提供偏振光的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有部分反射、部分透射的偏振器和布置成發(fā)射和反射光的發(fā)光模塊的光學(xué)系統(tǒng)。還公開(kāi)了用于提供這樣的光學(xué)系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光照設(shè)備是已知的，其中偏振器用于提供線偏振光。偏振器被適配成將入射光劃分成相反偏振特性的兩個(gè)線偏振分量。一個(gè)分量穿過(guò)偏振器，而另一個(gè)分量被偏振器吸收。然而，利用這樣的技術(shù)的一個(gè)缺陷是由于偏振器僅透射一個(gè)分量所致的相對(duì)欠佳的效率。
[0003]在例如US 3，566，099中，通過(guò)提供具有布置在拋物面反射器的口部之上的反射-透射偏振器的光投射組件來(lái)解決該問(wèn)題，其中一個(gè)分量穿過(guò)偏振器并且另一個(gè)分量反射回到反射器中。使關(guān)于所透射的分量相反偏振的經(jīng)反射的分量穿過(guò)直接定位在偏振器后面的四分之一波片。四分之一波片將經(jīng)反射的分量轉(zhuǎn)換成圓偏振光，其然后在反射器的表面上反射并且反向到相反偏振方向上。當(dāng)經(jīng)反向的分量回穿過(guò)四分之一波片時(shí)，其將顯現(xiàn)為與偏振器所透射的原始分量在相同方向上線偏振的光并且因此將穿過(guò)偏振器，從而加強(qiáng)透射分量。然而，仍舊存在對(duì)于用于生成偏振光的具有改進(jìn)的效率的光學(xué)系統(tǒng)的需要。
[0004]US 2006/0238716 Al公開(kāi)了一種光源模塊，其包括安裝在底座上以生成和發(fā)射光照光并且具有反射入射在發(fā)光芯片上的光的反射率的發(fā)光芯片，與底座耦合以朝向前向方向反射來(lái)自發(fā)光芯片的光的反射鏡，以及安裝在反射鏡的出射端上以通過(guò)反射將入射在偏振對(duì)準(zhǔn)單元上的光的一部分饋送回來(lái)并且在一個(gè)方向上偏振來(lái)自發(fā)光芯片的光并輸出偏振光的偏振對(duì)準(zhǔn)單元，其中入射在偏振對(duì)準(zhǔn)單元上的光中被饋送回來(lái)的光由反射鏡和底座中的至少一個(gè)反射回到偏振對(duì)準(zhǔn)單元。
[0005]US 2006/0196944 Al公開(kāi)了由LED和角度控制透鏡形成的LED光源。LED包括襯底上的LED芯片并且還提供有布置在LED芯片周?chē)姆瓷鋮^(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上文，本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的目的是提供一種輸出偏振光的光學(xué)系統(tǒng)，其具有改進(jìn)的效率。
[0007]因此，提供了具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的光學(xué)系統(tǒng)和方法。從屬權(quán)利要求限定有利實(shí)施例。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)或光學(xué)設(shè)備，其包括被適配成發(fā)射光的至少一個(gè)發(fā)光模塊。發(fā)光模塊包括至少一個(gè)發(fā)光表面部分和至少一個(gè)對(duì)應(yīng)反射表面部分。另外，光學(xué)系統(tǒng)包括相對(duì)于至少一個(gè)發(fā)光模塊中的對(duì)應(yīng)一個(gè)布置以便接收由至少一個(gè)發(fā)光模塊發(fā)射的至少一些光的至少一個(gè)反射器，以及相對(duì)于反射器布置以便接收由至少一個(gè)發(fā)光模塊發(fā)射的光中的至少一些的偏振器。偏振器被適配成透射具有至少第一偏振方向的光，并且反射具有至少第二偏振方向的光。經(jīng)反射的光中的至少一些例如經(jīng)由反射器處的反射而朝向至少一個(gè)發(fā)光模塊透射回來(lái)。至少一個(gè)發(fā)光表面部分和至少一個(gè)反射表面部分中的每一個(gè)關(guān)于至少一個(gè)反射器的光軸非對(duì)稱地布置，并且至少一個(gè)發(fā)光表面部分中的每一個(gè)和對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)反射表面部分關(guān)于與至少一個(gè)反射器的光軸重合的點(diǎn)彼此點(diǎn)對(duì)稱地布置。由此，由偏振器反射的光中的至少一些撞擊在至少一個(gè)反射表面部分上，撞擊光中的至少一些由此朝向偏振器反射，撞擊光中的至少一些通過(guò)偏振器透射。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于提供光學(xué)系統(tǒng)的方法。方法包括提供被適配成發(fā)射光的至少一個(gè)發(fā)光模塊，其中發(fā)光模塊包括至少一個(gè)發(fā)光表面部分和至少一個(gè)對(duì)應(yīng)反射表面部分。方法還包括相對(duì)于至少一個(gè)發(fā)光模塊中的對(duì)應(yīng)一個(gè)布置至少一個(gè)反射器以便接收由至少一個(gè)發(fā)光模塊發(fā)射的至少一些光，以及相對(duì)于反射器布置偏振器以便接收由至少一個(gè)發(fā)光模塊發(fā)射的光中的至少一些。偏振器被適配成透射具有至少第一偏振方向的光，并且反射具有至少第二偏振方向的光，其中經(jīng)反射的光中的至少一些例如經(jīng)由反射器處的反射而朝向至少一個(gè)發(fā)光模塊透射回來(lái)。提供至少一個(gè)發(fā)光模塊的步驟包括關(guān)于至少一個(gè)反射器的光軸非對(duì)稱地布置至少一個(gè)發(fā)光表面部分和至少一個(gè)反射表面部分中的每一個(gè)，以及關(guān)于與至少一個(gè)反射器的光軸重合的點(diǎn)彼此點(diǎn)對(duì)稱地布置至少一個(gè)發(fā)光表面部分中的每一個(gè)和對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)反射表面部分，使得由偏振器反射的光中的至少一些撞擊在所述至少一個(gè)反射表面部分上。由此，撞擊光中的至少一些朝向偏振器反射，撞擊光中的至少一些通過(guò)偏振器透射。
[0010]本方面是基于以下認(rèn)識(shí):從光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的偏振光的量或光學(xué)系統(tǒng)的效率例如取決于反射器內(nèi)的光反射程度或范圍。通過(guò)例如使用透射具有所期望或要求的第一偏振方向的光并且將未通過(guò)偏振器透射的光中的至少一些反射回到反射器中的透射-反射偏振器，可以使得能夠?qū)崿F(xiàn)由發(fā)光模塊生成的光的改進(jìn)的“回收利用”。另外，通過(guò)提供例如可以關(guān)于其光軸圓對(duì)稱的反射器內(nèi)的發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊具有關(guān)于與光軸重合的點(diǎn)彼此點(diǎn)對(duì)稱地布置的反射表面部分和發(fā)光表面部分并且其中至少一個(gè)發(fā)光表面部分和至少一個(gè)反射表面部分關(guān)于光軸非對(duì)稱地布置，相比于利用不具有任何反射表面部分或不展現(xiàn)反射表面部分相對(duì)于發(fā)光表面部分的這樣的點(diǎn)對(duì)稱布置的發(fā)光模塊而言，反射器內(nèi)的光反射程度可以增加。至少一個(gè)反射和發(fā)光表面部分的光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)稱性和至少一個(gè)反射和發(fā)光表面部分關(guān)于光軸的非對(duì)稱放置使得由偏振器朝向發(fā)光模塊反射回來(lái)的光中的至少一些能夠撞擊在與光從其發(fā)射的對(duì)應(yīng)發(fā)光表面部分點(diǎn)對(duì)稱地布置的反射表面部分上。由此，借助于發(fā)光模塊中相對(duì)于發(fā)光表面部分對(duì)稱地布置的反射表面部分可以“回收利用”具有非期望的第二偏振方向的光中的至少一些，所述發(fā)光表面部分關(guān)于光軸非對(duì)稱地布置，并且光學(xué)系統(tǒng)的效率因而可以改進(jìn)。通過(guò)布置反射表面部分使得具有第二偏振方向的經(jīng)反射的光中的至少一些撞擊在反射表面部分上而不是發(fā)光模塊的發(fā)光表面部分上，撞擊在發(fā)光模塊的非反射表面部分上或被其吸收的光的量可以有利地降低。由于由偏振器反射的光的偏振(例如光的偏振方向)在一個(gè)或多個(gè)反射表面上(例如在發(fā)光模塊的反射表面部分上和/或在反射器上)反射時(shí)可以發(fā)生改變，所以經(jīng)回收利用的光中的至少一些最終可以作為具有期望的偏振方向的光而通過(guò)偏振器透射。
[0011]一般已知的是，點(diǎn)對(duì)稱性還可以描述為在平面中繞軸線的180度旋轉(zhuǎn)。在該情況中，至少一個(gè)反射表面部分和至少一個(gè)發(fā)光表面部分關(guān)于與光軸重合的點(diǎn)彼此點(diǎn)對(duì)稱地布置還可以描述為至少一個(gè)反射表面部分和至少一個(gè)發(fā)光表面部分布置成在發(fā)光模塊的平面中關(guān)于與光軸重合的點(diǎn)或者關(guān)于光軸旋轉(zhuǎn)180度。
[0012]至少一個(gè)發(fā)光表面部分關(guān)于光軸非對(duì)稱地布置，這還可以描述為至少一個(gè)發(fā)光表面部分未關(guān)于光軸定心或未在光軸上定心。當(dāng)發(fā)光表面部分關(guān)于光軸非對(duì)稱地布置時(shí)，由于關(guān)于光軸的相互點(diǎn)對(duì)稱性，所以反射表面部分也關(guān)于光軸非對(duì)稱地布置，或者換言之，也未關(guān)于光軸定心或未在光軸上定心。
[0013]當(dāng)比較反射表面部分的面積與發(fā)光表面部分的面積之間的關(guān)系或比例時(shí)，可以指出的是，光回收利用的效率可以隨反射表面部分的面積的增加而增加。與發(fā)光表面部分的面積相比較，光反射表面部分的面積越大，經(jīng)反射的光撞擊在反射表面部分上的概率就越大。然而，本方面的有利之處在于，還可以針對(duì)由發(fā)光表面部分和反射表面部分覆蓋的相對(duì)小的總面積而獲得相對(duì)高的回收利用效率。這可以通過(guò)反射表面部分和發(fā)光表面部分的對(duì)稱構(gòu)成而實(shí)現(xiàn)，其中反射表面部分與對(duì)應(yīng)的發(fā)光表面部分關(guān)于光軸點(diǎn)對(duì)稱地布置。由此可以利用例如可覆蓋與發(fā)光表面部分的面積相等的面積的反射表面部分的相對(duì)小的總面積而獲得發(fā)光模塊處的相對(duì)高量的光反射。
[0014]根據(jù)實(shí)施例，偏振器被適配成以便分別透射和反射具有第一偏振狀態(tài)的光，諸如例如線偏振光。光學(xué)系統(tǒng)還可以包括偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換器，其相對(duì)于偏振器布置以便接收由偏振器反射的光中的至少一些并且將具有第一偏振狀態(tài)的光(例如為線偏振光)轉(zhuǎn)換成具有第二偏振狀態(tài)的光，諸如圓或橢圓偏振光。偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換器還相對(duì)于反射器布置以便接收由發(fā)光模塊的至少一個(gè)反射表面部分反射的光中的至少一些并且將具有第二偏振狀態(tài)的光轉(zhuǎn)換成具有第一偏振狀態(tài)的光。允許由偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換器將偏振器所反射的光中的至少一些轉(zhuǎn)換成圓偏振光有利地使得當(dāng)圓偏振光在反射器內(nèi)每一次例如由發(fā)光模塊的反射表面部分反射時(shí)，偏振方向能夠從例如左手偏振改變成右手偏振，并且反之亦然。在返回到偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換器之前已經(jīng)在一個(gè)或多個(gè)反射表面上(例如在發(fā)光模塊的反射表面部分上和/或在反射器上)反射奇數(shù)次的圓偏振光可以具有相反的偏振方向，而