(57)【要約】【課題】  発光ダイオード光源の輝度を増大させる光学システムを提供する。【解決手段】  光学システムに有用に捕捉される光の量は、光学システムが光を集めることができる領域に光を集中させることによって増加することができる。一実施形態では、出射表面を含む透明部材の第１の表面上に発光ダイオードが配置される。透明部材は、第２の表面上に反射性要素を含み、発光ダイオードから放射された光が出射表面の方向に誘導されるような形状を有する。透明部材の第１の表面の、第１の発光ダイオードと透明部材の第１の表面の出射表面との間の部分は、反射コーティングで被覆される。第１の表面の反射コーティングを有する部分は、発光ダイオードの幅よりも大きくてもよい。一実施形態では、透明部材は、２つの別々の透明要素で形成される。【選択図】      図２
2005210132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の発光ダイオードと、
前記第１の発光ダイオードが配置された第１の表面、第２の表面、及び出射表面を有する透明部材と、
を含み、
前記透明部材の前記第１の表面の前記第１の発光ダイオードと該透明部材の前記出射表面との間の部分に反射コーティングが配置され、
前記透明部材の前記第２の表面上に配置された第２の発光ダイオード及び反射コーティングのうちの一方、
を更に含み、
前記透明部材は、前記少なくとも第１の発光ダイオードから放射された光が該透明部材の前記出射表面の方向に誘導されるような形状を有する、
ことを特徴とする光学システム。
【請求項２】
前記第１の発光ダイオードは、前記透明部材の前記第１の表面に結合したある一定の幅を有する表面を有し、
前記透明部材の前記第１の表面の前記第１の発光ダイオードと該透明部材の前記出射表面との間の前記部分は、該第１の発光ダイオードの前記表面の前記幅よりも大きな距離を延びる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記透明部材の前記第２の表面は、反射コーティングを用いて被覆され、
前記透明部材の第３の表面と、
前記第１の発光ダイオードから放射された光を反射する材料で被覆した前記透明部材の第４の表面と、
前記透明部材の前記第３の表面上に配置された第２の発光ダイオードと、
を更に含み、
前記透明部材の前記第１及び第３の表面は、前記出射表面に対向する頂点を有する楔体を形成し、前記第２及び第４の表面は、実質的に平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項４】
前記透明部材は、
前記第１の発光ダイオードに結合し、出射表面を有する第１の光学要素と、
前記第１の光学要素の前記出射表面に結合した入射表面を有し、前記透明部材の前記出射表面である表面を有する第２の光学要素と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項５】
前記第１の光学要素と前記第２の光学要素との間に配置された波長変換材料を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の光学システム。
【請求項６】
前記透明部材の前記第１の表面及び該透明部材の前記第２の表面は、前記出射表面に対向する頂点を有する楔体を形成することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項７】
前記楔体は、少なくとも１つの非平面表面を有することを特徴とする請求項６に記載の光学システム。
【請求項８】
前記透明部材の前記出射表面から放射された光が入射する映像パネルを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項９】
前記映像パネルと前記透明部材の前記出射表面との間に配置されたレンズ及びインテグレータ・ロッドのうちの少なくとも一方を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記透明部材の前記第１の表面上に配置された複数の発光ダイオードを更に含み、
前記反射コーティングは、前記透明部材の前記第１の表面の、任意の発光ダイオードと該透明部材の前記出射表面との間の部分に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記透明部材は、サファイア、ガラス、アクリル、及びシリコーンから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１２】
第１の発光ダイオードと、
前記第１の発光ダイオードが配置された第１の表面、該第１の表面と対向してそれと非平行の第２の表面、及び第１の出射表面を有する第１の透明部材と、
前記第２の表面上に配置された第２の発光ダイオード及び反射コーティングのうちの一方と、
反射コーティングが配置された第３の表面、該第３の表面と対向して非並行であり、反射コーティングが配置された第４の表面、前記第１の出射表面と結合した入射表面、及び該入射表面に対向する第２の出射表面を有する第２の透明部材と、
を含み、
前記第１の透明部材及び前記第２の透明部材は、前記第１の発光ダイオードから放射された光が前記第２の出射表面の方向に誘導されるような形状を有する、
ことを特徴とする光学システム。
【請求項１３】
前記第１の透明部材及び前記第２の透明部材は、前記第１の表面及び前記第２の表面が前記第２の出射表面に対向する頂点を形成する楔体を形成することを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１４】
前記楔体は、少なくとも１つの非平面表面を有することを特徴とする請求項１３に記載の光学システム。
【請求項１５】
前記第１の発光ダイオードは、前記透明部材の前記第１の表面に結合したある一定の幅を有する表面を有し、
前記第３の表面は、前記第１の発光ダイオードの前記表面の前記幅よりも大きい前記入射表面と前記第２の出射表面との間の距離を延びる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１６】
前記第１の透明部材と前記第２の透明部材との間に配置された波長変換材料を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１７】
前記第２の出射表面から放射された光が入射する映像パネルを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１８】
前記映像パネルと前記第２の出射表面との間に配置されたレンズ及びインテグレータ・ロッドのうちの少なくとも一方を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の光学システム。
【請求項１９】
前記第１の表面上に配置された複数の発光ダイオードを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項２０】
前記第１の透明部材及び前記第２の透明部材は、サファイア、ガラス、アクリル、及びシリコーンから成る群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の光学システム。
【請求項２１】
第１の発光ダイオードと、
第１の表面に沿った前記第１の発光ダイオードと、互いに対向して該第１の表面に隣接する第２の内方反射性表面及び第３の内方反射性表面と、該第１の表面に対向してそれと非平行の第４の内方反射性表面とによって形成された楔体と、
を含み、
前記楔体は、前記第１の発光ダイオードから放射された光が、該楔体の広い端部によって形成された出射区域の方向に誘導されるような形状を有する、
ことを特徴とする光学システム。
【請求項２２】
前記第１の表面及び第４の内方反射性表面は、前記出射区域に対向する前記楔体の頂点を形成することを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２３】
前記第４の内方反射性表面の少なくとも一部分は、第２の発光ダイオードによって形成されることを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２４】
前記第１の表面の少なくとも前記第１の発光ダイオードと前記出射区域との間の部分は、反射性であることを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２５】
前記楔体は、透明部材を含み、
前記第２の内方反射性表面及び前記第３の内方反射性表面は、前記第１の発光ダイオードから放射された光を反射する材料で被覆した前記透明部材の表面である、
ことを特徴とする請求項２４に記載の光学システム。
【請求項２６】
前記第１の表面に沿って配置された複数の発光ダイオードを更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２７】
前記第２の内方反射性表面及び第３の内方反射性表面は、前記第１の表面に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２８】
前記楔体は、ソリッド体内部の空洞として形成されることを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２９】
前記第２の内方反射性表面、第３の内方反射性表面、及び第４の内方反射性表面は、互いに結合した別々の反射性要素であることを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に発光ダイオード光源の輝度を増大させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、発光ダイオードのような光源１０によって発生された光を伝達するレンズ１２を示す。レンズ１２のような受動的な光学映像要素から成る光学システムに使用される光源の設計における重要な問題が図１に示されている。レンズ１２の光学的不変点又はレンズのエテンデューに一致する光源区域から放射される光のみが、目標区域２０（例えば、透明マイクロディスプレイ）上に有効に合焦することができる。任意の光学システムのエテンデューは、以下のように定義される。
Ｅ＝∫∫（ｃｏｓθ）ｄＡｄΩ                              （１）
式中、θは、表面要素ｄＡに対する法線と立体角要素ｄΩの重心との間の角度である。エテンデューは、ビームの発散及び断面積に関する光学機器の幾何学的性質である。エテンデューは、減少することができず、その理由は、もし減少されたら、映像でのエネルギ密度が光源のエネルギ密度を超えることができ、熱力学の第２法則に違反するからである。
【０００３】
光源１０は、例えば、全ての方向に発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。図１に示すように、光源１０の上面の中心から放射され、かつレンズが受け入れる円錐内の光１６のみが、目標２０上に合焦することができる。レンズ１２から遠い光源１０の上面から放射された光１４及びレンズ１２の近くであるがエテンデュー限界の外側の角で放射された光１４、並びに光源１０の側壁から放射された光（図示せず）は、レンズ１２によって利用されず失われる。発光ダイオード光源１０の場合は、光源１０の面積が増大すると、光源１０から放射される全体の光も一般的に増加させることができる。しかし、レンズ１２のエテンデューは、どのように大きく光源１０が作製されているかに関係なく、レンズ１２を用いる光学システムが利用することができる光束量に対して最大値を与える。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願一連番号第１０／６６９，７８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光学システム内に有効に捕捉される光の量を増加させるいくつかの方法がある。第１に、より大きい直径２０を有するレンズが使用することができる。しかし、レンズの直径が増大するにつれて、レンズのコストが増加する。従って、コストを抑えるために、光学システムのレンズの大きさを制限することが望ましい。
第２に光源の単位面積当りの光束を増加させることができる。発光ダイオード光源の場合には、単位面積当りで発生される光の量は、デバイスの発光層内の電流密度にほぼ比例する。従って、単位面積当りの光は、電流密度を増大させることによって増加させることができる。しかし、発光ダイオードの効率は、例えば、加熱の影響、再結合して光を生成する荷電キャリアの発光層内での飽和、又は再結合して光を生成する荷電キャリアの閉じ込めの損失のために、高電流密度では通常低下する。高電流密度での発光効率の損失は、発光ダイオード内に作り出すことができる単位面積当りに発生される光の量を制限する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、光学システムに有効に捕捉される光の量は、光を光学システムによって集めることのできる領域に光を集中させることによって増加させることができる。
一実施形態では、光学システムは、少なくとも第１の発光ダイオード、及び第１の表面と第２の表面と出射表面とを有する透明部材を含む。第１の発光ダイオードは、透明部材の第１の表面上に配置される。透明部材の第１の表面の第１の発光ダイオードと透明部材の出射表面との間の部分には、反射コーティングが配置される。第２の発光ダイオード又は反射コーティングの何れかは、透明部材の第２の表面上に配置される。透明部材は、少なくとも１つの発光ダイオードから放射された光が、透明部材の出射表面に向けて導かれるような形状を有する。いくつかの実施形態では、第１及び第２の表面は楔体を形成し、楔体の頂点は、出射表面の反対側である。
【０００７】
別の実施形態では、光学システムは、第１の発光ダイオード、第１の透明部材、及び第２の透明部材を含む。第１の透明部材は、第１の表面、第２の表面、及び第１の出射表面を有し、第１の発光ダイオードは、第１の表面上に配置され、第１の表面及び第２の表面は、対向する表面であり非平行である。第２の発光ダイオード又は反射コーティングの何れかは、第２の表面上に配置される。第２の透明部材は、第３の表面、第４の表面、入射表面、及び第２の出射表面を有し、入射表面は、第１の出射表面に結合され、第２の出射表面の反対側である。第３の表面及び第４の表面は、対向する表面であり非平行である。反射コーティングは、第３の表面及び第４の表面上に配置される。第１及び第２の透明部材は、第１の発光ダイオードから放射された光が、第２の出射表面に向けて導かれるような形状を有する。
【０００８】
別の実施形態では、光学システムは、発光ダイオードと、第１の表面に沿った第１の発光ダイオード、互いに対向して第１の表面に隣接する第２の内方反射性表面及び第３の内方反射性表面、及び第１の表面に対向してそれと非平行の第４の内方反射性表面によって形成された楔体とを含む。楔体は、発光ダイオードから放射された光が、楔体の広い端部によって形成された出射区域に向けて導かれるような形状を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、光学システム内に捕捉される光の量は、光源からの光を光学システムによって捕捉することができるように、それを光学システムのエテンデュー限界内に誘導することにより増加させることができる。光源は、発光ダイオードのような半導体発光素子とすることができる。本発明の実施形態は、例えば、ＩＩＩ族窒化物、ＩＩＩ族燐化物、及びＩＩＩ族ヒ化物のようなＩＩＩ−Ｖ族システムとＩＩ−ＩＶ族システムとを含む、様々な材料システムの半導体発光素子に応用することができる。
【００１０】
図２及び図３は、光源によって放射された光を光学システムのエテンデュー限界内に誘導するのに使用することができるデバイス１００を示す。図２は、透明楔体１５０の１つの側面に沿って配置された発光ダイオードのような光源１０２を有するデバイス１００の断面図を示す。図３は、デバイス１００の単純化された透視図を示す。楔体１５０の側面は、光が楔体１５０の表面１５１のみから出射することができるように反射コーティングで被覆される。必要に応じて、光源１０２の側面もまた反射コーティングで被覆することができ、それにより、そうでなければ光源１０２の側面から出射するであろう光が楔体１５０に向けて導かれる。楔体１５０の形状は、出射表面１５１に全ての光を誘導する。いくつかの実施形態では、出射表面１５１は、単一のＬＥＤと同じ寸法を有するが、それがより大きくても又はより小さくてもよい。楔体１５０の寸法及び形状と楔体１５０の出射表面１５１とは、光学システム（図示せず）のエテンデュー限界に対応するように選択される。
【００１１】
一実施形態では、楔体１５０上の反射コーティングは、例えば、９０％を超える反射率を有する金属とすることができる。好ましい金属の例は、銀、アルミニウム、ロジウム、及び金である。反射性金属は、その金属が上に堆積する材料に基づいて又はその金属が反射する光の波長に基づいて選択することができる。例えば、金は、赤色又は赤外線波長範囲において高い光反射性を有する。
別の実施形態では、楔体１５０上の反射コーティングは、例えば、非鏡面（白色）高反射性層とすることができる。好ましい材料の一例は、米国ニューヨーク州ニューウィンザー所在のマンセル・カラー・サービスから入手可能な「白色反射コーティング」のような硫酸バリウムを含有する白色粉末又はペイントである。非鏡面層は、例えば、塗装又は電気泳動堆積によって付加することができる。
【００１２】
楔体１５０は、例えば、サファイア、ガラス、アクリル、シリコーン、又は、光源１０２によって放射される光及び熱に曝された時に透明性を維持することができる他の任意の適切な材料の単体として製造することができる。別の実施形態では、楔体１５０は、例えば、接着、圧着、又は結合によって取付けられる２つ又はそれ以上の別々の要素から製造することができる。すなわち、図２に示すように、楔体１５０は、小楔体要素１５２と、平行光学系として作用する楔体延長要素１５４とから製造することができる。光源１０２は、例えば、接着、圧着、又は結合によって楔体１５０に取付けることができる。光源を伴った小楔体要素の使用は、Ｆｒａｎｋ  Ｍ．Ｓｔｅｒａｎｋａ，Ｄａｎｉｅｌ  Ａ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ、及びＭａｔｔｈｉｊｓ  Ｈ．Ｋｅｕｐｅｒにより２００３年９月２３日申請の米国特許出願一連番号第１０／６６９，７８９号に説明されており、この特許は、本開示の出願人が所有しており、引用により本明細書に組み込まれる。
【００１３】
別の実施形態では、楔体１５０は複数の内方反射性表面によって形成される空洞である。従って、例えば図３に示すように、楔体１５０は、第１の表面１６２に沿った光源１０２と、第１の表面にほぼ直行する第２の反射性表面１６４及び第３の反射性表面１６６と、第１の表面１６２に非平行である第４の反射性表面１６８とによって形成される。第４の反射性表面１６８と第１の表面とは、一端で楔体１５０の先端部１７０を、その反対端で楔体１５０の広い端部を形成し、楔体１５０の広い端部は、出射区域１５１として役立つ。表面１６２、１６４、１６６、及び１６８は、光源１０２から放射された光がその表面で反射されて楔体１５０の出射区域１５１に向けて導かれるように楔体１５０を形成する。第１の表面１６２の一部分もまた、光源１０２と出射区域１５１との間の例えば鏡面ガラスのような反射性表面とすることができる。必要に応じて、１つよりも多い光源１０２を第１の表面に沿って使用することができ、第４の反射性表面１６８は、発光ダイオードのような、１つ又はそれ以上の光源とすることができる。
【００１４】
表面１６４、１６６、及び１６８は、別々の反射性要素、例えば鏡面ガラスによって形成することができ、それらは、例えば接着剤又はエポキシ又は任意の他の適切な技術により縁に沿って結合され、楔体１５０が形成される。代替的に、楔体１５０は、反射性金属のようなソリッド体から形成することができ、ソリッド体は、楔体を形成する反射性表面を有する内部空洞を形成するようにくり抜かれる。図４には、楔体１５０’を形成するようにくり抜かれたソリッド体１８０の透視図が示されている。従って、楔体１５０’は、ソリッド体１８０の内方反射表面１８２、１８４、１８６、及び１８８と出射区域１５１’とによって形成される。光源１０２は、ソリッド体１８０に対して外側に配置することができ、又は、表面１８２と同一平面でソリッド体１８０に嵌め込むことができる。
【００１５】
楔体延長要素１５４は、小楔体要素１５２の出射面とほぼ同じ寸法の入射面を有する。図２には、楔体１５０内の小楔体要素１５２と延長要素１５４との間の分離が破線１５３で示され、楔体１５０を１つの要素又は２つ（又はそれ以上）の要素で製造することができることを示す。延長要素１５４は、小楔体要素１５２と同じ材料で形成することができ、又は、例えば小楔体１５２と同じ屈折率の望ましい光学的性質を有する他の材料で形成することができる。
楔体延長要素１５４を出る光の放射強度分布は、楔体延長要素１５４に入射する光の分布よりも狭い。光の狭い分布は、光源が狭い放射パターンを有する場合に光源から光を目標区域へ送るのに必要な光学システムを非常に簡素化することができるので、投影用途に特に有利である。
【００１６】
図２から分るように、本発明の実施形態は、光源１０２の縁を超えて側方に延びる楔体１５０を含む。楔体の表面１５５は、光源１０２と出射表面１５１との間の距離Ｄを延びる。一般的に、表面１５５は、光源１０２の面１０３に平行な方向に延びる。表面１５５の光源１０２と出射表面１５１との間の部分は、反射コーティングで覆われる。距離Ｄは、光源１０２の面１０３の幅よりも長くてもよい。延長した楔体の使用は、光源１０２が放出した放射の優れた平行化をもたらす。
【００１７】
図２に示すように、光源１０２は発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができ、このＬＥＤは、基板１０４上に形成された第１の導電型の層１０６を含む。図２に示すデバイスがＩＩＩ族窒化物発光ダイオードである場合、第１の導電型の層１０６は、ｎ型ＩＩＩ族窒化物層とすることができ、基板１０４は、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、又は任意の他の好ましい基板とすることができる。活性領域とも称される発光領域１０８は、第１の導電型層１０６上に形成され、次に、第２の導電型の層１１２が活性領域１０８上に形成される。第１の接点１１４は、第１の導電型層１０６に接続され、第２の接点１１６は、第２の導電型層１１２に接続される。接点１１４及び１１６の少なくとも１つは、反射性とすることができる。相互接続１１８は、発光ダイオードをサブマウント１２０（図３に示す）に接続する。相互接続１１８は、例えば、半田バンプ又は金バンプとすることができる。
【００１８】
ＬＥＤ内の半導体層は、発光波長の光に対して一般的にかなり透過性である。すなわち、光線１３０及び１２０は、層１０８、１０６、及び１０４を吸収されずに通過して送られ、楔体１５０の反対側の壁の反射コーティングから反射される。光線は、ＬＥＤ１０２を通って反射して戻ることができ、例えば、光線１３０は、層１０４、１０６、及び１０８を通って反射して戻り、接点１１４及び１１６から反射される。光線は、それが出射表面１５１を通って楔体１５０から脱出するまで楔体１５０の側面で反射する。従って、楔体１５０は、目標とする光学システムのエテンデュー限界に符合する区域の外側で光がデバイス１００から脱出するのを防止する。
【００１９】
必要に応じて、複数の光源を楔体に固定することができる。更に、光源を楔体の複数の側面に固定することができる。図５は、一例として、複数光源２０２ａ、２０２ｂ、及び２０２ｃが楔体２５０の１つの側面に固定され、一方、付加的な複数光源２０２ｄ、２０２ｅ、及び２０２ｆが楔体２５０の別の側面に固定された実施形態を示す。光源は、図２に関連して説明したものと類似のＬＥＤとすることができる。光源は、楔体２５０の対向する側面に固定することができ、又は、代替的に、楔体２５０の非対向側面に固定することができる。出射表面２５１以外の光源に固定されない楔体２５０の部分は、反射コーティングで被覆することができる。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、楔体の幾何学形状は変化してもよい。例えば、図２に示すように、楔体１５０は、平面の側面を有することができ、従って、平面的楔体である。代替的に、楔体のテーパは、非直線的であってもよく、すなわち、楔体の１つ又はそれ以上の側面は非平面的であり、従って、楔体は非平面的である。図６には、楔体２８０の一部分が凸面形状の実施形態が示されている。図６に示すように、楔体延長要素２８４は、凸面形状を有することができ、一方、小楔体要素２８２は平面楔体である。当然ながら、必要に応じて、単一要素を使用することができ、及び／又は、小楔体要素２８２の各部分は、複合形状を有することもできる。
【００２１】
図７は、図６に見られるものに類似した実施形態を示すが、楔体２９０の一部分、例えば、楔体延長要素２９４は凹面形状を有する。上述のように、必要に応じて、単一要素を使用することができ、及び／又は、小楔体要素２９２の各部分は、複合形状を有することもができる。
当然ながら、他の複合形状を非平面楔体と共に使用することができる。例えば、楔体全体又は楔体の一部分は、放物線又は楕円形状、又は、複雑な複合形状又は切子面形状を有することができる。
【００２２】
目標区域の寸法に楔体の出射表面１５１の寸法を合わせることにより、付加的な映像光学装置を不要にすることができる。図８には、光源１０２と、例えば透明マイクロディスプレイ又は他の種類の映像パネルとすることができる目標区域３５０を有する楔体１５０とを含む照明システム３００が示されており、映像光学装置は用いられない。
しかし、必要に応じて、付加的な光学要素を楔体１５０と目標区域３５０との間に配置することができる。図９は、一例として、光源１０２と楔体１５０とを含み、楔体１５０と目標区域３５０との間に映像レンズシステム３６２が配置された照明システム３６０を示す。楔体１５０によって放出された放射は、映像レンズシステム３５２を用いて目標区域３５０上に映される。これは、楔体１５０の出射表面１５１の寸法を目標区域３５０の寸法と合わせる必要がないので特に有利である。
【００２３】
必要に応じて、楔体１５０の出射表面１５１のアスペクト比は、目標区域のアスペクト比、例えば、標準テレビジョンのアスペクト比の４：３又はワイドスクリーン用の９：１６に合わせることができる。
図１０には、楔体１５０の出射表面１５１と目標区域３５０との間にインテグレータ・ロッド３８２が配置された照明システム３８０の別の実施形態が示されている。インテグレータ・ロッド３８２は、光の分布をより均一にするために有利に用いることができる。
【００２４】
更に、付加的な光学要素を小楔体要素１５２と楔体延長要素１５４との間に配置することができる。例えば、図１１には、波長変換材料４０２が小楔体要素１５２と楔体延長要素１５４との間に配置されたデバイス４００が示されている。材料４０２は、例えば、燐光体のような蛍光性材料とすることができる。材料４０２は、ＬＥＤから放出された青色放射を目標とする色に変換するために使用することができる。例えば、図２に示す光源１０２の活性領域１０８が、活性領域１０８からの放射が青色であるようなＩＩＩ族窒化物の場合、材料４０２は、青色放射を吸収して黄色光を発するＣｅドープのイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）燐光体とすることができる。材料４０２からの黄色光は、楔体延長要素１５４から放射された光が強い白色光源として現れるように、活性領域１０８からの青色光と混合することができる。しかし、材料４０２は、この放射を散乱させる。従って、光源の輝度を維持するために、楔体延長要素１５４を用いて放射が平行化される。
本発明は、教示する目的で特定の実施形態に関連して示されたが、本発明は、それらに限定されない。様々な翻案及び修正を本発明の範囲を逸脱することなく行うことができる。従って、特許請求の範囲の精神及び範囲は、以上の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発光ダイオードとレンズと目標映像区域とを含む光学システムを示す図である。
【図２】透明楔体の側面上に配置されたＬＥＤを有するデバイスの断面図である。
【図３】透明楔体の側面上に配置されたＬＥＤを有するデバイスの透視図である。
【図４】楔体を形成する反射面を備えた内部空洞を有するソリッド体の透視図である。
【図５】透明楔体の側面上に配置された複数のＬＥＤを有するデバイスを示す図である。
【図６】凸面形状を有する透明楔体の側面上に配置されたＬＥＤを有するデバイスを示す図である。
【図７】凹面形状を有する透明楔体の側面上に配置されたＬＥＤを有するデバイスを示す図である。
【図８】光源、透明楔体、及び目標区域を含む光学システムを示す図である。
【図９】光源、透明楔体、及び目標区域を含み、レンズが楔体と目標区域の間に配置された光学システムを示す図である。
【図１０】光源、透明楔体、及び目標区域を含み、インテグレータ・ロッドが楔体と目標区域の間に配置された光学システムを示す図である。
【図１１】光源と、楔体のための第１の透明部材及び第２の透明部材と、第１及び第２透明部材間に配置された波長変換材料とを含む光学システムを示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  デバイス
１０２  光源
１０４  基板
１０６  第１の導電型の層
１０８  活性領域
１１２  第２の導電型の層
１１４、１１６  接点
１１８  相互接続
１５０  透明楔体
１５１  出射表面
１５２  小楔体要素
１５４  楔体延長要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005210132.tif 000006
【図５】
2005210132.tif 000007
【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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【図１１】
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