(57)【要約】  本発明は、光を混合する装置に関するものである。更に詳細には、本発明は少なくとも２つの光源を有する光を混合する装置１００に関するもので、第１光源１０１は第１波長の光を放出し、第２光源１０２は第２波長の光を放出する。該装置は、更に、光を導出する回折格子１０４と上記少なくとも２つの光源の各々から光を導入するファセットとを備える少なくとも１つの導光器１０３を有する。この場合、第１ファセット１０５は第１波長の光を上記少なくとも１つの導光器１０３に光を導入するように構成され、第２ファセット１０６は第２波長の光を該少なくとも１つの導光器１０３に導入するように構成されている。
2012512502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源が第１波長の光を放出する一方、第２光源が第２波長の光を放出する少なくとも２つの光源と、
光を導出するための回折格子を備える少なくとも１つの導光器と、
を有する光を混合する装置であって、
前記少なくとも１つの導光器は、前記少なくとも２つの光源の各々に対して光を導入するためのファセットを有し、その場合において、
第１ファセットは、前記第１波長の光を前記少なくとも１つの導光器に導入し、
第２ファセットは、前記第２波長の光を前記少なくとも１つの導光器に導入する、
ことを特徴とする光を混合する装置。
【請求項２】
前記第１ファセット及び第２ファセットは、前記少なくとも１つの導光器に対して或る角度で設けられ、その場合において、
前記第１ファセットの第１角度は、前記少なくとも１つの導光器における前記第１波長の全内部反射のための角度に対応し、
前記第２ファセットの第２角度は、前記少なくとも１つの導光器における前記第２波長の全内部反射のための角度に対応する、
請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項３】
前記第１光源及び第２光源は、第１導光器が前記第１波長の光を導く一方、第２導光器が前記第２波長の光を導くように、別個の導光器へと光を放出する請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項４】
前記第１導光器及び第２導光器が、空気の間隙により分離されて、２つの平行な面内に延在する請求項３に記載の光を混合する装置。
【請求項５】
第３光源を更に有し、前記第１、第２及び第３光源が、赤色、緑色又は青色光の何れかに対応する波長を各々放出する請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導光器に対して平行に配置された反射器を有する請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項７】
３つの導光器が互いに平行な３つの面内に延在する請求項３、４又は５に記載の光を混合する装置であって、前記導光器に対して平行に配置された反射器を更に有し、該反射器は第３導光器に最も近く、該第３導光器は赤色光を導き、第２導光器は緑色光を導き、第１導光器は青色光を導き、前記第２導光器は前記第１導光器と前記第３導光器との間に配置される光を混合する装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの導光器の厚さ、前記回折格子の周期、前記回折格子の深さ又はこれらの何れかの組み合わせが、前記光の導出の効率が全波長に対して或る範囲内となるように調整される請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項９】
前記第１波長の光は前記第１ファセットに該第１ファセットの表面垂線に対して平行に入射するようにコリメートされ、前記第２波長の光は前記第２ファセットに該第２ファセットの表面垂線に対して平行に入射するようにコリメートされる請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項１０】
前記第１導光器の回折格子が、前記第２導光器の回折格子に対してオフセット角を定める請求項３に記載の光を混合する装置。
【請求項１１】
前記回折格子が前記少なくとも１つの導光器の少なくとも１つの光導出面を占める請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの光源がＬＥＤである請求項１に記載の光を混合する装置。
【請求項１３】
前記回折格子により導出される光が白色である請求項１に記載の光を混合する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を混合する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色光又は所望の色の光を形成するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）ＬＥＤ等の異なる色の光源からの光を混合する種々の方法が存在する。導光器（光ガイド）は、種々の照明解決策において光源により放出される光を混合し及び案内するために使用されている。導光器の表面上に回折格子（diffraction grating）等の表面凹凸構造を有することにより、当該導光器構造内で移送及び反射された光を上記表面で抽出して照明パターンを得ることができる。異なる色の抽出される光、即ち導出される（取り出される）光に対する回折の効率が、混合された光の知覚される品質又は色を決定する。回折効率とは、入射光のエネルギに対して、回折された光から得られ得るエネルギの程度を表す値である。
【０００３】
回折格子により回折された光の回折角は、格子法則；ｍλ／Λ＝ｎ０sinθout−ｎｇsinθｇにより決定され、ここで、ｍは回折次数であり、λは当該光の波長であり、Λは格子周期であり、ｎｇ及びｎ０は、各々、当該導光器及び外部媒体の屈折率であり、θｇ及びθoutは、各々、当該導光器の内側及び外側の光の面垂線に対する角度である。光の全内部反射が生じるためには、即ち０次の反射ビームが全内部反射により反射される場合、条件；θｃ＜θｇ＜９０°が満足されるべきであり、ここで、θｃ＝asin(ｎ０／ｎｇ)は全内部反射に対する臨界角である。
【０００４】
米国特許出願公開第20050259939号は、極端に薄い光ガイド層及び多層アプリケーションを含む導光器を開示している。導光器エレメントは、光源の高さと同様の厚さを有する。更に、導光器エレメントが複数の光ガイド層を含む場合、導入結合は層間で変化し得ることが概して述べられている。
【０００５】
光を混合する従来の装置によれば、導光器における反射損失の結果として過度に低い回折効率、又は所望の色に対応しないという、取り出された光の品質に影響を与える異なる波長の光の間での回折効率の不均衡のリスクが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑み、改善された回折効率を持つ、光を混合する装置を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１光源が第１波長の光を放出する一方、第２光源が第２波長の光を放出するような少なくとも２つの光源を有する、光を混合する装置が提供される。該光を混合する装置は、少なくとも１つの導光器を更に有し、該少なくとも１つの導光器は、光を導出するための回折格子と、前記少なくとも２つの光源の各々に対して光を導入するためのファセットとを有する。この場合、第１ファセットは前記第１波長の光を前記少なくとも１つの導光器に導入するように構成され、第２ファセットは前記第２波長の光を前記少なくとも１つの導光器に導入するように構成される。異なる波長の光は別個のファセットを介して当該導光器に入射し、その後、該導光器においては複数の反射が発生する。各波長に対して個別の光導入ファセットを有することにより、反射条件が最適化され得る。例えば、各波長に対して当該導光器における反射損失を最小化し、かくして、当該光を混合する装置によれば、改善された回折効率が得られる。各波長に対して各々が光導入ファセットを有するような１以上の導光器を使用することができる。光の導出（outcoupling）又は抽出は、当該光を上記導光器の表面において例えば空気等の周囲の媒体へ回折する回折格子により行われる。
【０００８】
本発明の一実施例において、前記第１ファセット及び第２ファセットは、前記少なくとも１つの導光器に対して或る角度で設けられ、その場合において、前記第１ファセットの第１角度は、前記少なくとも１つの導光器における前記第１波長の全内部反射（total internal reflection）のための角度に対応することができ、前記第２ファセットの第２角度は、前記少なくとも１つの導光器における前記第２波長の全内部反射のための角度に対応することができる。各ファセットは、例えば当該導光器が延在する面、即ち上記光抽出面及び／又は回折格子と平行であり得る面、に対して或る角度を有する。斯かるファセットの角度は、該ファセットに入射する光の特定の波長に対する当該導光器における全内部反射（ＴＩＲ）条件により決定される。光は当該導光器にＴＩＲ条件で入射するので、該導光器は上記回折格子により全量の光が抽出されるのを可能にする。上記ファセットにおける任意の（非ＴＩＲの）角度の光の導入の場合、当該光の回折されない次数、即ち零次が存在し、この光は当該導光器内を伝搬せずに、失われるであろう。本発明によれば、フレネル反射損失等の反射損失を最少化することができる。
【０００９】
本発明の一実施例において、前記第１光源及び第２光源は、第１導光器が前記第１波長の光を導く一方、第２導光器が前記第２波長の光を導くように、別個の導光器へと光を放出することができる。各光源及び波長に対して別個の導光器を有することにより、導光器のパラメータを上記波長の各々に対して調整することができ、所望の色の均一な光を供給するために、各波長に対する最大回折効率の重なり合った範囲を保証することができる。該重なり合う範囲は、回折角度の範囲と解釈することができ、該範囲においては各波長に対して最大の回折効率が達成される。
【００１０】
本発明の一実施例において、前記第１導光器及び第２導光器は、空気の間隙（air spacing）により分離されて、２つの平行な面内に延在することができる。平行な面を有することにより当該光を混合する装置のコンパクトな設計がもたらされ、導光器の間の上記空気間隙はＴＩＲ条件が満足されることを保証する。空気以外の他の媒体も、該媒体の屈折率が当該導光器におけるＴＩＲを可能にするならば、使用することができる。
【００１１】
本発明の一実施例において、当該光を混合する装置は、第３光源を更に有することができ、この場合、前記第１、第２及び第３光源の各々は、赤色、緑色又は青色光の何れかに対応する波長を放出する。従って、第１光源は赤色、緑色又は青色光を放出することができ、第２及び第３光源に関しても同様である。各々が固有の波長を持つ、更なる光源を使用することもできる。
【００１２】
本発明の一実施例において、当該光を混合する装置は、前記少なくとも１つの導光器に対して平行に配置された反射器を有することができる。鏡等の反射器を有することにより、光を１つの所望の方向にのみ反射することができる。２以上の反射器を使用することもできる。
【００１３】
本発明の一実施例において、３つの導光器が互いに平行な３つの面内に延在することができ、その場合において、前記反射器は第３導光器に最も近く、該第３導光器は赤色光を導き、第２導光器は緑色光を導き、第１導光器は青色光を導き、前記第２導光器は前記第１導光器と前記第３導光器との間に配置される。３つの平行な面内に延在する上記導光器とは、第１導光器の光を抽出する面が第２及び第３導光器の光を抽出する面と平行であると解釈されるべきである。このような順序の導光器を有することにより、所望の色の光抽出を達成するために光の効率的な導出が達成される。光の導出の効率とは、回折効率と解釈することができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、前記導光器の厚さ、回折格子の周期、回折格子の深さ又はこれらの何れかの組み合わせを、光の導出の効率が全波長に対して或る範囲内となるように調整することができる。上述したパラメータを調整することにより、所望の色の光を生成するために、全波長に対して同一の導出効率を達成することができる。
【００１５】
本発明の一実施例において、前記第１波長の光を前記第１ファセットに該第１ファセットの表面垂線に対して平行に入射するようにコリメートし、前記第２波長の光を前記第２ファセットに該第２ファセットの表面垂線に対して平行に入射するようにコリメートすることができる。上記光を当該ファセットに該ファセットの表面の垂線に対して平行に入射するようにコリメートすることにより、反射損失が最少化される。当該光がＴＩＲ条件で入射する場合、入射光の全量を回折格子により抽出することができる。各波長に対する斯様な光の導入により、これら波長の各々に対して反射損失を最少にすることができる。
【００１６】
本発明の一実施例において、前記第１導光器の回折格子は、前記第２導光器の回折格子に対してオフセット角を定めることができる。これら格子の間にオフセット角を有すると共に、前記導光器が同様の構成を有することにより、前記光源は互いに対して変位させることができ、一層コンパクトな設計をもたらし、及び／又は光源の干渉を回避することができる。
【００１７】
本発明の一実施例において、前記回折格子は前記少なくとも１つの導光器の少なくとも１つの光導出面を占めることができる。斯かる格子は、当該導光器における光の抽出を意図する１つ、２つ又はそれ以上の面上に設けることができる。２以上の格子は、一層効率的な光の導出を行い得る。
【００１８】
本発明の一実施例において、前記少なくとも２つの光源はＬＥＤである。例えば電球等の如何なる他の光源も使用することができる。
【００１９】
本発明の一実施例において、前記回折格子により導出される光は白色である。前記光源がＲ、Ｇ及びＢの光を放出する場合、当該導光器から放出される混合光は白色光となる。というのは、各色の回折効率は或る範囲内である、即ち光回折の所望の角度範囲において重なり合うからである。上記回折格子により如何なる所望の色の光も抽出することができる。
【００２０】
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して説明されるであろう。通常、請求項で使用される用語は、そうでないと明示的に示されない限り、当該技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。構成要素、装置、構成部品、手段、ステップ等に対する参照は、明示的にそうでないと言及しない限り、斯かる構成要素、装置、構成部品、手段、ステップ等の少なくとも１つの事例に対する参照と解釈されるべきである。
【００２１】
本発明の他のフィーチャ及び利点は、添付図面を参照してなされる、現在のところ好ましい実施例の後述する詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、光を混合する装置の一例を示す。
【図２】図２は、光を混合する装置の他の例を示す。
【図３】図３は、第１実施例による光を混合する装置の一部を示す。
【図４】図４は、第２実施例による光を混合する装置の一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を添付図面を参照して更に詳細に説明するが、これら図には本発明の特定の実施例が示されている。しかしながら、本発明は多くの異なる態様で実施化することができ、ここで述べる実施例に限定されると見なされるべきではない。むしろ、これら実施例は、本開示が完全なものとなり、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝えるように例示として示されたものである。また、本開示を通して同様の符号は、同様の構成要素を参照している。
【００２４】
広くは、本発明は光を混合する装置に関するものである。
【００２５】
本発明の一実施例の概略図が図１に示され、該図は、光を取り出す（導出する）ために表面に回折格子１０４を有する導光器（光ガイド）１０３と、異なる波長の光を放出する光源１０１、１０２、１０９、１１０とを備える光を混合する装置１００を示している。第１光源１０１は特定の波長の光を放出し、上記光源の残りに関しても同様である。導光器１０３は、光源１０１、１０２、１０９、１１０により放出される光の波長の各々に対応するファセット（面）１０５、１０６、１１３、１１４を有している。即ち、第１ファセット１０５が第１光源１０１の光を導光器１０３に導入すると、該光は導光器１０３内で繰り返し反射される。同様に、第２ファセット１０６は第２光源１０２の光を導光器１０３内に向け、上記複数の光源からの光の、その後の反射が当該導光器１０３内で発生する。導光器１０３の回折格子１０４は、各々が固有の波長を持つ光源１０１、１０２、１０９、１１０の光を、当該導光器１０３の外部の媒体へと回折する。当該導光器１０３内での各反射は、光の望ましくない損失につながり得、この損失は、上記外部媒体への導出効率を低下させる。上記反射の特性及び光の損失は光の波長に依存し、従って、個別の光導入ファセット１０５、１０６、１１３、１１４を有することにより、光源１０１、１０２、１０９、１１０の各々に対して損失を回避することができる。
【００２６】
第１ファセット１０５は、導光器１０３の面１１５に対して第１角度１０７と称する或る角度を有し、上記面は光の抽出の面を画定する回折格子１０４に対して平行である。第１ファセット１０５は、第１波長の光を放出する第１光源１０１からの光を導光器１０３に導入する。第１角度１０７は、導光器１０３内での上記第１波長の全内部反射（ＴＩＲ）のための角度に対応する。ＴＩＲのための角度とは、条件θｃ＜θｇ＜９０°を満足する角度θｇと解釈されるべきであり、ここで、θｃはＴＩＲ条件が特定の波長に対する角度範囲内で開始する臨界角である。従って、ＴＩＲはθｃと９０°との間の角度範囲に対して発生する。図３は、図１の実施例による例を示し、該図において、前記第１角度１０７は、第１ファセット１０５の表面垂線に平行な主方向３０１がＴＩＲのための角度３０２（θｇ）により描かれる方向と平行となるような当該導光器１０３における該ＴＩＲのための角度３０２（θｇ）に対応する。同様に、第２ファセット１０６は、導光器１０３の面１１５に対して第２角度１０８と称する角度を有し、該第２ファセット１０６は第２波長の光を放出する第２光源１０２からの光を導光器１０３に導入する。第２角度１０８は当該導光器１０３における第２波長のＴＩＲのための角度に対応し、該角度は光源１０２及び１０２が異なる波長の光を放出する場合は相違し得る。このように、ＴＩＲ条件は、上記ファセット角度の個別の構成により両光源に対して満足することができる。図１には、更に多くの光源１０９及び１１０が、角度１１１で光を各々導入する対応するファセット１１３及び１１４と共に示されており、これら角度は該例示的実施例では両光源に対して同一であり、光源１０９及び１１０に関しては波長が同一であることを示している。更に多くの光源を、異なる波長、及び当該導光器１０３における斯かる波長に対するＴＩＲ条件に対応する角度の個別のファセットで使用することもできる。当該導光器１０３に光がＴＩＲ条件で入射することの結果は、全量の光を回折格子１０４により抽出することができるということである。これは、回折格子１０４との複数の跳ね返り又は相互作用が生じるからである。単一の相互作用に対して回折効率が最大でない場合（決してそのようにはならない）、複数の相互作用が、高回折効率が結局は達成されることを保証する。
【００２７】
ＴＩＲ条件が満足されるためには、小さなθｃ及び、従って、大きなｎｇを有することが有利である。実際には、ｎｇ＝１.５８のポリカーボネイトが好適な材料であるが、ＰＭＭＡ（ｎｇ＝１.４９）又はガラス（ｎｇ＝１.５）も使用することができる。このような導光器の構成においては、角度輝度分布は保存される。
【００２８】
図１において、第１光源１０１により放出された第１波長の光は、第１ファセット１０５の表面垂線に平行な方向で該第１ファセット１０５に入射するようにコリメートされる。従って、光入射の方向は、ＴＩＲ条件のための図３に示された角度３０２（θｇ）により描かれる方向と平行となる。光源１０１、１０２、１０９及び１１０の各々は、これら光源に対応する各光導入ファセット１０５、１０６、１１３及び１１４と平行な方向に光を放出し、必要な導出効率を達成するために、これらの各々に対してＴＩＲ条件を満足させることができる。
【００２９】
上記光源は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）光に対応する波長を有することができる。図１における実施例の光源は、この構成に従って示されており、その場合において、第１光源１０１は青色光を放出し、第２光源１０２は赤色光を放出し、第３及び第４光源１０９及び１１０は、共に、緑色光を放出する。従って、赤色、緑色及び青色光が導光器１０３内で複数のＴＩＲ反射により反射され、該光は回折格子１０４により導出されて、白色光を生成する。これら光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができるか、又は導光器１０３内に光を放出するのに適した如何なる他の光源とすることもできる。
【００３０】
上記３つの色の導出効率（outcoupling efficiency）は様々であり、結果として短い波長が優先して導出される。このような効果は、より短い波長においては、導光器１０３内での跳ね返りの数が一層大きくなる故に高められる。次の実施例に関して説明するように、原理的には、例えば回折格子１０４の周期、深さ及び形状を、回折格子１０４の占める範囲（coverage）を、又は導光器１０３の厚さ若しくは導出効率に影響を与える何らかの他のパラメータを変化させる等の、導出効率を変化させるための幾つかの方法が存在する。導出効率は、回折効率と解釈することができる。導光器１０３の厚さは、最大の回折効率を達成すべく最適化することができる。例えば、２５０ｎｍなる導光器の厚さは、全色に対する最大の回折効率につながり得る。青色光に対しては二次回折が生じ得る。格子の形状の適切な設計により、この二次の強度は最小化することができる。
【００３１】
反射器１１２を、導光器１０３と平行に配置することができる。反射器１１２の方向に放出された光は、反対方向に反射され、回折格子１０４において抽出された光の全ては、該反射器１１２に対して当該導光器１０３の反対側に向けられる。反射器１１２は、光の放出の所望の方向に依存して、当該導光器１０３に対して他の方向に沿って配置することもできる。
【００３２】
回折格子１０４は、図１に例示されるように、導光器１０３の両側を占めることができる。単一の回折格子１０４、又は幾つかの回折格子を使用することができる。該回折格子は、相対的に安価なエンボス処理により導光器上にエンボス加工することができる。
【００３３】
約θout＝０°なる導出光の対称な分布を有することが有利である。ファセット角の構成の解説的例を、大凡λ＝６３０、５３０及び４７０ｎｍの狭い各波長範囲において発光する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）ＬＥＤに関して以下に提示する。−１次（ｍ＝−１）に対する高導出効率が望ましい。格子周期が４００＜Λ＜４７０ｎｍなる範囲内である場合、全色に対して条件θｃ＜θｇ＜９０°が満足され得る。この場合、導出されるビームは、例えば−２.５°＜θout＜２.５°のように狭い。入射ビームは導入ファセットに向けられる前にコリメーション光学系によりコリメートされる。この場合、コリメーションは、Ｒに対しては±５.５°、Ｇに対しては±３.７°及びＢに対しては±３.３°とすることができ、これらは、レンズ又は（放物）鏡等の標準的コリメーション光学系を用いて達成することができる。当該導光器の上面及び底面に対するファセット角度は、この場合、光が当該導光器にＴＩＲ条件で入射するようにするために、Ｒに対しては６２°、Ｇに対しては４８°及びＢに対しては４１°となる。通常から外れた（off-normal）角度分布が許容される場合は、より広いビームを達成することが可能である。例えば、±５.０°の発散の格子を、Ｒに対して±９.７°の、Ｇに対して±７.３°の及びＢに対して±６.７°の入射の発散を用い、且つ、Λ＝５８０ｎｍの格子により、１１°＜θout＜２１°の範囲内で得ることができる。この場合、当該導光器の上面及び底面に対するファセット角度は、Ｒに対しては６０°、Ｇに対しては４９°及びＢに対しては４４°となる。所望なら、もっと対称な分布を得るために、プリズム式再指向箔（prismatic redirection foil）を使用することができる。更に、上記例においては、図の面における光の角度分布のみが考察された。斯かる面に対して垂直な方向における発散は、本質的に、入射ビームの発散と等しいものであり得る。
【００３４】
図２には、本発明の第２実施例の概略図が示されている。光を混合する装置の該実施例２００において、角度的出力範囲は図１に示した実施例におけるよりも大きくすることができ、青色における二次回折は回避することができる。図２において、第１及び第２光源２０４及び２０５は、各々、別個の導光器内へと光を放出することができ、かくして、第１導光器２０１は第１波長の光を導く一方、第２導光器２０２は第２波長の光を導く。第３光源２０６及び該光源に対応する導光器２０３も示されている。ファセット２１０、２１１及び２１２は、上記光源２０４、２０５及び２０６の光を導光器２０１、２０２及び２０３に、各々、導入する。図１に示した実施例におけるのと同様に、各固有のファセットは、当該固有のファセットに入射した光の該導光器におけるＴＩＲのための角度に対応する角度を有している。ファセット２１０は、光源２０４からの光を導光器２０１に導入するための角度２１３を有している。該光はファセット２１０に入射するために該ファセット２１０の表面垂線と平行な方向にコリメートされる。ファセット２１０の角度２１３は当該光（例えば、青色光）のＴＩＲ角に対応しているので、全量の光を回折格子２０７により抽出することができる。同様に、ファセット２１１及び２１２は、光源２０５及び２０６からの光を導光器２０２及び２０３に導入するための角度２１４及び２１５を各々有している。回折格子２０７の構成は、導光器２０２及び２０３の回折格子２０８及び２０９の構成とは、各々、相違し得る。従って、格子２０７、２０８及び２０９のパラメータは、各波長の回折効率を別個に変更するために光源２０４、２０５及び２０６の各々に対して異なるようにすることができる。図２の実施例では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）光源が提示されている。例えば、Ｂに対するΛは、最小の望ましいθoutに対してθｇ＝θｃのように選定することができる。この場合、他の色に対する回折格子の周期は、同じ角度範囲がカバーされるように選択することができる。例えば、各波長に対して格子周期を最適にする、例えばＲに対してΛ＝５８０ｎｍ、Ｇに対してΛ＝４８８ｎｍ及びＢに対してΛ＝４３２ｎｍとする場合、回折効率に関して、角度範囲−１０°＜θout＜１０°において全色に対し一定の効率を得ることができる。全色に対して効率を等しく又は或る範囲内にさせる幾つかのオプションが存在する。即ち、格子の深さ及び形状、格子の範囲及び／又は導光器の厚さを変えることができる。格子の深さを変えることは、１次の回折効率に対する影響を有する。例えば、Ｒに対する導光器２０３の２４０ｎｍなる厚さ、Ｇに対する導光器２０２の２００ｎｍなる厚さ及びＢに対する導光器２０１の１９０ｎｍなる厚さは、全３色に対して０.２５なる回折効率を付与し得る。実際には、異なる色に対して相違する跳ね返り数等の他の影響を補償するために、各導光器に対して他の厚さを選択することができる。導出効率に影響を与えるための上述したオプション、格子の深さ及び形状、格子の範囲及び導光器の厚さは、当該導光器の表面領域にわたる均一な光分布を保証するために使用することもできる。この目的のためには、特に上記格子の範囲を、上記による両実施例において変化させることができる。この場合、当該導光器上の特定の領域は回折格子によりカバーされる必要はなく、格子の範囲は均一な照明が得られるように調整される。
【００３５】
導出された光の強度に影響を与え得る他の効果は、回折された光の、他の格子による回折である。Ｒ、Ｇ及びＢの各々の色に対する導光器２０３、２０２及び２０１の間の順序は、図２の構成においては最適であり、この場合において、中間（Ｇ）の導光器２０２はＲ光の８４％を透過し、上側（Ｂ）の導光器２０１はＲ光の９０％及びＧ光の７９％を透過する。他の全ての構成は、余り効率的ではない。
【００３６】
反射器２１７を、導光器２０１、２０２及び２０３に平行に配置することができる。反射器２１７の方向に放出された光は、反対の方向に反射されるであろう。回折格子２０７、２０８及び２０９は、各導光器の一方又は両方の面を占めることができる。
【００３７】
導光器２０１、２０２及び２０３は、互いに平行に配置される。この配置は、光を混合する装置２００の最もコンパクトな設計となるが、導光器２０１、２０２及び２０３の他の構成も可能である。導光器２０１、２０２及び２０３は間隙（spacing）２１６により分離されており、斯かる間隙内には上述した導光器におけるＴＩＲを達成するために空気等の適切な屈折率の媒体が存在する。
【００３８】
図４は、上述した図２における導光器２０１及び２０２、並びにこれら導光器に対応する光導入ファセット２１０及び２１１を示している。図４に示されたように、導光器２０１、２０２の構成は、これら格子が図２における図の面に垂直な方向において、例えば９０°又は１２０°の角度等の角度４０１をなすように、選択することができる。導光器２０３も、他の導光器２０１、２０２に対して或る角度をなすことができる。このような構成の利点は、光をファセット２１０及び２１１に向ける光源を互いに遠くに離れて配置することができるので、当該光を混合する装置をコンパクトにすることができる点であり得る。
【００３９】
以上、本発明を特定の実施例に関連して説明したが、当業者によれば請求項に記載された範囲から逸脱することなしに種々の変形、変更及び適応化を行うことができると理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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