(57)【要約】  光源からの光を照明光学系の受光角度の範囲へ集中させ、集中された光を照明光学系に結合するように構成され、照明光学系の受光角度の範囲が光源の放射角度の範囲より小さい、集光器が提供される。
2013502692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口面を有する照明光学系であって、光を受け入れ、受光角度の範囲内で受け入れられた光について、前記受け入れられた光の方向を変えて平行にし、方向を変えて平行にされた受け入れられた光を前記出口面から投影するように構成された、照明光学系と、
前記受光角度の範囲より大きな範囲の放射角度の光を放射するように構成された光源と、
前記光源からの光を前記照明光学系の前記受光角度の範囲へと集中させ、前記照明光学系へ前記集中された光を結合するように構成された集光器と
を備える光学系。
【請求項２】
前記放射角度の範囲はランバート放射プロファイルに実質的に一致する請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記光源は白色発光ダイオードを含む請求項１に記載の光学系。
【請求項４】
前記受光角度の範囲は、第１の平面に投影された第１の極限の光線角度（α）、及び前記第１の平面に垂直な第２の平面に投影された第２の極限の光線角度（β）によって定義され、前記第１の極限の光線角度は前記第２の極限の光線角度より大きい請求項１に記載の光学系。
【請求項５】
前記集光器の収集領域は、前記光源からの光を前記第１の極限の光線角度より小さい角度へ集中させるように構成された対向する面の第１の鏡像対を含む請求項４に記載の光学系。
【請求項６】
前記集光器の収集領域は、前記光源からの光を前記第２の極限の光線角度より小さい角度へ集中させるように構成された対向する面の第２の鏡像対を含む請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
対向する面の前記第１及び第２の鏡像対のうちの少なくとも１つは平面領域を含む請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
前記光源は前記集光器に機械的に及び光学的に結合される請求項１に記載の光学系。
【請求項９】
前記集光器は反射防止層を介して前記照明光学系に結合される請求項１に記載の光学系。
【請求項１０】
前記集光器は光学的に透明なゲルを介して前記照明光学系に結合される請求項１に記載の光学系。
【請求項１１】
前記照明光学系から投影された光のうちのいくらかを画像領域上に形成された画像として選択的に透過するように構成された画像変調層をさらに含む請求項１に記載の光学系。
【請求項１２】
前記画像変調層及び前記光源に動作可能に結合され、前記画像領域上に形成された前記画像を制御するように構成されたコンピューターをさらに含む請求項１１に記載の光学系。
【請求項１３】
前記画像領域はキーボード領域を含む請求項１２に記載の光学系。
【請求項１４】
前記キーボード領域は１つ以上の押し下げ可能なキーを含む請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記集光器は前記光源からの光を照明光学系へ結合するように構成され、前記照明光学系は、第１の平面上に投影された第１の極限の光線角度未満且つ前記第１の平面に垂直な第２の平面上に投影された第２のより小さい極限の光線角度未満で受け入れられた光を投影するように構成され、前記照明光学系は、
対向する面の第１及び第２の鏡像対を含む収集領域であって、各面は曲がった領域及び平面領域を含み、前記第１の対は光源からの光を前記第１の極限の光線角度より小さい角度へ集中させるように構成され、前記第２の対は前記光源からの光を前記第２の極限の光線角度より小さい角度へ集中させるように構成される、収集領域と、
前記照明光学系に機械的に結合し、前記収集領域からの光を前記照明光学系へ透過するように構成される隣接領域と
を備える請求項１に記載の光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系のための集光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]情報を視覚的に提示するために、コンピューターディスプレイは光学系を含んでもよい。コンピューター入力装置もまた、ユーザー入力を検出するために光学系を含んでもよい。様々な方法で、コンピューターディスプレイ及び入力装置は多機能コンポーネントの形で統合されてきた。１つのそのような例は光タッチ画面であり、ユーザー入力は、光学的に検出され、画面上に現れるコンテキスト依存のグラフィックスによって導かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0002]いくつかの場合には、ディスプレイ及び／又は入力装置用の比較的小さなフットプリントの光学系の実際的な構築は、それに固有の厄介な寸法制約のために、課題を示す。従来の光工学の導光手法は、これらの装置においては、十分な表示品質又は入力機能を提供するために縮小することが難しいかもしれない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0003]光源からの光を照明光学系のある範囲の受光角度へと集中し、集中された光を照明光学系へ結合し、照明光学系の受光角度の範囲が光源の放射角度の範囲より小さい、集光器が提供される。
【０００５】
[0004]上述の概要は以下の詳細な説明においてさらに記載される概念のうちの選択されたものを単純化された形式で紹介するように提供されることが理解されよう。特許請求された主題の重要な又は不可欠な特徴を識別するようには意図されず、特許請求された主題の範囲は、詳細な説明に続く特許請求の範囲によって規定される。さらに、特許請求された主題は、上述の又は本開示の任意の部分におけるいかなる欠点を解決する実施例にも限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0005]本開示の実施例による入力装置を概略的に示す。
【図２】[0006]本開示の実施例による光学系の態様を示す概略的な断面図である。
【図３】本開示の実施例による光学系の態様を示す概略的な断面図である。
【図４】[0007]本開示の実施例による照明光学系の態様を示す透視図である。
【図５】[0008]本開示の実施例による照明光学系の高い端面を示す透視図である。
【図６】[0009]本開示の実施例による照明光学系の転向層（turning layer）の一部を概略的に示す。
【図７】[0010]本開示の実施例による３つの異なるシナリオについての入射角に応じて照射強度の仮説的なプロットを示す。
【図８】[0011]本開示の実施例による集光器を幾分概略的に示す。
【図９】[0012]本開示の実施例による、照明光学系と光源との間に配置された図８の集光器の実施例を幾分概略的に示す。
【図１０】[0013]本開示の実施例による集光器の収集領域のある幾何学的側面を示す。
【図１１】本開示の実施例による集光器の収集領域のある幾何学的側面を示す。
【図１２】[0014]本開示の実施例による集光器のためのモードストリッパーの横断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0015]本開示の主題は、例として及び特定の図示された実施例に関してここに記載される。１つ以上の実施例において実質的に同一となり得るコンポーネントは、同等に識別され、繰り返しが最小となるように記載される。しかし、異なる実施例において同等に識別されたコンポーネントが少なくとも部分的に異なってもよいことに留意されたい。本開示に含まれる図面が概略的であることにもさらに留意されたい。図示された実施例の図は必ずしも縮尺どおりに描かれておらず、縦横比、形状及び多くの特徴は、選択された特徴又は関係を容易に見られるようにするために故意に変形されてもよい。
【０００８】
[0016]図１は、１つの例示的な実施例における入力装置１０を概略的に示す。入力装置は、任意の適切な方法で−例えば、１つ以上のメカニカルキー、タッチセンサー式入力領域及び／又はマウス操作領域を介して−ユーザー入力を受信するように構成されてもよい。さらに、入力装置は、例えば、特定の領域を押し下げること及び／又は触れることが特定の入力に帰着するということをユーザーに示すために、ユーザー入力を導くためのグラフィカルな情報を提示してもよい。従って、入力装置は、１つ以上のメカニカルキー上に英数字文字が描かれていてもよい。しかし、いくつかの実施例においては、ユーザー入力を導くために使用されるグラフィカルな情報のうちの少なくともいくらかは、入力装置の１つ以上の画像領域上でレンダリングされる、可変のコンテキスト依存の画像の形で提示されてもよい。図１において、例えば、入力装置１０は、第１の画像領域１２及び第２の画像領域１４を含む。第１の画像領域は、可変のキーフェース（keyface）画像１８が下から投影され得る１組の押し下げ可能なキー１６にわたって延在する。可変のキーフェース画像は、ユーザーに対して、特定のキーを押すことについての現在のコンテキスト依存の結果を示してもよい。
【０００９】
[0017]１つの実施例において、第２の画像領域１４は入力装置１０の表示のみの領域であってもよい。第２の画像領域の下から、様々な画像がユーザーに情報を提供するために投影されてもよい。別の実施例において、第２の画像領域は少なくともある入力機能を含んでもよい；例えば、それは、抵抗性、容量性、又は光ベースのタッチセンサー式領域であってもよい。従って、第２の画像領域において提供される画像は第１の画像領域１２に対して記載されるようにユーザー入力を実質的に導くように提示されてもよい。
【００１０】
[0018]第１及び第２の画像領域上に様々なコンテキスト依存の入力誘導（input-guiding）画像を投影するために、入力装置１０は光学系２０を含む。光学系は、コンテキスト依存の入力誘導画像をその上に投影するために、第１の画像領域１２及び第２の画像領域１４のうちの１つ以上の下に配置されてもよい。図示された実施例において、光学系はコンピューター２２に動作可能に結合され、コンピューターは光学系にコンテキスト依存の画像データを提供するように構成される。入力装置とは異なる別個のボックスとして図１に示されるが、コンピューターは、他の実施例において、入力装置内で結合されてもよいし、またその逆も正しい。
【００１１】
[0019]当然のことながら、コンピューター２２は、入力装置１０の他のコンポーネントに動作可能に結合されて、入力装置から入力データを受信するように構成されてもよい。従って、コンピューターは、入力装置のタッチセンサー式入力領域及び／又はマウス操作領域などを調べる（interrogate）ために、入力装置の様々なメカニカルキー・スイッチの状態を決定するように構成されてもよい。
【００１２】
[0020]図２及び３は、１つの例示的な実施例における光学系２０の態様を示す概略的な断面図である。これらの図面は、光学系から投影された画像を受信するメカニカルキー１６を示し、光学系は画像変調層２４及びバックライト２６を含む。画像変調層は、バックライトから光を受け取り、入力装置１０の第１又は第２の画像領域へ選択的に１つ以上の画像を送信するように構成された、任意の表示コンポーネントであってもよい。１つの実施例において、画像変調層は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）制御層−バックライトからの光の強さを空間的に及び時間的に変調するように構成された、光ゲート要素の２次元アレイを含んでもよい。１つの実施例において、光ゲート要素は、赤、緑及び青の透過窓（transmissive windows）に結合された偏光ＬＣＤ素子であってもよい。１つの実施例において、画像変調層は、コンピューター２２に動作可能に結合されて、適切なコンテキスト依存の画像データをそこから受信するように構成されてもよい。
【００１３】
[0021]図２及び３に示された実施例において、バックライト２６は、光源２８、照明光学系３０、及び集光器３２を含む。光源は任意のコンパクトな可視光エミッター−例えば、薄型のランプ、アーク、放電及び／又は蛍光エミッターを含んでもよい。しかし、いくつかの実施例においては、光源は１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでもよい。光源におけるＬＥＤの各々は、可視光の帯域−例えば、赤、緑もしくは青の光、又は白色光を放射してもよい。従って、１つ以上のＬＥＤは、従来のカラーＬＣＤ制御層を照らすのに適した実質的な白色光を提供するように構成されてもよい。
【００１４】
[0022]照明光学系３０は、光を認め（収容し）、ある範囲の受光角度内で認められる（収容される）光に対して、認められた光の向きを変えて平行にし、向きを変えられ平行にされた認められた光を放出面から投影するように構成された、任意の適切な光学系であってもよい。照明光学系は、所望の波長範囲−例えば、光源２８によって放射される波長の範囲−にわたって透過可能な任意の適切な材料から形成されてもよい。適切な材料は、例として、ガラス、アクリル及びポリカーボネートを含む。図２及び３に示されるように、照明光学系３０は、平面並びに対向する上面及び下面を有する実質的にくさび形の光学系を含んでもよい。上面及び下面はともに、光学系のくさび角（wedge angle）を定義し、それはいくつかの例において０度〜１度であってもよい。１つの特定の実施例において、くさび角は０．８２度であってもよい。対向する短い端面及び高い端面が上面及び下面に隣接して配置される。短い端面を介して、光源２８において発する発散光は、照明光学系に結合され、高い端面に向かって扇型に広がる。高い端面は平行反射器（collimating reflector）として機能して、短い端面に向かって光を反射させる。短い端面と高い端面との間で、光は、全反射（ＴＩＲ）によって照明光学系を通って伝播し、制御された方法で、ＴＩＲ条件についての注意深く制御された違反のために、照明光学系から逃げる。以下の段落においては、例として、そのような機能を提供するようにより具体的に構成される照明光学系が記載される。しかし、様々な他の構成の照明光学系が本開示と等しく一致することが理解されよう。
【００１５】
[0023]１つの実施例において、照明光学系３０の短い端面３０は、実質的に平面であり、上面及び下面に関して、斜めに方向づけられている。高い端面は、短い端面の高さのおよそ２倍であってもよい；それは銀めっきされてもよいし、又はそうでなければ広帯域の反射コーティングをサポートしてもよい。図２において、仮想的な水平の二分平面（bisection plane）は、照明光学系の上面を下面上に反射させる。従って、図３に示される図は、当該二分平面における光学系２０の横断面であってもよい。これ及び他の水平面において、高い端面は横断面においてアーク（弓）形であってもよく、照明光学系の長さのおよそ２倍の曲率半径を有してもよい。この構成は、光源２８において発する発散光を、水平面に投影される場合に実質的に平行にされるパスに沿って短い端面へと反射させる。垂直面（すなわち、図２の表示面）に関して視準（コリメーション）を提供するために、照明光学系の高い端面は、フレネルタイプの反射器を生みだすために、カットされてもよい。特に、実質的に平面のファセットのアレイが、高い端面に沿って水平に走ってもよい。ファセットは、上で言及された反射コーティングをサポートしてもよい。
【００１６】
[0024]図４は１つの実施例における光学系３０の透視図であり、図５は、照明光学系の高い端面の拡大された、幾分概略的な図を提供して、フレネルタイプの反射器を示す。図４はまた、本明細書において言及される仮想的な水平の二分平面を３３において示す。
【００１７】
[0025]ここで図２及び３に戻ると、平行にされた光は、短い端面に向かう途中で、照明光学系３０の対向する上面及び下面において複数の反射を経験し得る。照明光学系のくさび形状のために、所与の光線の各々の連続する反射は、後続の反射の入射角を低減する。その結果、各光線は、結局は、臨界前の入射角で対向する上面及び下面のうちの１つに直面し、照明光学系から屈折される。画像変調層２４に対する上向きのこの光を向け直すために、照明光学系の下面は転向層３４をサポートする。転向層（turning layer）は、照明光学系から屈折する光を、非常に浅い出口角、例えば、水平の二分平面３３に対して実質的に垂直な角度で、照明光学系を介して後ろに反射させる。このように、適切な範囲の入射角にわたって照明光学系へ結合する光は、上方に投影されて、画像変調層のためにバックライトを提供してもよい。
【００１８】
[0026]図６は、１つの例示的な実施例における転向層３４を示す。転向層は、照明光学系３０の下面に取り付けられて光学的に結合される低屈折率のクラッド層３６を含んでもよい。クラッド層は、ほとんどの光が照明光学系の下面−すなわち、上面の代わりに、転向層に接合された面−から逃げることを保証する−。転向膜（turning layer）３８がクラッド層の向かい側に配置される。１つの実施例において、転向膜は鏡張りの特徴（mirrored features）のアレイ４０を含んでもよい。
【００１９】
[0027]一般に、照明光学系３０の受光角度の範囲（すなわち、、光が光学系へ結合してＴＩＲによってその中で伝播する入射角の範囲）は、部分的には、照明光学系が形成される材料の屈折率によって決定され、部分的には、照明光学系の寸法によって決定される。そのような範囲は一対の極限の光線角度（α，β）によって特徴付けられてもよい。ここで、αは、水平の二分平面３３へ投影される極限の光線角度、短い端面と水平の二分平面の交差に対して垂直な測定される角度を定義してもよい；βは、水平の二分平面及び短い端面に対して垂直な平面へ投影された極限の光線角度、水平の二分平面に対して測定される角度を定義してもよい。極限の光線角度α及びβは、結合効率が減少しているか、又は、例えば５０パーセントにまで著しく減少した場合の角度に相当してもよい。１つの実施例において、照明光学系の屈折率が１．４９であり、照明光学系が長さ３２０ミリメートル、幅１８９ミリメートルである場合、αは１７．２２度であってもよく、βは１１．６０度であってもよい。したがって、α及びβは等しくなくてもよいし、いくつかの実施例においては、α及びβは等しくてもよい。
【００２０】
[0028]理想的な構成において、光源２８は、照明光学系の受光角度の全範囲にわたって一定の光束を提供し、受光角度の範囲の外側に光を提供しないように選択される。図示するために、入射角に応じた理想化された照射プロファイルは、実線によって図７に表される。原則として、受光角度の範囲より大きな入射角で照明光学系に光を入れることは不利となり得る。そのような光は、照明を提供するために画像変調層に導くことができない；代わりに、それは照明光学系から屈折し、光学系２０内で望ましくない反射を引き起こし得る。にもかかわらず、様々なほかの適切な光源は、照明光学系の受光角度の範囲より大きな範囲の放射角度の光を放射するように必然的に構成される。例えば、上述のような白色ＬＥＤ光源は、ランバート強度プロファイル−例えば、約３．１ステラジアンの立体角にわたって実質的に一定の輝度−に従って放射してもよい。
【００２１】
[0029]したがって、ここで図２及び３に戻ると、バックライト２６は集光器３２を含む。集光器は、光源２８からの光を照明光学系３０の受光角度の範囲まで集中させ（例えば、角をなして集中させ）、照明光学系へ当該集中された光を結合するように構成された任意の光学系３０であってもよい。このように、集光器は、光源の照射プロファイルを、照明光学系の受光角度の範囲とより密接に一致する一つへと変換してもよい。
【００２２】
[0030]図８は、１つの例示的な実施例における集光器３２を示す。図９は、照明光学系３０と光源２８との間に配置された同じ集光器を示し、それは、図示された実施例において、薄い長方形の放射層（emissive layer）４２を含む。集光器は、照明光学系３０に適しているとして上で特定された材料を含む、任意の適切な材料から形成されてもよい。１つの実施例において、光源は、実質的に長方形の接触領域を介して、集光器に機械的に及び／又は光学的に結合されてもよい。例えば、接触領域は、光源の放射領域と一致してもよい。
【００２３】
[0031]１つの実施例において、集光器３２は光学系２０の別個のコンポーネントであってもよい。他の実施例において、集光器は光学系の他のあるコンポーネントへ統合されてもよい。例えば、集光器は、例えば同一のポリマーモノリスから形成される照明光学系３０の一部であってもよい。１つの実施例において、集光器及び照明光学系は、共通の連続的な材料面（material phase）を共有してもよい。他の実施例において、別々に形成された集光器は、１つ以上の薄い光学的に透明な膜を介して照明光学系に結合されてもよい。さらに、照明光学系に集光器を結合させる膜の少なくとも１つは反射を抑えるように構成されてもよい；例えば、それは干渉及び／又は二色性のコーティングを含んでもよい。別の実施例において、集光器は、光学的に透明な、屈折率が一致した（index-matched）ゲルを介して照明光学系に結合されてもよい。
【００２４】
[0032]図８に示される実施例において、集光器３２は、一つのシームレスな構造へ統合された収集領域４４及び隣接領域（abutment region）４６を含む。この構成は、集光器が射出成形によって形成される実施例においてある製造の利点を提供し得る。また、照明光学系３０に関して集光器の位置決めをより正確にすることを可能にし得る。
【００２５】
[0033]構造上、収集領域４４は、６つの滑らかな面を有する固形物を含む。入口開口（entry aperture）４８は当該面のうちの１つに配置され、出口開口（exit aperture）５０は対向する面に配置される。従って、集光器３２は収集領域を用いて配置され、入口開口を介して光源２８から光を受け、出口開口を介して照明光学系３０上に光を投影するように位置合わせされる。図示された実施例において、出口開口を介して投影された光は、照明光学系への途中で隣接領域４６の架橋部を介して伝えられる。
【００２６】
[0034]さらなる記載を容易にするため、集光器３２及び照明光学系３０に関して固定して方向付けられたデカルト座標系へ言及することが便利である。本明細書において使用される座標系において、ｚ軸は、水平の二分平面３３に垂直な、照明光学系からの照明の方向と整列される；ｘ軸は、水平の二分平面において照明光学系のより長い寸法（より長い次元、longer dimension）と整列される；ｙ軸は、水平の二分平面において照明光学系のより短い寸法（shorter dimension）と整列される。したがって、ｘｙ平面は水平の二分平面３３と同一である。座標系の原点は、光源２８の放射領域４２の中央点として得られ、光学系の「機械的な軸」は正のｘ軸であるように得られる。
【００２７】
[0035]上に定義された座標系に関して、収集領域４４の追加の特徴がここで記載される。一般に、入口開口４８及び出口開口５０に隣接している４つの面は、入口開口に入る光をＴＩＲによって集中させ、照明光学系３０の受光角度の範囲内で出口開口からの集中された光を反射するように構成される。特に、収集領域は、ｘｙ平面に対して平行に整列され、光源２８からの光をαより小さな角度に集中させるように構成された、対向する面の第１の鏡像対を含んでもよい。収集領域はさらに、ｘｚ平面に対して平行に整列され、光源からの光をβより小さい角度に集中させるように構成された、対向する面の第２の鏡像対を含んでもよい。希望の集中（収束）を提供するために、対向する面の第１及び第２の鏡像対の各々の面は曲げられてもよい−例えば、放物線状に曲げられてもよい。しかし、以下にさらに記載されるように、少なくとも１対の面はまた、ほかの曲がった領域を遮断する平面領域を含んでもよい。
【００２８】
[0036]収集領域４４の構造について数学的に記載するために、２つの平面図形−ｘｙ平面に描かれる第１の平面図形及びｘｚ平面に描かれる第２の平面図形−から始めることが便利である。その後、当該２つの平面図形の各々は、そのそれぞれの平面に垂直に押し出されて（すなわち、幾何学的に投影されて）、無限に拡張された立体図形を形成する。当該２つの押し出された立体図形の共通部分（すなわち、それらの間で共有される空間の領域）は、構造的に収集領域を定義する。
【００２９】
[0037]図１０及び１１は、１つの例示的な実施例における収集領域４４の特定の幾何学的側面を示し、上記の記載が基づく平面図形に特に関連する。特に、図１０は、ｘｙ平面に描かれた第１の平面図形５２を示し、図１１は、ｘｚ平面に描かれた第２の平面図形５４を示す。
【００３０】
[0038]図１０に示されるように、第１の平面図形５２は放物線部分Ｉ及び線形部分ＩＩを含む。第１の平面図形の放物線部分は次の方法で構築されてもよい。αの値が一旦選択されると、光線Ｒはｘｙ平面において点Ｐから描かれ、入口開口の１つの端は当該平面と交差する。光線はＬＥＤから離れて描かれ、機械的な軸ｘに対する角度αだけ入口開口４８から離れて回転される。ここで光線Ｒは、Ｐに位置する焦点を有する放物線部分を構築するための軸として使用されてもよい。放物線部分は点Ｐの反対側に配置された放物線の枝にあり、ｘｙ平面に対して垂直でｘ軸と平行である平面における光線Ｒの反射である光線Ｒ´と交差するまで、入口開口から離れて延在する。したがって、放物線との光線Ｒ´の交差は放物線部分の端点Ｅ及び出口開口４２の１つの端の両方を定義する。出口開口の反対の端は、Ｅ´−すなわちＥに対して対称の点、と一致し、これらの点はｘｙに垂直で機械的な軸ｘを含む面における互いの反射である。したがって、極限の光線角度αの値は、出口開口４２のサイズだけでなく図示された例における収集領域４４の長さも決定するということになる。
【００３１】
[0039]１つの実施例において、放物線部分Ｉは入口開口４８までずっと戻って延在してもよい。この構成は、放射層４２が理想的に水平である実施例において、光源とくさびとの間の良好な結合を提供してもよい。しかし、他の実施例において、放射層がかなりの厚さを有し得る場合、結合効率は、放物線部分を入口開口への部分のみに（図１０における点Ｆまで）延ばすことにより改善することができる。線形部分ＩＩは、次いで、Ｆから入口開口までの領域を結ぶように提供される。線形部分は点Ｆにおける放物線部分の限定的な傾斜と等しい傾斜を有してもよい。
【００３２】
[0040]図１１に示されるように、第２の平面図形４６はまた、放物線部分Ｉ及び線形部分ＩＩを含み、それらは、極限の光線角度βが極限の光線角度αの代わりに使用されることを除いて、第１の平面図形４４について記載されたように構築することができる。
【００３３】
[0041]様々な異なる集光器の実施例が本開示によって包含され、集光器の特定の寸法が、集光器が使用される各々の光学的な構成に対して特に構成されてもよいことが理解されよう。しかし、１つの実施例において、αが１７．２２度であり、βが１１．６０度である場合、入口開口４８は、ｙ軸に沿って２．６４ミリメートルであり、ｚ軸に沿って１．９２ミリメートルであるかもしれない。出口開口５０はｙ軸に沿って９．６３ミリメートルでありｚ軸に沿って５．４８ミリメートルであるかもしれない。第１の平面図形５２において、線形部分ＩＩは、ｘ方向に入口開口から１．８１ミリメートル延在してもよく、第２の平面図形５４において、線形部分は、ｘ方向に入口開口から０．８２ミリメートル延在してもよい。光収集領域４４は、ｘ方向に９．００ミリメートル延在してもよく、照明光学系３０から５．３０ミリメートルのところに配置されてもよく、収集領域と照明光学系との間の空間を満たす隣接領域４６を備えてもよい。
【００３４】
[0042]１つの実施例において、入口開口４８は、光源２８の放射層４２の寸法に一致してもよい。しかし、他の実施例において、入口開口は、ｙ方向及び／又はｚ方向において光源よりわずかに大きくてもよい。光源に対して入口開口を拡大させることは、組み立て許容誤差（tolerances）及び／又は製造許容誤差が放射層４２と集光器３２との間の不完全な位置合わせ帰着し得る実施例においては、有利であるかもしれない。
【００３５】
[0043]適切な集光器構成に到達する際、第１又は第２の平面図形における線形部分ＩＩの長さ及び入口開口４８の寸法は、適切な範囲内で調節されてもよい。しかし、そのような調節は、集光器から投影された光を、照明光学系の受光角度の範囲よりわずかに上回らせるか又はわずかに下回らせることになり得る。図７において、代表的な下回り（アンダーフィル）（鎖線）及び上回り（オーバーフィル）（破線）の条件が、理想化されたプロファイル（実線）との比較のために示される。一般に、受光角度の範囲を下回る（満たさない）ことは、照明光学系の端部領域における不十分な照明に帰着する一方、上回ることは、光学系における望ましくない迷走反射（stray reflections）に帰着する。
【００３６】
[0044]したがって、１つの実施例において、第１又は第２の平面図形における線形部分ＩＩの長さ及び入口開口４８の寸法は、照明光学系の中央平面に垂直な平面において、照明光学系の受光角度の範囲をわずかに上回るように構成されてもよい。しかし、望まれない迷走反射を除去するために、集光器３２は、図８及び９に示されるように、隣接領域４６の架橋部の外に配置されるモードストリッパー５６を含んでもよい。
【００３７】
[0045]図１２は、１つの例示的な実施例におけるモードストリッパー５６の横断面を示す。モードストリッパーはクラッド層５８及び減衰層６０を含む。モードストリッパーのクラッド層は、集光器３２の隣接領域に直接的に取り付けられて光学的に結合されてもよい；それは、隣接領域より小さい屈折率を有し、照明光学系の受光角度の希望の範囲の外側の光がクラッド層に漏れて屈折して通り抜けるように選択された材料を含んでもよい。より高い屈折率の減衰層がクラッド層にわたって適用される。クラッド層を介して屈折する任意の光が減衰層に吸収されるように、減衰層は、適切な量の、黒色染料、黒色微粒子などを含んでもよい。このように、照明光学系の受光角度の範囲とよりよく一致するように、上回ったプロファイルは、隣接領域を介した透過の際に削減されてもよい。１つの特定の実施例において、モードストリッパーのクラッド層は、「ノーランド光学接着剤６３」を含んでもよく、減衰層は、「ブラック・カプトン（登録商標）」を含んでもよく、これらは、ノーランド・プロダクツ社（ニュージャージー州、クランベリー）、及びイー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニー（デラウェア州、ウィルミントン）の製品である。
【００３８】
[0046]最後に、本明細書において記載された製品、システム及び方法が本来例示的なものであり、多数の変更が考えられるので、これらの特定の実施例又は例は限定的な意味で考慮するべきでないことは理解されよう。したがって、本開示は、本明細書に開示された様々なシステム及び方法のすべての新規で非自明な組み合わせ及びサブコンビネーションのほか、それらの任意の又はすべての均等物を含む。
【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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【国際調査報告】
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