JP2014530460A - 高リサイクル効率の固体光源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (20)
- 小角度の光と大角度の光を含む光を所定の範囲の方向へ放出する及び/又は散乱する発光面を有しており、前記小角度の光が前記発光面の法線方向に対して前記大角度の光よりも小さい角度を持っている第1の光源と、
前記第1の光源へ前記小角度の光を再案内するために、それぞれ前記第1の光源の一方側に配置された2つの反射器を含む光リサイクルシステムと、
を備えることを特徴とする光源装置。 - 前記光リサイクルシステムの前記2つの反射器は、1つ又はそれ以上の球面反射器、複合放物面集光器、又は平坦な反射器を含むことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記光リサイクルシステムの前記2つの反射器は、小角度の光を反射し、大角度の光を透過する前記発光面に隣接配置された角度選択フィルタを含むことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記大角度の光を集光して出力するための集光システムを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記集光システムは、前記第1の光源の周囲に配置された、1つ又はそれ以上の反射器、もしくは1つ又はそれ以上のプリズム、もしくは1つ又はそれ以上の反射器および1つ又はそれ以上のプリズムの組合せを備えることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。
- 前記第1の光源は、発光ダイオードを含み、前記発光面が前記発光ダイオードの表面であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記第1の光源は、
第1の波長を有する第1の励起光を放出する第1の発光ダイオードと、
前記第1の発光ダイオードによって放出される前記第1の励起光を吸収し、前記第1の波長よりも長い波長を有する変換光を放出する少なくとも1つの波長変換材料を有する波長変換素子と、
を含み、
前記発光面は、前記波長変換材料の表面であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記波長変換素子は、2つ又はそれ以上の異なる波長変換材料を有し、前記第1の励起光に2つ又はそれ以上の異なる前記波長変換材料を交互に露出させるように移動可能であることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
- 前記第一発光ダイオードから前記波長変換素子に前記第1の励起光を送達するための送達光学素子を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
- 前記波長変換素子は、逆進行する変換光を前記光リサイクルシステムに向かって順方向に反射するために、前記波長変換材料と前記送達光学素子との間に配置されたダイクロイックフィルタを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の光源装置。
- エアギャップは、前記ダイクロイックフィルタと前記波長変換材料との間に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の光源装置。
- 第2の波長を有する第2の励起光を放出する第2の発光ダイオードと、
前記第2の発光ダイオードによって放出される前記第2の励起光を吸収し、前記第2の波長よりも長い波長を有する変換光を発光する前記波長変換材料に前記第2の励起光を案内するように、前記光リサイクルシステムと協働する光学系と、
を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 - 前記第2の発光ダイオードは、前記光リサイクルシステムの後方に配置され、前記光リサイクルシステムは、前記変換光を反射し、前記第2の励起光を透過するダイクロイック素子を含むことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
- 前記光学系は、中空又は中実の複合放物面集光器(Compound Parabolic Concentrator、CPC)を含み、前記ダイクロイック素子は、前記CPCの出力ポートに配置されていることを特徴とする請求項13に記載の光源装置。
- 前記光リサイクルシステムは、
第2の光を放出するための発光面を有する第2の光源と、
前記第2の光源の前記発光面に向かって前記第1の光源からの前記小角度の光を再案内するために、前記第1の光源と前記第2の光源との間に配置された1つ又はそれ以上の反射器を含む光学系と、
を含み、
前記第2の光源の前記発光面は、前記光学系を介して、前記第1の光源へ前記第1の光源からの前記光を反射しまたは散乱しており、
前記光学系は、前記第1の光源の前記発光面へ前記第2の光源からの前記第2の光を案内することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記光学系は、中空の複合放物面集光器(CPC)と前記中空のCPCの出力ポートの近傍に配置されたレンズを含み、又は中実のCPCと前記中実のCPCの出力ポートの近傍に配置されたレンズを含み、又は湾曲出力面を有する中実のCPCを含むことを特徴とする請求項15に記載の光源装置。
- 前記第1の光源の前記発光面は、所定の範囲の方向へ光を散乱する散乱面を含むことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 光を放出するシート状の光源と、
小角度の光と大角度の光を含む、自体に照射された光を所定の範囲の方向へ拡散しており、前記小角度の光が前記光拡散器の法線方向に対して前記大角度の光よりも小さい角度を持っている、前記光源とは異なる光拡散器と、
2つの反射器を含む光リサイクルシステムと、
を備え、
前記光源と前記光拡散器は、前記2つの反射器の間に位置しており、前記2つの反射器は、前記光拡散器へ前記光拡散器からの前記小角度の光を再案内することを特徴とする光源装置。 - 第1の光源の発光面によって、小角度の光と大角度の光を含む、所定の範囲の方向を有する光を生成しており、前記小角度の光が前記発光面の法線方向に対して前記大角度の光よりも小さい角度を持っているステップと、
前記光源の前記発光面へ前記小角度の光を再案内するステップと、
前記大角度の光を集光して出力するステップと、
を備えることを特徴とする出力光を生成するための方法。 - 前記生成ステップは、
第1の波長を有する第1の励起光を放出するステップと、
波長変換材料によって、前記第1の励起光を前記第1の波長よりも長い波長を有する変換光に変換するステップと、
を含み、
前記方法は、
第2の波長を有する第2の励起光を放出するステップと、
前記波長変換材料に前記第2の励起光を案内するステップと、
前記波長変換材料によって、前記第2の励起光を前記第2の波長よりも長い波長を有する変換光に変換するステップと、
を更に備えることを特徴とする請求項19に記載の出力光を生成するための方法。
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