JP2014530385A - 偏光格子を有する偏光変換システムおよび関連する製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2011年10月7日に出願された「Polarization Conversion Systems With Polarization Gratings And Related Fabrication Methods」という表題の米国仮特許出願第61/544,888号の優先権を米国特許法第119条に基づいて主張しており、この米国仮特許出願の開示内容の全体は、引用によって、本明細書の一部をなすものとする。
Claims (26)
- レンズ要素と、
空間的に変動する局所的光軸を有し前記レンズ要素から出力される光を受け取るように配列された回折要素を備えた偏光格子と、
前記偏光格子から出力される異なる偏光状態の偏光を受け取り、前記異なる偏光状態を同一の偏光状態に変更するように配列されたリターダ要素と
を備えている偏光変換システム。 - 前記レンズ要素は、同一平面配列において並んで配置された少なくとも2つのレンズレット要素を有するレンズアレイを備えており、前記偏光格子は、前記レンズアレイとその焦点面との間に配置されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記リターダ要素は、同一平面配列において並んで配置され前記レンズアレイのレンズレット要素のそれぞれと整列された、2組以上の互い違いになっている遅延領域を含んでいる、請求項2に記載のシステム。
- 前記リターダ要素は、前記互い違いになっている遅延領域の光軸が約90度分離している1/4波長板を備えている、請求項3に記載のシステム。
- 前記偏光格子は、前記レンズレット要素から出力されたビームのそれぞれを直交する偏光状態の第1および第2のビームに回折し、前記レンズアレイの前記焦点面において焦点の第1および第2の空間的にオフセットされたアレイを画定するように構成され、
前記リターダ要素は、前記レンズアレイの前記焦点面に配置されており、前記第1および第2のビームの前記直交する偏光状態を前記第1および第2のビームが伝播するそれぞれの方向を実質的に変更することなく直線偏光に変換するように構成されている、請求項2に記載のシステム。 - 前記偏光格子は、反対の掌性の直交する円偏光状態を有する発散ビームを含む偏光を出力するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記発散ビームは、前記レンズアレイ上に入射する光の強度の約90%よりも高い強度を含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記レンズアレイ上に入射する前記光は約±5度以上の発散角度を有する、請求項7に記載のシステム。
- 前記レンズアレイ上に入射する前記光は約±10度以上の発散角度を有する、請求項7に記載のシステム。
- 前記レンズアレイは第1のレンズアレイを備え、
同一平面配列において並んで配置された少なくとも2つのレンズレット要素を有する第2のレンズアレイを更に備えており、
前記第2のレンズアレイは前記リターダ要素に隣接して配置され、前記互い違いになっているドメインのそれぞれの組から出力された光を、前記第2のレンズアレイのそれぞれのレンズレット要素を通して集中させる、請求項3に記載のシステム。 - 前記第2のレンズアレイは、前記リターダ要素から出力された前記光をコリメートして、約80%以上の直線偏光を含むこの偏光変換システムからの光出力を提供する、請求項10に記載のシステム。
- 前記偏光格子と前記リターダ要素との間、前記第1のレンズアレイと前記偏光格子との間、および/または前記リターダ要素と前記第2のレンズアレイとの間に配置された透明なスペーサ要素を更に備えている、請求項10に記載のシステム。
- 前記第1のレンズアレイと、前記偏光格子と、前記スペーサ要素と、前記リターダ要素と、前記第2のレンズアレイとは、モノリシックな光学要素を提供するように積層されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記リターダ要素は少なくとも1つのキラル液晶層を含んでいる、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのキラル液晶層は、そのそれぞれの厚さにわたり異なるねじれ角度だけ回転されたそれぞれの分子配向を有する第1および第2のキラル液晶層を含み、前記ねじれ角度の少なくとも1つは非ゼロである、請求項14に記載のシステム。
- 前記第1のレンズアレイに入射する少なくとも部分的にコリメートされた光を提供するように構成された光源と、
前記第2のレンズアレイから出力された光を受け取るように配列されたマイクロディスプレイと、
前記マイクロディスプレイから出力された光を入射/入力光として受け取るように配列された映写レンズと
を備えた映写機に含まれている、請求項10に記載のシステム。 - 前記第1のレンズアレイ上に入射する偏光されていない光を提供するように構成された発光要素と、
前記第2のレンズアレイから出力された光を受け取るように配置された導波管と
を備えた直視ディスプレイのバックライトユニットに含まれている、請求項10に記載のシステム。 - 前記レンズ要素上に入射する赤外光を提供するように構成された赤外光源と、
前記リターダ要素から出力された光を受け取るように構成された光学要素と
を備えた通信システムに含まれている、請求項1に記載のシステム。 - 偏光変換システムを製造する方法であって、
レンズ要素と、空間的に変動する局所的光軸を有する回折要素を備えた偏光格子と、リターダ要素とを提供するステップと、
前記偏光格子が前記レンズ要素から出力される光を受け取り、前記リターダ要素が前記偏光格子から出力される異なる偏光状態の偏光を受け取り、前記異なる偏光状態を同一の偏光状態に変更するように、前記レンズ要素と、前記偏光格子と、前記リターダ要素とを配列するステップと
を含む方法。 - 前記レンズ要素は、同一平面配列において並んで配置された少なくとも2つのレンズレット要素を有するレンズアレイを備えており、
前記偏光格子を配列するステップは、前記偏光格子を前記レンズアレイとその焦点面との間に配置するステップを含む、請求項19に記載の方法。 - 前記リターダ要素は、同一平面配列において並んで配置された2組以上の互い違いになっている遅延領域を含み、
前記リターダ要素を配列するステップは、
前記リターダ要素を前記レンズアレイの前記焦点面に配置するステップと、
前記互い違いになっている遅延領域の組のそれぞれを前記レンズアレイの前記レンズレット要素のそれぞれと整列させるステップとを含む、請求項20に記載の方法。 - 前記リターダ要素は、前記互い違いになっている遅延領域の光軸が約90度分離している1/4波長板を備えている、請求項22に記載の方法。
- 前記レンズアレイは第1のレンズアレイを備えており、
同一平面配列において並んで配置された少なくとも2つのレンズレット要素を有する第2のレンズアレイを前記リターダ要素に隣接して配置することにより、前記互い違いになっているドメインのそれぞれの組から出力された光を、前記第2のレンズアレイのレンズレット要素のそれぞれを通して集中させるステップを更に含む、請求項20に記載の方法。 - 前記偏光格子と前記リターダ要素との間、前記第1のレンズアレイと前記偏光格子との間、および/または前記リターダ要素と前記第2のレンズアレイとの間に透明なスペーサ要素を提供するステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記第1のレンズアレイと、前記偏光格子と、前記スペーサ要素と、前記リターダ要素と、前記第2のレンズアレイとを積層してモノリシックな光学要素を提供するステップを更に含む、請求項24に記載の方法。
- 前記リターダ要素は少なくとも1つのキラル液晶層を含む、請求項19記載の方法。
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