(57)【要約】発光ダイオード（ＬＥＤ）は、第１波長の光を放射する。該ＬＥＤに近接した蛍光体材料は、その光の少なくとも一部を第２波長に変換する。両方の波長の光は、集光ユニットを通過する。反射偏光子は第１偏光状態にある両方の波長を透過し、それと直交した第２偏光状態にある両方の波長の光を反射する。反射偏光子によって反射された光は、角度範囲を実質的に増加させることなく蛍光体材料の方向に向けられて戻る。得られる出射光ビームは、第１波長および第２波長の偏光光を含む。一部の実施形態では、ＬＥＤのアレイは、第１波長の光を放射するＬＥＤおよび第２波長の光を放射するその他のＬＥＤを含む。蛍光体材料を、第１波長の光を放射するＬＥＤ上に配置する。
2009521786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光を発生可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む１つ以上のＬＥＤの配置と、
前記１つ以上のＬＥＤに近接して配置され、第１波長の光によって照射されたとき第２波長の光を放出する蛍光体材料と、
テーパー状光学要素を少なくとも備え、第１波長および第２波長の光が通過する集光ユニットと、
第１偏光状態にある第１波長および第２波長の光を透過し、第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態にある第１波長および第２波長の光を反射するように配置された反射偏光子とを備え、
反射偏光子によって反射された第１波長および第２波長の光は、角度範囲を実質的に増加させることなく蛍光体材料に向けられており、
第１波長および第２波長の偏光光を含む出射光ビームを生成する照明光源。
【請求項２】
第１波長および第２波長の光は、反射偏光子において実質的にテレセントリックである、請求項１に記載の照明光源。
【請求項３】
反射偏光子は、湾曲した反射偏光子を備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項４】
湾曲した反射偏光子は、蛍光体材料付近において中心を持つ曲率半径を有する、請求項３に記載の照明光源。
【請求項５】
第１波長は青色波長であり、第２波長は緑色波長である、請求項１に記載の照明光源。
【請求項６】
蛍光体材料は、ＥｕドープのＳｒＧａ２Ｓ４を含む、請求項１に記載の照明光源。
【請求項７】
テーパー状光学要素は、平坦な反射側面を備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項８】
テーパー状光学要素は、湾曲した反射側面を備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項９】
集光ユニットは、テーパー状光学要素の出射端部の近傍に配置されたレンズを含む、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１０】
テーパー状光学要素は、内部反射側壁および湾曲した出射面を有する透明体を備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１１】
蛍光体材料を通過した第１波長の光の第１部分を反射し、蛍光体材料を通過した第１波長の光の第２部分を透過するように配置された反射性要素をさらに備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１２】
反射偏光子は、多層光学フィルム偏光ビームスプリッタおよびミラーを含む、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１３】
反射偏光子は、ワイヤーグリッド偏光子およびコレステリック偏光子のうちの１つを含む、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１４】
蛍光体と反射偏光子との間に配置された偏光制御要素をさらに備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１５】
反射偏光子は、多層光学フィルム偏光子を含む、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１６】
前記１つ以上のＬＥＤは、集光ユニットへの入射側から間隔をあけて配置され、
反射体がなければ入射側に入らないような、前記１つ以上のＬＥＤからの光を入射側に向けて反射するように、入射側を少なくとも部分的に囲む反射体をさらに備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１７】
前記１つ以上のＬＥＤに電力を供給するように接続された電源をさらに備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１８】
前記１つ以上のＬＥＤの配置は、第３波長の光を発生可能なＬＥＤをさらに備える、請求項１に記載の照明光源。
【請求項１９】
反射偏光子は、第１の偏光状態にある第１、第２および第３の波長の光を透過し、第２の偏光状態にある第１、第２および第３の波長の光を反射し、出射ビームは、第３波長の偏光光をさらに含む、請求項１８に記載の照明光源。
【請求項２０】
画像形成装置をさらに備え、第２波長の光は画像形成装置に向けらている、請求項１に記載の照明光源。
【請求項２１】
画像形成装置からの画像を投影するように配置された投影レンズユニットと、画像が投影されるスクリーンとをさらに備える、請求項２０に記載の照明光源。
【請求項２２】
画像形成装置によって形成された画像を制御するように接続されたコントローラをさらに備える、請求項２０に記載の照明光源。
【請求項２３】
第１波長の光を放射可能な第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）、および第１波長とは異なる第２波長の光を放射可能な第２のＬＥＤを含む１つ以上のＬＥＤのアレイと、
第１のＬＥＤからの光が蛍光体材料に入射するように、第１のＬＥＤ上に配置された蛍光体材料とを備え、
蛍光体によって第１波長の光が第３波長の光に変換されるようにした照明光源。
【請求項２４】
第１、第２および第３の波長の光を受光するように配置された集光ユニットをさらに備える、請求項２３に記載の照明光源
【請求項２５】
第１表面および第２表面を有し、液体冷却されたプレートをさらに備え、
第１および第２のＬＥＤは、液体冷却プレートの第１表面に直接取り付けられ、液体冷却剤が前記液体冷却プレートの第２表面に接触している、請求項２３に記載の照明光源。
【請求項２６】
前記液体冷却プレートは、１ｍｍ未満の厚さを有する金属板を含む、請求項２５に記載の照明光源。
【請求項２７】
第２波長の光は、蛍光体を通過する、請求項２３に記載の照明光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像投影システムに使用され得る照明システムに関する。より詳細には、本発明は、偏光光を発生するための発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子のアレイを含む照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明システムは、画像投影表示システム、液晶表示用のバックライトなどが挙げられる、多くの異なった用途に見出される場合がある。通常、投影システムは、光源、１つ以上の画像形成装置に光を通過させる照明光学部品、画像形成装置からの画像を投影するための投影光学部品および画像がその上に表示された投影スクリーンを使用する。画像形成装置は、電気的に調整され、処理されたビデオ信号によって制御される。
【０００３】
白色光源、例えば、高圧水銀ランプが、投影ディスプレイシステムに使用される主要な光源であり、今なおそうである。３板式画像投影システムでは、白色光ビームは赤、緑および青の３原色チャネルに分割され、各色に対する画像を生成するそれぞれの画像形成装置パネルに向けられる。得られた原色化画像ビームは、ディスプレイに投影されたフルカラー画像ビームに合成される。一部のその他の投影システムは、単一の画像パネルを使用し、１原色光がどの時点でも画像形成装置に入射するように白色光をフィルタにかけるために、回転カラーホイール、または幾つかのその他の種類の時系列的カラーフィルタが使用される。パネルに入射した光は逐次的に色を変遷し、入射光と同期して着色された画像を形成する。観察者の目は逐次的に着色された画像を統合し、フルカラー画像として認識する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ごく最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が白色光源の代替として考えられている。例えば、異なった照明チャネルがそれぞれの着色ＬＥＤ、またはＬＥＤアレイによるエンジンで推進される。例えば、ブルーチャネルにはブルーＬＥＤが使用され、レッドチャネルにはレッドＬＥＤが使用される。幾つかの画像表示装置、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は偏光光を使用しているが、一方ＬＥＤは非偏光光を生成し、そのため生成された光の半分だけがＬＣＤに利用される。さらに、可視スペクトルの緑色領域で作動するＬＥＤは、青色および赤色ＬＥＤと比較して比較的非効率であることが知られ、そこで多くのシステムは青色または赤色ＬＥＤよりも緑色ＬＥＤを必要とする。光が偏光されることを要求される場合、スペクトルの緑色部分における非効率性というこの問題は悪化する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、第一の波長において光を発生可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む１つ以上のＬＥＤの配列を含む照明光源を目的とする。蛍光体材料が１つ以上のＬＥＤに隣接して配置される。該蛍光体材料は第１波長の光によって照射されたとき、第２波長の光を放射する。集光ユニットは少なくとも１つのテーパー状光学要素を含む。第１および第２波長の光は集光ユニットを通過する。反射偏光子を配置し、第１偏光状態において第１および第２波長の光を透過し、第１偏光状態と直交する第２偏光状態において第１および第２波長の光を反射する。反射偏光子によって反射される第１および第２波長の光は、角度範囲を実質的に増加させることなく蛍光体材料の方向に向けられて戻る。照明光源は、第１および第２波長の偏光光を含む出射光ビームを生成する。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、第１波長で光を放射可能な第１のＬＥＤと、第１波長とは異なる第２波長で光を放射可能な第２ＬＥＤとを含む１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを含む照明光源を目的とする。その結果第１のＬＥＤからの光が蛍光体材料に入射するように、蛍光体材料が第１のＬＥＤ上に配置される。第１波長の光はその蛍光体によって第３の波長に変換される。
【０００７】
本発明の上記の概要は、本発明の各図示される実施形態またはすべての実行を説明することを意図していない。以下の図面および発明を実施するための最良の形態は、これらの実施形態をさらに特に例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は照明システムに利用可能であり、また例えば、投影テレビジョンおよびディスプレイ、モニタなどに使用され得る投影システムなど画像表示するための照明システムにより特に利用可能である。
【０００９】
緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）は、可視スペクトルの青色および赤色領域で作動するＬＥＤよりも低効率であることが周知である。従って、ＬＥＤに基づく照明システムは、望ましいレベルの輝度およびカラーバランスを達成するために青色および赤色ＬＥＤよりも多くの緑色ＬＥＤを必要とする。ＬＥＤで直接的に緑色を発生させる代わりに、第１波長、例えば、青色またはＵＶ波長で光を発生させ、その第１波長の光を緑色波長の光に変換するという別の手法がある。
【００１０】
ＬＥＤからの光を波長変換し緑色光を発生させるのに有用であり得る一つの代表的手法を図１に模式的に例示する。代表的照明システム１００は、ベースプレート１０４に搭載された１つ以上のＬＥＤ１０２のアレイを有する。ベースプレート１０４はＬＥＤ１０２に電力を供給するために、およびＬＥＤからの熱を奪うために使用されてもよい。
【００１１】
ＬＥＤ１０２からの光１０６の少なくとも一部は、第１集光ユニット１０７の中で集光される。代表的な実施形態では、集光ユニット１０７は入射側１１０および出射側１１２を有する光パイプ１０８を含む。
【００１２】
ベースプレート１０４に搭載されたＬＥＤ１０２のアレイの側面図を図２に模式的に例示する。照明システムに使用してもよい商業的に入手可能な一部のＬＥＤは、光パイプ１０８に面する上面を通過して光を放射する。商業的に入手可能な他のタイプのＬＥＤは、示されるようにＬＥＤチップの斜め面２０２から光を放射する。
【００１３】
一部の代表的な実施形態では、反射性要素１１４はＬＥＤアレイに近接して配置してもよい。反射性要素１１４は入射側１１０の少なくとも一部を取り囲み、光パイプ１０８の入射側１１０から漏れ出す光の量を低減する。反射性要素１１４は、例えば入射側１１０がＬＥＤ１０２の頂部と電気的接続を行うために使用される結線２０４の干渉のために僅かな距離でＬＥＤ１０２から分離されることが望ましい場合がある。反射性要素１１４を有するこの構成により、削減した数のＬＥＤ１０２を使用することができ、従って光パイプ１０８を補充してもなおコストおよび消費電力を削減できる。反射性要素１１４は、金属化または多層化の反射性コーティングを含んでもよい。
【００１４】
一部の代表的な実施形態では、光パイプ１０８はＬＥＤ１０２の真上に直接配置されるテーパー状固体直角プリズムである。光パイプ１０８の入射側１１０はシステムのエテンデュー（etendue）の増加を回避するために小さくされてもよい。該エテンデューは、光源における光ビームの面積を光ビームの立体角で乗算した積である。光のエテンデューは縮小されることができないが、光学システムによって増加することができる。輝度はエテンデューで除算したオプティカルフラックス（optical flux）によって与えられるので、このことがディスプレイを照射する光の総合輝度を減少させる。従って、例えば、イメージャ装置の活性面積を補強するために、光ビームの面積が増加される場合、光ビームのエテンデューを一定に保つためには、ビームの角度範囲を比例的に減少させることで十分である。エテンデューを一定に保つことによって、イメージャ装置において入射する照明光の輝度は、達成できる最高レベルで維持されるかまたはそれに近くなる。
【００１５】
図１に示した代表的な実施形態では、エテンデュー当たりの最高のフラックスは、ＬＥＤ１０２が非カプセル化ＬＥＤチップであり、ＬＥＤ１０２が光パイプ１０８の入射側１１０から空気のギャップによって分離されるように光１０６を追加のエポキシ、シリコーンまたはその他の介在材料が存在しない状態で空気中に放射される場合に得られる。この構成は、高温度や光フラックスによって劣化する可能性のある有機層およびポリマー層を取り除くことによって、ＬＥＤ１０２の信頼性を改善し得る。一部の実施形態では、例えば環境保全のために、ＬＥＤ１０２と入射側１１０との間に幾つかのカプセル形成を含むことが望ましいことがある。
【００１６】
ＬＥＤ１０２によって放射された光の収集において、８０％〜９０％の範囲にある集光効率が光パイプ１０８により獲得できることが見出されている。一部の代表的な実施形態では、光パイプ１０８は出射側におけるその幅の２〜１０倍長い長さを有し得るが、光パイプ１０８はこの範囲を外れても作動し得る。光パイプ１０８の長さが増加するにつれて、出射側１１２における光の均一性が増加する。しかし、光パイプ１０８が長くなり過ぎると、そのシステムはより嵩高で高価になり、また光パイプ１０８内部での損失が原因で光パイプ１０８から出る光はより少なくなる。例えば、固体の光パイプではなくて中空のトンネルなどの他の構成の光パイプ１０８も使用できる。
【００１７】
一部の実施形態では、集光ユニット１０７はまた、例えばレンズなどの集束光学部品１１６を出射側１１２に備えることもできる。集束光学部品１１６は光パイプ１０８から分離されても、または光パイプ１０８と一体化されてもよい。
【００１８】
集光ユニット１０７から出射した光１１８は実質的にテレセントリックであってもよい。用語「テレセントリック」とは、光の角度範囲がビームを横切った異なるポイントに対しても実質的に同一であることを意味する。従って、ビームのある側におけるビームの一部が特別な角度範囲を有する光円錐の中にある光を含む場合、ビームの他の部分、例えばビームの中間部およびビームの別の側部は実質的に同じ角度範囲にある光を含む。それゆえ、光ビームの中央部の光が主として軸に沿った方向に向けられ特定の円錐角の中に含まれると同時に、ビームの縁部で光がまた軸に沿って向けられ実質的に同一の円錐角を有している場合は、その光ビームはテレセントリックである。光パイプ１０８が十分に長い場合、出射側１１２における光１１８は集束光学部品１１６の必要性なしで十分にテレセントリックであり得る。集束光学ユニット１１６の使用により、テレセントリックな出射をさらに生成しながら集光ユニット１０７をより短くすることを可能にする。光がテレセントリックである場合、振動数変換のために蛍光体においてその後濃縮される光の分率が増加される。
【００１９】
一部の代表的な実施形態では、集束光学部品１１６は光パイプ１０８と一体化されてもよく、または光パイプ１０８と分離されてもよい。その他の代表的な実施形態では、光パイプ１０８は集束機能を実行する湾曲する側壁を装備していてもよい。
【００２０】
光１１８は偏光ビームスプリッタ（polarizing beamsplitter）（ＰＢＳ）１２０に入る。ＰＢＳは、任意の好適なタイプのＰＢＳであってもよく、例えば、マックネイル型（MacNeille-type）ＰＢＳまたは本明細書に参照として組み入れられる米国特許第５，９６２，１１４号および同第６，７２１，０９６号に記載のＭＺＩＰ  ＰＢＳなどの多層光学フィルム（multilayer optical film）（ＭＯＦ）であってもよい。その他の好適なタイプのＰＢＳとしては、ワイヤーグリッド型ＰＢＳおよびコレステリック型ＰＢＳが挙げられる。ＰＢＳ１２０は、典型的には、２つの直角プリズム１２４ａと１２４ｂの斜辺面との間に配置される偏光選択層１２２を含むが、他の構成を使用してもよい。偏光選択層１２２は、１つの偏光状態にある光を反射し、それと直交した偏光状態の光を透過する。ＰＢＳ１２０はまた、偏光選択層１２２と第２プリズム１２４ｂとの間に配置された反射フィルム１２３を含むこともあり得る。反射層１２３は、偏光選択層１２２を透過したＬＥＤ１０２からの光を反射する。反射フィルム１２３は、ＬＥＤ１０２によって発生される第１波長の光を反射し、蛍光体によって発生される第２波長の光を透過する：このリフレクターの構成はロングパス反射フィルタと称される場合もある。
【００２１】
以下に明らかになるように、この特別の実施形態では、ＰＢＳ１２０は、蛍光体によって発生される第２波長の光を偏光するために使用され、第１波長の光１１８に対するＰＢＳの作用は本質的に無視してもよい。例えば、一部の実施形態では、偏光選択層１２２は、第１波長の光１１８の両方の偏光状態に対して本質的に透過性であるように設計されてもよい。そのような場合、反射フィルム１２３は、第１波長の光１１８の両方の偏光状態のものを反射する。別の実施形態では、偏光選択層１２２は、１つの偏光状態にある第１波長の光を反射し、その場合に反射フィルム１２３は偏光選択層１２２を透過される第２偏光状態にある第１波長の光１１８を反射する。
【００２２】
ＰＢＳ１２０によって反射される第１波長の光１２６を、色変換蛍光体１２８に向ける。蛍光体１２８は、ＬＥＤ１０２によって発生される光１２６を吸収し、典型的には第１波長より長い、第２波長の光を発生する物質を含む。一部の実施形態では、蛍光体１２８は、青色またはＵＶ光を緑色光に変換し得る。蛍光体材料の一つの特に好適な例は、Ｅｕドープのストロンチウムチオガレート（ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）であるが、他のタイプの蛍光体材料を使用してもよく、それには例えば、希土類元素ドープのナイトライドおよびユーロピウムドープのシリコンアルミニウムオキシナイトライド（ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）などのオキシナイトライド、およびセリウムドープのイットリウムアルミニウムガーネット（Ｇｅ：ＹＡＧ）などの希土類元素ドープのガーネットがある。
【００２３】
光１２６は、蛍光体１２８に行く途中で第２集光装置１３０を通過する場合がある。第２集光装置１３０は、集束光学部品１３２および光パイプ１３４を有する第１集光装置１０７様の構成であってもよく、または異なった構成であってもよい。集束光学部品１３２および光パイプ１３４は、蛍光体１２８上に光１２６を集中する。
【００２４】
蛍光体１２８は、一部の実施形態において、過剰の熱を排除するためのヒートシンクとして作動するベースプレート１３６上に搭載してもよい。第２波長の光１３８（破線）は、第２集光装置１３０を介してＰＢＳ１２０へ向けられ、そのＰＢＳ１２０はｐ偏光光１４０を有効出射１４２として透過し、ｓ偏光光１４４を反射する。蛍光体１２８の背後にある幾つかの要素は、最初はＰＢＳ１２０から離れる方向に移動しながら発生される第２波長の光を反射するために使用され得る。例えば、ベースプレート１３６はそれ自身反射性であってもよく、または任意の反射体１５２を蛍光体１２８とベースプレート１３６との間に配置してもよい。好適な反射体１５２の一つの例としては、例えば銀コーティングなどベースプレート１３６上の金属コーティングが挙げられる。反射体１５２の別の例としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から入手可能な高鏡面反射（ＥＳＲ）フィルム（Enhanced Specular Reflector film）が挙げられる。
【００２５】
第１波長を透過し第２波長を反射する反射フィルタ１４６は、ＰＢＳ１２０と第１集光装置１０７との間に配置され、ｓ偏光光１４２を反射しＰＢＳ１２０を経由して蛍光体１２８に戻し得る。反射される光１５０は続いて、例えば蛍光体１２８、ベースプレート１３６または反射体１５２によって再反射され、ＰＢＳの方に引き返す場合がある。
【００２６】
偏光変換器１４８は、反射されて蛍光体１２８に戻る光１５０の少なくとも一部は続いて、有効出射１４２として透過される偏光状態でＰＢＳに戻るように、ＰＢＳ１２０と蛍光体１２８との間に配置し得る。
【００２７】
図１に例示したシステム１００の１つの特徴は、第１波長の光１２６がＬＥＤ１０２によって放射される光１０６と実質的に類似のエテンデューを有する蛍光体に入射することである。従って、第２波長の出射光１４２のエテンデューは、適切なＬＥＤを使用して直接発生した第２波長の光によって得られるであろうものと類似している。これにより、出射光１４２が照明用途、例えば、ＬＣＤイメージャ装置を照射することに効率よく使用することを可能にする。
【００２８】
光の波長変換のための蛍光体を備え、また偏光出射を生成することを含む照明システム３００の別の代表的な実施形態を模式的に図３に例示する。この実施形態では、ＬＥＤ１０２からの光は、入射側３１０および出射側３１２を有する光パイプ３０８を含む集光／集束ユニット３０７を通過する。この特別な実施形態における光パイプ３０８が、出射側３１２での光３１４が実質的にテレセントリックであるように、湾曲側壁を有する。光３１４は、第１波長の光を反射し第２波長の光を透過するという特性を有するダイクロイックビームスプリッタ３２０を通過する。ダイクロイックビームスプリッタによって反射される第１波長の光３２４は、第２集光ユニット３２６を通して蛍光体１２８に向けられる。第２集光ユニット３２６はまた、湾曲した側壁を有する光パイプ３２８も備え、または第１集光ユニット３０７の光パイプとは異なる光学配置備える場合もある。
【００２９】
第２波長の光３２９は、第２集光装置３２６を通過してダイクロイックビームスプリッタ３２０を透過する。例えばワイヤーグリッド偏光子、ＭＯＦ偏光子またはコレステリック偏光子などの偏光子３３０は、１つの偏光状態にある光３３２を有効出射として透過し、それと直交した偏光状態にある光３３４を蛍光体１２８の方向に反射して戻す。偏光制御要素３３６、例えば四分の一波長板が、偏光子３３０とダイクロイックビームスプリッタ３２０との間に配置されてもよい。反射される光３３４は、再度蛍光体１２８に入射し、蛍光体１２８、ベースプレート１３６、または反射体１５２によって偏光子３３０に向かって反射して戻る。偏光制御要素３３６を、偏光子３３０に再利用される光の少なくとも幾らかの偏光を回転するために使用する。
【００３０】
さらに、蛍光体１２８によって第２波長に変換されない第１波長の光の少なくとも一部は、蛍光体１２８、反射体１５２、またはベースプレート１３６のうちの一つにおける反射、それからダイクロイックビームスプリッタ３２０における反射を経由してＬＥＤ１０２に戻る場合がある。第１波長のそのような反射される光は、ベースプレート１０４またはＬＥＤ１０２からの反射によって蛍光体１２８に再利用され得る。
【００３１】
別の代表的な実施形態では、例示してはいないが、ダイクロイックビームスプリッタは第１波長の光を透過し、第２波長の光を反射してもよい。そのような構成では、ＬＥＤおよび蛍光体を、典型的には、ダイクロイックビームスプリッタの反対側に配置する。
【００３２】
一部の代表的な実施形態では、蛍光体はＬＥＤに近接して配置されてもよく、あるいはＬＥＤが蛍光体材料で等角的にコーティングされることさえもよい。そのような構成は、結果として照明システムに使用される要素数の削減をもたらす場合がある。また、一部の場合では、ＬＥＤを、シリコンカーバイドなどの材料で形成し、これは蛍光体からベースプレートへ熱を移動させるのに有効である。
【００３３】
蛍光体がＬＥＤに近接して配置される照明システム４００の一つの代表的な実施形態を、図４に模式的に例示する。該システムは、１つ以上のＬＥＤ１０２のアレイおよび１つの集光ユニット１０７を含む。例えば集束要素と一体化される光パイプまたは集束要素のない光パイプを使用することなど、集光ユニットは例示された実施形態とは異なって構成されてもよい。加えて、側壁は直線状または湾曲状であってもよい。代表的な実施形態において蛍光体４２８を、ＬＥＤ１０２に近接して、またはＬＥＤの上にさえも配置する。反射フィルタ４３０は、集光ユニット１０７の出射側に配置されてもよく、第１波長の光１０６を反射し、蛍光体４２８によって発生される第２波長の光４３２を透過する。
【００３４】
第２波長の光４３２は、ＰＢＳ４２０に入射し、該ＰＢＳは有効出射として一つの偏光状態にある光４３４を透過し、それと直交した偏光状態の光４３６を反射する。反射体４３８は、光４４０を反射してＰＢＳ４２０に戻し、ＰＢＳではその光は反射され蛍光体４２８に向かって戻る。続いて光４４０は、蛍光体４２８、ＬＥＤ１０２、ベースプレート１０２、またはその他の幾つかの反射要素によって、反射されＰＢＳ４２０に向かって戻る場合がある。四分の一波長板などの偏光回転要素４４２は、ＰＢＳ４２０と蛍光体４２８との間に配置してもよく、有効出射４３４としてＰＢＳ４２０によって抽出される光の量を増加するために反射される光４４０の偏光を回転する。
【００３５】
代わりの構成では、反射体をＰＢＳによって透過される光を反射するために配置する一方で、ＰＢＳによって反射される光は有効出射として使用してもよい。
【００３６】
照明システム５００の別の代表的な実施形態を、図５Ａに模式的に例示する。この代表的システムは、ＰＢＳ４２０および反射体４３８を、反射偏光子層５２０、例えばＭＯＦ偏光子、ワイヤーグリッド偏光子、またはコレステリック偏光子で置き換えたこと以外は、図４に例示したシステム４００と類似している。反射偏光子層５２０は、一つの偏光状態にある光を有効出射５３４として透過し、それと直交状態にある光５３６を再利用のために反射する場合がある。
【００３７】
照明システム５５０の別の代表的な実施形態を、図５Ｂに模式的に例示する。このシステム５５０は、集束光学部品１１６が削除され、反射フィルタ５５２および反射偏光子５５４が両方とも湾曲していること以外は、図５Ａに例示したシステムと類似している。一部の実施形態では、反射フィルタ５５２および反射偏光子５５４の両方の曲率の中心は、蛍光体４２８付近にあり、該蛍光体は第１波長および第２波長の両方で光を反射することが望ましい場合がある。この構成は、反射されてＬＥＤ１０２に戻る第１波長の光１０６の量および蛍光体４２８の方向に反射されて戻る第２波長の光５３６の量を増加する。当然曲率の中心は、他の場所に配置されてもよい。偏光回転要素４４２は、反射偏光子の曲線に整合させるために湾曲されていてもよいし、または直線であってもよい。同様に、湾曲した反射要素は上述したその他の実施形態にも使用されてもよい。例えば、図４に模式的に例示したシステム４００において、反射フィルタ４３０および反射体４３８は、それぞれ湾曲していてもよい。
【００３８】
再利用のための反射して戻る光の量を増加させる照明システムの一つの特徴は、第１波長の光または第２波長の光である、再利用のための光の反射は反射のときに入射光の角度範囲を実質的に増加させないことである。このことは、図５Ｃを参照してさらに説明され、該図は、軸５６０に沿って伝播する非テレセントリックな光ビームを横切る様々な点で光線の方向を示す。ビームの中央部において、中央光線５６２は軸５６０に平行であり、光線５６４、５６６は中央光線５６２に対して角度α１で伝播する。光線５６４、５６６は、光線の最大強度の、この場合では軸上の光線５６２の特定の分率を示す。例えば、光ビームが２．４のｆ／ナンバーを有する場合、光ビームは±１１．７°（α１）のコーンハーフアングルを有するとして一般的に受け入れられており、事実上全ての、少なくとも９０％超過の光が±１１．７°の円錐の中に含まれる。
【００３９】
ビームの縁部における破線５７０は、軸５６０と平行である。ビームの縁部において最も明るい光線の方向を示す光線５７２は、軸５６０に対して角度θで伝播する。光線５７４および５７６は、光線５７２に対してα２の角度で伝播する。理想的には、α２の値はα１の値に接近しているが、それらは全く同一である必要はない。
【００４０】
軸５６０に直角に配置される平坦ミラー５６８によるビーム５６２の反射は、軸５６０に平行に伝播する反射されるビームをもたらす。一方、平坦ミラー５６８によるビーム５７２の反射は、軸５６０に対して２θの角度で伝播する反射されるビームをもたらす。従って、平坦ミラーによる非テレセントリック光の反射は、光の角度範囲の増加をもたらす。
【００４１】
一方、光がテレセントリックであるとすると、そのときのビーム５６２および５７２は平行であり、また平坦ミラー５６８による反射は入射光の角度範囲を増加させないであろう。
【００４２】
また、図５Ｄに模式的に例示したように、湾曲ミラー５８０による非テレセントリックな光の反射は、ミラー５８０においてビーム５６２および５７２は各々法線入射であり、光の角度範囲の増加をもたらさない場合がある。
【００４３】
上述のタイプの照明光源を使用してもよい投影システム６００の一つの代表的な実施形態を、模式的に図６に例示する。該システム６００は、それぞれの画像形成装置６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃを照射し該装置は画像形成パネルとも呼ばれる、多数の異なった着色される光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃを含む。各光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃは、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような多数の発光要素を含んでもよく、特定の色を有する出射光ビームを生成する。１つ以上の光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃは、ＬＥＤによって発光される光の波長を変換するための蛍光体、光ビームのエテンデューを維持するための集光装置、および望ましい変更状態を選択するための偏光子を備えてもよい。一部の実施形態では、照明光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃはそれぞれ赤色、緑色および青色照明光ビームを発生する。
【００４４】
画像形成装置６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃは、任意の好適なタイプの画像形成装置であってもよい。例えば、画像形成装置６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃは、透過型または反射型の画像形成装置であってもよい。透過型および反射型の両方の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルは、画像形成装置に使用されてもよい。透過型ＬＣＤ画像形成パネルの好適なタイプの一つの例は、高温ポリシリコン（ＨＴＰＳ）ＬＣＤ装置である。反射型ＬＣＤパネルの好適なタイプの一つの例は、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）パネルである。ＬＣＤパネルは、選択される画素に関連した光を偏光変調し、続いて偏光子を用いて非変調光から変調光を分離することによって、照明光ビームを変調する。デジタルマルチミラーデバイス（ＤＭＤ）と呼ばれる、別のタイプの画像形成装置は、テキサス州プラノにあるテキサスインスツルメンツ社から商品名ＤＬＰ（商標）で供給され、該装置は個別にアドレス指定可能なミラーのアレイを使用し、該ミラーは照明光を投影レンズの方向または投影レンズから離れる方向に反射する。照明光源は、ＬＣＤとＤＬＰ（商標）の両方のタイプの画像形成装置で使用してもよいが、本開示の範囲をこれら２つのタイプの画像形成装置だけに限定する意図はなく、本明細書に記載される光源システムのタイプは投影システムによって投影されるその他のタイプの画像形成用装置を使用してもよい。また、ＤＬＰ（登録商標）タイプの画像形成装置を含む多くのシステムは偏光照明光を必要としないことが認められる。例示される実施形態は、例示するだけの目的でＬＣＤタイプの画像形成装置を含み、照明光源が使用される画像投影システムのタイプを限定することを意図しない。
【００４５】
照明光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃは、ビーム操作要素、例えば、着色される照明光ビーム６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃのいずれかをそれらの対応する画像形成装置６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃに進路を向けるための、ミラーまたはプリズムを含んでもよい。照明光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃは、照明光ビーム６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃをドレッシングするための様々な要素、例えば、偏光子、インテグレータ、レンズ、ミラーなどを、含んでもよい。
【００４６】
着色される照明光ビーム６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃを、それぞれの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６１０ａ、６１０ｂおよび６１０ｃを経由してそれぞれの画像形成装置６０４ａ、６０４ｂおよび６０４ｃに向ける。それぞれの反射され、着色される画像光ビーム６０８ａ、６０８ｂおよび６０８ｃはＰＢＳ６１０ａ、６１０ｂおよび６１０ｃによって分離され、カラーコンバイナーユニット（color combiner unit）６１４に移動するように、画像形成装置６０４ａ、６０４ｂおよび６０４ｃの偏光は、入射する照明光ビーム６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃを変調する。着色される画像光ビーム６０８ａ、６０８ｂおよび６０８ｃを、投影レンズユニット６１１によってスクリーン６１２に投影される単一のフルカラー画像ビーム６１６に合成してもよい。
【００４７】
例示される代表的な実施形態では、着色される照明光ビーム６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃを、ＰＢＳ６１０ａ、６１０ｂおよび６１０ｃによって画像形成装置６０４ａ、６０４ｂおよび６０４ｃの方に反射し、生じた画像光ビーム６０８ａ、６０８ｂおよび６０８ｃをＰＢＳ６１０ａ、６１０ｂおよび６１０ｃを経て透過する。例示されていない別の進入路では、ＰＢＳを経て照明光を画像形成装置に透過してもよく、一方画像光をＰＢＳによって反射する。
【００４８】
１つ以上の電源６２０を接続して、照明光源６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃに電力を供給してもよい。加えて、コントローラ６２２を、画像投影される画像を制御するために、画像形成装置６０４ａ、６０４ｂ、６０４に結合してもよい。コントローラ６２２は、例えば、独立型のプロジエクタの一部、あるいはテレビジョンまたはコンピュータの一部であってもよい。
【００４９】
一部の実施形態では、例えば、光の発生および収集を効率的で経済的に達成するために、高密度充填アレイのＬＥＤを使用することが望ましい場合もある。そのようなアレイは、照射されている画像装置と類似したアスペクト比を有するように、および照射されている画像装置と少なくとも同じ大きさでエテンデューを有するように配置されてもよい。
【００５０】
アレイにおいて高密度にＬＥＤを充填することに関する主な課題の一つは、熱フラックスの制御である。この熱負荷を制御することを助けるために、ＬＥＤ７０２を、模式的に図７に例示したように液体冷却されたプレート７０４に直接取り付けてもよい。冷却プレート７０４は、例えば液体冷却剤の入口７０６と出口７０８を有する、液体冷却型のマイクロチャネル冷却プレートであってもよい。冷却プレート７０４に搭載されるＬＥＤ７０２の個数は、図に示したものと異なってもよい。冷却プレート７０４の一つの好適なタイプは、ニューハンプシャー州クレアモントのミクロステクノロジー（Mikros Technologies）より入手できる、ノーマルフローマイクロチャネル冷却プレート（Normal flow microchannel Cold Plate）（ＮＣＰ）である。
【００５１】
そのような配置の重要な特徴は、ＬＥＤ７０２を冷却プレート７０４に直接取り付けることによって、ＬＥＤ７０２のｐ−ｎ接合の熱を液体媒体へ移す熱抵抗をできるかぎり低減することである。ＬＥＤ７０２を、例えば、共晶フラックスによるチップ取り付け法（flux eutectic die attach method）または伝導性エポキシ使用などの、任意の好適方法を使用して液体冷却プレート７０４に直接取り付けてもよい。
【００５２】
ＬＥＤチップ７０２を冷却プレート７０４に取り付けるために使用される共晶フラックス法は、低い電気抵抗、低い熱抵抗、並びに良好な機械的および電気的完全性を提供する。それは冷却プレートの上に注意深く調整した量の粘性フラックスを配置することにより達成する。続いて、ＬＥＤチップ７０２を、粘性フラックスを介して冷却プレート上に精密に配置する。ＬＥＤチップを、その下面に金属コーティングして提供する。該金属コーティングは、例えば８０：２０のＡｕ／Ｓｎ混合物であってもよい。金属をリフローし、それによりＬＥＤチップ７０２を冷却プレート７０４に取り付けるように、アセンブリ７００を、金属コーティングの融点を超えて加熱する。一部の実施形態では、例えば５〜８秒で約３０５℃の温度に達する短い期間だけ加熱を行う。
【００５３】
伝統的には、リフロー方法を、取り付け基板を直接加熱する（例えば、ホットプレートを使用して）か、またはチップ上部に当てる高温ガス流を用いて、実施する。しかし、これらの従来の方法は、ＬＥＤ７０２を冷却プレート７０４に取り付けるのに適切ではない。加工温度またはその付近の温度での過剰な滞留時間を回避するのに十分なほど素早く、基板をリフロー温度まで加熱し再度冷却することは困難である。チップをリフロー温度に長く放置すると、Ａｕ／Ｓｎが望まれるよりさらにフローすることを引き起こす可能性があり、金属はＬＥＤチップの側面をウィックアップする場合があり、望ましくない短絡またはショットキー接触（Schottky contact）をもたらす場合がある。さらには、過剰の滞留時間は、チップの基板からの完全または部分的な分離を引き起こす場合があり、結果として電気的および熱的な接触を悪くする。
【００５４】
従来の高温ガス法を、チップおよび近接基板をきめ細かく制御した時間で加熱するために使用し、短絡形成またはチップ分離の可能性を最小化できる。しかし、この方法は１回で１個のチップに使用され、チップごとに５〜８秒の直接加熱を必要とする。この方法は、多くのチップを含むアレイに対しては非常に時間がかかる可能性がある。
【００５５】
リフロー法で熱を供給するための別の手法は、冷却プレートを通過する、高温不活性ガスの流れまたは高温液体の流れを制御することである。この方法はプレート７０４全体を同時に加熱することを可能にし、これにより非常に改善された生産処理能力のためのバッチプロセスを可能にする。また、冷却プレート７０４の全熱質量は外部的に加熱されていないので、リフロー温度における滞留時間の制御がより容易になり、従ってリフロー温度における過剰な時間に伴う品質欠陥を最小化する。
【００５６】
この方法は、ＬＥＤを冷却プレート上に直接配置することを可能にし、これは非常に望ましいことである。従来の手法では、ＬＥＤを中間基板の上に搭載し、次いでそれをヒートシンクに搭載した。これは中間基板の材料の余分な層、および余分な熱界面による追加の熱抵抗をもたらす。高フラックス密度では、この余分な抵抗はアレイ中のＬＥＤ７０２のｐ−ｎ接合温度（Ｔｊ）を実質的に増加することができる。
【００５７】
該中間基板および熱界面を取り除くことにより、ダイオード接合と冷却剤との間の熱抵抗が低減され、その結果接合がより低い温度で稼動する。稼動温度のこの低減は、少なくとも２つの利点を提供する。第１に、寿命はＴｊに関係しているので、ＬＥＤの寿命は高出力で操作している間も増加する。それゆえ、ＬＥＤチップをより冷たく保持することは、信頼性を高める。第２に、Ｔｊのより高い値は、ＬＥＤによる光の出射量に悪影響を与える。Ｔｊをより低く保持することによって、ＬＥＤアレイ由来の輝度は所与の入射電力に対してより高くなる。
【００５８】
冷却プレートに直接取り付けられたＬＥＤアレイの一つの例としては、１２×７アレイの配列される８４個のＬＥＤが挙げられる。各ＬＥＤは、タイプ４６０ＸＴ２９０青色ＬＥＤであり、ノースカロライナ州ダラムのクリー社（Cree Inc.）により供給される。各ＬＥＤは３００平方μｍであり、これらを３２５μｍの中心間の間隔で搭載する。従って、アレイは約３．９ｍｍ×２．２５ｍｍの寸法である。ＬＥＤチップは比較的薄く、約１１０μｍの高さであるが、より高いＬＥＤも使用され得る。例えば、クリー社のタイプＸＢ９００ＬＥＤチップ（９００平方μｍ×高さ２５０μｍ）も使用され得る。直径２５μｍ〜５０μｍのワイヤーボンドワイヤーをＬＥＤの上部に取り付け、電気的接続を与える。ワイヤーは、金などの任意の好適な材料で形成してよい。冷却プレートは、全てのＬＥＤに対して共通グラウンドの役目を果たす。
【００５９】
蛍光体を、ＬＥＤ上で等角的にコーティングしてもよい。蛍光体材料を、任意の好適な方法を用いてコーティングしてもよい。一部の好適な「湿式」方法としては、ＬＥＤ上に蛍光体材料を噴霧することおよびスラリー中に浸漬することなどが挙げられる。蛍光体を塗布するその他の方法、例えば真空コーティング法、電気泳動法、またはカシルセトリング法（KaSil settling）などが使用されてもよい。
【００６０】
蛍光体の波長変換はより高い温度で低い効率であることが多いので、蛍光体の温度をＴｊと同じように低く保持することが重要である。蛍光体がＬＥＤの上に等角的にコーティングされている構成は、蛍光体の冷却を増強し得る：上記で論じる特別なクリーＬＥＤはシリコンカーバイドで作製され、シリコンカーバイドは比較的高い熱伝導性を有し、それにより蛍光体と冷却プレートとの間の熱経路の熱抵抗を低減する。従って、ＬＥＤと液体冷却剤との間の熱抵抗を低減することの別の利点は、蛍光体がＬＥＤを経由して冷却システムと熱的に接続し得ることである。
【００６１】
次いで、このアレイを、テーパー状光パイプにできるだけ接近させて配置する。ワイヤーボンディングが、「ボール」型ではなくて「ウェッジ」型である場合、ワイヤーボンディングの高さは低減され、そこでテーパー状光パイプの入射面をＬＥＤチップのトップ面から約１００μｍと同じくらい近くに配置してもよい。テーパー状光パイプの入射端部は約２．２５ｍｍ×約３．９ｍｍの入射寸法を有してもよい。テーパー状光パイプの長さは、５０ｍｍ〜６０ｍｍ長の範囲であってもよいが、その他の長さを使用してもよい。出射面が入射面よりも１．８倍大きい面を有する場合の例では、出射面は約７．０５ｍｍ×約４．１ｍｍの寸法を有する。
【００６２】
照明光源８００の別の実施形態を模式的に図８に例示する。該照明光源８００は、図５Ｂに例示されたものと幾つかの類似性を有する。しかし、この実施形態では、一部の青色光８５６を緑色光５３４と共に照明光源８００から放射する。従って、反射型フィルタ８５２は任意選択である：該フィルタを全部取り除いてもよいし、または入射青色光１０６の幾つかの分率を通過させるように備えてもよい。さらに、反射偏光子８５４は、緑色と青色両方の光の波長に有効であってもよい。
【００６３】
蛍光体中の活性種の量は、例えば、蛍光体の厚さの調節によっておよび／または蛍光体中の活性種の濃度の調節によって調節してもよい。従って、蛍光体を調節することによって、蛍光体は第２波長において望ましい量の光を生成し、一方依然として第１波長において特定の光の量を透過する構成を有する可能性がある場合がある。この方式で、照明光源８００は、第１および第２波長両方の光を含む出射を生成してもよい。特定の条件下では、第１波長の光の輝度の第２波長の光に対する比率を選択し、特定の色温度を実現してもよい。例えば、国際電気通信連合（the International telecommunications Union）（ＩＴＵ）により刊行されたＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９規格によれば、スクリーンにおける入射する光のルミナンスが、青色光７％、緑色光７０％および赤色光２３％を含む場合に、色の偏りのない、ニュートラルな白色点を達成する。従って、図８に例示した緑色光と青色光を１０：１の比で含む出射光ビームを生成するタイプの照明光源は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９規格に適合するシステムにおける青色／緑色光源として使用できる。より高い色温度を有する一部のその他の色標準によれば、青色光の量は緑色光の量の１２％を構成している。
【００６４】
入射青色光の約１０％〜約１５％を透過するように蛍光体を制御することによって、照明光源からの光の出射は、偏りがなく３色投影システムにおける緑色および青色の画像形成装置を照射するのに好適になる。
【００６５】
図８に例示した実施形態に加えて、上記の照明光源のその他の実施形態は、例えばカラーフィルタを取り除いたり置き換えたりすることによって、第１および第２波長両方の光を含む出射を生成するために適応し得ることは理解されるであろう。
【００６６】
２色の光を生じる照明光源は、多くの異なったタイプの投影システムに使用してもよい。例えば、好適な色分離要素を伴ったデュアルカラー照明光源８００は、投影システム６００における２つの照明光源６２０ａ、６０２ｂ、または６０２ｃを置き換えるために使用できる。ダイクロイックセパレータがデュアルカラーの出射ビームをそれぞれの色の光ビームに分離するために使用されてもよい。
【００６７】
そのような照明光源が使用されてよい、別の代表的投影システム９００を図９に模式的に例示する。青色および緑色の両方の光を包む出射ビームを生成する照明光源９０２からの光９０４は、ダイクロイックビームスプリッタ９０６によってそれぞれの緑色および青色ビーム９０８、９１０に分割される。これらのビームはそれぞれの透過型画像形成装置９１２、９１４、例えば、透過型ＬＣＤユニットに向けられる。透過型画像形成装置９１２，９１４には非画像光を除くために偏光子を含んでもよい。
【００６８】
別の照明光源９１６は、透過型画像形成装置９２０に向けられる赤色光９１８を生成する。３個の画像形成装置からの画像光は、カラーコンバイナーユニット９２２、例えば、Ｘ−キューブコンバイナー、またはその他の好適なコンバイナー、の中で共に合成され、投影レンズシステム９２６によりスクリーンに投影されるフルカラー画像ビーム９２４を生成する。
【００６９】
これらの異なったカラーを発生させる照明光源１０００を模式的に図１０に例示する。この照明光源１０００は、図８に例示されたものと類似しているが、例外はＬＥＤアレイが２種のＬＥＤ１０２ａ、１０２ｂを備え、各々はそれぞれの着色光を生成することである。例えば、ＬＥＤ１０２ａは青色光を生成し、一方１０２ｂは赤色光を生成してもよい。従って、ＬＥＤ１０２ａ、１０２ｂはそれぞれ実線および点線で示した第１波長の光１０６と第３波長の光１００２を生じ、さらに破線で示したように蛍光体４２８によって、第１波長の光の少なくとも一部は第２波長の光４３２に変換される。この場合、反射偏光子１０５４は全ての３つの波長に渡って有効であり、１つの偏光状態にある３つの異なった波長の光を実質的に透過し、直交する偏光状態にある３つの異なった波長にある光を反射する。従って、反射偏光子１０５４は第２波長の光の一部１００４を反射し、第２波長の光の別の部分１００６を透過する。
【００７０】
典型的には、蛍光体４２８を通過するときの第２波長の光１００２の損失が例えば、低いまたは無視できる吸収係数が原因で低い場合には、第３の波長の光１００２の高い分率が蛍光体４２８を通過する。従って、蛍光体が第１のＬＥＤ１０２ａによって生成された光１０６だけを波長変換するのに有効である場合であっても、蛍光体４２８はＬＥＤ１０２、１０２ｂのアレイ全体を覆って形成してもよい。その他の実施形態では、蛍光体４２８は、その光が変換された波長となるＬＥＤ１０２ａのものだけを覆い、例えば、その光が変換されないＬＥＤ１０２ｂを覆わないで、形成してもよい。
【００７１】
一部の実施形態では、第１のＬＥＤ１０２ａは青色光を発生し、その一部は蛍光体によって緑色光に変換され、第２ＬＥＤ１０２ｂは赤色光を生成する。従って、照明光源１０００は、３つの異なった波長の光を発生できる。３色照明光源１０００によって生成された光の色バランスは、例えば、青色ＬＥＤ１０２ｂの数に対する赤色ＬＥＤ１０２ｂの数を調節すること、および／または２セットのＬＥＤ１０２ａと１０２ｂに印加される電力を調節することによって選択し得る。照明光源１０００によって出射される３色光の白色点を、望ましい白色点に、例えば職業的基準（professional standard）によって設定されるもののように設定することが望ましい場合がある。例えば、映画テレビ技術協会（the Society of Movie Picture and Television Engineers）（ＳＭＰＴＥ）は、テレビジョンおよび映画画像に対する推奨色域を説明する推奨基準１４５−１９９９、「Ｃ−カラーモニタの色彩測定（C-Color Monitor Colorimetry）」を刊行している。この基準によると、ニュートラル白色は、ＣＩＥ１９３１の色座標系（color coordinate system）を用いて（３００、３１０）付近の色座標を有する。
【００７２】
３色照明光源は、単板式投影システムを照射することを含む多くの用途に使用してもよい。そのようなシステムには、赤色、緑色および青色画像を連続的に生成するために使用される一つの画像形成装置がある。これらの画像を統合し観察者の眼にフルカラーの画像を形成する。単板式投影システムは、液晶画像形成装置、またはその他のタイプの画像形成装置に基づいてもよい。例えば、３色照明光源を単板式投影システムに使用してもよい。
【００７３】
従って、本発明は上記に示した特別の例に限定されると考えるべきではなく、むしろ付属する特許請求の範囲に適正に明記されるような発明の全態様を網羅するものと理解されるべきである。本明細書を検討すれば、さまざまな修正形態、等価の方法、並びに本発明を適用し得る多数の構造が、本発明が対象とする当業者には容易に明らかであろう。特許請求の範囲は、そのような修正および装置を網羅しようとするものである。
【００７４】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討すること考慮して本発明はより完全に理解され得る。
【００７５】
本発明は様々な修正および代替形態を受け入れるが、それらの指定事項は図の中の実施例によって示され、また詳細に説明される。しかしながら、本発明の意図は、説明する特定の実施形態に本発明を限定しようとするものではないことは理解されよう。反対に添付の特許請求の範囲により規定されるように、本発明の精神および範囲内にあるすべての修正形態、等価形態および代替形態を網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の原理による照明光源の代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図２】照明光源の一部としての発光ダイオードのアレイの実施形態を模式的に例示する。
【図３】本発明の原理による照明光源の別の代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図４】本発明の原理による照明光源の別の代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図５Ａ】本発明の原理による照明光源の追加的代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図５Ｂ】本発明の原理による照明光源の追加的代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図５Ｃ】光が発散する別のタイプの反射体による光の反射を例示する。
【図５Ｄ】光が発散する別のタイプの反射体による光の反射を例示する。
【図６】本発明の原理による照明光源を使用する画像投影システムの実施形態を模式的に例示する。
【図７】本発明の原理による冷却プレート上のＬＥＤのアレイの実施形態を模式的に例示する。
【図８】本発明の原理による２つの波長の光を含む出射を生成する別の照明光源を模式的に例示する。
【図９】図８に例示されたタイプの照明光源を使用する投影システムの代表的な実施形態を模式的に例示する。
【図１０】本発明の原理による３つの波長の光を含む出射を生成する別の照明光源の実施形態を模式的に例示する。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2009521786.tif 000017