(57)【要約】【課題】本発明は、複数光源の色を正確で効率的に混合して可視光を生成する装置を提供しようとするものである。【解決手段】本発明の１実施形態による可視光生成デバイスは、リフレクタカップ（１０４）と、リフレクタカップに取付けられて、第一の色の光を放射するように作動可能な第一の光生成素子（１０６）と、リフレクタカップの第一の光生成素子の上に取付けられて、第一の色の光と混合して可視光を生じる第二の色の光を放射するように作動可能な第二の光生成素子（１０８）とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）リフレクタカップと、
ｂ）前記リフレクタカップに取付けられて、第一の色の光を放射するように作動可能な第一の光生成素子と、
ｃ）前記リフレクタカップの前記第一の光生成素子の上に取付けられて、第二の色の光を放射するように作動可能な第二の光生成素子とを有し、前記第一の色の光と前記第二の色の光が混合して可視光を生じる可視光生成デバイス。
【請求項２】
前記第一の色及び第二の色が、バイナリ補色であり、前記第一の色の光と前記第二の色の光とが混合することにより白色光が作られることを特徴とする請求項１に記載の可視光生成デバイス。
【請求項３】
前記第一の光生成素子と前記第二の光生成素子とが、前記リフレクタカップと同軸上になるように位置合わせされている請求項１に記載の可視光生成デバイス。
【請求項４】
前記第一の光生成素子と前記第二の光生成素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の可視光生成デバイス。
【請求項５】
前記リフレクタカップが、前記第一の光生成素子に電気的に接続されている第一のリードフレームに形成されており、前記第二の光生成素子と電気的に接続されている第二のリードフレームを更に有する請求項４に記載の可視光生成デバイス。
【請求項６】
前記リフレクタカップが、前記第一の色の光と前記第二の色の光との混合を最大化する形状であることを特徴とする請求項１に記載の可視光生成デバイス。
【請求項７】
ａ）第一の色の光を放射するように作動可能な第一の光生成素子をリフレクタカップに電気的に接続させるために、前記第一の光生成素子を前記リフレクタカップに取付けるステップと、
ｂ）第二の色の光を放射するように作動可能な第二の光生成素子を前記第一の光生成素子に電気的に接続させるために、前記第二の光生成素子を前記第一の光生成素子の上に取付けるステップとを有する光源の取付方法。
【請求項８】
前記第二の光生成素子と電気コネクタとを接続するステップを更に有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第二の光生成素子と第三の色の光を放射するように作動可能な第三の光生成素子とを電気的に接続するように、前記第三の光生成素子を前記第二の光生成素子の上に取付けるステップを更に有する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一の色の光と前記第二の色の光とが混合することにより白色光が生成される請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に光源の技術に関するものであり、より具体的には、本発明は複数光源からの光を混合する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）で白色光の生成を実現する為に、これまでに幾つかの手法が採用されている。第一の手法は、青色ＬＥＤを黄色燐光体と共に用いるものである。ＬＥＤからの青色光の一部がこの燐光体によって黄色光へと変換される。黄色光は残りの青色光と混合して白色光が作られる。この手法の欠点は、燐光体の変換効率が約６０％である為に光源が効率的には使われないという点である。
【０００３】
第二の手法は、異なる色のＬＥＤを組み合わせることにより白色光を生成するというものである。この手法においては、２つ又は３つのＬＥＤダイが並べて配置される。例えば、青色ＬＥＤとアンバー色ＬＥＤとを一緒に利用することが出来る。しかしながら、この手法では白色光の生成に必要とされる正確な色の混合を得ることが難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数光源の色を正確で効率的に混合して可視光を生成する装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１実施形態による可視光生成デバイスは、リフレクタカップ（１０４）と、リフレクタカップに取付けられて、第一の色の光を放射するように作動可能な第一の光生成素子（１０６）と、リフレクタカップの第一の光生成素子の上に取付けられて、第一の色の光と混合して可視光を生じる第二の色の光を放射するように作動可能な第二の光生成素子（１０８）とを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の特性と考える新規な特徴は、本願請求項に記載している。しかしながら本発明自体は、その好ましい実施形態及びその目的及び利点と共に、添付図を参照しつつ以下の実施形態についての詳細な説明を読むことで明らかとなるであろう。
【０００７】
本発明は多くの異なる形式の実施形態にすることが可能であるが、以下に本発明の特定の実施形態を図示し詳細に説明することとする。本開示は本発明の原理を説明する為の例として挙げたものであり、本発明を図示及び説明する実施形態に限定する意図は無い。以下の説明においては、複数の図を通じて同様の符号が同一、同様又は対応する部品に付されている。
【０００８】
本発明は、リフレクタカップに取付けられている発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード等の光生成素子を２個スタックしたタイプの発光デバイスに関するものである。一実施例におけるこれらの光生成素子は、混合すると白色光を生成する補色を発するものである。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態の平面図である。図１を見ると、リフレクタカップ１０４が第一のリードフレーム、即ち基板１０２に形成されている。第二の光生成素子１０８はこのリフレクタカップ内で同軸上になるように取付けられている。第二の光生成素子１０８は、第一の光生成素子（この図には図示せず）の上に設けられている。電気コネクタ１１０は、第二の光生成素子１０８と第二のリードフレーム１１６とを接続している。この実施形態においては、電気コネクタ１１０ははんだボール１２０及び１２２によりそれぞれ第二の光生成素子及び第二のリードフレームに取付けられている。線２−２での断面を図２に示しており、以下図２について説明する。
【００１０】
複数の光生成素子をリフレクタカップ内で重ねると、これら光生成素子からの光が良く混合される。
【００１１】
図２は、リードフレーム、即ち基板１０２を切断した断面図である。第一のリードフレーム、即ち基板１０２は、リフレクタカップ、即ち窪み１０４を備えている。リフレクタカップ１０４の基部に取付けられているのは、第一の光生成素子１０６である。第一の光生成素子１０６の上に取付けられているのは、第二の光派生素子１０８である。第一及び第二の光生成素子には、第一のリードフレーム即ち基板１０２と電気コネクタ１１０を通じて電力が供給されている。電気コネクタ１１０は、例えば第二のリードフレーム１１６に結合されているワイヤボンディングとすることが出来る。第一及び第二の光生成素子は電気的に接続されていることから、第二の光生成素子１０８は第一の光生成素子１０６を介して第一のリードフレーム、即ち基板１０２に電気的に接続され、第一の光生成素子１０６は第二の光生成素子１０８とワイヤボンディング１１０を介して第二のリードフレーム１１６に電気的に接続されている。
【００１２】
第一の光生成素子１０６は第一の波長、即ち第一の色の光１１２を放射する。この光の第一の部分１１２−１は直接的に放射されるが、光の第二の部分１１２−２は放射される前にリフレクタカップ１０４の表面で反射している。第二の光生成素子１０８は第二の波長、即ち第二の色の光１１４を放射する。この光の第一の部分１１４−１は直接的に放射されるが、光の第二の部分１１４−２は放射される前にリフレクタカップ１０４の表面で反射している。
【００１３】
リフレクタカップ１０４の形状は、反射した光（１１２−２及び１１４−２）が空間へ分布するのを制御するように選択されている。更に、リフレクタカップ１０４の形状は、第一の光１１２及び第二の光１１４の混合状態を制御するように選択されている。リフレクタカップの形状は、例えば錐体又は方物面とすることが出来る。方物面とした場合、第一及び第二の光生成素子はその方物面の焦点のいずれの側に配置しても良い。
【００１４】
本発明の一実施例においては、第一及び第二の光生成素子は、第一の光１１２と第二の光１１４が混合して白色光を生じるように選択されている。第一及び第二の光生成素子の色は、ＣＩＥ（国際照明委員会）カラーチャートに基づくバイナリ補色(binary complements)であるように選択することが出来る。例えば、青色光生成素子はアンバー色光生成素子と共に、シアン色光発生素子は赤橙光生成素子と共に、或いは緑色光生成素子は赤色光生成素子と共に使用することが出来る。
【００１５】
光生成素子１０６及び１０８は、第一及び第二の光の混合を最大化させる為に相互に近接して配置されている。これは光生成素子の厚さを薄くすることで促進させることが出来る。更に混合を高めるために、一実施例においては、第一及び第二の光生成素子はリフレクタカップ１０４と同軸上になるように位置合わせされている。
【００１６】
当業者には明らかなように、更に１つ以上の光生成素子を重ねることも可能である。例えば、赤色、緑色及び青色光生成素子をリフレクタカップに重ねることが出来る。
【００１７】
重ねた光生成素子を燐光体材料と共に利用することも可能であることは、言うまでもない。
【００１８】
本発明について好ましい実施形態を参照しつつ図示及び説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神及び範囲から離れることなくその形状などには様々な変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例の平面図である。
【図２】本発明の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０２：第一のリードフレーム
１０４：リフレクタカップ
１０６：第一の光生成素子
１０８：第二の光生成素子
１１０：電気コネクタ
１１６：第二のリードフレーム
【図１】
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【図２】
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