(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１特定色の光を放射するように構成された第１光源と、
前記第１特定色とは異なる第２特定色の光を放射するように構成された第２光源であって、前記第１特定色と前記第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる、第２光源と、
光を集積するように構成され、それぞれの長さ及び光放出端部を備えた少なくとも１つのボディと、前記光放出端部の遠位に配置され、第１光入射面を備えた第１光入射機器と、及び、前記第１光入射面に平行な第２光入射面を備えた第２光入射機器とを備える光インテグレータであって、前記第１光入射面と前記第２光入射面は、反対方向を向き、前記第１光入射機器及び前記第２光入射機器の各々が、光を受光し、そして前記光を前記少なくとも１つのボディ内に、且つ前記光放出端部に向けて偏向させるように構成された、光インテグレータと、
前記第１光源及び前記第２光源の各々からの光を、前記第１光入射面及び前記第２光入射面の各々にほぼ等しく分配するように構成されたビームスプリッタシステムであって、ビームスプリッタ、前記第１光入射面に第１ミラー、及び前記第２光入射面に第２ミラーを備えるビームスプリッタシステムと、を備え、
前記第１光源及び前記第２光源の各々からの前記光が、前記第１光入射面及び前記第２光入射面の各々においてほぼ等しく結合され、並びに前記第１光入射面及び前記第２光入射面の両方に入射する前記光が、少なくとも色及び強度に関してほぼ同じ特性を有するように、
前記ビームスプリッタは、前記第１光源からの前記第１特定色の光のほぼ半分を前記第１光入射面に向けて透過し、前記第１光源からの前記第１特定色の光の残りの半分を前記第２光入射面に向けて反射し、前記第２光源からの前記第２特定色の光のほぼ半分を前記第２光入射面に向けて透過し、そして前記第２光源からの前記第２特定色の光の残りの半分を前記第１光入射面に向けて反射するように構成され、
前記第１ミラーは、前記第１光源からの前記第１特定色の光の前記残りの半分を前記第１光入射面に向けて反射し、そして前記第２光源からの前記第２特定色の光の前記残りの半分を前記第１光入射面に向けて反射するように構成され、
前記第２ミラーは、前記第１光源からの前記第１特定色の光の前記残りの半分を前記第２光入射面に向けて反射し、そして前記第２光源からの前記第２特定色の光の前記残りの半分を前記第２光入射面に向けて反射するように構成される、システム。
【請求項２】
前記ビームスプリッタは、５０／５０ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタのうちの１つ又はそれ以上を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１光源及び前記第２光源並びに前記ビームスプリッタシステムは、前記少なくとも１つのボディの長手軸に関して物理的に対称である、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１光入射面と前記第２光入射面とが、それぞれの長さの長手軸に沿って且つ前記第１光入射面に垂直な軸に直角に、互いから横方向にずらされる、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記第１光源及び前記第２光源の各々は、コリメート光を放射するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記第１光源及び前記第２光源の各々から前記第１光入射面及び前記第２光入射面の各々までのそれぞれの光路の長さがほぼ等しい、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記第１光源及び前記第２光源の各々のエタンデュは、互いに約４０％以内である、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのボディは、前記第１光入射機器からの前記光を前記光放出端部に向けて伝えるように構成された第１ボディ、及び前記第２光入射機器からの前記光を前記光放出端部に向けて伝えるように構成された第２ボディを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記第１光源及び前記第２光源の各々からの光はコリメートされ、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々は湾曲し、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々の曲率は、前記ビームスプリッタから受光したコリメート光が前記光インテグレータのそれぞれの光入射面に向けて反射されるように選択される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１特定色と前記第２特定色の各々の前記それぞれのスペクトルの各々が、それぞれのピークを備え、前記第１光源及び前記第２光源の各々からの前記光が、
前記第１光入射面と前記第２光入射面との各々で結合されるとき、
前記それぞれのピークは、前記第１光入射面と前記第２光入射面とに入射する結合された光において減らされる、請求項１記載のシステム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は一般に光学システムに関し、具体的には二重光源改良型統合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光の均一化のための既存の解決策には、照明光路に長さを加える統合ロッド又はフライアイレンズが使用される。そのような既存の解決策にはまた、光均一性の要件を簡略化するために類似の輝度及び色度均一性の光源（ランプなど）が使用される。しかし、照明光源の色又は強度が基本的に異なるとき、既存のインテグレータの解決策は、２つの光源を共通ビームに満足できるように統合することができない。基本的に異なる色の光源を伴う用途の例は、所望の出力色点を実現するために付加的な色（赤など）を必要とする色欠損主光源を有するプロジェクタである。このような問題は、照明光源のそれぞれのスペクトルが重なる場合にさらに大きな問題となる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書は、異なる色の重なったスペクトルを放射する２つの光源からの光がビームスプリッタ（例えば、５０／５０ビームスプリッタ及び／又は偏光ビームスプリッタ）と、２つの光源からの光をビームスプリッタによって混合された後に統合するインテグレータとの組合せを用いて統合される、システムに向けられる。
【０００４】
本明細書において、要素が１つ又はそれ以上の機能を果たす「ように構成される」又はそれらの機能「のために構成される」と説明される場合がある。一般に、機能を果たすように又は機能を果たすために構成された要素はその機能を果たすことができ、又はその機能を果たすのに適しており、又はその機能を果たすように適合され、又はその機能を果たすように動作可能であり、又は別の仕方でその機能を果たすことができる。
【０００５】
本明細書のために、「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの少なくとも１つ」及び「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの１つ又はそれ以上」の用語は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又は、２つ若しくはそれ以上の要素Ｘ、Ｙ、及びＺ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．．．」という用語の任意の出現における２つ又はそれ以上の要素にも適用することができる。
【０００６】
本明細書の一態様は、第１特定色の光を放射するように構成された第１光源と、第１特定色とは異なる第２特定色の光を放射するように構成された第２光源であって、第１特定色及び第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる、第２光源と、光を統合するように構成されそれぞれの長さ及び光放出端部を備えた少なくとも１つのボディ、第１光入射面を備え光放出端部の遠位に配置された第１光入射機器、及び第１光入射面に平行な第２光入射面を備えた第２光入射機器、を備えた光インテグレータであって、第１光入射機器及び第２光入射機器の各々が、光を受け取り、その光を少なくとも１つのボディ内に光放出端部に向けて屈折させるように構成される、光インテグレータと、第１光源及び第２の光源の各々からの光を、第１光入射面及び第２光入射面の各々に対してほぼ等しく分配して、第１光源及び第２光源の各々からの光が、第１光入射面及び第２光入射面の各々においてほぼ等しく混合されるようにするように構成されたビームスプリッタシステムと、を備えたシステムを提供する。
【０００７】
ビームスプリッタシステムは、第１光源からの第１特定色の光のほぼ半分を第１光入射面に向けて透過させ、第１光源からの第１特定色の光の残りの半分を第２光入射面に向けて反射し、第２光源からの第２特定色の光のほぼ半分を第２光入射面に向けて透過させ、第２光源からの第２特定色の光の残りの半分を第１光入射面に向けて反射するように、さらに構成することができる。
【０００８】
ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ及び１つ又はそれ以上の光学部品を備えることができる。
【０００９】
ビームスプリッタシステムは、５０／５０ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタのうちの１つ又はそれ以上、並びに１つ又はそれ以上の光学部品を備えることができる。
【００１０】
ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタと、少なくとも１つのミラー、少なくとも１つの平面ミラー、少なくとも１つの曲面ミラー、少なくとも１つのレンズ、及び少なくとも１組のレンズ、のうちの１つ又はそれ以上と、を備えることができる。
【００１１】
ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ、第１ミラー及び第２ミラーを備えることができ、第１ミラー及び第２ミラーの各々はビームスプリッタからのそれぞれの光をそれぞれの光入射面内に反射するように構成される。
【００１２】
ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ、第１組のレンズ及び第２組のレンズを備えることができ、第１組のレンズ及び第２組のレンズの各々は、ビームスプリッタからのそれぞれの光をそれぞれの光入射面内に誘導するように構成される。
【００１３】
第１光入射面と第２光入射面とは反対方向に向けることができる。
【００１４】
第１光入射面と第２光入射面とは同じ方向に向けることができる。
【００１５】
第１光入射面と第２光入射面とは反対方向に向けることができ、光源及びビームスプリッタシステムは、少なくとも１つのボディの長手軸に対して物理的に対称にすることができる。
【００１６】
第１光入射面と第２光入射面とは、それぞれの長さの長手軸に沿って且つ第１光入射面に垂直な軸に直角に、互いから横方向にずらすことができる。
【００１７】
第１光源及び第２光源の各々は、コリメート光を放射するように構成することができる。
【００１８】
本システムは、第１光源及び第２光源の各々の光をコリメートするように構成された光学部品をさらに備えることができる。
【００１９】
第１光源及び第２光源の各々から第１光入射面及び第２光入射面の各々までの、それぞれの光路の長さはほぼ等しくすることができる。
【００２０】
第１光源及び第２光源の各々のエタンデュは、互いの約４０％以内とすることができる。
【００２１】
少なくとも１つのボディは、第１光入射機器からの光を光放出端部に向けて伝えるように構成された第１ボディと、第２光入射機器からの光を光放出端部に向けて伝えるように構成された第２ボディとを備えることができる。
【００２２】
実施形態は、添付の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】非限定的な実施によるインテグレータを示す。
【図２】非限定的な実施による、異なる色及び重なる光スペクトルを有する光源からの、図１のインテグレータの断面を通る光プロファイルを示す。
【図３】非限定的な実施による光統合システムの略図を示す。
【図４】非限定的な実施による、図３の光源のそれぞれの光スペクトルの略図を示す。
【図５】非限定的な実施による、動作中の図３のシステムを示す。
【図６】非限定的な実施による、動作中の図３のシステムを示す。
【図７】代替の非限定的な実施による光統合システムの略図を示す。
【図８】代替の非限定的な実施による光統合システムの略図を示す。
【図９】代替の非限定的な実施による光統合システムの略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に注目すると、光を統合するように構成され、それぞれの長さ及び光放出端部１５３を備えた少なくとも１つのボディ１５１‐１、１５１‐２と、第１光入射面１５７‐１を備え、光放出端部１５３の遠位に配置された第１光入射機器１５５‐１と、第１光入射面１５７‐１に平行な第２光入射面１５７‐２を備えた第２光入射機器１５５‐２とを備え、第１光入射機器１５５‐１及び第２光入射機器１５５‐２の各々が光を受け取り、その光を少なくとも１つのボディ１５１‐１、１５１‐２内に、光放出端部１５３に向けて屈折させる、光インテグレータ１５０が示されている。光入射機器１５５‐１、１５５‐２は、以後、集合的に光入射機器（複数）１５５、及び一般的に光入射機器１５５（単数）と交換可能に呼ばれる。同様に、光入射面１５７‐１、１５７‐２は、以後、集合的に光入射面（複数）１５７、及び一般的に光入射面（単数）１５７と交換可能に呼ばれる。特に、光インテグレータ１５０の様々な実施が本出願人の共有特許である米国特許第８０１１８１０号に記載されており、この文献は引用により本明細書に組み入れられる。実際に、光インテグレータ１５０の様々な実施が、各々の光入射面１５７が異なる方向、同じ方向（図示したような）を向き、少なくとも１つのボディ１５１‐１、１５１‐２の長さに沿ったほぼ同じ位置及び／又は少なくとも１つのボディ１５１‐１、１５１‐２に沿った異なる位置（図示したような）に配置される実施を含む本発明の実施の範囲に入る。実際に、図示したインテグレータ１５０は、第１光入射機器１５５‐１からの光を光放出端部１５３に向けて伝えるように構成された第１ボディ１５１‐１、及び第２光入射機器１５５‐２からの光を光放出端部１５３に向けて伝えるように構成された第２ボディ１５１‐２を備える。しかし、他の実施においては、ボディ１５１‐１、１５１‐２を一体にすることができる。ボディ１５１‐１、１５１‐２は、以後、集合的にボディ（複数）１５１、及び一般的にボディ（単数）１５１と交換可能に呼ばれる。
【００２５】
図示しないが、異なる光源からの光を各々の光入射面１５７に当て、その光をボディ１５１‐１、１５１‐２内に、例えば、反射コーティング及び／又は内部全反射を用いて、屈折させ、ボディ１５１‐１、１５１‐２の各々がそれぞれの中で受け取った光を、光が光放出端部１５３から出る前に統合することができる。しかし、次に図２に注目すると、インテグレータ１５０の光放出端部１５３、及び、各々の光入射機器１５５に入射する光が異なる色であるが重なるスペクトルを有すると仮定した、光放出端部１５３の断面Ａ‐Ａを通過する光のプロファイル２００が示されている。２つの異なる光源からの光の強度を示す全プロファイル２０１及びプロファイル２０２、２０３を示すプロファイル２００に見られるように、ボディ１５１の出口面で構成される光放出端部１５３にわたって色強度の変化が起こる可能性がある。例えば、プロファイル２０２、２０３を参照されたい。全体の光強度（プロファイル２０１）及び色変化（プロファイル２０２、２０３）が、断面Ａ‐Ａを横切る距離の関数として図２に示されている。そのような色変化は、各々の光入射面１５７に入射する光が同じ色及び／又は類似の強度のものであるときには問題にならないが、光入射機器１５５に入射する、複数の光源の色が大きく異なるとき、例えば、当該インテグレータを用いたプロジェクタにおいては、色不均一性の問題を引き起す。
【００２６】
光源が異なる色であるが重なるスペクトルを有するときは、状況が悪化する。例えば、異なる光源からの光を、光インテグレータ１５０の各々の入射面１５７に送るのに１つ又はそれ以上の２色性ミラーを使用することができるが、そのような２色性ミラーは、特定波長の上又は下で光を急激にカットオフするので、重なり領域内の少なくとも１つの光源からの光が失われることになり、これは光生成システムの効率の低下及び加熱の増加をもたらす可能性がある。
【００２７】
それゆえに、次に図３に注目すると、第１特定色の光を放射するように構成された第１光源３０１‐１と、第１特定色とは異なる第２特定色であって、第１特定色及び第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる、第２特定色の光を放射するように構成された第２光源３０１‐２と、光を統合するように構成され、長さ及び光放出端部３５３を備えた少なくとも１つのボディ３５１（便宜上、１つのみのボディが指定されるが、インテグレータ１５０と同様に２つのボディが描かれている）、第１光入射面３５７‐１を備えて光放出端部３５３の遠位に配置された第１光入射機器３５５‐１、及び、第１光入射面３５７‐１に平行な第２光入射面３５７‐２を備えた第２光入射機器３５５‐２を備え、第１光入射機器３５５‐１及び第２光入射機器３５５‐２の各々が光を受け取り、その光を少なくとも１つのボディ３５１内に光放出端部３５３に向けて屈折させる、光インテグレータ３５０と、図に示すように、ビームスプリッタ３６０、第１ミラー３７０‐１及び第２ミラー３７０‐２を備えたビームスプリッタシステムであって、第１光源３０１‐１及び第２光源３０１‐２の各々からの光を第１光入射面３５７‐１及び第２光入射面３５７‐２の各々にほぼ等しく分配して、第１光源３０１‐１及び第２光源３０１‐２の各々からの光が第１光入射面３５７‐１及び第２光入射面３５７‐２の各々においてほぼ等しく混合されるようにするように構成されたビームスプリッタシステムと、を備えたシステム３００の略図が示されている。具体的には、ビームスプリッタシステムは、第１光源３０１‐１からの第１特定色の光のほぼ半分を第１光入射面３５７‐１に誘導し、第１光源３０１‐１からの第１特定色の光の残り半分を第２光入射面３５７‐２に誘導し、第２光源３０１‐２からの第２特定色の光のほぼ半分を第２光入射面３５７‐２に誘導し、第２光源３０１‐２からの第２特定色の光の残り半分を第１光入射面３５７‐１に誘導するように構成される。システム３００は、光放出端部３５３に配置されるオプションの統合機器３９９をさらに備え、この統合機器３９９は、それらに限定されないが、１つ又はそれ以上の統合ロッド及び反射性内壁を有する中空管を含むことができる。統合機器３９９は一般に、光放出端部３５３を出た光を受け取り、その光をさらに統合するように構成され、当該光が統合機器３９９を出ると、この光を、例えば、プロジェクタなどの光変調器などに送ることができる。統合機器３９９はインテグレータ３５０から分離して描かれているが、他の実施においては、統合機器３９９をインテグレータ３５０の光放出端部３５３に取付けることができる。
【００２８】
光源３０１‐１、３０１‐２は、以後、集合的に光源３０１（複数）、及び一般的に光源３０１（単数）と交換可能に呼ばれ、光入射機器３５５‐１、３５５‐２は、以後、集合的に光入射機器３５５（複数）、及び一般的に光入射機器３５５（単数）と交換可能に呼ばれ、光入射面３５７‐１、３５７‐２は、以後、集合的に光入射面３５７（複数）、及び一般的に光入射面３５７（単数）と交換可能に呼ばれ、並びに、ミラー３７０‐１、３７０‐２は、以後、集合的にミラー３７０（複数）、及び一般的にミラー３７０（単数）と交換可能に呼ばれる。
【００２９】
図示するように、光源３０１の各々は、それから放射される光のエタンデュを有する楕円光源を備え、一般に光源３０１の各々の物理的構成は、各々の光源３０１が類似のエタンデュを有することを含む類似のものであるが、各々の光源３０１は異なる色の光、例えば、１つの光源３０１から赤色光、他の光源３０１から緑色光を放射する。
【００３０】
インテグレータ１５０とは異なり、インテグレータ３５０の光入射機器３５５及び光入射面３５７は、光放出端部３５３からほぼ同じ距離に配置され、さらに第１光入射面３５７‐１と第２光入射面３５７‐２とは反対方向を向く。このような実施は、種々異なる方法、例えば、図示したように光入射面３５７を背中合わせに配置する一方で、他の実施においては、光入射面３５７を隣り合せて並べ、それに応じてミラー３７０の位置を調節することができる。さらに、光源３０１及びビームスプリッタシステム（即ちビームスプリッタ３６０及びミラー３７０）は、ボディ３５１の長手軸に対して物理的に対称である。
【００３１】
ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ３６０、第１ミラー３７０‐１及び第２ミラー３７０‐２を備え、第１ミラー３７０‐１及び第２ミラー３７０‐２の各々は、ビームスプリッタ３６０からのそれぞれの光を、以下で説明するようにそれぞれの光入射面３５７内に反射するように構成される。
【００３２】
具体的には、ビームスプリッタ３６０は５０／５０ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタなどのうちの１つ又はそれ以上を備え、それにより、ビームスプリッタ３６０の一方の側面に当たる光に対して、光のほぼ半分がビームスプリッタ３６０から反射され、半分がビームスプリッタ３６０を透過する。
【００３３】
図３には示さないが、システム３００は、システム３００の構成要素を配置するための任意の適切なフレーム、リグなどをさらに備えることができる。また、図示しないが、システム３００は、光生成システム、例えば、プロジェクタなどの光生成システムの構成要素を備えることができる。
【００３４】
さらに、図４を参照すると、光源３０１‐１のスペクトル４０１‐１が光源３０１‐２のスペクトル４０１‐２と概ね重なる。図示したように、光源３０１‐１のスペクトル４０１‐１は赤色光を概ね含み、光源３０１‐２のスペクトル４０１‐２は緑色光を概ね含むが、スペクトル４０１‐１の短波長側がスペクトル４０１‐２の長波長側と重なる。ビームスプリッタ３６０は波長の間を区別しないので、単に、各々の光源３０１からの光のほぼ半分を透過させ、各々の光源３０１からの光のほぼ半分を反射し、２色性ミラーの場合に起こるような反射及び／又は透過における急激なカットオフによる光エネルギーの損失はない。
【００３５】
次に、システム３００の動作を、各々が図３に概ね類似し、同じ要素が同じ番号を有する図５及び図６に関して説明する。但し、光入射機器３５５及び光入射面３５７は明瞭にするために数字で示していないが、それにも関わらず存在することは分かる。具体的には、図５は光源３０１‐１からの光がシステム３００を通る光路を示し、図６は光源３０１‐２からの光がシステム３００を通る光路を示す。
【００３６】
初めに図５に注目すると、光４４０が光源３０１‐１から放射され、ビームスプリッタ３６０に当たり、このビームスプリッタが光４４０のほぼ半分を反射し、光４４０のほぼ半分を透過させる（但し、光４４０の比較的小さな部分が吸収される可能性がある）。ビームスプリッタ３６０及びミラー３７０‐１は、反射光４４１がミラー３７０‐１に当り、このミラーが光４４１を光入射面３５７‐１内に反射するように配置される。同様に、ビームスプリッタ３６０及びミラー３７０‐１はさらに、透過光４４２がミラー３７０‐２に当たり、このミラーが光４４２を光入射面３５７‐２内に反射するように配置される。それゆえに、光源３０１‐１からの光４４０は、光入射面３５７間にほぼ等しく分割される。
【００３７】
図６を参照すると、光源３０１‐２から放射される、光源３０１‐１からの光４４０と異なる色の、光５４０に対して類似の状況が生じる。例えば、光源３０１‐１は赤色光を放射するように構成することができ、他方光源３０１‐２は緑色光を放射するように構成することができる。
【００３８】
いずれにしても、光５４０は光源３０１‐２から放射され、ビームスプリッタ３６０に当たり、このビームスプリッタが光５４０のほぼ半分を反射し、光５４０のほぼ半分を透過させる。ビームスプリッタ３６０及びミラー３７０‐２は、反射光５４１がミラー３７０‐２に当たり、このミラーが光５４１を光入射面３５７‐２内に反射するように配置される。同様に、ビームスプリッタ３６０及びミラー３７０‐１はさらに、透過光５４２がミラー３７０‐１に当り、このミラーが光５４２を光入射面３５７‐１内に反射するように配置される。それゆえに、光源３０１‐２からの光５４０は、光入射面３５７間にほぼ等しく分割される。
【００３９】
光源３０１、ビームスプリッタ３６０、ミラー３７０及び光入射面３５７の各々の位置及び角度は、図５及び図６に示すように、光４４０、５４０がシステム３００を通して同時に進むように選択される。換言すれば、図５及び図６の各々に示すプロセスは、明瞭にするために別々に描かれているが、同時に起こることが分かる。
【００４０】
さらに、光源３０１及びビームスプリッタシステム（即ち、ビームスプリッタ３６０及びミラー３７０）はボディ３５１の長手軸に対して物理的に対称であり、第１光源３０１‐１及び第２光源３０１‐２の各々から、第１光入射面３５７‐１及び第２光入射面３５７‐２の各々までのそれぞれの光路の長さはほぼ等しい。それゆえに、光路長の分散による光源３０１の間の強度のばらつきは最小になる。他の実施において、第１光源３０１‐１及び第２光源３０１‐２の各々から、第１光入射面３５７‐１及び第２光入射面３５７‐２の各々までのそれぞれの光路の長さは、互いの約３０％以内にすることができる。しかし、光路長の差は、１つ又はそれ以上のそれぞれの光路に沿った１つ又はそれ以上の光中継システムの使用によって増すことができる。
【００４１】
さらに、各々の光源３０１のエタンデュを互いの約４０％以内にするように選択してそれらの間の差をさらに小さくすることができる。
【００４２】
いずれにしても、光源３０１が異なる色を放射し、各々からの光が各光入射面３５７間にほぼ等しく分割されるので、両方の光入射面３５７に入射する光は、少なくとも色及び強度に関してほぼ同じ特性を有することになる。それゆえに、光放出端部３５３を出る光に生じ得るいずれのホットスポットも、少なくとも色及び強度に関して類似のものとなる。さらに、光色分布におけるいずれのばらつきもシステム３００を用いて減らすことができ、例えば、図２を参照すると、プロファイル２０２、２０３を縮小することができ、及び／又はプロファイル２０２、２０３のピークを減らすことができ、及び／又はプロファイル２０２、２０３の形状をプロファイル２０１に似たものにすることができる。
【００４３】
当業者であれば、さらに多くの可能な代替的実施及び修正物が存在すること、及び上記の例は１つ又はそれ以上の実施の例証に過ぎないことを認識するであろう。
【００４４】
例えば、次に図７に注目すると、システム３００に概ね類似し、同じ要素が同様の番号、ただし「３００」番台ではなく「６００」番台の番号を有する、代替のシステム６００が示される。さらに、明瞭にするために、システム６００の全ての構造部が番号付けされているわけではなく、例えば、インテグレータ３５０に類似したインテグレータ６５０が示されているが、光入射機器、光入射面、ボディ及び光放出端部は、存在することは分かるが番号付けされていない。
【００４５】
いずれにしても、システム６００は、第１特定色の光を放射するように構成された第１光源６０１‐１と、第１特定色とは異なる第２特定色であって、第１特定色及び第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる第２特定色の光を放射するように構成された第２光源６０１‐２と、光を統合するように構成され長さ及び光放出端部を備えたボディ、第１光入射面を備え光放出端部の遠位に配置された第１光入射機器、及び第１光入射面に平行な第２光入射面を備えた第２光入射機器、を備えた光インテグレータ６５０であって、第１光入射機器及び第２光入射機器の各々が光を受け取り、その光をボディ内に光放出端部に向けて屈折するように構成された、光インテグレータ６５０と、図示したようにビームスプリッタ６６０、第１ミラー６７０‐１、及び第２ミラー６７０‐２を備えたビームスプリッタシステムであって、第１光源６０１‐１及び第２光源６０１‐２の各々からの光を、第１光入射面６５７‐１及び第２光入射面６５７‐２の各々にほぼ等しく分配し、その結果、第１光源６０１‐１及び第２光源６０１‐２の各々からの光が第１光入射面６５７‐１及び第２光入射面６５７‐２の各々においてほぼ等しく混合されるようにするように構成されたビームスプリッタシステムと、を備える。具体的には、ビームスプリッタシステムは、第１光源６０１‐１からの第１特定色の光のほぼ半分を第１光入射面に誘導し、第１光源６０１‐１からの第１特定色の光の残りの半分を第２光入射面に誘導し、第２光源６０１‐２からの第２特定色の光のほぼ半分を第２光入射面に誘導し、第２光源６０１‐２からの第２特定色の光の残りの半分を第１光入射面に誘導するように構成される。システム６００は、インテグレータ３９９に類似したオプションの第２インテグレータ６９９をさらに備える。
【００４６】
光源６０１‐１、６０１‐２は、以後、集合的に光源（複数）６０１及び一般的に光源（単数）６０１と交換可能に呼ばれ、並びに、ミラー６７０‐１、６７０‐２は、以後、集合的にミラー（複数）６７０及び一般的にミラー（単数）６７０と交換可能に呼ばれる。
【００４７】
システム６００は、第１光源６０１‐１及び第２光源６０１‐２の各々の光をコリメートするようにそれぞれ構成された光学部品６８０‐１、６８０‐２をさらに備える。それゆえに、システム３００とは異なり、光源６０１からの光は、図示したようにレンズのそれぞれの組を備えた光学部品６８０‐１、６８０‐２によってコリメートされる。光源６０１からの光がコリメートされる場合、ミラー６７０の各々が湾曲し、各々のミラー６７０の曲率は、ビームスプリッタ６６０から受け取られたコリメート光がインテグレータ６５０のそれぞれの光入射面に向けて反射されるように選択される。
【００４８】
また、光源６０１の各々からのコリメート光がビームスプリッタ６６０によって、ミラー６７０に向けて及びインテグレータ６５０に向けて反射及び／又は透過される、光路６４０‐１、６４０‐２が図７に示されている。具体的には、光路６４０‐１は実線及び／又は中実矢印で示され、光路６４０‐２は破線及び／又は白抜き矢印で示される。
【００４９】
幾つかの実施において、システム６００は、光源６０１を、コリメート光を生成する光源で置換えることによって光学部品６８０‐１及び６８０‐２を除去するように適合させることができる。換言すれば、そのような実施において、システム６００は、コリメート光を放射するように構成された第１光源及び第２光源を備える。
【００５０】
さらに別の代替の実施及び修正物が本実施の範囲に入る。例えば、本システムは対称的である必要はない。それゆえに、次に図８に注目すると、システム３００に概ね類似し、同じ要素が同様の番号、ただし「３００」番台ではなく「７００」番台の番号を有するシステム７００が示される。さらに、明瞭にするために、システム７００の全ての構造部が番号付けされているわけではない。例えば、インテグレータ３５０に類似したインテグレータ７５０が示されているが、光入射機器、光入射面、ボディ及び光放出端部は、存在することは分かるが、番号付けされていない。
【００５１】
いずれにしても、システム７００は、第１特定色の光を放射するように構成された第１光源７０１‐１と、第１特定色とは異なる第２特定色であって、第１特定色及び第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる、第２特定色の光を放射するように構成された第２光源７０１‐２と、光を統合するように構成され長さ及び光放出端部を備えたボディ、第１光入射面を備え光放出端部の遠位に配置された第１光入射機器、及び第１光入射面に平行な第２光入射面を備えた第２光入射機器を備えた光インテグレータ７５０であって、第１光入射機器及び第２光入射機器の各々が光を受け取り、その光をボディ内に光放出端部に向けて屈折するように構成された、光インテグレータ７５０と、図示したようにビームスプリッタ７６０、ミラー７７０、第１組のレンズ７９０‐１及び第２組のレンズ７９０‐２（図示したように、各々の組のレンズ７９０‐１、７９０‐２は各々１つのレンズを備える）備えたビームスプリッタシステムであって、第１光源７０１‐１及び第２光源７０１‐２の各々からの光を、第１光入射面７５７‐１及び第２光入射面７５７‐２の各々にほぼ等しく分配し、その結果、第１光源７０１‐１及び第２光源７０１‐２の各々からの光が第１光入射面７５７‐１及び第２光入射面７５７‐２の各々においてほぼ等しく混合されるようにするように構成されたビームスプリッタシステムと、を備える。具体的には、ビームスプリッタシステムは、第１光源７０１‐１からの第１特定色の光のほぼ半分を第１光入射面に誘導し、第１光源７０１‐１からの第１特定色の光の残りの半分を第２光入射面に誘導し、第２光源７０１‐２からの第２特定色の光のほぼ半分を第２光入射面に誘導し、第２光源７０１‐２からの第２特定色の光の残りの半分を第１光入射面に誘導するように構成される。システム７００は、インテグレータ３９９に類似したオプションの第２インテグレータ７９９をさらに備える。
【００５２】
光源７０１‐１、７０１‐２は、以後、集合的に光源（複数）７０１及び一般的に光源（単数）７０１と交換可能に呼ばれ、並びに、第１組のレンズ７９０‐１及び第２の組のレンズ７９０‐２は、以後、集合的にレンズ（複数）７９０及び一般的に一組のレンズ７９０と交換可能に呼ばれる。
【００５３】
システム３００、６００とは異なり、システム７００においては、インテグレータ７５０の第１光入射面と第２光入射面が、インテグレータ１５０におけるように、同じ方向を向き、さらに第１光入射面と第２光入射面は、インテグレータ７５０のボディの長手軸に沿って且つ第１光入射面に垂直な軸に直角に、互いから横方向にずらされる。代替的に第１光入射面と第２光入射面は、インテグレータ７５０のボディの長さ及び第１光入射面に垂直な軸の両方に概ね直角の方向に互いから横方向にずらされる。
【００５４】
さらに光源７０１は互いにほぼ９０°に配置され、その結果、各々からの、光学部品７８０‐１、７８０‐２によってそれぞれコリメートされたコリメート光７４０‐１、７４０‐２がビームスプリッタ７６０において交差し、ビームスプリッタ７６０はコリメート光７４０‐１、７４０‐２のビームの各々に対してほぼ４５°に、且つ光源７０１‐１とインテグレータ７５０の第１光入射面との間に配置される。具体的には、光路７４０‐１は実線及び／又は中実矢印で示され、光路７４０‐２は破線及び／又は白抜き矢印で示される。ビームスプリッタ７６０を透過する光７４０‐１及びビームスプリッタ７６０から９０°に反射される光７４０‐２が、コリメート光をインテグレータの第１入射面上に収束させるように構成されたレンズの組７９０‐１に当たる。ビームスプリッタ７６０から９０°に反射される光７４０‐１、及びビームスプリッタ７６０によって透過される光７４０‐２はミラー７７０に当たり、このミラーもまた透過光７４０‐２及び反射光７４０‐１に対して４５°に配置される。それゆえに、ミラー７７０で受け取られた光７４０‐１、７４０‐２は９０°に反射されて、コリメート光をインテグレータの第２光入射面上に収束させるように構成されたレンズの組７９０‐２に入る。
【００５５】
それゆえに、システム７００のビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ７６０（３６０）、第１組のレンズ７９０‐１及び第２組のレンズ７９０‐２を備え、第１組のレンズ７９０‐１及び第２組のレンズ７９０‐２の各々は、ビームスプリッタ７６０（３６０）からのそれぞれの光をそれぞれの光入射面に誘導するように構成される。
【００５６】
それゆえに、システム７００の構成要素、構成要素の位置及び／又は配置は、横方向にずれた光入射面を有するインテグレータ７５０の物理的構成に従って選択される。構成要素及びその位置は、光路長が互いの約３０％以内となるよう選択されるように、選択される。
【００５７】
これまでに説明したシステム３００、６００、７００の各々において、光源はランプ、楕円ランプなどのうち１つ又はそれ以上を備える。しかし、そのようなランプは、それらに限定されないが、蛍光体、量子ドットなどを含む他の型のランプで置き換えることができる。
【００５８】
例えば、次に図９に注目すると、この図は、システム７００に概ね類似し、同じ要素が同様の番号、ただし「７００」番台ではなく「８００」番台の番号を有する、システム８００を示す。さらに、明瞭にするために、システム８００の全ての構造部が番号付けされているわけではない。例えば、インテグレータ７５０に類似のインテグレータ８５０が図示されているが、光入射機器、光入射面、ボディ及び光放出端部は、存在することは分かるが番号付けされていない。
【００５９】
いずれにしても、システム８００は、第１特定色の光を放射するように構成された第１光源８０１‐１と、第１特定色とは異なる第２特定色であって、第１特定色及び第２特定色の各々のそれぞれのスペクトルが互いに重なる第２特定色の光を放射するように構成された第２光源８０１‐２と、光と統合するように構成され、長さ及び光放出端部を有するボディ、第１光入射面を備えて光放出端部の遠位に配置される第１光入射機器、並びに第１光入射面に平行な第２光入射面を備えた第２光入射機器を備え、第１光入射機器及び第２光入射機器の各々が光を受け取り、その光をボディ内に光放出端部に向けて屈折させるように構成された、光インテグレータ８５０と、図示したように、ビームスプリッタ８６０、ミラー８８０、第１組のレンズ８９０‐１及び第２の組のレンズ８９０‐２を備えたビームスプリッタシステムであって、第１光源８０１‐１及び第２光源８０１‐２の各々からの光を、第１光入射面８５７‐１及び第２光入射面８５７‐２の各々にほぼ等しく分配して、第１光源８０１‐１及び第２光源８０１‐２の各々からの光が、第１光入射面８５７‐１及び第２光入射面８５７‐２の各々においてほぼ等しく混合されるようにするように構成されたビームスプリッタシステムと、を備える。具体的には、このビームスプリッタシステムは、第１光源８０１‐１からの第１特定色の光のほぼ半分を第１光入射面に誘導し、第１光源８０１‐１からの第１特定色の光の残りの半分を第２光入射面に誘導し、第２光源８０１‐２からの第２特定色の光のほぼ半分を第２光入射面に誘導し、第２光源８０１‐２からの第２特定色の光の残りの半分を第１光入射面に誘導するように構成される。システム８００は、インテグレータ３９９に類似のオプションの第２インテグレータ８９９をさらに備える。
【００６０】
光源８０１‐１、８０１‐２は、以後、集合的に光源（複数）８０１及び一般的に光源（単数）８０１と交換可能に呼ばれ、並びに、第１組のレンズ８９０‐１及び第２組のレンズ８９０‐２は、以後、集合的にレンズの組（複数）８９０及び一般的に一組のレンズ８９０と交換可能に呼ばれる。
【００６１】
また、光路８４０‐１、８４０‐２が示されており、これらはそれぞれ光路７４０‐１、７４０‐２と概ね類似している。具体的には、光路８４０‐１は実線及び／又は中実矢印で示され、光路８４０‐２は破線及び／又は白抜き矢印で示される。
【００６２】
しかし、システム７００とは異なり、システム８００は、励起光８９５をミラー８７０に対して４５°で、ミラー８７０のビームスプリッタ８６０とは反対側の側面上に、放射するように構成された励起光源８９３をさらに備える。ミラー８７０は、励起光８９５を透過させ、光源８０１の各々からの光を反射するように構成され、例えば、ミラー８７０は、励起光８９５を透過させ、光源８０１の各々からの光を反射するように構成された２色性ミラーを含むことができる。励起光はミラー８７０を透過してビームスプリッタ８６０まで進み、このビームスプリッタが励起光８９５のほぼ半分を光源８０１‐１に向けて反射し、励起光８９５のほぼ半分を光源８０１‐２に向けて透過させる。光源８０１は、励起光８９５によって各々励起され、それに応じて光を放射し、この光が、システム７００に関して説明したのと同様に、光路８４０‐１、８４０‐２をたどる。一般に、励起光源８９３はレーザ光源及び／又は青色レーザ光源を備えることができ、光源８０１の各々はそれぞれの蛍光体、それぞれの量子ドットなどを備えることができ、光源８０１‐２は、光源８０１‐１とは異なる色の光を放射するように構成される。
【００６３】
システム３００、６００、７００及び８００はさらに、さまざまなビームスプリッタシステムが本実施の範囲に入ることを示す。請求項１に記載のシステムにおいて、ビームスプリッタシステムは、ビームスプリッタ及び１つ又はそれ以上の光学部品を備える。例えば、本明細書で説明するビームスプリッタシステムは、５０／５０ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタのうちの１つ又はそれ以上、並びに１つ又はそれ以上の光学部品を備えることができる。そのような光学部品としては、それらに限定されないが、少なくとも１つのミラー、少なくとも１つの平面ミラー、少なくとも１つの曲面ミラー、少なくとも１つのレンズ及び少なくとも１組のレンズ、のうちの１つ又はそれ以上を挙げることができる。
【００６４】
幾つかの実施において、本明細書で説明した構想は３つ又はそれ以上の光源を有するシステムに拡張することができる。例えば、本明細書で説明したビームスプリッタシステムは、少なくとも２つの光源のそれぞれのスペクトルが重なる３つ又はそれ以上の光源からの光を、インテグレータ１５０、６５０、７５０、８５０のいずれかに類似したインテグレータの３つ又はそれ以上の光入射面に分配するように適合させることができる。実際に、少なくとも２つの光源及び少なくとも２つの光入射面が存在する限り、光源の数を光入射面の数より多くすることも少なくすることもできる。しかし、幾つかの実施においては、光源の数を光入射面の数に等しくすることができる。２つより多くの光源及び／又は２つより多くの光入射面を使用する場合、関連するビームスプリッタシステムは、各々の透過及び反射特性が選択された１つより多くのビームスプリッタを含むことができ、各々のビームスプリッタの位置並びにあらゆるミラーの位置が、光源の各々からの光が光入射面の各々にほぼ等しく分配されて光源の各々からの光が光入射面の各々においてほぼ等しく混合されるように、選択される。
【００６５】
いずれにしても、本明細書で説明したのは、２つの光源からの異なる色の光が、ビームスプリッタを用いて、特定の構成を有するインテグレータのそれぞれの光入射面に当たる光がほぼ同じになるように混合されるシステムである。本明細書のインテグレータは、本出願人の共有特許である米国特許第８０１１８１０号に記載されている。
【００６６】
当業者であれば、さらに多くの可能な代替的実施及び改変が存在すること、並びに上記の例は１つ又はそれ以上の実施の例証にすぎないことを認識するであろう。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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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