【手続補正書】
【提出日】平成29年7月13日(2017.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】発光装置及び発光装置を調光する方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置を調光する方法に関する。本発明は、更に、本発明による方法を実行するよう構成された発光装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度光源及び特に白色高輝度光源は、スポットライト、ヘッドランプ、ステージ照明及びデジタル光投影を含む種々の用途にとり関心のあるものである。このような目的のために、より短い波長の光が高度に透明な発光材料中で一層長い波長に変換される、所謂、集光器を利用することができる。このような透明な発光材料は、該発光材料内で一層長い波長を発生するために使用し、ＬＥＤ（発光ダイオード）により照明することができる。当該発光材料内で導かれる変換光は、輝度利得につながる表面から取り出される。
【０００３】
デジタル投影においては、例えばエネルギを節約すると共に当該光源の寿命を保存するためにスクリーン輝度を調光することが望ましい。上述した解決策において、発光材料の棒体がＬＥＤの列上に配置される。当該ＬＥＤ（ポンプ源）が出射面から一層遠くになるにつれての散乱及び再吸収の結果としての、光の漏れ等の損失により、全体の光出力に対する該ＬＥＤの貢献度が一層少なくなる。
【０００４】
結果として、多くの実用的目的では、特にデジタル投影のみならず、例えばスポットライト、ヘッドランプ及びステージ照明の分野においても、調光は非効率的であり不適切である。
【０００５】
米国特許出願公開第2012/0243220号公報は、各々が複数のＬＥＤを有する複数の発光グループを備えた発光装置を記載している。各発光グループには、透明な封入体及び波長変換部材が関連付けられている。該発光装置は、各発光グループに属するＬＥＤのオン及びオフ切り換え並びに調光動作を集合的に制御するドライバを更に有している。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の解決策においては相対的に僅かな調光の自由度（即ち、最大値以下の放出光の輝度のレベル）しか利用可能でなく、異なる調光の度合い（程度）は不都合なほど大きな光強度の差により隔てられる。
【０００７】
米国特許出願公開第2012/0212931号公報は、第１光源、導光体、発光層及び第１反射層を含む発光装置を開示している。上記導光体は第１光源からの光が入射される第１端面と、該第１端面に対向すると共に当該光の導光方向に設けられた第２端面とを含む。上記発光層は、導光方向に沿って、光を吸収すると共に波長変換された光を放出することができる蛍光体粒子又は光を拡散させる光拡散物質を含んでいる。上記第１反射層は上記第２端面上に設けられ、上記導光体内で導かれる光の一部を反射することができる。上記発光層からの拡散光は導光体の外部に放出される。上記光源を発光領域が移動するように点灯することができるコントローラが設けられている。
【０００８】
米国特許出願公開第2011/0175549号公報は入射光を伝搬させることができる線状材料中に光を伝搬させることにより光を放出する線状光源を開示している。上記線状材料の一端の面上に発光デバイスが設けられ、該発光デバイスは光を該光が線状材料の上記一端に入射するように放出する。受光デバイスが上記線状材料の他端の面上に設けられ、該受光デバイスは線状材料中を伝搬した光を検出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記問題を克服すると共に、大幅に効率的であり、広範囲の実用的目的に適しており、且つ、改善されたエネルギ節約及び改善された光源寿命の保存をもたらす発光装置及び発光装置を調光する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様によれば、上記及び他の目的は、動作時に第１スペクトル分布を持つ光を放出するように構成された少なくとも２つの光源と、主導光方向に対して平行に配置された第１光入射面及び該第１光入射面に対してゼロとは異なる角度で延在する第１光出射面を有する第１導光器であって、前記第１光入射面において前記第１スペクトル分布を持つ光を受光し、前記第１スペクトル分布を持つ光の少なくとも一部を第２スペクトル分布を持つ光に変換し、前記第２スペクトル分布を持つ光を前記第１光出射面に導き、且つ、該第２スペクトル分布を持つ光を該第１光出射面から導出するように構成された第１導光器と、を有し、前記少なくとも２つの光源が前記第１導光器の前記第１光出射面から互いに異なる距離に配置された発光装置であって、当該発光装置を、前記少なくとも２つの光源のうちの前記第１導光器の前記第１光出射面から最大の距離に配置された光源から開始して調光するように構成された制御装置を更に有する発光装置により達成される。
【００１１】
これにより、前記光源を個別に調光することができることにより、多様な調光の自由度が利用可能にされる発光装置が提供される。このように、当該方法は、種々の異なる且つ正確な調光の度合いが望まれるような多様な実用的構成において用いるのに適している。更に、更なるエネルギ節約が可能にされると共に、光源寿命の増加が得られる。何故なら、より少ない光源しか同時に調光される必要がなく、放出される光の強度（輝度）のレベルを所与の環境及び要件に従って高いレベルの精度で調整することができるので、本発明による方法は使用の際に大幅に一層効率的であるからである。
【００１２】
改善されたエネルギ節約は、上記光出射面から最も離れて配置される光源を調光することから開始することにより達成される。何故なら、この光源から生じる光（該光は当該導光器内で少なくとも部分的に変換される）は、第１光出射面まで該導光器を経て最大距離を進行するので、例えば吸収等による最大の損失を受けるからである。言い換えると、最も効率的な光源は、最後に調光されるもので、第１光出射面に最も近い距離に配置される光源である。何故なら、この光源から生じる光（該光は当該導光器内で少なくとも部分的に変換される）は、第１光出射面まで当該導光器を経て最短距離しか進行する必要がなく、より少ない吸収損失しか受けないからである。
【００１３】
一実施態様において、前記制御装置は、前記光源を１つずつ調光するように構成され、これにより、更なる度合いの調光の自由度を提供する。
【００１４】
一実施態様において、当該発光装置は複数の光源を有し、前記制御装置は異なる強度レベルで光を放出するために前記複数の光源における少なくとも２つの光源を調光するように構成され、これら強度レベルは各光源と前記第１導光器の前記第１光出射面との間の距離の増加に伴い減少する。
【００１５】
これにより、２以上の異なる強度レベルで光を放出するために各光源を１つずつ（即ち、別個に）調光することができる点で更に多様な調光の度合いが利用可能にされる発光装置が提供され、かくして、例えば第１光出射面から最大の距離に（即ち、最も離れて）配置された第１光源は可能な最大強度の半分で光を放出し、第１光出射面から２番目の最大距離に配置された第２光源は可能な最大強度の四分の三で光を放出し、残りの光源は可能な最大強度で光を放出するようにする。
【００１６】
一実施態様において、当該発光装置は複数の光源を有し、前記制御装置は前記複数の光源における少なくとも２つの光源の各グループを、前記第１導光器の前記第１光出射面から最大の距離に配置された少なくとも２つの光源のグループから開始して調光するように構成される。
【００１７】
これにより、光源をグループ毎に（例えば、２つずつ又は４つずつ）調光することができる点で更に一層多様な調光の度合いが利用可能にされる発光装置が提供される。
【００１８】
一実施態様において、前記制御装置は前記少なくとも２つの光源の各グループを１つずつ調光するように構成され、これにより、更なる度合いの調光の自由度が提供される。
【００１９】
一実施態様において、前記制御装置は前記複数の光源における少なくとも２つの光源の各グループを、前記第１導光器の前記第１光出射面から最大の距離に配置された少なくとも２つの光源のグループから開始して１つずつオフするように構成される。これにより、更に一層の調光の自由度が可能にされる。
【００２０】
一実施態様において、当該発光装置の前記第１導光器は少なくとも１つの他の（更なる）光出射面を有し、前記制御装置は前記少なくとも２つの光源を、該少なくとも２つの光源のうちの前記第１光入射面上の点Ｐの最も近くに配置された光源から開始して、１つずつ調光するように構成され、前記点Ｐは前記光出射面の各々までの垂直な距離が可能な限り最大である位置に配置され、ここで、前記光出射面の各々までの垂直な距離には等しい重みが付与される。
【００２１】
ここで使用される“前記少なくとも２つの光源のうちの前記第１光入射面上の点Ｐの最も近くに配置された光源”なる語句は、もっと正確には、前記少なくとも２つの光源のうちの当該光源の中心又は中央と点Ｐとの間が最短距離で配置された光源を指すことに注意されたい。
【００２２】
更に、ここで使用される“前記光出射面の各々までの垂直な距離には等しい重みが付与される”なる語句は、最初に調光される光源が全ての光出射面から最も遠くに離れて位置されることが等しく重要であることを意味している。
【００２３】
これにより、両又は全ての光出射面から放出される光が等しい又は実質的に等しい度合いで調光されるという意味で、均一な調光がもたらされ得る発光装置が提供される。
【００２４】
一実施態様において、前記制御装置は、前記少なくとも２つの光源における少なくとも１つをオフに切り換える動作、前記少なくとも２つの光源における少なくとも１つに互いに異なる大きさ（振幅）を持つ少なくとも２つの連続した直流（ＤＣ）電流を順に供給する動作、及び前記少なくとも２つの光源における少なくとも１つに供給される電流のパルス幅変調を使用する動作のうちの何れか１以上に適合される。これにより、多様な度合いの調光が特別に簡単で直截な態様で利用可能にされるような発光装置が提供される。
【００２５】
本発明の第２態様によれば、前記及び他の目的は、発光装置を調光する方法により達成され、該方法は、動作時に第１スペクトル分布を持つ光を放出する少なくとも２つの光源と、主導光方向に対して平行に配置された第１光入射面及び該第１光入射面に対してゼロとは異なる角度で延在する第１光出射面を有する第１導光器であって、前記第１光入射面において前記第１スペクトル分布を持つ光を受光し、前記第１スペクトル分布を持つ光の少なくとも一部を第２スペクトル分布を持つ光に変換し、前記第２スペクトル分布を持つ光を前記第１光出射面に導き、且つ、該第２スペクトル分布を持つ光を該第１光出射面から導出する第１導光器と、を有し、前記少なくとも２つの光源が前記第１導光器の前記第１光出射面から互いに異なる距離に配置された発光装置を設けるステップと；前記少なくとも２つの光源を、前記少なくとも２つの光源のうちの前記第１導光器の前記第１光出射面から最大の距離に配置された光源から開始して１つずつ調光するステップと；を有する。
【００２６】
これにより、前記光源を１つずつ、即ち別個に調光することができる点で、多様な度合いの調光が利用可能にされる発光装置を調光する方法が提供される。このように、当該方法は、種々の異なる且つ正確な度合いの調光が望まれる多様な実用的構成において使用するのに適している。更に、更なるエネルギ節約が可能にされると共に、光源寿命の増加が得られる。何故なら、より少ない光源しか同時に調光される必要がなく、放出される光の強度（輝度）のレベルを所与の環境及び要件に従って高いレベルの精度で調整することができるので、本発明による方法は使用の際に大幅に一層効率的であるからである。更に、本発明による発光装置の他の利点も、本発明による該調光する方法に等しく当てはまり得る。
【００２７】
一実施態様において、当該方法は、前記少なくとも２つの光源を調光するステップを実行するよう構成された制御装置を設けるステップと、前記少なくとも２つの光源を調光するステップを該制御装置により実行するステップとを更に有する。これによれば、非常に簡単且つ便利な態様により手動又は自動の何れかで実行することができる発光装置を調光する方法が提供される。
【００２８】
一実施態様において、前記発光装置は複数の光源を有し、前記調光するステップは異なる強度レベルで光を放出するために前記複数の光源における少なくとも２つの光源を調光するステップを有し、これら強度レベルは各光源と前記第１導光器の前記第１光出射面との間の距離の増加に伴い減少する。
【００２９】
これにより、２以上の異なる強度レベルで光を放出するために各光源を１つずつ（即ち、別個に）調光することができる点で更に多様な調光の度合いが利用可能にされる発光装置を調光する方法が提供され、かくして、例えば第１光出射面から最大の距離に（即ち、最も離れて）配置された第１光源は可能な最大強度の半分で光を放出し、第１光出射面から２番目の最大距離に配置された第２光源は可能な最大強度の四分の三で光を放出し、残りの光源は可能な最大強度で光を放出するようにする。
【００３０】
一実施態様において、前記調光するステップは前記複数の光源における少なくとも２つの光源の各グループを、前記第１導光器の前記第１光出射面から最大の距離に配置された少なくとも２つの光源のグループから開始して１つずつオフするステップを有する。これにより、更なる度合いの調光が可能にされる。
【００３１】
一実施態様において、前記発光装置の前記第１導光器は少なくとも１つの他の（更なる）光出射面を有し、前記調光するステップは前記少なくとも２つの光源を、該少なくとも２つの光源のうちの前記第１光出射面及び前記少なくとも１つの他の光出射面の両方から最大の距離に配置された光源から開始して、１つずつ調光するステップを有する。これにより、両方の又は全ての光出射面から放出される光が等しい又は実質的に等しい度合いで調光されるという意味で、均一な調光を行うことができる調光する方法が提供される。
【００３２】
本発明は、本発明の第１態様による発光装置を有するプロジェクタにも関するものである。
【００３３】
尚、本発明は請求項に記載されたフィーチャの全ての可能性のある組み合わせに関するものであることに注意されたい。
【００３４】
本発明の上記及び他の態様は、本発明の実施態様を示す添付図面を参照して後に更に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、出口蛍光体を有する発光装置の三次元斜視図を示す。
【図２】図２は、蛍光体ホイールを有する発光装置の断面図を示す。
【図３】図３は、出射面に光学エレメントが設けられた導光器の側面図を示す。
【図４】図４は、整形された光出射面を設ける等のために全長にわたり整形された導光器の斜視図を示す。
【図５】図５は、整形された光出射面を設ける等のために長さの一部にわたり整形された導光器の斜視図を示す。
【図６】図６は、導光器及び追加の光源を備えると共に、フィルタ及びダイクロイック光学エレメントが設けられた照明システムの側面図を示す。
【図７】図７は、第１光入射面とは異なる面に配置された第２光源を備える導光器を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、表面に隣接して配置されたヒートシンクエレメントを備える導光器を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、表面に隣接して配置されたヒートシンクエレメントを備える導光器を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、光出射面に隣接して配置された偏光エレメントを備える導光器を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、光出射面に隣接して配置された偏光エレメントを備える導光器を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、光出射面に隣接して配置された偏光エレメントを備える導光器を示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、光出射面に隣接して配置された偏光エレメントを備える導光器を示す。
【図１０】図１０は、テーパ状（先細り）出射面を有する発光装置の斜視図を示す。
【図１１ａ】図１１ａは、本発明による発光装置の第１実施態様の全出力モードでの側面図を示す。
【図１１ｂ】図１１ｂは、本発明による発光装置の第１実施態様の電力節約モードでの側面図を示す。
【図１２ａ】図１２ａは、本発明による発光装置の第２実施態様の全出力モードでの側面図を示す。
【図１２ｂ】図１２ｂは、本発明による発光装置の第２実施態様の電力節約モードでの側面図を示す。
【図１３ａ】図１３ａは、本発明による発光装置の第３実施態様の全出力モードでの側面図を示す。
【図１３ｂ】図１３ｂは、本発明による発光装置の第３実施態様の電力節約モードでの側面図を示す。
【図１４ａ】図１４ａは、本発明による発光装置の第４実施態様の全出力モードでの側面図を示す。
【図１４ｂ】図１４ｂは、本発明による発光装置の第４実施態様の電力節約モードでの側面図を示す。
【図１５ａ】図１５ａは、本発明による方法の第１実施態様の概要図を示す。
【図１５ｂ】図１５ｂは、本発明による方法の第１実施態様の概要図を示す。
【図１５ｃ】図１５ｃは、本発明による方法の第１実施態様の概要図を示す。
【図１５ｄ】図１５ｄは、本発明による方法の第１実施態様の概要図を示す。
【図１６ａ】図１６ａは、本発明による方法の第２実施態様の概要図を示す。
【図１６ｂ】図１６ｂは、本発明による方法の第２実施態様の概要図を示す。
【図１６ｃ】図１６ｃは、本発明による方法の第２実施態様の概要図を示す。
【図１６ｄ】図１６ｄは、本発明による方法の第２実施態様の概要図を示す。
【図１７ａ】図１７ａは、本発明による方法の第３実施態様の概要図を示す。
【図１７ｂ】図１７ｂは、本発明による方法の第３実施態様の概要図を示す。
【図１７ｃ】図１７ｃは、本発明による方法の第３実施態様の概要図を示す。
【図１８ａ】図１８ａは、本発明による方法の第４実施態様の概要図を示す。
【図１８ｂ】図１８ｂは、本発明による方法の第４実施態様の概要図を示す。
【図１８ｃ】図１８ｃは、本発明による方法の第４実施態様の概要図を示す。
【図１８ｄ】図１８ｄは、本発明による方法の第４実施態様の概要図を示す。
【図１９】図１９は、本発明による発光装置の光源を本発明による方法の或る実施態様に従って調光した場合の、該発光装置により放出される光の強度を時間の関数として図示したグラフを示す。
【図２０】図２０は、本発明による発光装置の光源を本発明による方法の別の実施態様に従って調光した場合の、該発光装置により放出される光の強度を時間の関数として図示したグラフを示す。
【図２１】図２１は、本発明による発光装置の光源を本発明による方法の更に別の実施態様に従って調光した場合の、該発光装置により放出される光の強度を時間の関数として図示したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図に示されるように、層、エレメント（要素）及び領域のサイズは説明の目的上強調されており、本発明の実施形態の一般的な構造を説明するために提示されている。同様な符号（参照番号）は一貫して同様な要素を指し、例えば、本発明に係る発光装置は一般的に１によって表される一方、その具体的な異なる実施形態は、一般的な参照番号に０１、０２、０３等を加えて表されている。本発明に係る発光装置の実施形態のいずれかに付与され得る様々な特徴及び要素を示す図１〜図１０では、これらの図の１つに特有の要素を除く全ての要素に「００」が加えられている。
【００３７】
以下、本発明の現在好適な実施形態を示す添付の図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は多様な形態で具現化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されると解されるべきではない。これらの実施形態は、徹底さ及び完全さのために提供され、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものである。
【００３８】
以下の説明は、本発明に係る発光装置の様々な要素及び特徴に関しての用途、適切な光源及び適切な材料についての一般的考察で開始する。この目的のために、本発明に係る発光装置の実施形態のいずれかに付与され得る様々な特徴及び要素が、図１〜図１０を参照しながら説明される。本発明に係る発光装置の具体的な実施形態が図１１ａ〜図２１を参照して詳細に説明される。
【００３９】
本発明に係る発光装置は、限定はされないが、ランプ、照明モジュール、照明器具、スポットライト、フラッシュライト、プロジェクタ（投影機）、デジタル投影装置、自動車のヘッドライト又はテールランプ等の自動車照明、アリーナ照明、劇場照明、及び建築照明を含む用途に使用することができる。
【００４０】
以下に記載する本発明による実施態様の一部である光源は、動作中に、第１のスペクトル分布の光を発するよう構成される。この光は、その後、導光器又は導波器に導入される。該導光器又は導波器は、上記第１スペクトル分布の光を他のスペクトル分布に変換すると共に、該光を出射（出口）面に導くことができる。原則的に、該光源は任意の種類の点光源であり得るが、一実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード若しくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、複数のＬＥＤ、レーザーダイオード若しくはＯＬＥＤ又はＬＥＤ、レーザーダイオード若しくはＯＬＥＤのアレイ、又はこれらの組み合わせ等の固体光源とすることができる。原則的に、ＬＥＤは任意の色のＬＥＤ又はこれらの組み合わせとすることができるが、一実施形態では、３８０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長範囲と規定される青色域の光源光を生成する青色光源である。他の実施形態では、光源はＵＶ又は紫色光源、すなわち、４２０ｎｍ未満の波長範囲の光を発する光源である。複数の又はアレイ状のＬＥＤ、レーザーダイオード又はＯＬＥＤである場合、原則的に、これらＬＥＤ、レーザーダイオード又はＯＬＥＤは、限定はされないが、ＵＶ、青色、緑色、黄色又は赤色等の、２つ以上の異なる色のＬＥＤ、レーザーダイオード又はＯＬＥＤであり得る。
【００４１】
上記光源は赤色光源、すなわち、例えば６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲内で発光する光源とすることができる。このような赤色光源は、例えば、直接赤色光を発する、又は光源光を赤色光に変換するのに適した蛍光体を有する上記のいずれかのタイプの光源であり得る。この実施形態は、光源光をＩＲ光、すなわち、約８００ｎｍより長い波長を有する光であって、適切な実施形態では８１０〜８５０ｎｍの範囲内にピーク強度を有する光に変換するよう構成された導光器と組み合わされると、好適である。一実施形態では、かかる導光器はＩＲ発光蛍光体を含む。これらの特性を備える発光装置は、暗視システムでの使用に特に有利であるが、任意の上記用途に使用され得る。
【００４２】
他の例は、４８０ｎｍ〜８００ｎｍの間の波長範囲内の光を放出すると共に該光を発光性（ルミネッセント）ロッド（棒体）又は導光器に導入する第１の赤色光源と、青色、ＵＶ又は紫色光（即ち、４８０ｎｍ未満の波長を持つ光）を放出すると共に該放出光を発光性導光器又はロッドに導入する第２の光源との組み合わせである。上記第２光源の光は上記発光性導光器又はロッドにより４８０ｎｍ〜８００ｎｍの間の波長範囲に変換される一方、当該発光性導光器又はロッドに導入される上記第１光源の光は変換されない。言い換えると、第２光源はＵＶ、紫色又は青色光を放出し、次いで、該光は発光性集光器により緑色-黄色-橙色-赤色スペクトル領域の光に変換される。他の実施態様において、第１光源は５００ｎｍ〜６００ｎｍの間の波長範囲内で発光する一方、第２光源の光は上記発光性導光器又はロッドにより５００ｎｍ〜６００ｎｍの間の波長範囲に変換される。他の実施態様において、第１光源は６００ｎｍ〜７５０ｎｍの間の波長範囲内で発光する一方、第２光源の光は上記発光性導光器又はロッドにより６００ｎｍ〜７５０ｎｍの間の波長範囲に変換される。一実施態様において、第１光源の光は当該発光性導光器又はロッドに、第２光源の光が該発光性導光器又はロッドに導入される面とは別の面（例えば、当該光の出射面とは反対側の面）において導入される。これらの実施態様は、赤色光範囲内で増加された輝度でもって発光する発光性導光器又はロッドを提供する。
【００４３】
本発明による実施態様において後述する導光器は、一般的に、互いに垂直方向に延びる高さＨ、幅Ｗ及び長さＬを有する棒状又はバー状の導光体であり、実施形態では、透明又は透明且つ発光性である。光は一般的に長さＬ方向に導かれる。高さＨは、実施態様では、＜１０ｍｍ、他の実施態様では＜５ｍｍ、更に他の実施態様では＜２ｍｍである。幅Ｗは、実施態様では＜１０ｍｍ、他の実施態様では＜５ｍｍ、更に他の実施態様では＜２ｍｍである。長さＬは、実施態様では幅Ｗ及び高さＨより大きく、他の実施態様では少なくとも幅Ｗの２倍又は高さＨの２倍であり、更に他の実施態様では少なくとも幅Ｗの３倍又は高さＨの３倍である。高さＨ：幅Ｗの縦横比は、典型的には１：１（例えば、一般的な光源用途の場合）、又は１：２、１：３若しくは１：４（例えば、ヘッドライト等の特殊な光源用途の場合）、又は４：３、１６：１０、１６：９若しくは２５６：１３５（例えば、ディスプレイ用途の場合）である。当該導光器は、一般的に、平行な面には配置されない光入射（入力）面及び光出射（出力）面を有し、実施態様において該光入射面は光出射面に対して垂直である。高輝度で集中された光出力を達成するために、光出射面の面積は光入射面の面積よりも小さくすることができる。光出射面は任意の形状を有し得るが、一実施形態では、正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、五角形、六角形として成形される。
【００４４】
一般的に棒状又はバー状の導光器は、任意の断面形状を有し得るが、実施形態では、正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、五角形又は六角形の形状の断面を有する。一般的に、当該導光器は直方体であるが、光入射面がいくらか台形の形状を有する、直方体以外の形状を有してもよい。このようにすることで、光束を更に大きくすることができ、これは、用途によっては有益であり得る。
【００４５】
当該導光器は円柱状の棒体（ロッド）を有することもできる。実施態様において、この円柱状ロッドは該ロッドの長手方向に沿って１つの平坦化表面を有し、該表面に前記光源を配置して該光源により放出される光の当該導光器への効率的な導入を行うことができる。該平坦化された表面はヒートシンクを配置するために使用することもできる。該円柱状導光器は、例えば互いに対向して配置される又は互いに垂直に配置される２つの平坦化された表面を有することもできる。実施態様において、該平坦化表面は当該円柱状ロッドの長手方向の一部に沿って延在する。
【００４６】
本発明による実施態様において後述する導光器は、該導光器が真っ直ぐな線状のバー又はロッドではなく、例えば９０度若しくは１８０度曲げられた、Ｕ字状の、円形若しくは楕円状の又はループ若しくは複数のループを持つ三次元螺旋状の形態の丸められた角を有することができるように、長手方向において折り畳み、折り曲げ及び／又は整形することもできる。このことは、光が全体的に案内される全長が相対的に大きく、相対的に高いルーメン出力につながるが、同時に相対的に小さな空間内に配置することができる小型の導光器を提供する。例えば、当該導光器の長手方向に沿う整形を行うために該導光器の発光部分は剛性とする一方、該導光器の透明部分は可撓性とする。前記光源は、該折り畳まれ、折り曲げられ及び／又は整形された導光器の長さに沿って何処に配置することもできる。
【００４７】
本発明の実施態様による後述する導光器に適した材料は、ｎ＝１．７の屈折率を有するサファイア、多結晶アルミナ及び／又はＹＡＧ、ＬｕＡＧ等のアンドープ透明ガーネットである。この材料の（例えば、ガラスに勝る）追加の利点は、良好な熱伝導性を有し、局所的な加熱を低減することである。他の適切な材料は、限定はされないが、ガラス、石英及び透明なポリマを含む。他の実施形態では、該導光器材料は鉛ガラスである。鉛ガラスは、通常のカリガラスのカルシウム分を鉛が置換するガラスの一種であり、これにより、屈折率を高くすることができる。通常のガラスはｎ＝１．５の屈折率を有するが、鉛を添加することで、１．７までの屈折率が得られる。
【００４８】
本発明の実施態様による後述する導光器は、光を別のスペクトル分布に変換するための好適な発光材料を含むことができる。好適な発光材料は、ドープＹＡＧ、ＬｕＡＧ等の無機蛍光体、有機蛍光体、有機蛍光色素、及び後述するように本発明の実施形態の目的に非常に適した量子ドットを含む。
【００４９】
量子ドットは、一般的にわずか数ナノメートルの幅又は直径を有する半導体材料の小さな結晶である。入射光によって励起されると、量子ドットは当該結晶のサイズ及び材料によって決定される色の光を発する。したがって、ドットのサイズを調整することにより、特定の色の光を作り出すことができる。可視域で発光する既知の量子ドットのほとんどは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）等のシェルを有するセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）をベースとする。リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）、及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）等の、カドミウムを含まない量子ドットを使用することも可能である。量子ドットは非常に狭い発光帯を呈し、よって飽和色を呈する。更に、量子ドットのサイズを調整することによって、発光色を容易に調節することができる。当該分野で知られる任意の種類の量子ドットが、後述する本発明の実施形態において使用され得る。しかし、環境に関する安全及び懸念の理由から、カドミウムを含まない量子ドット、又は少なくともカドミウム含有量が非常に少ない量子ドットを使用することが好ましいであろう。
【００５０】
有機蛍光色素を使用することもできる。スペクトルピーク位置が適合し得るよう、分子構造を設計することができる。適切な有機蛍光色素材料の例は、ペリレン誘導体をベースとする有機発光材料、例えば、ＢＡＳＦ社によってＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）という品名で販売されている化合物である。適切な化合物の例は、限定はされないが、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｒｅｄ  Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ  Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ  Ｆ０８３、及びＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０を含む。
【００５１】
当該発光材料は無機蛍光体であってもよい。無機蛍光物質の例は、限定はされないが、セリウム（Ｃｅ）ドープＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）又はＬｕＡＧ（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２）を含む。ＣｅドープＹＡＧは黄色がかった光を発する一方、ＣｅドープＬｕＡＧは黄緑色がかった光を発する。赤色光を発する他の無機蛍光物質の例は、限定はされないが、ＥＣＡＳ及びＢＳＳＮを含み、ここで、ＥＣＡＳはＣａ１−ｘＡｌＳｉＮ３：Ｅｕｘであり（但し、０＜ｘ≦１、実施態様では０＜ｘ≦０．２）、ＢＳＳＮはＢａ２−ｘ−ｚＭｘＳｉ５−ｙＡｌｙＮ８−ｙＯｙ：Ｅｕｚである（但し、Ｍ＝Ｓｒ又はＣａ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦４、且つ０．０００５≦ｚ≦０．０５、実施態様では０≦ｘ≦０．２）。
【００５２】
後述する本発明の一実施形態において、当該発光材料は、（Ｍ＜Ｉ＞１−ｘ−ｙＭ＜II＞ｘＭ＜III＞ｙ）３（Ｍ＜IV＞１−ｚＭ＜Ｖ＞ｚ）５Ｏ１２（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＹ、Ｌｕ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＧｄ、Ｌａ、Ｙｂ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＴｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｅｕ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜IV＞はＡｌであり、Ｍ＜Ｖ＞はＧａ、Ｓｃ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１、０＜ｚ＜１である）；（Ｍ＜Ｉ＞１−ｘ−ｙＭ＜II＞ｘＭ＜III＞ｙ）２Ｏ３（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＹ、Ｌｕ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＧｄ、Ｌａ、Ｙｂ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＴｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｂｉ、Ｓｂ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦０．１である）；（Ｍ＜Ｉ＞１−ｘ−ｙＭ＜II＞ｘＭ＜III＞ｙ）Ｓ１−ｚＳｅｚ（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｂａ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＣｅ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｓｂ、Ｓｎ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＫ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｚｎ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦０．０１、０＜ｙ≦０．０５、０≦ｚ＜１である）；（Ｍ＜Ｉ＞１−ｘ−ｙＭ＜II＞ｘＭ＜III＞ｙ）Ｏ（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｂａ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＣｅ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｐｒ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＫ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｚｎ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ≦０．１である）；（Ｍ＜Ｉ＞２−ｘＭ＜II＞ｘＭ＜III＞２）Ｏ７（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｂａ、Ｓｒ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＥｕ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｍ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦１である）；（Ｍ＜Ｉ＞１−ｘＭ＜II＞ｘＭ＜III＞１−ｙＭ＜IV＞ｙ）Ｏ３（但し、Ｍ＜Ｉ＞はＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜II＞はＥｕ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｍ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜III＞はＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ又はこれらの混合を含むグループから選択され、Ｍ＜IV＞はＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｓｉ又はこれらの混合を含むグループから選択され、０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ≦０．１である）；又はこれらの混合を含むグループから選択される材料から形成される。
【００５３】
他の好適な発光材料は、Ｃｅドープイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）及びルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬｕＡＧ）である。発光性導光器は、青色域内、緑色域内又は赤色域内に中心発光波長を有することができる。青色域は３８０〜４９５ｎｍと定められ、緑色域は４９５〜５９０ｎｍと定められ、赤色域は５９０〜８００ｎｍと定められる。
【００５４】
実施形態に使用することができる蛍光体の選択肢を、最大発光波長と共に下表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
本発明の実施態様に従い後述する導光器は、光を他のスペクトル分布に変換するための好適な発光材料の異なる密度の領域を有することができる。一実施態様において、透明な導光器は互いに隣接する２つの部分を有し、これら部分のうちの一方のみが発光材料を有し、他方の部分は透明であるか又は相対的に低い濃度の発光材料しか有さない。他の実施態様において、当該導光器は上記第２部分に隣接する更に他の第３部分を有し、該第３部分は異なる発光材料又は異なる濃度の同じ発光材料を有する。これらの異なる部分は一体に形成することができ、かくして１つの部品又は１つの導光器を形成する。一実施態様において、部分的に反射するエレメントを、当該導光器の上記異なる部分の間に、例えば上記第１部分と第２部分との間に配置することができる。該部分的に反射するエレメントは、１つの特定の波長又はスペクトル分布を持つ光を透過させると共に、他の別の特定の波長又はスペクトル分布を持つ光を反射するように構成される。従って、該部分的に反射するエレメントはダイクロイックミラー等のダイクロイックエレメントとすることができる。
【００５７】
他の実施態様（図示略）においては、発光材料の複数の波長変換領域が、透明導光器の光入射面におけるＬＥＤ等の複数の光源の上部又は該光源上に配置される。かくして、上記複数の波長変換領域の各々の表面積は上記複数の光源の各々の表面積に対して、各光源からの光が発光材料の各領域を介して当該透明導光器に導入されるように合致する。この場合、変換された光は導光器の透明部分に導入され、次いで該導光器の光出射面へと導かれる。上記波長変換領域は光入射面上に配置することができるか、又は当該導光器内に形成することができる。これら波長変換領域は、光入射面において当該導光器上に又は内に配置された均質層の一部を形成することができる。２つの隣り合う波長変換領域の間に延びる該均質層の部分は、透明とすることができると共に、更に又は代わりに該波長変換領域と同一の屈折率を有することができる。異なる波長変換領域は、互いに異なる発光材料を有することができる。光源と発光領域との間の距離は、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満又は０.５ｍｍ未満とすることができる。
【００５８】
後述する本発明による発光装置の実施態様においては、当該光源により放出される光を当該導光器に効率的に導入するために結合構造体又は結合媒体を設けることができる。該結合構造体は、例えば波状構造を形成する凸部又は凹部等の特徴構造を有する屈折構造体とすることができる。該結合構造体の特徴構造の典型的な寸法は５μｍ〜５００μｍである。該特徴構造の形状は、例えば半球状（レンズ）、プリズム状、正弦状又はランダム状（例えば、サンドブラスト加工された）のものとすることができる。適切な形状を選択することにより、当該導光器に導入される光の量を調整することができる。上記屈折構造体は、彫刻加工又はサンドブラスト加工等の機械的手段により作製することができる。他の例として、斯かる屈折構造体は、例えばポリマ又はゾルゲル材料等の適切な材料での複製により作製することもできる。他の例として、当該結合構造体は回折構造体とすることもでき、その場合、該回折結合構造体の特徴構造の典型的寸法は０.２μｍ〜２μｍである。当該導光器の内部の回折角は格子方程式λ／Λ＝ｎin・sinθin−ｎout・sinθoutにより与えられ、ここで、λはＬＥＤ光の波長であり、Λは格子周期であり、ｎin及びｎoutは各々当該導光器の内部及び外部の屈折率であり、θin及びθoutは各々当該導光器の内部の回折角及び外部の入射角である。低屈折率層及び結合媒体に対して同一の屈折率ｎout＝１を仮定すると、全内部反射に対する条件ｎinsinθin＝ｎoutにより、λ／Λ＝１−sinθoutなる条件、即ち垂直入射θout＝０に対してΛ＝λなる条件を得る。一般的に、全ての他の角度θoutが導光器内に回折されるといことではない。このことは、屈折率ｎinが十分に高い場合にのみ生じる。上記格子方程式から、ｎin≧２なる条件に対して、Λ＝λなら、全ての角度が回折されることになる。他の周期及び屈折率も用いることができるが、当該導光器へ回折される光が一層少なくなる。更に、一般的に大量の光が透過される（０次）。回折される光の量は当該格子構造の形状及び高さに依存する。適切なパラメータを選択することにより、当該導光器に導入される光の量を調整することができる。このような回折構造体は、例えばｅビームリソグラフィ又はホログラフィにより形成された構造体からの複製により最も容易に作製することができる。斯かる複製は、ソフト・ナノインプリント・リソグラフィ等の方法により実施することができる。当該結合媒体は、例えば空気又は他の好適な物質とすることができる。
【００５９】
次に、図１を参照すると、第１のスペクトル分布の入射光を第２の異なるスペクトル分布の光に変換するよう構成された導光器４０００を含む発光装置１０００の立体斜視図が示されている。図１に示される導光器４０００は、ＵＶ／青色波長変換器の形態の第１の変換部６１１０及び該第１の変換部６１１０からの青色光入力に基づき白色光１４００を発するよう構成された蛍光体の形態の第２の変換部６１２０を有する波長変換器構造体６０００を含み、又は、として構成されている。したがって、図１に示される発光装置１０００は、ＵＶ〜青色波長域の光を発する複数のＬＥＤ２１００、２２００、２３００の形態の光源を含む。ＬＥＤ２１００、２２００、２３００は、ベース又は基板１５００上に配置される。具体的には、第１の変換部６１１０は、一実施形態ではユウロピウム及び／又はテルビウムである希土類イオンによってドーピングされた多結晶立方晶イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を有する一方、第２の変換部６１２０は黄色発光蛍光体を有する。この実施形態は、光出射面の表面積が、直接発光ＬＥＤからなる光源を構築するのに必要な表面積よりも小さいという利点を有する。これにより、エタンデュの利得を得ることができる。
【００６０】
青色又はＵＶ光源を用いて白色光を生成する方法の代替案は、限定はされないが、以下を含む。即ち、ＬＥＤが青色光を発し、第１の変換部６１１０内で緑色／青色光に変換され、その後、赤色蛍光体として設けられた第２の変換部によって白色光に変換されるもの；及びＬＥＤが青色光を発し、第１の変換部６１１０内で緑色光に変換され、その後、赤色及び青色光と混合されて白色ＬＥＤ光源を作り出し、ここで、該混合は、前方に拡散器が配置された赤色蛍光体の形態の第２の変換部によって達成されるものである。
【００６１】
図２は、第１のスペクトル分布を有する入射光を、第１のスペクトル分布とは異なる第２のスペクトル分布を有する光に変換するよう構成された導光器４０１５を有する発光装置１００１を示している。図２に示される導光器４０１５は、回転可能な蛍光体ホイール１６００の形態で設けられた第２の変換部６１２０を有する波長変換構造を含み又はとして構成されると共に、第１の変換部６１１０と該第２の変換部６１２０即ち蛍光体ホイール１６００との間に配置された結合エレメント７７００を更に有している。
【００６２】
発光装置１００１は、更に、ベース又は基板１５００上に配置された複数のＬＥＤ２１００、２２００、２３００の形態の光源を含む。複数のＬＥＤ２１００、２２００、２３００は、図示の実施形態では透明材料からなる第１の変換部６１１０をポンピングして、緑色又は青色光等の第３のスペクトル分布を有する光１７００を生成するために使用される。回転軸１６２０のまわりで回転方向１６１０に回転している蛍光体ホイール１６００は、上記第３スペクトル分布を持つ光１７００を赤色及び／又は緑色光等の第２のスペクトル分布を有する光１４００に変換するために使用される。原則的に、光１７００及び光１４００の任意の色の組み合わせが実施可能であることに留意されたい。
【００６３】
蛍光体ホイール１６００を側断面図で図示した図２に示されるように、蛍光体ホイール１６００は透明モードで使用され、すなわち、入射光１７００は蛍光体ホイール１６００に一方の側で入射し、蛍光体ホイール１６００を透過して、光出射面４２００を形成する反対側から出射される。代わりに、蛍光体ホイール１６００は反射モード（図示略）で使用されてもよく、すなわち、光は当該蛍光体ホイールに入射する面と同じ面から光が出射されるよう使用されてもよい。
【００６４】
蛍光体ホイール１６００は、全体に渡り１つのみの蛍光体を含んでもよい。他の例として、蛍光体ホイール１６００は、光１７００の一部が変換されることなく通過し得るよう、蛍光体を一切含まないセグメントを含んでもよい。このようにすることで、順次他の色を生成することができる。他の変形例では、蛍光体ホイール１６００は、多色光出力を作り出すために、例えば黄色、緑色及び赤色光を各々発する蛍光体のセグメント等の、複数の蛍光体セグメントを含んでもよい。更に他の変形例では、発光装置１００１は、蛍光体ホイール１６００上にピクセル化された蛍光体−反射体パターンを用いることによって白色光を生成するよう構成されてもよい。
【００６５】
一実施形態では、結合エレメント７７００は、蛍光体ホイール１６００に入射する光１７００をコリメート（平行化）するのに適した光学素子であるが、例えば前述した結合媒体又は結合構造等の結合媒体又は結合構造であってもよい。発光装置１００１は、更に、追加のレンズ及び／又はコリメータを含み得る。例えば、光源２１００、２２００、２３００によって発せられた光及び／又は発光装置１００１によって発せられた光１４００をコリメートするように、追加の光学素子が配置されてもよい。
【００６６】
図３は導光器４０２０を示し、この導光器は該導光器４０２０の光出射面４２００と光学的に接続された光入射ファセット８０６０を備えて配置された光学素子８０１０を含む。光学素子８０１０は、高い屈折率、一実施形態では導光器４０２０の屈折率以上の屈折率を有する材料からなり、四角形の断面並びに２つのテーパ状の側面８０３０及び８０４０を有する。テーパ状の側面８０３０及び８０４０は、導光器４０２０の光出射面４２００から外側に向かって傾き、かくして、光学素子８０１０の光出射ファセット８０５０は、光入射ファセット８０６０及び導光器４０２０の光出射面４２００のどちらよりも大きな表面積を有する。他の例として、光学素子８０１０は３つ以上の、特に４つのテーパ状の側面を有してもよい。変形例では、光学素子８０１０は、円形の断面及び１つの円周に沿うテーパ状側面を有する。このような構成によれば、光は傾斜面８０３０及び８０４０において反射され、光出射ファセット８０５０は光入射ファセット８０６０よりも大きいため、光が光出射ファセット８０５０に衝突した場合に出射する可能性が高い。側面８０３０及び８０４０の形状は曲面でもよく、全ての光が光出射ファセット８０５０を介して出射するよう選択され得る。
【００６７】
上記光学素子は、例えば導光器４０２０の一部を該導光器の端部の一方に所定の光学素子が形成されるように整形することにより、該導光器４０２０と一体に形成することもできる。該光学素子は、例えばコリメータの形状を有することができるか、又は台形の断面を有すると共に、一実施態様では、該台形形状の外側表面に反射層が設けられるようにすることができる。これにより、受光された光を一層大きなスポット寸法を有するように整形することができると同時に、光出射面以外の面を介しての光の損失を最少化し、かくして放出光の強度を改善することができる。他の実施態様において、該光学素子はレンズアレイの形状、例えば凸又は凹レンズ又はこれらの組み合わせのアレイを有する。これにより、受光された光を、収束された光、焦点が外れた光又はこれらの組み合わせを形成するように整形することができる。レンズのアレイの場合、放出光が、各々が該アレイの１以上のレンズにより形成される２以上の別個のビームを有するようにすることが更に可能になる。このように、もっと一般的に言葉では、当該導光器は異なる寸法の異なる形状の部分を有することができる。これにより、光出射面からの光の放出方向並びに該光出射面から放出される光のビーム寸法及びビーム形状のうちの何れか１以上を、例えば該光出射面の寸法及び／又は形状を変えることにより特別に容易な方法で調整することができることによって光を整形することができるような導光器が提供される。このように、該導光器の一部は光学素子として機能する。
【００６８】
前記光学素子は、当該導光器の光出射面に配置された集光素子（図示略）を有することもできる。該集光素子は、四角形の断面並びに２つの外方に湾曲された面を有し、該集光素子の光出射面が当該導光器の光出射面よりも大きい表面積を有するようにする。他の例として、該集光素子は、３以上の、特には４つのテーパ状の面を有してもよい。該集光素子は、放物曲面を有する複合放物集光素子（ＣＰＣ）とすることができる。代替例において、該集光素子は円形の断面及び１つの円周に沿うテーパ状の側面を有する。代替例において、当該集光素子の屈折率が当該導光器の屈折率よりも低く（しかし、空気の屈折率よりは高く）選択された場合、依然として相当な量の光を取り出すことができる。これは、高い屈折率を有する材料からなるものと比較して、製造が容易且つ安価な集光素子を可能にする。例えば、当該導光器がｎ＝１．８の屈折率を有し、当該集光素子がｎ＝１．５（ガラス）の屈折率を有する場合、２倍の光出力のゲインが達成され得る。ｎ＝１．８の屈折率の集光素子の場合、ゲインは更に約１０％高くなる。実際には、当該光学素子又は集光素子と、一般的には空気である外部媒体との間の界面においてフレネル反射が存在するため、全ての光が取り出されるということではない。これらのフレネル反射は、適切な反射防止コーティング、すなわち１／４λ誘電体多層膜又は蛾の目構造を使用することによって低減され得る。光出射ファセット上の位置に応じて光出力が不均一な場合、例えばコーティングの厚さを変えることによって、反射防止コーティングによる被覆率を変更することができる。
【００６９】
ＣＰＣの興味深い特徴の１つは、光のエタンデュ（＝ｎ２×面積×立体角（ｎは屈折率））が保存されることである。ＣＰＣの光入射ファセットの形状及びサイズは、導光器の光出射面の形状及びサイズに適合させることができ、この逆も成り立つ。ＣＰＣの大きな利点は、入射光の分布が、所与のアプリケーションの許容可能なエタンデュに最適に適合する光分布に変換されることである。ＣＰＣの光出射ファセットの形状は、適宜、例えば長方形又は円形等であり得る。例えば、デジタルプロジェクタの場合、ビームのサイズ（高さ及び幅）及び発散に対して要件が課される。対応するエタンデュがＣＰＣにおいて保存される。この場合、使用されるディスプレイパネルの所望の高さ／幅の比を有する長方形の光入射及び出射ファセットを有するＣＰＣを使用することが有益であろう。スポットライト用途の場合、要件はより緩和される。ＣＰＣの光出射ファセットは円形であってもよいが、特定の形状の領域を照らすために他の形状（例えば長方形）を有してもよく、又はスクリーン、壁、建物、インフラ等に所望のパターンを投射するためにかかるパターンを有してもよい。ＣＰＣは設計に大きな柔軟性を提供するが、その長さは比較的大きい可能性がある。一般的に、同じ性能を有するより短い光学素子を設計することが可能である。この目的のために、表面形状及び／又は出射面は、例えば、光を集中するためにより湾曲した出射面を有するよう適合されてもよい。１つの追加の利点は、ＣＰＣを、当該導光器のサイズがＬＥＤの寸法によって制約され、当該光出射ファセットのサイズが後続の光学部品によって決定される場合に生じ得る縦横比のミスマッチを克服するために使用することができることである。更に、例えば中心付近に又は中心に「孔」を有するミラーを使用して、ＣＰＣの光出射ファセットを部分的に覆うミラー（図示略）を配置することができる。このようにすることで、ＣＰＣの出射面が狭められ、光の一部がＣＰＣ及び導光器内に反射し返され、光の出射エタンデュが低減される。当然ながら、これはＣＰＣ及び導光器から取り出される光の量を減らす。しかし、例えばＡｌａｎｏｄ  ４２００ＡＧのように、このミラーが高い反射率を有する場合、光は効果的にＣＰＣ及び導光器に再投入され、ＴＩＲによって再循環され得る。これは光の角度分布を変えないが、再循環後に光がＣＰＣ出射面に衝突する位置を変え、よって、光束を増加させる。このようにすることで、通常はシステムのエタンデュを下げるために犠牲にされる光の一部を再取得し、例えば均一性を高めるために使用することができる。このことは、当該システムがデジタル投影アプリケーションに使用される場合、特に重要である。異なる態様でミラーを選択することにより、大量の光を犠牲にすることなく、異なるパネルサイズ及び縦横比を使用するシステムに対して同じＣＰＣ及び導光器のセットを使用することができる。このようにすることで、単一のシステムを様々なデジタル投影アプリケーションに使用することができる。
【００７０】
図３を参照して上述した構造の何れか１つを使用することにより、高屈折率導光材料から空気等の低屈折率材料への光の抽出に関する、特には該抽出の効率に関する問題が解決される。
【００７１】
図４及び図５を参照して、特定の形状を有する光分布を提供するための異なる可能性について述べる。図４は、整形された光出射面４２００を提供するために長さ全体に渡り整形された導光器４０４０の斜視図を示す。該導光器４０４０は透明な導光器又は第１のスペクトル分布の光を第２のスペクトル分布の光に変換するよう構成された導光器であり得る。導光器４０４０の長さ全体に渡って延びる該導光器４０４０の一部４５０１、具体的には、表面４５００に隣接し、光入射面４１００の反対側の部分４５０１が、該導光器４０４０に光出射面４２００における光分布の所望の形状に対応する形状を付与するように取り除かれている。当該形状は、光出射面４２００から反対側の面４６００まで、導光器４０４０の長さ全体に渡って延在する。
【００７２】
図５は、整形された光出射面４２００を提供するために導光器４０５０の長さの一部にわたり整形された導光器４０５０の側面図を示す。該導光器４０５０は透明な導光器、又は第１のスペクトル分布の光を第２のスペクトル分布の光に変換するよう構成された導光器であり得る。導光器４０５０の長さの一部に渡って延在する該導光器４０５０の一部４５０１、具体的には、表面４５００に隣接し、光入射面４１００の反対側の部分４５０１は、該導光器４０５０に光出射面４２００における光分布の所望の形状に対応する形状を付与するために取り除かれている。当該形状は、光出射面４２００と隣接する該導光器４０５０の長さの一部に渡って延在する。
【００７３】
光出射面の他の形状を設けるために、当該導光器の他の部分又は２以上の部分が取り除かれてもよい。このようにすることで、光出射面の任意の実施可能な形状を得ることができる。また、導光器を部分的に又は全体的に異なる形状を有する複数の部分に分割し、より複雑な形状を得ることもできる。当該導光器から取り除かれる１つ又は複数の部分は、例えば鋸引き又は切断等によって取り除かれた後、上記１つ又は複数の部分の除去後に露出した面を研磨されてもよい。他の変形例では、光出射面に孔を設けるために、例えばドリル加工によって当該導光器の中央部が取り除かれてもよい。
【００７４】
代替実施形態では、当該導光器の光出射面の一部に表面処理、例えば粗面化を施す一方、該光出射面の残りの部分を滑らかなままにすることによって、特定の形状を有する光分布を得ることもできる。この実施形態では、導光器の如何なる部分も除去する必要はない。同様に、特定の形状を有する光分布を得るために、上記可能性の任意の組み合わせが実施可能である。
【００７５】
図６は、入射光１３００を、出射光１７００が黄色及び／又は橙色の波長範囲内、すなわち、概ね５６０ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲内になるように変換するよう構成された導光器４０７０を備える照明システム、例えばデジタルプロジェクタの側面図を示す。該導光器４０７０は、例えば、Ｃｅドープ（Ｌｕ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２、又は（Ｙ，Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２等のセラミック材料からなる透明なガーネットとして設けることができる。Ｃｅ含有量が多い場合、並びに／又は例えばＣｅによるＧｄ及び／若しくはＴｂの置換度が高い場合、当該導光器により放出される光のスペクトル分布は、より高い波長にシフトされ得る。一実施形態では、導光器４０７０は完全に透明である。
【００７６】
光出射面４２００には光学素子９０９０が設けられる。該光学素子９０９０は、導光器４０７０から出射された光１７００をフィルタリングしてフィルタリングされた光１７０１を供給するためのフィルタ９０９１、少なくとも１つの更なる光源９０９３、９０９４、及び上記フィルタリングされた光１７０１と上記少なくとも１つの更なる光源９０９３、９０９４からの光とを合成して共通の光出力１４００を供給するよう構成された光学部品９０９２を含む。フィルタ９０９１は、吸光フィルタ又は反射フィルタであり、固定又は切り替え可能であり得る。該切り替え可能フィルタは、例えば、所望の光出力に応じてローパス、バンドパス又はハイパスであり得る反射ダイクロイックミラー及び切り替え可能ミラーを設け、該切り替え可能ミラーを光の進行方向で見て上記ダイクロイックミラーの上流に配置することによって得ることができる。更に、２つ以上のフィルタ及び／又はミラーを組み合わせて、所望の光出力を選択することも可能である。図６に示されるフィルタ９０９１は、該フィルタ９０９１の切り替え状態に応じて、フィルタリングされていない黄色及び／若しくは橙色光、又はフィルタリングされた光、具体的には、図示の実施形態ではフィルタリングされた赤色光を通過させることができる切り替え可能フィルタである。該フィルタリングされた光のスペクトル分布は、採用されるフィルタ９０９１の特性に依存する。図示の光学部品９０９２は、Ｘキューブとしても知られたクロスダイクロイックプリズムであってもよく、又は代替例では個別のダイクロイックフィルタの適切なセットであってもよい。
【００７７】
図示の実施形態では、２つの更なる光源９０９３及び９０９４が設けられ、更なる光源９０９３は青色光源であり、更なる光源９０９４は緑色光源である。他の色の及び／又はより多くの更なる光源も実施可能である。これら更なる光源の１以上は、後述するように、本発明の実施態様によれば導光器とすることもできる。他のオプションは、フィルタ９０９１によってフィルタ除去された光を更なる光源として使用することである。したがって、共通の光出力１４００は、導光器４０７０によって出射され、フィルタ９０９１によってフィルタリングされた光１７０１と、２つの更なる光源９０９３及び９０９４によってそれぞれ出射された光との組み合わせである。該共通の光出力１４００は、好適には白色光であり得る。
【００７８】
図６に示される解決策は、スケーラブルであり、費用対効果が高く、本発明の実施形態に係る発光装置の所与のアプリケーションの要件に応じて容易に適合可能であるという点で有利である。
【００７９】
図７は導光器４０８０の側面図を示し、この導光器４０８０は、第１のスペクトル分布の光を発すると共に、該導光器４０８０の光入射面４１００に隣接して配置された第１の光源２１００、２２００、２３００を有している。導光器４０８０は、更に、第１のスペクトル分布とは異なる第２のスペクトル分布の光を発すると共に、光入射面４１００の反対側に平行に延在する該導光器４０８０の表面４５００に隣接して配置された少なくとも１つの第２の光源２４００を含む。導光器４０８０は、第１のスペクトル分布の光の少なくとも一部を該第１のスペクトル分布とは異なる第３のスペクトル分布の光に変換すると共に、第２のスペクトル分布の光を変換することなく案内するよう構成される。このようにすることで、光出射面４２００を通って導光器４０８０から出射される光１７００は、少なくとも第２及び第３のスペクトル分布の光、並びに場合によっては第１のスペクトル分布の光（この光の一部は変換されないままであり得るため）の組み合わせを含む。非限定的な例として、第１のスペクトル分布は４００ｎｍ未満の波長範囲内であり、第２のスペクトル分布は赤色波長範囲、すなわち５００〜８００ｎｍ内であり、第３のスペクトル分布は４００〜５００ｎｍの波長範囲内であり得る。他の非限定的な例として、第１のスペクトル分布は緑色波長範囲、すなわち４００〜５００ｎｍ内であり、第２のスペクトル分布は赤色スペクトル範囲、すなわち５００〜８００ｎｍ内であり、第３のスペクトル分布は４４０〜６００ｎｍの波長範囲内であり得る。他の非限定的な例として、第１の光源２１００、２２００、２３００は４４０〜４８０ｎｍの波長範囲内の光を発し、導光器４０８０は第１の光源によって発せられた光を４８０〜６００ｎｍの範囲内の波長の光に変換し、第２の光源２４００は６００〜８００ｎｍの波長範囲内の光を発し得る。原則的に、第１、第２及び第３のスペクトル分布のあらゆる実施可能な組み合わせが使用可能であることに留意されたい。これにより、白色光を生成する単純且つ効率的な方法が得られる。
【００８０】
図７に示されるように、導光器４０８０は、第２の光源２４００からの光を該導光器４０８０内に導入するよう構成された結合素子７７１０を更に含む。該結合素子７７１０は、前記したような結合構造又は結合媒体であり得る。該結合素子はオプションの要素であり、よって省かれてもよく、その場合、第２の光源は当該導光器と直接光接触するよう配置され得る。
【００８１】
２以上の第２光源を設けることもできる。これらの実施態様では、異なるスペクトル分布を持つ光を放出する第２の光源を、異なる面に配置された斯かる第２光源が異なるスペクトル分布を持つ光を放出するように設けることが更に可能である。更に、複数の第２光源を、代替的に又は付加的に、当該導光器４０８０の光入射面４１００とは異なる表面の２つ以上に、例えば２つの異なる表面に配置することができる。例えば、前記少なくとも１つの第２の光源２４００は、導光器４０８０の光出射面４２００に対して反対側の面に配置することができる。
【００８２】
図８Ａ及び図８Ｂは、導光器４０９０Ａ及び導光器４０９０Ｂの側面図をそれぞれ示し、これら導光器は、当該導光器４０９０Ａ、４０９０Ｂの光入射面とは異なる１つの各表面上に、実施態様では斯かる面から約３０μｍ以内の距離にヒートシンク要素７０００Ａ及び７０００Ｂをそれぞれ有する。実施形態によらず、各ヒートシンク要素７０００Ａ、７０００Ｂは、向上された熱放散のためにフィン７１００、７２００、７３００を有するが、フィンはオプションの要素である。実施形態によらず、各ヒートシンク要素７０００Ａ、７０００Ｂは、導光器の表面形状に適合するよう構成され、よって、導光器との接触領域全体に渡って合致する熱接触を提供するよう構成される。これにより、増加された熱接触面積、従って導光器の向上された冷却が得られ、ヒートシンク要素の配置に対する既存の許容誤差限界は余り致命的でなくなる。
【００８３】
図８Ａは、ヒートシンク要素７０００Ａが複数のヒートシンク部分、ここでは４つのヒートシンク部分７００１、７００２、７００３及び７００４を含み、そのうちの１つ以上、ここでは４つ全てが、フィンを備え得ることを示す。当然ながら、ヒートシンク要素７０００Ａが有するヒートシンク部分の数が多い程、ヒートシンク要素７０００Ａは正確に導光器の表面と合致することができる。各ヒートシンク部分７００１、７００２、７００３、７００４は、当該導光器との接触領域全体に渡って合致する熱接触を提供するよう構成される。ヒートシンク部分は、導光器の表面から互いに異なる距離に配置されてもよい。更に、ヒートシンク要素７０００Ａは、ヒートシンク部分７００１、７００２、７００３及び７００４がそれぞれ取り付け要素７０１０、７０２０、７０３０及び７０４０によって個別に取り付けられる共通のキャリア７０５０を含む。代わりに、各ヒートシンク部分に各自のキャリアが割り当てられてもよい。これらの要素はオプションであることに留意されたい。
【００８４】
図８Ｂは、ヒートシンク要素７０００Ｂが、該ヒートシンク要素が配置される導光器４０９０Ｂの表面形状に合致するよう構成された底部７０６０を有することを示す。底部７０６０は柔軟であり、例えば、銅層等の熱伝導性の金属層であり得る。ヒートシンク要素７０００Ｂは、更に、該ヒートシンク要素７０００Ｂの向上された柔軟性及び適合性のために、ヒートシンク要素７０００Ｂの底部要素７０６０と残りの部分との間に配置された熱伝導層７０７０を含む。熱伝導層７０７０は、例えば、熱伝導性の流体又はペーストであってもよい。一実施形態では、熱伝導層７０７０は高い反射率を有し及び／又は高い反射率のコーティングを有する。ヒートシンク要素７０００Ｂは、更に、向上された熱放散のために流体フローを生成するために、ヒートシンク要素７０００Ｂ内に配置された流体リザーバ７０８０を含む。変形例では、流体リザーバ７０８０は、ヒートシンク要素７０００Ｂの外部に配置されてもよく、例えば、ヒートシンク要素７０００Ｂの外周の一部又は全体に沿って延在してもよい。流体フローは、ポンプによって強められてもよい。上記伝導層７０７０及び流体リザーバ７０８０はオプションの要素であることに留意されたい。
【００８５】
実施形態によらず、ヒートシンク要素７０００Ａ、７０００Ｂは、銅、アルミニウム、銀、金、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ＡｌＳｉＣ、酸化ベリリウム、シリコン−シリコンカーバイド、ＡｌＳｉＣ、銅タングステン合金、銅モリブデンカーバイド、カーボン、ダイヤモンド、グラファイト、及びこれらの２つ以上の組み合わせから選択される材料から形成され得る。更に、上記実施形態の特徴を兼ね備えたヒートシンク要素も実施可能である。また、上記実施形態のいずれかに係るヒートシンク要素を導光器４０９０Ａ又は４０９０Ｂの２つ以上の表面に配置することも可能である。
【００８６】
最後に、上記ヒートシンク要素の設置は、赤色波長範囲内の光を発し、及び／又は、例えばＩＲ発光蛍光体を備えることによって赤外線波長範囲内の光を発するよう構成された光源を採用する発光装置において特に有利であることに留意されたい。
【００８７】
図９Ａ〜図９Ｄは、導光器４０１０Ａ、４０１０Ｂ、４０１０Ｃ及び４０１０Ｄの側面図をそれぞれ示し、これら導光器は各導光器４０１０Ａ、４０１０Ｂ、４０１０Ｃ、４０１０Ｄの光出射面４２００に隣接して配置された偏光子９００１と、各導光器４０１０Ａ、４０１０Ｂ、４０１０Ｃ、４０１０Ｄの光出射面４２００の反対側に延在する面４６００に配置された反射要素７４００とを含む。これにより、高い輝度及び高い効率を有する偏光光源を得ることができる。実施形態によらず、偏光子９００１は、反射性直線偏光子及び反射性円偏光子のいずれであってもよい。反射性直線偏光子の例は、ワイヤー格子偏光子、複屈折層を含むポリマ層のスタックに基づく反射性偏光子である。円偏光子は、いわゆるコレステリック液晶相のポリマを使用して、１つの偏光及び特定のスペクトル分布の光しか通過させない、いわゆるコレステリック偏光子を作成することによって得ることができる。反射性偏光子に代えて又は加えて、偏光ビームスプリッターを使用してもよい。更に、散乱偏光子を使用してもよい。他の実施形態では、例えば、ブルースター角に近い角度で光が入射するガラス等の材料からなるくさび形の偏光子を使用して、反射による偏光が用いられ得る。更に他の実施形態において、偏光子９００１は、例えば国際特許出願公開第ＷＯ２００７／０３６８７７号公報に開示されるような、いわゆる偏光バックライトであってもよい。更に他の実施形態において、偏光子９００１は偏光構造であってもよい。
【００８８】
図９Ａは、偏光子９００１が導光器４０１０Ａの光出射面４２００上に配置された一実施形態を示す。光源２１００、２２００、２３００は、第１のスペクトル分布を有する第１の光１３００を発し、該光は導光器４０１０Ａにおいて第２のスペクトル分布を有する第２の光１４００に変換される。偏光子９００１のため、第１偏光の光、この場合にはｐ偏光の光１４００ＰＡのみが光出射面４２００を通過して出射され、第２偏光の光、この場合にはｓ偏光の光１４００Ｓは反射されて導光器４０１０Ａ内に戻る。反射されたｓ偏光の光１４００Ｓは、反射要素７４００によって反射される。反射されると、反射されたｓ偏光の光１４００Ｓの少なくとも一部はｐ偏光の光１４００ＰＢに変化され、該ｐ偏光の光は偏光子９００１により透過される。したがって、第１偏光の光、この場合にはｐ偏光の光１４００ＰＡ、１４００ＰＢのみを含む光出力が得られる。
【００８９】
更に、導光器４０１０Ａは、光出射面４２００と反対側の面４６００との間に延びる表面のうちの１つに、図示の実施形態では表面４５００を部分的に覆うように配置された１／４λ板９００２を有している。他の例として、該１／４λ板は、表面４５００を完全に覆ってもよく、又は２つ以上の分離したセグメントを含んでもよい。代替的に又は付加的に、更なる１／４λ板が、光出射面４２００と面４６００との間に延びる表面の１以上の他のものに配置されてもよい。更に他の実施形態では、１／４λ板９００２は、該１／４λ板と当該導光器との間にギャップが生じるよう、該導光器と反射要素７４００との間に配置されてもよい。１／４λ板９００２は、第１偏光の光を第２偏光の光に変換するために、具体的には、円偏光の光を直線偏光の光に変換するために使用され得る。しかしながら、実施形態によらず、１／４λ板９００２はオプションの要素であり、よって省かれ得ることに留意されたい。
【００９０】
図９Ｂは、偏光子９００１が光出射面４２００に対して角度を付けられて、原則的には任意の角度でよいが、図示されるように光出射面４２００に対して４５°の角度を付けられて配置された一実施形態を示す。更に、互いに重ねられた１／４λ板９００２及び反射要素９００３が、偏光子９００１の下流の光線経路内に、該偏光子９００１に対して実質的に平行に延在するよう配置されている。これにより、反射された第１偏光の光は導光器４０１０Ｂから導出されて、その際に偏光子９００１により第２偏光の光に変化される。その後、該第２偏光の光は反射要素９００３によって方向転換され、１／４λ板９００２によって更に偏光される。
【００９１】
図９Ｃは、図９Ａに示されるものと非常に良く似た実施態様を示すが、該実施態様によれば代替例としての導光器４０１０Ｃは、光出射面４２００の反対側にテーパ状の表面４６００を有する。該テーパ状の表面４６００は、１／２λ板９００４の形態のインサートによって隔てられた反射要素４７０１、４７０２を有する。
【００９２】
図９Ｄは、２つの導光器４０１０Ｄ及び５０１０が、導光器４０１０Ｄの表面４５００及び導光器５０１０の光入射面５１００が互いに対面し、且つ、他の偏光子９００５が導光器４０１０Ｄと５０１０との間に、これら導光器と光接触して配置されるように積み重ねられた一実施形態を示す。偏光子９００１は、導光器４０１０Ｄ及び５０１０の光出射面４２００及び５２００上に配置され、反射要素７４００は、導光器４０１０Ｄ及び５０１０における光出射面４２００、５２００とは反対側の表面４６００及び５６００上に配置される。上記他の偏光子９００５は、偏光子９００１を通過した光の偏光と直交する偏光の光を通過させる。１／４λ板９００２は、導光器５０１０の表面５５００の少なくとも一部に設けられ得る。
【００９３】
他の実施形態では、偏光子９００１は、当該導光器の光出射面４２００に配置される光学素子の一部として設けることができる。この場合、ある具体的な実施形態では、偏光子９００１は、上記光学素子の取付け位置において光出射面４２００の反対側に位置するよう配置される。一例として、かかる光学素子は、例えば、光学素子、複合パラボラ集光素子（ＣＰＣ）又は前述した光学素子であってもよい。他の例として、かかる光学素子は、光混合室であってもよい。特にＣＰＣの場合、１／４λ板は、該ＣＰＣの偏光素子９００１の反対側に配置することができる。
【００９４】
図１０は、複数のＬＥＤを備える光源２１００及び導光器４０９５を有する発光装置１０２０を示している。光源２１００は、この例では、ヒートシンク７０００の形態の基部又は基板上に配置され、該ヒートシンクは実施態様では銅、鉄又はアルミニウム等の金属から形成される。他の実施態様において、上記基部又は基板はヒートシンクである必要はないことに注意されたい。導光器４０９５は、互いに対してゼロとは異なる角度で延在する光入射面４１００及び光出射面４２００を有し、該光出射面４２００が当該導光器４０９５の端面となるような概ね棒体又はロッドとして形成されたものとして図示されている。光入射面４１００及び光出射面４２００は異なる寸法を有することができ、例えば光入射面４１００が光出射面４２００より大きくなるようにする。導光器４０９５は光出射面４２００に対して平行で且つ反対側に延在する他の面４６００を更に有し、かくして、該他の面４６００は同様に当該導光器４０９５の端面である。導光器４０９５は側面４３００，４４００，４５００を更に有する。該導光器４０９５は、例えば正方形又は長方形のプレートとして形成されたプレート（板体）とすることもできる。
【００９５】
当該発光装置１０２０は、導光器４０９５の上記他の面４６００に配置された第１ミラーエレメント７６００及び導光器４０９５の光出射面４２００に配置された第２ミラーエレメント７４００を更に有している。図示されたように、第１ミラーエレメント７６００は上記他の面４６００と光学的に接触して配置される一方、第２ミラーエレメント７４００は光出射面４２００と光学的に接触して配置されている。他の例として、第１及び第２ミラーエレメント７６００及び７４００の一方又は両方と上記他の面４６００及び光出射面４２００との間に各々ギャップを設けることもできる。このようなギャップは、例えば空気又は光学接着剤等により充填することができる。
【００９６】
導光器４０９５の光出射面４２００には、４つの内側に向かってテーパが付けられた壁及び上記他の面４６００と平行に延びる中心の平面部が更に設けられる。ここで使用される“テーパが付けられた壁（テーパ状の壁）”とは、光出射面４２００における該光出射面の残部及び該光出射面に隣接して延びる当該導光器の面の両方に対して零度とは異なる角度で配置された壁区域（セグメント）を意味する。これら壁は内向きにテーパが付けられており、このことは、当該導光器の断面が出射面に向かって徐々に減少することを意味する。この実施態様において、第２ミラーエレメント７４００は光出射面４２００の上記テーパの付けられた壁に、該壁と光学的に接触して配置される。従って、該第２ミラーエレメントには、光出射面４２００のテーパ状の壁の各壁に対応し且つ該各壁を覆う４つのセグメント７４１０，７４２０，７４３０，７４４０が設けられる。光出射面４２００の上記中心平面部に対応する貫通孔７５２０は、光が当該発光装置１０２０から放出されるべく出射する該光出射面４２００の透明部分を画定する。
【００９７】
このようにして、上記第２ミラーエレメントに当たる光線が角度方向を変え、一層多くの光線が光出射面４２００に向けられるようにすると共に、ＴＩＲにより以前には当該導光器４０９５内に留まっていたであろう光線が、該角度方向の変化により、光出射面４２００に臨界反射角より小さい角度で当たり、結果的に該光出射面４２００の貫通孔７５２０を介して当該導光器を離脱することができるような発光装置が提供される。これにより、導光器４０９５の光出射面４２００を介して当該発光装置により放出される光の強度は更に増加される。特に、当該導光器が長方形の棒体である場合、光出射面における第２ミラーエレメントに垂直に当たる光線が存在し、かくして、これら光線は２つのミラーエレメントの間で跳ね返って留まる故に離脱することができなくなる。一方のミラーエレメントが内側に向かって傾斜される場合、光線は該ミラーエレメントにおいて反射された後に方向を変え、該第２ミラーエレメントの透明部分を介して当該導光器を離脱することができる。このように、この構成は、テーパ状の壁からの反射により、光出射面４２００の中心の平面部、従って第２ミラーエレメント７４００における貫通孔７５２０に向かっての光の案内を改善する。
【００９８】
代替実施態様では、例えば１つ、２つ、３つ、５つ若しくは６つのテーパ状の壁等の４より少ない又は多い他の数のテーパ状の壁を設けることができると共に、同様にして全てのテーパ状の壁に第２ミラーエレメント又はそのセグメントを設ける必要があるというものではない。他の代替例において、上記テーパ状の壁の１以上は第２ミラーエレメント７４００により被覆されないものとすることができ、及び／又は前記中心の平面部は第２ミラーエレメント７４００により部分的に又は完全に覆うことができる。
【００９９】
以下には、本発明による発光装置の実施態様を図１１〜図１４を参照して説明し、次いで本発明による調光する方法を図１５〜図２１を参照して説明する。尚、本発明による発光装置は図１〜図１０を参照して前述した実施態様による技術的特徴及び／又は導光器の何れを有することもできることに注意すべきである。
【０１００】
図１１ａ及び図１１ｂは、本発明による発光装置１の第１実施態様の２つの側面図を、ａ）全出力モード（図１１ａ）と、ｂ）電力節約モード（図１１ｂ）とにおいて示している。該発光装置１は、４つの光源２１，２２，２３，２４及び導光器４を有している。
【０１０１】
一般的に、実施態様とは無関係に、当該発光装置の２以上の光源の各々はＬＥＤ等の固体光源である。好適なタイプの光源及び特にＬＥＤは前述した。また、本発明による発光装置は、原理的に、２以上の如何なる数の光源を有することもできることに注意されたい。更に、各光源は、好ましくは一実施態様において、同一のスペクトル分布を有する光を放出することに注意されたい。しかしながら、当該光源が例えば各々が赤色、緑色及び青色波長範囲の２以上の異なるスペクトル分布を持つ光を放出するような実施態様も可能である。
【０１０２】
上記光源２１，２２，２３，２４は、好ましくは銅、鉄又はアルミニウム等の金属から形成されたヒートシンクの形態のベース又は基板（簡略化のために図示略）上に配置される。該ヒートシンクは、熱放散を改善するためにフィンを有することができる。他の実施態様においては、上記ベース又は基板はヒートシンクである必要がないことに注意されたい。また、上記ベース又は基板は必須の特徴ではなく、従って、更に他の実施態様において該ベース又は基板は省略することができることにも注意されたい。
【０１０３】
第１導光器４は、光が該第１導光器４内で導光される主方向に対して実質的に平行に延びる第１光入射面４１と、該面に対して当該導光器４の端面となるように垂直に延びる第１光出射面４２とを有する概ね棒体又はロッドに整形されたものとして示されている。該導光器４は、更に、上記光出射面４２に対して平行に且つ反対側に延びる他の面４６を有し、従って該他の面４６も同様に当該導光器４の端面である。導光器４は、更に、図では２つが４３及び４４により示された３つの他の側面を有するが、上記第１光入射面４１に対して平行に且つ反対側に延びる側面は図では見えない。該導光器４は、例えば正方形又は長方形プレートの形態の板状のものとすることもできる。光源２１，２２，２３，２４は上記第１光入射面４１に又は該面に沿って配置される。このように、光源２１，２２，２３，２４は、第１導光器４における光の主導光方向に沿って配置される。
【０１０４】
例えば光出射面４２及び他の面４６が互いに反対側の側面であると共に、光入射面４１が端面であるような、本発明による発光装置の他の構成も可能である。また、一般的に第１光入射面４１及び光出射面４２は互いに対して垂直に延在する必要はないが、いずれにせよ、これら面は互いに対してゼロ以外の角度で延在するものであることに注意されたい。
【０１０５】
更に、第１導光器４は透明材料、発光（ルミネッセント）材料、発光ガーネット、ドーピングされたガーネット、集光材料又はこれらの組み合わせを有し、好適な材料及びガーネットは前述された。これにより、特に良好な波長変換特性を備えた導光器を有する発光装置が提供される。
【０１０６】
例えば、一実施態様において第１導光器４は透明な導光器である。この明細書で使用される“透明な導光器”なる用語は、当該材料の散乱特性を示し、従って該材料の吸収性を指すものではない。従って、当該材料は高度に吸収的であり得るが、高度の透明性を示すことができる。透明性は、当該材料が吸収を示さない波長を用いることにより測定することができる。光の平行ビームを使用することができ、透過強度は当該サンプルを上記ビーム中に配置する前後に２度まで広がる角度範囲にわたり積分することにより測定することができる。当該計算において、界面反射損失は減算される。好ましくは実施態様において当該透明度は少なくとも８０％であり、他の例として該透明度は少なくとも９０％であり、他の例において該透明度は少なくとも９５％であり、又は他の例において該透明度は少なくとも９９％である。透明な材料を有する導光器を設けることにより、当該導光器において一層少ない光しか又は光は一切吸収されないので、光の損失が更に低下された発光装置が提供される。
【０１０７】
しかしながら、好ましくは一実施態様において、第１導光器４は或るスペクトル分布の光を他のスペクトル分布の光に変換するよう適合された材料を有する透明な導光器とする。該或るスペクトル分布の光を他のスペクトル分布の光に変換するよう適合された材料は、第１導光器４の表面に配置することができるか、又は第１導光器４内に埋め込むことができる。例えば、導光器４は、該導光器において又は該導光器の表面において、例えば前記光源と該第１導光器４の光入射面４１との間に配置された１以上の発光エレメントを有する透明な導光器とすることができる。
【０１０８】
当該発光装置１は、更に、前記光源に適切な接続部９１により接続された制御装置９０を有する。該制御装置９０は、当業技術において既知の如何なる好適な制御装置とすることもできる。該制御装置９０は光源２１，２２，２３，２４に供給される電流を制御し、これにより、これら光源が放出する光の強度を個々に制御することができる。上記接続部９１は有線接続又は無線接続とすることができる。
【０１０９】
この実施態様における発光装置１は、更に、導光器４の前記他の面４６に配置された反射エレメント７６、並びに該第１導光器４の面４４及び４３に各々配置された第２及び第３反射エレメント７７及び７８を有する。図示されたように、反射エレメント７６、７７及び７８は、前記他の面４６、面４４及び面４３に各々光学的に接触して配置される。他の例として、第１、第２及び第３反射エレメント７６、７７及び７８の１以上と、前記他の面４６、面４４及び面４３との各々の間にギャップを設けることもできる。このようなギャップは、例えば空気又は光学接着剤により充填することができる。この実施態様において、反射エレメント７６は、実効的に単一の光出射面しか存在しないことを保証するために必要とされることに注意されたい。反射エレメント７７，７８はオプションである。反射エレメント７７，７８は、全ての光源光が変換光に変換されるものではないような実施態様に使用することができる。この場合、変換されない光源光は該反射エレメントにより反射されて、当該導光器内に戻るように向けられ、次いで変換光に変換することができる。
【０１１０】
第１、第２及び第３反射エレメント７６、７７及び７８は、前記他の面４６、面４４及び面４３に例えば光学接着剤により接着し、コーティングし又は堆積することができる、例えばミラープレート、ミラー箔又はミラーコーティング等の如何なる好適な反射エレメントとすることもできる。
【０１１１】
図１１ａではミラープレートとして示された第１、第２及び第３反射エレメント７６、７７及び７８は、前記他の面４６、面４４及び面４３の実質的に全表面積を各々覆っている。他の実施態様では、第１、第２及び第３反射エレメント７６、７７及び７８は、前記他の面４６、面４４及び面４３の表面積の一部のみを各々覆う。
【０１１２】
図１１ａ及び図１１ｂを参照して、本発明による発光装置は概ね以下に説明されるように動作する。第１スペクトル分布を有する光が、光源２１，２２，２３，２４により放出される。該第１スペクトル分布を有する光は、次いで、第１光入射面４１において当該第１導光器４に導入される。該第１スペクトル分布を持つ光の少なくとも一部は、導光器４により第２スペクトル分布を有する光１４に変換される。最後に、該第２スペクトル分布を有する光１４は、第１光出射面４２において該第１導光器４から導出され、かくして、当該発光装置１により放出される。
【０１１３】
図１１ａに示される全電力モードａ）において、４つの全光源２１，２２，２３，２４は最大強度で光を放出する。図１１ｂに示される電力節約モードｂ）において、当該発光装置１は、本発明に従う方法により第１光出射面４２から最大距離に（即ち、最遠に）配置された２つの光源２１，２２がオフされるように調光される。この場合、第２スペクトル分布を持つ放出光１４を全体として示す矢印の太さは、該放出される光の強さ（輝度）を示す。
【０１１４】
更に、他の実施態様において、本発明による発光装置は２以上の導光器（即ち、第１導光器及び１以上の他の導光器）を有することもでき、このような実施態様において、光源は上記他の導光器の各々に又は該他の導光器の各々の光入射面上に配置することができ又は配置されなくてもよい。
【０１１５】
次に図１２ａ及び図１２ｂを参照すると、本発明による発光装置の第２実施態様１０１の２つの側面図が、ａ）全出力モード及びｂ）電力節約モードで示されている。
【０１１６】
図１２ａ及び図１２ｂに示される発光装置１０１は図１１ａ及び図１１ｂに示されたものとは、真っ先に、第１導光器４０１が１つの他の光出射面４６（図示の実施態様では、第１光出射面４２に対して平行に且つ反対側に延在する面４６）を有する点で相違している。このように、第２スペクトル分布を持つ光１４１，１４２は、上記他の光出射面４６及び第１光出射面４２の両方から放出される。
【０１１７】
このように、図１２ａに示される全出力モードａ）においては、４つの全ての光源２１，２２，２３，２４が最大強度で光を放出する。図１２ｂに示される電力節約モードｂ）において、当該発光装置１０１は、本発明に従う方法により第１光入射面４１上の点Ｐに対して最も近くに配置された２つの光源２２，２３がオフされるように調光される。上記点Ｐは光出射面４２及び４６の両方までの該面に対する垂直距離が可能な限り最大となる場所に配置され、光出射面４２及び４６の各々までの垂直距離には等しい重みが付与されるものとする。即ち、この実施態様において、該点Ｐは光入射面４１の中心に配置されるが、原理的には、光入射面４１の中心を通り、光出射面４２及び４６に平行に延びる線上の何処かに配置することができる。この場合においても、第２スペクトル分布の各放出光１４１，１４２を全体として示す矢印の太さは、当該放出光の強度を示す。
【０１１８】
更に、図１２ａ及び図１２ｂに示された発光装置１０１は、面４４に配置された光源光を第１導光器４０１に導入するための結合エレメント７、及び面４３に配置された光を第１導光器４０１に導入するための結合エレメント８を有している。好適な結合構造及び結合媒体は前述した。他の実施態様では、同様の結合構造又は結合媒体を第１光入射面４１に配置することができる。結合エレメント又は結合媒体を設けることにより、前記少なくとも２つの光源により放出される光を当該第１導光器に特別に効率的な態様で且つ特に低い結合損失で又は可能性として結合損失無しで導入することができる発光装置が提供される。
【０１１９】
これに変えて又はこれに加えて、当該発光装置は該発光装置の表面に配置された少なくとも１つの反射エレメントを有することもできる。
【０１２０】
次に図１３ａ及び図１３ｂを参照すると、本発明による発光装置の第３実施態様１０２の２つの側面図が、ａ）全出力モード及びｂ）電力節約モードにおいて示されている。
【０１２１】
図１３ａ及び図１３ｂに示される発光装置１０２は図１１ａ及び１１ｂに示されたものとは、真っ先に、第１導光器４０２が２つの他の光出射面、即ち図示の実施態様では、第１光出射面４２に対して平行に且つ反対側に延在する面４６、及び該面４６と第１光出射面４２との間に延在する面４３を有する点で相違している。このように、第２スペクトル分布を持つ光１４１，１４２，１４３は、上記２つの他の光出射面４３及び４６並びに第１光出射面４２の両方から放出される。
【０１２２】
更に、当該発光装置１０２は４ｘ４のアレイの（即ち、合計で１６個の）光源を有している。他の実施態様において、当該発光装置は、２以上の何れかの数の光源を有する如何なる他のサイズの光源のアレイを有することもできることに注意されたい。
【０１２３】
このように、図１３ａに示される全出力モードａ）においては、全ての光源２１，２２，２３，２４が最大強度で光を放出する。図１３ｂに示される電力節約モードｂ）において、当該発光装置１０２は、本発明に従う方法により第１光入射面４１上の点Ｐに対して最も近くに配置された光源２１，２２がオフされるように調光される。上記点Ｐは光出射面４２、４３及び４６に対する垂直距離が可能な限り最大となる場所に配置され、光出射面４２、４３及び４６の各々までの垂直距離には等しい重みが付与されるものとする。即ち、この実施態様において、該点Ｐは第１導光器４０２の面４４上において、光入射面４１の中心を経て光出射面４２及び４６に平行に延びる線上に配置される。この場合においても、第２スペクトル分布の各放出光１４１，１４２，１４３を全体として示す矢印の太さは、当該放出光の強度を示す。
【０１２４】
更に、図１３ａ及び図１３ｂに示される発光装置１０２は、前記他の光出射面４３に対して平行に且つ反対側に延在する面４４に配置された、当該第１導光器４０２に光源光を導入するための結合エレメント７を有している。
【０１２５】
次に図１４ａ及び図１４ｂを参照すると、本発明による発光装置の第４実施態様１０３の２つの側面図が、ａ）全出力モード及びｂ）電力節約モードにおいて示されている。
【０１２６】
図１４ａ及び図１４ｂに示される発光装置１０３は図１１ａ及び図１１ｂに示されたものとは、真っ先に、第１導光器４０３が３つの他の光出射面、即ち図示の実施態様では、第１光出射面４２に対して平行に且つ反対側に延在する面４６、並びに該面４６と第１光出射面４２との間に延在する面４３及び４４を有する点で相違している。このように、第２スペクトル分布を持つ光１４１，１４２，１４３，１４４は、上記３つの他の光出射面４３、４４及び４６並びに第１光出射面４２の両方から放出される。
【０１２７】
このように、図１４ａに示される全出力モードａ）においては、全ての光源２１，２２，２３，２４が最大強度で光を放出する。図１４ｂに示される電力節約モードｂ）において、当該発光装置１０３は、本発明に従う方法により第１光入射面４１上の点Ｐに対して最も近くに配置された光源（即ち、図示されたように、当該アレイの中心に配置された光源）２１，２２がオフされるように調光される。上記点Ｐは光出射面４２、４３、４４及び４６に対する垂直距離が可能な限り最大となる場所に配置され、光出射面４２、４３、４４及び４６の各々までの該垂直距離には等しい重みが付与されるものとする。即ち、この実施態様において、該点Ｐは第１導光器４０３の光入射面４１の中心に配置される。ここで、第２スペクトル分布の各放出光１４１，１４２，１４３，１４４を全体として示す矢印の太さは、当該放出光の強度を示す。
【０１２８】
以下では、本発明による方法の実施態様を説明する。
【０１２９】
通常、本発明による発光装置を調光する方法は、本発明による発光装置を設けるステップを有し、該発光装置は動作時に光を放出するように構成された少なくとも２つの光源と、第１光入射面及び第１光出射面を備える第１導光器とを有する。第１導光器は上記少なくとも２つの光源からの光を上記第１光入射面で受光し、該少なくとも２つの光源からの光の少なくとも一部を第２スペクトル分布に変換し、該第２スペクトル分布の光を上記第１光出射面に案内し、且つ、該第２スペクトル分布の光を上記第１光出射面から導出するよう構成される。上記少なくとも２つの光源は第１導光器の第１光出射面から互いに異なる距離に配置される。当該方法は、更に、上記少なくとも２つの光源における光源を第１導光器の第１光出射面からの距離の順に調光するステップを有する。言い換えると、上記各光源は、例えば１つずつ、上記少なくとも２つの光源のうちの第１導光器の第１光出射面から最大距離に配置されたものから開始して調光される。
【０１３０】
他の例として、上記光源は、第１導光器の第１光出射面から最大距離に配置されたものから開始して、同時に２個以上調光される。例えば、２つの光源が同時に調光され、２つの他の光源も同時にではあるが、上記２つの最初の光源とは異なる時点で調光される。
【０１３１】
本発明による方法の全ての実施態様において、各光源は単一のＬＥＤ等の単一の光源である。好適なタイプの光源及び特にＬＥＤは、前述した。
【０１３２】
幾つかの実施態様において、当該方法は、制御装置９０を設けるステップを有することができる。次いで、前記調光するステップが、前記光源に適切な接続部９１により接続された該制御装置９０（図１１ａ及び図１１ｂ参照）により実行される。該制御装置９０は、当業技術において知られた如何なる好適な制御装置とすることもできる。制御装置９０は、光源２１，２２，２３，２４を個別に制御することができる。上記接続部９１は有線接続又は無線接続とすることができる。制御装置９０は、手動で、遠隔で又は自動で作動され得る。
【０１３３】
一実施態様において、前記調光するステップは前記少なくとも２つの光源のうちの少なくとも１つをオフに切り換えるステップを有し、これにより、更なる度合いの調光が可能とされる。
【０１３４】
一実施態様において、前記調光するステップは、前記少なくとも２つの光源のうちの少なくとも１つに互いに異なる大きさ（振幅）の少なくとも２つの連続した直流（ＤＣ）電流を順に印加するステップを有する。一実施態様において、前記調光するステップは、前記少なくとも２つの光源のうちの少なくとも１つに供給される電流のパルス幅変調を用いて実行される。
【０１３５】
上述した２つの実施態様の何れによっても、多様な度合いの調光が特別に簡単で且つ直截な態様で利用可能とされる発光装置を調光する方法が提供される。
【０１３６】
デジタル光処理（ＤＬＰ）／デジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）が使用される投影アプリケーションでは、カラー（例えば、ＲＧＢ）が、観察者が複合“フルカラー”画像を見る如くに順に十分に高いレートで表示される。このことは、例えば緑色光源がパルス駆動されることを意味する。従って、幾つかの実施態様では、不連続（ＤＣ）電流が使用される。カラー制御可能な光源には、パルス幅変調を使用することもできる。静的ＬＥＤ光源のためには、一般に、連続した電流が使用される。
【０１３７】
一実施態様において、当該発光装置は複数の光源を有し、前記調光するステップは、斯かる複数の光源における少なくとも２つの光源の各グループを、第１導光器の第１光出射面から最大距離に配置された少なくとも２つの光源のグループから開始して、１つずつ調光するステップを有する。これにより、光源をグループ毎に（例えば２つずつ又は４つずつ）調光することができるという点で更に一層多様な度合の調光が利用可能とされる発光装置を調光する方法が提供される。
【０１３８】
次に図１５ａ〜図１５ｄを参照すると、本発明による方法における調光するステップの第１実施態様が示され、該実施態様において当該調光は前記少なくとも２つの光源を、前記第１導光器の第１光出射面から最大の距離に（即ち、最も離れて）配置された光源から開始して、１つずつオフすることにより実行される。
【０１３９】
図１５ａから開始して、全ての図示された４つの光源は最大強度で発光し、当該発光装置は全出力モードである。図１５ｂ、図１５ｃ及び図１５ｄには、各々、３つの異なる電力節約モードが示されている。図１５ｂでは、第１導光器の第１光出射面から最も遠くに離れている光源２１をオフに切り換えることにより第１度合いの調光が得られる。図１５ｃ及び図１５ｄでは、第１導光器の第１光出射面から２番目に最も遠い光源２２が更にオフされ、次いで、第１導光器の第１光出射面から３番目に最も遠い光源２３を更にオフすることにより更なる度合いの調光が得られ、この調光モードでは、図１５ｄに示されるように第１導光器の第１光出射面に最も近い光源２４のみがオンである。
【０１４０】
図１６ａ〜図１６ｄは、本発明による方法における調光するステップの第２実施態様を示し、該実施態様において当該調光は、第１導光器の第１光出射面から最大距離に（即ち、最も離れて）配置された光源で開始して１つずつ、当該少なくとも２つの光源の発光強度を低減する（言い換えると、調光するがオフしない）ことにより実行される。
【０１４１】
図１６ａから開始して、全ての図示された４つの光源は最大強度で発光する。当該発光装置は全出力モードである。図１６ｂ、図１６ｃ及び図１６ｄには、各々、３つの異なる電力節約モードが示されている。図１６ｂでは、第１導光器の第１光出射面から最も遠くに離れている光源２１を、該光源が減少された強度で発光するように調光することにより第１度合いの調光が得られる。図１６ｃ及び図１６ｄでは、先ず第１導光器の第１光出射面から２番目に最も遠い光源２２を更に調光し、次いで、第１導光器の第１光出射面から３番目に最も遠い光源２３を更に調光して前記光源２１と同じ減少された強度で発光させることにより更なる度合いの調光が得られる（即ち、当該発光装置により、更に減少された光強度レベルが生成される）。
【０１４２】
このようにして、各光源を、ゼロから当該光源が放出することが可能な最大限の強度までの範囲内の如何なる所望の強度にまで調光することができるという点で多様な度合いの調光の自由度を得ることができる。また、所与の要件及び状況を一層正確に満足するように当該発光装置を調光することができるようになるので、相当に大きな効率が達成される。更に、前記光出射面から最も遠くにあると共に吸収損失及びエネルギの不効率さの一番の原因となる光源を最初に調光することにより、一層エネルギ効率的な発光装置が得られる。
【０１４３】
図１７ａ〜図１７ｃは本発明による方法における調光するステップの第３実施態様を示すもので、該実施態様において、当該調光は、第１導光器の第１光出射面から最大距離に（即ち、最も離れて）配置された２つの光源で開始して２つずつ（即ち、対で）、斯かる少なくとも２つの光源の発光強度を低減する（言い換えると、調光するがオフしない）ことにより実行される。
【０１４４】
図１７ａから開始して、全ての図示された４つの光源は最大強度で発光する。当該発光装置は全出力モードである。図１７ｂ及び図１７ｃには、各々、２つの異なる電力節約モードが示されている。図１７ｂでは、第１導光器の第１光出射面から最も遠くに離れている２つの光源２１及び２２を減少された強度で発光するよう調光することにより第１度合いの調光が得られる。図１７ｃでは、第１導光器の第１光出射面から最も遠い上記２つの光源２１及び２２をオフすると同時に、第１導光器の第１光出射面から２番目に最も遠い２つの光源２３及び２４を、これら光源が減少された強度で発光するように調光することにより、更なる度合いの調光、即ち当該発光装置により放出される光の強度の更なる低下が得られる。
【０１４５】
図１８ａ〜図１８ｄは、本発明による方法における調光するステップの第４実施態様を示し、該実施態様において当該調光は、第１導光器の第１光出射面から最大距離に（即ち、最も離れて）配置された光源で開始して１つずつ、当該少なくとも２つの光源の発光強度を徐々に低減する（言い換えると、徐々に調光するがオフしない）ことにより実行される。
【０１４６】
図１８ａから開始して、全ての図示された４つの光源は最大強度で発光する。当該発光装置は全出力モードである。図１８ｂ、図１８ｃ及び図１８ｄには、各々、３つの異なる電力節約モードが示されている。図１８ｂでは、第１導光器の第１光出射面から最も遠くに離れている光源２１を、該光源が減少された第１強度で発光するように調光することにより第１度合いの調光が得られる。図１８ｃでは、上記光源２１を更に低減された第２強度（該第２強度は上記第１強度より小さい）で光を放出するように更に調光すると共に、第１導光器の第１光出射面から２番目に最も遠い光源２２を該光源２２が低減された第３強度で光を放出するように調光することにより更なる度合いの調光が得られる。図１８ｄでは、上記光源２１及び２２の両方を更に調光すると共に、第１導光器の第１光出射面から３番目に最も遠い光源２３を調光することにより更なる度合いの調光が得られる。
【０１４７】
これにより、４つの光源２１，２２，２３，２４は、所与の光源が発光する強度が、当該光源が前記第１光出射面から一層離れて配置されるにつれて一層低くなるように、可能な最大強度より低い互いに異なる強度で発光する。言い換えると、光源２１が発光する強度（輝度）は最も低く、光源２２が発光する強度は光源２１のものより幾らか大きく、光源２３が発光する強度は光源２２のものより幾らか大きく、光源２４が発光する強度は光源２３のものより幾らか大きくなる。２つ以上の隣接する光源、例えば光源２２及び２３が発光している強度は、大きさが同等となることもできる。
【０１４８】
調光は、光源が光を放出する強度を低減することにより、及び／又は該光源をオフすることにより得ることができる。実際には、調光は前記制御装置により得られる。この目的のために、制御装置は、典型的に、個々の光源に供給される電力の量（即ち、電流）を変化させる（特に、減少させる）ように構成される。
【０１４９】
図１９〜２１は光源により放出される光の時間の関数としてのグラフを示し、これらグラフは、光源が発光する強度の影響を、当該調光するステップにおいてなされる、当該光源に供給される電力の量（即ち電流）の変化の異なる実施態様について示す。
【０１５０】
第１実施態様において、当該光源に供給される電流は特定の時点において単にオフされ、図１９に示されるグラフは強度（輝度）が該時点でゼロに低下することを示している。
【０１５１】
第２実施態様において、当該光源に供給される電流は、異なる一定電流レベル（特に、複数のＤＣ電流レベル）を印加することにより供給され、該電流は特定の時点で順に低下され、図２０に示されるグラフは斯かる各時点で強度が順に低いレベルに降下し、ゼロで終わることを示している。
【０１５２】
第３実施態様において、当該光源に供給される電圧又は電流はパルス幅変調を用いて変化され、図２１に示されたグラフは該パルス幅変調を減少された強度の時間周期により示しており、斯かる時間周期の長さが所望の調光の度合いを決定する。
【０１５３】
ＬＥＤは２つの方法で、即ちアナログ及びパルス幅変調（ＰＷＭ）調光法で調光することができる。アナログ調光法はＬＥＤ光出力をストリングにおけるＤＣ電流を単に調整することにより変化させる一方、ＰＷＭ調光法は、同じ効果を、ストリングにおける一定電流のデューティサイクルを変化させて該ストリングにおける平均電流を実効的に変化させることにより達成する。短い期間にわたり当該ＬＥＤが該期間の５０％の間オンされ、５０％の間オフされる場合、該ＬＥＤは半分だけ明るいように見える。何故なら、当該期間にわたる全光出力は１００％の時間オンされたものの半分の量に過ぎないからである。この点に関して、デューティサイクルとは当該サイクルの期間にわたってパルスが“オン”となる時間の合計量を指し、従って、５０％の輝度では、当該ＬＥＤのデューティサイクルは５０％となる。ＬＥＤの輝度はデューティサイクルを増加させることにより増加される。
【０１５４】
本発明による方法を実行するように構成された発光装置は、限定されるものではないが、プロジェクタ、自動車照明システム、ランプ及び照明器具等の多様な装置に使用することができる。
【０１５５】
尚、当業者であれば本発明が上述した好ましい実施態様に決して限定されるものではないことを理解するものである。逆に、多くの修正例及び変形例が添付請求項の範囲内において可能である。例えば、本発明による発光装置は、ここに記載した異なるタイプの導光器の組み合わせ、及び／又は異なるタイプの光源の組み合わせを有することができる。同様に、本発明による方法は、当該発光装置の調光を得るための異なる可能なステップの組み合わせを有することができる。
【０１５６】
更に、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施するに際して、図面、開示内容及び添付請求項の精査から、開示された実施態様の変形例を理解し実施することができるものである。また、請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。