提供偏振光的光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有部分反射、部分透射的偏振器和布置成发射和反射光的发光模块的光学系统。还公开了用于提供这样的光学系统的方法。
【背景技术】
[0002]光照设备是已知的，其中偏振器用于提供线偏振光。偏振器被适配成将入射光划分成相反偏振特性的两个线偏振分量。一个分量穿过偏振器，而另一个分量被偏振器吸收。然而，利用这样的技术的一个缺陷是由于偏振器仅透射一个分量所致的相对欠佳的效率。
[0003]在例如US 3，566，099中，通过提供具有布置在抛物面反射器的口部之上的反射-透射偏振器的光投射组件来解决该问题，其中一个分量穿过偏振器并且另一个分量反射回到反射器中。使关于所透射的分量相反偏振的经反射的分量穿过直接定位在偏振器后面的四分之一波片。四分之一波片将经反射的分量转换成圆偏振光，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。当经反向的分量回穿过四分之一波片时，其将显现为与偏振器所透射的原始分量在相同方向上线偏振的光并且因此将穿过偏振器，从而加强透射分量。然而，仍旧存在对于用于生成偏振光的具有改进的效率的光学系统的需要。
[0004]US 2006/0238716 Al公开了一种光源模块，其包括安装在底座上以生成和发射光照光并且具有反射入射在发光芯片上的光的反射率的发光芯片，与底座耦合以朝向前向方向反射来自发光芯片的光的反射镜，以及安装在反射镜的出射端上以通过反射将入射在偏振对准单元上的光的一部分馈送回来并且在一个方向上偏振来自发光芯片的光并输出偏振光的偏振对准单元，其中入射在偏振对准单元上的光中被馈送回来的光由反射镜和底座中的至少一个反射回到偏振对准单元。
[0005]US 2006/0196944 Al公开了由LED和角度控制透镜形成的LED光源。LED包括衬底上的LED芯片并且还提供有布置在LED芯片周围的反射区域。
【发明内容】
[0006]鉴于上文，本发明的至少一些实施例的目的是提供一种输出偏振光的光学系统，其具有改进的效率。
[0007]因此，提供了具有独立权利要求的特征的光学系统和方法。从属权利要求限定有利实施例。
[0008]根据本发明的第一方面，提供了一种光学系统或光学设备，其包括被适配成发射光的至少一个发光模块。发光模块包括至少一个发光表面部分和至少一个对应反射表面部分。另外，光学系统包括相对于至少一个发光模块中的对应一个布置以便接收由至少一个发光模块发射的至少一些光的至少一个反射器，以及相对于反射器布置以便接收由至少一个发光模块发射的光中的至少一些的偏振器。偏振器被适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。经反射的光中的至少一些例如经由反射器处的反射而朝向至少一个发光模块透射回来。至少一个发光表面部分和至少一个反射表面部分中的每一个关于至少一个反射器的光轴非对称地布置，并且至少一个发光表面部分中的每一个和对应的至少一个反射表面部分关于与至少一个反射器的光轴重合的点彼此点对称地布置。由此，由偏振器反射的光中的至少一些撞击在至少一个反射表面部分上，撞击光中的至少一些由此朝向偏振器反射，撞击光中的至少一些通过偏振器透射。
[0009]根据本发明的第二方面，提供了一种用于提供光学系统的方法。方法包括提供被适配成发射光的至少一个发光模块，其中发光模块包括至少一个发光表面部分和至少一个对应反射表面部分。方法还包括相对于至少一个发光模块中的对应一个布置至少一个反射器以便接收由至少一个发光模块发射的至少一些光，以及相对于反射器布置偏振器以便接收由至少一个发光模块发射的光中的至少一些。偏振器被适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，其中经反射的光中的至少一些例如经由反射器处的反射而朝向至少一个发光模块透射回来。提供至少一个发光模块的步骤包括关于至少一个反射器的光轴非对称地布置至少一个发光表面部分和至少一个反射表面部分中的每一个，以及关于与至少一个反射器的光轴重合的点彼此点对称地布置至少一个发光表面部分中的每一个和对应的至少一个反射表面部分，使得由偏振器反射的光中的至少一些撞击在所述至少一个反射表面部分上。由此，撞击光中的至少一些朝向偏振器反射，撞击光中的至少一些通过偏振器透射。
[0010]本方面是基于以下认识:从光学系统发射的偏振光的量或光学系统的效率例如取决于反射器内的光反射程度或范围。通过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将未通过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，可以使得能够实现由发光模块生成的光的改进的“回收利用”。另外，通过提供例如可以关于其光轴圆对称的反射器内的发光模块，所述发光模块具有关于与光轴重合的点彼此点对称地布置的反射表面部分和发光表面部分并且其中至少一个发光表面部分和至少一个反射表面部分关于光轴非对称地布置，相比于利用不具有任何反射表面部分或不展现反射表面部分相对于发光表面部分的这样的点对称布置的发光模块而言，反射器内的光反射程度可以增加。至少一个反射和发光表面部分的光学系统的点对称性和至少一个反射和发光表面部分关于光轴的非对称放置使得由偏振器朝向发光模块反射回来的光中的至少一些能够撞击在与光从其发射的对应发光表面部分点对称地布置的反射表面部分上。由此，借助于发光模块中相对于发光表面部分对称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，所述发光表面部分关于光轴非对称地布置，并且光学系统的效率因而可以改进。通过布置反射表面部分使得具有第二偏振方向的经反射的光中的至少一些撞击在反射表面部分上而不是发光模块的发光表面部分上，撞击在发光模块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)在一个或多个反射表面上(例如在发光模块的反射表面部分上和/或在反射器上)反射时可以发生改变，所以经回收利用的光中的至少一些最终可以作为具有期望的偏振方向的光而通过偏振器透射。
[0011]一般已知的是，点对称性还可以描述为在平面中绕轴线的180度旋转。在该情况中，至少一个反射表面部分和至少一个发光表面部分关于与光轴重合的点彼此点对称地布置还可以描述为至少一个反射表面部分和至少一个发光表面部分布置成在发光模块的平面中关于与光轴重合的点或者关于光轴旋转180度。
[0012]至少一个发光表面部分关于光轴非对称地布置，这还可以描述为至少一个发光表面部分未关于光轴定心或未在光轴上定心。当发光表面部分关于光轴非对称地布置时，由于关于光轴的相互点对称性，所以反射表面部分也关于光轴非对称地布置，或者换言之，也未关于光轴定心或未在光轴上定心。
[0013]当比较反射表面部分的面积与发光表面部分的面积之间的关系或比例时，可以指出的是，光回收利用的效率可以随反射表面部分的面积的增加而增加。与发光表面部分的面积相比较，光反射表面部分的面积越大，经反射的光撞击在反射表面部分上的概率就越大。然而，本方面的有利之处在于，还可以针对由发光表面部分和反射表面部分覆盖的相对小的总面积而获得相对高的回收利用效率。这可以通过反射表面部分和发光表面部分的对称构成而实现，其中反射表面部分与对应的发光表面部分关于光轴点对称地布置。由此可以利用例如可覆盖与发光表面部分的面积相等的面积的反射表面部分的相对小的总面积而获得发光模块处的相对高量的光反射。
[0014]根据实施例，偏振器被适配成以便分别透射和反射具有第一偏振状态的光，诸如例如线偏振光。光学系统还可以包括偏振状态转换器，其相对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将具有第一偏振状态的光(例如为线偏振光)转换成具有第二偏振状态的光，诸如圆或椭圆偏振光。偏振状态转换器还相对于反射器布置以便接收由发光模块的至少一个反射表面部分反射的光中的至少一些并且将具有第二偏振状态的光转换成具有第一偏振状态的光。允许由偏振状态转换器将偏振器所反射的光中的至少一些转换成圆偏振光有利地使得当圆偏振光在反射器内每一次例如由发光模块的反射表面部分反射时，偏振方向能够从例如左手偏振改变成右手偏振，并且反之亦然。在返回到偏振状态转换器之前已经在一个或多个反射表面上(例如在发光模块的反射表面部分上和/或在反射器上)反射奇数次的圆偏振光可以具有相反的偏振方向，而