JP2010230933A - 集光光学素子 - Google Patents
集光光学素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010230933A JP2010230933A JP2009077568A JP2009077568A JP2010230933A JP 2010230933 A JP2010230933 A JP 2010230933A JP 2009077568 A JP2009077568 A JP 2009077568A JP 2009077568 A JP2009077568 A JP 2009077568A JP 2010230933 A JP2010230933 A JP 2010230933A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- incident
- light guide
- optical element
- condensing optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
【解決手段】集光光学素子10は、導光体10A及び導光体10Bを一体に形成したものである。入射部から所定角度で入射した光は、入射面12及び反射面14の間で全反射されながら伝播する。くさび状の導光体10Aでは、伝播光は高次モードから低次モードに変換されて平行光化されて、透過面13を通過する。透過面13から導光体10Bに入射した光は、入射面12及び反射面14の間で全反射されながら伝播する。逆くさび状の導光体10Bでは、伝播光は低次モードから高次モードに変換され、水平方向に集光される。高次モードに変換され、出射部に向かって集光された光は、臨界角を超えて出射部18から取り出される。
【選択図】図2
Description
(集光光学素子の概略構成)
図1(A)〜(C)は本発明の第1の実施の形態に係る集光光学素子の構成を示す概略図である。図1(A)は集光光学素子の斜視図であり、図1(B)は集光光学素子を上側から見た平面図であり、図1(C)は集光光学素子の光軸に沿った断面図である。図2は集光光学素子を2つの導光体に分解したときの分解斜視図である。以下では、集光光学素子に入射した光は、幾何光学上の正方向(図面上で左側から右側)に伝播するものとして説明する。また、光伝播方向に対して「上流側」及び「下流側」という表現を用いる。
図2を参照して、集光光学素子10の集光動作を説明する。集光光学素子10は、上流側に配置された導光体10Aと、下流側に配置された導光体10Bとが、仮想面である透過面13を介して連続するように一体に形成されている。入射面12は1つの平面である。一方、第1の反射面14は、透過面13を境に折れ曲がっており、導光体10A側の四角形状の平面と、導光体10B側の台形状の平面の2つの平面で構成されている。
集光光学素子10を構成する光学材料としては、導光体として機能するように、導光する波長の光に対し透明であり、外部に配置される材料よりも屈折率の高い材料が用いられる。例えば、空気中に配置される場合には、屈折率が1より大きい材料であればよく、屈折率が1.3〜2.7程度の光学材料を用いることが一般的であるが、特に限定されるものではない。なお、光学材料に関しては、以下に説明する他の実施の形態に係る集光光学素子にも、同様の材料を用いることができる。
図3(A)及び(B)は集光光学素子の使用方法の一例を示す概略図である。本発明の集光光学素子は、照射された光のうち入射部に所定角度で入射する光を集光するものであり、光源に応じて材料や形状を適宜選択することで、例えば、レーザ光源、LED光源、太陽光、点光源、線光源、面光源など、種々の光源を用いることができる。また、光源から照射される光は、コヒーレント光、インコヒーレント光、又はコヒーレンシーの度合いがコヒーレント光とインコヒーレント光との間にある光の何れでもよい。
次に、入射した光が集光光学素子10内を全反射して伝播するための条件について説明する。図4は、集光光学素子の子午線面における解析モデル(子午線近似モデル)である。本実施の形態に係る集光光学素子10は、幅方向に略対称な形状である。従って、入射面12から入射する光は、光軸を含む平面(子午線面)内を伝播するメリジオナル光線と、子午線面内に含まれないスキュー光線とに分けられる。子午線近似モデルとは、子午線面内を伝播するメリジオナル光線の伝播挙動を表すモデルである。
式(1)中、nAは空気の屈折率、nLGPは集光光学素子の構成材料の屈折率である。
図6(A)〜(D)は本発明の第2の実施の形態に係る集光光学素子の構成を示す概略図である。図6(A)は集光光学素子の斜視図であり、図6(B)は集光光学素子を上側から見た平面図であり、図6(C)は集光光学素子の光軸に沿った断面図である。図6(D)は集光光学素子を2つの導光体に分解したときの分解斜視図である。
図7(A)〜(C)は本発明の第2の実施の形態に係る集光光学素子の変形例の構成を示す概略図である。図7(A)は集光光学素子の斜視図であり、図7(B)は集光光学素子を上側から見た平面図であり、図7(C)は集光光学素子の光軸に沿った断面図である。
図9(A)〜(D)は本発明の第3の実施の形態に係る集光光学素子の構成を示す概略図である。図9(A)及び(B)は集光光学素子の斜視図であり、図9(C)は集光光学素子を上側から見た平面図であり、図9(D)は集光光学素子の光軸に沿った断面図である。図10は集光光学素子を2つの導光体に分解したときの分解斜視図である。
図11及び図12は本発明の第3の実施の形態に係る集光光学素子の変形例の構成を示す概略図である。図12(A)及び(B)は集光光学素子の斜視図であり、図12(C)は集光光学素子を上側から見た平面図であり、図12(D)は集光光学素子の光軸に沿った断面図である。図11に示すように、変形例に係る集光光学素子は、第3の実施の形態に係る剣先状の集光光学素子50を、切断線55、57に沿って鉛直方向(図面の手前から奥に向う方向、上下方向)にカットした形状を備えている。
図14(A)は本発明の第4の実施の形態に係る集光光学素子の構成を示す概略斜視図であり、図14(B)はこの集光光学素子を2つの導光体に分解したときの分解斜視図である。また、図13は、図14に示す集光光学素子の上流側の導光体の形成方法の一例を示す概略斜視図である。
図15(A)〜(C)は第4の実施の形態に係る集光光学素子の変形例を示す図である。第4の実施の形態では、円錐の側面の一部を切り取った曲面からなる反射面を備える集光光学素子について説明したが、単純な円錐に限らず、回転軸の周りに直線又は曲線を回転させて得られた回転軸対称の形状であればよく、その側面(斜面)を切り取った曲面を、反射面として用いることができる。このような曲面を反射面として備える集光光学素子は、第4の実施の形態の集光光学素子80と同様に、回転軸を含む中心方向への集光性が高い。
なお、上記の実施の形態では、光伝播方向に沿って略左右対称に形成された集光光学素子の例について説明したが、集光光学素子は左右対称の形状に限定される訳ではない。また、2つの導光体の組合せ方法により、種々の形状の集光光学素子を得ることができる。図5(A)〜(D)は2つの導光体の組合せ方法の例を示す図である。第1の実施の形態の集光光学素子10の例で説明すると、上述した通り、集光光学素子10は、くさび状の導光体10Aと逆くさび状の導光体10Bとが、組み合わされて一体化されたものである。
10A 導光体
10B 導光体
12 入射面
13 透過面
14 第1の反射面
15 LDアレイ
161 第2の反射面
162 第3の反射面
17 集光レンズ
18 出射端面
191 導光板
192 反射部材
193 反射部材
20 集光光学素子
20A 導光体
20B 導光体
21 太陽光
22 入射面
23 透過面
24 第1の反射面
261 第2の反射面
262 第3の反射面
28 出射端面
30 集光光学素子
30A 導光体
30B 導光体
32 入射面
33 透過面
34 第1の反射面
361 第2の反射面
362 第3の反射面
38 出射端面
40 入射ビーム
42 出射ビーム
50 集光光学素子
50A 導光体
50B 導光体
52 入射面
53 透過面
54 反射面
55,57 切断線
58 出射部
60 集光光学素子
60A 導光体
60B 導光体
62 入射面
63 透過面
64 反射面
70 集光光学素子
72 表面
74 裏面
75 円錐
77 対称軸
78 出射端面
80 集光光学素子
80A 導光体
80B 導光体
82 入射面
83 透過面
84 第1の反射面
861 第2の反射面
862 第3の反射面
88 出射端面
90 回転軸
92 直線
94 曲線
96 曲線
Claims (4)
- 予め定めた入射角で複数の光が入射する入射部を有する入射面、及び前記入射面に対向する少なくとも1つの反射面を備え、前記入射面から入射された光を前記入射面と前記入射面に対向する反射面との間で全反射して長さ方向に伝播する長尺状の導光体であって、導光体の厚さ及び導光体の幅の少なくとも一方が光伝播方向の下流側に向って増加する第1の導光体と、
前記入射面に連続する表面、前記表面に対向する少なくとも1つの反射面、及び前記表面と前記表面に対向する反射面との間で全反射されて伝播された光が出射する出射部を備え、前記第1の導光体と共に光路を形成するように前記第1の導光体に連結された長尺状の導光体であって、導光体の厚さ及び導光体の幅の少なくとも一方が光伝播方向の下流側に向って減少する第2の導光体と、
を含む集光光学素子。 - 前記出射部が、伝播された光が臨界角を超えて出射する角度で前記表面と交差する出射端面である、請求項1に記載の集光光学素子。
- 前記入射部の光が入射する幅方向の位置に応じて、前記出射部から出射する光の出射位置又は出射方向が異なるように、前記入射面に対向する反射面及び前記表面に対向する反射面の少なくとも一方を互いに交差する複数の面で構成した、請求項1又は請求項2に記載の集光光学素子。
- 前記入射面に対向する反射面が、回転軸の周りに前記回転軸と交差する直線又は曲線を回転させて得られた曲面を含む、請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の集光光学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077568A JP5108814B2 (ja) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 集光光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077568A JP5108814B2 (ja) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 集光光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010230933A true JP2010230933A (ja) | 2010-10-14 |
JP5108814B2 JP5108814B2 (ja) | 2012-12-26 |
Family
ID=43046817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009077568A Expired - Fee Related JP5108814B2 (ja) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 集光光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5108814B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053379A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置 |
WO2013011613A1 (ja) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | パナソニック株式会社 | 集光型レンズアレイおよびそれを備えた太陽電池 |
CN103591552A (zh) * | 2013-06-03 | 2014-02-19 | 瑞仪光电股份有限公司 | 一种导光板及照明装置 |
US8970556B2 (en) | 2011-04-25 | 2015-03-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus to sense touching and proximate objects |
US9182087B2 (en) | 2013-06-03 | 2015-11-10 | Radiant Opto-Electronics Corporation | Light guide and a light device incorporating the same |
WO2020161250A1 (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | Rockley Photonics Limited | Optical components for imaging |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0798402A (ja) * | 1993-04-30 | 1995-04-11 | Nippon Steel Corp | リニアアレイレーザダイオードに用いる光路変換器及びそれを用いたレーザ装置及びその製造方法 |
JP2000098383A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Colcoat Kk | 透明導光板とその製造方法 |
JP2001108807A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-20 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The | バックライト用導光板及びバックライト |
JP2004158336A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Advanced Display Inc | 面状光源装置および該装置を用いた液晶表示装置 |
JP2006053464A (ja) * | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Nec Viewtechnology Ltd | 照明装置及び投射型表示装置 |
JP2008505445A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 複数の光導波路を有する蛍光体による照明システムおよびそれを用いたディスプレイ |
JP2008529251A (ja) * | 2005-02-05 | 2008-07-31 | ケンブリッジ フラット プロジェクション ディスプレイズ リミテッド | 平板レンズ |
JP2009503793A (ja) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー | バックライトおよびフロントライト用のエテンデュ保存型照明光学部品 |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009077568A patent/JP5108814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0798402A (ja) * | 1993-04-30 | 1995-04-11 | Nippon Steel Corp | リニアアレイレーザダイオードに用いる光路変換器及びそれを用いたレーザ装置及びその製造方法 |
JP2000098383A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Colcoat Kk | 透明導光板とその製造方法 |
JP2001108807A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-20 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The | バックライト用導光板及びバックライト |
JP2004158336A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Advanced Display Inc | 面状光源装置および該装置を用いた液晶表示装置 |
JP2008505445A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 複数の光導波路を有する蛍光体による照明システムおよびそれを用いたディスプレイ |
JP2006053464A (ja) * | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Nec Viewtechnology Ltd | 照明装置及び投射型表示装置 |
JP2008529251A (ja) * | 2005-02-05 | 2008-07-31 | ケンブリッジ フラット プロジェクション ディスプレイズ リミテッド | 平板レンズ |
JP2009503793A (ja) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー | バックライトおよびフロントライト用のエテンデュ保存型照明光学部品 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053379A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置 |
US8970556B2 (en) | 2011-04-25 | 2015-03-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus to sense touching and proximate objects |
WO2013011613A1 (ja) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | パナソニック株式会社 | 集光型レンズアレイおよびそれを備えた太陽電池 |
JP5655146B2 (ja) * | 2011-07-15 | 2015-01-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 集光型レンズアレイおよびそれを備えた太陽電池 |
US8993871B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-03-31 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Condensing lens array, and solar cell provided with same |
CN103591552A (zh) * | 2013-06-03 | 2014-02-19 | 瑞仪光电股份有限公司 | 一种导光板及照明装置 |
US9182087B2 (en) | 2013-06-03 | 2015-11-10 | Radiant Opto-Electronics Corporation | Light guide and a light device incorporating the same |
WO2020161250A1 (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | Rockley Photonics Limited | Optical components for imaging |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5108814B2 (ja) | 2012-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5108814B2 (ja) | 集光光学素子 | |
US10345612B2 (en) | Transparent material light-emitting module with two reflection faces | |
US20100098377A1 (en) | Light confinement using diffusers | |
JP2012531622A (ja) | ディンプル型の光収集および集光システム、その構成要素、および方法 | |
JP2009516208A5 (ja) | ||
JPS5856920B2 (ja) | 光学式エンコ−ダ用配光装置 | |
US8376575B1 (en) | Light emitting diode optical system and related methods | |
US9435515B2 (en) | Near-field lens with convex hyperbolic surface | |
TW200947002A (en) | Gratings at optical fiber side and coupling apparatus using the same | |
JP2013518299A5 (ja) | ||
JP5507837B2 (ja) | レーザビームを形成するための装置 | |
JP2011248312A (ja) | 光学素子及びそれを備える光学装置 | |
JP2023030117A (ja) | 光源装置 | |
JP4684322B2 (ja) | 複合導光フィルムモジュール | |
US20060233492A1 (en) | Optical beam combiner/concentrator | |
JP5215312B2 (ja) | 照明装置 | |
JP3752538B2 (ja) | 光結合装置 | |
WO2019176181A1 (ja) | レーザモジュール | |
TW201541134A (zh) | 光耦合元件及應用光耦合元件之光學模組 | |
US20140063836A1 (en) | Laser Lighting Device | |
JP2010266629A (ja) | ソーラーシステム用フレネルレンズ及びソーラーシステム | |
JP4024270B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
WO2013058381A1 (ja) | 集光装置、光発電装置及び光熱変換装置 | |
US4803608A (en) | Rear lights for bicycles and other vehicles | |
CN110137796A (zh) | 半导体激光模块和激光振荡器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100701 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110812 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20110905 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120703 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120903 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120925 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |