実施例では、レンズ群（又は単レンズ）は、p偏光成分712及び714を、偏光光線722として標的面724へ向かうように通過させて良い。
【００７２】
標的面724は、偏光光線722を、像として視認させ得る任意の装置を有して良い。一の実施例では、標的面724は、入射ビーム用の収集開口部、拡散スクリーン、何もない壁、利用者の目、光拡散器、ミラー、空間変調器、像生成装置、及び/又は、レンズ群720から偏光光線722を受光する任意の適切な装置を有して良い。一の実施例では、像はサブシステム702内の照明源の像であって良い。
【００７３】
図7は、標的面724へ直接向かうように伝播する偏光光線722を表しているが、ある実施例では、偏光光線722は最初に、標的面724へ伝播する前に様々な照明システムへ向かうように伝播して良い。たとえば図4で論じられているように、偏光光線722は、標的面724へ向かって伝播する前に、図4の第2偏光ビームスプリッタ426に相似する第2偏光ビームスプリッタ、図4の1/4波長板428に相似する1/4波長板、及び、図4の像生成装置430に相似する像生成装置へ向かうように伝播してよい。別な例として、  たとえば図5で論じられているように、偏光光線722は、標的面724へ向かって伝播する前に、図5の第2偏光ビームスプリッタ526に相似する第2偏光ビームスプリッタ、図5の1/4波長板528に相似する1/4波長板、図5の像生成装置530に相似する像生成装置、図5の第2の1/4波長板532に相似する第2の1/4波長板、及び図5のミラー534に相似するミラーへ向かうように伝播してよい。
【００７４】
他の例として、図6で論じられているように、偏光光線722は、標的面724へ向かって伝播する前に、図6の第2偏光ビームスプリッタ626に相似する第2偏光ビームスプリッタ、図6の1/4波長板628に相似する1/4波長板、図6の像生成装置630に相似する像生成装置、図6の結像レンズ634に相似する結像レンズ、及び、図6の部品638に相似する部品へ向かうように伝播してよい。そのような例では、照明システム700は  ヘッドアップディスプレイ(HUD)照明システム又はヘルメットマウントディスプレイ(HMD)照明システムであって良い。他の例として、  偏光光線722は、標的面724へ向かって伝播する前に、図5の第2偏光ビームスプリッタ526に相似する第2偏光ビームスプリッタ、図5の1/4波長板528に相似する1/4波長板、図5の像生成装置530に相似する像生成装置、  図5の第2の1/4波長板532に相似する第2の1/4波長板、  図5のミラー534に相似するミラー、図6の結像レンズ634に相似する結像レンズ、及び、図6の部品638に相似する部品へ向かうように伝播してよい。そのような例では、照明システム700は  ヘッドアップディスプレイ(HUD)照明システム又はヘルメットマウントディスプレイ(HMD)照明システムであって良い。
【００７５】
一の実施例によると、サブシステム702から放出される光線とサブシステム704から放出される光線とを結合することによって、照明システム700は、サブシステム702と704の両方を用いることによって標的面724上に像を生成してよい。他の実施例では、光線が結合される代わりに、たとえ複数の偏光光線が同一光路を伝播しても、その複数の偏光光線が、互いに識別可能となるような照射及び対象物からの反射をすることも可能である。さらに同様の偏光を有する光電場の照射の結合は、同様の直交する対が結合した偏光であって良い。そのような偏光は、同じような偏光となるように再度回転され、その後カスケードを構成するように直交する対応部が結合されて良い。
【００７６】
他の実施例では、  サブシステム702から放出される光線とサブシステム704から放出される光線とを結合することによって、サブシステム702から放出される光線とサブシステム704から放出される光線のいずれも、同一の像生成装置へ向かうように透過して良い。これにより、各照明源（又は各サブシステム）について別個の像生成装置を必要とする典型的なシステムとは対照的に、照明システム700は、単一の像生成装置のみ有すればよくなる。
【００７７】
本発明の技術的範囲から逸脱することなく照明システム700の修正、追加、又は省略が行われて良い。たとえば、s偏光成分714が回転することでp偏光成分714となる代わりに、p偏光成分712が回転することでs偏光成分712となるように、照明システム700が修正されて良い。照明システム700の部品は一体化されても良いし、又は別個の状態であっても良い。しかも照明システム700の動作は、この実施例よりも多くの部品によって実行されて良いし、この実施例よりも少ない部品によって実行されて良いし、又は、この実施例で用いられていない部品によって実行されても良い。たとえば第1偏光ビームスプリッタ710の動作は2つ以上の部品によって実行されて良い。
【００７８】
図8は、  光源からの光線を効率的に供給することで像を生成する典型的な方法を示すフローチャートである。一の実施例では、方法800は照明システムによって実行されてよい。前記照明システムとはたとえば、図1の照明システム100、図2の照明システム200、図3の照明システム300、  図4の照明システム400、図5の照明システム500、及び/又は図6の照明システム600であって良い。一の実施例では、方法800は複数の照明システムを結合したものによって実行されてよい。  前記照明システムとはたとえば、図1の照明システム100、図2の照明システム200、図3の照明システム300、  図4の照明システム400、図5の照明システム500、及び/又は図6の照明システム600であって良い。他の実施例では、前記照明システムはHUDであって良い。
【００７９】
当該方法は手順804で開始される。手順808では、非偏光光線が放出される。ある実施例では、非偏光光線は照明源により放出される。ある実施例では、照明源は電磁放射線を放出する任意の装置を有して良い。ある実施例では、照明源は、可視範囲での電磁放射線を放出して良い。ある実施例では、照明源は、発光ダイオード、白熱ランプ、電気放電ランプ、又はレーザーであって良い。
【００８０】
手順812では、非偏光光線の放射空間分布が再分布される。ある実施例では、非偏光光線の放射空間分布は、ビームホモジナイザによって再分布される。ある実施例では、非偏光光線の放射空間分布は所定の方法法により再分布される。ある実施例では、非偏光光線の放射空間分布は、実質的に均一な放射空間分布に再分布される。ある実施例では、非偏光光線の放射空間分布の再分布は制御可能及び/又は任意であって良い。
【００８１】
方法800が、非偏光光線の放射空間分布が再分布される手順812を含むものとして表されているが、ある実施例では、この手順は任意であって良い。たとえばある実施例では、非偏光光線の放射空間分布は再分布されなくて良い。
【００８２】
手順816では、非偏光光線は、第1偏光成分と第2偏光成分に分離する。ある実施例では、第1偏光成分と第2偏光成分は、各異なる偏光を有して良い（たとえば互いに直交するような偏光）。たとえば第1偏光成分はp偏光成分で、第2偏光成分はs偏光成分であって良い。他の例として、第1偏光成分はs偏光成分、第2偏光成分はp偏光成分であって良い。ある実施例では、非偏光成分を第1偏光成分と第2偏光成分に分離することによって、非偏光光線が偏光されて良い。
【００８３】
手順820では、第2偏光成分は、第1偏光成分と同一の偏光を有するように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、半波長板によって、第1偏光成分と同一の偏光を有するように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、s偏光成分からp偏光成分となるように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、p偏光成分からs偏光成分となるように回転されて良い。ある実施例では、第1偏光成分と同一の偏光を有するように第2偏光成分を回転させることは、同一偏光と呼ばれて良い。
【００８４】
手順824では、第1偏光成分は、第1偏光光線として標的面へ向かうように通過し、かつ、第2偏光成分は、第2偏光光線として第1偏光成分とは別個に標的面へ向かうように通過する。ある実施例では、この手順はレンズ群によって実行されて良い。第1偏光光線が第2偏光光線とは別個に標的面へ向かうように通過するため、第1偏光光線と第2偏光光線のいずれも、別個に標的面に供給される。その結果光線の供給は、より効率的になる。そのため、像は、直交する面内に2つの別個の放射空間分布を有するように生成されるので、2つの別個の放射空間分布は、放射空間分布を任意に再分布する（たとえば直交する面内に単一のより均一な放射空間分布を生成する）のに用いられて良い。従って照明源から放出される光線は、像を生成するのに、より効率的に用いられ得る。
【００８５】
ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線が標的面に到達する前に、第1偏光光線と第2偏光光線の外形は、標的面のパターンと一致するように調節されて良い。ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線の外形はレンズ群によって調節されて良い。ある実施例では、標的面のパターンと一致するように第1偏光光線と第2偏光光線の外形を調節することによって、照明システムの効率は、標的面を不適切に照明するように（たとえば照明断面積が、標的面に対して大きすぎるとき、又は、標的面に対して不適切に整形されているときに起こるような）光パワーを使用しないことで増大しうる。
【００８６】
ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線は、標的面に到達する前に、1つ以上の他の素子を通過して（又は1つ以上の他の素子から反射されて）良い。たとえばある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線は、標的面に到達する前に、直線偏光から円偏光に変換されて良い。ある実施例では、直線偏光から円偏光への第1偏光光線と第2偏光光線の変換は、1/4波長板によって実行されて良い。
【００８７】
手順828では、第1偏光光線と第2偏光光線は、反射光線として反射される。ある実施例では、この手順は、標的面（たとえば像生成装置）によって実行されて良い。ある実施例では、像生成装置は空間変調器であって良い。ある実施例では、像生成装置は、DMD、MEMS、及び/又は反射型LCDであって良い。ある実施例では、反射光線は、像生成装置によって反射された後に実質的に偏光した状態のままであって良い。
【００８８】
ある実施例では、反射光線は、像生成装置によって反射された後に、1つ以上の他の素子を通過して（又は1つ以上の他の素子から反射されて）良い。たとえばある実施例では、反射光線は、円偏光から別な直線偏光に変換されて良い。ある実施例では、円偏光から別な直線偏光への反射光線の変換は、1/4波長板によって実行されて良い。
【００８９】
手順832では、反射光線は屈折光線として屈折される。ある実施例では、この手順は結像レンズによって実行されて良い。ある実施例では、結像レンズは、レンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。ある実施例では、結像レンズは、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。ある実施例では、結像レンズはレンズ群を有して良い。ある実施例では、屈折光線は、他の適切な手法によってさらに変化して良い。たとえば屈折光線が拡大されることで、像が、使用者によって視認可能となるように拡大されて良い。
【００９０】
手順836では、屈折光線は、像を生成するため、他の標的面へ向かうように反射される。ある実施例では、この手順は部品によって実行されて良い。ある実施例では、部品によって反射される屈折光線は、1つ以上の外側の背景像と合成されて良い。そのため、重なり像が生成されて良い。ある実施例では、重なり像は、（たとえば標的面へ向かうように反射した屈折光線から）生成された像と外側の背景との合成像を有して良い。
【００９１】
ある実施例では、部品は、特別な偏光を有する屈折光線を反射させる選択的偏光スペクトルコーティングを有して良い。たとえば部品は、p偏光選択的偏光スペクトルコーティングを有して良い。そのため部品は、p偏光を有する屈折光線を選択的に反射して良い。
【００９２】
手順840で、方法800は終了する。図8に表された手順は、適切であれば、結合、修正、又は削除されて良い。たとえば方法800の手順812と828-836は任意であって良い。さらなる手順が、例示した動作に追加されても良い。さらに記載された手順は、任意の適切な順序で実行されて良い。それに加えて、1つ以上の手順が、表された他の手順と略同時に実行されても良い。
【００９３】
図9は、像を生成するため、2つの非偏光照明源から放出される光線を結合する典型的な方法900を表すフローチャートである。一の実施例では、方法900は、たとえば図7の照明システム700のような照明システムによって実行されて良い。ある実施例では、方法900は複数の照明システムの結合であって良い。複数の照明システムの結合とはたとえば、図7の照明システム700と、図1の照明システム100、図2の照明システム200、図3の照明システム300、図4の照明システム400、図5の照明システム500、及び/又は図6の照明システム600との結合であって良い。他の実施例では、照明システムはHUDであって良い。
【００９４】
当該方法は手順904で開始される。手順908では、放出された非偏光光線が偏光される。ある実施例では、放出された非偏光光線は、任意の適切な方法及び任意の適切な（複数の）素子によって偏光されて良い。ある実施例では、図9の方法900の手順908は、図8の方法800の手順808-820と相似する。ある実施例では、図9の方法900の手順908は、第1照明システム及び第2照明システムの各々について、図9の手順808-820を有して良い。たとえばある実施例では、第1照明システム及び第2照明システムの両方で、非偏光光線が放出され、非偏光光線の放射強度分布が再分布され、非偏光光線が、第1偏光照明システム成分と第2偏光照明システム成分に分離され、かつ、第2偏光照明システム成分は、第1偏光照明システム成分と同一の偏光になるように回転されて良い。ある実施例では、図9の方法900の手順908は、さらなる手順を有して良い。たとえばある実施例では、第1照明システム及び第2照明システムの両方で、第1偏光照明システム成分は、第1偏光照明システム光線として偏光ビームスプリッタへ向かうように通過し、かつ、第2偏光照明システム成分は、第2偏光照明システム光線として偏光ビームスプリッタへ向かうように通過して良い。ある実施例では、第1照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線は第1偏光光線で、かつ、第2照明システムの第1偏光照明システム光線及び/又は第2偏光照明システム光線は第2偏光光線であって良い。
【００９５】
手順912では、第1照明システムから受光された第1偏光光線は、第2照明システムから受光された第2偏光光線と結合されて良い。ある実施例では、第1偏光光線は、偏光ビームスプリッタによって第2偏光光線と結合されて良い。ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線との結合は、結合された光線を生成して良い。ある実施例では、第1偏光光線は第1色の波長を有し、かつ、第2偏光光線は第2色の波長を有して良い。そのため、第1偏光光線は青色である一方で、第2偏光光線は赤色であって良い。ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線とを結合することによって、照明システムは、青色と赤色の両方を含む像を生成して良い。
【００９６】
手順912は第1偏光光線と第2偏光光線とを結合する手順を表しているが、ある実施例では、手順912は、結合された光線を生成するため、第3照明システムから受光される第3偏光光線と、第1偏光光線及び第2偏光光線とを結合する手順を有しても良い。さらにある実施例では、図912で表された結合は、任意の適切な数の結合される光線を有しても良い。たとえば手順912は4つ以上の偏光光線を結合して良い。前記4つ以上の偏光光線の各々は、各異なる照明システムから受光されて良い。そのため、任意の数の照明システムから受光された偏光光線が、結合偏光光線となるように結合されて良い。
【００９７】
手順916では、結合偏光光線は、第1偏光成分と第2偏光成分に分離される。ある実施例では、結合偏光光線は、第2ビームスプリッタによって、第1偏光成分と第2偏光成分に分離される。ある実施例では、第1偏光成分は、第2偏光成分とは異なる偏光を有して良い。たとえば、第1偏光成分はp偏光成分で、かつ、第2偏光成分はs偏光成分であって良い。別な例として、第1偏光成分はs偏光成分で、かつ、第2偏光成分はp偏光成分であって良い。
【００９８】
手順920では、第2偏光成分は、第1偏光成分と同一の偏光を有するように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、半波長板によって、第1偏光成分と同一の偏光を有するように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、s偏光成分からp偏光成分となるように回転されて良い。ある実施例では、第2偏光成分は、p偏光成分からs偏光成分となるように回転されて良い。ある実施例では、第1偏光成分と同一の偏光を有するように第2偏光成分を回転させることは、同一偏光と呼ばれて良い。
【００９９】
手順924では、第1偏光成分は、第1偏光光線として単一の像生成装置へ向かうように通過し、かつ、第2偏光成分は、第2偏光光線として第1偏光成分とは別個に単一の像生成装置へ向かうように通過する。ある実施例では、この手順はレンズ群によって実行されて良い。第1偏光光線が第2偏光光線とは別個に単一の像生成装置へ向かうように通過するため、第1偏光光線と第2偏光光線のいずれも、別個に単一の像生成装置に供給される。その結果光線の供給は、より効率的になる。そのため、像は、直交する面内に2つの別個の放射空間分布を有するように生成されるので、2つの別個の放射空間分布は、放射空間分布を任意に再分布する（たとえば直交する面内に単一のより均一な放射空間分布を生成する）のに用いられて良い。従って照明源から放出される光線は、像を生成するのに、より効率的に用いられ得る。
【０１００】
ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線が単一の像生成装置に到達する前に、第1偏光光線と第2偏光光線の外形は、単一の像生成装置のパターンと一致するように調節されて良い。ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線の外形はレンズ群によって調節されて良い。ある実施例では、単一の像生成装置のパターンと一致するように第1偏光光線と第2偏光光線の外形を調節することによって、照明システムの効率は、単一の像生成装置を不適切に照明するように（たとえば照明断面積が、単一の像生成装置に対して大きすぎるとき、又は、単一の像生成装置に対して不適切に整形されているときに起こるような）光パワーを使用しないことで増大しうる。
【０１０１】
ある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線は、像生成装置に到達する前に、1つ以上の他の素子を通過して（又は1つ以上の他の素子から反射されて）良い。たとえばある実施例では、第1偏光光線と第2偏光光線は、像生成装置に到達する前に、直線偏光から円偏光に変換されて良い。ある実施例では、直線偏光から円偏光への第1偏光光線と第2偏光光線の変換は、1/4波長板によって実行されて良い。
【０１０２】
ある実施例では、方法900の手順924は、単一の像生成装置へ向かうように通過する第1及び第2偏光結像光線を表しているが、ある実施例では、第1偏光結像光線と第2偏光結像光線は、交互に別な変更日無スプリッタへ向かうように通過して良い。そのような実施例では、別な偏光ビームスプリッタは、照明システムからの第1偏光結像光線と第2偏光結像光線のうちの1つ以上と、別の照明システムから受光された別の偏光光線とを結合して良い。そのため、方法900の手順912-920は、さらなる偏光光線を用いることによって繰り返されて良い。さらに方法900の手順912-920は、任意の適切な回数繰り返されて良い。従って、任意の適切な数の照明システムから受光される任意の適切な数の偏光光線が、手順924にて、単一の像生成装置へ向かうように最終的に通過する前に、任意の適切な回数結合することを可能にするカスケード効果が存在して良い。
【０１０３】
手順928では、第1偏光結像光線と第2偏光結像光線は、反射光線として反射される。ある実施例では、この手順は、像生成装置によって実行されて良い。ある実施例では、像生成装置は空間変調器であって良い。ある実施例では、像生成装置は、DMD、MEMS、及び/又は反射型LCDであって良い。ある実施例では、反射光線は、像生成装置によって反射された後に実質的に偏光した状態のままであって良い。
【０１０４】
ある実施例では、反射光線は、像生成装置によって反射された後に、1つ以上の他の素子を通過して（又は1つ以上の他の素子から反射されて）良い。たとえばある実施例では、反射光線は、円偏光から別な直線偏光に変換されて良い。ある実施例では、円偏光から別な直線偏光への反射光線の変換は、1/4波長板によって実行されて良い。
【０１０５】
手順932では、反射光線は屈折光線として屈折される。ある実施例では、この手順は結像レンズによって実行されて良い。ある実施例では、結像レンズは、レンズ群として構成される複数のレンズを有して良い。ある実施例では、結像レンズは、複数のレンズ、単レンズ素子、プリズム、及び/又は回折素子の任意の組み合わせを有して良い。ある実施例では、結像レンズはレンズ群を有して良い。ある実施例では、屈折光線は、他の適切な手法によってさらに変化して良い。たとえば屈折光線が拡大されることで、像が、使用者によって視認可能となるように拡大されて良い。
【０１０６】
手順936では、屈折光線は、像を生成するため、標的面へ向かうように反射される。ある実施例では、この手順は部品によって実行されて良い。ある実施例では、部品によって反射される屈折光線は、1つ以上の外側の背景像と合成されて良い。そのため、重なり像が生成されて良い。ある実施例では、重なり像は、（たとえば標的面へ向かうように反射した屈折光線から）生成された像と外側の背景との合成像を有して良い。
【０１０７】
ある実施例では、部品は、特別な偏光を有する屈折光線を反射させる選択的偏光スペクトルコーティングを有して良い。たとえば部品は、p偏光選択的偏光スペクトルコーティングを有して良い。そのため部品は、p偏光を有する屈折光線を選択的に反射して良い。
【０１０８】
手順940で、方法900は終了する。図9に表された手順は、適切であれば、結合、修正、又は削除されて良い。さらなる手順が、例示した動作に追加されても良い。さらに記載された手順は、任意の適切な順序で実行されて良い。それに加えて、1つ以上の手順が、表された他の手順と略同時に実行されても良い。
【０１０９】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源から放出される光を偏光させる照明システムを有して良い。典型的な照明システムは、大抵は偏光していない。しかし偏光は、多くの可能性−たとえば照明の差異化及びビームの結合−を与える。
【０１１０】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源から放出される光を均一化する照明システムを有して良い。典型的な照明システムは不均一である。しかし光電場に全体にわたって均一であることは、十分に均整のとれた結像にとっては望ましい。重要なことは、一の実施例では、照明装置の偏光は、照明源と放射スペクトルとの結合を可能にする。さらに従来のリサーキュレータは非偏光の光を偏光させて良いが、従来のリサーキュレータは、標的面へ効率よく均一な照明を供給する上で欠陥を有する。
【０１１１】
特別な実施例によると、本開示は、標的面へ供給される光線の外形を調節する照明システムを有して良い。ある実施例では、像生成装置のパターンと一致するように第1偏光光線と第2偏光光線の外形を調節することによって、照明システムの効率は、単一の像生成装置を不適切に照明するように（たとえば照明断面積が、単一の像生成装置に対して大きすぎるとき、又は、単一の像生成装置に対して不適切に整形されているときに起こるような）光パワーを使用しないことで増大しうる。
【０１１２】
特別な実施例によると、本開示は、エミッタから標的面へ電磁放射線を効率的に供給する方法を有して良い。一の実施例では、効率は、標的面で受光された照明と放出された照明との比で定義されて良い。非偏光源から放出される放射線は大きく偏光される。さらに不均一な空間分布を有し得る放出された照明は、制御可能な任意のプロファイルを仮定して再分布される。そのような制御可能な任意のプロファイルのうちの1つは略均一な分布であって良い。続いて、カスケードを構成するエミッタ対が互いに直交するように偏光しているので、複数のエミッタは結合して良い。このことに基づき、RGB三角形の各異なるが部分的に重なる色を有するエミッタは、単一の像生成装置を用いることによって有色像を生成するように結合される。
【０１１３】
特別な実施例によると、本開示は、2つの異なる照明源から放出される光線を結合する照明システムを有して良い。これにより、照明システムは、各照明源について別個の像生成装置を必要とする典型的なシステムとは対照的に、単一の像生成装置のみを有すれば良くなる。
【０１１４】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源を利用する照明システムを有して良い。一の実施例では、照明は偏光される。他の実施例では、照明は、空間変調器を正確に照明するように、その空間変調器に送光される。他の実施例では、主たる照明の放射線は前記空間変調器へ伝えられる。前記空間変調器は、主として偏光する前記照明を反射する。
【０１１５】
一の実施例では、照明源はLEDである。他の実施例では、照明源は白熱ランプである。他の実施例では、照明源は電気放電ランプである。他の実施例では、照明源はレーザーである。
【０１１６】
一の実施例では、照明システムは、当技術分野においてビームホモジナイザとして知られている放射プロファイル変換装置を有する。前記放射プロファイル変換装置は、照明源から放出される照明の空間分布を、他の任意の制御可能な分布に変換する。他の実施例では、前記放射プロファイル変換装置は、前記放射プロファイルを、略均一な光電場に変換する。
【０１１７】
他の実施例によると、前記の均一化された光ビームは、空間変調器を正確に照明するようにその空間変調器に送光される。他の実施例では、前記照明は、前記空間変調器を略均一に照明する。他の実施例では、前記空間変調器は、偏光を失わせることなく、入射照明の略全てを反射する。
【０１１８】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源を利用した照明システムを有して良い。一の実施例では、照明は偏光される。他の実施例では、照明プロファイルは、略均一なプロファイルに変換される。他の実施例では、照明は、略全ての入射放射線を分離して、空間変調器を正確に照明するように、偏光ビームスプリッタを介して前記空間変調器へ送光される。他の実施例では、主な照明放射線は前記空間変調器へ伝えられる。他の実施例では、前記空間変調器は、ほとんど偏光した状態のままの前記照明を反射する。
【０１１９】
一の実施例によると、直線偏光した光ビームを円偏光ビームに変換するため、1/4波長板が、前記偏光ビームスプリッタと前記空間変調器との間に設けられる。他の実施例では、前記空間変調器からの反射ビームは、直線偏光光ビームとは対照的に円偏光される。続いて前記1/4波長板の通過後、反射ビームは、前記直線偏光光ビームに対して直交する直線偏光ビームにさらに変換され、前記ビームに含まれる略全ての放射線が、前記偏光ビームスプリッタを通過するように送光される。
【０１２０】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源を利用する照明システムを有して良い。一の実施例では、照明は偏光される。他の実施例では、照明プロファイルは略均一なプロファイルに変換される。他の実施例では、照明は、略全ての入射放射線を分離して、空間変調器を正確に照明するように、偏光ビームスプリッタを介して前記空間変調器へ送光される。他の実施例では、主な照明放射線は前記空間変調器へ伝えられる。他の実施例では、前記空間変調器は、ほとんど偏光した状態のままの前記照明を反射する。他の実施例では、前記照明の偏光の処理は、略全ての反射照明が、前記偏光ビームスプリッタを通過するように送光されるように行われる。このときレンズは、結像系の第1部分を構成する前記放射線の光路内に設けられる。他の実施例では、前記結像系の第2部分を構成する部分反射ミラーが、標的上に前記空間変調器を結像するように、前記レンズを超えた位置に設けられる。
【０１２１】
一の実施例では、前記レンズは、複数の単レンズ素子を有する。他の実施例では、前記レンズは、複数の単レンズ素子とプリズムを有する。他の実施例では、前記レンズは、複数の単レンズ素子と回折素子を有する。特別な実施例では、内向きの表面がスペクトルコーティングされているため、前記部分反射ミラーは、前記照明の一部を反射する。他の実施例では、内向きの表面がスペクトルコーティングされ、かつ外向きの表面が広帯域反射防止コーティングされているので、前記部分反射ミラーは、外側の照明の一部を系へ送光する。他の実施例では、内向きの表面が偏光選択性を有するので、前記部分反射ミラーは、前記照明の一部を反射する。他の実施例では、内向きの表面が偏光選択性を有し、かつ外向きの表面が広帯域反射防止コーティングされているので、前記部分反射ミラーは、外側の照明の一部を系へ送光する。
【０１２２】
他の実施例では、前記部分反射ミラーは、接眼レンズとしての役割を果たす。他の実施例では、前記部分反射ミラーは、たとえば外側背景と標的上に生成された像との重ね合わせ像を生成するように、結像照明と位置合わせされた系へ、外側の照明の一部を送光する。
【０１２３】
特別な実施例によると、本開示は、非偏光照明源を結合する照明システムを有して良い。一の実施例では、前記照明源は同様のスペクトル放射線を放出する。他の実施例では、照明プロファイルは、略均一なプロファイルに変換される。他の実施例では、主な照明放射線が指定された領域に伝えられる。他の実施例では、前記指定された領域は、ほとんど偏光した状態のままの前記照明を含む。一の実施例によると、前記の非偏光照明源と略同一の複数のスペクトルとの結合は、多照明源のカスケードを構成するようにさらに結合される。
【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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【国際調査報告】
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