(57)【要約】  光源は、白色光出力を提供するように、異なるＬＥＤ源からの着色光を結合させる。異なるピーク波長で発光する複数のＬＥＤは、フレキシブル基板上に配置されてもよく、ＬＥＤは、フレキシブル基板に形成される開口に近接する。少なくとも１つの二色性ミラーを含む複数のミラーは、複数のＬＥＤからの光を開口内へ反射するように配向される。フレキシブル基板は、空洞領域と、その空洞領域よりも厚い隣接した周辺領域とを有する誘電体層を含む。開口及び複数のＬＥＤは全て、誘電体層の空洞領域に配置される。統合ロッドは、複数のＬＥＤからの反射された光を受容するように、開口に連結されてもよい。【選択図】図４
2014506386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に配置された第１及び第２のＬＥＤであって、それぞれが異なる第１及び第２のピーク波長で発光するように構成された、第１及び第２のＬＥＤと、
前記第１及び第２のＬＥＤからの光を前記開口内へ反射するように配向された複数のミラーであって、少なくとも１つの二色性ミラーを含む、複数のミラーと、を備え、
前記フレキシブル基板が、空洞領域と、該空洞領域よりも厚い隣接した周辺領域とを有する誘電体層を含み、
前記開口、前記第１のＬＥＤ、及び前記第２のＬＥＤが全て、前記空洞領域に配置される、光源。
【請求項２】
前記フレキシブル基板上に配置された第３のＬＥＤであって、前記第１及び第２のピーク波長とは異なる第３のピーク波長で発光するように構成された、第３のＬＥＤを更に備え、
前記複数のミラーが同様に、前記第３のＬＥＤからの光を前記開口内へ反射するように配向される、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記開口内へ反射される前記第１、第２、及び第３のＬＥＤからの前記光が結合して、前記光源の白色光出力を形成する、請求項２に記載の光源。
【請求項４】
前記第１、第２、及び第３のＬＥＤからの光を平行にするように構成されたコリメーション光学系を更に備え、
前記複数のミラーが、前記第１、第２、及び第３のＬＥＤからの平行にされた前記光を反射して、前記コリメーション光学系に戻すように配向され、
前記複数のミラーが、前記コリメーション光学系と共同して、前記第１、第２、及び第３のＬＥＤからの光を前記開口を通過するように方向付ける、請求項１に記載の光源。
【請求項５】
前記第１、第２、及び第３のＬＥＤがそれぞれ、赤色、緑色、及び青色の光を放射する、請求項２に記載の光源。
【請求項６】
前記複数のミラーが、前記第１のピーク波長で光を反射し、前記第２のピーク波長で光を透過するように構成された第１の二色性ミラーを含む、請求項１に記載の光源。
【請求項７】
前記複数のミラーが、前記第１のピーク波長で光を反射し、前記第２及び第３のピーク波長で光を透過するように構成された第１の二色性ミラーを含み、前記複数のミラーが、前記第２のピーク波長で光を反射し、前記第３のピーク波長で光を透過するように構成された第２の二色性ミラーを含む、請求項２に記載の光源。
【請求項８】
前記誘電体層が、前記空洞領域から前記周辺領域に延在する、請求項１に記載の光源。
【請求項９】
前記誘電体層が、前記空洞領域で１０マイクロメートル以下の厚さ、及び前記周辺領域で少なくとも２０マイクロメートルの厚さを有する、請求項８に記載の光源。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板が、前記誘電体層上に配置された導電性材料を更に備える、請求項８に記載の光源。
【請求項１１】
前記導電性材料が、前記誘電体層の第１の側面上に配置され、前記フレキシブル基板が、前記誘電体層の前記第１の側面の反対側の第２の側面上に配置された熱伝導層を更に備える、請求項１０に記載の光源。
【請求項１２】
前記第１及び第２のＬＥＤからの反射された前記光を受容するように、前記開口に連結された統合ロッドを更に備える、請求項１に記載の光源。
【請求項１３】
前記統合ロッドが、正方形又は矩形の断面形状を有する、請求項１２に記載の光源。
【請求項１４】
前記第１及び第２のＬＥＤがそれぞれ、第１及び第２のＬＥＤ幅を有し、前記開口と前記第１のＬＥＤの中心間距離が、前記第１のＬＥＤ幅の３倍以下であり、前記開口と前記第２のＬＥＤの中心間距離が、前記第２のＬＥＤ幅の３倍以下である、請求項１に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、光源に関し、より具体的には、白色光等の広帯域出力光を生成するために、二色性反射器等を利用して、異なる着色ＬＥＤ又は他の発光デバイスからの光を結合させるような光源の適用に関する。本発明はまた、関連物品、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実質的に白色の出力光を生成するために、複数の着色ＬＥＤ又は他の源からの光が、好適に設計された二色性ミラーのセットを使用して結合される色結合器が既知である。例えば、米国特許第７，３３０，３１４号を参照する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
発明者らは、薄い空洞領域と、より厚い周辺領域とを提供するように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定されるフレキシブル回路基板を利用する、ＬＥＤ色結合器又は広帯域光源の新しい群を開発した。開口が空洞領域に提供され、異なる色又は波長範囲で発光するＬＥＤは、開口付近の空洞領域のフレキシブル回路基板上に実装される。個々のＬＥＤからの光を開口内へ効率的に反射するために、少なくとも１つの二色性ミラーを含む、複数のミラーが提供される。開口に入る光は、光源の広帯域出力光を提供する。フレキシブル回路基板設計は、電力をＬＥＤに送達するための電気回路トレースを有利に含むことができる。フレキシブル回路基板設計はまた、その薄型の空洞領域を有し、ＬＥＤによって生成される熱のより効果的な除去を提供することができ、加えて、例えば、ＬＥＤに対するフレキシブル回路基板の寸法、形状、及び配置が最大のデバイス効率性のために最適化され得る開口の便利な作成を可能にすることができる。
【０００４】
したがって、開示される光源の少なくともいくつかは、白色光出力を提供するように、異なるＬＥＤ源からの着色光を結合する。複数のＬＥＤは、異なるピーク波長で発光し、フレキシブル基板に形成される開口に近接して、フレキシブル基板上に配置される。１つ以上の二色性ミラーを含む複数のミラーは、複数のＬＥＤからの光を開口内へ反射するように配向される。フレキシブル基板は、空洞領域と、空洞領域よりも厚い隣接した周辺領域とを有する誘電体層を含む。開口及び複数のＬＥＤは全て、誘電体層の空洞領域に配置される。統合ロッドは、複数のＬＥＤからの反射された光を受容するように、開口に連結されてもよい。
【０００５】
本願は更に、とりわけ、フレキシブル基板と、フレキシブル基板上に配置された少なくとも第１及び第２のＬＥＤと、少なくとも１つの二色性ミラーを含む、１セット又は複数のミラーとを備える光源を開示する。第１及び第２のＬＥＤは、異なる第１及び第２のピーク波長のそれぞれにおいて、発光するように適合される。ミラーは、第１及び第２のＬＥＤからの光をフレキシブル基板の開口内へ反射するように配向される。フレキシブル基板は、空洞領域と、空洞領域よりも厚い隣接した周辺領域とを有する誘電体層を含み、開口、第１のＬＥＤ、及び第２のＬＥＤは全て、空洞領域に配置される。
【０００６】
場合によっては、光源はまた、フレキシブル基板上に配置された第３のＬＥＤを含み、第３のＬＥＤは、第１及び第２のピーク波長とは異なる第３のピーク波長で発光するように構成され、複数のミラーはまた、第３のＬＥＤからの光を開口内へ反射するように配向される。場合によっては、開口内へ反射される第１、第２、及び第３のＬＥＤからの光は結合して、光源の白色光出力を形成する。場合によっては、光源はまた、第１、第２、及び第３のＬＥＤからの光を平行にするように構成されたコリメーション光学系を含み、次いで、複数のミラーは、第１、第２、及び第３のＬＥＤからの平行にされた光を反射して、コリメーション光学系に戻すように配向され、複数のミラーは、コリメーション光学系と共同して、第１、第２、及び第３のＬＥＤからの光を、開口を通過するように方向付けるように動作可能である。
【０００７】
場合によっては、ミラーは平坦であり、一方で、他の場合においては、ミラーは湾曲している。場合によっては、第１、第２、及び第３のＬＥＤはそれぞれ、赤色、緑色、及び青色の光を放射する。場合によっては、複数のミラーは、第１のピーク波長で光を反射し、第２のピーク波長で光を透過するように構成された第１の二色性ミラーを含む。場合によっては、複数のミラーは、第１のピーク波長で光を反射し、第２及び第３のピーク波長で光を透過するように構成された第１の二色性ミラーを含む。場合によっては、複数のミラーは、第２のピーク波長で光を反射し、第３のピーク波長で光を透過するように構成された第２の二色性ミラーを含む。場合によっては、複数のミラーは、３つの異なる二色性ミラーを含む。
【０００８】
場合によっては、開口は、正方形又は矩形の平面図形状を有する。場合によっては、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ、及び開口は、実質的に同一である平面図形状を有する。場合によっては、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ、第３のＬＥＤ、及び開口はそれぞれ、正方形又は矩形の平面図形状を有する。
【０００９】
場合によっては、誘電体層は、空洞領域から周辺領域に延在する。場合によっては、誘電体層は、空洞領域で１０マイクロメートル以下の厚さ、及び周辺領域で少なくとも２０マイクロメートルの厚さを有する。場合によっては、フレキシブル基板は、誘電体層上に配置された導電性材料を備える。場合によっては、導電性材料は、誘電体層の第１の側面上に配置され、フレキシブル基板はまた、誘電体層の第１の側面の反対側の第２の側面上に配置された熱伝導層を備える。
【００１０】
場合によっては、光源はまた、第１及び第２のＬＥＤからの反射された光を受容するように、開口に連結された統合ロッドを備える。場合によっては、統合ロッドは、正方形又は矩形の断面形状を有する。場合によっては、統合ロッドは、開口の平面図形状と一致する断面形状を有する。場合によっては、開口の平面図形状は、正方形又は矩形である。場合によっては、統合ロッドは、光源の光軸に対して傾斜しているか、又はフレキシブル基板に対して垂直である軸に対して傾斜している光軸を有する。
【００１１】
場合によっては、第１及び第２のＬＥＤはそれぞれ、第１及び第２のＬＥＤ幅を有し、開口と第１のＬＥＤの中心間距離は、第１のＬＥＤ幅の３倍以下であり、開口と第２のＬＥＤの中心間距離は、第２のＬＥＤ幅の３倍以下である。場合によっては、開口と第１のＬＥＤの中心間距離は、第１のＬＥＤ幅の２倍以下であり、開口と第２のＬＥＤの中心間距離は、第２のＬＥＤ幅の２倍以下である。
【００１２】
関連する方法、システム、及び物品も述べられる。
【００１３】
本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかし、決して、上記概要は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間に補正することができる添付の「特許請求の範囲」によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】広帯域光源の一部分の概略平面図。
【図２】広帯域光源の概略斜視図。
【図２ａ】理想的な赤色、緑色、及び青色のＬＥＤの発光スペクトルが重ね合わせられている、二色性ミラー分光反射率の理想的なグラフ。
【図３】別の広帯域光源の一部分の概略平面図。
【図４】広帯域光源の概略側面又は断面図。
【図５】別の広帯域光源の概略側面又は断面図。
【図６】広帯域光源の一部分の概略側面又は断面図。
【図７】偏光出力を提供することが可能な広帯域光源の概略側面又は断面図。
【図８】別の広帯域光源の一部分の概略平面図。
【図９ａ】偏光出力を提供することが可能な広帯域光源の一部分の概略側面又は断面図。
【図９ｂ】偏光出力を提供することが可能な別の広帯域光源の一部分の概略側面又は断面図。
【図１０】広帯域光源の概略側面又は断面図。
【図１０ａ】ＬＥＤ及び開口付近の図１０の光源の一部分の概略側面又は断面図であり、統合ロッドが、光源の光軸と一直線になっている。
【図１０ｂ】図１０ａの代替実施形態の概略側面又は断面図であり、インテグレーティングは、光源の光軸に対して傾斜している。
【図１０ｃ】図１０ｂ中の線１０ｃ−１０ｃに沿った図。
【図１０ｄ】図１０ｂ中の線１０ｄ−１０ｄに沿った図。  図中、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記のように、本願は、内部に形成された開口も含む、特殊フレキシブル基板上に実装された異なる着色ＬＥＤを利用する、ある特定の広帯域光源について記載する。少なくとも１つの二色性ミラーを含むミラーのセットは、種々のＬＥＤからの光をフレキシブル基板に形成された開口内へ反射するように配設又は構成される。異なる着色ＬＥＤからの光をフレキシブル基板の同一の開口に方向付けることによって、それらのＬＥＤからの光は、白色光又は他の所望の広帯域出力光を提供するように一緒に混合される。
【００１６】
これに関して、「発光ダイオード」又は「ＬＥＤ」とは、可視であるか、紫外線であるか、又は赤外線であるかに関わらず、光を放射するダイオードを指す。これには、従来のものであるか又は超高輝度のものであるかに関わらず、「ＬＥＤ」として市販されている非コヒーレントな封入又はカプセル化された半導体デバイスが含まれる。ＬＥＤが紫外線光等の非可視光線を放射する場合、及びＬＥＤが可視光線を放射する場合には、短波長の光をより長い波長の可視光線に変換するために、リン光体を含むようにパッケージ化することができ、場合によっては、白色光を放射するデバイスを生産する。「ＬＥＤダイ」は、最も基本的な形態、すなわち半導体加工手順によって作製される個々の構成要素又はチップの形態のＬＥＤである。例えば、ＬＥＤダイは、１つ以上のＩＩＩ族元素の組み合わせ及び１つ以上のＶ族元素の組み合わせから形成されてもよい（ＩＩＩ〜Ｖ族半導体）。好適なＩＩＩ〜Ｖ族半導体材料の例には、窒化ガリウムなどの窒化物、及びリン化インジウムガリウムなどのリン化物が挙げられる。他のタイプのＩＩＩ〜Ｖ族材料も使用可能であり、加えて、周期表の他の族の無機物質も使用可能である。構成要素又はチップは、デバイスに電圧を加えるための電力の適用に好適な電気接点を含むことができる。例としては、ワイヤボンディング、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）、又はフリップチップボンディングが挙げられる。構成要素又はチップの個々の層及びその他の機能的要素は、通常、ウェハスケールで形成された後、仕上がったウェハは個々の小片部に切られて、多数のＬＥＤダイとなることができる。ＬＥＤダイは、表面実装、チップオンボード、又は他の既知の実装形態用に構成されてもよい。パッケージ化されたＬＥＤの中には、ポリマー封入材を、ＬＥＤダイ及び付随する反射体カップ上に形成することによって作製されるものがある。本願の目的上、「ＬＥＤ」はまた、一般的にＯＬＥＤと称される有機発光ダイオードを含むと考えられるべきである。
【００１７】
開示される広帯域光源の一部を成すフレキシブル基板は、望ましくは、薄い空洞領域と、より厚い周辺領域とを有する誘電体層を含む。場合によっては、誘電体層が空洞領域に存在しないように、その領域の誘電体層にわたって完全に穴が延在してもよい。かかる例示的なフレキシブル基板を詳細に説明する前に、発明者らは最初に、広帯域光源の他の態様を説明する。
【００１８】
図１において、広帯域光源の主要部分を形成し得る構成要素１１０の概略平面図が見られる。構成要素は、説明を簡単にするために、デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系上で示される。構成要素１１０は、３つの異なるＬＥＤ  １１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが上部に実装されるフレキシブル基板１１２を含む。フレキシブル基板１１２は、望ましくは、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延在し、好ましくは、可撓性、下層の放熱板（図示せず）に対するより大きい熱伝導（及びより低い熱抵抗）、並びに空間の節約のために直交方向（ｚ軸）に沿って比較的薄い。概して薄いが、フレキシブル基板１１２は、隣接又は周辺領域１１２ｂと比較して空洞領域１１２ａでより薄くなるように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定され、これらの領域は、任意により、遷移領域１１２ｃによって分離される。空洞領域１１２ａと関連する厚さの減少は、望ましくは、フレキシブル基板の一部を形成する誘電体層の厚さの減少と関連付けられる。例示的な基板の誘電体層及び他の設計詳細は、本明細書の別の部分でより詳細に説明される。
【００１９】
開口１１４もまた、フレキシブル基板１１２に形成される。開口は、例えば、フレキシブル基板若しくはその構成要素が成型されている時等、フレキシブル基板の形成プロセス中に作成されてもよく、又は最初に完全若しくは連続的な基板若しくはその構成要素をエッチング、ないしは別の方法で穿孔することによって作製されてもよい。十分に薄くかつ可撓性の基板に対して、任意形状の正確な開口（例えば、図１に示すような正方形又は矩形）は、パンチング又はスタンピングプロセスによって迅速かつ容易に形成されてもよく、例えば、所望の外形又は周辺の好適な鋭角を有するツールは、完全な前駆体基板に開口を生成するために、その基板に対して強制的に打たれる。かかるプロセスは、完全な前駆体基板に非円形開口、並びに所望に応じて円形開口を迅速、正確、かつ経済的に生成するために使用され得る。任意形状の正確な開口を形成するための代替プロセスとしては、ミリング、エッチング、及びアブレーションプロセスが挙げられる。
【００２０】
ＬＥＤ  １１６ａ〜ｃは、望ましくは、開口に可能な限り近接するように、したがって、同様に相互に近接するように配設される。例えば、開口と任意の所与のＬＥＤの中心間距離を考慮し得る。中心間距離は、ＬＥＤの幅の３倍以下、又はＬＥＤの幅の２倍以下になるように調整されてもよく、ＬＥＤ幅は、開口の中心をＬＥＤの中心と接続する軸に沿って測定されてもよい。図１において、かかる軸は、ＬＥＤ  １１６ａ及び１１６ｃに対するｘ軸、並びにＬＥＤ  １１６ｂに対するｙ軸に対応する。開口とＬＥＤの距離を小さく保つことは、レンズ、ミラー、及び／若しくは広帯域光源の一部として同様に含まれる他の光学素子の必要とされる寸法の減少；エタンデュの減少、若しくは光源の白色度の増加；又はそれらの組み合わせに役立つ。
【００２１】
例示的な実施形態において、３−ＬＥＤ「ＲＧＢ」結合に対して、ＬＥＤのうちの１つは、赤色の光を放射してもよく、別のＬＥＤは、緑色の光を放射してもよく、別のＬＥＤは、青色の光を放射してもよいが、他の結合も考慮される。かかる他の結合としては、ＲＧＢ以外の色結合との結合、２つのＬＥＤのみを伴う結合、３つを超えるＬＥＤを伴う結合、及びＲＧＧＢの４−ＬＥＤ結合等の、２つ以上のＬＥＤが公称的に同色の光を放射する結合が挙げられる。赤色発光ＬＥＤは、概して、青色又は緑色ＬＥＤよりも上昇した動作温度に伴い、出力がより大きく低下し、赤色ＬＥＤは、有意な熱量を生成する傾向がある。このため、赤色ＬＥＤからの熱を消散するために、フレキシブル基板の有意な部分を割り当てるように、フレキシブル基板上に赤色ＬＥＤを配置することが望ましくあり得る。更に、緑色ＬＥＤもまた、有意な熱量を生成する傾向があるため、赤色及び緑色ＬＥＤの両方がＬＥＤセットに含まれる場合、可能な限り緑色ＬＥＤから赤色ＬＥＤを分離することが望ましくあり得る。例えば、図１の要素１１６ａは、赤色ＬＥＤであってもよく、要素１１６ｂは、青色ＬＥＤであってもよく、要素１１６ｃは、緑色ＬＥＤであってもよい。
【００２２】
開口の平面図形状はまた、広帯域光源の重要な設計検討事項である。例示的な実施形態において、開口形状は、ＬＥＤのそれぞれに対して同一（すなわち、例えば、標準製造公差内で実質的に同一）であるか、又は少なくとも同様になるように作製され、ＬＥＤは、望ましくは全て、相互に対しても同一（すなわち、例えば、標準製造公差内で実質的に同一）であるか、又は少なくとも同様の平面図形状を有する。これは、多くの実施形態において、光源のレンズ、ミラー、及び／他の光学素子が協働して、各ＬＥＤの実質的な画像を開口に形成するためである。ほとんどの市販されているＬＥＤダイは、現在のところ、正方形又は矩形である。結果として、フレキシブル基板の開口もまた、正方形又は矩形の形状を有することが望ましい。かかる形状は、従来のメタルコア回路基板（ＭＣＢ）又は従来のセラミック回路基板等、ほとんどの従来型の電気基板において、迅速かつ経済的な方法で機械加工することは困難である。多くの場合、異なるＬＥＤからの光を収集及び混合するために、開口において以下に更に考察する統合ロッドを実装することが望ましく、そのような場合はまた、統合ロッドが開口を実質的に埋め、したがって、開口と実質的に同一の平面図形状を有することが望ましい。
【００２３】
フレキシブル基板は、ＬＥＤのうちの１つ以上に電力を供給するために使用され得る、１つ以上のパターン化又は非パターン化導電層を有して構成されてもよい。図１において、フレキシブル基板１１２には、導電性パターン化トレース１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃが提供され、それらは、銅等の金属又は他の好適な材料を含んでもよい。トレース１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃは、ワイヤボンド又は他の好適な構造で、それぞれのＬＥＤ  １１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃに電気的に接続されてもよい。トレースの他の端部は、広帯域光源の所望の全出力及び色バランスを提供するために、適量でＬＥＤを励起するように、好適な電力供給装置に接続されてもよい。
【００２４】
図２は、図１の構成要素又は本明細書に記載される他のそのような構成要素等の構成要素を利用してもよい、広帯域光源２１０の概略斜視図である。光源２１０において、フレキシブル基板２１２は、すでに記載されるような異なる色で発光するように構成された複数のＬＥＤ  ２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃを携持し、例えば、配光はそれぞれ、異なるピーク波長λ１、λ２、λ３を有する。図面は、ＬＥＤ  ２１６ａがピーク波長λ１を有する光２１７ａを放射し、ＬＥＤ  ２１６ｂがピーク波長λ２を有する光２１７ｂを放射し、２１６ｃがピーク波長λ３を有する光２１７ｃを放射することを概略的な方法で示す。ＬＥＤは、フレキシブル基板に形成される開口２１４付近で、フレキシブル基板上に実装されてもよい。例示的な実施形態において、ＬＥＤ及び開口は、同一又は同様の平面図形状を有する。
【００２５】
光源２１０は、ＬＥＤのそれぞれからの光を効率的に開口内へ反射するように構成された複数のミラー２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを備える。ミラー２２０ａは、波長λ１の光を実質的に反射するが、波長λ２及びλ３の光を実質的に透過し、このミラーは、ＬＥＤ  ２１６ａからの光２１７ａを開口２１４内へ反射するように配向される。ミラー２２０ｂは、波長λ２の光を実質的に反射するが、波長λ３の光を実質的に透過し、このミラーは、ＬＥＤ  ２１６ｂからの光２１７ｂを開口２１４内へ反射するように配向される。場合によっては、ミラー２２０ｂは、波長λ１の光を実質的に反射してもよいが、他の場合においては、そうでなくてもよい。ミラー２２０ｃは、波長λ３の光を実質的に反射し、ＬＥＤ  ２１６ｃからの光２１７ｃを開口２１４に反射するように配向される。場合によっては、ミラー２２０ｃは、波長λ１の光を実質的に反射してもよいが、他の場合においては、そうでなくてもよい。同様に、場合によっては、ミラー２２０ｃは、波長λ２の光を実質的に反射してもよいが、他の場合においては、そうでなくてもよい。
【００２６】
少なくともミラー２２０ａ、２２０ｂは、二色性ミラー、すなわち、一部の光波長において高反射率（及び低透過率）、並びに他の光波長に対して低反射率（及び高透過率）を有するミラーになるように設計される。かかるミラーは通常、少なくとも可視近赤外線波長にわたって、反射されないいかなる光が実質的に透過し、逆もまた同様となるように、ごくわずかな吸収を有する。かかるミラーは、典型的には、二酸化ケイ素及び二酸化チタンの交互層等の大きな屈折率不一致を有する材料の交互配置において、光学的に薄型のミクロ層の積み重ねを備えるが、他の好適な無機又は有機材料も使用され得る。かかるミラーは、ガラス又は他の好適な基板上の交互層の真空蒸着によって作製されてもよい。あるいは、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号及び同第６，７８３，３４９号に記載されるように、交互ポリマー材料の共押出、及び得られた多層ポリマーウェブを延伸することを伴ってもよい連続プロセスによって、好適なミラーフィルムが作製されてもよい。各二色性ミラーで使用される材料、及び使用される製造方法にかかわらず、ミラーは、本明細書の別の部分に記載されるように、波長の関数として所望の反射特性を提供するように調整されるミクロ層の積み重ねに対する層厚さプロファイルを提供する。この点について、米国特許第６，９６７，７７８号が参照される。厚さプロファイルは、所望に応じて、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ、又はノッチフィルタとして動作する二色性ミラーを提供するように調整されてもよい。
【００２７】
図２のミラー２２０ｃは、二色性ミラーであってもよく、若しくはそれを含んでもよく、又はそれは、従来設計のミラーであってもよい。例えば、ミラー２２０ｃは、全波長λ１、λ２、及びλ３において光を実質的に反射する、従来の銀又はアルミニウム被覆基板であってもよい。あるいは、ミラー２２０ｃは、波長λ３において光を反射するが、波長λ１及びλ２において光を透過する二色性ミラーであってもよく、又はそれを含んでもよい。
【００２８】
ミラー２２０ａ、ｂ、ｃは、任意により、レンズ、プリズム、又は本明細書の別の部分に記載される他の光学素子（図２の概略図には示されない）と組み合わせて、異なる着色ＬＥＤからの光を、フレキシブル基板２１２に形成された共通の開口２１４に効率的に方向付けるように動作し、それらのＬＥＤからの光が一緒に結合され、広帯域であり、所望に応じて、外観は実質的に白色である出力光２１７ｄを提供するようにする。出力光２１７ｄは、ＬＥＤ源のそれぞれからの光を含み、したがって、ピーク波長λ１、λ２、及びλ３の全てを含む。ＬＥＤからの光を開口内へ効率的に方向付けるために、ミラーのセットは、任意のレンズ、プリズム、又は他の光学素子と組み合わせて、開口によって生じる空間に、ＬＥＤのそれぞれの実質的な画像を生成するように動作してもよい。
【００２９】
ここで図２ａを参照すると、曲線２１７ａ’、２１７ｂ’、及び２１７ｃ’のそれぞれによって示される理想的な赤色、緑色、及び青色のＬＥＤが重ね合わせられている、二色性ミラー分光反射率の理想的なグラフが見られる。分光反射率曲線２２０ａ’、２２０ｂ’は、透過率パーセントがほぼ１００％引く反射パーセントによって示されるように、低損失干渉反射体を表すと仮定される。したがって、例えば、図２のミラー２２０ａは、分光反射率２２０ａ’を提供するように調整されてもよく、それは、曲線２１７ａ’の光を実質的に反射するが、曲線２１７ｂ’及び２１７ｃ’の光を実質的に透過する。図２のミラー２２０ｂは、分光反射率２２０ｂ’を提供するように調整されてもよく、それは、曲線２１７ｂ’の光を実質的に反射するが、曲線２１７ｂ’及び２１７ｃ’の光を実質的に透過する。図２のミラー２２０ｃは、曲線２２０ａ’及び２２０ｂ’と同様のスペクトル可変反射率を提供するように調整されてもよく、又は従来の設計のものであってもよく、その場合、単に、全ての関連波長にわたって高反射率を有し、かつ実質的に透過率を有しない場合がある。
【００３０】
図３において、広帯域光源の主要部分を形成し得る別の構成要素３１０の概略平面図が見られる。構成要素は、デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系上で示される。構成要素３１０は、３つの異なるＬＥＤ  ３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃが上部に実装されるフレキシブル基板３１２を含む。フレキシブル基板３１２は、望ましくは、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延在し、好ましくは、可撓性、下層の放熱板（図示せず）に対するより大きい熱伝導（及びより低い熱抵抗）、並びに空間の節約のために直交方向（ｚ軸）に沿って比較的薄い。概して薄いが、フレキシブル基板３１２は、隣接又は周辺領域３１２ｂと比較して空洞領域３１２ａでより薄くなるように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定され、これらの領域は、任意により、遷移領域３１２ｃによって分離される。厚さの減少は、周辺領域に対して空洞領域で更により大きい熱伝導（及びより低い熱抵抗）を提供するが、望ましくは、フレキシブル基板の一部を成す誘電体層の厚さの減少と関連付けられる。例示的な基板の誘電体層及び他の設計詳細は、本明細書の別の部分でより詳細に説明される。
【００３１】
開口３１４もまた、フレキシブル基板３１２に形成される。上記の開口１１４の設計詳細は、開口３１４に同じように適用できる。
【００３２】
ＬＥＤ  ３１６ａ〜ｃは、開口に比較的近接するように配置されるが、図１に示すＬＥＤとは異なり、図３のＬＥＤは、開口に対して異なる中心間距離を有する。具体的には、ＬＥＤ  ３１６ｂに対する中心間距離は、ＬＥＤ  ３１６ａ、３１６ｂの中心間距離よりも小さい。しかしながら、各ＬＥＤと開口の中心間距離は、更に好ましくは、所与のＬＥＤの幅の３倍以下、又はＬＥＤの幅の２倍以下になるように調整される。上記のＬＥＤ  １１６ａ〜ｃの設計詳細は、ＬＥＤ  ３１６ａ〜ｃに同じように適用できる。
【００３３】
フレキシブル基板３１２は、導電性パターン化トレース３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃが提供され、それらは、銅等の金属又は他の好適な材料を含んでもよい。トレース３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃは、ワイヤボンド又は他の好適な構造で、それぞれのＬＥＤ  ３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃに電気的に接続されてもよい。トレースの他の端部は、広帯域光源の所望の全出力及び色バランスを提供するために、適量でＬＥＤを励起するように、好適な電力供給装置に接続されてもよい。
【００３４】
図４は、米国特許第７，３３０，３１４号（Ｃｏｂｂ）に記載されるシステムの設計特性の一部を利用してもよいが、本明細書の別の部分に考察される構成要素及び基板のいずれかを組み込んでもよい広帯域光源の概略側面又は断面図である。手短に、照明装置６０は、２つの光コンデンサシステム４４ａ、４４ｂの組み合わせを使用する。それぞれの光コンデンサシステム４４ａ及び４４ｂにおいて、光源光は、２つのＬＥＤモジュール５０ａ、５０ｂのうちの１つから提供される。光コンデンサシステム４４ｂにおいて、ＬＥＤモジュール５０ｂは、第１の湾曲反射面６２の曲率中心Ｃ６２の一方の側に配置されるＬＥＤパッケージ５４ｂを有する。曲率中心Ｃ６２は、ＬＥＤパッケージ５４ｂと開口６６との間の実質的に中間にある。光コンデンサシステム４４ａにおいて、ＬＥＤモジュール５０ａは、第２の湾曲反射面６４の曲率中心Ｃ６４の一方の側に配置されるＬＥＤパッケージ５４ａを有する。一方又は両方の光源、ここでは、ＬＥＤパッケージ５４ａ及び５４ｂに対して、第２の湾曲反射面６４は、第１の湾曲反射面６２の後ろにあると見なされる。曲率中心Ｃ６４は、ＬＥＤパッケージ５４ａと開口６６との間の実質的に中間にある。曲面６２及び６４に対する光軸Ｏ６２及びＯ６４は、同一線上にない。
【００３５】
この配置を所与として、照明装置６０は、共通の開口６６を共有する２つの光コンデンサシステムを組み合わせる。光コンデンサシステム４４ａにおいて、ＬＥＤパッケージ５４ａは、反射面６２を通過するが、反射面６４によって開口６６上へ反射及び収束される緑色の光を放射してもよい。もう一方の光コンデンサシステム４４ｂにおいて、ＬＥＤモジュール５０ｂ上のＬＥＤパッケージ５４ｂは、反射面６２によって開口６６上へ実質的に反射及び収束される赤色及び青色の光を放射してもよい。両方のＬＥＤパッケージ５４ａ及び５４ｂの放射光は、二色性コーティングで処理される第１の反射曲面６２に向かって伝搬する。この二色性コーティングは、緑色スペクトルバンドを透過又は通過させ、このバンドの外側の光を反射する、ある種のバンドパスフィルタとしての機能を果たすように、部分的に反射面６２を調整する。この種類のバンドパスフィルタに対するスペクトル特性は、この光の大部分が二色性表面を通って透過されるように、中心緑色波長の周りのスペクトルバンドに対して（公称的に約５２５ｎｍ）、非常に低い反射率及びそれに対応して高い透過率を含んでもよい。
【００３６】
図４において、参照番号５２は、電気コネクタを指し、参照番号６８は、インテグレータ要素又はインテグレータバー等の任意の光ホモジナイザーを指し、それは、開口６６からの放射光を均質化又は均一化するために使用されてもよい。
【００３７】
図４の広帯域光源において、ミラー６２、６４は、それらがいかなるレンズ又はプリズムの助けなしで、個々のＬＥＤを共通開口６６上に撮像することが可能となるように形状決定、配置、及び別の方法で構成される。図４の代替配置において、赤色及び青色発光ＬＥＤ  ５０ｂは、青色光ではなく赤色光を放射するＬＥＤに置き換えられてもよく、青色光を放射する第３のＬＥＤは、開口６６付近でフレキシブル基板上に実装されてもよい。更に、第１の反射曲面６２は、それが緑色光及び青色光の両方を透過し又は通過させ、赤色光を反射するように修正されてもよい。第３の反射曲面は、表面６２と６４との間に追加されてもよく、第３の曲面は、緑色光を透過し又は通過させるが、青色光を反射するように構成され、第３の曲面はまた、第３の（青色発光）ＬＥＤを開口６６上に撮像するように配置される。
【００３８】
図５は、別の広帯域光源５１０の概略側面又は断面図を示す。この光源において、湾曲ミラーよりもむしろ、平坦ミラーが使用される。かかるミラーを用いてＬＥＤを共通開口上に撮像するために、好適なレンズが、ＬＥＤとミラーとの間にコリメーション光学系を提供するように追加される。各ＬＥＤによって放射される光を平行にする同一のレンズは、対応するミラーからの反射された（及び平行にされた）光を受容し、その反射された平行にされた光をＬＥＤの平面の共通開口で収束する。コリメーション光学系が任意の所与のＬＥＤからの光を正確に平行にする必要はなく、ＬＥＤからの光を開口内へ方向付ける上で十分な効率性を達成するために、通常、おおよそのコリメーションが十分であることが読者に理解されるであろう。また、光が平行にされ得る（すなわち、実質的に平行にされた）と同時に、光源の光軸に平行ではない方向に沿って伝搬することも読者に理解されるであろう。実際に、開口が光源の光軸（例えば、コリメーション光学系の光軸）に配置される場合、各ＬＥＤは、光軸から横方向に移動させられ、ＬＥＤのそれぞれからの平行にされた光は、光軸に対して平行ではない、すなわち、歪曲された方向に沿って伝搬する。
【００３９】
したがって、光源５１０は、フレキシブル基板５１２上に配置されたＬＥＤ  ５１６ａ、５１６ｃを備え、フレキシブル基板はまた、ＬＥＤ付近でその上に形成された開口５１４を有する。ＬＥＤ  ５１６ａのうちの１つからの光５１７ａは、コリメーション光学系５３４として機能するレンズ５３０、５３２によって遮断される。レンズ５３０は、平凸レンズとして示され、レンズ５３２は、両凸レンズとして示されるが、他の好適なレンズ設計もまた使用され得る。例えば、フレキシブル基板開口上の結合光線の形状を変化させるために、１つ以上のアナモルフィックレンズが使用されてもよい。ＬＥＤ光のレンズへの効率的な結合のために、ＬＥＤに隣接した平坦な表面を有するレンズを使用することが有利であり得る。場合によっては、ＬＥＤと隣接レンズ表面との間に小さい空隙が存在する場合がある。場合によっては、屈折率整合流体等の液体又はゲルを使用して、効率性を増加させるために、最初のレンズ表面及びＬＥＤ表面における反射損失を低減するように空隙を埋めてもよい。場合によっては、ＬＥＤに最も近いレンズは、好適な光透過性ポリマー又は接着剤等の最初に液体の材料を硬化ないしは別の方法で凝固させることによって形成される封止材料であってもよく、又はそれを含んでもよく、その封止材料は、各ＬＥＤの全ての露出表面と光学的に接触している。
【００４０】
どのレンズ設計がコリメーション光学系５３４に対して使用されるかにかかわらず、コリメーション光学系は、各ＬＥＤから受容される光を平行にし、ＬＥＤ  ５１６ａからの光は、光５１７ａ’として平行にされる。光５１７ａ’は、光源５１０の光軸に平行ではない方向に沿って伝搬することが示され、本実施形態におけるかかる光軸は、ｚ軸に平行な軸に対応し、開口５１４の中心を通過する。コリメーション光学系５３４はまた、ＬＥＤ  ５１６ｃ等の他のＬＥＤからの光を平行にするが、その平行にされた光は、フレキシブル基板上のＬＥＤの横の分離により、光５１７ａ’とは異なる方向に沿って伝搬する（この場合もやはり光源５１０の光軸とは非平行である）。
【００４１】
平行にされた光５１７ａ’は、次いで、ミラーアセンブリ５３６によって遮断される。ミラーアセンブリは、主表面に、１つ以上の二色性ミラー、及び所望に応じて、任意の従来のミラーを提供するように、好適な反射コーティングが提供されている楔形プレートの集合であってもよく、又はそれを含んでもよい。典型的には、所与の反射コーティングが提供された所与の主表面は、図２に関連して記載されたように、ＬＥＤのうちの所与の１つからの光をフレキシブル基板上に反射することに関与する。このミラーのＬＥＤに対する１対１対応の理由から、各ミラーは、他のミラーの配向とは無関係に、その関連したＬＥＤからの光を開口内へ反射するように配向され得る。したがって、ミラーアセンブリ５３６の主表面は、相互に対して傾斜するように図５に示され、これは、図式的に正確ではない場合があるが、異なるＬＥＤの全てからの光を共通開口内へ反射するために、必要に応じて異なる方向に沿って傾斜又は配向されるミラーを概略的に表すことが、読者によって理解されるであろう。例示的な実施形態において、ミラーは全て、異なる方向で配向され、すなわち、３次元空間において同一配向を有するミラーは２つとない。平面ミラーに関して、これは、相互に平行であるミラーは２つとないことを意味する。
【００４２】
ミラーアセンブリの個々のプレート又は構成要素は、頑丈な一体型アセンブリを提供するために、相互に接合されてもよい（例えば、隣接した構成要素の主表面に沿って）。かかる一体型アセンブリが図５に示され、製造中、全アセンブリの単一の調節又は整合の結果として、ミラーの全てが同時に正確に配向されるように、アセンブリ内のミラーは全て、相互に対して適切な相対配向を有する。あるいは、ミラーアセンブリ内のミラーは、相互から離間され、別々に実装及び整合されてもよい。
【００４３】
各ＬＥＤからの平行にされた光がミラーアセンブリ５３６内のその対応するミラーによって反射された後に、各ＬＥＤに対する反射された平行にされた光は、コリメーション光学系５３４によって開口５１４内へ再収束される。種々のＬＥＤのうちの両方又は全部からの異なる着色光が同一の物理的開口に方向付けられるため、それらの色の空間的混合は、広帯域出力光、例えば、光源の白色光を提供するように生じることができる。場合によっては、開口自体は、光源の出力ポート又は出力表面であると見なされてもよい。他の場合では、光源の出力光を提供するために、フライズアイ統合システム、ディフューザー、統合ロッド、又は他の好適な光学素子が開口に連結されてもよい。
【００４４】
図５において、統合ロッド５４０が示される。統合ロッドは、開口５１４において広帯域光を受容し、広帯域出力光５１７ｄを提供するために、ロッドに沿ってかつそこから外に光を方向付ける。統合ロッドは、固体又は中空であってもよい。統合ロッドは、高屈折率材料、低屈折率材料、ポリマー材料、ガラス材料等を含む、種々の低損失光透過性材料から作製されてもよい。統合ロッドが固体である場合、その側面は、金属等の反射材料でコーティングされてもよい。統合ロッドの入力面は、好ましくは、フレキシブル基板の開口を実質的に埋めるように形状決定され、したがって好ましくは、開口の形状と同一又は同様である平面図形状を有する。例えば、統合ロッドがその長さに沿って一定の断面形状を有する場合、統合ロッドの出力面は、入力面と同一の寸法及び形状であってもよい。他の場合、統合ロッドの出力面は、入力面の面積よりも大きい又は小さい面積を有してもよい。したがって、統合ロッドの断面形状又は横寸法（例えば、幅）は、ロッドの長さに沿った位置の関数として変化してもよく、２つの例示的な関数関係は、台形又は放物線状の輪郭であるが、他の好適な輪郭が使用されてもよい。例示的な実施形態において、統合ロッドは、最短の統合ロッドの長さにおいて最大の光混合を生成するために、その長さの全体又は少なくとも大部分にわたって、正方形又は矩形である断面形状を有する。好ましくは、統合ロッドは、エタンデュがフレキシブル基板の開口に衝突する光のエタンデュとほぼ同一であるその出力面における出力光を提供する。場合によっては、統合ロッドは、光源の残りの部分の光軸、例えば、コリメーション光学系５３４の光軸、及び／又はフレキシブル基板５１２に垂直である軸と整合及び一致される光軸を有してもよい。他の場合、統合ロッドの光軸は、光源システムのエタンデュを最小化するために、及び／又はシステムの光学配置を改善するために、それらの他の軸に対して傾斜（非平行）させられてもよい（非平行）。
【００４５】
統合ロッド、又は開口に配置される他の構成要素は、ロッドの側面において全内部反射を促進するために、接着剤、例えば、メチルシリコーン等の低屈折率材料でフレキシブル基板に接合されてもよい。
【００４６】
図４の広帯域光源及び図５の広帯域光源の両方の光学設計の１つの有益な設計態様は、ＬＥＤからの光が、垂直入射に近い角度、例えば、４５度よりもはるかに少ない入射角で、ミラーに衝突するように作製されることである。ミラーに衝突する光の入射角を小さく保つことによって、入射面に垂直に偏向した光（ｓ−偏光）と比較して、入射面で偏向した光（ｐ−偏光）に対する反射率の差と関連する問題を回避する。建設的又は相殺的干渉によって光を反射するミクロ層の多層の積み重ね又はパケットを備えるミラー、例えば、多くの種類の二色性ミラーは、入射角がゼロ度（垂直入射）とは実質的に異なる場合、ｓ−偏光及びｐ−偏光に対して有意に異なり得る反射率及び関連する透過率を有する。かかるミラーはまた、高入射角において、光円錐角にわたる透過光に対して、反射された光の望ましくない位相シフトを生成する可能性がある。
【００４７】
ここで図６を参照すると、図２、４、又は５と関連して記載される光源のいずれか等、広帯域光源の主要部分を形成することができる構成要素６１０の概略側面又は断面図が見られる。構成要素は、本明細書の他の図面と一致して配向されるデカルトｘ−ｙ−ｚ座標系上で示される。図６において、開示された広帯域光源で有益に採用され得るフレキシブル基板の設計詳細を示す。
【００４８】
構成要素６１０は、３つの異なるＬＥＤ  ６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃが上部に実装されるフレキシブル基板６１２を含む。ＬＥＤ  ６１６ａ〜ｃは、好ましくは、フレキシブル基板に形成される開口６１４に比較的近くなるように配置され、図１又は３と関連して示されるか又は記載される方法のいずれかを含む任意の好適な方法で、開口と共にフレキシブル基板に配置されてもよい。各ＬＥＤと開口の中心間距離は、好ましくは、所与のＬＥＤの幅の３倍以下、又はＬＥＤの幅の２倍以下になるように調整される。上記のＬＥＤの設計詳細は、ＬＥＤ  ６１６ａ〜ｃに同じように適用できる。
【００４９】
フレキシブル基板６１２は、望ましくは、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延在し、好ましくは、可撓性、下層の放熱板（図示せず）に対するより大きい熱伝導、及び空間の節約のために直交方向（ｚ軸）に沿って比較的薄い。概して薄いが、フレキシブル基板６１２は、隣接又は周辺領域６１２ｂと比較して空洞領域６１２ａでより薄くなるように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定され、これらの領域は、傾斜遷移領域によって分離されるように示される。厚さの減少は、周辺領域に対して空洞領域で更により大きい熱伝導を提供するが、望ましくは、フレキシブル基板の一部を成す誘電体層６４４の厚さの減少と関連付けられる。図中、誘電体層６４４は、周辺領域６１２ｂで厚さＴ１を、かつ空洞領域６１２ａでより小さい厚さＴ２を有するように示される。誘電体層６４４の上には導電層６４２が配置され、それは、ＬＥＤに電力を提供するために所望に応じてパターン化されてもよい。熱伝導層６４６は、層６４２と比較して、誘電体層の反対の主表面上に配置される。場合によっては、層６４２、６４６は、例えば、銅等の同一の材料から成ってもよいが、他の場合、異なる材料が使用されてもよい。したがって、導電層６４６はまた、熱伝導性であってもよく、熱伝導層６４６はまた、導電性であってもよい。熱伝導層６４６は、好ましくは、好適な放熱板に接合され、そこを通って、別の開口が任意の統合ロッドに適応するように提供されてもよい。かかる統合ロッド６４０は、光源に対して出力光を提供するために、種々のＬＥＤからの光を収集及び混合するように、開口６１４に挿入されて示される。
【００５０】
前述のように、フレキシブル基板６１２の薄型領域は、好ましくは、誘電体層６４４の対応する薄型領域と関連付けられ、それは、多くの場合、フレキシブル基板の主要な構造成分である。好適な誘電体層としては、ポリエステル、ポリカーボネート、液晶ポリマー、及びポリイミドが挙げられる。好適なポリイミドとしては、デュポン（DuPont）から入手可能なＫＡＰＴＯＮ、Ｋａｎｅｋａ  Ｔｅｘａｓ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＡＰＩＣＡＬ、ＳＫＣ  Ｋｏｌｏｎ  ＰＩ  Ｉｎｃ．から入手可能なＳＫＣ  Ｋｏｌｏｎ  ＰＩ、並びにＵｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＵＰＩＬＥＸ及びＵＰＩＳＥＬの商品名で入手可能なものが挙げられる。ＵＰＩＬＥＸ  Ｓ、ＵＰＩＬＥＸ  ＳＮ、及びＵＰＩＳＥＬ  ＶＴの商標名で入手可能なポリイミド（全てＵｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｊａｐａｎから入手可能）は、多くの用途において特に有利である。これらのポリイミドは、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）及びフェニルジアミン（ＰＤＡ）等のモノマーから作製される。
【００５１】
誘電体層６４４は、化学エッチング、プラズマエッチング、集束イオンビームエッチング、レーザーアブレーション、及びパンチング等の任意の好適な方法を使用して、空洞領域で薄化されてもよい。エッチングに関して、任意の好適なエッチャントが使用されてもよく、好ましいエッチャントは、誘電体層に使用される材料によって決まってもよい。好適なエッチャントとしては、アルカリ金属塩、例えば、水酸化カリウム；可溶化剤、例えば、アミン、及びエチレングリコール等のアルコールのうちの一方又は両方を有するアルカリ金属塩が挙げられ得る。好適な化学エッチャントとしては、米国特許公開第２００７／０１２００８９号（参照により本明細書に組み込まれる）でより詳細に記載されるような、ＫＯＨ／エタノールアミン／エチレングリコールエッチャントが挙げられ得る。他の好適な化学エッチャントとしては、２０１０年１１月３日出願の同一出願人による米国特許出願第６１／４０９，７９１号（参照により本明細書に組み込まれる）でより詳細に記載されるような、ＫＯＨ／グリシンエッチャントが挙げられ得る。エッチングの後に、誘電体層は、アルカリ性ＫＯＨ／過マンガン酸カリウム（ＰＰＭ）溶液、例えば、約０．７〜約１．０重量％のＫＯＨ及び約３重量％のＫＭｎＯ４の溶液で処理されてもよい。誘電体層は、導電層、例えば、図６の層６４２及び６４６で、片側又は両側を被覆されてもよい。導電層は、任意の好適な導電性及び／又は熱伝導性材料から成ってもよいが、典型的には、銅を含む。導電層が回路に形成される場合、それらは、予めパターン化されてもよく、又はフレキシブル発光半導体デバイスを作製するプロセス中にパターン化されてもよい。場合によっては、フレキシブル基板は、積み重ね配置の誘電体及び導電体の複数の層を含む多層構造を有してもよい。
【００５２】
使用される薄化手順の種類は、空洞領域と周辺領域との間の遷移、並びに誘電体層及び遷移領域の他の層の側壁の特性に影響を及ぼし得る。比較的浅い側壁を生成するために、化学エッチングが使用され得、例えば、典型的な側壁角度は、フレキシブル基板の平面から測定して約５〜６０度の範囲、又は約２５〜２８度の範囲である。パンチング、プラズマエッチング、集束イオンビームエッチング、及びレーザーアブレーション等の他の技術は、はるかに急な側壁を生成し得、例えば、壁角度は、最大で約９０度である。場合によっては、パンチングの場合等、穴が誘電体層を完全に通って形成されてもよく、それは、以下に更に考察される。そのような場合、導電層６４２及び／又は６４６等のフレキシブル基板の他の層が、空洞領域においてＬＥＤの物理的支持体を提供するために利用されてもよい。
【００５３】
例示的な実施形態において、誘電体層は、ＬＥＤから離れた熱伝導を増加させ、かつより低温の動作温度でＬＥＤを維持するために、周辺領域６１２ｂと比較して、空洞領域６１２ａで有意に薄い。例えば、厚さＴ２は、Ｔ１の約５〜２５％であってもよい。更に、Ｔ２は、ゼロを超えるが、１０マイクロメートル以下であってもよく、一方で、Ｔ１は、少なくとも２０マイクロメートルであってもよい。例示的な実施形態において、Ｔ１は、２００マイクロメートル以下であってもよい。熱伝導の増加に加えて、空洞領域の薄型の性質は、傾斜した側壁の形成等の他の利点を提供することができ、それは、効率性の強化を提供するために、反射材料でコーティングされてもよい。また、薄型の空洞領域でＬＥＤをフレキシブル基板に取り付けることによって、ＬＥＤは、フレキシブル基板の平面よりも高く延在せず、低形状因子の適用により適した低プロファイルデバイスを生成する。
【００５４】
開示された実施形態での使用に好適な例示的なフレキシブル基板の更なる設計詳細は、以下の共同所有の米国特許出願で見ることができ、それらは参照により本明細書に組み込まれる：２０１０年１１月３日出願の米国出願第６１／４０９，７９６号、２０１０年１１月３日出願の米国出願第６１／４０９，８０１号。例示的な基板の誘電体層及び他の設計詳細は、本明細書の別の部分でより詳細に説明される。
【００５５】
図７は、偏光出力を提供することが可能な広帯域光源７１０の概略側面又は断面図を示す。光源７１０は、図５の光源５１０と多くの態様において同様であるが、偏光分離プリズムアセンブリが、コリメーション光学系とミラーアセンブリとの間に挿入され、フレキシブル基板の開口は、１つの面内軸に沿って長く伸び、統合ロッドはそれに対応して、その面内軸に沿って延びる。
【００５６】
図５の光源と同様に、光源７１０は、湾曲ミラーよりもむしろ平坦ミラー、及びＬＥＤとミラーとの間にコリメーション光学系を利用する。しかしながら、代替の偏光光源は、光源７１０の特性を図４に示す光源の湾曲ミラー特性と組み合わせることによって作製されてもよい。ＬＥＤ  ７１６ａ、７１６ｃは、フレキシブル基板７１２上に配置され、フレキシブル基板はまた、ＬＥＤ付近でその上に形成される開口７１４も有する。開口７１４は、図５の開口５１４よりも大きく、例えば、面内のｘ方向に沿って２倍の幅であるが、面内のｙ方向に沿って公称的に同一の幅であり、図７のＬＥＤは、図５のＬＥＤと同一の寸法であると仮定する。ＬＥＤ  ７１６ａのうちの１つからの光７１７ａは、コリメーション光学系７３４として機能するレンズ７３０、７３２によって遮断される。コリメーション光学系５３４と関連した考察した設計態様は、コリメーション光学系７３４に同様に適用され、ここで更に考察する必要はない。コリメーション光学系は、各ＬＥＤから受容される光を、わずかに異なる方向に沿って伝搬するＬＥＤからの平行にされた光と平行にする。
【００５７】
この平行にされた光（非偏光である）がミラーアセンブリ７３６によって遮断される前に、それは、偏光分離プリズムアセンブリ７３８と接触する。このアセンブリは、例えば、１つ以上のウォラストンプリズム、セナルモンプリズム、ニコルプリズム、ロションプリズム、ノマルスキープリズム等であってもよく、又はそれらを含んでもよい。かかるプリズムアセンブリは、所与の軸又は方向に沿って直交偏光を偏向させることによって、任意の非偏光線の直交偏光構成要素を分離するように動作する。２つの偏光の伝搬方向の間の偏向角度は、使用されるプリズムの設計によって調整されてもよい。光源７１０において、プリズムアセンブリ７３８は、フレキシブル基板の平面において隣り合って（又は端から端まで）配置される各ＬＥＤの２つの画像を生成するように調整される量によって、ｘ軸に沿って２つの偏光（各ＬＥＤからの平行にされた線のそれぞれに対する）を偏向させるように配向され、２つの画像は、光の直交偏光で作製される。したがって、フレキシブル基板７１２上の各ＬＥＤは、コリメーション光学系とプリズムアセンブリとの間で、１つの平行にされた非偏光線を生成し、各そのような平行にされた非偏光線は、プリズムアセンブリ７３８とミラーアセンブリ７３６との間で、２つの平行にされた偏光線に分裂する。所与の色又は波長の２つの平行にされた直交偏光線は、次いで、光のその色又は波長を反射するように調整されるミラーアセンブリ７３６のミラーによって反射される。上記で説明したように、ミラーアセンブリ７３６の異なるミラーは、それらの関連ＬＥＤからの光（所与の波長又は波長範囲における）を開口に方向付けるために、異なって配向される。ミラーアセンブリ５３６と関連して考察した他の設計特性は、当然、ミラーアセンブリ７３６に同様に適用される。光源７１０の場合、開口７１４は、プリズムアセンブリ７３８が、フレキシブル基板の平面における広帯域画像を直交偏光の２つの広帯域画像に分裂させる効果を有するため、そうでない場合よりも２倍長く、２つの画像は、端から端まで、又は隣り合って配置される。
【００５８】
したがって、光源７１０は、延びた開口７１４で、フレキシブル基板の平面において２つの広帯域画像を生成し、２つの画像は、空間的に分離され、直交偏光である。通常の統合ロッドが、開口に全ての光を収集するように開口に配置される場合、２つの画像からの光が統合ロッドで混合されるため、別々に偏光した画像の生成に費やされる労力は無くなり、統合ロッドの出力面を出る出力光７１７ｄは、非偏光である。代わりに、発明者らは、開口７１４に半波長リターダー要素を配置することを提案し、ここで、そのリターダー要素は、開口の半分のみを埋めるようにサイズ決定され、またそのリターダー要素は、隣接した画像の偏光状態と一致するように、１つの画像の偏光状態を直交偏光に変化させるように配置及び配向される。このようにして、単一偏光状態の広帯域光は、開口７１４全体を埋めるように作製され得る。かかるリターダー要素が適切な位置にあると、統合ロッド７４０は、ロッド７４０の入力面に入る光の全てが同一の偏光状態になるように、リターダー要素の出力において開口７１４に挿入され得る。ロッド７４０が適切に設計される場合、例えば、それが円形の形状よりもむしろ正方形又は矩形の断面形状を有する場合、この偏光状態は、光源７１０の出力光７１７ｄが広帯域及び偏光の両方になるように、実質的に保持されてもよい。（正方形又は矩形の形状の統合ロッドでさえ、スキュー光線の効果により光の偏光を解消する可能性がある。これらのスキュー光線の偏光解消効果は、統合ロッドの長さを可能な限り短く保つことによって最小限に抑えられ得る。）この注意を念頭に置いて、統合ロッド５４０と関連して考察する他の設計態様は、統合ロッド７４０に同様に適用されると考えられるべきである。
【００５９】
半波長リターダーは、リターダープレートに対して一般的に使用される石英又は他の材料から作製されてもよい。好ましくは、リターダーは、アクロマート又はアポクロマートであり、また好ましくは、それは、広い受け入れ角度範囲を有する。好適な広角リターダーの一例は、石英及びサファイアから作製されるものである。リターダーの側面は、リターダーの側壁に入射する光を反射するように金属化されてもよい。側面はまた、任意の光を鏡面的に反射するように研磨されてもよい。
【００６０】
偏光分離プリズムアセンブリに関して、上記のように、ウォラストンプリズム、セナルモンプリズム、ニコルプリズム、ロションプリズム、ノマルスキープリズム等が使用されてもよい。単一の複屈折プリズム、及びプリズムの組み合わせが使用されてもよい。ウォラストンプリズム等の複屈折プリズムは、方解石若しくは別の複屈折鉱物を使用した従来の手段によって作製されてもよく、又は複屈折ポリマー若しくは液晶から作製されてもよい。１つの特定の実施形態において、好適な設計は、一軸配向したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又は別の複屈折ポリマーからプリズムを作製することである。２つ以上の複屈折材料の組み合わせが、プリズムの分散を低減するために使用されてもよい。場合によっては、個々の複屈折プリズムはそれぞれが、複屈折材料の単一シートから作製されてもよく、又はそれらは、複屈折材料の層若しくはフィルムの接合された積み重ねから作製されてもよい。接着層は、使用される場合、好ましくは非常に薄く、典型的には、複屈折層の厚さの５分の１以下である。
【００６１】
図８は、広帯域光源の主要部分を形成し得る構成要素８１０の概略平面図である。構成要素８１０は、図１及び３のものと多くの態様において同様であるが、図７と関連して記載するような偏光光源で使用可能となるように修正されている。図７のものと一致するデカルトｘ−ｙ−ｚ座標系も示される。構成要素８１０は、３つのＬＥＤ  ８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃが上部に実装されるフレキシブル基板８１２を含む。フレキシブル基板８１２は、望ましくは、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延在し、好ましくは、可撓性、下層の放熱板に対するより大きい熱伝導、及び空間の節約のために直交方向（ｚ軸）に沿って比較的薄い。概して薄いが、フレキシブル基板８１２は、隣接又は周辺領域８１２ｂと比較して空洞領域８１２ａでより薄くなるように、本明細書の別の部分に記載されるように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定され、これらの領域は、任意に、遷移領域８１２ｃによって分離される。厚さの減少は、周辺領域に対して空洞領域で更により大きい熱伝導を提供するが、望ましくは、フレキシブル基板の一部を成す誘電体層の厚さの減少と関連付けられる。例示的な基板の誘電体層及び他の設計詳細は、本明細書の別の部分でより詳細に説明される。
【００６２】
開口８１４もまた、フレキシブル基板８１２に形成される。開口８１４が、第１の開口部分８１４ａ、及び好ましくは部分８１４ａに隣接する第２の開口部分８１４ｂを形成するように、ｘ方向に沿って延びることを除いては、上記の開口の設計詳細は、開口８１４に同様に適用できる。部分８１４ａ、ｂはそれぞれ、ＬＥＤ  ８１６ａ〜ｃのいずれかの寸法及び形状と同様の寸法及び外形を有してもよい。したがって、ＬＥＤが正方形の外部輪郭を有する場合、部分８１４ａ、ｂもまた、正方形であってもよく、開口８１４は、１：２の縦横比を有する矩形であってもよい。
【００６３】
ＬＥＤ  ８１６ａ〜ｃは、開口８１４に比較的近接するように配置されるが、開口に対して異なる中心間距離を有する。具体的には、ＬＥＤ  ８１６ｂに対する中心間距離は、ＬＥＤ  ８１６ａ、８１６ｃの中心間距離よりも小さい。しかしながら、各ＬＥＤと開口の中心間距離は、やはり好ましくは、所与のＬＥＤの幅の３倍以下、又はＬＥＤの幅の２倍以下になるように調整される。本明細書の別の部分に考察されるＬＥＤの設計詳細は、ＬＥＤ  ８１６ａ〜ｃに同様に適用できる。
【００６４】
フレキシブル基板８１２は、導電性パターン化トレース８１８ａ、８１８ｂ、８１８ｃが提供され、それらは、銅等の金属又は他の好適な材料を含んでもよい。トレース８１８ａ、８１８ｂ、８１８ｃは、ワイヤボンド又は他の好適な構造で、それぞれのＬＥＤ  ８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃに電気的に接続されてもよい。トレースの他の端部は、広帯域光源の所望の全出力及び色バランスを提供するために、適量でＬＥＤを励起するように、好適な電力供給装置に接続されてもよい。
【００６５】
図９ａは、図７の広帯域偏光光源を含む広帯域光源の主要部分を形成し得る構成要素９１０の概略側面又は断面図である。構成要素は、図７及び８を含む、本明細書の他の図面と一致して配向されるデカルトｘ−ｙ−ｚ座標系上で示される。図９ａは、図６と関連して示されかつ考察される設計詳細と同様のフレキシブル基板の設計詳細を示す。
【００６６】
構成要素９１０は、３つのＬＥＤ  ９１６ａ、９１６ｂ、９１６ｃが上部に実装されるフレキシブル基板９１２を含む。ＬＥＤ  ９１６ａ〜ｃは、好ましくは、フレキシブル基板に形成される開口９１４に比較的近くなるように配置され、図８に示される配置を含む任意の好適な方法で、開口と共にフレキシブル基板に配置されてもよい。各ＬＥＤと開口の中心間距離は、好ましくは、所与のＬＥＤの幅の３倍以下、又はＬＥＤの幅の２倍以下になるように調整される。本明細書の別の部分に考察されるＬＥＤの設計詳細は、ＬＥＤ  ９１６ａ〜ｃに同様に適用される。
【００６７】
フレキシブル基板９１２は、望ましくは、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延在し、好ましくは、可撓性、下層の放熱板に対するより大きい熱伝導、及び空間の節約のために直交方向（ｚ軸）に沿って比較的薄い。概して薄いが、フレキシブル基板９１２は、隣接又は周辺領域９１２ｂと比較して空洞領域９１２ａでより薄くなるように、本明細書の別の部分に記載されるように成型、エッチング、ないしは別の方法で形状決定され、これらの領域は、傾斜遷移領域によって分離されるように示される。厚さの減少は、周辺領域に対して空洞領域で更により大きい熱伝導を提供するが、望ましくは、フレキシブル基板の一部を成す誘電体層９４４の厚さの減少と関連付けられる。図中、誘電体層９４４は、周辺領域９１２ｂで厚さＴ１を、かつ空洞領域９１２ａでより小さい厚さＴ２を有するように示される。誘電体層９４４の上には導電層９４２が配置され、それは、ＬＥＤに電力を供給するために所望に応じてパターン化されてもよい。熱伝導層９４６は、層９４２と比較して、誘電体層の反対の主表面上に配置される。場合によっては、層９４２、９４６は、例えば、銅等の同一の材料から成ってもよいが、他の場合、異なる材料が使用されてもよい。誘電体層の設計詳細、Ｔ１及びＴ２を伴う好ましい関係、並びに導電層及び熱伝導層の設計詳細を含む、図６と関連して考察されるフレキシブル基板の設計詳細は、図９ａの実施形態に同様に適用できる。
【００６８】
開口９１４は、開口７１４及び８１４が、プリズムアセンブリ７３８等の偏光分離デバイスによって生成される反対偏光の隣り合った又は端から端までの画像に適応するように、ｘ方向に沿って延びるのと同一の方法で、ｘ方向に沿って延びる。これらの偏光した画像のうちの１つは、開口９１４の半分を占め、反対方向に偏光した画像は、開口の残りの半分を占める。図９ａにおいて、半波長光学リターダー９４１は、開口９１４に配置されるように示され、リターダー９４１は、偏光した画像のうちの１つに対応する開口の半分を占める。リターダー９４１は、リターダー９４１によって占められていない開口９１４の部分に配置される隣接画像の偏光状態と一致するように、画像の偏光状態を直交偏光に変化させるように配向される。図８の平面図を参照すると、リターダー９４１は、開口部分８１４ａのみを占めてもよい。
【００６９】
任意の統合ロッド９４０は、リターダー９４１の出力において開口９１４内へ挿入されるように示される。その構成において、ロッド９４０の入力面は、ＬＥＤの全てからの広帯域光を受容し、光は、ロッド９４０の全入力面にわたって実質的に単一の偏光状態を有する。統合ロッド９４０は、好ましくは、偏光状態を維持するように、本明細書の別の部分に考察されるように設計され、そのため、統合ロッド９４０の出力面が、広帯域であるだけでなく、偏光されてもいる光源に対する出力光を提供する。統合ロッド９４０の代替として、開口９１４からの出力光は、別の光学系に直接連結してもよく、それらの間に統合ロッドを有しない。別の代替において、フライアイインテグレータが開口９１４に挿入されてもよく、又は開口から離れた特定の距離を置いてもよい。フライアイインテグレータは、それらが低複屈折材料から作製される場合、光学偏光を維持することができる。
【００７０】
図９ｂは、図７の広帯域偏光光源を含む広帯域光源の主要部分を形成し得る構成要素９１０’の概略側面又は断面図である。構成要素９１０’は、図９ａの構成要素９１０と多くの点で同様であり、同様の要素は、同様の参照番号を有し、かかる要素は、不必要な重複を避けるために更なる説明を必要としない。
【００７１】
構成要素９１０’は、主に、フレキシブル基板９１２’の誘電体層９４４’が誘電体層を完全に通る穴又は「ビア」を有するという理由で、構成要素９１０とは異なる。したがって、誘電体層９４４’のどの部分も空洞領域９１２ａ’にとどまらず、その領域の誘電体層の厚さ（図９ａのＴ２を参照）は、ゼロと考えられ得る。周辺領域９１２ｂ’の誘電体層９４４の厚さは、Ｔ１’であり、それは、図９ａの厚さＴ１と同一又は同様であってもよい。開口９１４’は、フレキシブル基板９１２’を通って延在するが、図９ａの開口９１４と同一又は同様であってもよい。
【００７２】
誘電体層９４４’の上には、導電層９４２’が配置され、それは、図９ａの層９４２と同一又は同様であってもよい。熱伝導層９４６’が、層９４２’と比較して、誘電体層の反対の主表面上に配置され、この熱伝導層は、図９ａの層９４６と同一又は同様であってもよい。層９４２’、９４６’のうちの一方又は両方は、空洞領域９１２ａ’に誘電体層９４４’が存在しないことを考慮して、その領域においてＬＥＤに対する物理的支持体を提供するように構成される。
【００７３】
穴が空洞領域において誘電体層を完全に通って延在するという、構成要素９１０’を特徴付ける特性はまた、図６と関連して考察される構成要素６１０を含む、本明細書に考察される他の実施形態に適用され得る。したがって、例えば、構成要素９１０が構成要素９１０’を生成するために修正され得るのと同様に、図６の構成要素６１０もまた、対応する構成要素を生成するために修正され得、ここで、誘電体層は、Ｔ２＝０となるように、空洞領域においてそれを完全に通って延在する穴又は「ビア」を有する。
【００７４】
偏光ＬＥＤ色結合器を含むＬＥＤ色結合器の更なる設計詳細、及び他の関連する設計情報は、本願と同日に出願された同一出願人による米国特許出願第６１／４２８，０３２号で見ることができ、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【００７５】
ここで、図１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び１０ｄと関連して、統合ロッドがフレキシブル基板の開口に提供されるが、ロッドが、エタンデュの減少及び／又は他の有利な設計特性を提供するように、光源の光軸に対して傾斜している光源設計をより詳細に説明する。
【００７６】
図１０において、ＬＥＤ  １０１６ｂからの光がレンズＬによって平行にされ、ミラーＭによって開口１０１４上の点に反射される、照明システム１０１０が見られる。光線１０５２ａ、１０５３ａ、１０５４ａは、ＬＥＤによって放射される光線を表す。光線１０５２ａは、レンズＬにおいて瞳孔中央を通過するため、主光線と考えられ得る。光線１０５２ａは、光線１０５２ｂを生成するためにレンズＬによって実質的に偏位されず、それは、好適に配向されたミラーＭによって、光線１０５２ｃとして反射され、光線１０５２ｃは、次いで、レンズＬによって開口１０１４内へと偏位される。参照番号１０５０は、システム１０１０及びレンズＬの光軸を特定する。
【００７７】
図１０ａにおいて、ＬＥＤ  １０１６ｂ及び開口１０１４付近のシステム１０１０の部分の拡大図が見られる。図１０からの光線１０５２ｄは、光軸１０５０に対して角度θを成すように示される。その光線、及びＬＥＤ  １０１６ｂから生じ、ミラーＭによって反射され、かつレンズＬによって収束された他の光線は、統合ロッド１０４０ａが配置される開口１０１４に入る。具体的には、開口１０１４を実質的に埋め、平面図において開口と同一の形状（例えば、正方形）を有する統合ロッドの入力面１０４０ａ１は、開口内に入る光を受容する。この場合、統合ロッド１０４０ａは、ロッドの光軸１０５４がシステムの光軸１０５０と平行（かつ一致）するように、フレキシブル基板１０１２に垂直に配向される。光は、ロッド１０４０ａを通って伝搬し、出力面１０４０ａ２を通ってロッドを出る。ＬＥＤ  １０１６ｂからの光は、２つのローブにおいて面１０４０を出て、一方は、光線１０５２ｅを中心とし、他方は、光線１０５２ｆを中心とする。光線１０５２ｅ及び１０５２ｆはそれぞれ、統合ロッドの光軸１０５４に対して角度θで配向される。フレキシブル基板１０１２は単に概略的に示されるが、好ましくは、本明細書に考察される他のフレキシブル基板の設計特性を有することに留意されたい。
【００７８】
図１０ｂは、図１０ａに示される同一の領域を示すが、ここで、統合ロッド１０４０ａは、システム光軸１０５０に対して傾斜している代替のロッド１０４０ｂに置き換えられている。フレキシブル基板１０１２’及びその開口１０１４’は、図１０ａの対応する要素１０１２、１０１４と同一であってもよく、又は開口１０１４’は、傾斜ロッド１０４０ｂによりよく適応するようにわずかに変更されてもよい（例えば、傾斜側壁によって囲まれる）。ロッド１０４０ｂは、光軸１０５４’に沿って延在し、それは、ここではもはや軸１０５０に平行ではないが、それに対してある角度、例えば、約θの角度で配向される。ロッド１０４０ｂの入力面１０４０ｂ１は、所望に応じて、軸１０５４’に対して垂直になるよりもむしろ軸１０５０に対して垂直（かつフレキシブル基板１０１２’に対して平行）になるように配向されてもよい。あるいは、入力面は、光軸１０５４’に対して垂直になるように配向されてもよく、又は軸１０５４’に対しても、軸１０５０に対しても垂直ではない中間位置にあってもよい。いずれの場合においても、光線１０５２ｄ、及びＬＥＤ  １０１６ｂから生じ、ミラーＭによって反射され、かつレンズＬによって収束された他の光線は、統合ロッド１０４０ｂが配置される開口１０１４’に入る。開口１０１４’を実質的に埋め、平面図において開口と同一の形状（例えば、正方形）を有する、統合ロッドの入力面１０４０ｂ１は、開口内に入る光を受容する。この場合、ＬＥＤ  １０１６ｂからの光は、ロッド１０４０ｂを通って伝搬し、出力面１０４０ｂ２を通ってロッドを出て、それは、ロッド光軸１０５４’に対して垂直に配向されてもよく、したがって、入力面１０４０ｂ１に対して非平行又は傾斜してもよい。
【００７９】
光軸１０５０に対して統合ロッドを傾斜した結果として、ＬＥＤ  １０１６からの光は、単一ローブ１０５２ｇにおいて、又は主方向が図１０ａに示す出力ローブ１０５２ｅ、１０５２ｆよりもはるかに小さい角度によって、相互から角度を成して分離される２つのローブにおいて、出力面１０４０ｂ２を出てもよい。角度分離のこの減少は、特に、ＬＥＤ源の全てからの出力光が同一又は同様の方向に沿って統合ロッドを出るように、照明システム１０１０のＬＥＤの全てがフレキシブル基板に配置される場合、照明システムのエタンデュを減少させるのに（かつ白色度を増加させるのに）役立つ。かかる状況は、図８又は１０ｃで示されるように、ＬＥＤが開口に対して非対称的に配置される時に生じ得る。ここで、例えば、緑色の光を放射してもよいＬＥＤ  １０１６ｂは、例えば、赤色及び青色の光をそれぞれ放射してもよいＬＥＤ  １０１６ａ、１０１６ｂと組み合わされ、ＬＥＤ  １０１６ａ、１０１６ｂ、１０１６ｃは、開口の周囲で対称的に配置されるよりもむしろ、開口１０１４’の片側で１列に配置される。統合ロッドの入力面１０４０ｂ１は、開口１０１４’を実質的に埋めるように見える。傾斜の結果として、ロッド１０４０ｂは、図１０ａ等の非傾斜ロッドの断面積よりも小さい断面積を有し得る（ロッドの光軸に垂直の平面で測定される場合）。断面積の減少は、図１０ｂの平面に垂直の横断寸法Ｄ１と比較して、図１０ｂの平面における横断寸法Ｄ２がより小さいことの結果であり、得られた矩形の形状は、図１０ｄに示される。参考のために、入力面１０４０ｂ１（図１０ｃを参照）は、正方形の平面図形状を有してもよく、正方形の各辺の長さは、Ｄ１であり、ＬＥＤ  １０１６ａ〜ｃもまた、同一の正方形の形状を有する。ロッドの断面積の減少はまた、照明システムのエタンデュの減少（及び白色度の増加）に寄与し得る。
【００８０】
特記しない限り、本明細書及び「特許請求の範囲」で使用されている量、性質の測定などを表現する全ての数は、用語「約」により改変されていると理解されるべきである。したがって、反することが示されない限り、本明細書及び「特許請求の範囲」に記載の数値的パラメータは、本発明の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化する近似値である。均等論を特許請求の範囲の範疇に適用することを制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、記録された有効数字の桁数を考慮して、及び通常の四捨五入を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広範な範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似であるにも拘わらず、いかなる数値も本明細書で述べられる具体的な例で示される程度に、これらは妥当に可能な限り精確に報告される。しかしながら、いかなる数値も試験又は測定の限界に関連する誤差を含み得る。
【００８１】
本発明の様々な修正及び変更は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに当該技術分野の当業者に明らかとであり、本発明は、ここに記載された例示的な実施形態に限定されないことが理解されるべきである。例えば、１つの開示実施形態の特徴は、別に記載のない限り、他の開示実施形態全てにも適用され得ることを、読者は推定すべきである。また、本明細書において参照された全ての米国特許、公開特許出願、並びに他の特許及び非特許文書は、それらが上述の開示に矛盾しない範囲において、参照によって全てが組み込まれることが理解されるべきである。
【図１】
2014506386.tif 000003
【図２】
2014506386.tif 000004
【図２ａ】
2014506386.tif 000005
【図３】
2014506386.tif 000006
【図４】
2014506386.tif 000007
【図５】
2014506386.tif 000008
【図６】
2014506386.tif 000009
【図７】
2014506386.tif 000010
【図８】
2014506386.tif 000011
【図９ａ】
2014506386.tif 000012
【図９ｂ】
2014506386.tif 000013
【図１０】
2014506386.tif 000014
【図１０ａ】
2014506386.tif 000015
【図１０ｂ】
2014506386.tif 000016
【図１０ｃ】
2014506386.tif 000017
【図１０ｄ】
2014506386.tif 000018
【国際調査報告】
2014506386.tif 000019
2014506386.tif 000020