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JP2006518486A - Polarization recovery system using redirection - Google Patents

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JP2006518486A
JP2006518486A JP2006503699A JP2006503699A JP2006518486A JP 2006518486 A JP2006518486 A JP 2006518486A JP 2006503699 A JP2006503699 A JP 2006503699A JP 2006503699 A JP2006503699 A JP 2006503699A JP 2006518486 A JP2006518486 A JP 2006518486A
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reflector
output
recovery device
polarization recovery
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JP2006503699A
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リー,ケネス,ケイ
イナツグ,セイジ
Original Assignee
ウェイヴィーン・インコーポレイテッド
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Publication date
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Abstract

偏光リカバリシステムは、有用な偏光光を出力方向に伝達するとともに、非有用偏光光を前記出力方向に対して実質的に直交する第1直交方向に反射する偏光ビームスプリッタを備える。初期リフレクタによって、前記非有用偏光光を前記出力方向と前記第1直交方向とに対して実質的に直交する第2直交方向に反射することができ、最終リフレクタによって、前記非有用偏光光を前記出力方向に反射することができる。前記非有用偏光光は、前記初期リフレクタと前記最終リフレクタとによって、有用な偏光光に実質的に回転させることができる。The polarization recovery system includes a polarization beam splitter that transmits useful polarized light in an output direction and reflects non-useful polarized light in a first orthogonal direction substantially orthogonal to the output direction. An initial reflector can reflect the non-useful polarized light in a second orthogonal direction that is substantially orthogonal to the output direction and the first orthogonal direction, and the final reflector causes the non-use polarization light to be reflected in the second orthogonal direction. It can be reflected in the output direction. The non-useful polarized light can be substantially rotated to useful polarization light by the initial reflector and the final reflector.

Description

本出願は、ここにそれらの開示を参考文献として併合する仮出願、2003年2月21日出願の第60/448,471号と、2003年5月12日出願の第60/469,393号との優先権を主張するものである。本出願は、現在、米国特許第6,587,269号となっている、2001年3月23日出願の出願第09/814,970号の継続であるところの2003年1月21日出願の同時係属出願第10/347,522号の一部継続出願である。   This application is a provisional application, the disclosure of which is incorporated herein by reference, 60 / 448,471 filed on February 21, 2003, and 60 / 469,393 filed on May 12, 2003. And claim priority. This application is currently US Pat. No. 6,587,269, filed on Jan. 21, 2003, which is a continuation of application No. 09 / 814,970 filed Mar. 23, 2001. This is a continuation-in-part of copending application No. 10 / 347,522.

本発明は、投影システムにおいて、別の状況では利用されない光のリカバリに関する。   The present invention relates to light recovery not used in other situations in a projection system.

投光ディスプレイは、光をスクリーンに投影することによって作品を表示する。光は、色若しくは明るさと暗さ、又はこれらの両方のパターンで整えられる。これらのパターンは、自分が既によく知っている文字や顔などの画像と関連付けることによって、これらのパターンを自分のものにする視聴者によって見られる。前記パターンは、様々な方法で形成することができる。パターンを形成する1つの方法は、光ビームを情報のストリームによって変調することによる方法である。   The floodlight display displays a work by projecting light onto a screen. The light is arranged in a pattern of color or brightness and darkness, or both. These patterns are seen by viewers who make these patterns their own by associating them with images such as characters and faces that they are already familiar with. The pattern can be formed by various methods. One way to form the pattern is by modulating the light beam with a stream of information.

偏光した光は、偏光フィルタによってそれをフィルタリングすることによって変調することができる。偏光フィルタは、一般に、それらの偏光が入射光の偏光に一致する場合に、その光を通す。液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:LCD) イメージャ(imager)を利用することにより、LCD式投影ディスプレイで変調を行うことができる。このLCDイメージャは、入射光の偏光に一致するか又は相違する偏光に変えることにより変調される画素を有する。このLCDイメージャへの光入力は、LCD画素が変調される時、選択された画素の偏光を変化させ、イメージャからの光出力が別の偏光素子によって検光される時に、選択された画素が暗くなるように偏光を行う。前記パターンは光の存在又は不在としてスクリーン上に投影することができる。もしも画素の偏光が、情報によって、視聴者にとって周知であるパターンで変調されれば、視聴者はスクリーン上に投影されたパターンを認識することができる。   Polarized light can be modulated by filtering it with a polarizing filter. Polarizing filters generally pass light when their polarization matches the polarization of the incident light. Liquid Crystal Display (LCD) By using an imager, modulation can be performed on an LCD projection display. The LCD imager has pixels that are modulated by changing to a polarization that matches or differs from the polarization of the incident light. This light input to the LCD imager changes the polarization of the selected pixel when the LCD pixel is modulated, and the selected pixel becomes dark when the light output from the imager is analyzed by another polarizing element. Polarization is performed so that The pattern can be projected on the screen as the presence or absence of light. If the pixel polarization is modulated by the information in a pattern that is well known to the viewer, the viewer can recognize the pattern projected on the screen.

LCDイメージャに対して光を偏光する1つの方法は、偏光ビームスプリッタ(Polarizing Beam Splitter:PBS)による方法である。偏光した光は、複眼レンズ等のレンズのアレイと、偏光ビームスプリッタのアレイとによって結像システムに提供することができる。放射線状リフレクタを複眼レンズと使用して、光がほぼ平行になるように光をフォーカスすることができる。ビームは、レンズアレイによって多くの部分に分割され、各部分は、別のレンズアレイによって前記偏光ビームスプリッタアレイへと再フォーカスされる。しかしながら、放物線状のリフレクタによって、アーク等の光源の明るさが減少する可能性がある。更に、複眼レンズリカバリシステムの効率は、二つのレンズアレイと偏光ビームスプリッタアレイとのアラインメントに大きく依存する。最後に、放物線状のリフレクタと複眼レンズとから成る偏光リカバリシステムは、連続カラー単一結像システムには向いていないかもしれない。   One method of polarizing light for an LCD imager is by a polarizing beam splitter (PBS). Polarized light can be provided to the imaging system by an array of lenses, such as compound eye lenses, and an array of polarizing beam splitters. A radial reflector can be used with a compound eye lens to focus the light so that it is approximately parallel. The beam is split into many parts by a lens array, and each part is refocused to the polarizing beam splitter array by a separate lens array. However, the brightness of a light source such as an arc may be reduced by a parabolic reflector. Furthermore, the efficiency of the compound eye lens recovery system is highly dependent on the alignment of the two lens arrays and the polarizing beam splitter array. Finally, a polarization recovery system consisting of a parabolic reflector and a compound eye lens may not be suitable for a continuous color single imaging system.

楕円形状リフレクタをライトパイプ(light pipe)及びカラーホイール(color wheel)と使用することによっても連続的なカラーを作り出すことができる。しかし、そのようなシステムでは、なお偏光リカバリシステムが必要であり、また、楕円形状リフレクタに関連する固有の明るさの損失を解決するものではない。次に、前記偏光ビームスプリッタアレイからの光出力は、リニアに偏光され、標的にフォーカスされる。各偏光ビームスプリッタは、未偏光の光を異なる偏光を有する複数のビームに分割する。光が偏光された後において、これらのビームの1つだけがLCDイメージャへの入力に対する正しい偏光のビームとなる。他のビームは、正しくない偏光であり、従って、そのままでは利用することができないものである。   A continuous color can also be created by using an elliptical reflector with a light pipe and a color wheel. However, such systems still require a polarization recovery system and do not solve the inherent brightness loss associated with elliptical reflectors. The light output from the polarizing beam splitter array is then linearly polarized and focused on the target. Each polarization beam splitter splits unpolarized light into a plurality of beams having different polarizations. After the light is polarized, only one of these beams will be the correct polarized beam for input to the LCD imager. The other beams are of incorrect polarization and therefore cannot be used as they are.

偏光リカバリシステムを使用して、それを正しい偏光の有用な光に変換することによって、未使用の偏光の光をリカバリすることができる。正しいものではなく偏光した光を、それも利用可能とするべく正しく偏光した光に変換するための様々な方法が開発されている。1つの方法は、図1に図示されているように、偏光ビームスプリッタ104からの第1偏光光102を直接出力106に伝達し、一方で、第2偏光光108を、ある角度、例えば90度などの角度で出力106に反射させる方法である。このとき、前記第2偏光光108は、前記第1偏光光102に対して平行に出力106へと向かうように反射される。前記第2偏光光108の光路には、出力が第1偏光光102のみから構成されるように、第1偏光光102へと第2偏光光108を回転させるべく1/4波又は半波プレートなどの遅延プレート110が配設される。   Unpolarized light can be recovered by converting it into useful light of the correct polarization using a polarization recovery system. Various methods have been developed to convert non-right polarized light into correctly polarized light so that it can also be used. One method transmits the first polarized light 102 from the polarizing beam splitter 104 directly to the output 106, as shown in FIG. 1, while the second polarized light 108 is transmitted at an angle, for example 90 degrees. This is a method of reflecting the output 106 at an angle such as. At this time, the second polarized light 108 is reflected so as to be directed to the output 106 in parallel with the first polarized light 102. In the optical path of the second polarized light 108, a quarter wave or half wave plate is used to rotate the second polarized light 108 to the first polarized light 102 so that the output is composed only of the first polarized light 102. A delay plate 110 such as is disposed.

遅延プレートは、光をその反対の平面において相対的に邪魔されずに通過することを許容しながら、光を1つの平面において減速させることによって光をある偏光から別の偏光へと回転させる。光が媒体を通って伝播する速度は、一般にその波長に関係している。従って、光が減速される度合いも、その波長に関係する。広帯域の光に適用される遅延プレートは、様々な波長の光を通過させなければならないので、光の一部は他の部分よりもより遅延されることになる。遅延プレートは、一般に、特定の波長に対してチューニングされている。特に、そのチューニングされている波長よりも長い又は短い波長は、利用できない偏光から正しい偏光へと完全には回転されない。したがって、そのチューニングされている波長よりも長い又は短い波長の光の一部は、失われるか、若しくは少なくともリカバリされない。更に、遅延プレートは比較的高価であり、信頼性が低いことが多い。遅延プレートは、偏光リカバリシステム自身を高価で信頼性が低いものとしてしまう。   The retarder plate rotates light from one polarization to another by slowing the light in one plane while allowing the light to pass relatively unimpeded in the opposite plane. The speed at which light propagates through the medium is generally related to its wavelength. Therefore, the degree to which light is decelerated is also related to its wavelength. A delay plate applied to broadband light must pass light of various wavelengths, so some of the light will be more delayed than the other parts. The delay plate is typically tuned for a specific wavelength. In particular, wavelengths longer or shorter than the tuned wavelength are not completely rotated from unavailable polarization to the correct polarization. Thus, some of the light with wavelengths longer or shorter than the tuned wavelength is lost or at least not recovered. In addition, the delay plate is relatively expensive and often unreliable. The delay plate makes the polarization recovery system itself expensive and unreliable.

これらのシステムは商業的に使用されてはいるが、その構成要素のコストは高く、しかも、それらは、精密なアラインメントと光学設計とを必要とする。従って、高効率で偏光変換を行い、単純な構造で、しかも低コストなシステムが求められている。   Although these systems are used commercially, the cost of their components is high, and they require precise alignment and optical design. Accordingly, there is a need for a system that performs polarization conversion with high efficiency, has a simple structure, and is low in cost.

本発明の第1態様に拠れば、偏光リカバリシステムは、有用偏光光を出力方向に伝達するとともに、非有用偏光光を前記出力方向に対して実質的に直交する第1直交方向に反射する偏光ビームスプリッタと、前記第1直交方向に対して反射可能に配設されるとともに、前記非有用偏光光を前記出力方向と前記第1直交方向とに対して実質的に直交する第2直交方向に反射する初期リフレクタと、前記第2直交方向に対して反射可能に配設されるとともに、前記非有用偏光光を前記出力方向に反射する最終リフレクタとを有するとともに、前記非有用偏光光が前記初期リフレクタ及び前記最終リフレクタによって前記有用偏光光へと実質的に回転されるように構成されている。   According to the first aspect of the present invention, the polarization recovery system transmits polarized light that is useful in the output direction and reflects non-useful polarized light in a first orthogonal direction that is substantially orthogonal to the output direction. A beam splitter is disposed so as to be capable of reflecting with respect to the first orthogonal direction, and the non-useful polarized light is substantially orthogonal to the output direction and the first orthogonal direction. An initial reflector that reflects and a final reflector that is disposed so as to be able to reflect in the second orthogonal direction and reflects the non-useful polarized light in the output direction; The reflector and the final reflector are configured to be substantially rotated to the useful polarized light.

本発明の第2態様において、偏光リカバリ方法は、光を実質的に有用偏光光と非有用偏光光とに偏光する工程と、前記有用偏光光を出力方向に伝達する工程と、前記非有用偏光光を前記出力方向に対して実質的に直交する第1直交方向に反射する工程と、前記非有用偏光光を前記出力方向と前記第1直交方向とに対して実質的に直交する第2直交方向に反射する工程と、前記非有用偏光光を前記出力方向に反射する工程とを含むことができる。   In the second aspect of the present invention, the polarization recovery method includes a step of polarizing light into substantially useful polarized light and non-useful polarized light, a step of transmitting the useful polarization light in an output direction, and the non-useful polarization. Reflecting light in a first orthogonal direction substantially orthogonal to the output direction; and second orthogonally orthogonally intersecting the non-useful polarized light with respect to the output direction and the first orthogonal direction. Reflecting in the direction and reflecting the non-useful polarized light in the output direction.

本発明の第3態様において、偏光リカバリシステムは、光を実質的に有用偏光光と非有用偏光光とに偏光するための手段と、前記有用偏光光を出力方向に伝達するための手段と、前記非有用偏光光を前記出力方向に対して実質的に直交する第1直交方向に反射するための手段と、前記非有用偏光光を前記出力方向と前記第1直交方向とに対して実質的に直交する第2直交方向に反射するための手段と、前記非有用偏光光を前記出力方向に反射するための手段とを含むことができる。   In a third aspect of the invention, the polarization recovery system comprises means for polarizing light into substantially useful and non-useful polarized light, means for transmitting the useful polarization light in the output direction, Means for reflecting the non-useful polarized light in a first orthogonal direction substantially orthogonal to the output direction; and the non-useful polarized light substantially in the output direction and the first orthogonal direction. Means for reflecting in a second orthogonal direction orthogonal to and means for reflecting the non-useful polarized light in the output direction.

図1は偏光リカバリシステムを図示し、図2は本発明の実施例による偏光リカバリシステムの略図を示し、図3は本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置を図示し、図4は本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置を図示し、図5は本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置を図示し、図6は本発明の実施例に使用される直線状及びテーパ状ライトパイプを図示し、図7は本発明の実施例に使用されるライトパイプの様々な断面を図示し、図8は本発明の実施例に使用されるライトパイプの様々な構造を図示し、そして、図9は本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置を図示している。   FIG. 1 illustrates a polarization recovery system, FIG. 2 illustrates a schematic diagram of a polarization recovery system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 illustrates a polarization recovery device used in an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 illustrates a polarization recovery device used in an embodiment of the invention, FIG. 5 illustrates a polarization recovery device used in an embodiment of the present invention, and FIG. 6 illustrates linear and taper used in the embodiment of the present invention. FIG. 7 illustrates various cross sections of the light pipe used in the embodiment of the present invention, and FIG. 8 illustrates various structures of the light pipe used in the embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a polarization recovery device used in the embodiment of the present invention.

利用できない偏光光を、その偏光を正しい又は有用な偏光に変換することによってリカバリし利用可能にすることが望まれる。遅延プレートは偏光リカバリシステムをより高価で信頼性の低いものとするので、遅延プレートを使用せずに偏光リカバリが行われることが望ましい。また、偏光リカバリが広帯域の放射に対して行われることが望ましい。偏光リカバリシステムは、製造と組み付けが比較的単純なものであることが望ましい。更に、偏光リカバリシステムは、単一イメージャシステムでカラーホイールの使用を許容することが望ましい。   It is desirable to recover and make available polarized light available by converting it to the correct or useful polarization. Since the retardation plate makes the polarization recovery system more expensive and less reliable, it is desirable that the polarization recovery be performed without the use of a retardation plate. It is also desirable that polarization recovery be performed on broadband radiation. It is desirable that the polarization recovery system be relatively simple to manufacture and assemble. Furthermore, it is desirable that the polarization recovery system allows the use of a color wheel in a single imager system.

図2には、本発明の第1実施例による偏光リカバリシステム200が図示されている。この偏光リカバリシステム200は、多層コーティング又はワイヤ格子偏光ビームスプリッタなどの偏光ビームスプリッタ202を備えることが出来る。一実施例において、偏光ビームスプリッタ202への光入力は、電磁放射、即ち、光のソース212から直接的又は間接的に来ることができる。一実施例において、電磁放射のソース212は、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高強度放出(HID)ランプ、又は水銀ランプ等のアークランプとすることができる。別実施例において、ソース212は、ハロゲンランプ又はフィラメントランプとすることができる。   FIG. 2 illustrates a polarization recovery system 200 according to a first embodiment of the present invention. The polarization recovery system 200 can include a polarizing beam splitter 202, such as a multilayer coating or a wire grating polarizing beam splitter. In one embodiment, the light input to the polarizing beam splitter 202 can come directly or indirectly from electromagnetic radiation, ie a light source 212. In one embodiment, the source 212 of electromagnetic radiation can be an arc lamp such as a xenon lamp, a metal halide lamp, a high intensity emission (HID) lamp, or a mercury lamp. In alternative embodiments, the source 212 can be a halogen lamp or a filament lamp.

一実施例において、偏光リカバリシステム200は、図2及び図5に図示されているように、入力ライトパイプ224、スーパーキューブ(supercube)268、及び出力ライトパイプ232を備えることができる。いくつかの実施例において、出力ライトパイプ232は、ホモジナイザ(homogenizer)又はインテグレータ(integrator)とすることができる。前記入力ライトパイプ224の出力は、前記プリズム構成、即ち、スーパーキューブ268に接続することができる。入力ライトパイプ224は、光をスーパーキューブ268に伝播させるために全内反射(Total Internal Reflection:TIR)を使用することができる。   In one embodiment, the polarization recovery system 200 can include an input light pipe 224, a supercube 268, and an output light pipe 232, as illustrated in FIGS. In some embodiments, the output light pipe 232 can be a homogenizer or an integrator. The output of the input light pipe 224 can be connected to the prism configuration, ie, the supercube 268. The input light pipe 224 can use Total Internal Reflection (TIR) to propagate light to the supercube 268.

いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224、出力ライトパイプ232、又は、これら入力ライトパイプと出力ライトパイプ224、232の両方は、図6Aに図示されているような次第に増大するテーパ状ライトパイプ、又は図6Bに図示されているような次第に減少するテーパ状ライトパイプ、又は図6Cに図示されているような直線状ライトパイプとすることができる。いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224、出力ライトパイプ232、又は、これら入力ライトパイプと出力ライトパイプ224、232の両方は、図7A−7Hに図示されているように、矩形、円形、三角形、菱形、台形、五角形、六角形、又は八角形にすることができる。いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224、出力ライトパイプ232、又は、これら入力ライトパイプと出力ライトパイプ224、232の両方は、図8A−8Eに図示されているように、光ファイバ、光ファイバ束、融合ファイバ束、多角形導波管、又は中空ライトパイプとすることができる。   In some embodiments, the input light pipe 224, the output light pipe 232, or both of these input and output light pipes 224, 232 are progressively tapered light pipes as illustrated in FIG. 6A. Or a progressively decreasing tapered light pipe as illustrated in FIG. 6B, or a linear light pipe as illustrated in FIG. 6C. In some embodiments, the input light pipe 224, the output light pipe 232, or both of these input and output light pipes 224, 232 are rectangular, circular, as illustrated in FIGS. 7A-7H. It can be triangular, rhombus, trapezoid, pentagon, hexagon, or octagon. In some embodiments, the input light pipe 224, the output light pipe 232, or both of these input and output light pipes 224, 232 may be fiber optic, optical, as illustrated in FIGS. 8A-8E. It can be a fiber bundle, a fused fiber bundle, a polygonal waveguide, or a hollow light pipe.

前記偏光リカバリシステム200のいくつかの実施例が図3及び4に図示されている。偏光ビームスプリッタ202は、入力ライトパイプ224からの未偏光光を、図3A及び4Aに図示されているような、偏光270を有する有用な偏光の光204と、図3B及び4Bに図示されているような、偏光272を有する非有用な偏光の光208とに分離することができる。偏光ビームスプリッタ202は、有用な偏光光204を出力方向206に伝達し、非有用な光208を前記出力方向206に対して実質的に直交する第1直交方向210に反射することができる。一実施例において、偏光270は、実質的にp−偏光又は水平偏光光とすることができ、他方、偏光272は、実質的にs−偏光又は垂直偏光光とすることができる。別実施例において、偏光の平面は逆にすることができる。   Several embodiments of the polarization recovery system 200 are illustrated in FIGS. Polarizing beam splitter 202 is illustrated in FIGS. 3B and 4B with unpolarized light from input light pipe 224 and usefully polarized light 204 with polarization 270, as illustrated in FIGS. 3A and 4A. Thus, the light 208 can be separated into the non-useful polarized light 208 having the polarization 272. The polarizing beam splitter 202 can transmit useful polarized light 204 in the output direction 206 and reflect non-useful light 208 in a first orthogonal direction 210 that is substantially orthogonal to the output direction 206. In one example, polarization 270 can be substantially p-polarized or horizontally polarized light, while polarization 272 can be substantially s-polarized or vertically polarized light. In another embodiment, the plane of polarization can be reversed.

有用偏光光204は、図3A及び4Aに図示されているように、偏光ビームスプリッタ202を通って伝播して第1出力リフレクタ220と第2出力リフレクタ222とによって方向変換され、偏光270が変化されないままで、第2出力リフレクタ222から出ることができる。他方、非有用偏光光208は、図3B及び4Bに図示されているように、偏光ビームスプリッタ202から出た後、初期リフレクタ214によって反射することができる。初期リフレクタ214は、非有用偏光光208を、この場合s又は垂直平面である非有用偏光光208の偏光272の平面に対して実質的に直交する軸心周りで反射することができる。次に、最終リフレクタ218は、前記非有用偏光光208を、出力方向206に対して平行な方向に反射することができる。従って、初期リフレクタ214の傾斜面は、最終リフレクタ218に対して90度回転することができる。非有用偏光光208は、まだ、追跡の目的のために、非有用偏光光208と称されるが、この非有用偏光光208の平面はいまや有用偏光光204のそれに実質的に一致する水平又はp−偏光状態となっているため、それは既に有用な偏光の光となっている。一実施例において、有用偏光光204と非有用偏光光208は、ともに、出力ライトパイプ232に接続され均質にされる。   The useful polarized light 204 propagates through the polarizing beam splitter 202 and is redirected by the first output reflector 220 and the second output reflector 222 as shown in FIGS. 3A and 4A, and the polarization 270 is not changed. The second output reflector 222 can be left as is. On the other hand, the non-useful polarized light 208 can be reflected by the initial reflector 214 after exiting the polarizing beam splitter 202, as illustrated in FIGS. 3B and 4B. The initial reflector 214 can reflect the non-useful polarized light 208 around an axis substantially perpendicular to the plane of polarization 272 of the non-use polarization light 208, which in this case is the s or vertical plane. The final reflector 218 can then reflect the non-useful polarized light 208 in a direction parallel to the output direction 206. Accordingly, the inclined surface of the initial reflector 214 can be rotated 90 degrees with respect to the final reflector 218. Non-useful polarized light 208 is still referred to as non-useful polarized light 208 for tracking purposes, but the plane of this non-useful polarized light 208 is now horizontal or substantially coincident with that of useful polarization light 204. Since it is in the p-polarized state, it is already useful polarized light. In one embodiment, both useful polarized light 204 and non-useful polarized light 208 are connected to output light pipe 232 and are homogenized.

一実施例において、第1出力リフレクタ220を出力方向206に対して反射可能に配設することができる。この第1出力リフレクタ220は、有用な偏光光204を第2直交方向216に反射することができる。いくつかの実施例において、第1出力リフレクタ220は、プリズム、直角プリズム又はミラー等のミスマッチインピーダンス(mismatched impedance)とすることができる。一実施例において、第1出力リフレクタ220は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one embodiment, the first output reflector 220 can be arranged to be reflective with respect to the output direction 206. This first output reflector 220 can reflect useful polarized light 204 in the second orthogonal direction 216. In some embodiments, the first output reflector 220 can be a mismatched impedance such as a prism, a right angle prism, or a mirror. In one example, the first output reflector 220 can include a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

図3Aに図示されている一実施例において、第2出力リフレクタ222を、第2直交方向216に対して反射可能に配設することができる。この第2出力リフレクタ222は、有用偏光光204を出力方向206に反射することができる。図4Bに図示されている別実施例において、この第2出力リフレクタ222は、出力方向206に対して反射可能に配設することができる。第2出力リフレクタ222は、非有用偏光光208を第2直交方向216に反射することができる。いくつかの実施例において、第2出力リフレクタ222は、プリズム、直角プリズム又はミラー等のミスマッチインピーダンスとすることができる。一実施例において、第2出力リフレクタ222は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one embodiment illustrated in FIG. 3A, the second output reflector 222 can be arranged to be reflective with respect to the second orthogonal direction 216. The second output reflector 222 can reflect the useful polarized light 204 in the output direction 206. In another embodiment illustrated in FIG. 4B, this second output reflector 222 can be arranged to be reflective with respect to the output direction 206. The second output reflector 222 can reflect the non-useful polarized light 208 in the second orthogonal direction 216. In some embodiments, the second output reflector 222 can be a mismatch impedance such as a prism, a right angle prism, or a mirror. In one example, the second output reflector 222 can include a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

一実施例において、初期リフレクタ214を第1直交方向210に対して反射可能に配設することができる。初期リフレクタ214は、非有用偏光光208を出力方向206と第1直交方向210とに対して実質的に直交する第2直交方向216に反射することができる。いくつかの実施例において、初期リフレクタ214は、プリズム、直角プリズム又はミラー等のミスマッチインピーダンスとすることができる。ミスマッチインピーダンスは、電磁波等の波を、エコーのように反射することができる。ミスマッチインピーダンスは、例えば、波の一部又はある波長域を反射することができ、このとき波の他の部分又は他の波長域は通過させる。   In one embodiment, the initial reflector 214 can be arranged to be reflective with respect to the first orthogonal direction 210. The initial reflector 214 can reflect the non-useful polarized light 208 in a second orthogonal direction 216 that is substantially orthogonal to the output direction 206 and the first orthogonal direction 210. In some embodiments, the initial reflector 214 can be a mismatch impedance such as a prism, a right angle prism, or a mirror. The mismatch impedance can reflect waves such as electromagnetic waves like echoes. The mismatch impedance can, for example, reflect a part of the wave or a certain wavelength range, and at this time pass another part of the wave or another wavelength range.

一実施例において、初期リフレクタ214は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one example, the initial reflector 214 can include a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

一実施例において、最終リフレクタ218を第2直交方向216に対して反射可能には配設することができる。最終リフレクタ218は、非有用偏光光208を出力方向206に反射することができる。いくつかの実施例において、最終リフレクタ218は、プリズム、直角プリズム又はミラー等のミスマッチインピーダンスとすることができる。一実施例において、最終リフレクタ218は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one embodiment, the final reflector 218 can be arranged to be reflective with respect to the second orthogonal direction 216. The final reflector 218 can reflect non-useful polarized light 208 in the output direction 206. In some embodiments, the final reflector 218 can be a mismatch impedance such as a prism, a right angle prism, or a mirror. In one example, the final reflector 218 can include a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

一実施例において、非有用偏光光208の偏光272を、初期及び最終リフレクタ214及び218によって有用な偏光光204の偏光270に実質的に一致するべく回転させることができる。この実施例において、第1直交方向206及び第2直交方向216は、実質的に非有用偏光光208の偏光272の平面内に位置する。この基本ブロックを使用して、偏光ビームスプリッタ202からの非有用偏光光208を、上述したように、この非有用偏光光208の偏光272が、有用偏光光204の偏光270へと変換され、出力方向206へ方向転換されるように、反射し方向変換することができる。   In one embodiment, polarization 272 of non-useful polarized light 208 can be rotated by initial and final reflectors 214 and 218 to substantially match polarization 270 of useful polarized light 204. In this example, the first orthogonal direction 206 and the second orthogonal direction 216 are substantially in the plane of the polarization 272 of the non-useful polarized light 208. Using this basic block, the non-useful polarized light 208 from the polarization beam splitter 202 is converted into the polarization 270 of the non-useful polarized light 204 into the polarization 270 of the useful polarization light 204 and output as described above. It can be reflected and redirected to be redirected to direction 206.

図9に図示されている別実施例において、初期リフレクタ214は、非有用偏光光208を偏光272の平面の軸心周りで反射することができ、最終リフレクタ218は、非有用偏光光208を偏光272の平面に対して実質的に直交する軸心周りで反射し、これによって非有用偏光光208も偏光270となるようにする。最終リフレクタ218からの光は、スペーサ246を通過し、今や水平に偏光された非有用偏光光208は、有用偏光光204と同じ平面に出ることが可能となる。これら二つの出力を出力ライトパイプ232に取り入れて均質化し、それらの形状及び開口数(numerical aperture:NA)が出力面において望ましい形状と開口数になるようにすることができる。一実施例において、出力ライトパイプ232は、又、光をその出力に伝播させるために全内反射を使用することも可能である。   In the alternative embodiment illustrated in FIG. 9, the initial reflector 214 can reflect the non-useful polarized light 208 around the plane axis of the polarization 272 and the final reflector 218 can polarize the non-useful polarization light 208. Reflection about an axis substantially perpendicular to the plane of 272 causes non-useful polarized light 208 to be polarized 270 as well. The light from the final reflector 218 passes through the spacer 246 and the now horizontally polarized non-useful polarized light 208 can exit in the same plane as the useful polarization light 204. These two outputs can be incorporated into the output light pipe 232 and homogenized so that their shape and numerical aperture (NA) are the desired shape and numerical aperture at the output surface. In one embodiment, the output light pipe 232 can also use total internal reflection to propagate light to its output.

一実施例において、有用偏光光204は、それが最終リフレクタ218によって出力方向206に方向変換された後、非有用偏光光208の方向とは異なる方向で偏光ビームスプリッタ202を出ることができる。図3Aに図示の一実施例において、第1出力リフレクタ220と第2出力リフレクタ222とを使用して、有用偏光光204を、非有用偏光光208と同じ方向に方向変換することができる。別実施例において、図4Aに図示の第1出力リフレクタ220によって有用偏光光204を方向変換し、他方、図4Bに図示の第2出力リフレクタ222によって非有用偏光光208を有用偏光光204と同じ方向に方向変換する。いずれの場合でも、スペーサ246を使用して、有用偏光光204が非有用偏光光208と同じ表面に出ることを可能にすることができる。これは、有用偏光光204と非有用偏光光208とを出力ライトパイプ232へ取り込むために有用であるかもしれない。   In one embodiment, useful polarized light 204 can exit polarizing beam splitter 202 in a direction different from that of non-useful polarized light 208 after it has been redirected to output direction 206 by final reflector 218. In one embodiment illustrated in FIG. 3A, the first output reflector 220 and the second output reflector 222 can be used to redirect the useful polarized light 204 in the same direction as the non-use polarized light 208. In another embodiment, the useful polarized light 204 is redirected by the first output reflector 220 illustrated in FIG. 4A, while the non-useful polarized light 208 is the same as the useful polarized light 204 by the second output reflector 222 illustrated in FIG. 4B. Change direction. In either case, spacer 246 can be used to allow useful polarized light 204 to exit on the same surface as non-useful polarized light 208. This may be useful for capturing useful polarized light 204 and non-useful polarized light 208 into the output light pipe 232.

一実施例において、前記スーパーキューブ268は、偏光ビームスプリッタ202とリフレクタ214,218,220及び222から構成することができる。光は全内反射によってこれらの光学構成要素を通して伝播することができる。全内反射を促進するために、これらの光学構成要素の表面を光学研磨することができる。一実施例において、歪んだ光線の全内反射を促進するために、リフレクタ214,218,220及び222に使用される光学材料は、高屈折率を有するものとすることができる。一実施例において、前記光学構成要素の入力及び出力面は、フレネル反射損失を最小限にするために反射防止(Anti-Reflective:AR)コーティングによってコーティングすることができる。   In one embodiment, the supercube 268 may comprise a polarizing beam splitter 202 and reflectors 214, 218, 220 and 222. Light can propagate through these optical components by total internal reflection. In order to promote total internal reflection, the surface of these optical components can be optically polished. In one embodiment, the optical material used for the reflectors 214, 218, 220, and 222 to promote total internal reflection of the distorted light beam can have a high refractive index. In one embodiment, the input and output surfaces of the optical component can be coated with an anti-reflective (AR) coating to minimize Fresnel reflection losses.

一実施例において、リフレクタ214,218,220及び222は、SF11(n=1.785)等の光学ガラスから製造することができる。別実施例において、リフレクタ214,218,220及び222は、BK7(n=1.517)等の光学ガラスから製造することができる。但し、この実施例では、光線は、壁、特に、リフレクタ214,218,220及び222の斜めの壁から漏れ出し始めるかもしれない。   In one example, the reflectors 214, 218, 220 and 222 can be made from optical glass such as SF11 (n = 1.785). In another embodiment, reflectors 214, 218, 220, and 222 can be made from optical glass such as BK7 (n = 1.517). However, in this embodiment, the light rays may begin to leak out of the walls, particularly the diagonal walls of the reflectors 214, 218, 220 and 222.

一実施例において、一まとめにすることを容易にして大きな立方体形状を形成するためにリフレクタ214,218,220及び222と共にスペーサ246を使用することができる。一実施例において、このスペーサ246は立方体とすることができる。一実施例において、リフレクタ214,218,220及び222のそれぞれは、直角スペーサ等の対応のスペーサ246と組み合わされて小さな立方体を形成することができる。一実施例において、8つの小立方体によって、スーパーキューブ268を構成することができる。一実施例において、リフレクタ214,218,220及び222とスペーサ272を互いに積層してスーパーキューブ268を構成することができる。一実施例において、前記構成要素を接着剤によって互いに接着することができる。別実施例において、前記構成要素を、物理的なホルダによって互いに保持することができる。この構造は頑丈であり、損失が最小限のものとすることができる。   In one embodiment, spacers 246 can be used with reflectors 214, 218, 220, and 222 to facilitate bulking and forming large cube shapes. In one embodiment, the spacer 246 can be a cube. In one embodiment, each of the reflectors 214, 218, 220 and 222 can be combined with a corresponding spacer 246, such as a right angle spacer, to form a small cube. In one embodiment, the super cube 268 can be composed of eight small cubes. In one embodiment, the reflectors 214, 218, 220 and 222 and the spacers 272 can be stacked together to form a supercube 268. In one embodiment, the components can be glued together by an adhesive. In another embodiment, the components can be held together by a physical holder. This structure is robust and can have minimal loss.

いくつかの実施例において、全内反射を促進し損失を最小限にするために、入力ライトパイプ及び出力ライトパイプ224及び232、リフレクタ214,218,220及び222、又は偏光ビームスプリッタ202の任意の二つの間に空隙を導入することができる。一実施例において、入力ライトパイプ224、リフレクタ214,218,220及び222、及び出力ライトパイプ232は小さな空隙によって分離することができる。   In some embodiments, any of the input and output light pipes 224 and 232, reflectors 214, 218, 220 and 222, or polarizing beam splitter 202 may be used to promote total internal reflection and minimize losses. A void can be introduced between the two. In one embodiment, input light pipe 224, reflectors 214, 218, 220 and 222, and output light pipe 232 can be separated by a small air gap.

一実施例において、図5に図示されているように、前記スーパーキューブ268は、複数の個々の構成要素から構成することができる。一実施例において、前記構成要素のいくつかを組み付けて1つのユニットとすることができる。一実施例においては、例えば、二つのプリズムを組み合わせて1つのプリズムにすることができる。この実施例において、一対のリフレクタ214,218,220又は222を、製造工程中、例えば、ガラス成形プロセス中に組み付けることができる。別実施例において、二つのプリズムを接着して1つのユニットとすることができる。一実施例において、二つのプリズムを偏光ビームスプリッタ202の半分と組み合わせて1つのユニットを形成することができる。この実施例において、フルPCSシステム(full PCS system)を、スペーサ246で組み合わせた二つの構成要素で構成することができる。別実施例において、プリズムをスペーサ246と組み合わせることができる。一実施例において、前記システムを、偏光ビームスプリッタ202での分離を有する二つの構成要素に構成することができる。この実施例では、コストを最小化することができる。   In one embodiment, as illustrated in FIG. 5, the supercube 268 can be comprised of a plurality of individual components. In one embodiment, some of the components can be assembled into one unit. In one embodiment, for example, two prisms can be combined into one prism. In this embodiment, a pair of reflectors 214, 218, 220 or 222 can be assembled during the manufacturing process, for example, during the glass forming process. In another embodiment, two prisms can be bonded into one unit. In one embodiment, two prisms can be combined with half of the polarizing beam splitter 202 to form a unit. In this embodiment, a full PCS system can be composed of two components combined with spacers 246. In another embodiment, the prism can be combined with the spacer 246. In one embodiment, the system can be configured into two components with separation at polarizing beam splitter 202. In this embodiment, the cost can be minimized.

一実施例において、偏光ビームスプリッタ202とリフレクタ214,218,220及び222を実質的に立方体状にすることができる。一実施例において、偏光ビームスプリッタ202とリフレクタ214,218,220及び222は、リフレクタの斜辺を除いて、全ての辺が実質的に類似の寸法を有するものにすることができる。この実施例において、前記入力ライトパイプ224の出力を四角にし、出力ライトパイプの入力を2:1のアスペクト比の矩形にすることができる。恐らく連結ロスは大きくなるが、出力ライトパイプ232の入力が2:1以外のアスペクト比を有するような非立方体形状も実施可能である。   In one embodiment, polarizing beam splitter 202 and reflectors 214, 218, 220, and 222 can be substantially cubic. In one embodiment, polarizing beam splitter 202 and reflectors 214, 218, 220, and 222 can have substantially similar dimensions on all sides, except for the hypotenuse of the reflector. In this embodiment, the output of the input light pipe 224 can be a square, and the input of the output light pipe can be a rectangle with an aspect ratio of 2: 1. A non-cubic shape in which the input of the output light pipe 232 has an aspect ratio other than 2: 1 is also possible, although the connection loss is likely to be large.

いくつかの実施例において、効率を増大するために、入力及び出力ライトパイプ224及び232、リフレクタ214,218,220及び222、又は偏光ビームスプリッタ202を、反射防止(AR)コーティングによってコーティングすることができる。いくつかの実施例において、入力及び出力ライトパイプ224及び232を、その用途の必要に応じて、増加する方向又は減少する方向にテーパ状にすることができる。リフレクタ214,218,220及び222は、高角度光のための適当な反射コーティングすることができる。スーパーキューブ268は、上述したもの以外、様々な構成で使用することができる。   In some embodiments, input and output light pipes 224 and 232, reflectors 214, 218, 220 and 222, or polarizing beam splitter 202 may be coated with an anti-reflection (AR) coating to increase efficiency. it can. In some embodiments, the input and output light pipes 224 and 232 can be tapered in an increasing or decreasing direction, depending on the needs of the application. The reflectors 214, 218, 220 and 222 can be suitable reflective coatings for high angle light. The super cube 268 can be used in various configurations other than those described above.

一実施例において、入力ライトパイプ224を、偏光ビームスプリッタ202の入力226の近傍に配置することができる。一実施例において、入力ライトパイプ224は、入力面228と出力面230を備えることができる。いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224は、クオーツ、ガラス、プラスチック、又はアクリルから形成することができる。いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224は、テーパ状ライトパイプ(Tapered Light Pipe:TLP)又は直線状ライトパイプ(Straight Light Pipe:SLP)とすることができる。いくつかの実施例において、入力面228の形状は、平坦、凸状、凹状、トロイダル状、又は球状にすることができる。入力ライトパイプ224の表面は、全内反射によって偏光が維持されるようにコーティングすることができる。入力面228と出力面230の寸法は、出力開口数(NA)が、入力ライトパイプ224からの光を受ける装置に適合するように選択することができる。   In one embodiment, the input light pipe 224 can be located near the input 226 of the polarizing beam splitter 202. In one embodiment, the input light pipe 224 can include an input surface 228 and an output surface 230. In some embodiments, the input light pipe 224 can be formed from quartz, glass, plastic, or acrylic. In some embodiments, the input light pipe 224 may be a tapered light pipe (TLP) or a straight light pipe (SLP). In some examples, the shape of the input surface 228 can be flat, convex, concave, toroidal, or spherical. The surface of the input light pipe 224 can be coated such that the polarization is maintained by total internal reflection. The dimensions of the input surface 228 and the output surface 230 can be selected so that the output numerical aperture (NA) is compatible with the device that receives the light from the input light pipe 224.

一実施例において、出力面230を、偏光ビームスプリッタ202の入力226の近傍に配置することができる。いくつかの実施例において、出力面230の形状は、平坦、凸状、凹状、トロイダル状、又は球状にすることができる。一実施例において、入力ライトパイプ224は、入力面228において実質的に未偏光光を受け、出力面230において未偏光光を偏光ビームスプリッタ202へと伝達する。   In one embodiment, the output surface 230 can be located near the input 226 of the polarizing beam splitter 202. In some examples, the shape of the output surface 230 can be flat, convex, concave, toroidal, or spherical. In one embodiment, the input light pipe 224 receives substantially unpolarized light at the input surface 228 and transmits the unpolarized light to the polarizing beam splitter 202 at the output surface 230.

一実施例において、入力ライトパイプ224は中空とすることができる。出力面230は平凸レンズとすることができる。出力面230の凸面は、構成要素の最終構造及びコストに応じて、球状又は円筒状にすることができる。出力面230のパワーは、出力面230からの光が偏光ビームスプリッタ202上に結像されるように設計することができる。入力ライトパイプ224の内面は、偏光維持材によってコーティングすることができる。   In one embodiment, the input light pipe 224 can be hollow. The output surface 230 can be a plano-convex lens. The convex surface of the output surface 230 can be spherical or cylindrical, depending on the final structure and cost of the component. The power of the output surface 230 can be designed so that light from the output surface 230 is imaged onto the polarizing beam splitter 202. The inner surface of the input light pipe 224 can be coated with a polarization maintaining material.

一実施例において、出力ライトパイプ232をスーパーキューブ268の出力234の近傍に配置することができる。一実施例において、出力ライトパイプ232は、出力方向206の近傍に配置される入力面236と出力面238とを備えることができる。出力ライトパイプ232は、入力面236において有用偏光光204と非有用偏光光208とを受け、出力面238においてこれら有用偏光光204と非有用偏光光208とを伝達することができる。   In one embodiment, the output light pipe 232 can be located near the output 234 of the supercube 268. In one embodiment, the output light pipe 232 can include an input surface 236 and an output surface 238 that are located near the output direction 206. The output light pipe 232 can receive the useful polarized light 204 and the non-useful polarized light 208 at the input surface 236 and transmit the useful polarized light 204 and the non-useful polarized light 208 at the output surface 238.

いくつかの実施例において、入力面236の形状は、平坦、凸状、凹状、トロイダル状、又は球状にすることができる。いくつかの実施例において、出力面238の形状は、平坦、凸状、凹状、トロイダル状、又は球状にすることができる。いくつかの実施例において、出力ライトパイプ232は、クオーツ、ガラス、プラスチック、又はアクリルから成るグループから選択される材料から形成することができる。いくつかの実施例において、出力ライトパイプ232は、テーパ状ライトパイプ(TLP)又は直線状ライトパイプ(SLP)とすることができる。出力ライトパイプ232の表面は、全内反射によって偏光が維持されるようにコーティングすることができる。入力面236と出力面238の寸法は、出力開口数(NA)が、出力ライトパイプ232からの光を受ける装置に適合するように選択することができる。   In some embodiments, the shape of the input surface 236 can be flat, convex, concave, toroidal, or spherical. In some examples, the shape of the output surface 238 can be flat, convex, concave, toroidal, or spherical. In some embodiments, the output light pipe 232 can be formed from a material selected from the group consisting of quartz, glass, plastic, or acrylic. In some embodiments, the output light pipe 232 may be a tapered light pipe (TLP) or a straight light pipe (SLP). The surface of the output light pipe 232 can be coated such that the polarization is maintained by total internal reflection. The dimensions of the input surface 236 and the output surface 238 can be selected such that the output numerical aperture (NA) is compatible with the device receiving the light from the output light pipe 232.

一実施例において、出力ライトパイプ232は中空とすることができる。出力面238は凸形状とすることができる。出力面238の凸面は、構成要素の最終構造及びコストに応じて、球状又は円筒状にすることができる。出力面238のパワーは、出力面238からの光が画像投影システム上に結像されるように設計することができる。出力ライトパイプ232の内面は、偏光維持材によってコーティングすることができる。   In one embodiment, the output light pipe 232 can be hollow. The output surface 238 can be convex. The convex surface of the output surface 238 can be spherical or cylindrical, depending on the final structure and cost of the component. The power of the output surface 238 can be designed so that light from the output surface 238 is imaged onto the image projection system. The inner surface of the output light pipe 232 can be coated with a polarization maintaining material.

一実施例において、シェルリフレクタ(shell reflector)240によって、ソース212からの光を偏光ビームスプリッタ202に反射することができる。一実施例において、シェルリフレクタ240は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one embodiment, light from the source 212 can be reflected to the polarizing beam splitter 202 by a shell reflector 240. In one example, the shell reflector 240 can include a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

一実施例において、シェルリフレクタ240は、第1及び第2焦点242,244を有することができる。一実施例において、電磁放射のソース212をシェルリフレクタ240の第1焦点242の実質的近傍に配置して、シェルリフレクタ240から反射される光の光線を放出し、実質的に第2焦点244において収束するように構成することができる。一実施例において、入力面228を第2焦点244の近傍に配置して光の実質的に全部を収集し伝達するように構成することができる。別実施例において、偏光ビームスプリッタ202の入力226を第2焦点244近傍に配置して光の実質的に全部を収集し伝達するように構成することができる。いくつかの実施例において、シェルリフレクタ240を、実質的に楕円形状の回転面、実質的に球状の回転面、又は実質的にトーリック状の回転面の少なくとも一部とすることができる。   In one embodiment, the shell reflector 240 can have first and second focal points 242, 244. In one embodiment, a source 212 of electromagnetic radiation is positioned substantially near the first focal point 242 of the shell reflector 240 to emit a ray of light reflected from the shell reflector 240, substantially at the second focal point 244. It can be configured to converge. In one embodiment, the input surface 228 can be positioned near the second focal point 244 and configured to collect and transmit substantially all of the light. In another embodiment, the input 226 of the polarizing beam splitter 202 can be positioned near the second focal point 244 and configured to collect and transmit substantially all of the light. In some embodiments, the shell reflector 240 can be at least a portion of a substantially elliptical rotation surface, a substantially spherical rotation surface, or a substantially toric rotation surface.

一実施例において、シェルリフレクタ240は、第1光軸252を備える一次リフレクタ250を備えることができ、第1焦点242は、一次リフレクタ250の焦点とすることができる。この実施例において、シェルリフレクタ240は、更に、一次リフレクタ250に対して実質的に対称に位置する第2光軸256を備える二次リフレクタ254を備え、第1及び第2光軸252及び256が実質的に同一線上に位置するように構成することができる。この実施例において、第2焦点244は、二次リフレクタ254の焦点とすることができ、光線は、一次リフレクタ250から二次リフレクタ254に向けて反射し、実質的に第2焦点244において収束するように構成することができる。いくつかの実施例において、前記一次及び二次リフレクタ250,254は、それぞれ、実質的に楕円形状の回転面、又は実質的に放物線状の回転面とすることができる。   In one example, the shell reflector 240 can comprise a primary reflector 250 with a first optical axis 252 and the first focal point 242 can be the focal point of the primary reflector 250. In this embodiment, the shell reflector 240 further comprises a secondary reflector 254 comprising a second optical axis 256 positioned substantially symmetrically with respect to the primary reflector 250, wherein the first and second optical axes 252 and 256 are It can be configured to be located substantially on the same line. In this embodiment, the second focal point 244 can be the focal point of the secondary reflector 254, and the light rays are reflected from the primary reflector 250 toward the secondary reflector 254 and converge substantially at the second focal point 244. It can be constituted as follows. In some embodiments, the primary and secondary reflectors 250, 254 can each be a substantially elliptical rotational surface or a substantially parabolic rotational surface.

一実施例において、一次リフレクタ250は、実質的に楕円形状の回転面の少なくとも一部とし、二次リフレクタ254は、実質的に双曲線状の回転面の少なくとも一部とすることができる。別実施例において、一次リフレクタ250は、実質的に双曲線状の回転面の少なくとも一部とし、二次リフレクタ254は、実質的に楕円形状の回転面の少なくとも一部とすることができる。   In one embodiment, primary reflector 250 can be at least a portion of a substantially elliptical rotational surface and secondary reflector 254 can be at least a portion of a substantially hyperbolic rotational surface. In another embodiment, primary reflector 250 can be at least a portion of a substantially hyperbolic rotational surface and secondary reflector 254 can be at least a portion of a substantially elliptical rotational surface.

ソース212を一次リフレクタ250の第1焦点242に配置して、収集された光を平行にし、それを二次リフレクタ254に向けて方向転換することができる。入力面228での出力を、入力ライトパイプ224へと向けることができる。一実施例において、入力ライトパイプ224はテーパ状ライトパイプ(TLP)とすることができる。入力ライトパイプ224は、ソース212の画像の断面積又は開口数を変換するのに有用かもしれない。光をスーパーキューブ偏光リカバリシステムに向けて方向転換し、リニアに偏光された光を出力ライトパイプ232において得ることができる。リニアに偏光された光は、偏光光を必要とするLCD式イメージャチップの照明に適しているかもしれない。   A source 212 can be placed at the first focal point 242 of the primary reflector 250 to collimate the collected light and redirect it toward the secondary reflector 254. The output at input surface 228 can be directed to input light pipe 224. In one embodiment, the input light pipe 224 can be a tapered light pipe (TLP). The input light pipe 224 may be useful for converting the cross-sectional area or numerical aperture of the source 212 image. Light can be redirected towards the supercube polarization recovery system and linearly polarized light can be obtained at the output light pipe 232. Linearly polarized light may be suitable for illumination of LCD imager chips that require polarized light.

光の平行度(collimation)の程度は、ソース212のサイズに応じたものとすることができる。それらが共通の光軸を有するように、二次リフレクタ254を、一次リフレクタ250に対して対称に配置することができる。二次リフレクタ254に入るビームは、標的、即ち、入力ライトパイプ224がそこに配置されている第2焦点244に収束する。入力ライトパイプ224は、二次リフレクタ254の第2焦点244からの光を取り入れることができる。一実施例において、ソース212は、このソース212の明るさが実質的に維持されるように、1:1の比率で標的上に結像されるように構成することができる。入力面228におけるソース212の画像は、システムの1:1対称性により、単位倍率でソース212と全く同じものとすることができる。   The degree of light collimation can depend on the size of the source 212. The secondary reflectors 254 can be arranged symmetrically with respect to the primary reflector 250 so that they have a common optical axis. The beam entering the secondary reflector 254 converges to the target, i.e., the second focus 244 where the input light pipe 224 is located. The input light pipe 224 can take in light from the second focal point 244 of the secondary reflector 254. In one example, the source 212 can be configured to be imaged onto the target at a 1: 1 ratio such that the brightness of the source 212 is substantially maintained. The image of source 212 at input surface 228 can be exactly the same as source 212 in unit magnification due to the 1: 1 symmetry of the system.

偏光リカバリシステム200は、この偏光リカバリシステム200のソース収集構成要素全体を通してetendue(光学不変量)を保持することができる。入力面228での光の全角は、ソース212の軸心周りで約180度であり、リフレクタの延出により、ソース212の軸心に対して垂直な軸心周りで90度である。これらの角度は、マイクロディスプレイなどの用途用としては大きすぎるかもしれない。一実施例において、入力ライトパイプ224は、高い入力開口数(NA)と小さな入力面積を、明るさの損失無く、従って、角度を減少させることなく、より低い開口数(NA)とより大きな出力面積とに変換するテーパ状ライトパイプ(TLP)にすることができる。   The polarization recovery system 200 can maintain etendue throughout the source collection components of the polarization recovery system 200. The full angle of light at the input surface 228 is about 180 degrees around the axis of the source 212 and 90 degrees around the axis perpendicular to the axis of the source 212 due to the extension of the reflector. These angles may be too large for applications such as microdisplays. In one embodiment, the input light pipe 224 has a high input numerical aperture (NA) and a small input area, no loss of brightness, and thus a lower numerical aperture (NA) and higher output without reducing the angle. A tapered light pipe (TLP) can be converted into an area.

一実施例において、ソース212は、円形でなくてもよい。いくつかの実施例において、入力ライトパイプ224の入力は、矩形、楕円形、八角形、又はソース212の画像の形状に適合するその他の断面形状のものとして設計することができる。ソース212の画像に適合する入力によって、形状のミスマッチによるシステムのetendue(光学不変量)の劣化を防止または低減することができる。入力ライトパイプ224の出力寸法とアスペクト比は、イメージャパネルのサイズとアスペクト比とに適合するように設計することができるが、スーパーキューブ的構成の場合、それらは、比較的任意のものとすることができる。   In one embodiment, the source 212 may not be circular. In some embodiments, the input light pipe 224 input can be designed as a rectangle, ellipse, octagon, or other cross-sectional shape that matches the shape of the source 212 image. Input matching the image of the source 212 can prevent or reduce degradation of the system etendue due to shape mismatch. The output dimensions and aspect ratio of the input light pipe 224 can be designed to match the size and aspect ratio of the imager panel, but they should be relatively arbitrary in a supercube configuration. Can do.

一次及び二次リフレクタ250,254は、収集効率を最大化するために、180度の回転アーク範囲を実質的にカバーするものとすることができる。即ち、一次リフレクタ250が、ソース212からの放出光の約半分を収集するものとされる。放出光の他の半分を収集するために、一次リフレクタ250の反対側にレトロリフレクタ(retro-reflector)258を配設することができる。一実施例において、レトロリフレクタ258は、半球状のレトロリフレクタとすることができる。一実施例において、レトロリフレクタ258の湾曲の中心は、ランプのソース212の近傍に配置することができる。この実施例において、光のほぼ全部が、ソース212を通して反射されて戻って一次リフレクタ250によって収集され、最終的にライトパイプにフォーカスされるように構成することができる。実際には、レトロリフレクタ258の効率は、反射損失、フレネル反射損失、及び、ソース212のエンベロープからの歪損失によって、60%〜80%も低下する可能性がある。   Primary and secondary reflectors 250, 254 may substantially cover the 180 degree rotating arc range to maximize collection efficiency. That is, the primary reflector 250 collects approximately half of the light emitted from the source 212. A retro-reflector 258 can be disposed on the opposite side of the primary reflector 250 to collect the other half of the emitted light. In one embodiment, retro-reflector 258 can be a hemispherical retro-reflector. In one embodiment, the center of curvature of the retro-reflector 258 can be located near the lamp source 212. In this embodiment, substantially all of the light can be configured to be reflected back through the source 212, collected by the primary reflector 250, and ultimately focused on the light pipe. In practice, the retroreflector 258 efficiency can be reduced by as much as 60% to 80% due to reflection losses, Fresnel reflection losses, and distortion losses from the envelope of the source 212.

一実施例において、レトロリフレクタ258を、シェルリフレクタ240のソース212側の反対側に配設することができる。一実施例において、レトロリフレクタ258を、球状レトロリフレクタとすることができる。一実施例において、レトロリフレクタ258を、シェルリフレクタ240に対して一体に構成することができる。一実施例において、レトロリフレクタ258は、電磁放射スペクトルの所定の部分を伝達するコーティングを備えることができる。これは、それがイメージャ内に取り込まれる前に、利用不能な不可視光を削除するために利用できるかもしれない。いくつかの実施例において、電磁放射スペクトルの所定の部分は、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせとすることができる。別実施例において、前記コーティングは、赤外光、可視光、光の波長の所定帯域部分、特定の色の光、又はこれらの組み合わせを反射することができる。   In one embodiment, the retro reflector 258 can be disposed on the opposite side of the shell reflector 240 from the source 212 side. In one example, retro-reflector 258 can be a spherical retro-reflector. In one embodiment, retro-reflector 258 can be configured integrally with shell reflector 240. In one example, retro-reflector 258 can comprise a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum. This may be used to remove unavailable invisible light before it is captured in the imager. In some embodiments, the predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum can be infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof. In another embodiment, the coating can reflect infrared light, visible light, a predetermined band portion of the wavelength of light, a specific color of light, or a combination thereof.

本発明の一実施例において、有用偏光光204の実質的に全部を収集するべく、画像投影システム260を出力方向206の近傍に配設することがきる。いくつかの実施例において、画像投影システム260は、反射型液晶(Liquid Crystal On Silicon:LCOS)イメージャ、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device:DMD)チップ、又は透過性液晶ディスプレイ(LCD)パネルとすることができる。   In one embodiment of the present invention, the image projection system 260 can be disposed in the vicinity of the output direction 206 to collect substantially all of the useful polarized light 204. In some embodiments, the image projection system 260 is a reflective crystal on silicon (LCOS) imager, a digital micromirror device (DMD) chip, or a transmissive liquid crystal display (LCD) panel. be able to.

本発明の一実施例において、画像投影システム260をフォーカスレンズ262の出力側264の近傍に配設した状態で、フォーカスレンズ262を出力方向206の近傍に配設することができる。フォーカスレンズ262に収集されフォーカスされた有用偏光光204によって照射された画像266が、投影システム260によって放出されて画像266が表示される。   In one embodiment of the present invention, the focus lens 262 can be disposed in the vicinity of the output direction 206 with the image projection system 260 disposed in the vicinity of the output side 264 of the focus lens 262. The image 266 illuminated by the useful polarized light 204 collected and focused on the focus lens 262 is emitted by the projection system 260 to display the image 266.

本発明の一実施例において、偏光リカバリ方法は、光を実質的に、有用偏光の光204と非有用偏光の光208とに偏光する工程と、有用偏光光204を出力方向206に伝達する工程と、非有用偏光光208を前記出力方向206に対して実質的に直交する第1直交方向210に反射する工程と、非有用偏光光208を、実質的に前記出力方向206と前記第1直交方向210とに直交する第2直交方向216に反射する工程、非有用偏光光208を出力方向206に反射する工程とを含む。   In one embodiment of the present invention, a polarization recovery method includes substantially polarizing light into usefully polarized light 204 and unuseful polarized light 208 and transmitting usefully polarized light 204 to an output direction 206. Reflecting the non-useful polarized light 208 in a first orthogonal direction 210 that is substantially orthogonal to the output direction 206; Reflecting in a second orthogonal direction 216 orthogonal to the direction 210 and reflecting unuseful polarized light 208 in the output direction 206.

以上、本発明を詳細に説明したが、本発明は、記載した特定の実施例に限定されることを意図するものではない。当業者が、発明の概念から逸脱することなく、ここに記載した特定の実施例を種々に利用し、それらを改造し、それらから出発することが可能であることは当然である。   While the invention has been described in detail above, it is not intended that the invention be limited to the specific embodiments described. Of course, those skilled in the art can make various modifications to, and start with, the specific embodiments described herein without departing from the inventive concept.

偏光リカバリシステムPolarization recovery system 本発明の実施例による偏光リカバリシステムの略図Schematic of a polarization recovery system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置Polarization recovery apparatus used in an embodiment of the present invention 本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置Polarization recovery apparatus used in an embodiment of the present invention 本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置Polarization recovery apparatus used in an embodiment of the present invention 本発明の実施例に使用される直線状及びテーパ状ライトパイプLinear and tapered light pipes used in embodiments of the present invention 本発明の実施例に使用されるライトパイプの様々な断面Various cross sections of light pipes used in embodiments of the present invention 本発明の実施例に使用されるライトパイプの様々な構造Various structures of light pipes used in embodiments of the present invention 本発明の実施例に使用される偏光リカバリ装置Polarization recovery apparatus used in an embodiment of the present invention

Claims (39)

偏光リカバリ装置(200)であって、以下を有する、
有用偏光光(204)を出力方向(206)に伝達するとともに、非有用偏光光(208)を前記出力方向(206)に対して実質的に直交する第1直交方向(210)に反射する偏光ビームスプリッタ(202)、
前記第1直交方向(210)に対して反射可能に配設された初期リフレクタ(214)、前記初期リフレクタ(214)は、前記非有用偏光光(208)を、前記出力方向(206)と前記第1直交方向(210)とに対して実質的に直交する第2直交方向(216)に反射する、そして、
前記第2直交方向(216)に対して反射可能に配設された最終リフレクタ(218)、前記最終リフレクタ(218)は、前記非有用偏光光(208)を前記出力方向(206)に反射する、
ここで、前記非有用偏光光(208)は、前記初期及び最終リフレクタ(214,218)によって、前記有用偏光光(204)へと実質的に回転される。
A polarization recovery device (200) comprising:
Polarized light that transmits useful polarized light (204) in the output direction (206) and reflects non-useful polarized light (208) in a first orthogonal direction (210) that is substantially orthogonal to the output direction (206). Beam splitter (202),
An initial reflector (214) disposed so as to be reflective with respect to the first orthogonal direction (210), the initial reflector (214) transmits the non-useful polarized light (208) to the output direction (206) and the Reflecting in a second orthogonal direction (216) substantially orthogonal to the first orthogonal direction (210); and
The final reflector (218) disposed so as to be reflective with respect to the second orthogonal direction (216), the final reflector (218) reflects the non-useful polarized light (208) in the output direction (206). ,
Here, the non-useful polarized light (208) is substantially rotated to the useful polarization light (204) by the initial and final reflectors (214, 218).
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
前記出力方向(206)に対して反射可能に配設された第1出力リフレクタ(220)、前記第1出力リフレクタ(220)は、前記有用偏光光(204)を前記第2直交方向(216)に反射する、そして、
前記第2直交方向(216)に対して反射可能に配設された第2出力リフレクタ(222)、前記第2出力リフレクタ(222)は、前記有用偏光光(204)を前記出力方向(206)に反射する。
The polarization recovery device (200) of claim 1, further comprising:
A first output reflector (220) disposed to be reflective with respect to the output direction (206), and the first output reflector (220) transmits the useful polarized light (204) to the second orthogonal direction (216). Reflected in and
A second output reflector (222) disposed so as to be reflective with respect to the second orthogonal direction (216), the second output reflector (222) transmits the useful polarized light (204) to the output direction (206). Reflect on.
請求項2の偏光リカバリ装置(200)であって、前記第1出力リフレクタ(220)は、以下から成るグループから選択される、
プリズム、
直角プリズム、
ミスマッチインピーダンス、及び、
ミラー。
The polarization recovery device (200) of claim 2, wherein the first output reflector (220) is selected from the group consisting of:
prism,
Right angle prism,
Mismatch impedance, and
mirror.
請求項2の偏光リカバリ装置(200)であって、前記第1出力リフレクタ(220)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 2, wherein the first output reflector (220) has a coating that transmits a predetermined portion of an electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項2の偏光リカバリ装置(200)であって、前記第2出力リフレクタ(222)は、以下から成るグループから選択される、
プリズム、
直角プリズム、
ミスマッチインピーダンス、そして、
ミラー。
The polarization recovery device (200) of claim 2, wherein the second output reflector (222) is selected from the group consisting of:
prism,
Right angle prism,
Mismatch impedance and
mirror.
請求項2の偏光リカバリ装置(200)であって、前記第2出力リフレクタ(222)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 2, wherein the second output reflector (222) has a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
入力面(228)と出力面(230)とを有する入力ライトパイプ(224)、前記出力面(230)は、前記偏光ビームスプリッタ(202)の入力面(226)の近傍に配設され、前記入力ライトパイプ(224)は、前記入力面(228)において実質的に未偏光光を受け、前記出力面(230)において前記未偏光光を前記偏光ビームスプリッタ(202)へと伝達する。
The polarization recovery device (200) of claim 1, further comprising:
An input light pipe (224) having an input surface (228) and an output surface (230), the output surface (230) being disposed in the vicinity of the input surface (226) of the polarizing beam splitter (202), The input light pipe (224) receives substantially unpolarized light at the input surface (228) and transmits the unpolarized light to the polarized beam splitter (202) at the output surface (230).
請求項7の偏光リカバリ装置(200)であって、前記入力面(228)の形状は以下から成るグループから選択される、
平坦、
凸状、
凹状、
トロイダル状、及び、
球状。
The polarization recovery device (200) of claim 7, wherein the shape of the input surface (228) is selected from the group consisting of:
flat,
Convex,
Concave,
Toroidal and
spherical.
請求項7の偏光リカバリ装置(200)であって、前記出力面(230)の形状は以下から成るグループから選択される、
平坦、
凸状、
凹状、
トロイダル状、及び、
球状。
The polarization recovery device (200) of claim 7, wherein the shape of the output surface (230) is selected from the group consisting of:
flat,
Convex,
Concave,
Toroidal and
spherical.
請求項7の偏光リカバリ装置(200)であって、前記入力ライトパイプ(224)は、クオーツ、ガラス、プラスチック、又はアクリルから成るグループから選択される材料から構成されている。   The polarization recovery device (200) of claim 7, wherein the input light pipe (224) is constructed from a material selected from the group consisting of quartz, glass, plastic, or acrylic. 請求項7の偏光リカバリ装置(200)であって、前記入力ライトパイプ(224)は、以下から成るグループから選択される、
SLP、及び、
TLP。
The polarization recovery device (200) of claim 7, wherein the input light pipe (224) is selected from the group consisting of:
SLP and
TLP.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
前記出力方向(206)の近傍に配設された入力面(234)と出力面(236)とを有する出力ライトパイプ(232)、前記出力ライトパイプ(232)は、前記入力面(234)において前記有用偏光光(204)を受け、前記出力面(236)において前記有用偏光光(204)を伝達する。
The polarization recovery device (200) of claim 1, further comprising:
An output light pipe (232) having an input surface (234) and an output surface (236) disposed in the vicinity of the output direction (206), and the output light pipe (232) is connected to the input surface (234) The useful polarized light (204) is received and the useful polarized light (204) is transmitted at the output surface (236).
請求項12の偏光リカバリ装置(200)であって、前記入力面(234)の形状は以下から成るグループから選択される、
平坦、
凸状、
凹状、
トロイダル状、及び
球状。
The polarization recovery device (200) of claim 12, wherein the shape of the input surface (234) is selected from the group consisting of:
flat,
Convex,
Concave,
Toroidal and spherical.
請求項12の偏光リカバリ装置(200)であって、前記出力面(236)の形状は以下から成るグループから選択される、
平坦、
凸状、
凹状、
トロイダル状、及び、
球状。
The polarization recovery device (200) of claim 12, wherein the shape of the output surface (236) is selected from the group consisting of:
flat,
Convex,
Concave,
Toroidal and
spherical.
請求項12の偏光リカバリ装置(200)であって、前記出力ライトパイプ(232)は、クオーツ、ガラス、プラスチック、又はアクリルから成るグループから選択される材料から構成されている。   13. The polarization recovery device (200) of claim 12, wherein the output light pipe (232) is comprised of a material selected from the group consisting of quartz, glass, plastic, or acrylic. 請求項12の偏光リカバリ装置(200)であって、前記出力ライトパイプ(232)は、以下から成るグループから選択される、
SLP、及び、
TLP。
The polarization recovery device (200) of claim 12, wherein the output light pipe (232) is selected from the group consisting of:
SLP and
TLP.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、前記初期リフレクタ(214)は、以下から成るグループから選択される、
プリズム、
直角プリズム、
ミスマッチインピーダンス、及び、
ミラー。
The polarization recovery device (200) of claim 1, wherein the initial reflector (214) is selected from the group consisting of:
prism,
Right angle prism,
Mismatch impedance, and
mirror.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、前記初期リフレクタ(214)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 1, wherein the initial reflector (214) has a coating that transmits a predetermined portion of an electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、前記最終リフレクタ(218)は、以下から成るグループから選択される、
プリズム、
直角プリズム、
ミスマッチインピーダンス、及び、
ミラー。
The polarization recovery device (200) of claim 1, wherein the final reflector (218) is selected from the group consisting of:
prism,
Right angle prism,
Mismatch impedance, and
mirror.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、前記最終リフレクタ(218)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 1, wherein the final reflector (218) has a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
第1及び第2焦点(242,244)を有するシェルリフレクタ(240)、
前記シェルリフレクタ(240)の前記第1焦点(242)の近傍に配置されて、前記シェルリフレクタ(240)から反射される光の光線を放出し、前記第2焦点(244)において実質的に収束する電磁放射ソース(212)、
ここで、前記入力ライトパイプの入力面(228)は、前記第2焦点(244)の近傍に配置されて前記光の実質的に全部を収集し伝達する。
The polarization recovery device (200) of claim 1, further comprising:
A shell reflector (240) having first and second focal points (242, 244);
Located near the first focus (242) of the shell reflector (240), emits light rays reflected from the shell reflector (240) and substantially converges at the second focus (244). An electromagnetic radiation source (212),
Here, the input surface (228) of the input light pipe is disposed in the vicinity of the second focal point (244) to collect and transmit substantially all of the light.
請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、前記シェルリフレクタ(240)は、以下から成るグループから選択される形状の少なくとも一部分を含む、
実質的に楕円形状の回転面、
実質的に球状の回転面、及び、
実質的にトーリック状の回転面。
The polarization recovery device (200) of claim 21, wherein the shell reflector (240) includes at least a portion of a shape selected from the group consisting of:
A substantially elliptical rotating surface,
A substantially spherical rotating surface; and
A substantially toric rotating surface.
請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、前記シェルリフレクタ(240)は、第1光軸(252)を備える一次リフレクタ(250)を含み、前記第1焦点(242)は、前記一次リフレクタ(250)の焦点であり、前記シェルリフレクタ(240)は、更に以下を有する、
前記一次リフレクタ(250)に対して実質的に対称に位置する第2光軸(256)を備えて、前記第1光軸及び第2光軸(252,256)が実質的に同一線上となるように構成された二次リフレクタ(254)、ここで、前記第2焦点(244)は、前記二次リフレクタ(254)の焦点である、そして、
前記光の光線は、前記一次リフレクタ(250)から前記二次リフレクタ(254)に向けて反射し、実質的に前記第2焦点(244)において収束する。
The polarization recovery device (200) of claim 21, wherein the shell reflector (240) includes a primary reflector (250) comprising a first optical axis (252), and the first focal point (242) is the primary focus (242). The focus of the reflector (250), said shell reflector (240) further comprising:
A second optical axis (256) positioned substantially symmetrically with respect to the primary reflector (250) is provided, and the first optical axis and the second optical axis (252, 256) are substantially collinear. A secondary reflector (254) configured such that the second focus (244) is the focus of the secondary reflector (254); and
The light rays are reflected from the primary reflector (250) toward the secondary reflector (254) and converge substantially at the second focal point (244).
請求項23の偏光リカバリ装置(200)であって、前記一次リフレクタ(250)及び前記二次リフレクタ(254)は、それぞれ、以下から成るグループから選択される形状の少なくとも一部分を含む、
実質的に楕円形状の回転面、及び、
実質的に放物線状の回転面。
The polarization recovery device (200) of claim 23, wherein the primary reflector (250) and the secondary reflector (254) each comprise at least a portion of a shape selected from the group consisting of:
A substantially elliptical rotational surface; and
A parabolic rotating surface.
請求項23の偏光リカバリ装置(200)であって、
前記一次リフレクタ(250)は、実質的に楕円形状の回転面の少なくとも一部を含み、そして、
前記二次リフレクタ(254)は、実質的に双曲線状の回転面の少なくとも一部を含む。
A polarization recovery device (200) according to claim 23, comprising:
The primary reflector (250) includes at least a portion of a substantially elliptical rotational surface; and
The secondary reflector (254) includes at least a portion of a substantially hyperbolic rotating surface.
請求項23の偏光リカバリ装置(200)であって、
前記一次リフレクタ(250)は、実質的に双曲線状の回転面の少なくとも一部を含み、そして、
前記二次リフレクタ(254)は、実質的に楕円形状の回転面の少なくとも一部を含む。
A polarization recovery device (200) according to claim 23, comprising:
The primary reflector (250) includes at least a portion of a substantially hyperbolic rotating surface; and
The secondary reflector (254) includes at least a portion of a substantially elliptical rotational surface.
請求項23の偏光リカバリ装置(200)であって、前記シェルリフレクタ(240)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 23, wherein the shell reflector (240) has a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
前記シェルリフレクタ(240)の前記ソース側の反対側に配設されたレトロリフレクタ。
The polarization recovery device (200) of claim 21, further comprising:
A retro reflector disposed on the opposite side of the source side of the shell reflector (240).
請求項28の偏光リカバリ装置(200)であって、前記レトロリフレクタは、球状レトロリフレクタ(258)を含む。   29. The polarization recovery device (200) of claim 28, wherein the retro-reflector includes a spherical retro-reflector (258). 請求項28の偏光リカバリ装置(200)であって、前記レトロリフレクタ(258)は、以下から成るグループから選択される電磁放射スペクトルの所定部分を伝達するコーティングを有する、
赤外光、
可視光、
光の波長の所定帯域部分、
特定の色の光、及び、
これらの組み合わせ。
The polarization recovery device (200) of claim 28, wherein the retroreflector (258) has a coating that transmits a predetermined portion of the electromagnetic radiation spectrum selected from the group consisting of:
Infrared light,
visible light,
A predetermined band portion of the wavelength of light,
Specific color light, and
A combination of these.
請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、前記電磁放射ソース(212)はアークランプを含む。   The polarization recovery device (200) of claim 21, wherein the electromagnetic radiation source (212) comprises an arc lamp. 請求項31の偏光リカバリ装置(200)であって、前記アークランプは、キセノンランプ、メタルハライドランプ、UHPランプ、HIDランプ、又は水銀ランプから成るグループから選択されるランプを含む。   32. The polarization recovery apparatus (200) of claim 31, wherein the arc lamp comprises a lamp selected from the group consisting of a xenon lamp, a metal halide lamp, a UHP lamp, a HID lamp, or a mercury lamp. 請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、前記電磁放射ソース(212)は、ハロゲンランプ及びフィラメントランプから成るグループから選択される。   The polarization recovery device (200) of claim 21, wherein the electromagnetic radiation source (212) is selected from the group consisting of a halogen lamp and a filament lamp. 請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、更に以下を有する、
前記出力方向(206)の近傍に配設されて前記有用偏光光(204)を実質的に収集する画像投影装置(260)。
The polarization recovery device (200) of claim 1, further comprising:
An image projection device (260) disposed in the vicinity of the output direction (206) to substantially collect the useful polarized light (204).
請求項34の偏光リカバリ装置(200)であって、前記画像投影装置(260)は以下から成るグループから選択される、
LCOSイメージャ、
DMDチップ、及び、
透過性LCDパネル。
The polarization recovery device (200) of claim 34, wherein the image projection device (260) is selected from the group consisting of:
LCOS imager,
DMD chip, and
Transparent LCD panel.
請求項21の偏光リカバリ装置(200)であって、前記偏光ビームスプリッタ(202)の形状は、前記電磁放射ソース(212)の開口に実質的に適合している。   The polarization recovery device (200) of claim 21, wherein the shape of the polarizing beam splitter (202) is substantially matched to the aperture of the electromagnetic radiation source (212). 請求項1の偏光リカバリ装置(200)であって、前記偏光ビームスプリッタ(202)は、ワイヤ格子偏光ビームスプリッタを含む。   The polarization recovery device (200) of claim 1, wherein the polarization beam splitter (202) comprises a wire grating polarization beam splitter. 偏光リカバリ方法であって、以下の工程を有する、
光を実質的に、有用偏光光(204)と非有用偏光光(208)とに偏光する、
前記有用偏光光(204)を出力方向(206)に伝達する、
前記非有用偏光光(208)を前記出力方向(206)に対して実質的に直交する第1直交方向(210)に反射する、
前記非有用偏光光(208)を、前記出力方向(206)と前記第1直交方向(210)とに対して実質的に直交する第2直交方向(216)に反射する、そして、
前記非有用偏光光(208)を前記出力方向(206)に反射する。
A polarization recovery method comprising the following steps:
Substantially polarizing light into useful polarized light (204) and non-useful polarized light (208);
Transmitting the useful polarized light (204) in the output direction (206);
Reflecting the non-useful polarized light (208) in a first orthogonal direction (210) substantially orthogonal to the output direction (206);
Reflecting the non-useful polarized light (208) in a second orthogonal direction (216) substantially orthogonal to the output direction (206) and the first orthogonal direction (210); and
The non-useful polarized light (208) is reflected in the output direction (206).
偏光リカバリシステムであって、以下を有する、
光を実質的に、有用偏光光(204)と非有用偏光光(208)とに偏光するための手段、
前記有用偏光光を出力方向(206)に伝達するための手段、
前記非有用偏光光を前記出力方向(206)に対して実質的に直交する第1直交方向(210)に反射するための手段、
前記非有用偏光光を、前記出力方向(206)と前記第1直交方向(210)とに対して実質的に直交する第2直交方向(216)に反射するための手段、そして、
前記非有用偏光光を前記出力方向(206)に反射するための手段。
A polarization recovery system comprising:
Means for substantially polarizing light into useful polarized light (204) and non-useful polarized light (208);
Means for transmitting said useful polarized light in the output direction (206);
Means for reflecting the non-useful polarized light in a first orthogonal direction (210) substantially orthogonal to the output direction (206);
Means for reflecting the non-useful polarized light in a second orthogonal direction (216) substantially orthogonal to the output direction (206) and the first orthogonal direction (210); and
Means for reflecting the non-useful polarized light in the output direction (206).
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