TWI390266B - 照明系統、車輛頭燈、投影系統、燈具、信號燈、顯示器及提供照明之方法 - Google Patents

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Michael Francis Weber
Kenneth Alan Epstein
Craig Russell Schardt
James Edwin Watson
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Description

照明系統、車輛頭燈、投影系統、燈具、信號燈、顯示器及提供照明之方法
本發明係關於一種顯示器；特別是關於一種利用發射性材料及干擾反射器來過濾組份的照明系統。
在構造中利用發光二極體(LED)之白光源可具有兩基本組態。在一組態(本文中稱作直接發射性LED)中，由不同顏色之LED之直接發射來產生白光。實例包括紅色LED、綠色LED與藍色LED之組合、及藍色LED與黃色LED之組合。在另一組態(本文中稱作磷轉換LED(PCLED))中，單一LED產生處於一窄波長範圍內之光，該光照射在磷或其他類型之發射性材料上且對其進行激勵以產生具有與由該LED所產生之光之波長不同之波長的光。該磷可包括獨特發射性材料之混合物或組合，且由該磷所發射之光可包括廣或窄發射線，該等發射線分佈在可見波長範圍上，使得發射光對於人類肉眼大體上呈現白色。
PCLED之一實例為一照明磷之藍色LED，該磷將藍光轉換至較長波長。該磷未吸收藍色激勵光之一部分，且剩餘的藍色激勵光與由該磷所發射之較長波長組合。PCLED之另一實例為一照明磷之紫外線(UV)LED，該磷吸收UV光且將UV光轉換至紅光、綠光及藍光、或藍光與黃光之組合。
PCLED之另一應用係將UV光或藍光轉換至綠光。一般而言，綠色LED具有相對低之效率，且可在運作期間改變輸出波長。與綠色LED對比，綠色PCLED可具有改良之波長穩定性。
白光PCLED優於直接發射白色LED之優勢包括作為裝置老化及溫度之函數之更好的色彩穩定性、及更好的批對批與裝置對裝置色彩均勻性/可重複性。然而，部分地歸因於在由磷所進行之光吸收及光再發射之過程中的無效率，PCLED可較直接發射LED更不有效。
本揭示提供利用發射性材料及干擾反射器來過濾組份的照明系統。在某些實施例中，本揭示之干擾反射器可包括若干包括個別光學層之多層光學薄膜，該等個別光學層中至少一些為雙折射的，其經由該薄膜之厚度而被排列成光學重複單元。相鄰光學層具有折射率關係，該等關係維持反射性且避免p偏振光在中等至高入射角處洩漏。
在一態樣中，本揭示提供一照明系統，其包括一發射具有一第一光學特徵之光之光源、及光學耦接至該光源之光導，其中每一光導包括一輸入表面及一輸出表面。該系統進一步包括發射性材料，其經定位以接收來自至少一光導之光，其中該發射性材料在以具有該第一光學特徵之光來照明時發射具有一第二光學特徵之光。該系統進一步包括一第一干擾反射器，其位於該發射性材料與該等光導之輸出表面之間，其中該第一干擾反射器大體上透射具有該第一光學特徵之光，且大體上反射具有該第二光學特徵之光。
在另一態樣中，本揭示提供一顯示器，其包括一照明系統及一空間光調變器。該照明系統包括一發射具有一第一光學特徵之光之光源、及光學耦接至該光源之光導，其中每一光導包括一輸入表面及一輸出表面。該系統亦包括發射性材料，其經定位以接收來自至少一光導之光，其中該發射性材料在以具有該第一光學特徵之光來照明時發射具有一第二光學特徵之光。該系統亦包括一第一干擾反射器，其位於該發射性材料與該等光導之輸出表面之間，其中該第一干擾反射器大體上透射具有該第一光學特徵之光，且大體上反射具有該第二光學特徵之光。該空間光調變器光學耦接至該照明系統且包括可控元件，該等可控元件可運作以調變來自該照明系統之光的至少一部分。
在另一態樣中，本揭示提供一種將照明提供至一所要位置的方法，其包括：以具有一第一光學特徵之光來照明複數個光導之至少一光導，其中該至少一光導將該光導引穿過一輸出表面；及以來自該至少一光導之輸出表面之光來照明一第一干擾反射器，其中該第一干擾反射器大體上透射具有該第一光學特徵之光，且大體上反射具有一第二光學特徵之光。該方法進一步包括：以由該第一干擾反射器所透射之光來照明發射性材料，使得該發射性材料發射具有該第二光學特徵之光；及將由該發射性材料所發射之光的至少一部分導引至該所要位置。
本揭示之上述概述並非意欲描述本揭示之每一所揭示之實施例或每一實施例。隨後之[圖式簡單說明]及[實施方式]更特定地例示說明性實施例。
本揭示提供照明系統，其包括一光源、一或多個光導、發射性材料及一或多個干擾反射器。在某些實施例中，該等照明系統提供用於各種應用之白光。如本文所使用，術語"白光"係指在人眼中刺激紅色、綠色及藍色感應器以得到一外觀的光，普通觀察者將該外觀認為是"白色"。此光可偏向於紅色(通常稱作暖白光)或偏向於藍色(通常稱作冷白光)。另外，此光可具有高達100之演色指數。一般而言，此等照明系統包括一光源，該光源發射包括一第一光學特徵之光。本揭示之系統亦包括發射性材料，該發射性材料在以具有該第一光學特徵之光來照明時，發射具有一第二光學特徵之光。該第一光學特徵及該第二光學特徵可為任何適當之光學特徵，例如波長、偏振、調變、強度等。舉例而言。該第一光學特徵可包括一第一波長區，且該第二光學特徵可包括一與該第一波長區不同之第二波長區。在一例示性實施例中，該光源可發射具有一第一光學特徵之光，其中該第一光學特徵包括一包括UV光之第一波長區。在此說明性實施例中，由該光源所發射之UV光照明發射性材料，其引起此材料發射具有一第二光學特徵之光，其中該第二光學特徵包括一包括可見光之第二波長區。
本揭示之某些實施例包括一短帶通(SP)干擾反射器。如本文所使用，術語"短帶通干擾反射器"係指以下一反射器：其大體上透射具有一第一光學特徵之光，且大體上反射具有一第二光學特徵之光。在一例示性實施例中，一照明系統包括一SP干擾反射器，該SP干擾反射器大體上透射來自一光源之UV光，且大體上反射由已由所透射之UV光照明之發射性材料所發射之可見光。
另外，在某些實施例中，該等照明系統包括一長帶通(LP)干擾反射器，如本文所使用，術語"長帶通干擾反射器"係指以下一反射器：其大體上透射具有一第二光學特徵之光，且大體上反射具有一第一光學特徵之光。舉例而言，在一例示性實施例中，一照明系統包括一LP干擾反射器，該LP干擾反射器大體上透射由發射性材料所發射之可見光，且大體上反射來自一已照明該發射性材料之光源之UV光。
一般而言，當該第一光學特徵及該第二光學特徵與波長相關聯時，本揭示之發射性材料可將較短波長之光(例如，UV光)下轉換至較長波長之光(例如，可見光)。或者，亦有可能將紅外輻射上轉換至可見光。舉例而言，上轉換磷在此項技術中已為吾人熟知，且通常使用兩個或兩個以上紅外光子以產生一個可見光子。需要激勵此等磷之紅外LED已被演示且其非常有效。可藉由添加LP干擾反射器及/或SP干擾反射器來使得使用此方法的可見光源更有效，儘管每一者之功能在此情形下較下轉換磷系統反向。SP干擾反射器可用於向磷導引IR光同時透射可見光，且可放置LP干擾反射器以使得該磷在LED與該LP干擾反射器之間，其中該LP干擾反射器向外朝所意欲之系統或使用者導引所發射之可見光。雖然本揭示之例示性實施例通常將第一光學特徵及第二光學特徵與波長相關聯，但是應瞭解，此等例示性實施例亦可將該第一光學特徵及該第二光學特徵與其他適當之光特徵(例如，偏振、調變、強度等)相關聯。舉例而言，可選擇一SP干擾反射器，使得其大體上透射一第一偏振之光，而LP干擾反射器大體上透射一第二偏振之光。
本揭示之照明系統可用於任何適當之應用中。舉例而言，在某些實施例中，照明系統可用作顯示器、燈具、頭燈、信號燈(sign)等之光源。
在某些實施例中，SP干擾反射器與LP干擾反射器中之一者或兩者包括聚合多層光學薄膜。聚合多層光學薄膜為具有至少一第一及第二聚合材料之數十、數百或數千之交替層的薄膜。此等層具有以下厚度及折射率：此等厚度及折射率經選擇以在光譜之所要部分中達成所要反射性，該所要部分諸如限於UV波長之反射能帶或限於可見光波長之反射能帶。見(例如)美國專利第5,882,774號(Jonza等人)。可處理該等聚合多層光學薄膜，使得相鄰層對具有匹配或接近匹配或故意失配之與垂直於該薄膜之z軸線相關聯的折射率，使得對於p－偏振光而言，相鄰層之間之每一介面的反射性隨入射角緩慢地降低，大體上獨立於入射角，或隨入射角遠離法線而增加。因此，此等聚合多層光學薄膜可甚至在高度傾斜之入射角處為p－偏振光維持高反射性水平，藉此較習知的無機各向同性堆疊反射器減少了由反射薄膜所透射之p－偏振光的量。在某些實施例中，選擇聚合材料及處理條件，使得對於每一對相鄰光學層而言，沿z軸線(平行於薄膜之厚度)之折射率差不超過沿x或y(平面內)軸線之折射率差的分數，該分數為0.5、0.25或甚至為0.1。沿z軸線之折射率差可具有與平面內折射率差之符號相同或相反的符號。
此等聚合多層光學薄膜可形成為任何適當之形狀，如將在本文中進一步描述。舉例而言，聚合多層光學薄膜可藉由壓印、熱成形或其他已知技術而永久變形以具有三維形狀，諸如抛物面、球體或橢球之一部分。見(例如)美國專利第6,788,463號(Merrill等人)。亦見美國專利第5,540,978號(Schrenk)。各種各樣的聚合材料適合用於照明系統之多層光學薄膜中。在根據本揭示之各種實施例之特定應用中，需要多層光學薄膜包括由當曝露於UV光時抵抗降級之材料所組成的交替聚合物層，例如，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)/共－聚甲基丙烯酸甲酯(共－PMMA)之聚合物對。亦可藉由倂入諸如受阻胺光穩定劑(HALS)之非UV吸收光穩定劑來增加聚合反射器之UV穩定性。在某些情形下，聚合多層光學薄膜亦可包括透明金屬或金屬氧化物層。見(例如)PCT公開案WO 97/01778(Ouderkirk等人)。在使用將會不可接受地降級甚至穩固之聚合材料組合之特別高強度之UV光的應用中，可能有益的是使用無機材料來形成多層光學薄膜。無機材料層可為各向同性的，或可使其展示如(例如)PCT公開案WO 01/75490(Weber)中所描述之形態雙折射，且因此具有得到如本文所述的增強之p－偏振反射性之有益的折射率關係。
一般而言，本文所描述之干擾反射器包括由有機材料、無機材料或有機材料與無機材料之組合所形成之反射器。該干擾反射器可為多層干擾反射器。該干擾反射器可為可撓性干擾反射器。可撓性干擾反射器可自聚合材料、非聚合材料或聚合材料與非聚合材料而形成。美國專利第6,010,751號(Shaw等人)、第6,172,810號(Fleming等人)及EP733,919A2(Shaw等人)中揭示了包括聚合材料及非聚合材料之例示性薄膜。
本文所描述之干擾反射器可自可撓性材料、塑性材料或可變形材料而形成，且其自身可為可撓性的、塑性的或可變形的。可偏轉或彎曲此等可撓性干擾反射器，且其仍保持其預偏轉光學性質。
諸如膽固醇型反射性偏光器及特定嵌段共聚物之已知的自我組裝式週期性結構被認為是用於本揭示之目的之多層干擾反射器。可使用左手對掌性間距元件與右手對掌性間距元件來製造膽固醇型鏡面。
在本揭示之某些實施例中，可選擇干擾反射器以大體上透射或部分地透射具有一選定光學特徵之光。
舉例而言，部分地透射藍光之LP干擾反射器可與薄黃磷層組合地使用，以在第一次通過磷之後將來自光源之一些藍光導引回至該磷層上。
除提供UV光及藍光之反射外，多層光學薄膜之一功能可為阻礙UV光之透射，以便防止照明系統內部或外部之後續元件的降級，包括防止對人眼的傷害。在某些實施例中，可將一UV吸收器包括在UV反射器之離光源最遠的側面上。此UV吸收器可在多層光學薄膜中、在其上或與其相鄰。
雖然本揭示之干擾反射器可包括任何適當之材料或多種材料，但是全聚合物構造可提供若干製造及成本益處。若在干擾反射器中利用具有高光學透射及大指數差異之高溫聚合物，則可製造既薄又極具可撓性之環境穩定的反射器以滿足SP及LP干擾反射器的光學需要。在某些實施例中，如(例如)美國專利第6,531,230號(Weber等人)中所教示之共擠多層干擾反射器可提供精確波長選擇以及大面積的成本有效之製造。具有高指數差異之聚合物對之使用允許非常薄的高反射鏡面之構造，該等鏡面為獨立式的，意即，不具有基板但是仍容易被處理。或者，如(例如)美國專利第3,711,176號(Alfrey,Jr.等人)中所描述，可藉由鑄造來形成本揭示之干擾反射器。
全聚合干擾反射器可熱成形為各種三維形狀，例如半球形圓頂(如本文中將進一步描述)。然而，必須小心地在該圓頂之整個表面上將變薄控制至校正量以創建所要之角度效能。具有簡單兩維曲率之干擾反射器較三維的複合形狀之干擾反射器更易於創建。詳言之，任何薄且可撓性之干擾反射器可彎曲成兩維形狀(例如，圓柱體之一部分)，在此情形下，不需要全聚合干擾反射器。以此方式可形成薄聚合基板上之多層無機干擾反射器、以及厚度小於200μm之玻璃基板上的無機多層。後者可必須被加熱至接近玻璃轉移點之溫度以獲得一具有低應力之永久形狀。
SP及LP干擾反射器之最佳能帶邊緣將取決於系統中光源與發射性材料兩者之發射光譜。在一說明性實施例中，對於SP干擾反射器而言，大體上所有來自光源之發射會穿過該SP干擾反射器以激勵發射性材料，且藉由該SP干擾反射器而反射大體上所有朝該光源被導引回之發射，因此該等發射不會進入該光源或其基礎結構(其中可吸收該等發射)。為此原因，將界定SP干擾反射器之能帶邊緣之短帶通放置於光源之平均發射波長與發射性材料之平均發射波長之間的區域中。在一說明性實施例中，將SP干擾反射器放置於光源與發射性材料之間。然而，若SP干擾反射器為平面的，則來自光源之發射可以各種垂直於該SP干擾反射器之表面的角度及由該SP干擾反射器所反射且未能到達發射性材料之某入射角來撞擊該SP干擾反射器。除非彎曲干擾反射器以維持一幾乎恆定之入射角，否則吾人可能需要將設計能帶邊緣放置於一大於發射性材料發射曲線與光源發射曲線之中點之波長的波長處以最優化總體系統效能。詳言之，非常少之發射性材料發射被以接近零度之入射角(意即，垂直於干擾反射器之表面)導引至該干擾反射器，因為所包括之立體角非常小。在另一說明性實施例中，自光源相對於發射性材料來放置LP干擾反射器，以將該光源光再循環回至該發射性材料以改良系統效率。在一說明性實施例中，若光源發射係在可見光光譜中且需要大量發射來平衡發射性材料之顏色輸出，則可省略LP干擾反射器。然而，部分地透射較短波長之光(例如，藍光)的LP干擾反射器可用於經由光譜角度偏移來最優化藍光源/黃磷系統之角度效能，該光譜角度偏移將通過更多以高於正入射角之角度的藍光。在另一說明性實施例中，彎曲LP干擾反射器以維持來自該LP干擾反射器上之光源的發射光之幾乎恆定的入射角。在此實施例中，發射性材料與光源都面向LP干擾反射器之一側面。在高入射角處，一具有大體上平面形狀之LP干擾反射器可能不反射較短波長之光。為此原因，可將LP干擾反射器之長波長能帶邊緣放置於盡可能長之波長處，同時阻礙盡可能少之發射性材料發射。此外，可改變能帶邊緣放置以最優化總體系統效率。
在某些實施例中，本文所描述之多層干擾反射器可具有一橫向厚度梯度，意即，自該反射器之一截面至該反射器之另一截面不同之厚度。此等反射器可具有較厚的干擾層，因為發射光入射角向多層反射器之外部區域而增加。在反射器之外部區域處增加反射器厚度會補償能帶偏移，因為反射波長與高及低指數干擾層之光學厚度及入射角成比例。
圖1示意性地說明照明系統10之一實施例。系統10包括一光源20及一具有輸出表面14之光導12。在某些實施例中，光導12亦可包括一輸入表面16。系統10亦包括一第一干擾反射器30，其位於光源20與光導12之輸出表面14之間。位於第一干擾反射器30與光導12之輸出表面14之間的係發射性材料40。
光源20可包括任何適當之光源或多個光源，例如，電致發光裝置、冷陰極螢光燈、無電極螢光燈、LED、有機電致發光裝置(OLED)、聚合物LED、雷射二極體、弧光燈等。如本文所使用，術語"LED"係指發射光之二極體，該光不管是可見的、紫外線的還是紅外線的，不管是相干的還是不相干的。本文所使用之術語亦包括不相干的環氧物密封之半導體裝置，市場上稱作"LED"，不管是習知種類的還是超輻射種類的。本文所使用之術語亦包括半導體雷射二極體。在某些實施例中，光源20可經定位成與光導12之一或多側面、及/或光導12之一或多個主表面相鄰。如圖1所示，光源20經定位成與輸入表面16相鄰。雖然圖1說明照明系統10為具有一個光源20，但是照明系統10可包括經定位成與光導12之相同或其他輸入表面相鄰的兩個或兩個以上光源。
光源20發射具有一第一光學特徵之光。可選擇任何適當之光學特徵。在某些實施例中，該第一光學特徵可包括一第一波長區。舉例而言，光源20可發射UV光。如本文所使用，術語"UV光"係指具有約150 nm至約425 nm範圍內之波長的光。在另一實例中，光源20可發射藍光。
在某些實施例中，光源20包括一或多個LED。舉例而言，該或該等LED可發射UV光及/或藍光。藍光亦包括紫光及靛藍光。LED包括自發發射裝置以及使用受激發射或超輻射發射之裝置，包括雷射二極體及垂直共振腔面射型二極體。
系統10之光導12可包括任何適當之光導，例如，中空或實心光導。雖然光導12被說明為平面形狀，但是光導12可採用任何適當之形狀，例如，楔形、圓柱形、平面、圓錐形、複雜的模製形狀等。另外，光導12之輸入表面16及/或輸出表面14可包括任何適當之形狀，例如，上文對光導12之形狀而描述的形狀。光導12可最好經組態以導引光穿過其輸出表面14。另外，光導12可包括任何適當之材料或多種材料。舉例而言，光導12可包括：玻璃；包括聚甲基丙烯酸甲酯之丙烯酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物；包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二酸乙二酯(PEN)之聚酯、及含有PET或PEN或兩者之共聚物；包括聚乙烯、聚丙烯、聚降烯(polynorborene)之聚烯烴、處於等規、無規及間規立體異構體(sterioisomer)之聚烯烴、及藉由金屬茂聚合而產生之聚烯烴。其他適當之聚合物包括聚醚醚酮及聚醚醯亞胺。
照明系統10亦包括一第一干擾反射器30，其位於光源20與光導12之輸出表面14之間。在圖1中所說明之實施例中，第一干擾反射器30為SP干擾反射器，意即，其大體上透射來自光源20之具有第一光學特徵之光，且大體上反射具有第二光學特徵之光。舉例而言，如將在本文中進一步描述，發射性材料40在以來自光源20之UV或藍光來照明時可發射可見光。在此一實施例中，可選擇第一干擾反射器30，使得其大體上透射UV光且大體上反射可見光。在其他實施例中，發射性材料40在以來自光源20之光來照明時可發射紅外光。在此等實施例中，可選擇第一干擾反射器30，使得其大體上透射來自光源20之光且大體上反射紅外光。
第一干擾反射器30可位於光源20與光導12之輸出表面14之間的任何適當位置中。在某些實施例中，第一干擾反射器30可位於光導12之輸入表面16上、在光導12內或在光源20上。
第一干擾反射器30可包括本文所描述之任何適當的干擾反射器或多個反射器。另外，第一干擾反射器30可採用任何適當的形狀，例如，半球形、圓柱形、平面等。第一干擾反射器30可由當曝露於UV光、藍光或紫光時抵抗降級之材料(諸如本文所論述的)形成。一般而言，本文所論述之多層反射器可在高強度照明下穩定持續延長之時段。高強度照明通常可被定義為1至100瓦特/cm2 之通量級。適當之說明性聚合材料可包括自(例如)下列各物而形成之抗UV材料：丙烯酸系材料、PET材料、PMMA材料、聚苯乙烯材料、聚碳酸酯材料、可購自3M公司(St.Paul,MN)之THV材料、及其組合。此等材料及PEN材料可與發射藍光之光源一起來使用。
照明系統10亦包括位於第一干擾反射器30與光導12之輸出表面14之間的發射性材料40。發射性材料40在以來自光源20之具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。該第二光學特徵可為任何適當之光學特徵，例如，波長、偏振、調變、強度等。在某些實施例中，當以由光源20所發射之包括第一波長區之光來照明發射性材料40時，由發射性材料40所發射之光可包括第二波長區。舉例而言，在某些實施例中，發射性材料40在以來自光源20之UV光或藍光來照明時可發射可見光。如本文所使用，術語"可見光"係指肉眼可感知之光，例如，通常在約400 nm至約780 nm之波長範圍內。在其他實施例中，發射性材料40可發射可見光及/或紅外光。如本文所使用，術語"紅外光"係指780 nm至2500 nm之波長範圍內之光。
一般而言，本文所揭示之實施例可以各種發射性材料運作。在某些實施例中，可使用適當之磷材料。此等磷材料通常在組份上為無機的，具有150－1100 nm範圍內之激勵波長。磷摻合物可包含分散於一黏合劑中之在1－25μm大小範圍內的磷顆粒，該黏合劑諸如聚矽氧、含氟聚合物、環氧物、黏接劑或另一聚合基質，其然後可應用至一諸如LED或薄膜之基板。磷包括稀土摻雜的石榴石、矽酸鹽及其他陶瓷。在其他實施例中，發射性材料亦可包括有機螢光材料，該等有機螢光材料包括螢光染料及顏料、硫化物、鋁酸鹽、磷酸鹽、氮化物。見(例如)Shionoya等人之Phosphor Handbook ,CRC Press,Boca Raton,FL(1998)。
在利用具有窄發射波長範圍之發射性材料40之實施例中，可調配發射性材料之混合物以達成如由觀察者所感知之所要的色彩平衡，例如，紅色、綠色及藍色發光材料之混合物。在其他實施例中，具有較寬發射能帶之發射性材料可用於具有較高演色指數之混合物。在某些實施例中，該等發射性材料可具有快速之輻射衰變率。發射性材料40可形成於一連續或不連續層中。發射性材料40可為一均勻或不均勻圖案。發射性材料40可包括具有小面積之區域，例如，"點"，其各在一平面圖中具有小於10000μm2 之面積。在一說明性實施例中，該等點可各自一發射具有一或多個不同峰值波長之較長波長之光的磷而形成。舉例而言，至少一點可包括一發射一在紅色區域中之峰值波長的第一發射性材料，且至少另一磷點可包括一發射一在藍色區域中之峰值波長的第二發射性材料。可以所要之任何均勻或不均勻方式來排列或組態發射具有複數個峰值波長之可見光的點。舉例而言，發射性材料40可包括以一沿表面或面積具有不均勻密度梯度之圖案的點。該等點可具有任何規則或不規則之形狀，且在平面圖中不需要為圓形。此外，發射性材料40可在多層光學薄膜之共擠表皮層中。
結構化發射性材料可以若干方式來組態以提供如本文所述之在效能中的益處。當多個磷類型用於提供較廣或較滿之光譜輸出時，來自較短波長磷之光可由其他磷再吸收。每一磷類型之包括隔離點、線或隔離區域之圖案可減少再吸收的量。
多層發射性材料結構亦可減少吸收。舉例而言，每一發射性材料之層可按順序形成，其中最長波長發射器最靠近激勵源。較靠近該發射器而發射之光將在總體發射性材料內平均地經受多次散射，其散射程度大於靠近該發射性材料之輸出表面而發射之光的散射程度。因為所發射之最短波長最傾向於散射與再吸收，所以可能較佳的是使最短波長發射性材料位於最靠近該發射性材料之輸出表面。此外，可能較佳的是對每一層使用不同厚度來補償激勵光在其傳播穿過多層結構時之逐漸降低的強度。對於具有類似吸收及發射效率之發射性材料而言，自激勵至輸出側面之逐漸變薄的層將會在每一層中為降低的激勵強度提供補償。在某些實施例中，可將一或多個SP干擾反射器定位於不同發射性材料層之間以減少所發射之磷光，該光係藉由該序列中之較早的層而向後散射且再吸收。
非散射發射性材料可與多層光學薄膜組合地提供增強之光輸出。舉例而言，非散射磷層可包括指數匹配之黏合劑(例如，具有高指數惰性奈米顆粒之黏合劑)中的習知磷、習知磷組份之奈米大小顆粒(例如，其中，粒度較小且可忽略地散射光)、或量子點發射性材料。量子點發射性材料為基於具有低能帶隙之半導體的光發射器，該等半導體為(例如)硫化鎘、硒化鎘或矽，其中該等顆粒足夠小，使得電子結構受到粒度影響及控制。因此，經由粒度控制吸收及發射光譜。見(例如)美國專利第6,501,091號(Bawendi等人)。
發射性材料40可位於第一干擾反射器30與光導12之輸出表面14之間的任何適當位置中。在某些實施例中，發射性材料40可位於光導12之輸入表面16上。或者，發射性材料40可放置於光導12內。在其他實施例中，發射性材料40可分散於光導12內。在其他實施例中，發射性材料40可位於第一干擾反射器30之輸出表面32上。可使用任何適當的技術將發射性材料40定位於第一干擾反射器30上，該技術為(例如)共同擁有且同在申請中之美國專利申請公開案第2004/0116033號(Ouderkirk等人)中所描述之彼等技術。舉例而言，發射性材料40可安置或塗覆於第一干擾反射器30上。可將發射性材料40作為一固體層而層壓成與第一干擾反射器30相鄰。此外，可按順序或同時地熱成形發射性材料40與第一干擾反射器30。發射性材料40可為可壓縮的、彈性的且甚至可包含於一發泡結構中。
在某些實施例中，系統10亦可包括一全內反射(TIR)促進層，其在發射性材料40與第一干擾反射器30之間位於發射性材料40上。該TIR促進層可包括提供一低於發射性材料40中之黏合劑之折射率的折射率之任何適當的材料或多種材料。該TIR促進層在某些實施例中可為一氣隙。此一氣隙使得以高入射角穿越之光在發射性材料40中全內反射。在其他實施例中，該TIR促進層可為一具有微觀結構化表面之微觀結構化層。該微觀結構化表面之特徵可為：單一組線性v形凹槽或稜鏡、界定微小錐體陣列之多個相交組v形凹槽、一或多個組窄隆脊等等。當將此一薄膜之微觀結構化表面與另一平坦薄膜相對著放置時，在該微觀結構化表面之最上部分與該平坦薄膜之間形成氣隙。
特定類型之發射性材料可(例如)在將光自第一波長區轉換至第二波長時產生熱。氣隙靠近發射性材料40之存在可顯著減少自發射性材料40至周圍材料之熱傳輸。所減少之熱轉移可以其他方式來補償，諸如藉由靠近發射性材料40提供一可橫向地移除熱之玻璃或透明陶瓷層。
一般而言，光源20發射具有第一光學特徵之光，其至少一部分照明第一干擾反射器30。接著，第一干擾反射器30大體上透射來自光源20之光。透射光之至少一部分照明發射性材料40。發射性材料40在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。通常，發射性材料40可在任何方向中發射光。換言之，可向光源20發射回某些光，且可向光導12發射某些光。大體上反射由發射性材料40所發射之照明第一干擾反射器30之光，以使得該光不會到達可將其吸收處之光源20。光導12導引由發射性材料40所發射之光的至少一部分穿過輸出表面14，在其中然後可使用任何適當技術將其導引至一所要位置。
本揭示之照明系統之某些實施例可包括一個以上干擾反射器。舉例而言，圖2示意性地說明照明系統100之一實施例，其包括一具有輸出表面114與輸入表面116之光導112及一光源120。系統100亦包括一位於光源120與光導112之輸出表面114之間的第一干擾反射器130、及位於第一干擾反射器130與輸出表面114之間的發射性材料140。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖2中所說明之實施例之光導112、光源120、第一干擾反射器130及發射性材料140。圖1之系統10與圖2之系統100之間的一差異為系統100包括一第二干擾反射器150，該第二干擾反射器經定位以使得發射性材料140在第一干擾反射器130與第二干擾反射器150之間。在某些實施例中，第二干擾反射器150為一LP干擾反射器，意即，一大體上透射具有第二光學特徵之光且大體上反射具有第一光學特徵之光的反射器。舉例而言，在某些實施例中，發射性材料140在以UV光或藍光(意即，第一光學特徵)來照明時可發射可見光(意即，第二光學特徵)。在此等實施例中，可選擇第二干擾反射器150，使得其大體上透射可見光且大體上反射UV光或藍光。在其他實施例中，發射性材料140在以UV光或藍光來照明時可發射紅外光。在此等實施例中，可選擇第二干擾反射器150，使得其大體上透射紅外光且大體上反射UV光或藍光。第二干擾反射器150可包括本文所描述之任何適當的干擾反射器或多個反射器。另外，第二干擾反射器150可採用任何適當的形狀，例如，半球形、圓柱形或平面。
第二干擾反射器150可位於發射性材料140與光導112之輸出表面114之間的任何適當位置中。在某些實施例中，第二干擾反射器150可位於光導112之輸入表面116上。在其他實施例中，第二干擾反射器150可位於光導112內。在某些實施例中，如(例如)共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第10/726,997號(Ouderkirk等人)中進一步所描述，發射性材料140可位於第二干擾反射器150上。或者，第一干擾反射器130、發射性材料140及第二干擾反射器150可形成一總成，其中發射性材料140與第一干擾反射器130及第二干擾反射器150兩者接觸。可使用任何適當的技術來形成此一總成，該技術為(例如)共同擁有且同在申請中之美國專利申請公開案第2004/0116033號(Ouderkirk等人)中所描述之彼等技術。
第一干擾反射器130及第二干擾反射器150之存在可增強照明系統100之效率。第二干擾反射器150將未被發射性材料140吸收且否則將會被浪費之光的至少一部分反射回至發射性材料140中。此增加了光自光源120穿過發射性材料140之有效路徑長度，藉此對於發射性材料層或多個層之給定厚度而言增加了由發射性材料140所吸收之光的量。來自光源120之光之再循環亦允許使用發射性材料140之較薄層以用於有效的光轉換。
一般而言，由光源120所發射之具有第一光學特徵之光之至少一部分照明第一干擾反射器130，其大體上透射此光。由第一干擾反射器130所透射之光之至少一部分照明發射性材料140。當以具有第一光學特徵之光來照明時，發射性材料140發射具有第二光學特徵之光。由發射性材料140所發射之光之至少一部分照明第二干擾反射器150，其大體上透射具有第二光學特徵之光。透射光之至少一部分進入光導112，且藉由光導112而導引穿過輸出表面114。大體上將來自光源120之照明第二干擾反射器150之任何光反射向發射性材料140，其中該光可激勵發射性材料140，從而引起進一步之光發射。此外，大體上將由發射性材料140所發射之照明第一干擾反射器130之光反射回至第二干擾反射器150及/或光導112。
本揭示之照明系統可包括一或多個光學元件。舉例而言，圖3示意性地說明一照明系統200，其包括一或多個光學元件260。系統200進一步包括一具有輸出表面214與輸入表面216之光導212及一光源220。系統200亦包括一位於光源220與光導212之輸出表面214之間的第一干擾反射器230、及位於第一干擾反射器230與光導212之輸出表面214之間的發射性材料240。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖3中所說明之實施例之光導212、光源220、第一干擾反射器230及發射性材料240。如本文中進一步所描述，系統200亦可包括一或多個額外干擾反射器(例如，LP干擾反射器)。
該或該等光學元件260可位於發射性材料240與光導212之輸出表面214之間、位於光源220與第一干擾反射器230之間、位於第一干擾反射器230與發射性材料240之間、及/或與光導212之輸出表面214相鄰。該或該等光學元件260可包括任何適當之光學元件或多個光學元件，例如，諸如黏接劑或指數匹配流體或凝膠之光學偶合劑、諸如BEF(可購自3M公司)之光學增亮薄膜、及諸如紫外光吸收染料與顏料之短波長吸收材料、諸如DBEF(亦可購自3M公司)之反射性偏振薄膜、漫射體、及其組合。在某些實施例中，該或該等光學元件260經組態以控制被導引至光導212中之由發射性材料240所發射之光的角度。
在某些實施例中，該或該等光學元件260可包括一或多個反射性偏光器。一般而言，一反射性偏光器可經安置成與發射性材料240相鄰。該反射性偏光器允許透射一較佳偏振光，同時反射其他偏振光。發射性材料240及此項技術中已知之其他薄膜組件可消偏振由一反射性偏光器所反射之偏振光，且或者藉由反射發射性材料240，或者藉由與第一干擾反射器230組合而反射發射性材料240，光可被再循環且增加系統200之偏振光亮度。適當之反射性偏光器包括(例如)膽甾型反射性偏光器、具有波延遲器之膽甾型反射性偏光器、線柵偏光器、或各種可購自3M公司之反射性偏光器(包括DBEF(意即，鏡面反射性偏光器)及DRPF(意即，漫反射性偏光器))。該反射性偏光器較佳偏振由發射性材料240所發射之在一實質波長及角度範圍上的光，且在光源220發射藍光之情形下，其亦可反射藍光。
雖然圖3中所說明之該或該等光學元件260係在光導212之外部，但是該或該等光學元件260可位於光導212上或內部。在某些實施例中，該或該等光學元件260可位於發射性材料240上。若一LP干擾反射器包括於系統300中且位於發射性材料240與輸出表面214之間，則該或該等光學元件260可位於該LP干擾反射器上。
在某些實施例中，照明系統可包括LP反射器而無SP反射器。舉例而言，圖4示意性地說明照明系統300之另一實施例。系統300包括一具有輸出表面314與輸入表面316之光導312及一光源320。系統300進一步包括位於光源320與該光導之輸出表面314之間的發射性材料340、及一位於發射性材料340與光導312之輸出表面314之間的干擾反射器350。本文中關於圖2中所說明之實施例之光導112、光源120、發射性材料140及第二干擾反射器150而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖4中所說明之實施例之光導312、光源320、發射性材料340及干擾反射器350。
雖然將干擾反射器350描述為位於光導312之外部，但是干擾反射器350可位於發射性材料320與光導312之輸出表面314之間的任何適當位置中。舉例而言，干擾反射器350可位於光導312之輸入表面316上或位於光導312之內部。在某些實施例中，干擾反射器350位於發射性材料340上。
另外，在某些實施例中，系統300可包括一或多個光學元件，該或該等光學元件位於光源320與發射性材料340之間、位於發射性材料340與干擾反射器350之間、位於干擾反射器350與光導312之輸出表面314之間、及/或與光導312之輸出表面314相鄰(例如，圖3之一或多個光學元件360)。
一般而言，光源320發射具有第一光學特徵之光，其至少一部分照明發射性材料340。當以具有該第一光學特徵之光來照明時，發射性材料340發射具有第二光學特徵之光。由發射性材料340所發射之光之至少一部分照明干擾反射器350。干擾反射器350大體上透射具有該第二光學特徵之光，且大體上反射具有該第一光學特徵之光。透射光之至少一部分係藉由光導312而導引穿過光導312之輸出表面314。藉由干擾反射器350將未由發射性材料340轉換之由光源320所發射之任何光大體上反射，且導引回至可將其轉換之發射性材料340。可使用任何適當技術將被導引穿過輸出表面314之光導引至一所要位置。
可在本揭示之照明系統中利用之某些光源發射在一較廣發射圓錐體中之光。舉例而言，某些LED發射以一具有2π球面度或更大之立體角之半球形圖案的光。本揭示之某些實施例提供非成像光學裝置以收集及/或導引來自光源之激勵光至光導中。舉例而言，圖5為照明系統400之一實施例的示意性透視圖。系統400類似於圖2之照明系統100。系統400包括一具有輸出表面414與輸入表面416之光導412及一光源420。系統400亦包括一位於光源420與光導412之輸出表面414之間的第一干擾反射器430、位於第一干擾反射器430與輸出表面414之間的發射性材料440、及一位於發射性材料440與輸出表面414之間的第二干擾反射器450。本文中關於圖2中所說明之實施例之光導112、光源120、第一干擾反射器130、發射性材料140及第二干擾反射器150而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖5中所說明之實施例之光導412、光源420、第一干擾反射器430、發射性材料440及第二干擾反射器450。圖2之系統100與圖5之系統400之間的一差異為系統400亦包括一光學空腔470，其光學耦接至光源420，意即，來自光源420之光可被導引至光學空腔470中。當兩個或兩個以上裝置光學耦接時，此等裝置在相同光學路徑中，且可使用任何適當技術(例如，反射、透射、發射等)將光導引至彼此。光學空腔470經組態以向第一干擾反射器430導引由光源420所發射之光。光學空腔470可位於任何適當位置中。在某些實施例中，可定位光學空腔470以與第一干擾反射器430接觸。在某些實施例中，如在本文中進一步所描述，一TIR促進層或多個層可位於光學空腔470與第一干擾反射器430之間。
光學空腔470可採用任何適當的形狀，例如，橢圓形、楔形、矩形、梯形等。光學空腔470可最好採用一抛物線形狀。
光學空腔470可使用任何適當材料或多種材料來製造。在某些實施例中，光學空腔470可包括一寬頻帶干擾反射器472。寬頻帶干擾反射器472可位於光學清晰體上以形成光學空腔470。此一光學清晰體可由任何適當材料或多種材料製成，例如：玻璃；包括聚甲基丙烯酸甲酯之丙烯酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物；包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二酸乙二酯(PEN)之聚酯、及含有PET或PEN或兩者之共聚物；包括聚乙烯、聚丙烯、聚降烯之聚烯烴處於等規、無規及間規立體異構體(sterioisomer)之聚烯烴、及藉由金屬茂聚合而產生之聚烯烴。其他適當之聚合物包括聚醚醚酮及聚醚醯亞胺。在某些實施例中，寬頻帶干擾反射器472可形成為所要形狀以形成光學空腔470。可使用任何適當材料或多種材料且使用任何適當技術來製造寬頻帶干擾反射器472，諸如(例如)美國專利第5,882,774號(Jonza等人)中所描述之彼等材料及技術。
在某些實施例中，光學空腔470可為實心的。或者，光學空腔470可填充有任何適當介質，例如，氣體或液體。
形成光學空腔470以使得光源420將光發射至光學空腔470中。可使用任何適當技術以使得光被導引至光學空腔470中。舉例而言，光源420可放置於光學空腔470內。或者，光源420可經由形成於光學空腔470中之一或多個開口或埠而光學耦接至光學空腔470。在某些實施例中，光學空腔470可包括一或多個孔徑(未圖示)，其允許來自光源420之光照明第一干擾反射器430。在一例示性實施例中，光學空腔470可包括一伸長孔徑，其沿光學空腔470之長度的至少一部分延伸。可將該伸長孔徑定位成與第一干擾反射器430相鄰。在某些實施例中，光學空腔470可包括漫射體或刻面，其可導引大體上垂直於第一干擾反射器430之主表面的光。
一般而言，光源420發射具有第一光學特徵之光，該光係藉由光學空腔470而導引向第一干擾反射器430。第一干擾反射器430大體上透射來自光源420之光，使得其照明發射性材料440。藉由光學空腔470而收集未由第一干擾反射器430透射之光的至少一部分，且將其再導引向第一干擾反射器430。當以具有該第一光學特徵之光來照明時，發射性材料440發射具有第二光學特徵之光。由發射性材料440所發射之光之至少一部分照明第二干擾反射器450。由發射性材料440發射向光學空腔470之任何光藉由第一干擾反射器430而大體上反射回至發射性材料440。藉由光學空腔470而收集由發射性材料440所發射之可由第一干擾反射器430透射之光，且將其導引回至第一干擾反射器430。大體上透射具有該第二光學特徵之光且大體上反射具有該第一光學特徵之光的第二干擾反射器450大體上透射由發射性材料440發射向光導412之輸入表面416的光，在該輸入表面處，該光被導引穿過輸出表面414且隨後被導引至一所要位置。大體上將來自光源420之照明第二干擾反射器450之任何光反射回至發射性材料440，其中可將該光轉換為具有該第二光學特徵之光。
雖然圖5說明照明系統400包括第一干擾反射器430，但是在某些實施例中，系統400可能不包括一第一干擾反射器。在此等實施例中，光學空腔470經定位成與發射性材料440相鄰，使得來自光源420之激勵光之至少一部分照明發射性材料440而不會首先照明一干擾反射器。
雖然圖5中未圖示，但是照明系統400亦可包括經定位成與發射性材料440之一或兩個主表面相鄰之一或多個TIR促進層，如(例如)參考圖1之照明系統10所描述。
本揭示之光學空腔可使用任何適當技術以將來自光源之光導引至干擾反射器、發射性材料或光導上。舉例而言，圖6(A)－(C)為照明系統500之另一實施例的示意圖，其包括一光學空腔570。系統500亦包括一具有輸出表面514與輸入表面516之光導512、及一光學耦接至光學空腔570之光源520。系統500進一步包括一位於光源520與光導512之輸出表面514之間的第一干擾反射器530、及位於第一干擾反射器530與光導512之輸出表面514之間的發射性材料540。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖6(A)－(C)中所說明之實施例之光導512、光源520、第一干擾反射器530及發射性材料540。如本文進一步所描述，系統500亦可包括一LP干擾反射器(例如，圖2之第二干擾反射器150)。
光學空腔570包括一與第一干擾反射器530相鄰之延伸孔徑(未圖示)。可使用任何適當技術將光源520光學耦接至光學空腔570。舉例而言，在圖6(A)－(C)中，光學空腔570包括一集光器571，其收集由光源520所發射之光且將該光導引至光學空腔570中。在某些實施例中，集光器571亦準直發射光。如本文所使用，術語"集光器"係指一非成像光學裝置，其收集由一或多個光源所發射之光且向發射性材料或干擾反射器導引所收集之光。在某些實施例中，光學空腔570之z尺寸502可最好具有一最小值，使得展度(etendue)被保持，同時亦在光學空腔570之表面處維持全內反射(TIR)。此TIR至少部分地取決於光學空腔570之內部空間574之折射率及光源520之展度。若光源520包括一LED晶粒，則在某些實施例中，假設該LED晶粒發射至2π球面度，在此情形下，折射率1.5之TIR角度約為42°。在此等實施例中，300μm LED晶粒之z尺寸502等於(300μm)/sin(48°)＝400μm。若光導512之z尺寸為1000μm，則第一干擾反射器530上之光之入射角等於sin－ 1 ((300μm)/(1000μm))＝17.5°。對於一多層薄膜而言，具有角度之能帶邊緣偏移的公式為：λ＝λ(0)cos(Θ)其中Θ為在介質中之角度。反射能帶邊緣向下偏移約4%。因此，對第一干擾反射器530之藍色能帶邊緣選擇可較吾人將對正入射角之選擇高約4%。
光學空腔570亦包括內部空間574。內部空間574包括一或多個刻面576。每一刻面576具有一刻面角度578，該刻面角度經選擇以使得刻面576以大體上垂直於第一干擾反射器530之主表面之角度向第一干擾反射器530導引激勵光。每一刻面576具有一反射面577，其反射來自光源520之光。可使用任何適當材料或多種材料來形成刻面576。
若刻面576之反射性表面577包括一多層光學薄膜，則光學空腔570之最小x尺寸504(其確保存在極少或沒有通過刻面576之洩漏)取決於刻面角度578。舉例而言，若刻面角度578為45°，則若光散佈超過±3°，則某些光可在表面577處超過TIR角度。45°之刻面角度578以大體上垂直於第一干擾反射器530之正入射角外耦合光線。然而，在某些實施例中，可能不必要以完全正入射角來照明第一干擾反射器530。舉例而言，10°或20°入射角可足以確保來自光源520之大體上所有光透射穿過至發射性材料540。若光散佈△Θ在光學空腔570中為±3°，則x尺寸等於5700μm或5.7 mm。表1包括對於被給定各種光散佈(△Θ)值之光學空腔570之x尺寸504。
雖然光學空腔570經定位成與光導512之輸入邊緣516相鄰，但是光學空腔570、第一干擾反射器530及發射性材料540可相對於光導512而位於任何適當位置中。舉例而言，在某些實施例中，如本文進一步所描述，光學空腔570、第一干擾反射器530及發射性材料540可經定位成與光導512之主表面相鄰。某些掌上型光導(例如，在掌上型電子裝置之顯示器中所使用之光導)的厚度約為1 mm。薄薄的1 mm尺寸可增加轉換且組裝第一干擾反射器530及發射性材料540的複雜性。若光導512之厚度小於1 mm，則圖6(D)中示意性地說明之實施例可能更有用。在圖6(D)中，光學空腔570d與一傾斜輸入表面516d相鄰，其可允許較大之第一干擾反射器530d。由光導512d所形成之楔狀物為光提供一用以擴展且匹配光導512d之數值孔徑(NA)的區域。一大體上透射由發射性材料540d所發射之光且大體上反射由光源520d所發射之光的可選第二干擾反射器550d可位於光導512d的輸出表面514d及/或與輸入表面516d相對之末端上，以有助於防止未由發射性材料540d轉換之光離開光導512d。
圖6(E)示意性地說明照明系統500e之另一實施例，其中光學空腔570e經定位成與光導512e之底部表面518e相鄰。此一設計對於較小之光導512e而言可允許較大的第一干擾反射器530e及發射性材料540e面積。系統500e亦包括一第二干擾反射器550e，其位於光導512e之輸出表面514e及一末端上，以防止未由發射性材料540e轉換之光離開光導512e。雖然圖6(A)－(E)包括具有一個光源之系統，但是某些實施例可包括兩個或兩個以上光源。舉例而言，圖7示意性地說明一照明系統600，其包括四個光源620，每一光源都光學耦接至光學空腔670。光學空腔670可包括本文所描述之任何適當的光學空腔，例如，圖6(A)－(C)之光學空腔570。每一光學空腔670經定位成與光導612之輸入表面616a及616b相鄰。照明系統600可包括如本文所描述之任何適當的系統，例如，圖2之照明系統100。雖然系統600包括與光導612之兩輸入表面616(a)及616(b)相鄰之光學空腔670，但是系統600可包括位於任何適當位置中之任何適當數量之光學空腔，使得可提供額外光源。
如本文亦將進一步描述，可彎曲任何所揭示之干擾反射器以協助維持由一點光源發射至干擾反射器上之光的大體上正入射角。舉例而言，圖8(A)－(B)示意性地說明照明系統700之一實施例，其具有一彎曲第一干擾反射器730。照明系統700類似於圖1之照明系統10。系統700包括一具有輸出表面714與輸入表面716之光導712、及一或多個光源720。系統700進一步包括一位於該或該等光源720與該輸出表面714之間的第一干擾反射器730、及位於第一干擾反射器730與光導712之輸出表面714之間的發射性材料740。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖8(A)－(B)中所說明之實施例之光導712、該或該等光源720之每一者、第一干擾反射器730及發射性材料740。如本文進一步所描述，系統700亦可包括位於發射性材料740與光導712之輸出表面714之間的可選第二干擾反射器750。
在圖8(A)－(B)所說明之實施例中，該或該等光源720可安裝於互連總成724上。可使用任何適當之互連總成，例如，共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第10/727,220號(Schultz等人)中所描述之彼等總成。系統700進一步包括位於光導712內之一或多個光學空腔770。在圖8(A)－(B)所說明之實施例中，每一光源720與一光學空腔770相關聯。該或該等光學空腔770可採用任何適當之形狀，例如，圓柱形、半球形等。在圖8(A)－(B)所說明之實施例中，每一光學空腔770的形狀為半球形。所有該或該等光學空腔770可採用相同形狀。或者，一或多個光學空腔770可採用不同形狀。另外，每一光學空腔770可具有任何適當之大小。
可藉由反射性表面772來界限該等光學空腔。可使用任何適當之材料或多種材料來形成反射性表面772。反射性表面772可最好包括一如(例如)美國專利第5,882,774號(Jonza等人)中所描述之寬頻帶干擾反射器。
在圖8(A)－(B)所說明之實施例中，該或該等光學空腔770位於光導712之內部空間717中。可使用任何適當技術來形成該或該等光學空腔770。舉例而言，該或該等光學空腔770可在光導712之輸入表面716中形成為凹痕。任何適當數量之光學空腔770可包括於照明系統700中。另外，雖然圖8(A)－(B)說明在光導712之一邊緣上的光學空腔770，但是系統700可包括在光導712之兩個或兩個以上側面或光導712之一或多個主表面上之光學空腔770。在某些實施例中，每一光源720可經定位成最接近於每一光學空腔770之曲率中心。藉由將光源720放置成最接近於每一光學空腔770之曲率中心，由光源720所發射之光可大體上垂直於第一干擾反射器730之主表面而照明第一干擾反射器730，藉此消除某能帶邊緣偏移。換言之，使第一干擾反射器730與光源720間隔開且將其向光源720彎曲可有助於減少照射於第一干擾反射器730上之光的入射角範圍，藉此減少如本文所描述之由藍色偏移效應所引起之光通過第一干擾反射器730的洩漏。
一般而言，具有第一光學特徵之光係由光源720發射且大體上係由第一干擾反射器730透射。透射光照明發射性材料740，從而引起發射性材料740發射具有第二光學特徵之光。由發射性材料740發射向光源720之任何光大體上係由第一干擾反射器730反射。另外，未由第一干擾反射器730透射之任何光大體上係由反射性表面772反射，且被導引回至第一干擾反射器730。然後藉由光導712將由發射性材料740所發射之光導引穿過輸出表面714至一所要位置。若一可選第二干擾反射器750包括於發射性材料740與輸出表面714之間，則第二干擾反射器750可最好大體上透射具有第二光學特徵之光且大體上反射具有第一光學特徵之光。在此一例示性實施例中，由發射性材料740所發射之光將會大體上由第二干擾反射器750透射，且由光導712導引穿過輸出表面714至一所要位置。由光源720所發射之通過發射性材料740而未被吸收之光大體上係由第二干擾反射器750反射回至發射性材料740。
如本文中先前所述，本揭示之某些光源發射以一具有2π球面度或更大之立體角之圖案的激勵光。在某些實施例中，一集光器可用於收集由光源所發射之光，且準直所收集之光，使得以大體上法線角度向一干擾反射器或發射性材料導引該光。圖9(A)－(B)示意性地說明照明系統800之一實施例，其具有一或多個集光器880。照明系統800包括一具有輸出表面814與輸入表面816之光導812及一光源820。在圖9(A)－(B)所說明之實施例中，光源820包括一或多個LED 822，其視情況可安裝於一互連總成824上，如本文進一步所描述。系統800亦包括一位於光源820與輸出表面814之間的第一干擾反射器830、及位於第一干擾反射器830與光導812之輸出表面814之間的發射性材料840。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖9(A)－(B)中所說明之實施例之光導812、光源820、第一干擾反射器830及發射性材料840。雖然未圖示，但是系統800亦可在發射性材料840與輸出表面814之間包括一可選LP干擾反射器，如本文中先前所述。
圖9(A)－(B)之照明系統800與圖1之照明系統10之間的一差異為每一LED 822與一集光器880相關聯。每一集光器880形成一光學空腔882，其將由LED 822所發射之光導引向第一干擾反射器830。每一集光器880可採用任何適當的形狀，例如，球形、抛物線形或橢圓形。每一集光器880可最好採用一允許準直由光源820所發射之光的形狀。另外，每一集光器880可最好應被成形以使得其收集由LED 822所發射之光且將該光導引向第一干擾反射器830，使得激勵光以一大體上垂直於第一干擾反射器830之主表面的角度入射至第一干擾反射器830上。集光器880可減少照射於第一干擾反射器830上之光的角散佈，因此減少了反射能帶之藍色偏移，如本文進一步所描述。每一集光器880可為具有平坦側壁之簡單圓錐截面的形狀，或該等側壁可採用已知用以增強取決於光行進方向之準直或聚焦動作的更複雜的彎曲形狀。集光器880之側壁可最好為反射性的且兩末端不是反射性的。集光器之側壁亦可最好包括一寬頻帶干擾反射器，如本文進一步所描述。每一集光器880可以任何適於第一干擾反射器830之關係來定位。舉例而言，每一集光器880可與第一干擾反射器830間隔分離。或者，一或多個集光器880可與第一干擾反射器830接觸。
雖然將系統800說明為具有一經定位成與光導812之一輸入表面816相鄰之光源820，但是系統800可包括經定位成與光導812之兩個或兩個以上輸入表面相鄰之兩個或兩個以上光源。
任何適當裝置或技術可與本揭示之實施例一起來使用以將來自光源之先導引向干擾反射器，使得該光以大體上法線角度入射在該干擾反射器上。舉例而言，圖10(A)－(B)示意性地說明照明系統900之一實施例，其包括一光學空腔970，該光學空腔具有形成於光學空腔970中之集光器980。系統900包括光源920。光源920包括一或多個LED 922。在此實施例中，光源920經定位成與光導912之輸入表面916相鄰。系統900進一步包括一位於光源920與輸出表面914之間的第一干擾反射器930、及位於第一干擾反射器930與輸出表面914之間的發射性材料940。關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40之所有設計考量及可能性同樣應用至圖10(A)－(B)中所說明之實施例之光導912、光源920、第一干擾反射器930及發射性材料940。系統900亦可包括一LP干擾反射器，例如，圖2之第二干擾反射器150。
定位光學空腔970以將由光源920所發射之光導引至光導912中。光學空腔970包括形成於光學空腔970中之集光器980。每一LED 922具有一對應集光器980。在某些實施例中，兩個或兩個以上LED 922可位於單一集光器980內。集光器980可各採用任何適當之形狀，例如，半球形、抛物線形或圓柱形。在圖10(A)－(B)中，集光器980被成形為兩維圓錐截面。每一集光器980可最好被成形以使得由每一LED 922所發射之光以大體上垂直於第一干擾反射器930之主表面之角度來照明第一干擾反射器930。集光器980收集由LED 922所發射之光，且導引所收集之光，使得其照明第一干擾反射器930。另外，可最好將一或多個LED 922定位成最接近於一或多個集光器980之焦點。
任何適當技術可用於形成光學空腔970及集光器980。在某些實施例中，LED 922可罐裝有一平板封裝物且與光學空腔970指數匹配。另外，可使用任何適當的材料或多種材料(例如，光學黏接劑等)將第一干擾反射器930及發射性材料940光學耦接至光學空腔970。可最好將一TIR促進層定位於光學空腔970與光導912之間，以用於由發射性材料940發射至光導912中之光之更好的NA匹配。
在某些實施例中，LED 922可安裝於一互連總成924上。可使用任何適當的互連總成，例如，共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第10,727,220號(Schultz等人)中所描述之彼等互連總成。在一例示性實施例中，可使用任何適當技術將光學空腔970形成於互連總成924上。
集光器980可包括一反射性內表面，使得由每一LED 922所發射之光被反射向第一干擾反射器930。一或多個集光器980可最好包括一寬頻帶干擾反射器，其位於集光器980中以向第一干擾反射器930反射光。如本文中先前所述，可將本揭示之干擾反射器及發射性材料以任何適於光導之關係來定位。舉例而言，圖1中之照明系統10之第一干擾反射器30及發射性材料40經定位成與光導12之輸入表面16相鄰。在某些實施例中，光轉換可與光導之輸出表面相鄰發生。換言之，來自光源之光可藉由光導而導引穿過該光導之輸出表面，且隨後藉由位於該光導之輸出表面上或與其相鄰之發射性材料而轉換。視所選擇之光源及干擾反射器之類型而定，將發射性材料及干擾反射器定位成與光源相距一距離可防止傷害發射性材料及/或該等干擾反射器。
舉例而言，聚合干擾反射器可由過熱而降級，該過熱可引起材料蠕變，藉此改變層厚度值且因此改變反射器所反射之光的光學特徵(例如，波長)。在最壞情形下，過熱可引起聚合材料熔化，從而導致材料之迅速流動及光學特徵選擇之變化以及誘導濾光器中之不均勻性。
視聚合材料而定，聚合材料之降級亦可由諸如藍色輻射、紫色輻射或UV輻射之短波長(光化)輻射而誘導。降級速率取決於光化光通量與聚合物之溫度兩者。一般而言，溫度與通量兩者將隨距光源之距離的增加而降低。因此，在高亮度光源(尤其是發射UV之光源)之情形下，有利的是將聚合干擾反射器放置成與設計可允許的一樣遠離光源。圖11示意性地說明照明系統1000之一實施例，其包括一具有輸出表面1014與輸入表面1016之光導1012及一光源1020。光源1020發射具有第一光學特徵之光。系統1000亦包括經定位以接收來自光導1012之輸出表面1014之光的發射性材料1040、及一位於發射性材料1040與光導1012之輸出表面1014之間的第一干擾反射器1030。發射性材料1040在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。第一干擾反射器1030大體上透射具有第一光學特徵之光，且大體上反射具有第二光學特徵之光。本文中關於圖1中所說明之實施例之光導12、光源20、第一干擾反射器30及發射性材料40而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖11中所說明之實施例之光導1012、光源1020、第一干擾反射器1030及發射性材料1040。系統1000亦可包括一第二干擾反射器1050，其經定位以使得發射性材料1040在第二干擾反射器1050與第一干擾反射器1030之間。本文所描述之任何適當的干擾反射器可用於第二干擾反射器1050(例如，圖2之第二干擾反射器150)。第二干擾反射器1050可有助於防止由光源1020所發射之某些或所有光到達面向光導1012之輸出表面1014的觀察者。第二干擾反射器1050可位於任何適當位置中。在某些實施例中，第二干擾反射器1050可位於發射性材料1040上且與其接觸。
第一干擾反射器1030可經定位成與輸出表面1014相鄰、在輸出表面1014上、在發射性材料1040上、或在任何其他適當位置中。在一例示性實施例中，第一干擾反射器1030可在發射性材料1040與光導1012之輸出表面1014兩者上且與該等兩者接觸。在某些實施例中，系統1000亦可包括在輸出表面1014與第一干擾反射器1030之間的一或多個TIR促進層、及/或在輸出表面1014上之用以提取來自光導1012之光的一提取裝置或多個裝置。可利用任何適當的提取裝置。在某些實施例中，可包括一提取裝置或多個裝置，其與光導1012之底部表面1018相鄰以導引光導1012內之光的至少一部分穿過輸出表面1014。可利用任何適當的提取裝置或多個裝置。
在某些實施例中，照明系統1000可包括一TIR促進層，其在第一干擾反射器1030與發射性材料1040之間與發射性材料1040接觸。該TIR促進層可最好包括由光源1020所發射之光的波長處的一折射率，其小於發射性材料1040之折射率。可將任何適當的材料或多種材料用於該TIR促進層。該TIR促進層可包括一氣隙；或者，該TIR促進層可包括一微觀結構化層。可將第二TIR促進層定位成在發射性材料1040與可選第二干擾反射器1050之間與發射性材料1040接觸。該第二TIR促進層可最好包括由光源1020所發射之光的波長處的折射率，其小於發射性材料1040之折射率。
雖然未圖示，但是系統1000可包括一或多個光學元件，其經定位以接收由發射性材料1040所發射之光。或者，該或該等光學元件可位於輸出表面1014與第一干擾反射器1030之間、及/或位於光源1020與光導1012之輸出表面1014之間。若包括一第二干擾反射器1050，則該或該等光學元件可位於發射性材料1040與第二干擾反射器1050之間，及/或使得該第二干擾反射器在發射性材料1040與該或該等光學元件之間。該或該等光學元件可包括任何適當的光學元件，如本文進一步所描述。
一般而言，光源1020發射具有第一光學特徵之光，其至少一部分進入光導1012且被導引穿過輸出表面1014。來自光導1012之光之至少一部分照明第一干擾反射器1030且大體上被透射。透射光之至少一部分照明發射性材料1040，藉此引起發射性材料1040發射具有第二光學特徵之光。可然後使用任何適當技術將由發射性材料1040所發射之光導引至一所要位置。大體上向發射性材料反射回由發射性材料1040發射向第一干擾反射器1030之任何光。若一第二干擾反射器1050包括於系統1000中，則大體上透射由發射性材料1040所發射之照明第二干擾反射器1050之光且將其導引至一所要位置。將由光源1020所發射之照明第二干擾反射器1050之任何光大體上向發射性材料1040反射回，在該發射性材料處，可將該光轉換為具有第二光學特徵之光。
或者，本揭示之照明系統之某些實施例可包括LP干擾反射器且無SP干擾反射器。舉例而言，圖17示意性地說明照明系統1600之一實施例，其包括一光源1620及一具有輸出表面1614與輸入表面1616之光導1612。光源1620發射具有第一光學特徵之光。系統1600亦包括：發射性材料1640，其經定位以接收來自輸出表面1614之光；及一干擾反射器1650，其經定位以使得發射性材料1640在輸出表面1614與干擾反射器1650之間。發射性材料1640在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。在此例示性實施例中，干擾反射器1650大體上透射具有第二光學特徵之光，且大體上反射具有第一光學特徵之光。本文中關於圖11中所說明之實施例之光導1012、光源1020、發射性材料1040及第二干擾反射器1050而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖17中所說明之實施例之光導1612、光源1620、發射性材料1640及干擾反射器1650。照明系統1600亦可包括如參考圖11之照明系統1000而描述之其他元件，例如，一或多個光學元件、TIR促進層等。
一般而言，光源1620發射具有第一光學特徵之光，其至少一部分進入光導1612且被導引穿過輸出表面1614。來自光導1612之光之至少一部分照明發射性材料1640，藉此引起發射性材料1640發射具有第二光學特徵之光。干擾反射器1650大體上透射由發射性材料1640所發射之光之至少一部分，且使用任何適當技術將其導引至一所要位置。大體上向發射性材料1040反射回由光源1020所發射之照明干擾反射器1050之任何光，在該發射性材料處，可將該光轉換為具有第二光學特徵之光。
圖12示意性地說明照明系統1100之另一實施例。系統1100包括一具有輸出表面1114與輸入表面1116之光導1112及一光源1120。光源1120發射具有第一光學特徵之光。系統1100進一步包括一第一干擾反射器1130，其經定位成與輸出表面1114相鄰。第一干擾反射器1130大體上透射具有第一光學特徵之光，且大體上反射具有第二光學特徵之光。第一干擾反射器1130包括形成於第一干擾反射器1130之第一主表面1132中之凹痕1134。系統1100亦包括發射性材料1140，其經定位以接收來自光導1112之輸出表面1114之激勵光。系統1100亦可包括一可選LP干擾反射器(未圖示)，其經定位以使得發射性材料1140在該LP干擾反射器與第一干擾反射器1130之間。關於圖2中所說明之實施例之光導112、光源120、第一干擾反射器130、發射性材料140及第二干擾反射器150之所有設計考量及可能性同樣應用至圖12之實施例之光導1112、光源1120、第一干擾反射器1130、發射性材料1140及可選LP干擾反射器。
發射性材料1140包括點1142，其位於形成於干擾反射器1130之主表面1132中之凹痕1134內。每一磷點可具有任何適當的大小。舉例而言，每一點可在平面圖中具有小於10000μm2 或500至10000μm2 之面積。在一說明性實施例中，該等點可各自發射性材料而形成，該發射性材料在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。在某些實施例中，發射性材料1140包括發射一或多個所發射的可見光波長之一或多個點，例如，一發射紅光之點、一發射藍光之點、及一發射綠光之點。舉例而言，磷點1142R在以來自光源1120之光來照明時可發射紅光，磷點1142G可發射綠光，且磷點1142B可發射藍光。
可以所要之任何均勻或不均勻方式來排列且組態點1142。舉例而言，發射性材料1140可為許多沿表面或面積具有不均勻密度梯度之點。該等點可具有任何規則或不規則之形狀且在平面圖中不需要為圓形。
一般而言，結構化磷層(例如，點)可以若干方式來組態以提供如本文所描述之在效能中的益處。當使用各種類型之發射性材料(例如，紅光發射器、綠光發射器等)時，自較短波長發射性材料所發射之光可由其他發射性材料再吸收。每一類型之包括隔離點、線或隔離區域之圖案可減少再吸收的量。
可使用任何適當技術以在干擾反射器1030之主表面1132中提供凹痕1134，例如，熱成形、壓印、滾花、雷射標記或切除、研磨、鑄造及固化等。或者，可熱成形第一干擾反射器1030以提供反射井或凹穴，其內可放置發射性材料1140。可以任何圖案來形成凹痕1134。每一凹痕1134可具有任何適當的深度。每一凹痕1134可最好相對地淺，使得第一干擾反射器1130不會過度地變薄。此變薄可因厚度或角度效應而導致大的波長偏移。
雖然圖12說明發射性材料1140為包括點1142，但是發射性材料1140可以任何適當的形狀及/或圖案來形成，例如，線、離散形狀、或以分級密度及/或大小而圖案化之半色調。
本揭示之光導可採用任何適當的形狀。舉例而言，圖13為照明系統1200之另一實施例之示意圖。系統1200在許多方面類似於圖11之照明系統1000。照明系統1200包括一具有輸出表面1214與輸入表面1216之光導1212及一光源1220。系統1200亦包括經定位以自光導1212之輸出表面1214接收由光源1220所發射之光的發射性材料1240、及一位於發射性材料1240與輸出表面1214之間的第一干擾反射器1230。本文中關於圖11中所說明之實施例之光導1012、光源1020、第一干擾反射器1030及發射性材料1040而描述之所有設計考量及可能性同樣應用至圖13中所說明之實施例之光導1212、光源1220、第一干擾反射器1230及發射性材料1240。系統1200亦可包括一LP干擾反射器(例如，圖11之第二干擾反射器1050)，其經定位以使得發射性材料1240在第一干擾反射器1230與該LP干擾反射器之間。系統1200亦包括一光學空腔1270，其光學耦接至光源1220，其將來自光源1220之激勵光導引至光導1212中。可使用任何適當的光學空腔1270，例如，圖5中所說明之實施例之光學空腔470。
光導1212亦包括一反射性底部表面1218，其與輸出表面1214形成一角度，使得光導1212採用一楔形形狀，該形狀遠離輸入表面1216而逐漸變細。反射性底部表面1218可包括任何適當的反射性材料或多種材料。反射性底部表面1218可最好包括如(例如)美國專利第5,882,774號(Jonza等人)中所描述之一寬頻帶干擾反射器1290。寬頻帶干擾反射器1290可與底部表面1218接觸或間隔。
在某些實施例中，一TIR促進層可位於輸出表面1214與第一干擾反射器1230之間、及/或位於第一干擾反射器1230與發射性材料1240之間，如本文中先前所述。
使用一楔形光導1212可在第一干擾反射器1230上提供由光源1220所發射之光的大體上正入射角，藉此允許在向第一干擾反射器1230第一次通過時透射大體上所有的光。在輸出表面1214與第一干擾反射器1230之間存在一TIR促進層之實施例中，自光導1212內以斜角被導引向輸出表面1214之光可由該TIR促進層導引回至光導1212中。此被再導引之光可然後由反射性底部表面1218以大體上垂直於輸出表面1214之正入射角而反射並被導引穿過輸出表面1214。可向光源1220將光導1212內之某些光導引穿過輸入表面1216。此光可由光學空腔1270收集且被再導引穿過輸入表面1216而進入先導1212。
一般而言，光源1220發射具有第一光學特徵之光，其由光學空腔1270而導引至光導1212中。藉由先導1212及/或光導1212之反射性底部表面1218將光的至少一部分導引穿過輸出表面1214，使得其照明第一干擾反射器1230。第一干擾反射器1230大體上將具有第一光學特徵之光透射在發射性材料1240上。當以具有第一光學特徵之光來照明時，發射性材料1240發射具有第二光學特徵之光。某些光可由發射性材料1240發射回至光導1212之輸出表面1214。第一干擾反射器1230可大體上遠離輸出表面1214而反射回此光。本揭示之照明系統可包括任何適當類型之光導或多種光導。舉例而言，圖14示意性地說明照明系統1300之一實施例，其包括各具有輸入表面1316與輸出表面1314之光導1312及一光源1320。光導1312光學耦接至光源1320。光源1320發射具有第一光學特徵之光。該系統進一步包括經定位以接收來自至少一光導1312之光的發射性材料1340、及一位於發射性材料1340與光導1312之輸出表面1314之間的第一干擾反射器1330。第一干擾反射器1330大體上透射具有第一光學特徵之光，且大體上反射具有第二光學特徵之光。發射性材料1340在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。系統1300亦可包括一可選第二干擾反射器1350，其經定位以使得發射性材料1340在第二干擾反射器1350與第一干擾反射器1330之間。關於圖2中所說明之實施例之光導112、光源120、第一干擾反射器130、發射性材料140及第二干擾反射器150之所有設計考量及可能性同樣應用至圖14中所說明之實施例之光導1312、光源1320、第一干擾反射器1330、發射性材料1340及可選第二干擾反射器1350。
在某些實施例中，光導1312可包括一或多個光纖1313。光纖1313可包括任何適當類型之光纖，例如，大核心聚合物包層矽石光纖(諸如可購自St.Paul,MN之3M公司的在商標TECST M 下市售之彼等光纖)、玻璃光纖、塑膠核心光纖等。光纖1313光學耦接至光源1320。如本文中先前所述，光源1320可包括任何適當類型之光源或多種光源。在某些實施例中，光源1320可包括以陣列圖案而安置之離散LED晶粒或晶片。另外，在某些實施例中，照明系統1300可包括用於每一光源1320之一光纖1313。任何適當技術可用於將由光源1320所發射之光耦接至光導1312中。舉例而言，照明系統1300可包括一或多個集光器，其可將來自一對應LED晶粒之各向同性發射轉換為一射束，該射束將滿足如下述共同擁有且同在申請中之專利申請案中所描述之對應光接收光導的接受角準則：美國專利申請公開案第2004/0149998號(Henson等人)；美國專利申請案第10/726,244號(Simbal)；美國專利申請案第10/726,248號；美國專利申請案第10/727,220號(Schultz等人)；美國專利申請案第10/726,225號(Henson等人)；美國專利申請案第10/726,257號(Aguirre等人)；及美國專利申請案第10/739,792號(Ouderkirk等人)。
發射性材料1340以及第一干擾反射器1330及/或第二干擾反射器1350可採用如本文進一步所描述之任何適當的形狀。在某些實施例中，發射性材料1340及干擾反射器1330與1350中之一者或兩者可為以一連續層或多個層之形式。在其他實施例中，發射性材料1340及干擾反射器1330與1350中之一者或兩者可為彎曲的。另外，在某些實施例中，發射性材料1340及干擾反射器1330與1350中之一者或兩者可為非連續段，該等段形成於光導1312之一或多個輸出表面1314上且與其接觸。
發射性材料1340可以任何適於光導1312之輸出表面1314之關係來定位。在某些實施例中，發射性材料1340可與輸出表面1314間隔分離。在其他實施例中，發射性材料1340可位於第一干擾反射器1330與可選第二干擾反射器1350之一者或兩者上。在其他實施例中，如本文進一步所描述，一TIR促進層或多個層可位於發射性材料1340上、位於發射性材料1340與第一干擾反射器1330之間、位於發射性材料1340與可選第二干擾反射器1350之間、或在發射性材料1340之兩側面上。亦見美國專利申請案第10/762,724號(Ouderkirk等人)。
第一干擾反射器1330可相對於輸出表面1314及發射性材料1340而位於任何適當位置中，例如，與輸出表面1314間隔分離、與發射性材料1340間隔分離、在輸出表面1314上、在發射性材料1340上、在輸出表面1314與發射性材料1340兩者上等。在某些實施例中，一TIR促進層或多個層可包括於輸出末端1314與第一干擾反射器1330之間。另外，在某些實施例中，光導1312之輸出表面1314及第一干擾反射器1330可使用任何適當技術或材料而得以指數匹配，例如，使用指數匹配流體、凝膠、黏接劑、壓敏性黏接劑、UV固化黏接劑或水泥。
照明系統1300亦可包括一或多個光學元件1360。該或該等光學元件1360可在發射性材料1340與第一干擾反射器1330之間及/或在光導1312之輸出表面1314與第一干擾反射器1330之間定位以接收來自發射性材料1340之光。該或該等光學元件1360可包括準直光學器件，其向顯示器或其他裝置導引在一預定角度內之光。舉例而言，該或該等光學元件1360可包括增亮薄膜、轉向薄膜(turning film)、透鏡、漫射體、增益漫射體、對比增強材料、反射性元件等。在某些實施例中，該或該等光學元件1360可包括一帶走板(walk－off plate)或晶體以提供更均勻之光分佈。帶走板或晶體包括將一光線分為彼此移位之兩光線之層，其中此移位係由一光線在照射於該帶走晶體上時之各遭遇不同折射程度的兩偏振狀態而導致。典型的帶走板係由對於不同偏振光具有不同折射率(意即，雙折射率)的材料製成。通常，高折射率方向自該板之至少一平面內軸線處偏斜。
在某些實施例中，該或該等光學元件1360可包括一反射性偏光器，其允許系統1300發射一較佳偏振光，同時反射其他偏振光。可利用任何適當之反射性偏光器，例如，膽甾型反射性偏光器、具有波延遲器之膽甾型反射性偏光器、線柵偏光器、及各種可購自3M公司之反射性偏光器(包括DBEF(意即，鏡面反射性偏光器)、DRPF(意即，漫反射性偏光器))。由反射性偏光器1360所反射之光可藉由發射性材料1340及/或干擾反射器1330與1350來消偏振且被再循環，使得選定偏振光可以較大效率來發射。
一般而言，來自光源1320之光照明光導1312之輸入表面1316，且由光導1312而導引穿過輸出表面1314，於該等輸出表面處，此光之至少一部分照明第一干擾反射器1330。第一干擾反射器1330大體上透射來自光源1320之光，使得該光之至少一部分照明發射性材料1340。發射性材料1340在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。舉例而言，可選擇發射性材料1340，使得其在以來自光源1320之UV光或藍光來照明時發射可見光。由發射性材料1340所發射之光之至少一部分照明可選第二干擾反射器1350，其大體上透射此光。來自光源1320之未由發射性材料1340轉換之任何光大體上由可選第二干擾反射器1350反射回至發射性材料1340。另外，大體上反射由發射性材料1340所發射之照明第一干擾反射器1330之任何光。
如本文中先前所述，任何適當技術可用於將來自光源1320之光耦接至光導1312中。舉例而言，圖15示意性地說明照明系統1400之另一實施例，其包括若干包括光纖1413之光導1412。見(例如)共同擁有且同在申請中之美國專利申請公開案第2004/0149998號(Henson等人)。系統1400包括一光源1420、經定位以接收來自光源1420之光的發射性材料1440、及一位於光導1412與發射性材料1440之間的第一干擾反射器1430。關於圖14中所說明之實施例之光導1312、光源1320、第一干擾反射器1330及發射性材料1340之所有設計考量及可能性同樣應用至圖15中所說明之實施例之光導1412、光源1420、第一干擾反射器1430及發射性材料1440。如本文進一步所描述，系統1400亦可包括一第二干擾反射器(未圖示)。
光源1420包括LED晶粒1424之一陣列1422，其經定位成與光學元件1428之一陣列光學對準，光學元件1428之陣列可包括諸如聚焦透鏡1429或光學聚集元件(諸如反射器)之被動式光學元件。光學元件1428之陣列又光學地對準至光纖1413之一陣列。光纖1413之陣列可被連接，其中該連接可包括一連接器1417以支撐及/或容納光纖1413之輸入表面1416。該連接亦可包括一連接器1415以支撐及/或容納光纖1413之輸出表面1414。任何適當的連接器或多個連接器可用於光纖1413之輸入表面1416或輸出表面1414處，例如，美國專利第10/726,222號(Henson等人)中所描述之彼等連接器。一般技術者在被給定本描述之情況下將會顯而易見，可捆束光纖1413之輸出表面1414以形成一點狀光源或一成形陣列，諸如線性陣列、圓形陣列、六角形陣列或其他成形陣列。在一例示性實施例中，光源1420之陣列1422包括離散LED 1424之一陣列，諸如單一LED晶粒或晶片之一陣列，其經個別地安裝且具有用於運作控制之獨立電連接(而非一LED陣列，其中所有LED藉由其共用半導體基板而彼此連接)。LED晶粒可產生一對稱輻射圖案，使其成為本揭示之所需的光源。LED晶粒在將電能轉換至光時有效，且不如大多數雷射二極體那樣對溫度敏感。因此，LED晶粒較許多類型之雷射二極體可僅以適中的散熱片來充分地運作。在一例示性實施例中，每一LED晶粒1424以大於LED晶粒寬度之至少一距離與其最近鄰者間隔分離。此外，LED晶粒可在－40℃至125℃之溫度下運作，且可具有100,000小時範圍內之運作壽命，相比之下，大多數雷射二極體壽命係在10,000小時左右或鹵素汽車頭燈壽命為500－1000小時。在一例示性實施例中，LED晶粒1424可各具有約50流明(Lumen)或更大之輸出強度。離散高功率LED晶粒可購自諸如Cree及Osram之公司。在一例示性實施例中，各具有約300μm x 300μm之發射面積之LED晶粒1424(由Cree製造)之一陣列可用於提供一聚集的(小面積、高功率)光源。亦可利用諸如矩形或其他多邊形形狀之其他發光表面形狀。此外，在替代實施例中，所利用之LED晶粒1424之發射層可位於頂部或底部表面上。在一替代實施例中，陣列1422可以一白色垂直共振腔面射型(VCSEL)陣列來替換。被動式光學元件陣列1428可用於將自每一VCSEL所發射之光再導引至一對應光纖1413中。圖15之所說明之實施例的一態樣為每一光源1412、光學元件1428(透鏡、聚焦、聚集或反射性元件)之陣列的一對應被動式光學元件與一對應光纖1413之間的一對一對應。當被提供電力時，每一LED晶粒1424用作一將光發射至一對應光纖1413中之個別光源。本例示性實施例包括大核心(例如，400μm至1000μm)聚合物包層矽石光纖(諸如可購自St.Paul,MN之3M公司的在商標TECST M 下市售之彼等光纖)。視諸如(例如)LED晶粒1424之輸出波長之參數而定，亦可根據本揭示之實施例來利用諸如習知或專用玻璃光纖之其他類型的光纖。此外，一般技術者在被給定本描述之情況下將會顯而易見，亦可根據本教示來利用諸如平面型波導、聚合波導或其類似物之其他波導類型。光纖1413可進一步在光纖1413之每一輸出表面1414上包括光纖透鏡。類似地，光纖1413之輸入表面1416可各進一步包括一光纖透鏡。共同擁有且同在申請中之美國專利第6,822,190號(Smithson等人)及美國專利申請案第10/670,630號(Jennings等人)中描述了光纖透鏡之製造及實施。將個別光纖1413收集在一起以在距初始光源一距離處提供遠端照明。共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第10/726,225號(Henson等人)中描述了一被作為燈泡替換物而植入之LED基照明總成的進一步描述。
在某些實施例中，LED晶粒1424可為可獨立控制的，使得可選擇性地啟動一或多個LED 1424。舉例而言，系統1400可包括一控制器(未圖示)，其與每一LED 1424電通信。該控制器可運作以選擇性地啟動一或多個LED 1424。可使用任何適當的控制器或多個控制器，例如，共同擁有且同在申請中之美國專利申請公開案第2004/0149998號(Henson等人)中所描述之彼等控制器。LED 1424之此可控輸出可用於各種類型之應用中，例如，機動車之可操縱頭燈、像素化顯示器(pixilated display)、投影系統、信號燈等。
一般而言，光源1420之一或多個LED 1424發射具有第一光學特徵之光，此光係由光學元件1428導引穿過一或多個光纖1413之輸入表面1416而至該或該等光纖中。該光係由光纖1413導引穿過其輸出表面1414且照明第一干擾反射器1430。第一干擾反射器1430大體上透射該光，使得其照明發射性材料1440。發射性材料1440將來自光源1420之光之至少一部分轉換為具有第二光學特徵之光。由發射性材料1440所發射之被導引向第一干擾反射器1430之光大體上由第一干擾反射器1430來反射。若一LP干擾反射器(例如，圖2之第二干擾反射器150)包括於系統1400中，則該LP干擾反射器大體上透射由發射性材料1440所發射之光。來自光源1420之照明該LP干擾反射器之任何光大體上被反射回至發射性材料1440，於該發射性材料處，該光然後被轉換為具有第二光學特徵之光。可然後使用任何適當技術將由發射性材料1440所發射及/或由可選LP干擾反射器所透射之光導引至一所要位置。
在某些實施例中，圖14之照明系統1300及圖15之照明系統1400可包括LP干擾反射器且無SP干擾反射器。舉例而言，圖18示意性地說明一照明系統1700，其包括一經定位以接收來自發射性材料1740之光之干擾反射器1750。系統1700亦包括一光源1720及光學耦接至光源1720之光導1712。關於圖14中所說明之實施例之光導1312、光源1320、發射性材料1340及可選第二干擾反射器1350之所有設計考量及可能性同樣應用至圖18中所說明之實施例之光導1712、光源1720、發射性材料1740及干擾反射器1750。系統1700可包括類似於關於圖14之照明系統1300而描述之彼等特徵的其他特徵，例如，一或多個光學元件、TIR促進層等。
一般而言，光源1720發射具有第一光學特徵之光。此光照明光導1312之輸入表面1316，且由光導1712導引穿過輸出表面1714，於該等輸出表面處，此光之至少一部分照明發射性材料1740。發射性材料1740在以具有第一光學特徵之光來照明時發射具有第二光學特徵之光。由發射性材料1740所發射之光之至少一部分照明干擾反射器1740，其大體上透射具有第二光學特徵之光，且大體上反射具有第一光學特徵之光。然後使用任何適當技術將該大體上透射之光導引至一所要位置。
亦可以任何適用於提供照明之方式來使用本揭示之照明系統。舉例而言，本文所描述之某些或所有照明系統可用於為顯示器提供照明。圖16示意性地說明一顯示總成1500，其包括一光學耦接至顯示裝置1512之照明系統1510。照明系統1510可包括本文所描述之任何照明系統，例如，圖1之照明系統10。照明系統1510提供照明光至顯示裝置1512。顯示裝置1512可為任何適當的顯示裝置，例如，LCD、電致色變裝置或電泳裝置、空間光調變器、透射信號燈等。舉例而言，顯示裝置1512可包括一或多個空間光調變器。在某些實施例中，該或該等空間光調變器可包括個別可定址之可控元件之一陣列。此等空間光調變器可包括一適當類型之可控元件。舉例而言，該空間光調變器可包括一可變透射性類型之顯示器。在某些實施例中，該空間光調變器可包括一液晶顯示器(LCD)，其為透射型光調變器之一實例。在某些實施例中，該空間光調變器可包括一可變形鏡面裝置(DMD)，其為反射型光調變器之一實例。顯示裝置1512可包括用於產生顯示影像之任何適當的光學及非光學元件，例如，透鏡、漫射體、偏光器、濾光器、分束器、增亮薄膜等。照明系統1510可使用此項技術中已知之任何適當技術而光學耦接至顯示裝置1512。
論述了本揭示之說明性實施例，且已參考了本揭示之範疇內之可能變化。熟習此項技術者將顯而易見本揭示中之此等及其他變化及修改而不會脫離本揭示之範疇，且應瞭解，本揭示並不限於本文所闡述之說明性實施例。因此，本揭示僅係藉由下文所提供之申請專利範圍來限制。
10．．．照明系統
12．．．光導
14．．．輸出表面
16．．．輸入表面
20．．．光源
30．．．第一干擾反射器
32．．．輸出表面
40．．．發射性材料
100．．．照明系統
112．．．光導
114．．．輸出表面
116．．．輸入表面
120．．．光源
130．．．第一干擾反射器
140．．．發射性材料
150．．．第二干擾反射器
200．．．照明系統
212．．．光導
214．．．輸出表面
216．．．輸入表面
220．．．光源
230．．．第一干擾反射器
240．．．發射性材料
260．．．光學元件
300．．．照明系統
312．．．光導
314．．．輸出表面
316．．．輸入表面
320．．．光源
340．．．發射性材料
350．．．干擾反射器
400．．．照明系統
412．．．光導
414．．．輸出表面
416．．．輸入表面
420．．．光源
430．．．第一干擾反射器
440．．．發射性材料
450．．．第二干擾反射器
470．．．光學空腔
472．．．寬頻帶干擾反射器
500．．．照明系統
500e．．．照明系統
502．．．z尺寸
504．．．x尺寸
512．．．光導
512d．．．光導
512e．．．光導
514．．．輸出表面
514d．．．輸出表面
514e．．．輸出表面
516．．．輸入表面
516d．．．輸入表面
518e．．．底部表面
520．．．光源
520d．．．光源
530．．．第一干擾反射器
530e．．．第一干擾反射器
530d．．．第一干擾反射器
540．．．發射性材料
540d．．．發射性材料
540e．．．發射性材料
550d．．．可選第二干擾反射器
550e．．．第二干擾反射器
570．．．光學空腔
570e．．．光學空腔
570d．．．光學空腔
571．．．集光器
574．．．內部空間
576．．．刻面
577．．．反射面
578．．．刻面角度
600．．．照明系統
612．．．光導
616a．．．輸入表面
616b．．．輸入表面
620．．．光源
670．．．光學空腔
700．．．照明系統
712．．．光導
714．．．輸出表面
716．．．輸入表面
717．．．內部空間
730．．．彎曲第一干擾反射器
720．．．光源
724．．．互連總成
740．．．發射性材料
750．．．可選第二干擾反射器
770．．．光學空腔
772．．．反射性表面
800．．．照明系統
812．．．光導
814．．．輸出表面
816．．．輸入表面
820．．．光源
822．．．光源
824．．．互連總成
830．．．第一干擾反射器
840．．．發射性材料
880．．．集光器
882．．．光學空腔
900．．．照明系統
912．．．光導
914．．．輸出表面
916．．．輸入表面
920．．．光源
922．．．LED
924．．．互連總成
930．．．第一干擾反射器
940．．．發射性材料
970．．．光學空腔
980．．．集光器
1000．．．照明系統
1012．．．光導
1014．．．輸出表面
1016．．．輸入表面
1020．．．光源
1030．．．第一干擾反射器
1040．．．發射性材料
1050．．．第二干擾反射器
1100．．．照明系統
1112．．．光導
1114．．．輸出表面
1116．．．輸入表面
1120．．．光源
1130．．．第一干擾反射器
1132．．．主表面
1134．．．凹痕
1140．．．發射性材料
1142R．．．磷點
1142B．．．磷點
1142G．．．磷點
1200．．．照明系統
1212．．．光導
1214．．．輸出表面
1216．．．輸入表面
1218．．．反射性底部表面
1220．．．光源
1230．．．第一干擾反射器
1240．．．發射性材料
1270．．．光學空腔
1290．．．寬頻帶干擾反射器
1300．．．照明系統
1312．．．光導
1313．．．光纖
1314．．．輸出表面
1316．．．輸入表面
1320．．．光源
1330．．．第一干擾反射器
1340．．．發射性材料
1350．．．可選第二干擾反射器
1360．．．光學元件
1400．．．照明系統
1412．．．光導
1413．．．光纖
1414．．．輸出表面
1415．．．連接器
1416．．．輸入表面
1417．．．連接器
1420．．．光源
1422．．．陣列
1424．．．LED晶粒
1428．．．光學元件
1429．．．聚焦透鏡
1430．．．第一干擾反射器
1440．．．發射性材料
1500．．．顯示總成
1510．．．照明系統
1512．．．顯示裝置
1600．．．照明系統
1612．．．光導
1614．．．輸出表面
1616．．．輸入表面
1620．．．光源
1640．．．發射性材料
1650．．．干擾反射器
1700．．．照明系統
1712．．．光導
1714．．．輸出表面
1720．．．光源
1740．．．發射性材料
1750．．．干擾反射器
圖1示意性地說明一具有短帶通干擾反射器之照明系統的一實施例。
圖2示意性地說明一具有短帶通干擾反射器及長帶通干擾反射器之照明系統的一實施例。
圖3示意性地說明一具有一短帶通干擾反射器及一或多個光學元件之照明系統的一實施例。
圖4示意性地說明一具有長帶通干擾反射器之照明系統的一實施例。
圖5示意性地說明一具有短帶通干擾反射器、長帶通干擾反射器及光學空腔之照明系統的一實施例。
圖6(A)為一照明系統之一實施例的示意性俯視平面圖，該照明系統具有一包括一或多個刻面之光學空腔。
圖6(B)為圖6(A)之照明系統之光學空腔之一部分的示意性橫截面圖。
圖6(C)為圖6(A)之照明系統之示意性側視圖。
圖6(D)為一照明系統之另一實施例的示意性側視圖，該照明系統具有一包括一或多個刻面之光學空腔。
圖6(E)為一照明系統之另一實施例的示意性側視圖，該照明系統具有一包括一或多個刻面之光學空腔。
圖7為一照明系統之另一實施例之示意性俯視平面圖，該照明系統具有四個各包括一或多個刻面之光學空腔。
圖8(A)為一照明系統之一實施例之示意性俯視平面圖，該照明系統具有一位於一或多個位於一光導內之光學空腔內的短帶通干擾反射器。
圖8(B)為圖8A之照明系統沿線8B－8B所得的示意性橫截面圖。
圖9(A)為一照明系統之一實施例的示意性側視圖，該照明系統具有與一光導之一輸入表面相鄰的一或多個光學空腔。
圖9(B)為圖9(A)之照明系統的示意性俯視平面圖。
圖10(A)為一照明系統之一實施例的示意性透視圖，該照明系統具有與一光導之一輸入表面相鄰的一或多個光學空腔。
圖10(B)為圖10(A)之照明系統沿線10B－10B所得的示意性橫截面圖。
圖11示意性說明一具有一位於發射性材料與光導之輸出表面之間的短帶通干擾反射器之照明系統的一實施例。
圖12示意性說明一照明系統之一實施例，該照明系統具有一經定位成與光導之輸出表面相鄰之短帶通干擾反射器及位於該短帶通干擾反射器上之一或多個磷點。
圖13為一具有楔形光導之照明系統之一實施例的示意性透視圖。
圖14為一具有一或多個光導之照明系統之一實施例的示意性橫截面圖。
圖15示意性地說明一具有一或多個光導之照明系統之另一實施例。
圖16示意性地說明一包括照明系統及顯示裝置之顯示總成。
圖17示意性地說明一具有長帶通干擾反射器之照明系統之一實施例，該長帶通干擾反射器經定位成使得發射性材料在光導之輸出表面與該長帶通干擾反射器之間。
圖18為一具有一或多個光導之照明系統之另一實施例的示意性橫截面圖。
1000．．．照明系統
1012．．．光導
1014．．．輸出表面
1016．．．輸入表面
1020．．．光源
1030．．．第一干擾反射器
1040．．．發射性材料
1050．．．第二干擾反射器

Claims (43)

  1. 一種照明系統，其包含：一光源，其發射包含一第一光學特徵之光；複數個光導，其光學耦接至該光源，其中每一光導包含一輸入表面及一輸出表面；發射性材料，其經定位以接收來自該等複數個光導之至少一光導之光，其中該發射性材料在以包含該第一光學特徵之光來照明時，發射包含一第二光學特徵之光；及一第一干擾反射器，其位於該發射性材料與該等複數個光導之該等輸出表面之間，其中該第一干擾反射器實質上透射包含該第一光學特徵之光，且實質上反射包含該第二光學特徵之光。
  2. 如請求項1之系統，其中該第一光學特徵包含一第一波長區，且該第二光學特徵包含一與該第一波長區不同之第二波長區。
  3. 如請求項2之系統，其中該第一波長區包含UV光。
  4. 如請求項2之系統，其中該第一波長區包含藍光。
  5. 如請求項2之系統，其中該第二波長區包含可見光。
  6. 如請求項1之系統，其中該光源包含至少一固態光源。
  7. 如請求項6之系統，其中該至少一固態光源包含至少一LED。
  8. 如請求項1之系統，其中該發射性材料包含磷材料。
  9. 如請求項1之系統，其中該發射性材料為不連續的。
  10. 如請求項9之系統，其中該不連續發射性材料包含複數個 發射性材料線。
  11. 如請求項9之系統，其中該不連續發射性材料包含一發射性材料圖案。
  12. 如請求項9之系統，其中該不連續發射性材料包含複數個發射性材料點。
  13. 如請求項12之系統，其中該等複數個發射性材料點之每一點具有一小於10000 μm2 之面積。
  14. 如請求項12之系統，其中該等複數個發射性材料點之至少一點包含一第一發射性材料，且該等複數個發射性材料點之至少另一點包含一第二發射性材料。
  15. 如請求項12之系統，其中該第一光學特徵包含一第一波長區，且該第二光學特徵包含一與該第一波長區不同之第二波長區，其中至少一第一磷點發射在該第二波長區內具有一第一峰值波長之光，且至少一第二磷點發射在該第二波長區內具有一與該第一峰值波長不同之第二峰值波長之光。
  16. 如請求項1之系統，其中該第一干擾反射器包含一非平面干擾反射器。
  17. 如請求項16之系統，其中該第一干擾反射器為一凹面干擾反射器。
  18. 如請求項17之系統，其中該等複數個光導之輸出末端形成一非平面表面。
  19. 如請求項1之系統，其進一步包含至少一光學元件，該至少一光學元件經定位以接收由該發射性材料所發射之光 的至少一部分。
  20. 如請求項19之系統，其中該至少一光學元件包含一反射性偏光器。
  21. 如請求項20之系統，其中該反射性偏光器包含膽固醇型材料。
  22. 如請求項20之系統，其中該反射性偏光器包含多層聚合材料。
  23. 如請求項22之系統，其中該反射性偏光器包含多層雙折射聚合材料。
  24. 如請求項1之系統，其中該第一光學特徵包含一第一波長區，且該第二光學特徵包含一與該第一波長區不同之第二波長區，其中該發射性材料包含一在該第一波長區處之第一折射率。
  25. 如請求項24之系統，其中該系統進一步在該第一干擾反射器與該發射性材料之間包含與該發射性材料接觸之一全內反射促進層，且另外，其中該全內反射促進層包含一在該第一波長區處之小於該第一折射率之第二折射率。
  26. 如請求項25之系統，其中該全內反射促進層包含一氣隙。
  27. 如請求項25之系統，其中該全內反射促進層包含一微結構化層。
  28. 如請求項24之系統，其進一步包含一第二干擾反射器，該第二干擾反射器經定位以使得該發射性材料在該第二干擾反射器與該第一干擾反射器之間，其中該第二干擾 反射器實質上透射包含該第二光學特徵之光，且實質上反射包含該第一光學特徵之光。
  29. 如請求項28之系統，其中該系統進一步在該第二干擾反射器與該發射性材料之間包含一與該發射性材料接觸之全內反射促進層，其中該全內反射促進層包含一在該第一波長區處之小於該第一折射率之第二折射率。
  30. 如請求項29之系統，其中該全內反射促進層包含一氣隙。
  31. 如請求項29之系統，其中該全內反射促進層包含一微結構化層。
  32. 如請求項1之系統，其中該等複數個光導包含複數個光纖。
  33. 如請求項32之系統，其中該等複數個光纖包含複數個聚合物包層矽石光纖，每一聚合物包層矽石光纖具有一約400 μm至約1000 μm之核心直徑。
  34. 如請求項1之系統，其中該光源包含複數個LED，其中該系統進一步包含一與該等複數個LED電通信之控制器，其中該控制器可運作以選擇性地啟動該等複數個LED之一或多個LED。
  35. 一種車輛頭燈，其包含請求項1之該照明系統。
  36. 一種投影系統，其包含請求項1之該照明系統。
  37. 一種燈具，其包含請求項1之該照明系統。
  38. 一種信號燈，其包含請求項1之該照明系統。
  39. 一種顯示器，其包含：一照明系統，其中該照明系統包含： 一光源，其發射包含一第一光學特徵之光；複數個光導，其光學耦接至該光源，其中每一光導包含一輸入表面及一輸出表面；發射性材料，其經定位以接收來自該等複數個光導之至少一光導之光，其中該發射性材料在以包含該第一光學特徵之光來照明時發射包含一第二光學特徵之光；及一第一干擾反射器，其位於該發射性材料與該等複數個光導之該等輸出表面之間，其中該第一干擾反射器實質上透射包含該第一光學特徵之光，且實質上反射包含該第二光學特徵之光；及一空間光調變器，其光學耦接至該照明系統，其中該空間光調變器包含複數個可控元件，該等可控元件可運作以調變來自該照明系統之光的至少一部分。
  40. 如請求項39之顯示器，其中該照明系統進一步包含一第二干擾反射器，該第二干擾反射器經定位以使得該發射性材料在該第二干擾反射器與該第一干擾反射器之間，其中該第二干擾反射器實質上透射包含該第二光學特徵之光，且實質上反射包含該第一光學特徵之光。
  41. 如請求項39之顯示器，其中該空間光調變器之該等複數個可控元件包含可變透射性顯示元件。
  42. 如請求項40之顯示器，其中該等可變透射性顯示元件包含液晶顯示元件。
  43. 一種提供照明至一所要位置之方法，其包含： 以包含一第一光學特徵之光來照明複數個光導之至少一光導，其中該至少一光導將該光導引穿過一輸出表面；以來自該至少一光導之該輸出表面之光來照明一第一干擾反射器，其中該第一干擾反射器實質上透射包含該第一光學特徵之光，且實質上反射包含一第二光學特徵之光；以由該第一干擾反射器所透射之該光來照明發射性材料，使得該發射性材料發射包含該第二光學特徵之光；及將由該發射性材料所發射之該光之至少一部分導引至該所要位置。
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