(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、照明システム及び照明のための方法を提供する。【解決手段】照明システム１００は、例えば、青色光、紫外（ＵＶ）光、又は近ＵＶ光とすることができる一次光を生成する１つ又はそれ以上の光源１０２と、一次光を均質化する光混合区域１０４と、一次光を例えば、白色光である二次光に変換する波長変換層１０６と、二次光を受光して、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にその二次光を伝達する光伝送区域１０８とを含む。【選択図】図１ａ
2007149665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明システムであって、
ａ．一次光を生成する１つ又はそれ以上の光源と、
ｂ．前記１つ又はそれ以上の光源に結合された光混合区域と、
ｃ．前記光混合区域の出力に結合された波長変換層層であって、前記光混合区域が前記一次光を前記波長変換層の全体にわたり実質的に均一に分配し、前記一次光を二次光に変換する波長変換層と、
ｄ．前記二次光を再配向する光伝送区域と、
を備え、
前記伝送区域が、
ｉ．前記二次光を受光する第１の表面と、
ｉｉ．前記受光した二次光を伝送する１つ又はそれ以上の伝送表面と、
を含むことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記１つ又はそれ以上の光源の各々が、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記１つ又はそれ以上のＬＥＤが、１つ又はそれ以上の青色ＬＥＤ、１つ又はそれ以上の紫外（ＵＶ）ＬＥＤ、及び１つ又はそれ以上の近ＵＶ  ＬＥＤからなるグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記光混合区域が１つ又はそれ以上の導光体を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
前記１つ又はそれ以上の導光体の各々が、少なくとも１つのテーパ付き表面を有することを特徴とする請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記光混合区域が、少なくとも２つの重ね合わせた導光体を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記光混合区域が、１つ又はそれ以上の中空導光体を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記光混合区域が、少なくとも１つの反射性内部表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
前記波長変換層が基材を含み、該基材が蛍光材料を含有することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記波長変換層が、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体層であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記波長変換層が、青色、赤色、及び緑色蛍光体層であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記波長変換層が、複数の結合部材を含み、前記複数の結合部材が、前記波長変換層から外に前記二次光を結合することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記波長変換層が、複数の結合部材を含み、該複数の結合部材が前記波長変換層内に前記一次光を結合することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記二次光が、実質的に白色光であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記光伝送区域が、光導波路であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１６】
前記光伝送区域が、複数の結合部材を含み、前記複数の結合部材が、前記光伝送区域から外に前記二次光を結合することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記光伝送区域が、１つ又はそれ以上の反射表面を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記１つ又はそれ以上の反射表面が、前記１つ又はそれ以上の伝送表面に対してゼロ又はそれ以上の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１７に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記第１の表面が、該第１の表面と前記波長変換層との間に空隙が存在するように前記波長変換層と関係づけられることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記第１の表面が、該第１の表面と前記波長変換層との間に１つ又はそれ以上の輝度向上フィルム（ＢＥＦ）が導入されるように前記波長変換層と関係付けられることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記第１の表面が、該第１の表面と前記波長変換層との間に１つ又はそれ以上のフィルタが導入されるように前記波長変換層と関係づけられ、前記１つ又はそれ以上のフィルタが未変換一次光を捕捉し、該未変換一次光は、前記波長変換層によって前記二次光に変換されていない前記一次光の一部であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項２２】
ａ．液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、
ｂ．前記ＬＣＤを照明する背面照明システムと、
を備えたディスプレイシステムであって、
前記背面照明システムが、
ｉ．一次光を生成する１つ又はそれ以上の光源と、
ｉｉ．前記１つ又はそれ以上の光源に結合された光混合区域と、
ｉｉｉ．前記光混合区域の出力に結合された波長変換層層であって、前記光混合区域が前記一次光を前記波長変換層の全体にわたり実質的に均一に分配し、前記一次光を二次光に変換する前記波長変換層と、
ｉｖ．前記二次光を再配向する光伝送区域と、
を含み、
前記光伝送区域が、
ａ）前記二次光を受光する第１の表面と、
ｂ）前記受光した二次光を伝送する１つ又はそれ以上の伝送表面と、
を含むことを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項２３】
１つ又はそれ以上の中間層を更に備え、前記１つ又はそれ以上の中間層が、前記ＬＣＤと前記背面照明システムとの間に位置することを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイシステム。
【請求項２４】
照明方法であって、
ａ．１つ又はそれ以上の光源を励起することによって一次光を生成する段階と、
ｂ．前記１つ又はそれ以上の光源に結合された光混合区域内で前記一次光を均質化する段階と、
ｃ．前記光混合区域の出力に結合された波長変換層によって前記一次光を二次光に変換する段階と、
ｄ．光伝送区域の１つ又はそれ以上の伝送表面を通して前記二次光を伝送する段階と、
を含み、
前記光伝送区域が前記波長変換層と関連付けられ、前記光伝送区域が二次光を受光することを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記一次光が、青色光、紫外（ＵＶ）光及び近ＵＶ光からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記二次光が、実質的に白色光であることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には照明システムの分野に関し、より具体的には、発光ダイオードなどの光源から遠隔に位置する蛍光体などの波長変換材料を用いた照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明システムは、テレビ、ラップトップ、及び携帯情報端末（ＰＤＡ）のようなディスプレイデバイスの背面照明するため、キャビネと及びキッチン内の棚をライトアップするため、並びに標識及び輪郭照明用に広範に使用されている。照明システムは、光導波路に結合された光源を含むことができる。光導波路は、光源によって生成された光を例えばディスプレイデバイスに伝送する。
【０００３】
或る種の既存の照明システムは、光源として冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を含む。ＣＣＦＬによって放出された光は、光を伝送する光導波路内に結合される。しかしながら、ＣＣＦＬは環境公害をひき起こす可能性がある水銀を含む。更に、ＣＣＦＬは寸法が大きく、高い作動電圧を必要とする。
【０００４】
光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む照明システムが普及しつつある。光源としてＬＥＤを含む既存の照明システムの実施例は、例えば、白色光、すなわち赤色、青色及び緑色光を生成する複数のＬＥＤを有する照明システムである。この赤色、青色及び緑色光は、例えば、実質的に白色光が発生するように混合することができる。更に、既存の照明システムは、既存の照明システムの効率を改良するため光源の周囲に外装体を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光源の周囲の外装体は、既存の照明システムの寸法を増大させる。ＬＥＤを用いる既存の照明システムにおいては、赤色、青色及び緑色光は実質的に白色光を発生させるために均一に混合されなければならない。しかしながら、既存の照明システムでの光の空間スペクトル分布及び輝度の一貫性を達成することは困難である。更に、伝送損失によって既存の照明システムの効率は低い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は照明システムを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、既存の照明システムよりもかない小さい量のスペースを用いると同時に、一貫した空間スペクトル分布を有する均一な輝度の光を生成する照明システムを提供することである。
【０００８】
本発明の種々の実施形態は、照明システム及び照明する方法を提供することである。本発明の１つの実施形態によれば、照明システムは、１つ又はそれ以上の光源と、光混合区域と、波長変換層と、光伝送区域とを含む。光源は一次光を生成する。波長変換層は、一次光を二次光に変換する。光伝送区域は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に向けて二次光を実質的に伝送する。更に、例えばＬＣＤの全体にわたり二次光を均一に分配するために、１つ又はそれ以上の中間層を光伝送層とＬＣＤとの間に含めることができる。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、照明方法は、一次光を生成して均質化する段階と、一次光を二次光に変換する段階と、二次光を例えばＬＣＤに向けて実質的に伝送する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の種々の実施形態が、本発明を限定ではなく例証するために提供された添付図面と共に以下に説明される。本図面において、同じ符号は同じ要素を示している。
【００１１】
本発明の種々の実施形態は、照明システム及び照明の方法を提供する。本発明の１つの実施形態によれば、照明システムは、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を照明するために使用することができる。
【００１２】
図１ａは、本発明の１つの実施形態による照明システム１００を示す。照明システム１００は、以下では光源１０２と呼ばれる１つ又はそれ以上の光源１０２と、光混合区域１０４と、波長変換層１０６と、光伝送区域１０８とを含む。光伝送区域１０８は、第１の表面１１０と、伝送表面１１２のような１つ又はそれ以上の伝送表面と、残りのエッジ面１１４のような１つ又はそれ以上の残りのエッジ面とを含む。本発明の様々な実施形態によれば、第１の表面１１０と、１つ又はそれ以上の伝送表面と、１つ又はそれ以上の残りのエッジ面とは、結合して閉じた構造体を形成する。
【００１３】
光源１０２は、例えば、青色光、紫外（ＵＶ）光、又は近ＵＶ光とすることができる一次光を生成する。光混合区域１０４は、光源１０２に結合され、光源１０２からの一次光を受光する。一次光は、光混合区域１０４内で均質化され、例えば、一次光の空間的に均一なスペクトル分布及び均一な輝度が得られる。光混合区域１０４は、均質化された一次光を光混合区域１０４に結合された波長変換層１０６上に均一に分配する。光混合区域１０４での一次光の均質化は、図２ａと共に詳細に説明される。
【００１４】
波長変換層１０６は、一次光を二次光に変換する。二次光は、例えば、白色光である。本発明の１つの実施形態によれば、波長変換層１０６は、赤色及び緑色蛍光体層、青色、赤色、及び緑色蛍光体層、並びにイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体層などの蛍光体層とすることができる。波長変換層１０６は、平面とすることができ、或いは異なる形状であってもよい。
【００１５】
光伝送区域１０８の第１の表面１１０は、波長変換層１０６と関連付けられる。ここでの「関連付け」は、例えば、波長変換層１０６と第１の表面１１０との間へのゼロ又はそれ以上の中間層の導入を含むことができる。第１の表面１１０は、波長変換層１０６からの二次光を受光する。伝送表面１１２は、第１の表面１１０によって受光した二次光を伝送し、二次光が、例えばＬＣＤを照明するために使用できるようになる。本発明の１つの実施形態によれば、伝送表面１１２は、第１の表面１１０に隣接して位置することができる。詳細には、伝送表面１１２の中心平面は、第１の表面１１０の中心平面に実質的に垂直とすることができる。
【００１６】
本発明の１つの実施形態によれば、光源１１２の各々は、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。更に、ＬＥＤの各々は、青色ＬＥＤ、紫外（ＵＶ）ＬＥＤ、近ＵＶ  ＬＥＤ、及び同様のものとすることができる。本発明の１つの実施形態によれば、光源１０２に含まれるＬＥＤは、封入材料でコーティングすることができる。封入材料は、例えば、ＬＥＤから光を抽出し、より高い結合効率又はより良好な均一性を得るように放射プロフィールを最適化する機能を果たすことができる。更に、封入材料は、望ましい空間スペクトル分布を有する一次光が生成されるための例えば蛍光体を含むことができる。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、光源１０２は、ＬＥＤパワーパッケージを含むことができる。ＬＥＤパワーパッケージの実施例には、Ｌｕｘｅｏｎ（登録商標）型ＬＥＤ及び同様のものが挙げられる。ここで、ＬＥＤパワーパッケージの光束は、従来のＬＥＤのものよりも実質的に高い。
【００１８】
本発明の１つの実施形態によれば、光源１０２の１つとしてＬＥＤによって生成される一次光の量は、照明システム１００から要求される照明に応じて調整することができる。ＬＥＤによって生成される一次光の量の調整は、例えば、ＬＥＤを通過する電流を変化させることによって行うことができる。更に、光源１０２によって生成される一次光の量は、光源１０２の各々に含まれるＬＥＤの数を変化させることによって調整ことができる。
【００１９】
本発明の１つの実施形態によれば、光混合区域１０４は、例えば導光体、中空導光体、中空プラスチックケーシング、及び同様のものとすることができる。光混合区域１０４は、例えば合成樹脂、アクリル、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ガラス、及び同様のもので作ることができる。更に、光混合区域１０４は中実区域とすることができ、或いは空洞部を含むことができる。本発明の１つの実施形態によれば、以下でｔと呼ばれる光混合区域１０４の厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。本発明の１つの実施形態によれば、ｔは２．５ｍｍに等しい。ここで、ｔはｙ軸に沿った寸法である（図１ａに示されるように）。
【００２０】
本発明の１つの実施形態によれば、波長変換層１０６は、基材及び蛍光材料を含む。蛍光材料は、例えば、粉体の形態で基材内に分散される。蛍光材料は、青色光のような一次光を白色光のような二次光に変換する。基材の実施例には、光透明性シリコーン、アクリル、ポリカーボネート、及び同様のものを含むことができる。蛍光材料は、二次光の望ましい空間スペクトル分布に従って選択される。蛍光材料の一例には、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）粒体を含むことができる。ここで、ＹＡＧ粒体は、例えば、セリウム（Ｃｅ）活性することができ、ドープガドリニウムを含有することができる。本発明の種々の実施形態によれば、波長変換層１０６は、例えば、スクリーン印刷法又はゾル−ゲル法を用いて堆積することができる。更に、波長変換層１０６内の蛍光材料の濃度は、例えば、二次光の望ましい空間スペクトル分布に従って変わることができる。本発明の１つの実施形態によれば、波長変換層１０６は蛍光材料の層のみを含む。
【００２１】
本発明の代替の実施形態によれば、異なる蛍光材料が、波長変換層１０６のような単一の波長変換層内に含めることができる。
【００２２】
本発明の１つの実施形態によれば、波長変換層１０６は、例えば、希土類金属を更に含み、波長変換層１０６の演色性のような特性を改善することができる。
【００２３】
本発明の様々な実施形態によれば、蛍光材料は、その蛍光材料に入射する一次光を中間光に変換することができる。その後、その中間光を未変換一次光と組み合わせて、二次光を生成することができる。未変換一次光には、例えば、蛍光材料に入射せず（例えば、波長変換層１０６を透過する一次光）、従って中間光に変換されない一次光を含むことができる。例えば、青色光が波長変換層１０６に入射すると、ＹＡＧ粒体のような蛍光材料に入射する青色光の一部分は、ＹＡＧ粒体によって黄色光又は琥珀色光に変換することができる。次いで、その黄色光を未変換青色光と組み合わせ、実質的に白色光を生成することができる。ここで、白色光は、波長変換層１０６の厚み及び波長変換層１０６内に存在する蛍光材料の量に応じて変化するシェードを有することができる。本発明の１つの実施形態によれば、蛍光材料は、第１の波長を有する一次光を吸収し、第２の波長を有する中間光を放射し、この第２の波長は第１の波長よりも長い。
【００２４】
本発明の１つの実施形態によれば、一次光がＵＶ光である場合、蛍光材料は青色、赤色及び緑色蛍光粒体を含み、二次光を生成することができる。
【００２５】
本発明の１つの実施形態によれば、中間光は波長変換層１０６内で未変換一次光と組み合わせることができ、或いは別個の拡散層を用いて、中間光を未変換一次光と組み合わせることができる。
【００２６】
本発明の１つの実施形態によれば、光伝送区域１０８は、例えば、光導波路、導光体、中空導光体、及び同様のものなどを含むことができる。光伝送区域１０８は、例えば、合成樹脂、アクリル、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ガラス、及び同様のもので作ることができる。本発明の種々の実施形態によれば、残りのエッジ面１１４は、伝送表面１１２に対してゼロ度以上傾斜することができる。詳細には、光伝送区域１０８はウェッジ形幾何学的形状を有することができる。
【００２７】
本発明の１つの実施形態によれば、二次光は、光伝送区域１０８内を全反射（ＴＩＲ）によって通過することができる。ここで、ＴＩＲは、より高い屈折率を有する第１の媒体内を進行する光が、より低い屈折率を有する第２の媒体との境界面に衝突するときに、二次光などの光の反射を生じる現象である。ＴＩＲが生じるために必要な条件は、境界面の法線に対する光の入射角が第１の媒体と第２の媒体の組み合わせの臨界角よりも大きいことである。本発明の１つの実施形態によれば、二次光はＴＩＲの漏れによって伝送表面１１２を通過して伝送される。本発明の１つの実施形態によれば、光伝送区域１０８のウェッジ形の幾何学的形状は、ＴＩＲの漏れ及び続いて生じる伝送表面１１２を通過する二次光の伝送を促進する。
【００２８】
図１ｂは、図１ａによるディスプレイシステム１１６を示す。ディスプレイシステム１１６は、照明システム１００のような照明システムと、以下では中間層１１８と呼ばれる１つ又はそれ以上の中間層１１８と、ディスプレイ１２０とを含む。ディスプレイシステム１１６の実施例には、限定ではないが、ＬＥＤを挙げることができる。照明システム１００は、ディスプレイ１２０を照明するのに使用される。照明システム１００によって伝送された二次光は、ディスプレイ１２０を照明するのに使用される前に、中間層１１８を通過させられる。本発明の様々な実施形態によれば、中間層１１８は、１つ又はそれ以上の偏光フィルタ、１つ又はそれ以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ、液晶を含む１つ又はそれ以上の層、赤青緑（ＲＧＢ）フィルタ、及び同様のものを含むことができる。本発明の様々な実施形態によれば、ディスプレイ１２０は透過型ディスプレイ或いは半透過型ディスプレイとすることができる。
【００２９】
図２ａは、図１ａに従った照明システム１００の断面である。ここで、断面は、ｘ−ｙ平面（図２ａに示される）に平行な平面に沿って取られている。照明システム１００は更に、以下で結合部材２０２と呼ばれる複数の結合部材２０２と、以下で反射表面２０４と呼ばれる１つ又はそれ以上の反射表面２０４と、以下で反射表面２０６と呼ばれる１つ又はそれ以上の反射表面２０６と、以下で拡散層２０８と呼ばれる１つ又はそれ以上の拡散層２０８とを含む。結合部材２０２は、光伝送区域１０８から外に二次光を均一に結合するために提供される。更に、結合部材２０２を用いて、外部結合効率を改善することができる。反射表面２０４は、例えば伝送表面１１２を通過する望ましい方向で例えば光伝送区域１０８から外に二次光を結合するのに使用することができる。本発明の１つの実施形態によれば、光伝送区域１０８の１つ又はそれ以上の残りのエッジ面（図１ａに記載された）は、反射表面２０４を含むことができる。反射表面２０４の実施例には、鏡面、白色面、及び同様のものを含むことができる。反射表面２０４はまた、伝送前に二次光を均質化するのにも使用することができる。本発明の１つの実施形態によれば、１つ又はそれ以上の残りのエッジ面は透明とすることができ、二次光を光伝送区域１０８内に反射する１つ又はそれ以上の反射フィルムを含むことができる。
【００３０】
光混合区域１０４は、反射表面２０６を含む。波長変換層層１０６にわたる一次光の均質化及び均一分布は、それぞれの反射表面から波長変換層１０６に向かって一次光を反射させることによって光混合区域１０４内で達成することができる。反射表面２０６の実施例には、鏡面、白色面、及び同様のものを含むことができる。
【００３１】
光伝送区域１０８から外に結合される二次光は、拡散層２０８を通過させられる。本発明の１つの実施形態によれば、拡散層２０８は、中間層１１８内に実装することができる（図１ｂに示されるように）。拡散層２０８は、例えばディスプレイ１２０全体にわたり二次光を均一に分布させるのに使用することができる。
【００３２】
図２ａにおいて、矢印は、１つ又はそれ以上の光線の経路を概略的に示す。光源１０２のうちの１つによって生成された一次光線は、光混合区域１０４に入る。光混合区域１０４において、一次光線は、１回或いは複数回反射することができ、次いで波長変換層１０６内に結合することができ、二次光が生成される。二次光は、例えば、結合部材２０２及び反射表面２０４を使用することで、１回或いは複数回反射又は散乱することができ、光伝送区域１０８から外に結合することができる。
【００３３】
結合部材２０２は、例えば、反射、屈折及び散乱を使用して、光伝送区域１０８から外に二次光を結合する。本発明の１つの実施形態によれば、結合部材２０２は、反射表面２０４と共に使用し、光伝送区域１０８から外に二次光を結合することができる。本発明の様々な実施形態によれば、結合部材２０２には、例えば、ウェッジ及びリッジを含む表面変形、スクリーン印刷ドット、及び同様のものを含むことができる。結合部材２０２は、印刷、プレス、エッチング、スクライビング、サンドブラスト、及び同様のものなどのプロセスを使用することで提供することができる。
【００３４】
本発明の代替の実施形態によれば、光混合区域１０４の１つ又はそれ以上の表面が結合部材２０２を含み、一次光を光混合区域１０４から外に均一に波長変換層１０６に向けて結合することができる。更に、光混合区域１０４の１つ又はそれ以上の表面が結合部材２０２を含み、光混合区域１０４内に一次光を結合し、光混合区域内の一次光を均質化することができる。
【００３５】
本発明の種々の実施形態によれば、波長変換層１０６は結合部材２０２を含み、一次光を波長変換層１０６内に結合することができる。更に、波長変換層１０６は結合部材２０２を含み、二次光を波長変換層１０６から外に結合することができる。本発明の１つの実施形態によれば、波長変換層１０６の１つ又はそれ以上の表面が、粗面にし、或いは微小構造を有することができ、これは、結合部材２０２としての機能を果たすことができる。
【００３６】
図２ｂは、図１ａによる照明システム１００の断面図である。ここで、この断面は、ｘ−ｙ平面に平行な平面に沿って取られる。図２ｂにおいては、光伝送区域１０８の代替的な幾何学的形状が示され、断面の形は長方形である。本発明の代替の実施形態においては、断面は、台形の幾何学的形状を有することができる。
【００３７】
図３ａは、図１ａによる照明システム１００の断面である。この断面は、ｚ−ｘ平面に平行な平面に沿って取られる。ここで、波長変換層１０６及び光伝送区域１０８は、空隙３０２が、波長変換層１０６と光変換区域１０８との間に導入されるようにして関連付けられる。空隙３０２を利用して、例えば、二次光が光伝送区域１０８の臨界角の範囲内に確実にあるようにすることができる。
【００３８】
図３ｂは、図１ａに従った照明システム１００の断面である。この断面は、ｚ−ｘ平面に平行な平面に沿って取られている。ここで、光源１０２は、アレイを形成できるような方法で配列される。本発明の１つの実施形態によれば、アレイの中心平面は、波長変換層１０６の前方表面に実質的に平行である。
【００３９】
本発明の１つの実施形態によれば、光混合区域１０４は、例えば、アレイ内の何れかの２つの光源１０２の間に位置するセンサを更に含むことができる。このセンサを用いて、光源によって生成された一次光が、一定の輝度レベル及び空間スペクトル分布を確実に有すようにすることができる。
【００４０】
図３ｃは、図３ａによる照明システム１００の断面である。以下でＢＥＦ３０４と呼ばれる１つ又はそれ以上の輝度向上フィルム（ＢＥＦ）３０４が、波長変換層１０６と光伝送区域１０８との間に導入される。ＢＥＦ３０４を用いて、例えば、光伝送区域１０８内に二次光を合焦させることができる。このことは、光伝送区域１０８内の二次光の輝度を増大させ、続いて光伝送区域１０８によって伝送される光の輝度を増大させる。
【００４１】
本発明の別の実施形態によれば、波長変換区域１０６と光伝送区域１０８とは、波長変換区域１０６と光伝送区域１０８との間に１つ又はそれ以上のフィルタを導入することによって関連付けることができる。このフィルタは、波長変換層１０６の外に結合することができる未変換一次光を捕捉する。ここで、捕捉とは、一次光の吸収或いは波長変換層１０６への一次光の反射を含むことができる。
【００４２】
図３ｄは、図３ａによる照明システム１００の断面を示す。この断面は、ｚ−ｘ平面に平行な平面に沿って取られる。ここで、照明システム１００は、導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂを含む。導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂの各々は、１つのテーパ付き表面を有し、重ね合わされる。本発明の１つの実施形態によれば、導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂは、波長変換区域１０６全体にわたり一次光を均一に分配し、光混合区域１０４内の一次光の実質的に均質化を保証する。導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂの各々は、例えば、シリコーン、アクリル、ポリカーボネート、及び同様のもので作ることができる。本発明の１つの実施形態によれば、導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂの各々は、１つ又はそれ以上の光源１０２と結合される。
【００４３】
本発明の１つの実施形態によれば、導光体３０６ａ及び導光体３０６ｂのような１つ又はそれ以上の導光体を用いて、波長変換層１０６の全体にわたり一次光を均一に分配し、実質的に均質化することができる。更に、１つ又はそれ以上の光源１０２が、１つ又はそれ以上の導光体と共に使用することができる。本発明の代替の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の導光体の各々の１つ又はそれ以上の表面はテーパ付けすることができる。
【００４４】
図４は、本発明の実施形態によれる照明のための方法のフローチャートである。４０２において、一次光が、例えば光源１０２を用いて生成される。４０４では、一次光は、例えば光混合区域１０４を用いて均質化される。４０６において、一次光は、例えば波長変換層１０６を用いて二次光に変換される。ここで、一次光から二次光への変換は、一次光の中間光への変換を伴う。次いで、中間光は、未変換一次光と組み合わされて二次光が生成される。４０８において、二次光は、例えば光伝送区域１０８を用いて伝送される。詳細には、二次光は、例えば伝送表面１１２を通って伝送することができる。この伝送された二次光は、照明に使用することができる。
【００４５】
本発明の種々の実施形態は、照明システム及び照明のための方法を提供する。照明システム１００のような照明システムは、均一な空間スペクトル分布を有する均一な輝度の光を生成する。このことは、光混合区域１０４での一次光の均質化と、波長変換層１０６の全体にわたる一次光の均一な分配とによって達成される。二次光はまた、伝送前に均質化される。更に、照明システムは寸法がより小さい。このことは、光源１０の２周囲の外装体の使用を避けることによって達成される。加えて、照明システムは高効率を有する。このことは、例えば、光源１０２から光混合区域１０４内へ光を結合しながら、伝送損失を低減することによって達成される。
【００４６】
各ＬＥＤの一部としてではなく、ＬＥＤから離れた波長変換層１０６を提供することにより、様々な種類のＬＥＤを使用することができ、波長変換層１０６をより容易に構成することができる。更に、遠隔の波長変換層１０６は、ＬＥＤによって生成された一次光の更なる混合を可能にする。
【００４７】
照明システム１００は、あらゆる寸法の単一相互接続又は一体型ユニットとして提供することができる。照明システム１００は、携帯電話、テレビ、又は他のデバイス用のＬＣＤを照明するのに使用することができる。
【００４８】
本発明の様々な実施形態を図示し説明してきたが、本発明がこれらの実施形態に限定されないことは明らかであろう。請求項に記述された本発明の概念及び範囲から逸脱することなく、多くの修正、変更、変形、置換及び均等物が当業者であれば明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】本発明の１つの実施形態による照明システムを示す図である。
【図１ｂ】図１ａに従ったディスプレイシステムを示す図である。
【図２ａ】図１ａに従った照明システムの断面図である。
【図２ｂ】本発明の代替の実施形態による照明システムの断面図である。
【図３ａ】図１ａ及び図１ｂに従った照明システムの断面図である。
【図３ｂ】本発明の別の代替の実施形態による照明システムの断面図である。
【図３ｃ】図３ａに従った照明システムの断面図である。
【図３ｄ】図３ａに従った照明システムの断面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による照明方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  照明システム
１０２  光源
１０４  光混合区域
１０６  波長変換層
１０８  光伝送区域
１１０  第１の表面
１１２  伝送表面
【図１ａ】
2007149665.tif 000003
【図１ｂ】
2007149665.tif 000004
【図２ａ】
2007149665.tif 000005
【図２ｂ】
2007149665.tif 000006
【図３ａ】
2007149665.tif 000007
【図３ｂ】
2007149665.tif 000008
【図３ｃ】
2007149665.tif 000009
【図３ｄ】
2007149665.tif 000010
【図４】
2007149665.tif 000011
【外国語明細書】
2007149665.tif 000012
2007149665.tif 000013
2007149665.tif 000014
2007149665.tif 000015
2007149665.tif 000016
2007149665.tif 000017
2007149665.tif 000018
2007149665.tif 000019
2007149665.tif 000020
2007149665.tif 000021
2007149665.tif 000022
2007149665.tif 000023
2007149665.tif 000024
2007149665.tif 000025
2007149665.tif 000026
2007149665.tif 000027
2007149665.tif 000028
2007149665.tif 000029
2007149665.tif 000030
2007149665.tif 000031
2007149665.tif 000032
2007149665.tif 000033
2007149665.tif 000034
2007149665.tif 000035
2007149665.tif 000036
2007149665.tif 000037
2007149665.tif 000038
2007149665.tif 000039