(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長スペクトルをもつ光を放射する第１の光源と、
前記第１の波長スペクトルとは異なる第２の波長スペクトルをもつ光を放射する第２の光源と、
部分的に透明なミラーとを有する光出力デバイスであって、
前記部分的に透明なミラーは、動作の間、前記第１の光源及び前記第２の光源により放射された実質的に全ての光を受け、前記第１の光源からの光が、前記部分的に透明なミラーでの反射／透過の後に、前記第２の光源からの光と完全に重ね合わせられるように、前記第１の光源により放射された光の部分を反射し、前記第２の光源により放射された光の部分を透過し、逆の場合も同様であり、
当該光出力デバイスは、動作の間、前記第１の光源及び前記第２の光源の少なくとも部分的にコリメートされた光の実質的に全てが前記部分的に透明なミラーに入射するように、前記第１の光源及び前記第２の光源の光を少なくとも部分的にコリメートするコリメート手段を更に有し、
前記コリメート手段は、２つの放物型ミラーを有し、
前記部分的に透明なミラーは、前記２つの放物型ミラーの間に設けられ、
前記第１の光源は、前記放物型ミラーのうち一方の放物型ミラーと前記一方の放物型ミラーの焦点との間の、前記一方の放物型ミラーの光軸上に設けられ、
前記第２の光源は、他方の放物型ミラーと前記他方の放物型ミラーの焦点との間の、前記他方の放物型ミラーの光軸上に設けられる、光出力デバイス。
【請求項２】
前記部分的に透明なミラーは、半透明型のミラーである、請求項１に記載の光出力デバイス。
【請求項３】
前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記部分的に透明なミラーの両側に一つずつ対称的に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の光出力デバイス。
【請求項４】
前記第１の光源及び前記第２の光源は、実質的に同一の照射パターンをもつ、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の光出力デバイス。
【請求項５】
前記第１の光源及び前記第２の光源のそれぞれは、少なくとも１つの発光ダイオードを有する、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の光出力デバイス。
【請求項６】
動作の間、前記第１の光源及び前記第２の光源の前記少なくとも部分的にコリメートされた光は、第１及び第２の混合されたビームが生成されるように前記部分的に透明なミラーに入射し、
当該光出力デバイスは、前記第１及び第２の混合されたビームのうち一方を他方の混合されたビームの方向に再指向する平面ミラーを更に有する、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の光出力デバイス。
【請求項７】
重ね合わせられた光を集光する少なくとも１つのレンズを更に有する、請求項６に記載の光出力デバイス。
【請求項８】
重ね合わせられた光をコリメートする二次コリメート手段を更に有する、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の光出力デバイス。
【請求項９】
追加の光源を更に有し、
当該デバイスの前記光源は、前記部分的に透明なミラーの両面に一列ずつの２列に設けられる、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の光出力デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の光源と、第２の光源と、部分的に透明なミラーとを有する光出力デバイスに関する。また、本発明は、光出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で述べられたタイプの光出力デバイスは、米国特許公開第２００６／０２７４４２１号明細書（Okamitsuら）において開示されている。特に、米国特許公開第２００６／０２７４４２１号明細書のｆｉｇ．１ａに関して、一対の発光アレイを有する半導体光源について述べられている。発光アレイは、ターゲット表面を直接通る光線を出力する一方で、他の光線は、他の光線が入射する光学混合要素により生成された組み合わせられた照射を生成する。光学混合要素は、他の光線の放射を、互いに重ね合わせられるように混合された反射光線と透過光線とに実質的に分割する半反射型のミラーであり得る。
【０００３】
しかしながら、米国特許公開第２００６／０２７４４２１号明細書のｆｉｇ．１ａの半導体光源の問題は、ターゲット表面を直接通る光線がターゲット表面での不均一な混合の一因となることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、この問題を少なくとも部分的に克服し、改良された混合をもつ光出力デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この及び以下の説明から明らかになる他の目的は、独立請求項に記載された光出力デバイス及び方法により達成される。
【０００６】
本発明の一態様によれば、第１の光源と、第２の光源と、部分的に透明なミラーとを有する光出力デバイスであって、前記部分的に透明なミラーは、当該デバイスの動作の間、前記第１の光源及び前記第２の光源により放射された実質的に全ての光を受け、前記第１の光源からの光が、前記部分的に透明なミラーでの反射／透過の後に、前記第２の光源からの光と完全に重ね合わせられるように、前記第１の光源により放射された光の部分を反射し、前記第２の光源により放射された光の部分を透過し、逆の場合も同様である、光出力デバイスが提供される。
【０００７】
第１及び第２の光源により放射された全ての光が部分的に透明なミラーに当たるので、完全な混合が実現され得る。更に、高度にコリメートされたビームが供給される拡散部が追加される必要はない。
【０００８】
本発明の有利な実施形態において、部分的に透明なミラーは、半透明又は半反射型の（即ち、入力光の約半分が反射される一方で、他の半分が透過される）ミラーであり、第１及び第２の光源は、部分的に透明なミラーの両側に一つずつ対称的に設けられ、並びに／又は、第１及び第２の光源は実質的に同一の照射パターンをもつ。
【０００９】
更に、第１の光源は、好ましくは、第１の波長スペクトルをもつ光を放射するように適合されるのに対し、第２の光源は、第１の波長スペクトルとは異なる第２の波長スペクトルをもつ光を放射するように適合される。この手法において、２つの異なる色、又は着色された光及び白色光が有利に混合され得る。
【００１０】
好ましくは、第１及び第２の光源のそれぞれは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。各光源のＬＥＤは、同一又は異なる色である。ＬＥＤの利点は、高効率、長い耐用年数等を含む。しかしながら、レーザ、蛍光ランプ、ＴＬ管等のような他の光源が、幾つかの実施形態において代わりに用いられてもよい。
【００１１】
また、好ましくは、本デバイスは、動作の間、第１及び第２の光源の少なくとも部分的にコリメートされた光の実質的に全てが部分的に透明なミラーに入射するように、第１及び第２の光源の光を少なくとも部分的にコリメートするように適合されたコリメート手段を更に有する。
【００１２】
一実施形態において、本デバイスの動作の間、第１及び第２の光源の少なくとも部分的にコリメートされた光は、第１及び第２の混合されたビームが生成されるように部分的に透明なミラーに入射し、光出力デバイスは、第１及び第２の混合されたビームのうち一方を他方の混合されたビームの方向に再指向するための平面ミラーを更に有する。この実施形態において、コリメートが、各光源に対して１つの２つのハーフＣＰＣ（half compound parabolic concentrator）を有し得るが、通常のＣＰＣ又はカセグレン（Cassegrain）コリメータのような他のコリメート手段が用いられてもよい。コリメーションの角度及びコリメート手段と部分的に透明なミラーとの間の角度を最適化することにより、光出力デバイスのサイズが最小化され得る。この実施形態において、本デバイスは、好ましくは、損失したエタンデュ（etendue）を有利に取り戻すために、重ね合わせられた光を集光するように適合された少なくとも１つのレンズを有する。レンズの代わりに、特別に適合されたミラーが光を集光するために用いられてもよい。
【００１３】
他の実施形態において、コリメート手段は、２つの放物型ミラーを有し、部分的に透明なミラーは、２つの放物型ミラーの間に設けられ、第１の光源は、放物型ミラーのうち一方の放物型ミラーとこの一方の放物型ミラーの焦点との間の、一方の放物型ミラーの光軸上に設けられ、第２の光源は、他方の放物型ミラーとこの他方の放物型ミラーの焦点との間の、他方の放物型ミラーの光軸上に設けられる。この実施形態において、レンズは必要とされないが、本デバイスは、好ましくは、重ね合わせられた光をコリメートするように適合された二次コリメート手段を有する。混合後の後段のコリメーションは、本デバイスが小さいままであるという利点をもつ。放物型ミラーの代わりに、楕円、ファセットされたミラー等のような、他の形状が用いられてもよい。
【００１４】
更に他の実施形態において、本デバイスは、追加の光源を更に有し、本デバイスの光源は、部分的に透明なミラーの両面に一列ずつの２列に設けられ、線形の光出力デバイスを提供する。
【００１５】
本発明の一態様によれば、部分的に透明なミラーにより、第１の光源及び第２の光源により放射された実質的に全ての光を受けるステップと、前記部分的に透明なミラーにより、前記第１の光源からの光が、前記部分的に透明なミラーでの反射／透過の後に、前記第２の光源からの光と完全に重ね合わせられるように、前記第１の光源により放射された光の部分を反射し、前記第２の光源により放射された光の部分を透過し、逆の場合も同様であるステップとを有する、光出力方法が提供される。本発明のこの態様の利点及び特徴は、本発明の前記で述べられた態様のものと類似している。
【００１６】
これら及び本発明の他の態様は、本発明の現時点で好ましい実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の光出力デバイスの概略的な断面側面図である。
【図２】図１のデバイスのハーフＣＰＣの斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態の光出力デバイスの概略的な断面側面図である。
【図４】図３のデバイスの概略的な底面図である。
【図５】図３及び図４のデバイスのオプション的なコリメータの斜視図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態の光出力デバイスの概略的な斜視図である。
【図７ａ】図６のデバイスの概略的な底面図である。
【図７ｂ】図６及び図７ａのデバイスの変形の概略的な底面図である。
【図８】本発明の光出力方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態の光出力デバイス１０の概略的な断面側面図である。
【００１９】
光出力デバイス１０は、２つの光源、特に２つのＬＥＤ１２ａ，１２ｂと、同じく２つのハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂと、半透明ミラー１６と、平面ミラー１８と、出口開口部２０とを有する。
【００２０】
ＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、（白色を含む）異なる色のものである。例えば、ＬＥＤ１２ａは、赤色光を放射するように適合され、他の光源１２ｂは、赤色光と緑色光とを混合するために緑色光を放射するように適合され得る。ＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、例えば、上面発光型ＬＥＤであり得る。２つのＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、同じ照射パターンをもつ。
【００２１】
ハーフＣＰＣは、ミラーにより半分に切り分けられたＣＰＣからなるコリメータである。ミラーの機能は、（全）内部反射により実現され得る。図２において、ハーフＣＰＣの斜視図が示されている。平面部分がミラーであるのに対し、湾曲部分がハーフＣＰＣである。ハーフＣＰＣはＣＰＣと同じ角度分布ではないが、最大コリメート角は同じである。本デバイスにおいて、ハーフＣＰＣが、好ましくはＣＰＣの代わりに用いられる。これは、これらのコリメータが近くで一緒に配置され得るためであり、同様に、デバイス１０のサイズを削減するためである。デバイス１０のハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂは、同等のサイズ及び形状のものである。
【００２２】
半透明又は半反射ミラー１６は、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂのそれぞれから実質的に同等量の光を有する混合光を生成するために、概ね、入力光の半分を透過し、入力光の他の半分を反射する。半透明ミラー１６は、有利には、各面で２５％の反射体をもつ基板から作られ得る。
【００２３】
デバイス１０において、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、図１に示されるように、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂの入口２２ａ，２２ｂに配置され、２つのハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂは、半透明ミラー１６に向いてミラー的に設けられる。図１のハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂは、照射線パターン２６ａ，２６ｂから見られるように、ハーフＣＰＣのうち一方の最も発散する出力光線が他方のハーフＣＰＣの出口面２４ａ，２４ｂに当たらないように配置される。更に、図１の視点から見られるように、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂの出口面２４ａ，２４ｂが互いに対して約９０度で設けられる一方で、半透明ミラー１６が、出口面に対して約４５度で設けられる。更に、光源（以下、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂによるコリメーションをいう）の照射線パターン２６ａ（破線），２６ｂ（点線）並びに光源（及びハーフＣＰＣ）及び半透明ミラー１６の配置に関して、半透明ミラー１６は、（ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂにより形成された）光源により放射された全ての光が半透明ミラー１６に当たるような大きさに寸法される。更に、図１に示されるように、平面ミラー１８は、半透明ミラー１６と平行に設けられ、平面ミラー１８の一端部は、出口面２４ａ，２４ｂのうち一方の一端部と隣接する。平面ミラー１８は、ミラー１６を介して透過された１４ａからの光及びミラー１６により反射された１４ｂからの光が、少なくとも１回、平面ミラー１８に当たるような大きさに寸法される。
【００２４】
光出力デバイス１０の動作の間、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂにより放射された光は、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂにより少なくとも部分的にコリメートされ、照射線パターン２６ａ，２６ｂをもたらす。ＬＥＤ１２ａ，１２ｂにより放射された全ての光は半透明ミラー１６に当たる。ＬＥＤ１２ａにより放射された光の約半分は、半透明ミラー１６により反射され、その一方で、他の半分は、半透明ミラー１６を介して透過される。同様に、ＬＥＤ１２ｂにより放射された光の約半分は、半透明ミラー１６により反射され、その一方で、他の半分は、半透明ミラー１６を介して透過される。デバイス１０の前述された構成により、ＬＥＤ１２ａにより放射され半透明ミラー１６により反射された光は、ＬＥＤ１２ｂにより放射され半透明ミラー１６を介して透過された光に完全に重ね合わせられ、混合ビーム２８ａを形成する。同様に、ＬＥＤ１２ａにより放射され半透明ミラーを介して透過された光は、ＬＥＤ１２ｂにより放射され半透明ミラー１６により反射された光に完全に重ね合わせられ、混合ビーム２８ｂを形成する。混合ビーム２８ａは、デバイス１０の出口開口部２０に向かって直接指向される。他方の混合ビーム２８ｂは、図１に示されるように、平面ミラー１８に最初に入射し、この平面ミラー１８は、出口開口部２０に向かう混合ビーム２８ａと同じ方向に混合光を再指向する。デバイス１０の前述された構成により、ビーム２８ｂは、ビーム２８ａの次に開口部２０を出る。出口開口部２０は、好ましくは、混合ビーム２８ａ，２８ｂの実質的に全ての光がデバイス１０から出力され得るように寸法及び配置される。
【００２５】
実際には、デバイス１０において、異なる色の光源（ＬＥＤ１２ａ，１２ｂ）は、鏡像を用いて仮想光源を作ることにより重ね合わせられる。換言すれば、各光源は、２つの異なる位置に配置されるように見える。シミュレーションは、本デバイス１０が光を完全に混合することを示す。
【００２６】
光出力デバイス１０に関して、加えて、コリメータ（即ち、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂ）のサイズ、コリメーション（θ）の角度、及び、ハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂと半透明ミラー１６との間の角度（φ）は、デバイス１０における様々な要素のサイズを決定し、それ故にデバイス１０のサイズを決定する。長さＬ×高さＨの製品が最適化され得る。長さＬ及び高さＨが図１に示される。θ＝２４°及びφ＝４５°の場合にこの製品は最小である。この製品は、ＣＰＣ１４ａ，１４ｂの入口半径の二乗に比例する。１．５ｍｍの入口半径の場合に、デバイス１０は、それぞれ２９ｍｍ及び２８ｍｍの長さ及び高さをもつだろう。デバイス１０の奥行き（図１のｘ方向）は２６ｍｍである。
【００２７】
更に、光線は、奥行き方向にコリメートされ得る。本実施形態において、斯様なコリメータが追加され得るにも関わらず、奥行き方向においてコリメータは適用されない。コリメータが奥行き方向において光線をコリメートするように配置される場合には、デバイスのボリュームはθ＝２４°で最小である。奥行き方向における光のコリメートは、出口開口部のサイズを削減し、同様に、エタンデュの増大を削減するだろう。
【００２８】
また、本実施形態において、エタンデュは、φ＝４５°でθを可能な限り小さくする場合に最小になる。θ＝２４°及びφ＝４５°に関して、出口開口部２０でのエタンデュは、ハーフＣＰＣの入口でのエタンデュの約３倍である。光線がデバイス１０を通るように発散するのを維持するので、エタンデュはより大きくなる。それ故、好ましくは、レンズ（図示省略）が、出口開口部２０、又は、他のハーフＣＰＣ１４ａ，１４ｂの各出口面２４ａ，２４ｂに配置される。このレンズは、ビームの発散を狭くし、それ故にエタンデュを削減する。
【００２９】
図３は、本発明の他の実施形態の光出力デバイス５０の概略的な断面側面図であり、図４は、図３のデバイスの概略的な底面図である。
【００３０】
光出力デバイス５０は、２つの光源、詳細には２つのＬＥＤ５２ａ，５２ｂと、同じく２つの放物型イメージングコリメータ又は放物型ミラー５４ａ，５４ｂと、半透明ミラー５６とを有する。
【００３１】
ＬＥＤ５２ａ，５２ｂは、（白色を含む）異なる色のものであり、例えば上面発光型ＬＥＤであり得る。２つのＬＥＤ５２ａ，５２ｂは、同じ放射パターンをもつ。放物型ミラー５４ａ，５４ｂは、同等のサイズ及び形状のものである。半透明又は半反射型ミラー５６は、前述された半透明ミラー１６と同様である。
【００３２】
半透明ミラー５６は、図３及び図４に示されるように、２つの対向して隣接する放物型ミラー５４ａ，５４ｂの間に配置される。半透明ミラー５６は、２つの放物型ミラー５４ａ，５４ｂの間の通路を完全に"カバー"する。ＬＥＤ５２ａは、放物型ミラー５４ａとその焦点５８ａとの間の、放物型ミラー５４ａの光軸５７ａ上に配置される。ＬＥＤ５２ａは、概ね、一部の放射された光が放物型ミラー５４ａに向かって指向される一方で、残りの放射された光が半透明ミラー５６に直接向かうよう指向されるように、配向される。同様に、及び、対称的に、ＬＥＤ５２ｂは、放物型ミラー５４ｂとその焦点５８ｂとの間の、放物型ミラー５４ｂの光軸５７ｂ上に配置され、概ね、一部の放射された光が放物型ミラー５４ｂに向かって指向される一方で、残りの放射された光が半透明ミラー５６に直接向かうよう指向されるように、配向される。また、半透明ミラーに直接向かって配向されたＬＥＤからの光は、２つのＬＥＤの間に集光されるだろう。
【００３３】
デバイス５０の動作の間、半透明ミラー５６に到達する前に放物型ミラー５４ａに当たる、ＬＥＤ５２ａからの典型的な光線６０ａ（実線）は、前記放物型ミラーにより他の放物型ミラー５４ｂに向かうよう再指向される。半透明ミラー５６では、光線６０ａは、半透明ミラー５６を介して透過される光線６０ａ´と半透明ミラー５６により反射される光線６０ａ´´とに分割される。透過した光線６０ａ´は、その後、光軸５７ｂに向かって放物型ミラー５４ｂにより再指向又は投影される。同様に、反射された光線６０ａ´´は、光軸５７ａに向かって放物型ミラー５４ａにより再指向又は投影される。半透明ミラー５６に直接当たるＬＥＤ５２ａからの他の典型的な光線６０ｂ（点線）は、半透明ミラー５６を介して透過される光線６０ｂ´と半透明ミラー５６により反射される光線６０ｂ´´とに分割され、これらの光線６０ｂ´，６０ｂ´´も、光軸５７ｂ，５７ａに向かってそれぞれ指向及び投影される。適切に選択された寸法により、全ての光が光源の間に投影される。
【００３４】
これと同様に、他の光源５２ｂから放射された光も双方の光源の間に指向される。２つの放物型ミラー５４ａ，５４ｂも２つのＬＥＤ５２ａ，５２ｂも半透明ミラー５６により結像されるそれぞれ他の鏡像上にあるので、一方面で半透明ミラー５６に当たる光線は、他方面から半透明ミラー５６に当たる光線に重ね合わせられる。それ故、半透明ミラー５６により反射される光線は、２つの光源の間に投影される。例えば、ＬＥＤ５２ｂから放射された典型的な光線６０ｃ（破線）は、半透明ミラー５６により透過光線６０ｃ´及び反射光線６０ｃ´´に分割され、光線６０ｃ´は、光線６０ａ´´に重ね合わせられ、光線６０ｃ´´は、光線６０ａ´に重ね合わせられる。
【００３５】
実際には、デバイス５０において、異なる色の光源（ＬＥＤ５２ａ，５２ｂ）は、鏡像を用いて仮想光源を作ることにより完全に重ね合わせられる。換言すれば、各光源は、デバイス１０と同様に、２つの異なる位置に配置されているように見える。しかしながら、デバイス５０において、結像光学系（例えば、放物型ミラー５４ａ，５４ｂ）はデバイスを小さく維持するために用いられる。
【００３６】
更に、デバイス５０において、放物型ミラー５４ａ，５４ｂの焦点５８ａ，５８ｂの位置に対するＬＥＤ５２ａ，５２ｂの位置、及び、放物型ミラー５４ａ，５４ｂの長さＬ２は、光線がデバイス５０を出る場所を決定する。最適な出力に関して、全ての光が、できる限り小さなエリア上の、２つのＬＥＤ５２ａ，５２ｂの間に投影されるように、デバイス５０の寸法が選択されるべきである。また、デバイス５０の全体サイズは、最小であるべきである。ＬＥＤが放物型ミラーとその焦点との間にあり、放物型ミラー５４ａ，５４ｂの全体長さＬ２が焦点の長さＬ３の３倍であるときに要件を満たす。Ｌ２及びＬ３は図３及び図４に示される。理論上は焦点の長さＬ３の３／２倍の放物型ミラーの長さＬ２で十分であるが、実際には十分ではない。
【００３７】
ここまで述べられた光出力デバイス５０において、放物型ミラー５４ａ，５４ｂの出口面では、重ね合わせられた光がｙ方向に多少コリメートされ、ｘ方向にはコリメートされない。２つの方向の光をコリメートするために、本デバイスは、放物型ミラー５４ａ，５４ｂの出口面に設けられた二次コリメータ（明確さのために図４において図示省略）を更に有する。典型的な二次コリメータ６２の形状は図５に示される。二次コリメータ６２は、対向する平面ミラー６６ａ，６６ｂに連結された対向する放物型ミラー６４ａ，６４ｂを有する。動作の間、ｘ方向の光は、放物型ミラー６４ａ，６４ｂを用いてコリメートされ、これに対し、ｙ方向の光は、平面ミラー６６ａ，６６ｂを用いてコリメートされる。異なる方向に対する異なる形状の選択は、放物型ミラー５４ａ，５４ｂから出てくる光が一の方向について既に部分的にコリメートされているためであり、コリメータ入力照射分布が楕円形状をもつためである。
【００３８】
二次コリメータ６２の代わりに、他の光学手段が用いられてもよい。例えば、ビーム発散は増大するにも関わらず、ｙ方向のスポットのサイズを小さくする非対称のデコリメータが用いられてもよい。これは、角度分布をより対称にし、スポットをより丸くするだろう。デコリメーションの後、対称のコリメータが所望のビーム発散を得るために配置され得る。
【００３９】
典型的なデバイス５０は、各光源５２ａ，５２ｂに対して直径２．５５ｍｍの円形入力エリアをもつように設計される。これらの入力エリアに関して、デバイス５０は、４０ｍｍの長さ、及び、２２×２０ｍｍの出力エリアをもつ。このサイズに関して、出力ビームは、±２０°及び±１０°の出力角度内に含まれる光束の８０％をもつ。光の８０％を含むビームのエタンデュは、双方のＬＥＤが発光するときのエタンデュの２倍である。倍数２のこのエタンデュの損失は、二次コリメータによりもたらされるが、必須ではない。
【００４０】
シミュレーションは、デバイス５０が完全な色混合を提供することを示す。図１，２のデバイス１０と比較して、デバイス５０は、エタンデュ増大の大きな削減を特徴としており、ボリューム削減もある。双方のデバイスに関して、混合の質は同じである。
【００４１】
図６は、本発明の更に他の実施形態の光出力デバイス７０の概略的な斜視図である。デバイス７０は、ＬＥＤ、放物型ミラー構造体７４、半透明ミラー７６、及び、二次コリメート手段７８を有する。デバイス７０の断面は、光出力デバイス５０のものと類似しているが、デバイス７０は追加のＬＥＤを有する。ＬＥＤは、ｘ方向に２列に設けられる。デバイス７０は、ｘ方向において互いに配置された幾つかのデバイス５０のようなものであるが、共通の放物型ミラー構造体７４及び半透明ミラー７６をもつ。ＬＥＤは、第１の色をもつ光を放射するように適合されたＬＥＤ７２ａと、第２の異なる色（又は白色）をもつ光を放射するように適合されたＬＥＤ７２ｂとを有する。好ましくは、２つのタイプのＬＥＤは、図７ａに示されるように、交互の配列で配置される。代わりに、図７ｂに示されるように、第１の色の全てのＬＥＤ７２ａが一の列に設けられ、第２の色又は白色の全てのＬＥＤ７２ｂが他の列に設けられる。デバイス７０において、ＬＥＤの２つの列は、２つの異なるＴＬ管に置換されてもよい。
【００４２】
図８は、例えば前述されたデバイスにおいて実行される、本発明の光出力方法のフローチャートである。本方法は、部分的に透明なミラーにより、第１の光源及び第２の光源により放射された実質的に全ての光を受けるステップ（ステップＳ１）と、部分的に透明なミラーにより、第１の光源からの光が部分的に透明なミラーでの反射／透過の後に第２の光源からの光と完全に重ね合わせられるように、第１の光源により放射された光の部分を反射し、第２の光源により放射された光の部分を透過し、その逆も同様であるステップ（ステップＳ２）とを有する。
【００４３】
本デバイスは、非常に小さなビームを生成し、小さなボリュームをもち、小さな出口直径をもつことを含む、スポットライトに関する需要を満たすので、本発明のデバイス及び方法のアプリケーションは、これに限定されるものではないが、照明用のスポットライト及びイルミネーションを含む。他のアプリケーションは、ダウンライト、ステージ照明、マイクロスコープイルミネーション等を含む。
【００４４】
当業者は、本発明が前述された好ましい実施形態に決して限定されないことを理解する。むしろ、多くの変更及びバリエーションが、特許請求の範囲内で可能である。
【００４５】
例えば、２つ以上のＬＥＤが各光源において用いられ得る。例えば、冷白色と温白色を一緒に混合することに関して、温白色ＬＥＤ及び冷白色ＬＥＤは、例えば上下に、各入口又はコリメート手段の入力に配置され得る。冷白色のミラー結像が温白色ＬＥＤの上部に常に現れ、その逆も同様であるような手法において、一の入口の上側の位置は温白色であるべきであり、その一方で、他の入口の上側の位置は冷白色であるべきである。
【００４６】
また、２つだけの色の代わりに、本デバイスは、例えば、交差する形態の２つの半透明ミラーを配置し、光が双方の半透明ミラーに当たるのを保証するように、光の入力角を調節することにより、より多くの色を含んでもよい。２つ以上の色を供給するための他の手法は、２つのデバイスを直列に配置することによるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ−７ｂ】
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【図８】
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