(57)【要約】  本発明は、１以上の発光素子と、１以上のフォトセンサと、例えば略平らな光ガイド等のフォトセンサ光ガイドとを有する光源を提供するものである。上記フォトセンサ光ガイドは、概ね、上記１以上の発光素子から放出された光の幾らかを捕捉すると共に、該ガイドに光学的に結合された１以上のフォトセンサに案内するように構成されており、これらフォトセンサにより感知された光は上記１以上の発光素子の各出力を制御するための基礎として使用することができる。
2010501969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源であって、
１以上の入力結合部及び１以上の出力結合部を有する略平らな光ガイドと、
各々が対応する光軸の周辺に光を放出するように構成されると共に、該光の軸方向成分が少なくとも部分的に前記光源の出力に向けられ、且つ、前記光の半径方向成分が前記１以上の入力結合部を介して前記略平らな光ガイド内に少なくとも部分的に結合されるように配置された１以上の発光素子と、
前記１以上の出力結合部に光学的に結合された１以上のフォトセンサであって、前記１以上の発光素子の出力を該フォトセンサにより感知される出力結合された光に基づいて制御するのに使用する１以上のフォトセンサと、
を有する光源。
【請求項２】
前記１以上の入力結合部のうちの１以上が入力結合エッジ部を有する請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記入力結合エッジ部が前記１以上の発光素子のうちの１以上を少なくとも部分的に囲む請求項２に記載の光源。
【請求項４】
前記入力結合エッジ部が、前記１以上の発光素子のうちの１以上が少なくとも部分的に挿通配置される開口を画定する請求項２に記載の光源。
【請求項５】
前記１以上の入力結合部の各々が、前記１以上の発光素子のうちの対応する発光素子が少なくとも部分的に挿通配置される開口を前記略平らな光ガイド内に画定する入力結合エッジ部を有する請求項１に記載の光源。
【請求項６】
合成された光源出力を供給するために各々が対応する発光スペクトルを有するような２以上の発光素子を有し、前記１以上のフォトセンサが前記合成された光源出力を実質的に維持するために前記２以上の発光素子の相対出力を制御するのに使用される請求項１に記載の光源。
【請求項７】
前記合成された光源出力が実質的に白色光である請求項６に記載の光源。
【請求項８】
前記２以上の発光素子が、赤色、緑色、琥珀色及び青色発光素子の各々の１以上を有する光源。
【請求項９】
前記１以上のフォトセンサに動作的に結合されると共に、前記１以上の発光素子を前記フォトセンサにより感知される前記出力結合された光の関数として駆動する出力コントローラを更に有する請求項１に記載の光源。
【請求項１０】
前記１以上の出力結合部が出力結合表面部を有する請求項１に記載の光源。
【請求項１１】
前記出力結合表面部がテクスチャ化された表面部分を有している請求項１０に記載の光源。
【請求項１２】
前記半径方向成分が迷光を有している請求項１に記載の光源。
【請求項１３】
前記半径方向成分が、せいぜい、前記軸方向成分の二次成分である請求項１に記載の光源。
【請求項１４】
前記光ガイドが略放物状のエッジを有するように整形され、前記１以上の出力結合部の１以上が前記放物状のエッジの焦点の周辺に配置されている請求項１に記載の光源。
【請求項１５】
前記光ガイドが単一の出力結合部の周囲に実質的に対称に配置された２以上の入力結合部を有している請求項１に記載の光源。
【請求項１６】
周囲光が前記光ガイドに侵入するのを少なくとも部分的に阻止する光ガイドカバーを更に有している請求項１に記載の光源。
【請求項１７】
前記光ガイドカバーが、前記光ガイドを該カバーに結合し、これにより前記光ガイドを該カバーに対して位置決めする１以上の光ガイド結合エレメントを有している請求項１６に記載の光源。
【請求項１８】
前記光ガイドカバーが、前記光ガイド内の内部反射を実質的に維持するための反射性コーティングを有している請求項１６に記載の光源。
【請求項１９】
前記反射性コーティングが前記光ガイドの表面上に配されている請求項１８に記載の光源。
【請求項２０】
前記光ガイドカバーが、前記光ガイドへの周囲光の侵入を更に低減するために前記反射性コーティング上に配された実質的に不透明なコーティングを更に有している請求項１９に記載の光源。
【請求項２１】
光源であって、
１以上の発光素子と、
１以上の入力結合部及び１以上の出力結合部を有し、前記１以上の発光素子から放出される迷光を前記１以上の入力結合部を介して捕捉する略平らな光ガイドと、
前記１以上の出力結合部に光学的に結合された１以上のフォトセンサであって、前記１以上の発光素子の各々の出力を該フォトセンサにより感知される出力結合された光に基づいて制御するのに使用する１以上のフォトセンサと、
を有する光源。
【請求項２２】
前記入力結合部が入力結合エッジ部を有する請求項２１に記載の光源。
【請求項２３】
前記１以上の入力結合部の各々が、前記１以上の発光素子のうちの対応する発光素子が少なくとも部分的に挿通配置される開口を前記略平らな光ガイド内に画定する入力結合エッジ部を有する請求項２１に記載の光源。
【請求項２４】
前記迷光が前記１以上の発光素子により放出された光の半径方向成分を有する請求項２１に記載の光源。
【請求項２５】
前記半径方向成分が、せいぜい、前記１以上の発光素子により放出される光の主軸方向成分に対する二次成分である請求項２４に記載の光源。
【請求項２６】
前記１以上のフォトセンサに動作的に結合されると共に、前記１以上の発光素子を前記フォトセンサにより感知される前記出力結合された光の関数として駆動する出力コントローラを更に有する請求項２１に記載の光源。
【請求項２７】
合成された光源出力を供給するために各々が対応する波長で光を放出する２以上の発光素子を有し、前記１以上のフォトセンサが前記合成された光源出力を実質的に維持するために前記２以上の発光素子の相対出力を制御するのに使用される請求項２１に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明の分野に係り、特にはフォトセンサ光ガイドを備える光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体半導体及び有機発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光デバイスの開発の進展及び光束の改善は、これらデバイスを建築的、娯楽的及び導路の照明を含む一般的照明用途での使用に適したものにさせている。発光ダイオードは、白熱、蛍光及び高輝度放電ランプと益々競合するものになってきている。また、選択すべきＬＥＤ波長の選択群の増加により、白色光及び色変化照明器具が益々普及してきている。そのようであるので、これらの照明器具により出力される光の色の制御の改善に対する常なる要求が存在する。
【０００３】
一般的に、白色光又は色変化照明器具は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及びオプションとして琥珀色（Ａ）のＬＥＤ等の異なる単波長ＬＥＤを有する。斯かる照明器具により出力される光の色は、これらＬＥＤの相対輝度を変えることにより変化させ及び／又は最適化することができる。
【０００４】
しかしながら、白色光又は色変化照明器具に一般的に付随する１つの困難さは、各ＬＥＤの出力が周囲及び／又は動作温度の変化に伴い別々に変化するということにある。このような状況に対処するためにＬＥＤ内の平均駆動電流の比が変化されないと、当該照明器具の合成出力色は時には知覚可能なほど且つ一般的には望まれないほど変化し得る。出力色に影響を与え得る他の要因は、ＬＥＤの経時変化（aging）及び照明器具の出力強度を含み得る。
【０００５】
従って、安定した出力色、即ち周囲及び／又はデバイス温度の変化、ＬＥＤの経時変化並びに／又は全体の出力強度の変化にも拘わらず実質的に同一に留まる出力色、を達成するためには、合成されたＬＥＤ出力の色度をモニタし、当該ＬＥＤを所望の出力色を実質的に維持するように制御するコントローラに対してフィードバックを供給することが必要であり得る。このようなフィードバック制御は、所望の照明器具出力光度（luminosity）、放射パワー等を実質的に維持するために、並びに照明器具の色品質及び／又は演色効率を維持及び／又は最適化するためにも適用可能であり得る。
【０００６】
以下では、フィードバック制御システムを有する光源の幾つかの例を示す。例えば、米国特許第6,964,500号には、光ガイドプレートに向けられ且つ結合された赤、緑及び青のＬＥＤを有する液晶表示装置が記載されており、上記光ガイドプレートはＬＥＤ光を印刷マイクロドットパターンを持つ拡散部分により該プレートの大出力表面領域にわたって均一に案内及び拡散させる。光遮蔽部材を介して上記光ガイドプレートの側面に結合された光センサも設けられ、この側面を介して上記光ガイドプレートから出射する光を検出すると共に、この検出光に基づいてＬＥＤの輝度（luminance）を制御する。
【０００７】
米国特許第6,753,661号には、ＬＥＤ及びフィードバック制御マイクロプロセッサを用いて電子表示器を背後照明（バックライティング）する装置及び方法が記載されており、装置の光度、放射パワー及び色レベルを制御することにより略一定の白色バックライトレベルを維持する。同様のバックライティング応用例も、２００４年6月7日発行の"LED Backlighting from Revolution to Reality"なる題名のPhilips Lumileds Lighting Company社文献(http://www.lumileds.com/pdfs/tp39_us_fpd_2004.pdf)に記載されている一方、２００２年4月25日に発行されたOSRAM Application Note on Light Guides(http://catalog.osramos.com/ media/_en/ Graphics/00026784_0.pdf)は平らな光ガイド（これらは斯様なバックライティング応用例に関係する）に関する幾つかの一般的指針を示している。
【０００８】
また、米国特許第6,741,351号にはフィードバック制御システムを有する照明器具が記載されており、該特許において白色光を放出するＬＥＤ照明器具は赤、緑及び青のＬＥＤのアレイを、所望の色バランスを維持するように構成されたフィードバック装置に組み合わせている。該フィードバック装置は当該ＬＥＤアレイの合成出力の経路内に配置された部分反射エレメントからの反射光を捕捉するように配置されたフォトダイオードを含んでいる。他の例として、各ＬＥＤは対応するフォトダイオードを有し、該フォトダイオードは、同様の結果を得るために、ＬＥＤのパッケージ内に組み込まれるか又は別のパッケージに組み込まれるかの何れかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に、上述した及び他の斯様な目下入手可能な光源は、種々の欠点を、例えばＬＥＥ出力とフィードバック制御システムのセンサ（又は複数のセンサ）との光学的結合に関する欠点を有している。例えば、不所望な周囲光がセンサに入射してフィードバック信号にエラーを生じさせ得、センサに到達する光が適切なフィードバック信号を形成するには不十分であり得、各ＬＥＤの貢献度が十分にバランスされ得ず、及び／又はセンサ（又は複数のセンサ）が光源の出力の一部を阻害し得る等である。
【００１０】
従って、既知の光源の上記欠点の幾つかを克服するような光源に対する要求が存在する。
【００１１】
この背景情報は、本発明に恐らくは関係すると出願人により信じられる情報を開示するために示されたものである。従って、上記情報が本発明に対する従来技術を構成することを認めようというものではなく、そのように見なされるべきでもない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、フォトセンサ光ガイドを備える光源を提供することにある。本発明の一態様によれば、１以上の入力結合部及び1以上の出力結合部を有する略平らな光ガイドと、各々が対応する光軸の周辺に光を放出するように構成されると共に、該光の軸方向成分が少なくとも部分的に当該光源の出力に向けられ、且つ、該光の半径方向成分が前記１以上の入力結合部を介して少なくとも部分的に前記略平らな光ガイド内に結合されるように配置された１以上の発光素子と、前記１以上の出力結合部に光学的に結合された１以上のフォトセンサであって、前記１以上の発光素子の各々の出力を該フォトセンサにより感知される出力結合された光に基づいて制御するのに使用する１以上のフォトセンサとを有するような光源が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、１以上の発光素子と、１以上の入力結合部及び１以上の出力結合部を有し、前記１以上の発光素子から放出される迷光を前記１以上の入力結合部を介して捕捉するように構成された略平らな光ガイドと、前記１以上の出力結合部に光学的に結合された１以上のフォトセンサであって、前記１以上の発光素子の各々の出力を該フォトセンサにより感知される出力結合された光に基づいて制御するのに使用する１以上のフォトセンサとを有する光源が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の平面図である。
【図２】図２は、図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１の３−３線に沿う拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の平面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の平面図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源の平面図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施例によるフォトセンサ光ガイドを有する光源と共に使用するための光ガイドカバーの平面図である。
【図１０】図１０は、図９の光ガイドカバーの底面図である。
【図１１】図１１は、図９の光ガイドカバー及びフォトセンサ光ガイドを有する光源の同図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例による光ガイドカバー及びフォトセンサ光ガイドを有する光源の一部の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施例による層状の光ガイドカバーコーティング及びフォトセンサ光ガイドを有する光源の一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［定義］
「発光素子」なる用語は、例えば自身の両端間に電位差を印加する又は自身を介して電流を流すことにより駆動された場合に、例えば可視領域、赤外及び／又は紫外領域等の電磁スペクトルの或る領域又は領域の組み合わせにおいて放射を放出するデバイスを定義するために使用される。従って、発光素子は、単色、準単色、多色又は広帯域スペクトル放出特性を有することができる。発光素子の例は、半導体、有機又は高分子（ポリマ）／重合性（ポリメリック）発光ダイオード、光学的にポンピングされた蛍光体被覆発光ダイオード、光学的にポンピングされたナノ結晶発光ダイオード又は当業者により容易に理解される他の同様のデバイスを含む。更に、発光素子なる用語は、例えばＬＥＥダイ等の上記放射を放出する固有のデバイスを定義するために使用され、上記放射を放出する固有のデバイスと該固有のデバイスが配置されるハウジング又はパッケージとの組み合わせを定義するためにも等しく使用することができる。
【００１６】
「略（実質的に）平らな光ガイド」なる用語は、概ね２Ｄ面上で光を案内するように構成された光ガイドを定義するために使用される。例えば、略平らな光ガイドは、板状の光ガイド若しくは導波器、平らな光ガイド若しくは導波器、表面光ガイド若しくは導波器、又は当業者により容易に理解されるような他の同様な光若しくは波案内構造を含むことができる。更に、「略平らな光ガイド」なる用語は、平らであるか又は光若しくは波案内特性に悪影響を与えないような曲率若しくは丸みを呈するかに拘わらず、異なる形状若しくは形態の異なる２Ｄ光ガイド若しくは導波器を含むものと見なされる。
【００１７】
「入力結合部」なる用語は、フォトセンサ光ガイドにおける、光が内部で案内されるように「捕捉」又は「入力結合」することができる部分を定義するために使用される。入力結合部は、光が当該光ガイドに侵入することを主に許すが、何らかの状況下では幾らかの光が入力結合部を介して当該光ガイドから出射し得るように構成される。入力結合部は、当業者により、当該光ガイドの外側エッジ、又は例えば当該光ガイド内に種々の形状の開口、孔、溝等を形成すべく該光ガイドに加工された内側エッジ等の「入力結合エッジ部」を含むものと容易に理解されるであろう。入力結合エッジ部は、所望の入力結合特性を提供するために必要に応じて、平らであり（即ち、当該光ガイドの主面に略垂直であり）、湾曲され、傾斜され及び／又は被覆され得る。また、入力結合部は、光ガイドの当該部分に入射した光を入力結合するように整えられた表面部分等の「入力結合表面部」も含むものと理解されるであろう。例えば、入力結合表面部は、当該光ガイドにおける、拡散器として作用するように例えば粗面化され、テクスチャ化され、加工され及び／又は刻印（imprinted）され、これにより、当該部分と相互作用する光が当該光ガイド内に結合されるのを可能にするような表面を有する部分により識別することができる。
【００１８】
「出力結合部」なる用語は、フォトセンサ光ガイドにおける、該光ガイドから光を「抽出する」及び／又は「出力結合する」ことができる部分を定義するために使用される。出力結合部は、光が当該光ガイドを出ることを主に許すが、何らかの状況下では幾らかの光が出力結合部を介して当該光ガイドに入り得るように構成される。出力結合部は、当業者により、当該光ガイドの外側エッジ、又は例えば当該光ガイド内に種々の形状の開口、孔、溝等を形成すべく該光ガイドに加工された内側エッジ等の「出力結合エッジ部」を含むものと容易に理解されるであろう。出力結合エッジ部は、所望の出力結合特性を提供するために必要に応じて、平らであり（即ち、当該光ガイドの主面に略垂直であり）、湾曲され、傾斜され及び／又は被覆されたものとすることができる。また、出力結合部は、当該光ガイド内を案内された光を出力結合するように整えられた表面部分等の「出力結合表面部」も含むものと理解されるであろう。例えば、出力結合表面部は、当該光ガイドにおける、拡散器として作用するように例えば粗面化され、テクスチャ化され、加工され及び／又は刻印され、これにより光ガイド内からの当該部分と相互作用する光が該光ガイドから抽出されるのを可能にするような表面を有する部分により識別することができる。他の斯様な出力結合技術は、当業者により容易に理解することができ、従って本発明から除外されるべきことを意味するものではない。
【００１９】
「迷光」なる用語は、所与の発光素子からの、該所与の発光素子を有する光源の全体の出力には通常入るとは考えられない光出力を定義するために使用される。例えば、発光素子は光を所定の方向に放出するように構成することができ、この所定方向に放出された光は一般的に、オプションとして種々の出力光学装置を介して、当該光源の全体の出力を供給するために使用されるが、依然として付加的な光が他の方向にも放出され得る。一般的に、この付加的な光は全体の光源出力設計においては特に重大ではない。迷光の一例は、公称的に前方放出型の発光素子の側部から放出される光（即ち、大幅に優勢な軸方向放出成分を有する発光素子から半径方向に放出される光）を含み得る。代わりに、又は上記との組み合わせで、迷光は、当該発光素子の優勢な出力方向から離れるように軸方向及び／又は半径方向に向けられた後方散乱又は反射光成分（例えば、発光素子パッケージ内での内部反射、不純物、パッケージ部品及び／又は発光素子のカプセル封止材内に捕捉された泡／気体等の局在的屈折率変動、出力レンズの欠陥等からの後方散乱）を含むことができる。他の斯様な例は、当業者にとり容易に明らかである。一般的に、迷光は、所与の発光素子により放出される光のうちの、優勢（主）放出成分（即ち、該所与の発光素子を有する光源の所望の出力を供給するために優勢に使用される成分）に対して最大でも（せいぜい）二次的な成分を定義するために使用される。
【００２０】
本明細書で使用される場合、「約」なる用語は、公称値から+/-１０％の変動を示す。このような変動は、特に言及するか否かに拘わらず、本明細書で示される如何なる所与の値にも常に含まれると理解すべきである。
【００２１】
特に言及しない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により普通に理解されるのと同じ意味を有する。
【００２２】
本発明は、フォトセンサ光ガイドを備える光源を提供するものである。特に、本発明は、1以上の発光素子と、1以上のフォトセンサと、例えば略平らな光ガイド等のフォトセンサ光ガイドとを有する光源を提供する。上記フォトセンサ光ガイドは、概ね、上記1以上の発光素子により放出される光の幾らかを捕捉すると共に該ガイドに光学的に結合された1以上のフォトセンサに案内するように構成されており、斯かるフォトセンサにより感知された光は上記1以上の発光素子の各出力を制御するための基礎として使用可能である。
【００２３】
一般的に、発光素子は当該光源内に、各発光素子の放出のうちの大きな割合及び／又は優勢な成分が該光源の出力に向けられる一方、各発光素子の放出における小さな割合及び／又はせいぜい二次成分が例えば略平らな光ガイド等のフォトセンサ光ガイド内に斯かる光ガイドの1以上の入力結合部を介して結合されるように配置される。次いで、上記フォトセンサ光ガイド内に結合された光は該光ガイドの1以上の出力結合部に導くことができ、そこにおいて該光ガイドに光学的に結合された1以上のフォトセンサにより感知することができる。通常、上記の感知された光は、例えば所望の光源出力を実質的に維持するために上記1以上の発光素子の出力を制御するための基礎として使用することができる。
【００２４】
オプションとして、当該光源は光ガイドカバー又は同様のものを更に有してもよい。該光ガイドカバーは光ガイドに対して、例えば、該光ガイドの光案内特性を助成するように、及び／又は周囲光及び／又は望ましくない散乱光等の寄生的光が当該光ガイドに侵入して前記1以上のフォトセンサにおける読みに影響を与えることを低減するように配置することができる。後に更に説明する光ガイドカバーの例は、これらに限定されるものではないが、1以上の実質的に不透明な構造体（例えばプラスチック、金属等からなるカバープレート等）、及び／又は当該光ガイドの1以上の表面上に塗布、堆積及び／又は配置された反射性及び／又は不透明な光学コーティング等の1以上の層状被覆（コーティング）を含むことができる。
【００２５】
［発光素子］
当該光源は、通常は、1以上の発光素子を有する。先に定義したように、斯かる1以上の発光素子は、オプションとして、ハウジング、出力光学系（例えば、半球レンズ等のレンズ、フィルタ、コーティング等）及び駆動回路等を種々の組み合わせで有する発光素子パッケージを有することができる。一実施例において、発光素子は、当該光源に、当該発光素子を駆動するように構成された駆動回路に動作的に結合された基板を介して取り付けられる。例えば、発光素子は印刷回路基板（ＰＣＢ）等を介して駆動することができ、斯かる印刷回路基板は単一の発光素子を駆動するように固有に構成されるか、又は種々の直列及び／又は並列構成で接続された発光素子の群又はアレイを駆動するように構成することができる。
【００２６】
一実施例において、各発光素子は、通常は、光を前方に、即ち当該発光素子の又は該発光素子のパッケージの光軸に沿う方向に放出するように構成される。このような発光素子により放出される光は、通常は、大きな軸方向成分と、より少ない半径方向成分とを有する。例えば、これらの発光素子により放出される光の大部分は、一般的に、当該発光素子及び／又はパッケージの光軸の周りの或る立体角内に集中する一方、該光のうちの僅かな割合は半径方向に又は横方向に放出される。
【００２７】
一実施例において、これらの半径方向又は横方向の放出は、当該発光素子の全体の出力に対して特別に大きくはなく、且つ、通常は当該光源の全出力に対して限られた寄与しか有さない迷い（漏れ）放出を含む。しかしながら、斯かる迷光は、この迷光を例えばフォトセンサ光ガイド内に結合することにより前記1以上の発光素子の出力をモニタするために使用することができる。一実施例において、発光素子の半径方向に及び／又は該発光素子の側部から放出される不所望な光及び／又は迷光は下流側での検出のために略平らな光ガイド内に結合される。幾つかの別々の発光素子により放出される迷光は、該略平らな光ガイド内で合成され、単一のフォトセンサに又は2以上のフォトセンサ（例えば、異なる色成分を持つ光を検出するように構成された別々のフォトセンサ等）に導くことができる。
【００２８】
他の実施例において、当該光源の1以上の発光素子は、各々、対応する光軸の周辺に光を放出するように構成されると共に、該光の軸方向成分が該光源の出力に対して向けられるように、且つ、該光の半径方向成分が上記フォトセンサ光ガイドの1以上の入力結合部に対して向けられるように配置される。
【００２９】
他の実施例において、前記1以上の発光素子は、該発光素子から放出される迷光が上記フォトセンサ光ガイドの1以上の入力結合部に向けられるように構成される。このような迷光は、先に定義したように、優勢に軸方向に及び／又は前方に放出する発光素子により放出される例えば半径方向の、後方散乱された及び／又は内部的に反射された光等の、当該光源出力のために優勢には使用されないような、当該発光素子の放出のうちの1以上のせいぜい二次成分を含み得る。
【００３０】
他の実施例において、上記1以上の発光素子は、該発光素子から放出される光の僅かな割合及び／又はせいぜい二次成分が前記フォトセンサ光ガイドの1以上の入力結合部に向けられる一方、該発光素子から放出される光の大部分及び／又は優勢成分が当該光源の出力に向けられるように構成される。
【００３１】
当業者であれば、他の同様の光源の構成も本文脈内に入ると見なすことができると容易に理解するであろう。即ち、光を当該光源の出力と、下流での検出のために案内されるべくフォトセンサ光ガイドの入力結合部との両方に向かって放出するように構成された1以上の発光素子を有する光源の種々の実施例も、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく本文脈内に入ると考えることができる。
【００３２】
更に、一実施例において、前記1以上の発光素子は、各々が対応する発光スペクトル又は色を有する1以上の個別の発光素子を有する。これらは、異なるタイプの高輝度及び／又は高強度発光素子、及び／又は他のタイプの標準的及び／又は通常の輝度の発光素子を含むことができる。１つの斯様な実施例において、前記光源は赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子からなる３つの発光素子を有し、これらの合成された出力は所望の色の又は白色光の出力を供給するために制御することができる。他の斯様な実施例において、前記光源は赤色発光素子、琥珀色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子からなる４つの発光素子を有し、これらの合成された出力も所望の色の又は白色光の出力を供給するために制御することができる。他のこのような色の組み合わせは、当業者にとり明らかであろう。
【００３３】
他の実施例において、前記1以上の発光素子は、各群又はアレイが対応する発光スペクトル又は色を持つような１以上の群又はアレイの発光素子を有する。これらの1以上の群又はアレイは、異なるタイプの高輝度及び／又は高強度発光素子、及び／又は他のタイプの標準的及び／又は通常の強度の発光素子を含むことができる。１つの斯様な実施例において、当該光源は、赤色発光素子の群又はアレイ、緑色発光素子の群又はアレイ及び青色発光素子の群又はアレイからなる３つの群又はアレイの発光素子を有し、これらの合成された出力は所望の色の又は白色の光出力を得るために制御可能である。他の斯様な実施例においては、当該光源は、赤色発光素子の群又はアレイ、琥珀色発光素子の群又はアレイ、緑色発光素子の群又はアレイ及び青色発光素子の群又はアレイからなる４つの群又はアレイの発光素子を有し、これらの合成された出力は所望の色の又は白色の光出力を得るために制御可能である。他の斯様な色の組み合わせは、当業者にとり明らかであろう。
【００３４】
［フォトセンサ光ガイド］
当該光源はフォトセンサ光ガイドを有し、該フォトセンサ光ガイドは、前記1以上の発光素子により放出される光の一部を捕捉するための1以上の入力結合部と、該ガイドに光学的に結合された1以上のフォトセンサにより感知されるべき上記光の一部の少なくとも幾らかを抽出するための1以上の出力結合部とを有している。一実施例において、該フォトセンサ光ガイドは略平らな光ガイドである。
【００３５】
先に定義したように、上記1以上の入力結合部は、1以上の入力結合エッジ部及び／又は1以上の入力結合表面部を異なる組み合わせで有することができる。同様に、上記1以上の出力結合部は、1以上の出力結合エッジ部及び／又は1以上の出力結合表面部を異なる組み合わせで有することができる。
【００３６】
一般的に、当該フォトセンサ光ガイドは、前記1以上の発光素子の全て又は部分群から放出される光を入力結合するための単一の入力結合部を有することができるか、又は前記1以上の発光素子の各々に対して対応する入力結合部を有することができる。例えば、一実施例においては、当該光ガイドは、当該光源（例えば、ＲＧＢ光源）の３つの発光素子の各々に対して１つずつの３つの入力結合部を有する。他の実施例では、当該光ガイドは、当該光源（例えば、ＲＡＧＢ光源）の４つの発光素子の各々に対して１つずつの４つの入力結合部を有する。
【００３７】
他の実施例において、特別な入力結合部は2以上の発光素子により放出される光を入力結合するように構成することができる。例えば、１つの斯様な実施例は、当該光ガイドの開口内に2以上の発光素子を対称に配置することができ、該開口のエッジが、斯かる2以上の発光素子からの光を該光ガイドに対称に入力結合することができるような入力結合エッジ部を形成する。このような複数素子構成の例は、楕円形（oval）開口内に対称に配置された２つの発光素子、三角形開口内に対称に配置された３つの発光素子、正方形又は長方形の開口内に対称に配置された４つの発光素子、及び当業者により容易に理解されるような他の構成を含むことができる。
【００３８】
同様に、当該フォトセンサ光ガイドは、光を前記1以上のフォトセンサの全て又は部分群に向けるための単一の出力結合部を有することができるか、又は上記1以上のフォトセンサの各々に対して対応する出力結合部を有することができる。例えば、一実施例において、当該光ガイドは、当該光源の３つのフォトセンサ（例えば、ＲＧＢ光源における赤色、緑色及び青色光を各々感知するように構成されたフォトセンサ）の各々に対して１つずつの３つの出力結合部を有する。他の実施例では、当該光ガイドは、当該光源の４つのフォトセンサ（例えば、ＲＡＧＢ光源における赤色、琥珀色、緑色及び青色光を各々感知するように構成されたフォトセンサ）の各々に対して１つずつの４つの出力結合部を有する。他の例として、特定の出力結合部は光を2以上のフォトセンサに向けるように構成することができる。
【００３９】
他の実施例では、当該光源の1以上の発光素子の全てにより放出される光を感知するために単一のフォトセンサが設けられる。この実施例において、上記1以上の発光素子から入力結合された光は混合されて単一の出力結合部に向けて案内され、フォトセンサは斯かる混合された光を感知するように構成される。上記混合された光は、ここでも、赤、緑及び青の光の組み合わせ、赤、琥珀、緑及び青の光の組み合わせ、及び他の斯様な色の組み合わせを有することができる。
【００４０】
一般的に、全内反射が、異なる発光素子から入力結合された光を当該光ガイド内において効果的に混合するように発生し、斯かる混合光の少なくとも幾らかを前記1以上のフォトセンサに向かって導く。一実施例において、発光素子及び斯かる発光素子に関連付けられた入力結合部は、前記1以上の出力結合部の周りに、これら出力結合部に導かれる光が、該光が放出された発光素子の如何に拘わらず、実質的に同一の距離を進むように実質的に対称に配置される。このような特性を得るために、これに限定されるものではないが、1以上の中央に配置されたフォトセンサの周りに対称に配置された2以上の発光素子を有するものを含む種々の囲み構成を使用することができる。
【００４１】
他の実施例では、上記発光素子及び該発光素子に関連づけられた入力結合部は、前記1以上のフォトセンサの周りに対称に配置されることはない。これらの発光素子により放出される光を、例えば略平らな光ガイド内での案内される進行を経て効果的に混合することにより、適切な光の検出を得ることができ、これにより対称的な構成に関連する空間的制約を低減することができる。このような構成の例は、単一のフォトセンサから或る距離に配置された発光素子の直線的アレイ、及び当業者にとり容易に明らかな他の斯様な構成を含むことができる。
【００４２】
一実施例において、上記フォトセンサ光ガイドは、該ガイドの周が当該光源の1以上の発光素子及び1以上のフォトセンサを囲むように整形及び寸法決めされた略平らな光ガイドを有する。当該光ガイドには、上記1以上の発光素子の位置に対応すると共に斯かる位置と整列するように配置された各開口が設けられ、これら開口は各発光素子の光学系を嵌めるのに十分なほど大きい。かくして、該光ガイドが上記1以上の発光素子上に配置された場合、これにより上記開口の内側エッジが各発光素子から半径方向又は横方向に放出される光を入力結合するための各入力結合エッジ部を定めることになる一方、発光素子の略前方向への放出は該光ガイドにより実質的に妨害されることはない。このような構成は、例えば、迷光を含み得る上記1以上の発光素子から半径方向又は横方向に放出される光、又は上記1以上の発光素子の放出における、所望の光源出力を生成するために必要とされない若しくは望まれない成分をサンプリングするために使用することができる。
【００４３】
上記フォトセンサ光ガイドは、内部で所望のレベルの光反射を起こす一方、更に所望のレベルの光の透過を生じさせるような複数の材料のうちの1以上から作製することができる。例えば、該フォトセンサ光ガイドはプラスチック、アクリル、ガラス又は当業者により容易に理解されるような他の材料から作製することができる。
【００４４】
一実施例において、当該光ガイドは上記1以上の発光素子から前方向に放出される光を減少させない程度に十分に薄いアクリル板を有する。該アクリル板は、通常は当該光源の有用な出力の一部ではない漏れの横方向に放出される光を捕捉するように配置される。一実施例において、該アクリル板は約０.０４０インチ厚である。
【００４５】
他の実施例において、前記1以上の入力結合エッジ部は、上記略平らな光ガイドの外側エッジ内に定められる。一実施例において、このような外側エッジは、上記1以上の発光素子を部分的に囲み又は取り囲む。
【００４６】
更に、一実施例において、当該光ガイドは、通常は、前記1以上のフォトセンサの位置に対応すると共に斯かるフォトセンサに整列されるように配置された各出力結合表面部を有する。そのようであるので、前記1以上の発光素子から捕捉された光の少なくとも幾らかは、該光ガイドにより混合されると共に、上記1以上の出力結合表面部に導かれ、対応するフォトセンサにより感知されるべく斯かる表面部において抽出することができる。
【００４７】
先に定義したように、上記1以上の出力結合表面部は、各々、例えば当該光ガイド内で光を上記1以上のフォトセンサに向けて再指向させるように粗面化され、テクスチャ化され、加工され及び／又は刻印された該光ガイドの表面部分を有することができる。このような表面部分は、例えば当該光ガイドにおける上記フォトセンサに面する表面上に、又はこれとは反対の表面上に設けることができる。更に、上記1以上のフォトセンサは当該光ガイドの何れの側にも配置することができる。他の斯様な光抽出方法及び構成も、当業者にとり明らかであり、本開示の範囲及び趣旨から逸脱するものではない。
【００４８】
他の実施例において、上記1以上のフォトセンサは、当該光ガイドの内側エッジ部（例えば、当該光ガイド内の開口／孔の内側エッジ）又は該光ガイドの外側エッジの何れにより定められた出力結合エッジ部にも結合することができる。
【００４９】
更に、当業者であれば、当該フォトセンサ光ガイドは1以上の発光素子から上記1以上のフォトセンサへ光を案内するのに適した種々の形状又は形態を有するように作製することができることが分かるであろう。例えば、略平らな光ガイドは、当該光源の該光源が使用される用途により定まる構造的制約を許容し、及び／又は満足のゆく又は最適化された結果を提供すると思われる種々の発光素子及びフォトセンサの構成を許容するように整形及び寸法決めすることができる（例えば、図１及び図６ないし８参照）。
【００５０】
例えば、一実施例において、当該フォトセンサ光ガイドは、前記1以上のフォトセンサを焦点に配置することができると共に、前記1以上の発光素子から放出された光が当該光ガイドのエッジから該焦点に向けて反射され得るような、部分的に放物状の形状を有する略平らな光ガイドにより定めることができる。他の斯様な収束させる構成は当業者にとり明らかであろう。
【００５１】
他の例として、当該フォトセンサ光ガイドは、上記1以上のフォトセンサに対する上記1以上の発光素子の実質的に対称な配置を許容するように整形することができる。当業者にとり容易に明らかなように、円形の、長方形（楕円形）の、正方形の、三角形の及び他の斯様な形状も考えられる。例えば不規則な光源、及び／又は特別に対称ではない発光素子及びフォトセンサ構成を許容すると思われる不規則形状も、本開示の範囲及び趣旨を逸脱することなく考えつくことができる。
【００５２】
更に、上記フォトセンサ光ガイドは、当該光源の出力を向上させるために及び／又は該光ガイドの光の入力結合、出力結合及び／又は案内特性を向上させるために被覆し及び／又は追加の光学エレメントを取り付けることができる。例えば、一実施例において、略平らな光ガイドの上面は、周囲光の当該光ガイドに侵入する量を低減する一方、前記1以上の発光素子から放出された光を当該光源外に反射するのを補助するために銀メッキし又は何らかの他の反射性材料によりコーティングすることができる。
【００５３】
更に、略平らな光ガイドにおける銀メッキされ又は何らかの他の反射性材料によりコーティングされた上面は、幾つかの実施例では、上記反射性コーティング上に実質的に不透明なトップコートを有することもできる（例えば、図１３参照）。このような実施例のトップコートは、例えば、さもなければ当該センサに上記1以上の発光素子の各々の入力結合された成分により供給されることを意図するよりも多くの光を検出させ、及び／又は該センサにより読み取られる色温度及び／又はスペクトル分布を変化させるような周囲光を少なくとも部分的に阻止することができる。望ましくない周囲光の源は、例えば、当該光源における優先的散乱（preferential scatter）を介して供給される光、及び／又は昼光及び／又は隣接する照明器具により発生される光等の当該光源の外部から侵入する光からのものを含み得る。
【００５４】
幾つかの実施例において、反射性コーティングが当該光ガイドの上面に設けられ、周囲光の約９５％までを阻止する。このような実施例において、上記反射性コーティング上には追加の不透明なコーティングを設けることができ、当該光ガイドに光が侵入するのを、更に多くの周囲光を該光ガイドに侵入することから阻止することができるように（一実施例では、周囲光の９５％以上を阻止する）、更に低減させる。このように、1以上の層状コーティングの斯様な組み合わせは、オプションとして、後に詳述するように効果的なフォトセンサ光ガイドカバーを提供することができる。
【００５５】
［フォトセンサ］
当該光源は、該光源のフォトセンサ光ガイドにおける前記1以上の出力結合部に光学的に結合された1以上のフォトセンサを有する。該1以上のフォトセンサは、通常は、当該光源の前記1以上の発光素子の出力をモニタするために使用され、感知された信号は、通常は、所望の光源出力を実質的に維持するための後述する出力コントローラ及び／又は制御システムの一部として使用される。
【００５６】
一般的に、1以上のフォトセンサを使用することができる。一実施例において、前記1以上の発光素子の各々の出力は単一のフォトセンサによりモニタされる。他の実施例では、発光素子の各タイプに対して、例えば多色光源における各色に対して別個のフォトセンサが使用される。
【００５７】
一実施例において、上記1以上のフォトセンサは前記フォトセンサ光ガイドの1以上の出力結合表面部に光学的に結合される。他の実施例において、斯かる1以上のフォトセンサは、前記フォトセンサ光ガイドの1以上の出力結合エッジ部に光学的に結合される。
【００５８】
一実施例において、上記1以上のフォトセンサは当該光源内で各ＰＣＢ上に取り付けられる。他の実施例では、斯かる1以上のフォトセンサのうちの少なくとも幾つかは、前記1以上の発光素子の1以上と同一のＰＣＢ上に取り付けられる。
【００５９】
フォトセンサは、検出された光の放出を電気信号に変換する手段を形成する、異なるタイプの光センサを含むことができ、その場合、該フォトセンサは広帯域センサ又は狭帯域センサとすることができる。例えば、フォトセンサは、フォトトランジスタ、フォトセンサ集積回路、非励起ＬＥＤ、シリコンフォトダイオード又は当業者により容易に理解される他のデバイスとすることができる。一実施例において、広帯域センサはフィルタと組み合わされ、これにより狭帯域の光放出検出を提供することができる。
【００６０】
［出力制御］
一般的に、当該光源は1以上の発光素子を有し、これら発光素子の出力は該光源の全体の光出力に寄与する。斯かる1以上の発光素子の各々の出力をモニタすることにより、制御された光源出力を得ることができる。例えば、制御用として考えられ得る種々の出力パラメータは、これらに限定されるものではないが、当該光源の放射出力パワー及び出力光度等、並びに色度、色品質及び／又は演色効率を含む。他の斯様なパラメータも当業者にとり明らかであり、従って本開示の範囲及び趣旨から逸脱するものではない。
【００６１】
上述したように、当該光源は、フォトセンサ光ガイドを介して1以上の発光素子の出力をモニタするように構成された1以上のフォトセンサを有する。一般的に、上記1以上のフォトセンサは上記1以上の発光素子の各出力を表す電気信号を発生するように構成され、これら信号は制御システムの信号プロセッサ等のコントローラ（例えば、コントローラ、マイクロコントローラ、ソフトウェア及び／又はハードウェアデバイス等）又は他の斯様な制御手段により使用されて、当該光源の出力を評価し、必要な場合は、上記1以上の発光素子の各出力を調整することができる。
【００６２】
一実施例において、当該光源は、各々が通常は対応する発光スペクトルを持つ2以上の発光素子又は斯かる発光素子の群若しくはアレイを有する。斯かる2以上の発光素子の出力を合成することにより、合成された光源出力スペクトル又は色が得られ、この出力スペクトル又は色は、一般的に、各発光素子の相対的スペクトル寄与度により決まる。そのようであるので、上記2以上の発光素子の各強度を制御することにより、当該光源の全体の出力スペクトル又は色も制御される。
【００６３】
他の実施例において、当該光源は、各々が通常は対応する発光スペクトルを持つ３以上の発光素子又は斯かる発光素子の群若しくはアレイを有する。この場合も、斯かる３以上の発光素子の出力を合成することにより、白色光を含み得るような、合成された出力スペクトル又は色が得られる。当業者であれば、白色光は蛍光体被覆発光素子を用いる等の代替手段を用いて発生することができ、斯かる代替手段も本文脈内に入ると考え得ることが分かるであろう。
【００６４】
一実施例において、当該光源は、制御可能な白色又は有色出力を供給するように構成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の発光素子を有する。他の実施例では、当該光源は、制御可能な白色又は有色出力を供給するように構成された赤（Ｒ）、琥珀（Ａ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の発光素子を有する。他の例として、選択された、可変の及び／又は最適化された白色又は有色出力を供給するように組み合わせ可能な各発光スペクトルを有する２つ、３つ、４つ若しくはそれ以上の発光素子又は斯かる発光素子の群若しくはアレイの他の組み合わせも、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなしに考え得る。
【００６５】
前述したように、当該光源の出力の色は、上記発光素子（例えばＲＧＢ、ＲＡＧＢ等）の相対強度を変えることにより変化させ及び／又は最適化することができる。従って、当該光源の、及び／又は各発光素子及び／又は斯かる発光素子の群若しくはアレイの出力をモニタすることにより、該光源の出力を制御することができる。更に、各発光素子の出力は、周囲及び／又は動作温度の変化に伴って、又は発光素子の経時変化若しくは斯かる発光素子の出力強度の変化（例えば、視感度効率、色、スペクトル形状等）に伴って、別々に変化し得るので、当該光源の及び／又は各発光素子又は斯かる発光素子の群若しくはアレイの出力は、上記のような変化を検出すると共に、所望の出力を実質的に維持するために適切な補償をおこなうべく更にモニタすることができる。
【００６６】
従って、一実施例においては、大幅に安定した出力色を達成するために、即ち周囲及び／又はデバイス温度の変化、発光素子の経時変化、及び／又は全体の出力強度の変動にも拘わらず実質的に同一のままである出力色を達成するために、合成された発光素子の出力の色度が、前記フォトセンサ光ガイド及び該光ガイドに結合された1以上のフォトセンサを介してモニタされる。上記1以上のフォトセンサにより発生される信号は光源又はシステムコントローラにフィードバックを供給するために使用することができ、これが上記発光素子を（例えば、対応するドライバ及び／又は制御回路を介して）制御して、所望の出力色を実質的に維持する。このようなフィードバック制御は、種々の実施例において、所望の出力光度及び放射パワーを実質的に維持すると同時に、当該光源の色品質及び／又は演色効率を維持及び最適化するために適用することもできる。
【００６７】
［オプションとしてのフォトセンサ光ガイドカバー］
本発明の光源は、オプションとして、例えば前記光ガイドに周囲光が侵入するのを阻止するために及び／又は該光ガイドの光案内特性を促進するために光ガイドカバーを有することができる。
【００６８】
一実施例において、該カバーは実質的に不透明であると共に、上記光ガイドの全内部反射特性を促進し及び／又は該光ガイドからの望ましくない光の抽出を防止するように配置される。例えば、当該オプション的カバーは、実質的に不透明な材料（例えば、プラスチック、金属等）、又は当業者にとり明らかな技術を使用して不透明に若しくは反射的となるようにコーティングされた透明材料から形成することができる。他の実施例では、該光ガイドカバーは当該光ガイド上に直接配された1以上の層状コーティングからなり、例えば当該光ガイドの表面上に配された反射性コーティング、及び当該光ガイドへの周囲光の侵入を更に低減するための上記反射性コーティング上に配された追加の実質的に不透明なコーティングを有する。
【００６９】
一実施例において、当該光ガイドの全内部反射特定を促進するために、上記カバーは該光ガイドの表面と光学的に直接接触しないように配置される。例えば、該光ガイドカバーは、実質的に不透明な材料から作製されると共に、当該光源内に、該光ガイドの近傍にではあるが、該光ガイドとの間の直接的接触を避けるために該光ガイドから離隔されて取り付けることができる（例えば、図１１の実施例参照）。
【００７０】
他の実施例において、当該カバーの上記光ガイドに対面する表面、及び／又は該光ガイドの上記カバーに対面する表面は、反射性表面である。結果として、該カバーは、上記光ガイドの全内部反射特性に悪影響を与えることなく、該光ガイドの表面と光学的に直接接触するように配置することができる（即ち、上記反射性コーティングを介して）。
【００７１】
前記発光素子から到来し、当該光源の出力に向けられた光の望ましくない妨害を減少させるために、当該カバーの厚さは減少させることができ、特に各発光素子に近づくにつれて更に減少させることができる（例えば、図１１及び１２の実施例参照）。例えば、一実施例において、当該カバーは、発光素子に向かって、該カバーの厚みが該発光素子の近くでナイフエッジ（刃先）まで減少するように先細りとなる。
【００７２】
更に、幾つかの実施例において、当該光ガイドカバーは該光ガイドの取り付け装置及び／又は位置決め装置として作用するように構成される。このような実施例において、該光ガイドカバーは、上記光ガイドと、発光素子の基板（例えば図１２の実施例参照）及び／又は当該光源のハウジング（例えば図１１の実施例参照）との両方に結合される。これらの結合は、当業者にとり明らかなように、種々のクリップ、固定具（ファスナ）及び接着剤等を用いる種々の異なる方法で達成することができる。
【００７３】
以下、本発明を特別な例を参照して説明する。尚、下記の例は、本発明の実施例を説明しようとするものであり、本発明を如何なる形でも限定しようするものではないと理解されたい。
【実施例１】
【００７４】
図１ないし３を参照して、本発明の一実施例による、符号１００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源１００は、発光素子１０２等の４つの直線状に配置された発光素子と、フォトセンサ１０４と、発光素子１０２により半径方向に放出される光の部分を捕捉し、混合し、フォトセンサ１０４に向かって案内する略平らな光ガイド１０６とを有している。本例において、光源１００は、所望の出力色レベル（例えば、色度、色温度等）、所望の白色光レベル（例えば、所望の演色インデックス、色品質等を有する）等の所望の合成出力を供給する所定の出力強度に従って光を放出するように構成された赤色、琥珀色、緑色及び青色発光素子１０２を有している。
【００７５】
通常、各発光素子１０２は基板１０８に取り付けられ、該基板自体は印刷回路基板（ＰＣＢ）１１０に動作的に結合される。ドライバ１１２等の発光素子ドライバは、発光素子１０２の各々を駆動すべくＰＣＢ１１０に駆動信号を供給するように構成されている。フォトセンサ１０４も、ＰＣＢ１１０に取り付けられ、フィードバック制御システムの信号プロセッサ等（例えば、データプロセッサ、マイクロプロセッサ、ソフトウェア及び／又はハードウェアデバイス等）の出力制御手段１１４にモニタ信号を伝達するように構成されている。該出力制御手段自体は、所望の光源出力を供給及び／又は実質的に維持するための駆動信号を発生するようにドライバ１１２を制御するよう構成されている。光ガイド１０６及びフォトセンサ１０４を介して発光素子１０２の出力をモニタすることにより、発光素子１０２の各出力を制御手段１１４及びドライバ１１２を介して必要に応じて調整し、周囲温度及び／又は動作温度の変化、発光素子１０２の経時変化、全体の出力強度の変更、及び／又は当業者にとり容易に理解される他の斯様なパラメータにより生じる発光素子１０２の各出力の相対変化に適合させることができる。
【００７６】
この実施例において、略平らな光ガイド１０６は、該光ガイドの外周が４つの発光素子１０２及びフォトセンサ１０４を囲むように概ね整形及び寸法決めされている。光ガイド１０６には、４つの発光素子１０２の位置に対応し且つ整列するように配置された円形の孔１１６等の各開口が設けられ、これら開口１１６は各発光素子１０２の光学系が嵌るほど十分に大きい。そのようであるので、当該光ガイドが発光素子１０２上に配置された場合、各開口１１６の内側エッジが、対応する発光素子１０２から半径方向又は横方向に放出される光を入力結合するための各入力結合エッジ部を定めることになる一方、斯かる発光素子の実質的に前方向の放出は該光ガイド１０６により実質的に妨害されないままとなる（例えば、図３参照）。
【００７７】
一実施例において、光ガイド１０６は、発光素子１０２から前方に放出された光を減少させない程度に薄いアクリル板を有する。特に、該光ガイドは、前述したように、通常は当該光源の有用な部分ではない漏れの、横方向に放出される光を捕捉するように配置することができる。一実施例において、上記アクリル板は約０.０４０インチ厚である。
【００７８】
更に、光ガイド１０６は、フォトセンサ１０４の入力に整列するように配置された出力結合表面部１１８を有している。かくして、発光素子１０２から捕捉された光の少なくとも幾らかは光ガイド１０６により混合されて出力結合表面部１１８へ案内され、該表面部において抽出され、フォトセンサ１０４により感知することができる（例えば、図３参照）。
【００７９】
通常、出力結合表面部１１８は、例えば、粗面化され、テクスチャ化され、加工され及び／又は刻印された表面を有し、この表面は、該表面と相互に作用し合う光を出力結合すると共に該光の少なくとも幾らかをフォトセンサ１０４に向けるための拡散器として作用するように構成される。この実施例において、この表面部は、解説的に、光ガイドにおける上記フォトセンサに対面すると共に当該光源の概略出力方向とは反対の面上に設けられている。
【００８０】
従って、迷光及び／又は他の半径方向若しくは横方向に放出される光成分等の、発光素子１０２からの半径方向及び／又は横方向に放出される光は、光ガイド１０６内で混合されると共に案内され得る。最終的に、斯かる混合され案内された光の一部はフォトセンサ１０４により感知され、該フォトセンサに動作的に結合された制御手段１１４により使用されて、当該光源１００の全体の出力を評価すると共に、所望の出力を維持するために必要ならば、発光素子１０２の各出力を調整することができる。
【実施例２】
【００８１】
図４を参照して、本発明の他の実施例による符号２００を用いて全体的に示す光源を説明する。該光源２００は、図１ないし３の光源１００と類似するが、光ガイド２０６の出力結合表面部２１８が、図１ないし３の実施例の出力結合表面部１１８の場合におけるように光ガイド２０６の外側表面上に配置されるというよりは、該光ガイドにおけるフォトセンサ２０４に近い内側表面上に設けられる点で相違している。完全のために、図４における図１ないし３の実施例で示した対応する部分と類似する他の部分は、対応する符号により示されている。
【実施例３】
【００８２】
図５を参照して、本発明の他の実施例による、符号３００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源３００は図１ないし３の光源１００に類似するが、フォトセンサ３０４が、光ガイド３０６の、出力結合表面部３１８と同一の側の表面に上に配置される点で相違している。図５に示される、図１ないし３の実施例で示した対応する部分と類似する他の部分は、完全を期すために対応する符号を用いて示されている。
【実施例４】
【００８３】
図６を参照して、本発明の他の実施例による、符号４００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源４００は図１ないし３の光源１００に類似するが、当該光源の４つの発光素子４０２が、略円形の光ガイド４０６内でフォトセンサ４０４の周囲に正方形構成で対称に配置されている点のみが相違する。図６に示される、図１ないし３の実施例で示した対応する部分と類似する他の部分は、完全を期すために対応する符号を用いて示されている。
【実施例５】
【００８４】
図７を参照して、本発明の他の実施例による、符号５００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源５００は図１ないし３の光源１００に類似するが、当該光源の４つの発光素子５０２が、略楕円形の光ガイド５０６内でフォトセンサ５０４の周囲に対状の略長方形の構成で対称に配置されている点のみが相違する。図７に示される、図１ないし３の実施例で示した対応する部分と類似する他の部分は、完全を期すために対応する符号を用いて示されている。
【実施例６】
【００８５】
図８を参照して、本発明の他の実施例による、符号６００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源６００は図１ないし３の光源１００に類似するが、当該光源６００が、概ね三角形の光ガイド６０６内でフォトセンサ６０４の周囲に概ね三角形の構成で配置された３つの発光素子６０２のみを有する（例えば、赤、緑及び青の発光素子６０２を有する）点だけが相違する。図８に示される、図１ないし３の実施例で示した対応する部分と類似する他の部分は、完全を期すために対応する符号を用いて示されている。
【実施例７】
【００８６】
図９ないし１１を参照して、本発明の他の実施例による、オプションとしての光ガイドカバー７５０を有する光源７００（図１１参照）を説明する。該光源７００は、図１ないし３の光源１００に類似し、基板７１０に動作的に結合されると共に、光ガイド７０６の各孔７１６から突出するように配置された複数の発光素子７０２を有し、これら孔の各々は発光素子７０２からの光を受光すると共に該光をフォトセンサ（図示略）に向かって案内する入力結合部を形成する。
【００８７】
この実施例において、当該光源７００は、光ガイド７０６への周囲光の侵入を低減し、及び／又は該光ガイドからの入力結合された光の不所望な抽出を低減するために該光ガイド７０６上に配置されるべき光ガイドカバー７５０を更に有している。該光ガイドカバー７５０は、発光素子７０２が通過するための孔７５４等の複数の孔と、該光ガイドカバーを例えば当業者にとり明らかな適切な固定具等を介して当該光源のハウジング（図示略）に取り付けるための取付開口７５８を各々が有するような取付構造部７５６とを有している。
【００８８】
光ガイドカバー７５０は、更に、光ガイド７０６を当該カバー７５０に対して離隔された関係で、従って当該光源のハウジング及び発光素子７０２に対して定位置に保持するために設けられたクリップ７６６等の光ガイド結合エレメントを有している。更に、クリップ７６６及び側壁部７６２は、発光素子基板７１０を定位置に保持するように構成されている。光ガイド７０６をカバー７５０に対して位置決めするのを補助するために、該カバー７５０の側壁部７６２に、図示のように、タブ７６４等の位置合わせエレメントを設けることもできる。この例において、タブ７６４はカバー７５０の底側表面上に切り込み（indents）を有する。当業者にとり、このような位置合わせエレメントが、例えば当該カバーの厚みにわたって延びるタブ、又は当該光ガイドから延びる凸部を受け入れるように構成された凹部等を含む種々の構成及び形状を有し得ることは明らかであろう。他の斯様な位置合わせ手段も、当業者にとり明らかであり、本開示の範囲及び趣旨から逸脱しないものと考えられる。
【００８９】
この例におけるカバー７５０の厚さは、当該光源７００の出力に向けられた発光素子７０２により放出される光の妨害を低減するために発光素子用の孔７５４の近傍で減少される。例えば、カバー７５０の上側表面は発光素子用孔７５４の近傍に傾斜領域７６０を有し、該傾斜領域は、放出光の障害を低減すべくカバー７５０の厚みが減少されるように、底側表面に向かって傾斜されている。この領域７６０の傾斜面は、一例においては、発光素子７０２により放出され該面に入射する光を再送出するために反射性とすることができる。
【実施例８】
【００９０】
図１２を参照して、本発明の他の実施例による、符号８００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源８００は、図１ないし３の光源１００に類似し、基板８１０に動作的に結合されると共に、光ガイド８０６の各孔８１６から突出するように配置された１以上の発光素子８０２を有し、これら孔の各々は対応する発光素子８０２からの光を受光し、該光をフォトセンサ（図示略）に向かって案内する入力結合部を形成する。
【００９１】
この実施例において、光源８００は光ガイドカバー８５０を更に有し、この光ガイドカバーは、当業者にとり明らかであるような適切な固定具８７０を介して該カバーを印刷回路等の基板８１０に取り付けるための各取付孔を有する１以上の取付構造部８５６を有している。
【００９２】
カバー８５０は、該カバーに光ガイド８０６を結合すると共に該光ガイドを所定の態様に位置決めするためのクリップ８６６等の光ガイド結合エレメントも有している。この例において、カバー８５０における光ガイド８０６と対面すると共に該光ガイドと直接接触する面には、反射コーティング（図示略）が設けられ、これにより光ガイド８０６からの光の不所望な抽出を低減する。
【００９３】
この例におけるカバー８５０の厚さも、当該光源８００の出力に向けられた発光素子８０２により放出される光の妨害を低減するために各発光素子用の孔８５４の近傍で減少される。例えば、カバー８５０の上側表面は発光素子用孔８５４の近傍に傾斜領域８６０を有し、該傾斜領域は、放出光の障害を低減すべくカバー８５０の厚みが減少されるように、底側表面に向かって傾斜されている。この領域８６０の傾斜面は、一例においては、発光素子８０２により放出され該面に入射する光を再送出するために反射性とすることができる。
【実施例９】
【００９４】
図１３を参照して、本発明の他の実施例による、符号９００を用いて全体を示す光源を説明する。該光源９００は、図１ないし３の光源１００に類似し、基板９１０に動作的に結合されると共に、光ガイド９０６の各孔９１６から突出するように配置された１以上の発光素子９０２を有し、これら孔の各々は対応する発光素子９０２からの光を受光し、該光をフォトセンサ（図示略）に向かって案内する入力結合部を形成する。
【００９５】
この例において、光源９００は、光ガイド９０６上に配置された１以上の層状コーティングにより形成される光ガイドカバー９５０を更に有している。例えば、光ガイド９０６は、該光ガイドに周囲光が侵入するのを更に低減し、及び／又は該光ガイドからの入力結合された光の抽出を更に低減するのを助けるために、反射性コーティング９８０及び追加の不透明コーティング９９０を上部に有する。
【００９６】
本発明の上述した実施例は幾つかの例であり、多くの態様で変形され得ることは明らかである。このような現在及び未来の変形は本発明の趣旨及び範囲からの逸脱と見なされてはならず、当業者にとり明らかである全ての斯様な変形は添付請求項の範囲に含まれるものである。
【図１】
2010501969.tif 000003
【図２】
2010501969.tif 000004
【図３】
2010501969.tif 000005
【図４】
2010501969.tif 000006
【図５】
2010501969.tif 000007
【図６】
2010501969.tif 000008
【図７】
2010501969.tif 000009
【図８】
2010501969.tif 000010
【図９】
2010501969.tif 000011
【図１０】
2010501969.tif 000012
【図１１】
2010501969.tif 000013
【図１２】
2010501969.tif 000014
【図１３】
2010501969.tif 000015
【国際調査報告】
2010501969.tif 000016
2010501969.tif 000017