提供偏振光的光学系统的制作方法_2

文档序号:8926913阅读:来源:国知局
在返回到偏振状态转换器时已经在反射器内反射偶数次的圆偏振光可以具有与离开偏振状态转换器时相同的偏振方向。具有相反偏振方向的偏振光可以有利地由偏振状态转换器转换成具有第二偏振方向的线偏振光,其可以通过偏振器透射。由此可以增加经透射的光的量以及因而光学系统的效率。
[0015]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,诸如例如圆偏振光。偏振器可以例如配置成诸如在EP0606940 BI或EP0606939 BI中公开的偏振器。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透射的(例如圆偏振)光中的至少一些并且将具有第一偏振状态的光转换成具有第二偏振状态的光,诸如例如线偏振光。本实施例由此允许偏振器或反射-透射偏振器透射具有所期望或要求的第一偏振方向的圆或椭圆偏振光,并且反射具有第二偏振方向的至少一些圆偏振光。如之前所描述的,经反射的圆偏振光可以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)的奇数次反射后使其偏振方向反向,使得具有例如第二偏振方向的光可以被转换成具有第一偏振方向的光,并且反之亦然。因而,到达偏振器的经回收利用的光中的至少一些包括具有所期望或要求的第一偏振方向的圆或椭圆偏振光。反射器和/或发光模块的反射表面部分可以用作用于将由偏振器反射的光转换成具有所期望或要求的偏振方向的光的转换器,所述光由此可以通过偏振器透射。
[0016]根据实施例,偏振状态转换器包括多个堆叠的双折射层。使用这样的偏振状态转换器可以允许补偿或降低在反射器中的反射期间可能在光的偏振中引入的任何椭圆率的程度。堆叠的双折射层还可以允许获得消色差的偏振状态转换器。
[0017]此外或可替换地,偏振状态转换器可以包括扭曲液晶结构,例如90°扭曲向列液晶结构,其例如可以包括夹在两个透明衬底之间的液晶层或聚合液晶材料。
[0018]通过将发光模块布置在沿光学系统或反射器的光轴的不同位置处,可以调节离开光学系统的光束的角度和形状。根据一个示例,至少一个发光模块可以布置在垂直于至少一个反射器的光轴的平面中,所述光轴与至少一个发光模块相交。根据另一示例,至少一个发光模块布置成使得至少一个反射器中的对应一个的焦点与至少一个发光模块重合。例如在反射器包括抛物面反射器的情况中,通过布置发光模块使得抛物面反射器的焦点与发光模块重合,可以生成大体准直的光束。
[0019]根据实施例,至少一个发光表面包括布置在印刷电路板的至少一部分上的发光二极管(LED)。然而,这仅仅是发光表面的非限制性示例。在本申请的上下文中,术语“发光表面”用于限定光源的发光表面,该光源基本上可以是能够在例如通过跨其施加电势差或通过其传递电流而激活时发射电磁频谱区(例如可见区、红外区和/或紫外区)中的任何区或区的组合中的辐射的任何设备或元件。因此,光源可以具有单色、准单色、多色或宽带频谱发射特性。光源的示例包括半导体、有机或聚合物/聚合LED、激光器、蓝色LED、RGB LED、光学泵浦磷光体涂敷LED、光学泵浦纳米晶体LED、RGB激光器、(多个)激光泵浦磷光体或如本领域技术人员已知的任何其它类似的设备。
[0020]根据实施例,至少一个反射表面部分包括镜涂层等,其可以是非导电的和/或与至少一个发光表面部分电气隔离。非导电涂层可以直接施加在发光模块的表面上而没有使任何导电通路短路的风险。如果与表面部分电气隔离则可以使用导电镜涂层,以便降低导电通路短路的风险。
[0021]根据实施例,光学系统包括多个发光模块和/或多个反射器。通过提供每一个对应于至少一个发光模块的多个反射器,相比于具有若干发光模块和单个反射器的光学系统而言,可以利用相对平坦的光学系统获得具有相对大的截面的光束。由于抛物面或球面反射器的宽度取决于如沿反射器的光轴所测量的反射器的深度,所以相对宽的反射器可以对应于相对深的反射器。使用多个反射器因而可以允许实现具有多个发光模块的相对宽且同时相对平坦的光学系统。
[0022]根据实施例,光学系统包括至少一个折射透镜,其被适配成收集通过偏振器透射的光的大部分或全部或至少一部分并且将该光形成或成形为所选或期望的射束形状。至少一个透镜可以例如布置成将通过偏振器透射的光聚焦和/或引导到所光照的目标或对象上。由此借助于光学系统的光照可以例如适配于光学系统与所光照的目标或对象之间的距离。光学系统可以包括可关于发光模块可控地可移动(优选地朝向和/或远离发光模块)的若干透镜,这使得能够调节从光学系统输出的光束的聚焦。透镜的示例包括球面、非球面、双凸、平凸、双凹、平凹透镜或菲涅尔透镜。
[0023]根据实施例,偏振器相对于反射器可调节地布置,或者反之亦然,以便允许调节通过偏振器透射的光的偏振方向。通过偏振器透射的光的偏振方向的调节可能性可以例如借助于可旋转地布置以便能够关于反射器的光轴旋转的偏振器而实现。
[0024]光学系统可以包括被适配成指示通过偏振器透射的光的偏振方向的指示器。指示器可以布置成以便为用户提供如何调节偏振器相对于反射器的布置或者反之亦然的指导,使得通过偏振器透射的光的偏振方向变得更接近或等于通过偏振器透射的光的所选偏振方向。
[0025]用户可能例如正在观看或看向由光学系统光照的目标或对象的至少部分反射的表面。通过为用户提供如何调节光照目标或对象的表面的光的偏振方向的指导,可以(由用户)控制从表面到达用户或观察者的眼睛的光反射的量或程度以便合乎期望或所选的准贝1J。这可以通过利用以下观察来实现:在表面处反射的入射光的比例尤其取决于入射光的偏振方向。因此,通过调节通过偏振器透射并且撞击在表面上的光的偏振方向,可以控制或调节表面处的光反射程度。可以例如控制通过偏振器透射的光的偏振方向使得例如s偏振光(即具有垂直于入射平面的偏振方向的光)或P偏振光(即具有平行于入射平面的偏振方向)撞击在所光照的目标或对象的表面上。s偏振光可以有利地允许来自所光照的目标或对象的至少部分反射的表面的相对高程度的光反射,而P偏振光可以允许来自所光照的目标或对象的至少部分反射的表面的相对低程度的光反射。能够调节通过偏振器透射的光的偏振方向可以使得能够实现相对灵活的光学系统,其可以由例如用户或观察者适配以便降低或增加所光照的目标或对象处的反射。
[0026]能够降低来自用户或观察者所观看的表面的光反射程度或眩光可以允许降低来自诸如有光泽的杂志和电子平板之类的信息载体的干扰眩光,并且因而改善信息载体上的文本等的可读性。通过使观察者或用户能够降低来自这样的表面的不合期望的眩光,对于例如平坦屏幕产品的发行者和制造者而言可以可能的是使用具有带光泽的抛光的纸张和显示器。能够调节撞击在对象上的光的偏振方向以便增加经反射的光的量对于晶体、珠宝、钻石和其中期望闪亮效果的其它对象的光照可以是有利的。出于设计的目的,在有光泽的表面处同样期望反射。本实施例还可以提供相对灵活的光学系统,其可以适配于各种光照条件和要求。如之前所提到的,光学系统可以用于例如提供晶体中的增强闪亮效果和提供用于有光泽的杂志的阅读的舒适光照二者。
[0027]在本申请的上下文中,指示器应当被理解为布置用于例如向用户指示离开光学系统的光的偏振方向的任何构件。指示器可以例如通过指针或诸如箭头、文本、符号或图片之类的标记实现,并且可以指示出射光的偏振方向,或者在其处可以实现期望的光照所要求的偏振器的方向或取向。期望的光照可以例如由期望或所选的准则针对来自所光照的目标或对象处的表面的光反射程度来限定。在替换方案中或者此外,指示器可以是听觉或触觉的,或者视觉、听觉和触觉的任何组合。
[0028]要指出的是,本发明涉及在权利要求中记载的特征的所有可能组合。
【附图说明】
[0029]参照附图,通过本发明的优选实施例的以下说明性且非限制性详细描述,将更好地理解本发明的以上以及附加的目的、特征和优点,在附图中:
图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的包括发光模块和透射-反射偏振器的光学系统的截面侧视图;
图2示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的光学系统的截面侧视图;
图3a_3d各自示意性地描绘了具有至少一个发光表面部分与对应反射表面部分的发光模块的顶视图或正视图;
图4示意了根据本发明的实施例的包括多个反射器和发光模块的光学系统的截面
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