JP5497430B2 - 偏光ビームを生成する照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光ビームを生成する偏光リフレクタを有する照明装置に関する。

様々な異なる発光アプリケーションにおいて、偏光に対する必要性又は変更を使用する利益が存在する。例えば、ぎらつき（glaring）効果を低減するために偏光を生成する車のヘッドライトを有するのが望ましく、液晶表示器（ＬＣＤ）においても、表示器のバックライトとして偏光に対する必要性が存在する。

しばしば、偏光に対する要望又は要求は、高い効率（偏光が生成される際の低いエネルギ損失）、或る光ビームの形状及び／又は価格に対する要件を伴っている。これらの要件の全て又は一部を満たすことは、しばしば、偏光を含む多くのアイディアの実施化及び／又は商業化において、問題となる又は障害とさえなり得る。

偏光を生成するための１つの既知の仕方は、ミラーのような、反射性リフレクタと一緒に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を使用することを含む。米国特許第5,042,925号は、複屈折配向ポリマ粘着層を持つＰＢＳを開示している。これは、高い効率を可能にするが、得られる光ビームは、広がっており、前記ビームの形状は、維持されていない。

本発明の目的は、従来技術における問題を克服することにある。詳細な目的は、所定の及び良好に規定されたビーム形状を有する高い効率の偏光ビームの生成を可能にすることにある。

以下の記載から明らかになるこの及び他の見地は、偏光ビームを供給する照明装置であって、
− 平面内に光を発する発光表面を持っている光源と、
− この平面内で前記光源を囲んでいる第１のリフレクタであって、発せられた前記光を受け取り、目的の方向に第１の楕円偏光の光を反射し、対向する第２の楕円偏光の光を透過する第１の偏光リフレクタと、
− 前記平面内で第１の楕円偏光リフレクタを囲んでいる第２のリフレクタであって、前記第１の楕円偏光リフレクタから透過された光を受けとり、前記目的の方向に楕円偏光を反射する第２のリフレクタと、
を有する照明装置によって達成される。

サイド発光光源を囲んでいる２つのリフレクタを配することにより、高い効率が、維持されたビーム形状と共に得られることができる。

前記光源は、典型的には、例えば、１つの平面内への光の放出を容易にするビーム成形光学部品と組み合わされた発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。このようなＬＥＤは、サイド発光ＬＥＤと称されている。前記発光表面は、前記ビーム成形光学部品の表面である。前記光源は、好ましくは前記平面内で第１のリフレクタに対して対称に配される。

「平面内で囲んでいる」という表現は、ここでは、囲んでいる部分が、当該平面内において囲まれている部分から事実上全ての方向に存在することを意味するものである。しかしながら、前記囲んでいる部分、即ち或る方向において、１つの又は複数の小さな、連続的な区間があっても良く、又は前記囲んでいる部分が存在しない角度の区分があっても良い。これを、物体を囲んでいる網を有する状況と比較されたい。前記網は、複数の孔を有しているが、この物体は、前記網によって囲まれているとみなされる。

「楕円偏光」という表現は、位相シフトされた場の成分を有する偏光を含んでいる。従って、楕円偏光は、楕円偏光の特別な場合、即ち場の成分が９０°（四分の一波長）だけ位相シフトされた場合の円偏光を含んでいる。しかしながら、この定義は、直線偏光における場の成分が同相であるので、直線偏光を除外している。

円偏光は、より均一な偏光されたビームを可能にし、従って、直線偏光へのより便利で効率的な変換を可能にする。このことに対する１つの理由は、円の「無限の」対称性によるものであり、この結果、円のみが一つの仕方において配向されることができ、従って、円偏光は、他の円偏光に便利に加えられることができる。このことを、楕円偏光の場合と比較されたい。楕円は、等しい大きさ及び形状のものであっても良いが、互いに対して異なって配向されていても良い。しかしながら、完全な円偏光は、実際には達成され難いものであり、典型的には、可能な限り円偏光に近い楕円偏光を有することが望まれるが、ある程度までの楕円偏光は、典型的には受け入れられる必要があることに留意されたい。

前記第２のリフレクタは、金属リフレクタのような、非偏光リフレクタであっても良い。金属リフレクタは、入射光の場の成分の１つを１８０°（１半波長）だけ位相シフトさせるので、得られるものは、前記第１のリフレクタと同じ方向の楕円偏光であり、従って、前記２つのリフレクタからの光が、目的の方向に、均一に偏光ビームを形成するために付加されることができる。しかしながら、実際には、典型的には偏差があり、前記第１のリフレクタから反射された光と、前記第２のリフレクタから反射された光との間にも、幾らかの位相差が存在し得ることに留意されたい。

前記第２のリフレクタは、代替的には偏光リフレクタであっても良く、この場合、前記第１のリフレクタによって透過された光は、再び、偏光される。

前記第１の及び第２のリフレクタは、前記光源から発せられた事実上全ての光が前記リフレクタによって受け取られるように、前記目的の方向に十分に延在しているのが好ましい。

当該装置は、反射された偏光を１つの所定の方向の偏光に変換する位相シフトプレートを更に有していても良い。前記位相シフトプレートは、四分の一波長プレートであっても良く、及び／又は前記位相シフトプレートは、異なる位相シフト特性を呈する２つの領域を有していても良い。

所望の位相シフトを得る１つの仕方は、前記位相シフトの大きさを適応化させることによるものであり、例えば、一方の領域が、四分の一波長プレートに対応しており、他方の領域が、半波長プレートに対応していても良い。前記第１の仕方と組み合わされても良い、所望の位相シフトを得る他の仕方は、前記２つの領域の光軸を適応化する又は配向することによるものである。

前記２つの領域は、最終的な光が直線偏光されているように、互いに対する位相シフトを提供しても良く、第１の領域は、前記第１のリフレクタから反射された楕円偏光を受け取り、前記第２の領域は、前記第２のリフレクタから反射された楕円偏光を受け取る。

本発明のこれら及び他の見地は、今、本発明の目下好適な実施例を示している添付図面を参照して、より詳細に記載される。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１の実施例による照明装置１００の断面側面図（cross-sectional side view）及び上面図をそれぞれ模式的に示している。「側」及び「上」なる語が使用されているが、装置１００は、所望の方向における光ビームを生成するために、様々な仕方で、反転される、回転される及び位置決めされることができることに留意されたい。光ビームは、本出願においては、少なくとも１つの共通の方向の成分を有している光線の１つの束として見られても良く、即ち、ビームとは、前記光線のマクロレベルを表している。例えば、コリメートされた光ビームにおいて、前記光線は、平行であり、前記光ビーム及び前記光線は、同じ方向を有している。対照的に、拡散ビームにおいては、このビームと同じ方向を主に有する光線は、存在しない又は僅かしか存在しないかもしれない。

光源１０１は、偏光されていない光を発する。前記光源は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような、光生成素子と、例えば、前記光源に所望の仕方で光を発するようにさせるための透明ポリマ材料のような、ビーム成形光学部品とを有している。この図において、前記ビーム成形光学部品は、光源１０１を表している砂時計形状として見ることができるのに対し、前記光生成素子は、典型的には、比較的小さく、前記ビーム成形光学部品の支持表面１０２内に又は支持表面１０２よりも下方に位置されているが、明示的には示されていない。ここで前記ビーム成形光学部品は、光が、Ｘ−Ｙ平面内に（又はＸ−Ｙ平面に平行に）、前記ビーム成形光学部品の表面から実質的に発せられるように、配されている。簡便な表現の理由のため、この発せられた光は、光線１０７によって表されている。ここで、光源１０１は、Ｘ−Ｙ平面内の全方向に光を発するように配されているが、実際には、経済的な及び／又は実施化の理由のため、幾らかの発散があっても良く、従って、他の方向への放出があっても良い。

Ｚ方向への光の放出を防止するために、前記ビーム成形光学部品は、前記Ｚ方向におけるリフレクタ（好ましくは、偏光リフレクタ）と組み合わされることができる。この場合、このような偏光子は、所望の偏光の光を供給するために、目的の方向における適切な光学素子と組み合わされることができる。

Ｘ、Ｙ及びＺの符号は、表現上の理由のために使用されているものであり、本発明は、何らかの特定の座標系に限定される又は縛られるものではないことに留意されたい。

光源１０１は、第１のリフレクタ１０３によってＸ−Ｙ平面内で囲まれており、第１のリフレクタ１０３は、光源１０１から発せられた光を受け取るように配されている。光源１０１は、囲んでいる前記第１のリフレクタに対してＸ−Ｙ平面内において、対称に（ここでは円対称に）配されている。

前記第１のリフレクタのエンベロープ表面のＺ方向における延在部は、典型的には、同じ方向における光源１０１の延在部（又は少なくとも光源１０１の発光部の延在部）に依存している。図１Ａの例において、第１のリフレクタ１０３のエンベロープ表面は、Ｚ方向において前記光源よりも大きい延在部を有しており、前記延在部は、例えば、前記光源がＸ−Ｙ平面内のみに光を発しているのではない場合に、前記第１のリフレクタに更なる光を受け取らせる仕方のものであっても良い。高い効率に到達するために、前記第１のリフレクタのエンベロープ表面は、典型的には、光源１０１から発せられた光１０７のほぼ全て又はほとんどを受けることが可能になるように、Ｚ方向における延在部を有するべきである。

第１のリフレクタ１０３は、第２のリフレクタ１０５によってＸ−Ｙ面内で囲まれており、第２のリフレクタ１０５は、第１のリフレクタ１０３から透過された光１１１を受け取るように配されている。示されている例において、Ｚ方向における前記第２のリフレクタのエンベロープ表面の延在部は、前記第１のリフレクタとほぼ同じである。図１Ａに示されている空間は、第１のリフレクタ１０３と前記第２のリフレクタ１０５との間にあるように見ることができ、空気で充填されたキャビティであっても良く、又は例えば、ポリマのような、透明の非複屈折固体を有していても良い。前記第１の及び第２のリフレクタは、類似の形状を有していても良い。ここで、形状とは、得られる光ビームに対して垂直な平面内の形状を称していても良いが、必ずではないが、前記光ビームの方向に沿って見た場合の形状を称していても良い。後者の場合において、同じ形状が、例えば、ほぼ等しい傾斜角を有する直線傾斜を有する、類似のエンベロープ表面を含んでいても良い。

他の実施例において、２つのリフレクタ１０３、１０５の前記エンベロープ表面のＺ方向における延在部は、互いに異なるものであっても良いが、いかなる場合においても、第２のリフレクタ１０５は、典型的には、第１のリフレクタ１０３から透過された光のほぼ全て又はほとんどを受け取ることを可能にする延在部を有しているべきである。発せられた光１０７が、幾らかの発散を呈している場合、即ち光がＸ−Ｙ平面内のみに発せられているのではない場合、前記発散は、光源１０１から更に離れるほど著しいものになる。従って、このような発散の光を受け取るために、第２のリフレクタ１０５のエンベロープ表面が、第１のリフレクタ１０３のエンベロープ表面よりもＺ方向に更に延在するように配されることもできる。

Ｘ−Ｙ平面内に発せられた光を反射し、垂直なＺ方向における光ビームを生成するために、第１の及び第２のリフレクタ１０３、１０５は、好ましくは、じょうご形であり、即ちＺ方向において大きな周囲を有する断面を有していることを理解されたい。図１Ａ及び図１Ｂにおける装置１００の円錐台形状は、直線の傾斜を有するエンベロープ表面を持っているじょうごによって構成されているじょうご形状の副次群に属しているものとして認識されることもできる。直線の傾斜は、典型的には、必須ではないが、光源が、主に平面内（ここでは、Ｘ−Ｙ平面）に光を発する場合に使用される。

再び図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、第１のリフレクタ１０３及び第２のリフレクタ１０５のエンベロープ面の傾斜角１０８、１１０は、Ｘ−Ｙ平面に対して４５°である。Ｘ−Ｙ平面内に主に光を発する光源１０１は、４５°の傾斜角と組み合わされて、コリメートされた光ビームを可能にし、前記コリメートされた光ビームは、良好に規定されており、前記光ビームの投射の形状は、一般に、前記Ｘ−Ｙ平面内における前記リフレクタの形状（例えば、図１Ｂ内に表現されている形状）に似ていることに留意されたい。しかしながら、実際の状況において、非理想的で、不完全な材料及び誤差（もしかすると、商業的な理由のために容認される必要があることに属すること）により、ある程度、光線の幾らかの発散及び拡張が未だ存在することに留意されたい。

第１のリフレクタ１０３は、光源１０１から受け取られた光、即ち入射光１０７を、ここではＺ方向に対応している目的の方向における第１の方向における円偏光（左又は右円形）として反射する偏光リフレクタである。前記第１のリフレクタから反射された光は、光線１０９によって表されている。

ここで、実際には、完全な円偏光を達成するのがしばしば難しいことにも留意されたい。円偏光が望まれていても、かつ、前記リフレクタが円偏光を供給するように配されていても、前記偏光は、しばしば、やはり、ある程度まで楕円状である。円偏光は、楕円偏光の特別な場合として見られることができ、即ち、場の成分の大きさが同じであり、厳密に９０°（四分の一波長）だけ互いに対して位相シフトされている場合である。しかしながら、ここでは、前記光を、非常に広い定義を有する「楕円偏光されたもの」と称するのではなく、「円偏光」は、以下の記載においても使用される。一つの理由は、「円偏光されている」とは、所望の好適な特性を記載しており、前記偏光が、或る程度、楕円である場合でさえも、できる限り円偏光されているものに近い楕円の光を有することが望まれるからである。

今、ここで、実際の状況において、「円偏光」と称されるものは、或る程度の楕円偏光を含み得るものであり、従って、以下の記載における「円偏光されている」という意味は、厳密に解釈されるべきではないことは、容易に理解されるであろう。

更に、第１のリフレクタ１０３は、ここでは前記第１の方向に対向する第２の方向の円偏光に対して透過性のものであり、前記第２の方向の円偏光を透過させる。第１のリフレクタ１０３は、例えば、コレステリック液晶リフレクタであっても良く、又は四分の一波長プレートと組み合わされた反射性の直線偏光子であっても良い。後者の例において、前記四分の一波長プレートは、前記反射性直線偏光子上に積層されて（laminate）いても良い。

一方の方向の円偏光を反射すると共に、他方の方向の円偏光を透過させる、如何なる種類のリフレクタ又はリフレクタ装置も、代替的なものとして使用されることができることは容易に理解されるであろう。第１のリフレクタ１０３によって透過された光は、光線１１１によって表されている。

ここで、第２のリフレクタ１０５は、金属リフレクタ又はミラーのような、通常のリフレクタであり、円偏光の場の成分の一方を１８０°（二分の一波長）だけ位相シフトさせる。このことは、（第２の方向における）円偏光１１１を、対向する方向（第１の方向）に変化させる。従って、第２のリフレクタ１０５は、第１のリフレクタ１０３から受け取られた光１１１を、前記第１の方向の円偏光として反射する。更に、前記光は、第１のリフレクタ１０３から反射された光と同じ方向（即ち図１ＡにおけるＺ方向に対応している）反射される。

円の「無限の」対称性により、反射された円偏光は、Ｘ−Ｙ平面の反射が起きている場所とは独立に、目標の方向、即ちここではＺ方向に、均一な偏光ビームを加える及び形成することが分かるであろう。

所定の、単一の方向の直線偏光ビームを生成するために、四分の一波長プレート１１５が、円偏光の光ビームの経路内に配されることもできる。実際の状況において、上述で述べられたように、前記光ビームは、ある程度まで楕円状に偏光されても良く、従って、この場合において、前記四分の一波長プレートの前記位相シフト特性、又は遅延は、典型的には、直線偏光を生成するために相応に調整されるべきであることに留意されたい。

従来のダイクロック偏光子が、偏光されていない光から直線偏光を生成するために使用される場合、約５０％の光が吸収されることにも留意されたい。図１Ａ及び図１Ｂの例において、偏光は、２倍「抽出」されており、事実上全ての発生された光が、均一な偏光ビームを形成するのに使用されており、高い効率を可能にしている。

他の実施例において、第１のリフレクタ１０３は、反射された直線偏光の経路内に配されている四分の一波長プレートを有する反射性偏光子からできている円形偏光子である。前記四分の一波長プレートは、前記反射性偏光子の上部に積層されることができる。

図１Ａにおいて、光源１０１及びリフレクタ１０３、１０５は、ベース平面、又は支持表面１０２から延在していることにも留意されたい。しかしながら、これは、自然で率直な設計であるが、代替的な実施例において、光源１０１及びリフレクタ１０３、１０５は、異なる平面又はレベルから延在している、又は異なる平面又はレベルにおいて支持されていても良い。

多くの場合において問題とはなっていないが、装置１００は、高度にコリメートされている光ビームを生成する場合、前記光ビームの投射において、照明されていない又はあまり照明されていない領域が存在し得ることにも留意されたい。これらの領域は、ここからの光がＺ方向に反射されていないＸ−Ｙ平面内の領域に対応する。図１Ｂにおいて、このような領域は、光源１０１、並びに支持表面１０２の、光源１０１と第１のリフレクタ１０３との間、及び第１のリフレクタ１０３と第２のリフレクタ１０５との間に見える部分に対応し得る。コリメートの度合いが減少する場合、典型的には、前記領域の照明の増加が後続する。

照明されていない領域は、典型的には望まれないが、これらの存在が、無視できる、許容できる又は所望さえされる状況も存在し得る。例えば、ＬＥＤバックライトの場合にしばしばあるように、例えば、得られる光ビームが、故意に散乱されるべきである又は拡散されるべきである状況においては、散乱される又は拡散される前の前記ビームの投射における照明されていない領域は、あまり重要でないこともある。

ほとんどの状況において、発せられた光のコリメートの度合いは、適度である。従って、光源１０１及び前記リフレクタ１０３、１０５が図１Ａ及び１Ｂにあるように位置決めされている場合も、典型的には、長距離場における比較的均一な照明が、存在する。

例えば、照明されていない領域を減少させるための、光源１０１に近い第１のリフレクタ１０３及び／又は前記Ｘ−Ｙ平面内の第１のリフレクタ１０３の外縁に近い第２のリフレクタ１０５の配置は、干渉される及び散乱される又は遮られる光のリスクを課すことがあることに留意されたい。例えば、第１のリフレクタ１０３によって反射された光線は、光源１０１の縁又は表面と干渉し得て、第２のリフレクタ１０５によって反射された光線は、第１のリフレクタ１０３のエンベロープ表面又は前記エンベロープ表面の縁と干渉し得る。

リフレクタ１０３、１０５のエンベロープ表面の傾斜角１０８、１１０が４５°から逸脱している状況において、得られるものは、あまりコリメートされていないものであり得て、少なくとも前記光源からの光１０７が、主に前記Ｘ−Ｙ平面内に発せられている場合、従って、集束している光ビームか又は広がっている光ビームかの何れかが存在することに留意されたい。

４５°と９０°との間の第１及び第２のリフレクタ１０３、１０５の傾斜角１０８、１１０は、反射された光線が、Ｚ方向にのみにではなく、リフレクタ１０３、１０５の中央にも向けられる集束している光ビームを生じる。

０°と４５°との間の傾斜角１０８、１１０は、照明されていない中央領域を有する、集束していない、広がっている光ビームを生じる。

４５°よりも低い、内側の第１のリフレクタ１０３の傾斜１０８と、外側の、４５°よりも高い第２のリフレクタ１０５の傾斜１１０とを選択することにより、外側の、リフレクタ１０３、１０５の中央に向けられている集束されている光ビーム部分と、内側の、リフレクタ１０３、１０５の周囲に向けられている集束されていない光ビーム部分とを有する光ビームを生じる。ここから得られるものは、幅の広い、広がっている光ビームの偏光である。このような状況において、典型的には、前記光ビームの投射における照明されていない領域が存在することが理解される。

再び、図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、前記第１の実施例において２つのリフレクタ１０３、１０５から得られる光ビームは、１つの方向に円形偏光されている。均一な直線偏光を生成するために、四分の一波長プレート１１５が、リフレクタ１０３、１０５の上部に、即ち反射された光１０９、１１３の経路内に配されることができる。前記四分の一波長プレートは、所望の、所定の方向の直線偏光を生じるように前記四分の一波長プレートの光軸が入射光の方向に対して所定の方向を有するように、既知の方法によって配される。前記光ビームの円偏光から直線偏光への変換を容易にするために、典型的には、コリメートされた光ビームが望まれる。しかしながら、完全に又は高度にコリメートされたビームが必要なのではなく、高い程度のコリメーションは、しばしば、実際には、少なくとも費用を低く保持すべき場合において、達成するのが難しいことに留意されたい。ビーム成形光学部品と組み合わされた商業的に利用可能なＬＥＤが、光源１０１として使用されることもでき、今日、典型的には、半値全幅（ＦＷＨＭ）強度において全幅において測定された約２０°のコリメーションを有する光を供給する。

代替的な実施例において、第１のリフレクタ１０３及び第２のリフレクタ１０５から反射された光１０９、１１３は、対向する方向に円偏光される。この代替的な実施例において、第２のリフレクタ１０５は、コレステリック液晶リフレクタのような、偏光リフレクタであっても良く、第２の方向の円偏光を反射する。このような第２のリフレクタの例は、コレステリック液晶リフレクタ、即ちこの代替的な実施例において、これらの特性は異なっても良いが、第１の及び第２のリフレクタ１０３、１０５の材料は、同じであっても良い。この場合、半波長プレートが、前記リフレクタから反射された光の偏光の方向を変えるように、リフレクタ１０３、１０５の一方のみから反射された光の経路内に配されても良い。四分の一波長プレート１１５は、この場合、直線偏光を生成するために、前記第１の実施例と共に、上述と類似の態様において使用されても良い。半波長プレート及び前記四分の一波長プレートの位相シフト特性は、１つの位相シフトプレートに組み合わされることもできる。

図２は、第２の実施例による照明装置２００の断面側面図を模式的に示しており、当該照明装置は、直線偏光が望まれる場合、及び第１のリフレクタ２０３及び第２のリフレクタ２０５から反射される光が、対向する方向に円偏光される場合、使用されることができる。図２において、２つの四分の一波長プレートに対応している２つの領域、２１７、２１９を持つ位相シフトプレートが設けられている。リフレクタ２０３、２０５が、Ｘ−Ｙ平面において円形である場合、２つの領域２１７、２１９は、前記平面内の異なる向きの光軸及び／又は異なる特性の環状領域に見えることを理解されたい。例えば、領域２１７、２１９の一方の機能が、四分の一波長-プレートと組み合わされた半波長プレートの機能に対応していても良く、他方の領域２１７、２１９が、ちょうど四分の一波長プレートとして機能しても良い。

代替的な実施例において、領域２１７、２１９は、２つの四分の一波長プレートに対応しており、各プレートの速光軸は、他方のプレートの速光軸に対して９０°において配されている。

上述したように、光が、円形偏光されていないが、その代わりに、或る程度まで楕円偏光されている場合、前記四分の一波長プレートの前記位相シフト特性、又は遅延は、典型的には、直線偏光を生成するように、相応に調整されなければならない。

図３は、第３の実施例による照明装置３００の断面側面図を示しており、第１及び第２のリフレクタ３０３、３０５のエンベロープ表面は、非直線の、放物線状の傾斜を有している。湾曲を有する傾斜は、典型的には、光源３０１が、Ｘ−Ｙ平面のような一平面のみに又は主に一平面にではなく、様々な方向に、又は平面内に光を発する場合に使用される場合、即ち、光源３０１が、例えば、全方向性光源である場合に、使用される。非直線の傾斜は、典型的には、目的の方向Ｚに、光源３０１からの入射光を反射するように適応化される。

他の実施例において、１つのリフレクタのみが、湾曲を有するエンベロープ表面を持っている。

得られる光ビームの形状は、前記リフレクタの設計及び形状によって影響を受けることが、上述から理解されるであろう。典型的には、前記Ｘ−Ｙ平面内の光ビームの投射は、同一平面内のリフレクタの形状（例えば、円形）に似る。典型的には、一方のリフレクタは、例えば、このような投射の、周囲部に責任を負っており、従って、当該リフレクタは、前記投射の形状に対して大きな影響を有する。典型的には、前記リフレクタは、前記第２のリフレクタである。

Ｘ−Ｙ平面内のリフレクタの形状及び大きさと、同一平面内の光ビームの投射の形状及び大きさとの間の相関性は、光ビームのコリメーションの度合いと共に高くなる。しかしながら、前記リフレクタの配置により、コリメーションの度合いが低い場合でさえも、典型的には、形状間に相関性が存在することに留意されたい。

これまでのところ、紹介されたのは、円形リフレクタのみであるが、他の形状の光ビームの投射が望まれる場合、前記リフレクタは、これに応じて適応化されることができる。

図４は、長方形のリフレクタ４０３、４０５を有する実施例による照明装置４００の上面図を模式的に示している。

図５は、楕円リフレクタ５０３、５０５を有する実施例による照明装置５００の上面図を模式的に示している。

これまでに紹介された第１及び第２のリフレクタは類似の形状を有していたことに留意されたい。しかしながら、代替的な実施例においては、このような２つのリフレクタは、異なる形状を有していても良く、例えば、円形の、内側の、第１のリフレクタが、外側の、第２の長方形又は楕円リフレクタと組み合わされても良い。

上述の記載から、前記リフレクタの形状、大きさ及び傾斜を適応化することによって、所望の大きさ及び形状の、良好に規定された、均一な偏光ビームが、生成されることができることは明らかであろう。

当業者であれば、本発明が、上述の好適な実施例に限定されるものではないことを理解するであろう。対照的に、多くの変形及び変更が、添付請求項の範囲において可能である。例えば、上述の光源及びリフレクタは、同心状である。しかしながら、このことは、典型的には好ましいものであるが、如何なる前記リフレクタ及び／又は前記光源も、同心状でない配置が設けられるように、又は前記光源が、リフレクタ内に対称に配されるのではないように、置換されても良い。

第１の実施例による照明装置の断面側面図を模式的に示している。 図１Ａにおける照明装置の上面図を模式的に示している。 第２の実施例による照明装置の断面側面図を模式的に示している。 第３の実施例による照明装置の断面側面図を模式的に示している。 第４の実施例による照明装置の上面図を模式的に示している。 第５の実施例による照明装置の上面図を模式的に示している。

Claims (14)

1. 平面内の複数の方向に光を発する発光表面を持つ光源と、
   前記光源の発光表面を前記平面内で囲んでいる第１の偏光リフレクタであって、前記光を受け取り、目的の方向に第１の楕円偏光の光を反射し、前記第１の楕円偏光に対向する、第２の楕円偏光の光を透過させる第１の偏光リフレクタと、
   前記第１の偏光リフレクタを前記平面内で囲んでいる第２のリフレクタであって、前記第１の偏光リフレクタから透過された光を受け取り、前記目的の方向に楕円偏光を反射する第２のリフレクタと、
   を有する偏光ビームを供給する照明装置。
2. 前記第２のリフレクタが、偏光リフレクタである、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の偏光リフレクタ及び前記第２の偏光リフレクタの少なくとも一方が円偏光リフレクタであり、前記楕円偏光が、ほぼ円形偏光される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記第２のリフレクタが、金属リフレクタのような、非偏光リフレクタである、請求項１に記載の装置。
5. 前記リフレクタの少なくとも一方が、前記目的の方向に面している大きい開口を有するじょうご形である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の装置。
6. 前記リフレクタの少なくとも一方が、前記平面内で円形である、請求項５に記載の装置。
7. 前記リフレクタの少なくとも一方が、直線の傾斜を有するエンベロープ表面を有している、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記傾斜角が、２０°乃至７０°の範囲にあり、好ましくは、約４５°である、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１の偏光リフレクタは、前記光源によって発せられたほぼ全ての光が前記第１の偏光リフレクタによって受け取られるように、前記目的の方向における延在部を有する、請求項１乃至８の何れか一項に記載の装置。
10. 前記第２のリフレクタは、前記第１の偏光リフレクタによって透過されたほぼ全ての光が前記第２のリフレクタによって受け取られるように前記目的の方向における延在部を有している、請求項１乃至９の何れか一項に記載の装置。
11. 前記第１の偏光リフレクタ及び前記第２のリフレクタが、ほぼ同心状である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の装置。
12. 反射された偏光を１つの所定の方向の偏光に変換する位相シフトプレートを更に有している、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の装置。
13. 前記位相シフトプレートが、四分の一波長プレートである、請求項１２に記載の装置。
14. 前記位相シフトプレートが、異なる位相シフト特性を呈する２つの領域を有しており、第１の領域は、前記第１の偏光リフレクタによって反射された光を受け取り、第２の領域は、前記第２のリフレクタによって反射された光を受け取る、請求項１２又は１３に記載の装置。

Images