JP2007515270A - Irradiation device - Google Patents

Irradiation device

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JP2007515270A
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エム. アギーレ,フランシス
エー. クラトン,ミシェル
エル. フィリップス,デイビッド
ティー. ベンソン,ピーター
ダブリュ. レイ,ジャック
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スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
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Abstract

照射(400)装置が、硬化させるか偏光によって配列を作ることなどによって第1の材料(650)を改質する放射線を発生するための複数の固体放射線源(104)を含む。 Irradiation (400) device comprises a first material, such as by creating a sequence by polarization or curing (650) a plurality of solid state radiation sources to generate radiation for reforming the (104). 固体放射線源(104)は、アレイパターンで配置することができる。 Solid state radiation sources (104) may be arranged in an array pattern. 対応するアレイパターンで配列された光学集中装置(120)が、対応する固体放射線源(104)から放射線を受ける。 Optical concentrators arranged in a corresponding array pattern (120) is subjected to radiation from the corresponding solid state radiation sources (104). 集中された放射線は、また対応するアレイパターンで配列された複数の光導波路(130)によって受けられる。 Focused radiation is also received by the plurality of optical waveguides arranged in a corresponding array pattern (130). 各光導波路は、放射線を受けるための第1の端部(132)と、放射線を出力するための第2の端部(133)とを含む。 Each optical waveguide includes a first end for receiving radiation and (132), a second end for outputting the radiation and (133). 固体放射線源(104)と電気的に通信する制御装置(304)が、該固体放射線源にパルス放射線を発生させる。 Solid state radiation sources (104) and a control unit in electrical communication (304), generates a pulse radiation to the solid radiation source. 放射線改質装置は、連続基板、シート、ピースパーツ、スポット硬化、および/または3D放射線硬化プロセスのために使用することができる。 Radiation reformer can be used continuously substrate, sheet, piece part, for the spot curing, and / or 3D radiation curing process.

Description

本発明は、改質装置、システム、および方法に関する。 The present invention, reformer, systems, and methods. より詳細には、本発明は、改質用途のために用いられる現在の高強度向け光源および技術に取って代わることができる固体光デバイス、システム、および方法に関する。 More particularly, the present invention is the solid state light device can replace current high strength for the light source and the technique used for reforming applications, systems, and methods.

照明システムがさまざまな用途に使用される。 Lighting system is used in a variety of applications. 家庭、医療、歯科、および産業用途は、しばしば、光が利用可能にされることを必要とする。 Household, medical, dental, and industrial applications often require light to be made available. 同様に、航空機、船舶、および自動車用途は、しばしば、高強度照明ビームを必要とする。 Similarly, aircraft, marine, and automotive applications often require high intensity illumination beam.

従来のライティング(lighting)システムは、電力供給されるフィラメントまたはアークランプを使用しており、これらは、時には、発生された照明をビームに向けるために集束レンズおよび/または反射表面を含む。 Conventional lighting (lighting) system uses a filament or arc lamps powered, they sometimes include focusing lenses and / or reflective surfaces to direct the generated illumination beam. 白熱バルブまたは放電バルブなどの、電力供給されるフィラメントまたはアークランプに基づいた従来の光源は、熱および光の両方を360度に放射する。 Such as an incandescent bulb or a discharge bulb, a conventional light source based on the filament or arc lamps powered emits both heat and light in 360 degrees. 従来の光源は、また、マイクロ波駆動源を含む。 Conventional light sources, also includes a microwave drive source. したがって、従来の用途の場合、使用される光学系は、高強度(および高熱)放電バルブによって引起される絶え間ない加熱の影響に耐えるように設計しおよび/または特別に処理しなければならない。 Therefore, in the case of conventional applications, the optical system used for high strength (and high heat) must be treated and / or specially designed to withstand the impact of constant heating which is caused by the discharge valve. さらに、熱が照明の領域から除去されるべきである場合、高価で複雑な熱伝達システムを使用しなければならない。 Furthermore, when the heat is to be removed from the area of ​​illumination, it must be used expensive and complicated heat transfer system.

例えば、従来の硬化(cure)システムは、基板および/または配合物の歪みおよび/または破壊を最小にするために水冷ロールを使用する。 For example, conventional curing (cure) system uses a water-cooled roll to minimize distortion and / or destruction of the substrate and / or compounds. 他の従来のシステムは、基板のすぐ下にまたは基板と接触して配置された平坦な水冷プレートを使用する。 Other conventional systems use flat water-cooled plate positioned in contact with the immediately or substrate below the substrate.

硬化(cure)などの改質用途の場合、積重ねられたLEDアレイが現在調査されている(例えば、機械横断方向(CMD:Cross−Machine−Direction)および機械方向(MD:Machine−Direction)態様で「積重ねる」ことができるアレイ)。 For reforming applications, such as curing (cure), LED arrays stacked is currently investigated (for example, the cross machine direction (CMD: Cross-Machine-Direction) and machine direction (MD: in Machine-Direction) aspect array that can be "stacked"). しかし、これらの従来のシステムでは、LED発光波長がより短くなるにつれて、放射照度(irradiance)および寿命が急速に低下する。 However, these conventional systems, as LED emission wavelength becomes shorter, the irradiance (irradiance) and lifetime decreases rapidly. これは、典型的には450nm未満の放射線を吸収するように配合される光開始剤(photoinitiator)による放射線吸収および応答によって化学反応が開始するという問題をもたらすことがある。 This typically can result in a problem that a chemical reaction is initiated by the radiation absorption and response by the photoinitiator to be formulated to absorb radiation of less than 450nm (photoinitiator). 放射照度が低すぎる場合、重合反応が望ましい製品特性をもたらさない可能性がある。 If the irradiance is too low, there may not result in polymerization reaction is desirable product characteristics.

低放射照度に対抗するために、従来の技術は、総放射照度を増大させ、望ましい硬化を行うために、LEDを互いに接近して位置決めすることである。 To combat low irradiance, the prior art, the total irradiance increased, in order to perform a desired curing is to position close an LED together. しかし、LEDをそのように配列することは、熱管理および電気的接続に関連するいくつかの問題をもたらす。 However, arranging the LED that way leads to some of the problems associated with thermal management and electrical connections. LEDがより広げられる場合、アレイを横切る放射照度の均一性が理想的でなくなることがある。 If the LED is more spread, there is the uniformity of the irradiance across the array is no longer ideal. 放射照度レベルを向上させるために、時には反射体がLEDの周りに装着されるが、この方法は、依然として、反射体開口部を横切る不均一性がある。 In order to improve the irradiance level, but sometimes the reflector is mounted around the LED, the method, there is still a non-uniformity across the reflector opening. 適切な材料が反射体内で使用されない場合、放射照度は、また、照射表面までの距離の二乗(square)で低下する。 If suitable materials are not used in the reflective body, irradiance, also decreases with the square of the distance to the irradiated surface (square).

本発明の第1の実施形態によれば、照射装置が、第1の材料を改質する放射線を発生するための複数の固体放射線源を含む。 According to a first embodiment of the present invention, the irradiation device includes a plurality of solid state radiation sources to generate radiation for modifying the first material. 制御装置が、固体放射線源と電気的に通信し、固体放射線源にパルス放射線を発生させる。 Controller, solid state radiation sources and electrical communication, generates a pulse radiation solid state radiation sources. 複数の光学集中装置が含まれ、各集中装置は、複数の固体放射線源の1つ以上からパルス放射線を受ける。 Includes a plurality of optical concentrators, each concentrator receives the pulsed radiation from one or more of the plurality of solid state radiation sources. 複数の光導波路が含まれ、複数の光導波路の各々は、第1の端部および第2の端部を含み、各第1の端部は、複数の光学集中装置の1つ以上からパルス放射線を受ける。 It includes a plurality of optical waveguides, each of the plurality of optical waveguides includes a first end and a second end, the first end, pulsed radiation from one or more of the plurality of optical concentrators the subject. 支持構造が、複数の光導波路の第2の端部の少なくとも第1の部分を安定化するために含まれる。 The support structure is included to stabilize at least a first portion of the second ends of the plurality of optical waveguides.

本発明の第2の実施形態によれば、照射システムが、放射線改質可能化学配合物を改質することができる放射線を発生するための複数のLEDダイ(die)を含む固体放射線源を含む。 According to the second embodiment of the present invention, the illumination system comprises a solid radiation source including a plurality of LED dies (die) for generating radiation capable of modifying the radiation reformable chemical formulation . 制御装置が、複数のLEDダイに電気的に接続され、LEDダイにパルス放射線を発生させる。 Controller is electrically connected to a plurality of LED dies to generate pulsed radiation to the LED die. 複数の光学集中装置が含まれ、各集中装置は、LEDダイの1つ以上からパルス放射線を受ける。 Includes a plurality of optical concentrators, each concentrator receives the pulsed radiation from one or more LED die. 複数の光ファイバが含まれ、複数の光ファイバの各々は、第1の端部および第2の端部を含み、各第1の端部は、複数の光学集中装置の1つ以上から、集中されたパルス放射線を受ける。 Includes a plurality of optical fibers, each of the plurality of optical fibers includes a first end and a second end, the first end portion each from one or more of the plurality of optical concentrators, concentrated It has been subjected to a pulse radiation. 基板が、放射線改質可能化学配合物を支持するために含まれる。 Substrate is included to support the radiation reformable chemical formulation.

本発明の上記概要は、本発明の各実施形態またはあらゆる実装を説明することを意図していない。 The above summary of the present invention is not intended to describe each embodiment or every implementation of the present invention. 次の図および詳細な説明は、これらの実施形態をより詳細に例示する。 The following figures and detailed description will exemplify these embodiments in more detail.

本発明は、さまざまな修正例および代替形態が可能であるが、その特定のものが、図面に例として示されており、詳細に説明される。 The present invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specifics thereof have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail. しかし、本発明を、説明される特定の実施形態に限定しないことを意図していることが理解されるべきである。 However, the present invention, it is to be understood that it is intended that not limited to the particular embodiments described. それどころか、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲内である修正例、均等物、および代替例をすべて網羅することが意図される。 Rather, modifications within the scope of the invention as defined by the appended claims is to cover all equivalents, and alternatives are contemplated.

図1Aは、例示的な構成における固体光デバイス100(本明細書中では、照明デバイスまたは光子放出デバイスとも称す)を示す。 1A is (herein, also referred to as lighting device or photon emitting device) solid state light device 100 in an exemplary configuration showing the. 光デバイス100は、図1Bに分解図で示されている。 Light device 100 is shown in exploded view in Figure 1B. 「光」とは、電磁スペクトルの紫外、可視、および/または赤外部分内の波長を有する電磁放射線を意味する。 The term "light" refers to electromagnetic radiation having ultraviolet electromagnetic spectrum, visible, and / or the wavelength of the infrared portion. 以下で説明される構造において、光デバイス100は、全体に従来の高強度放電(High Intensity Discharge)(HID)バルブのサイズと比較できるコンパクトなサイズを有することができ、したがって、道路照明、スポットライティング、バックライティング、画像投影、および放射線活性化硬化を含むさまざまな用途におけるランプデバイスの取替品を提供することができる。 In the structures described below, the optical device 100 may have a compact size comparable to conventional high strength discharge (High Intensity Discharge) (HID) size of the valve throughout, therefore, road lighting, spot lighting , it is possible to provide a backlighting, image projection, and the lamp device replacement products in a variety of applications, including radiation activated curing.

光デバイス100は、放射線を発生するための固体放射線源104のアレイを含む。 The optical device 100 includes an array of solid state radiation sources 104 to generate radiation. 放射線は、対応する光学集中装置のアレイ120によって集められ集中される。 Radiation is concentrated is collected by an array 120 of a corresponding optical concentrator. 次に、集中された放射線は、支持構造150によって支持される、対応する導波路のアレイ130内に入射される。 Next, concentrated radiation is supported by the support structure 150, is incident on the array 130 of the corresponding waveguide. これらの特徴の各々をここでより詳細に説明する。 Each of these features will now be described in more detail.

例示的な実施形態において、固体放射線源104は、アレイパターンで配置された複数の個別のLEDダイまたはチップを含むが、レーザダイオードを含む他の固体放射線源も適用できる。 In an exemplary embodiment, solid state radiation sources 104 includes a plurality of individual LED dies or chips arranged in an array pattern can be applied other solid radiation source comprising a laser diode. 個別のLEDダイ(die)104は、別々に装着され、動作制御のための独立した電気的接続を有する(すべてのLEDが、それらの共通半導体基板によって互いに接続されているLEDアレイではなく)。 Individual LED die (die) 104 is mounted separately, have independent electrical connections for operational control (all LED is not a LED array are connected to each other by their common semiconductor substrate). LEDダイは、対称な放射線パターンを生成することができ、電気エネルギーを光に変換するのに効率的である。 LED dies can produce a symmetrical radiation pattern, which is efficient in converting electrical energy into light. 多くのLEDダイが過度に感温性でないので、LEDダイは、多くのタイプのレーザダイオードに比べて、適度のヒートシンクだけで適切に動作することができる。 Since many LED dies are not overly temperature sensitive, the LED die can be compared to many types of laser diodes, to work properly only modest heat sink. 例示的な実施形態において、各LEDダイは、その最も近い隣のものから、少なくともLEDダイ幅より大きい距離だけ離隔される。 In the exemplary embodiment, each LED die, of that of the nearest neighbor, is spaced apart a distance greater than at least LED die width. さらなる例示的な実施形態において、各LEDダイは、その最も近い隣のものから、少なくとも6LEDダイ幅より大きい距離だけ離隔される。 In a further exemplary embodiment, each LED die, of that of the nearest neighbor, it is spaced apart a distance greater than at least 6LED die width. これらの例示的な実施形態は、以下でさらに詳細に説明されるように、適切な熱管理を提供する。 These exemplary embodiments, as will be described in more detail below, to provide proper thermal management.

さらに、LEDダイ104は、−40℃から125℃の温度で動作させることができ、約10,000時間という大半のレーザダイオードの寿命、または約2,000時間というUVアークランプ寿命と比較して、100,000時間の範囲内の動作寿命を有することができる。 Additionally, LED die 104 may be operated at a temperature of 125 ° C. from -40 ° C., as compared to UV arc lamp life lifetime of the laser diode of the majority of about 10,000 hours, or about 2,000 hours, It may have an operating life in the range of 100,000 hours. 例示的な実施形態において、LEDダイは、各々、出力強度が約50ルーメン以上であることができる。 In an exemplary embodiment, LED die may each output intensity is about 50 lumens or more. 個別高パワーLEDダイは、クリー(Cree)(クリーのInGaNベースのXブライト(XBright)(登録商標)製品など)およびオスラム(Osram)などの会社から市販されているGaNベースのLEDダイであることができる。 Individual High Power LED die, Cree (Cree) (InGaN-based X Bright (XBright) (registered trademark of Cree), product) and Osram (Osram) that a GaN-based LED dies commercially available from companies such as can. 1つの例示的な実施形態において、各々の発光面積が約300μm×300μmであるLEDダイ(クリーによって製造された)のアレイを使用して、集中された(小面積、高パワー)光源を提供することができる。 In one exemplary embodiment, by using an array of LED dies each light emitting area is about 300 [mu] m × 300 [mu] m (manufactured by Cree), Concentrated (small area, high power) to provide a light source be able to. 矩形または他の多角形形状などの他の発光表面形状も用いることができる。 Other light emitting surface shapes such as rectangular or other polygonal shapes can be used. さらに、代替実施形態において、使用されるLEDダイの発光層を、頂点または底面上に配置することができる。 Furthermore, in an alternative embodiment, the light-emitting layer of LED die used, it can be disposed on the vertex or bottom.

いくつかの例示的な実施形態において、複数のわずかに青色のまたは紫外(UV)LEDダイを使用することができる。 In some exemplary embodiments, a plurality of small can be used a blue or ultraviolet (UV) LED dies. 代替実施形態において、1つ以上のLEDダイを、好ましくは発光表面上で、青色LEDダイのためのYAG:Ce蛍光体、またはUV LEDダイで使用されるRGB(赤色、緑色、青色)蛍光体の混合物などの蛍光体層(図示せず)で、コーティングすることができる。 In alternative embodiments, one or more LED die on a preferably light-emitting surface, YAG for blue LED die: Ce phosphor or RGB used in UV LED die, (red, green, blue) phosphors in the phosphor layer, such as a mixture of (not shown), it can be coated. したがって、蛍光体層を使用して、異なった機構下でLEDダイの出力を「白色」光に変換することができる。 Therefore, it can be converted using a phosphor layer, the output of the LED die to the "white" light under different mechanisms. 蛍光体層の配置および構造は、引用により援用する、「複数の光源を使用する照明システム(Illumination System Using a Plurality of Light Sources)」という名称の、共同所有された、同時に出願された出願(代理人事件番号58130US004)に詳細に記載されている。 Arrangement and structure of the phosphor layer are incorporated by reference, "illumination system (Illumination System Using a Plurality of Light Sources) using multiple light sources," entitled, was co-owned application (proxy filed concurrently It is described in detail in the human case number 58130US004).

代替実施形態において、赤色、青色、および緑色LEDダイの集まりを、アレイ内に選択的に配置することができる。 In an alternative embodiment, red, blue, and a collection of green LED dies can be selectively placed in an array. 結果として生じる発光は、ファイバのアレイ130によって集められ、ファイバの出力端部から発された光は、一斉に一緒に混合されると、観察者によって、着色光または「白色」光として見られる。 The resulting emission is collected by the array 130 of fiber, light emitted from the output end of the fiber, when mixed together in unison, by an observer, it is seen as a colored light or "white" light.

代替実施形態において、LEDダイアレイを、従来、「白色」光を含む可視領域内の出力を提供することができる面発光レーザ(vertical cavity surface emitting laser)(VCSEL)アレイと取替えることができる。 In alternative embodiments, the LED die array, conventionally, can be replaced with "white" surface-emitting laser (vertical cavity surface emitting laser) (VCSEL) array capable of providing an output in the visible region including the light.

図1Bに示されているように、LEDダイ104からの発光は、該LEDダイに対応するアレイパターンで配置された複数の光学集中装置120によって受光される。 As shown in FIG. 1B, light emitting from the LED die 104 is received by a plurality of optical concentrators 120 arranged in an array pattern corresponding to the LED die. 例示的な実施形態において、各光学集中装置は、LEDダイ104の対応する1つから放射線を受ける。 In the exemplary embodiment, each optical concentrator receives radiation from a corresponding one of the LED die 104. 例示的な実施形態において、光学集中装置120は、アレイ内に配置された非画像形成(non−imaging)光学集中装置(反射光カプラとも称す)を含む。 In an exemplary embodiment, the optical concentrator 120 includes a non-image forming arranged in an array (non-IMAGING) optical concentrator (also referred to as reflected light coupler). 光学集中装置120の反射表面の形状は、各パワー密度を維持するために、光源104の各々によって発出された放射線の実質的な部分を捕捉するように設計される。 The shape of the reflective surface of the optical concentrator 120 in order to maintain the power density, is designed to capture a substantial portion of the radiation emitted by each light source 104. さらに、放射線の実質的な部分が導波路130によって使用可能に捕捉され、それらを通して案内されるように、集中された出力を、受光導波路の受容角度基準(acceptance angle criteria)と実質的に一致するように設計することができる。 Furthermore, a substantial portion of the radiation is captured to be used by the waveguide 130, as will be guided through them, the focused output substantially matches the acceptance angle criteria of the light receiving waveguides (acceptance angle criteria) it can be designed to. 例示的な実施形態において、非画像形成集中装置のアレイ120における各非画像形成集中装置は、二次元(2−D)表面に適合する内部反射表面を有し、その内部反射表面の少なくとも第2の部分が三次元(3−D)表面に適合する。 In the exemplary embodiment, each non-imaging concentrator in array 120 of non-imaging concentrators, two-dimensional (2-D) having an internal reflective surface conforms to the surface, at least a second of the internal reflection surface portions which conform to the three-dimensional (3-D) surface. このおよび他の反射表面設計は、同時に出願され、その全体が引用によりここに援用される、「反射光カプラ(Reflective Light Coupler)」という名称の、同一所有者による同時係属中の特許出願(代理人事件番号59121US002)に詳細に記載されている。 This and other reflective surface designs are filed concurrently, which is incorporated in its entirety herein by reference, entitled "reflection optical coupler (Reflective Light Coupler)", co-pending patent application by the same owner (proxy It is described in detail in the human case number 59121US002).

アレイ120内の各光学集中装置は、例えば、射出成形、トランスファ成形、微細複製、スタンピング、パンチング、または熱形成によって形成することができる。 Each optical concentrator in array 120, for example, can be formed by injection molding, transfer molding, microreplication, stamping, punching, or thermal forming. 光学集中装置120を形成することができる(単独でまたは光学集中装置のアレイの一部として)基板またはシートは、金属、プラスチック、熱可塑性材料、または多層光学フィルム(MOF)(ミネソタ州セントポールの3Mカンパニー(3M Company, St. Paul, MN)から入手可能な増強鏡面反射体(Enhanced Specular Reflector)(ESR)フィルムなど)などのさまざまな材料を含むことができる。 It is possible to form the optical concentrator 120 (alone or optical concentrator some as an array) substrate or sheet metal, plastic, thermoplastic material, or multilayer optical film (MOF) (Minnesota St. Paul, 3M Company (3M Company, St. Paul, MN) can be enhanced specular reflector obtained from (enhanced specular reflector) (ESR) film, etc.) may include a variety of materials such as. 光学集中装置120を形成するために使用される基板材料は、その反射性を増加させるために、銀、アルミニウム、または無機薄膜の反射多層スタックなどの反射コーティング材でコーティングするか、単に研磨することができる。 Substrate material used to form the optical concentrator 120 is that the reflectivity to increase, silver, aluminum or coated with a reflective coating such as a reflective multilayer stack of inorganic thin film, simply polished can.

さらに、光学集中装置のアレイを、LEDダイの下方、周り、または上方に配向することができるように、光学集中装置基板を配置することができる。 Furthermore, an array of optical concentrators, under the LED dies, so that it can be oriented around or above, it is possible to arrange the optical concentrator substrate. 例示的な実施形態において、光学集中装置基板は、LEDアレイ上にまたはLEDアレイに近接して配置され、アレイ120の各集中装置を、各LEDダイ104の上で摺動可能に形成することができ、光学集中装置の下部開口部123(図4を参照のこと)は、LEDダイ104の周囲の周りの密な嵌合をもたらす。 In an exemplary embodiment, the optical concentrator substrate is disposed in proximity to the LED array or the LED array, each concentrator of array 120, can be slidably formed on each LED die 104 can, (see FIG. 4) the lower opening 123 of the optical concentrator provides a tight fit around the perimeter of the LED die 104. 代替集中装置設計は、LEDダイが支持された基板上の反射コーティングの付加的な使用を含む。 Alternative concentrator designs include the additional use of a reflective coating on the substrate the LED die is supported.

図1Bに示された実施形態の態様は、各放射線源と、対応する光学集中装置と、対応する導波路との間における1対1の対応である。 Aspect of the embodiment depicted in FIG. 1B, each radiation source, a corresponding optical concentrator, a one-to-one correspondence between the corresponding waveguide. 各光学集中装置表面は、いくつかの用途において蛍光体コーティングLEDダイであることができる対応するLEDダイからの等方性発光を、対応する受光導波路の受容角度基準を満たすビームに変換するように設計される。 Each optical concentrator surface is isotropic emission from a corresponding LED die can in some applications a phosphor coating the LED die, to convert the beam to meet the acceptance angle criteria of a corresponding light receiving waveguide It is designed to be. 上述したように、この集中装置表面設計は、LEDダイから発出された光のパワー密度を維持するのを助ける。 As described above, this concentrator surface design aids in maintaining the power density of light emitted from the LED die.

図1Bを再び参照すると、集中された出力放射線は、光ファイバのアレイとして図1Bに示された複数の光導波路130によって受光され、各導波路は、入力端部132と、出力端部133とを有する。 Referring again to FIG. 1B, focused output radiation is received by a plurality of optical waveguides 130 shown in FIG. 1B as an array of optical fibers, each waveguide has an input end 132, and an output end 133 having. この例示的な実施形態は、大きいコア(たとえば、400μmから1000μm)のポリマークラッドシリカファイバ(ミネソタ州セントポールの3Mカンパニーから入手可能な、商品名TECS(登録商標)で販売されるものなど)のアレイ130を含む。 This exemplary embodiment is larger core (e.g., 400 [mu] m from 1000 .mu.m) (available from 3M Company, St. Paul, MN, such as those sold under the trade name TECS (TM)) polymer clad silica fiber It includes an array 130. さらなる例示的な実施形態において、光ファイバ130の各々は、コア直径が約600μmから650μmのポリマークラッドシリカファイバを含むことができる。 In a further exemplary embodiment, each of the optical fiber 130 can be a core diameter comprises a polymer clad silica fiber 650μm from about 600 .mu.m. 例示的な実施形態において、ファイバの長手方向の長さは、長さが約1から5インチ(2.5cm〜12.5cm)であることができる。 In an exemplary embodiment, the longitudinal length of the fiber can be a length of from about 1 5 inches (2.5cm~12.5cm). 例示的なファイバが非常に可撓性であるので、この短い距離は、依然として、ファイバを、出力端部において密なパターン化された束で配置する能力を提供する。 Since exemplary fibers are very flexible, this short distance still the fiber provides the ability to place in dense patterned beam at the output end. さらに、その短い長さは、従来のHIDランプのサイズと比較できるサイズを有する非常にコンパクトなデバイスを提供する。 Furthermore, its short length provides a very compact device having a size comparable to the size of conventional HID lamps. 当然、ファイバ長さは、他の用途において出力で有害な影響を引起すことなく、増大させることができる。 Of course, the fiber length, without to cause a detrimental effect on the output in other applications, can be increased.

例えばLEDダイ光源の出力波長のようなパラメータによって、従来のまたは特殊化シリカファイバなどの他のタイプの光ファイバも、本発明の実施形態によって使用することができる。 For example, by parameters such as the output wavelength of the LED die sources, other types of optical fibers, such as conventional or specialized silica fibers can also be used by embodiments of the present invention. 例えば、ポリマーファイバが、濃青色またはUV光源を伴う用途でソラリゼーション(solarization)および/またはブリーチング(bleaching)を起こしやすいことがある。 For example, polymer fibers, may be prone to solarization (Solarization) and / or bleaching (bleaching) in applications involving deep blue or UV light source. この例示的な実施形態において、照射されるべき光開始剤(photo−initiator)または他の硬化性材料のタイプに基づいて、450nm以下の波長において低損失である光ファイバ/導波路を使用することができる。 In this exemplary embodiment, the photoinitiator (photo-initiator) to be illuminated or other based on the type of curable material, the use of optical fiber / waveguide is low loss at wavelengths below 450nm can.

あるいは、本明細書を理解した当業者には明らかなように、平面導波路、ポリマー導波路、可撓性ポリマー導波路などの他の導波路タイプも、本発明に従って使用することができる。 Alternatively, as will be apparent to those skilled in the art understanding the present specification, a planar waveguide, a polymer waveguide, other waveguide types, such as a flexible polymer waveguides it can be used in accordance with the present invention.

一旦、LEDダイによって発出された光が、集中装置によって集められ、受光ファイバ内に再び向けられると、このファイバは、全内部反射による低光学損失をもって、光を特定の位置に送ることができる。 Once, the light emitted by the LED die is collected by a centralized device, when directed back to the receiving fiber, this fiber has a low optical loss by total internal reflection, it is possible to transmit light to a specific location. しかし、受光ファイバは、光を送るのに役立つだけでなく、密に詰められたファイバ束など、ファイバを、LEDダイアレイのより広い間隔から、出力開口における1つまたは複数のより密な間隔に変えることによって、(比較的)分散されたLEDアレイからの光を、非常に小さい領域に効果的に集中させることができる。 However, the light receiving fiber, not only serves to transmit light, such as densely packed fiber bundle, a fiber, from a wider spacing of the LED die array, converted to one or more more closely spaced at the output aperture it allows (relatively) light from dispersed LED array can be effectively concentrated in a very small area. また、例示的な受光ファイバコアおよびクラッディングの光学設計により、入力端部のみならず出力端部におけるファイバの開口数(Numerical Aperture)(NA)によって、束にされた端部群から発出する光ビームを成形することができる。 Further, the optical design of the exemplary light receiving fiber core and cladding, the numerical aperture of the fiber at the output end not only the input end (Numerical Aperture) (NA), the light emanating from the end group which is bundled it is possible to shape the beam. ここで説明されるように、受光ファイバは、光集中およびビーム成形、ならびに光搬送を行う。 As described herein, the light receiving fiber, light concentration and beam shaping, as well as perform optical transport.

光ファイバ132は、光ファイバの1つ以上の出力端部133上に、ファイバレンズをさらに含むことができる。 Optical fiber 132, on one or more output ends 133 of the optical fiber can further include a fiber lens. 同様に、光ファイバ130の受光端部132は、各々、ファイバレンズをさらに含むことができる。 Similarly, the light receiving end 132 of the optical fiber 130 may each further include a fiber lens. ファイバレンズ製造および実現例は、引用によりここに援用する、同一所有者による同時係属中の米国特許出願第10/317,734号明細書および米国特許出願第10/670,630号明細書に記載されている。 Fiber lens manufacturing and implementation are incorporated herein by reference, described in U.S. Patent Application No. 10 / 317,734 Pat and US Patent Application No. 10 / 670,630 Pat co-pending commonly owned It is. あるいは、放射照度を集束させ、拡散させ、平行にし、または偏光させるために、レンズ、レンズレット(lenslet)、ミラー、または偏光子などの光学素子を、ファイバの第2の端部に隣接して配置することができる。 Alternatively, focuses the irradiance, diffuse, in order to be parallel or polarized lenses, lenslets (lenslet), a mirror or an optical element such as a polarizer, adjacent to the second end of the fiber it can be arranged. その光学素子は、多数のファイバを横切って連続していても良いし、または別々であっても良い。 Its optical element may be continuous across the plurality of fibers, or may be separate.

アレイ130の各光ファイバの第1の端部を支持するために、ファイバアレイコネクタ134を使用することができる。 To support the first end portion of each optical fiber of array 130 may use fiber array connector 134. 例示的な実施形態において、ファイバアレイコネクタ134は、成形プラスチック材料などの剛性材料を含み、複数の開口が、光学集中装置120のパターンに対応するパターンを有する。 In an exemplary embodiment, the fiber array connector 134 includes a rigid material such as molded plastic material, having a pattern in which a plurality of openings, corresponding to the pattern of the optical concentrator 120. 各開口は、アレイ130の光ファイバの入力端部132を受容し、それとの直接の接合を行うことができる。 Each opening receives the input end 132 of the optical fiber array 130, it is possible to perform a direct bonding therewith.

例示的な実施形態において、LEDダイ104のための熱管理、およびLEDダイ104への電気的接続を行うために、剛性または可撓性の相互接続回路層を使用することができる。 In an exemplary embodiment, thermal management for the LED die 104, and to make electrical connection to the LED die 104 may use interconnect circuit layers of the rigid or flexible. 図1Bに示されているように、相互接続回路層は、ミネソタ州セントポールの3Mカンパニー(3M Company, Saint Paul, MN)から入手可能な3M(登録商標)フレキシブル(Flexible)(またはフレックス(Flex))回路(Circuits)などの多層構造を含むことができる。 As shown in FIG. 1B, the interconnect circuit layer, 3M Company, St. Paul, MN (3M Company, Saint Paul, MN) 3M available from (R) flexible (Flexible) (or flex (Flex )) may include a multilayer structure such as a circuit (the circuits). たとえば、多層相互接続層は、たとえば銅または他の熱伝導性材料から製造された金属装着基板112と、電気絶縁誘電体層114と、パターン化導電層113とを含むことができ、LEDダイは導電層113の接合パッド(図示せず)に作動的に接続される。 For example, the multilayer interconnect layer, for example a metal mounting substrate 112 made of copper or other thermally conductive material, an electrically insulating dielectric layer 114 can comprise a patterned conductive layer 113, LED die bonding pads of the conductive layer 113 is operatively connected to (not shown). 電気絶縁誘電体層114は、たとえば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスルホン、またはFR4エポキシコンポジットを含む、さまざまな適切な材料を含むことができる。 Electrically insulating dielectric layer 114, for example, it may include polyimide, polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polysulfone, or a FR4 epoxy composite, a variety of suitable materials. 導電性熱伝導性層113は、たとえば、銅、ニッケル、金、アルミニウム、スズ、鉛、およびそれらの組合せを含む、さまざまな適切な材料を含むことができる。 Conductive heat conductive layer 113 is, for example, copper, nickel, gold, aluminum, tin, lead, and combinations thereof, can include a variety of suitable materials.

例示的な実施形態において、および以下でより詳細に説明するように、ピクセル化放射線出力を得るために、LEDダイ104の1つ以上のグループが、LEDダイの他のグループから離れて、互いに相互接続される。 In the exemplary embodiment, and as described in greater detail below, in order to obtain the pixelated radiation output, one or more groups of the LED die 104, away from the other groups of LED dies, each other to each other It is connected. 図示しないビア(via)を使用して、誘電体層114を通して延ばすことができる。 Using vias (Via), not shown, may be extended through the dielectric layer 114. 金属装着基板112は、ヒートシンクまたは熱消散アセンブリ140上に装着することができる。 Metal mounting substrate 112 can be mounted on a heat sink or heat dissipation assembly 140. 基板112は、電気絶縁性で熱伝導性材料の層116によって、ヒートシンク140から分離することができる。 Substrate 112 by a layer 116 of thermally conductive material with an electrically insulating, can be separated from the heat sink 140. 例示的な実施形態において、ヒートシンク140は、動作中、LEDダイアレイから熱をさらに引き出すために、一連の熱伝導体ピンをさらに含むことができる。 In an exemplary embodiment, the heat sink 140 is in operation, in order to further draw heat from the LED die array can further include a series of thermal conductor pins.

1つの例示的な実施形態において、各LEDダイ104自体は、金属/回路層113上であって、誘電体表面114の窪んだ部分内に存在することができる。 In one exemplary embodiment, each LED die 104 itself, even on metal / circuit layer 113, can be present in a portion recessed dielectric surface 114. 相互接続回路の実現例が、その全体が引用によりここに援用される、「フレキシブル回路LED熱パッケージ化(Flexible Circuit LED Thermal Packaging)」という名称の、現在係属中の、共同所有された出願(代理人事件番号59333US002)に記載されている。 Implementation of the interconnection circuit, which is incorporated in its entirety herein by reference, "flexible circuit LED heat Packaging (Flexible Circuit LED Thermal Packaging)" of that name, currently pending, commonly owned application (surrogate It is described in the person incident number 59333US002).

別の実施形態において、より剛性のあるFR4エポキシベースのプリント配線基板構造を、電気相互接続のために使用することができる。 In another embodiment, more FR4 epoxy based printed wiring board structure with a rigid, can be used for electrical interconnection. さらに別の実施形態においては、LEDダイアレイを接続するために、必要に応じて、適切な基板上に導電性エポキシまたは導電性インクをパターン化して、低コスト回路を提供することができる。 In yet another embodiment, in order to connect the LED die array, if necessary, by patterning conductive epoxy or conductive ink on a suitable substrate, it is possible to provide a low-cost circuit.

固体光デバイス100は、支持構造をさらに含む。 Solid state light device 100 further includes a support structure. 図1Bの例示的な実施形態において、支持構造は、入力開口152と、出力開口154とを有するハウジング150として構成される。 In the exemplary embodiment of FIG. 1B, the support structure includes an input aperture 152, configured as a housing 150 having an output opening 154. ハウジング150は、導波路となるアレイ130の歪みを緩和し、外部光源による導波路130への損傷を防止することができる。 The housing 150 may relax the distortion of the array 130 as a waveguide, it is possible to prevent damage to waveguide 130 by an external light source. さらに、ハウジング150は、以下でより詳細に説明するような、車両への用途に好ましい剛性支持体を提供することができる。 Further, the housing 150 can provide a more as described in detail, preferred rigid support for use in a vehicle below. その導波路130が光ファイバである場合、その支持構造は、導波路130の第2の端部の周囲部分と接して配置されたバンディング(banding)156をさらに含むことができる。 When the waveguide 130 is an optical fiber, the support structure may further include a second banding disposed in contact with the peripheral portion of the end portion (banding) 156 of the waveguide 130. バンディング156は、以下でさらに詳細に説明するように、導波路130の出力端部134を、選択された出力パターンで分配するのに役立つ。 Banding 156, as described in more detail below, the output end 134 of the waveguide 130, it serves to distribute the output pattern selected.

さらに、ファイバアレイコネクタ134は、ハウジング150の入力開口152に受容されるためのリッジまたは窪みを含むことができる。 Further, the fiber array connector 134 can include a ridge or recess for being received in the input aperture 152 of housing 150. ハウジング150をファイバアレイコネクタ134に接合するか他の態様で取付けることができるが、例示的な実施形態において、ハウジング150はファイバアレイコネクタ134上でスナップ嵌合される。 It can be attached in some other embodiments joining housing 150 to the fiber array connector 134, in the exemplary embodiment, the housing 150 is snapped over the fiber array connector 134.

例示的な構成方法において、ファイバは、最初、ファイバアレイコネクタ内に装填され、コネクタに接合される。 In an exemplary configuration method, the fiber is first loaded into the fiber array connector and bonded to the connector. 取付具(図示せず)を使用して、ファイバを、整ったグループとするように各列でグループ化することができる。 Use fixture (not shown), the fiber can be grouped in each column to the appointed group. 取付具は、各ファイバを入力端部から出力端部まで繰返し可能に位置決めする多数のパーティションを含むことができる。 Fixture may include a number of partitions that repeatably position each fiber from the input end to the output end. さらに、取付具は、ファイバが、互いにクロスオーバしないように、かつ、出力端部に方向付け可能なように設計することができる。 Further, fixture, fiber, so as not to cross over each other, and can be designed so as to be directed to the output end. この出力端部を固定するために、剛性または可撓性バンディング、たとえばポリマー材料を使用して、ファイバの位置を所望の出力パターン内に固定する。 To secure the output end, using rigid or flexible banding, for example a polymeric material, for fixing the position of the fiber within a desired output pattern. 次に、歪み緩和/支持ハウジングを、ファイバおよびバンディング上で摺動し、ファイバアレイコネクタに固定することができる。 Then, the strain relief / support housing to slide on the fiber and banding can be secured to the fiber array connector. バンディングを、従来の接着剤または接合素子の使用によって、ハウジングの出力開口内に固定することができる。 Banding, by the use of conventional adhesives or bonding elements, it may be secured within the output aperture of the housing. あるいは、支持構造は、ファイバ束全体にわたって該ファイバ束の周りに形成された封入材料を含むことができる。 Alternatively, the support structure may comprise an encapsulating material formed around the fiber bundle over the fiber bundle.

あるいは、支持構造150は、導波路130の一部に塗布可能なバインディングエポキシなどの接着剤材料を含むことができ、接着剤が硬化すると、導波路が所望のパターンで固定される。 Alternatively, the support structure 150 may be a part of the waveguide 130 comprises an adhesive material such as a coatable binding epoxy, the adhesive cures, the waveguide is fixed in a desired pattern.

ファイバアレイコネクタ134、集中装置アレイ120、相互接続回路層110、およびヒートシンク140を一緒に整列させるために使用することができる1つ以上の整列ピン160によって、全体的な整列をもたらすことができる。 The fiber array connector 134, concentrator array 120, interconnect circuit layer 110, and one or more alignment pins 160 that can be used to align the heat sink 140 together can provide an overall alignment. 整列ピン160を受容するために、デバイス100の上述の部品の各々に、図2に示された整列穴162などの一連の整列穴を形成することができる。 For receiving the alignment pins 160, in each of the aforementioned components of the device 100, it is possible to form a series of alignment holes, such as alignment holes 162 shown in FIG. 相互接続回路層に対する光学集中装置アレイ120の整列を、基準(fiducials)(図示せず)の使用によって行うことができる。 The alignment of the optical concentrator array 120 for the interconnect circuit layer can be performed by use of a reference (Fiducials) (not shown).

図2は、固体光デバイス100のフットプリントを示す。 Figure 2 shows a footprint of the solid state light device 100. この例示的な構成において、60個のLEDダイ104のアレイを、実質的に矩形のアレイパターンで、ヒートシンク140上に装着された相互接続回路層110上に設けることができる。 In this exemplary configuration, it is possible to sixty array of LED die 104, in a substantially rectangular array pattern, provided on the interconnect circuit layer 110 that is mounted on the heat sink 140. 当然、本発明によれば、LEDダイのアレイは、実質的により大きいまたはより小さい数のLEDダイ104を含むことができる。 Of course, according to the present invention, an array of LED dies can include a substantially greater or lesser number of LED dies 104. しかし、各LEDダイの幅が約300マイクロメートルであり、各LEDダイ104を、その最も近い隣のものから、LEDダイ幅を超えて離隔することができるので、本発明の固体光源は、高い総パワー密度、コンパクトなフットプリント面積(約1in 2から4in 2 、または6.5cm 2から26cm 2 )と、適切な熱制御を提供することができる。 However, the width of each LED die is about 300 micrometers, each LED die 104, of that of the nearest neighbor, it is possible away beyond the LED die width, the solid-state light source of the present invention, high the total power density, compact footprint area (about 1in 2 from 4in 2, or from 6.5cm 2 26cm 2) and can provide adequate thermal control. さらに、例示的な実施形態において、ファイバの出力端部133(図1Bを参照のこと)のフットプリントは、さらにコンパクトな、例えば、約0.1in 2から1in 2 (0.65cm 2から6.5cm 2 )程度にすることができる。 Further, exemplary in embodiments, the footprint of the output ends 133 of fiber (see FIG. 1B), a more compact, for example, 1in 2 (0.65 cm 2 from 6 to about 0.1 in 2. it is possible to 5cm 2) degree. あるいは、出力端部のフットプリントは、以下で説明する実施形態のいずれかに示されているように、1つの方向における長さを別の方向の長さよりはるかに長くすることができる。 Alternatively, the footprint of the output ends, as shown in any of the embodiments described below, it is possible to make the length in one direction much longer than the length of another direction.

固体光デバイス100の側面図が図3に示されている。 Side view of the solid state light device 100 is shown in FIG. この例示的な実施形態において、相互接続回路層110(その上にLEDダイが装着された)はヒートシンク140上に配置され、ヒートシンク140は、出力開口154と反対の方向に延びる熱消散ピン142をさらに含む。 In this exemplary embodiment, interconnect circuit layer 110 (LED dies mounted thereon) is disposed on the heat sink 140, the heat sink 140, the heat dissipation pins 142 that extend in the direction opposite to that of the output aperture 154 further comprising. さらに、上述したように、ハウジング150は、ファイバアレイコネクタ134上へのスナップ嵌合を考慮して、突出部153を含むことができる。 Further, as described above, the housing 150, in consideration of the snap-fit ​​onto the fiber array connector 134 can include a protrusion 153. 光学集中装置120のアレイは、ファイバアレイコネクタ134と相互接続層110との間に配置される。 Array of optical concentrators 120 is disposed between the fiber array connector 134 and the interconnect layer 110. この実施形態において、ファイバ130は、ファイバアレイコネクタ134、およびハウジング150の出力開口154内に配置されたバンディング156によって支持される。 In this embodiment, the fiber 130 is supported by the fiber array connector 134, and banding 156 disposed within the output aperture 154 of housing 150.

図4により詳細に示されているように、固体光デバイスの例示的な構造が、ファイバアレイの個別の光ファイバ131と集中装置アレイの個別の光学集中装置121との間の整列不良を低減するファイバ−集中装置整列機構を含む。 As shown in more detail in FIG. 4, an exemplary structure of a solid state light device is to reduce the misalignment between the individual optical concentrator 121 of the concentrator array and an individual optical fiber 131 of the fiber array fiber - containing concentrator alignment mechanism. 特に、ファイバアレイコネクタ134は、光学集中装置アレイ基板の窪み部分125に係合する突出部分135をさらに含むことができる。 In particular, the fiber array connector 134 can further include a protruding portion 135 that engages a recessed portion 125 of the optical concentrator array substrate. したがって、ファイバ131はファイバアレイコネクタ134の開口内で受けられる。 Thus, fiber 131 is received in the opening of the fiber array connector 134. 次に、ファイバアレイコネクタは、突出部135が窪み125によって受容されるように、光学集中装置基板上に配置される。 Next, the fiber array connector, as the projecting portion 135 is received by the recess 125, are located in an optically concentrator substrate. このように、光学集中装置121の出力開口126は、ファイバ131の入力端部と実質的に同一平面とすることができる。 Thus, the output aperture 126 of optical concentrator 121 can be an input end of the fiber 131 substantially coplanar. さらに、この例示的な設計では、ファイバの多数の入力端部を同時に研磨することができ、ファイバ端部は光学集中装置に対して位置決めされる。 Moreover, in the exemplary design, it is possible to polish a large number of input ends of the fibers at the same time, the fiber ends are positioned with respect to the optical concentrator.

図4の構造例において、光学集中装置121の受け開口123を、対応するLEDダイ104の発光表面に近接するように、またはその周囲を囲むように配置することができる。 In the structure example of FIG. 4, the receiving aperture 123 of optical concentrator 121, in proximity to the light emitting surface of a corresponding LED die 104, or it may be arranged so as to surround the periphery thereof. 示されていないが、光学集中装置基板と相互接続回路層との間に配置されたスペーサが、これらの2つの構成要素の間の適切な間隔を設定することができる。 Although not shown, it is possible to spacer disposed between the optical concentrator substrate and the interconnect circuit layer sets the proper spacing between these two components. 次に、光学集中装置基板を、スペーサに取付けるか、そうでなければ従来の技術を用いて相互接続回路層に接合することができる。 Next, the optical concentrator substrate, or attached to spacer can be bonded to the interconnect circuit layer using conventional techniques otherwise.

図4は、LEDダイ104を相互接続層110に接合するために導電性エポキシ115を含む例示的な多層相互接続110の断面をさらに示す。 4 further shows a cross section of an exemplary multilayer interconnect 110 including a conductive epoxy 115 to bond LED die 104 to the interconnect layer 110. 第1および第2の導電層113、111(例えば、ニッケルおよび金、または他の導電性材料を含むことができる)が、アレイ内の各LEDダイへの電気トレースをもたらし、誘電体層114(例えば、ポリイミド)が、電気絶縁をもたらすために配置される。 First and second conductive layers 113, 111 (e.g., can include nickel and gold, or other conductive material) is brought electrical traces to each LED die in the array, the dielectric layer 114 ( for example, polyimide) is arranged to provide electrical insulation. 基板112(例えば、銅)が、導電層および絶縁層を支持し、かつヒートシンク140への熱伝導性をもたらして、熱を発光方向とは逆に伝導するために設けられる。 Substrate 112 (e.g., copper), conductive layer and an insulating layer supporting, and resulting in thermal conductivity to the heat sink 140 is provided for conducting opposite to the direction of light emission of heat.

ここで説明される原理によれば、固体光デバイスは、同時に1つ以上の方向に、高度に方向性のおよび/または成形された出力発光をもたらすことができる。 According to principles described herein, the solid state light device, in one or more directions simultaneously, can result in a highly directional and / or shaped output emission. 図1Aおよび図1Bに示されているように、ファイバアレイ130の出力端部133を、矩形または正方形出力をもたらすようにパターン化することができる。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the output ends 133 of fiber array 130 can be patterned to provide a rectangular or square output. 図5A〜図5Fは、特定の用途に必要とされる照明によって使用することができる、ファイバアレイのための代替の再構成可能な出力端部パターンを示す。 Figure 5A~-5F can be used by the illumination required for the particular application, it shows an alternative reconfigurable output end patterns for the fiber array. 例えば、図5Aは六角形出力ファイバパターン133Aを示し、図5Bは円形出力ファイバパターン133Bを示し、図5Cはリング形出力ファイバパターン133Cを示し、図5Dは三角形出力ファイバパターン133Dを示し、図5Eは線形出力ファイバパターン133Eを示す。 For example, Figure 5A shows a hexagonal output fiber pattern 133A, FIG. 5B shows a circular output fiber pattern 133B, FIG. 5C shows a ring-shaped output fiber pattern 133C, FIG. 5D shows a triangular output fiber pattern 133D, Figure 5E denotes a linear output fiber pattern 133E. さらに、図5Fに示されているように、代替の例示的な実施形態において、セグメント化出力パターン133Fとすることができ、多数の個別のファイバ出力グループを、特定の目標照明のために使用することができる。 Furthermore, as shown in FIG. 5F, in an alternative exemplary embodiment, can be a segmented output pattern 133F, the number of individual fiber output group, is used for a particular target illumination be able to. いくつかの用途において、ファイバの出力端部を固定するバンディングを、鉛、スズ、および亜鉛ベースの材料ならびに合金などの、可撓性を有する材料から形成することができるので、ファイバ出力パターンは再構成可能である。 In some applications, the banding that secures the output ends of the fiber, lead, tin, and zinc and the like based materials and alloys, it is possible to form a flexible material having a fiber output pattern re It can be constructed.

図6A〜図6Cに示されているように、固体光デバイスの出力は方向付け自在にすることができ、1つ以上の異なった方向を同時にまたは交互に照明することができる。 As shown in FIG 6A~ Figure 6C, the output of the solid state light device can be freely oriented, it can be illuminated more than one different directions simultaneously or alternately. 図6Aは、例えば、3つの異なったグルーピング233A、233B、および233Cで配列されたファイバ出力端部233を示す。 Figure 6A illustrates, for example, three different groupings 233A, 233B, and the fiber output ends 233 arranged in a 233C. 例えば、固体光デバイスは、通常の動作下で出力端部233Aを通して前方に出力照明をすることができる。 For example, solid state light device can output illumination to the front through the output end 233A under normal operation. トリガ信号の場合、出力ファイバ233Bに対応するLEDダイを活性化することができ、付加的な照明を、出力ファイバ233Bを通してその側方にもたらすことができる。 If the trigger signal, the LED dies which correspond to the output fibers 233B can be activated, additional illumination can be brought to the side through output fibers 233B. 同様に、出力ファイバ233Cに対応するLEDダイを活性化して、付加的な照明を、さらに他の側方にもたらすことができる。 Similarly, to activate the LED die corresponding to the output fiber 233C, additional illumination can further bring the other side.

図12に関して以下で説明するような硬化用途において、ファイバ出力の「方向付け」は、複雑な三次元部品および構造の放射線硬化を促進することができる。 In curing applications as described below with respect to FIG. 12, "orientation" of the fiber output can promote radiation cure of the complex three-dimensional components and structures. これらのタイプの構造は、従来の光源での「フラッド」タイプ硬化には十分に適しておらず、というのは、シャドーイング効果が不均一な硬化をもたらすからである。 These types of structures are not well suited for "flood" type curing at conventional light source, because the shadowing effect because result in non-uniform curing. さらに、剛性回路基板上に配列された従来のパッケージ化LEDのアレイは、複雑な形状に対応するように容易に曲げられない。 Furthermore, an array of conventional packaged LED arranged in the rigid circuit board is not easily bent so as to correspond to the complex shape.

あるいは、方向付け自在な照明システムを、図5Eに示されているような、ファイバの横方向に延びた出力配列を使用して提供することができ、以下で説明するピクセル化制御回路(例えば、図9Aおよび図9Bを参照のこと)は、照明されたファイバのブロックを一方の側から他方の側まで活性化することができる。 Alternatively, a universal lighting system oriented, as shown in Figure 5E, using the output array extending transversely of the fibers can be provided, pixelated control circuitry described below (e.g., see FIGS. 9A and 9B) is a block of the illuminated fibers can be activated from one side to the other. このように、用途によって、出力照明を特定の方に(またはそれから離れて)向けることができる。 Thus, some applications, the output illuminates the specific person (or away from it) can be directed.

このように、非機械的方法を用いて、固体光デバイスから方向付け自在な出力照明を行うことができる。 Thus, by using a non-mechanical method, it is possible to freely output illumination directed from the solid state light device. あるいは、本明細書を理解した当業者には明らかなように、より多いまたはより少ないファイバグループを使用することができる。 Alternatively, those skilled in the art who understand the present specification Obviously, it is possible to use more or fewer fiber group. さらに、グループは異なった相対配向とすることができる。 Furthermore, the group can be a different relative orientation.

図6Bにおいて、異なったファイバグループを安定に支持するために使用することができる構造が示されている。 In Figure 6B, the structure of the different fiber groups can be used in order to stably support is shown. 例えば、バンディング256が光ファイバの出力端部に設けられる。 For example, banding 256 is provided at the output end of the optical fiber. バンディング256は、第1の開口254、第2の開口254A、および第3の開口254Bを形成することができ、開口254Aおよび254B内に配置されたファイバは、開口254内に配置されたファイバと異なった方向に光を出力する。 Banding 256, first opening 254, second opening 254A, and a third opening 254B can be formed, it is arranged fibers in the openings 254A and 254B, and the fiber disposed within the opening 254 and it outputs the light in different directions. さらに、図6Cに示されているように、バンディング256は、固体光デバイスの支持構造の一部として、ハウジング250に接続するか、ハウジング250と一体とすることができる。 Furthermore, as shown in Figure 6C, the banding 256, as part of the support structure of the solid state light device, or connected to the housing 250 may be integral with the housing 250.

あるいは、図7に示されているように、固体光デバイスは、ファイバ出力端部の1つの束から方向付け自在な光を発生することができる。 Alternatively, as shown in FIG. 7, the solid state light device can generate a universal light directed from one bundle of fiber output ends. 例えば、ファイバ出力端部133を、図6Bからの出力開口254などと同じ位置に設けることができる。 For example, fiber output ends 133 can be provided in the same position as such output aperture 254 from Figure 6B. この例示的な実施形態において、ファイバ出力端部129として示された、これらの出力端部の一部は、ファイバ出力端部の残り133と異なった角度、またはさらには実質的に異なった角度で(例えば、ファイバ軸に対して10から50度だけ)、角度研磨される。 In this exemplary embodiment, shown as fiber output ends 129, some of these output ends, the different angles remaining 133 of the fiber output end, or even substantially different angle, (For example, only 10 to 50 degrees with respect to the fiber axis), are angle polished. 結果として生じる発光は、ファイバ端部133の出力方向と異なった方向に向けられる。 The resulting light emission is directed in a direction different from the output of the fiber ends 133. したがって、図6A〜図6Cに関して上述した用途と同様に、固体光デバイスは、前方(出力端部133を通して)および側方(出力ファイバ129を通して)の両方において出力照明を行うことができる。 Therefore, similar to the application described above with respect to FIG 6A~ Figure 6C, the solid state light device can perform output illumination in both forward (the output end 133 through) and side (through output fibers 129).

図13に示された方向付け自在な照明をもたらすための代替実施形態において、ファイバアレイコネクタ734から延びるファイバを、多数のオフセットファイバ束、すなわち、中心束730Aならびにサイド束730Bおよび730Cのように束にすることができる。 In an alternative embodiment for providing the orientation freely illumination shown in FIG. 13, a fiber extending from the fiber array connector 734, a number of offset fiber bundles, i.e., the center beam 730A and bundle as the side bundles 730B and 730C it can be. ファイバ束の出力端部から発出された光は、非球面レンズなどの多焦点レンズ750によって受光され、出力を、オフセット束からさらに所望の異なった照明領域751A、751B、および751Cに向ける。 Light emitted from the output end of the fiber bundle is received by the multifocal lens 750, such as aspherical lenses, it directs the output, further desired different illumination regions 751A from the offset bundles, 751B, and 751c.

本発明の例示的な実施形態においては、固体光デバイスを、放電タイプ照明光源のバルブ取替品として使用することができる。 In the exemplary embodiment of the present invention, the solid state light device can be used as a valve replacement products of the discharge type illumination source. 例えば、既存のレセプタクルへの取付けを、図8に示されたフランジ139の使用によって行うことができる。 For example, the attachment to the existing receptacle may be performed by use of a flange 139 shown in FIG. フランジ139は、例えばファイバアレイコネクタ134の周囲部分に配置することができる。 Flange 139 may be arranged, for example, the peripheral portion of the fiber array connector 134. フランジは、そのようなレセプタクルのロッキングスロットに係合するように設計することができる。 Flange can be designed to engage in such a receptacle locking slot. あるいは、フランジは、ハウジングまたは光学集中装置基板などの、固体光デバイスの他の構成要素上に形成することができる。 Alternatively, flanges, such as the housing or optical concentrator substrate can be formed on other components of the solid state light device.

本発明の別の実施形態によれば、図9Aに示されているように、開口成形および/または動的ビーム移動のために用いることができるピクセル化光制御を考慮した照明システム300が提供される。 According to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 9A, the illumination system 300 in consideration of the pixelated light control that can be used for opening the molding and / or dynamic beam movement is provided that. システム300は、上述した固体光源100と同様に構成された固体光源301を含む。 System 300 includes a solid state light source 301 having the same structure as the solid-state light source 100 described above. 制御装置304が、配線302およびコネクタ310を介して固体光源301に結合され、コネクタ310は、相互接続回路層に接続することができる。 Controller 304 is coupled to the solid-state light source 301 via the wiring 302 and the connector 310, the connector 310 can be connected to the interconnect circuit layer. 電力/電流を固体光源301に与えるために、電源306が制御装置304に結合される。 To power / current to the solid state light source 301, power supply 306 is coupled to the controller 304.

例示的な実施形態においては、制御装置304は、固体光源301内に収容された個別のLEDダイまたはLEDダイのグループを選択的に活性化するように構成される。 In the exemplary embodiment, controller 304 is configured to selectively activate groups of individual LED die or LED dies contained in the solid-state light source 301. さらに、受光導波路がLEDダイと1対1の対応で設けられるので、照明システム300はピクセル化出力をもたらすことができる。 Further, the light receiving waveguides so provided in correspondence of the LED die and one-to-one, the illumination system 300 can provide pixelated output. このタイプのピクセル化制御は、異なって着色された(例えば、RGB出力用の赤色、緑色、および青色)または同様に着色された(例えば、白色、青色、UV)LEDダイの制御を可能にする。 This type of pixelated control was differently colored (e.g., red for RGB output, green, and blue) or colored as well (e.g., white, blue, UV) to allow LED die control of .

図9Bは、固体光デバイス内に収容されたLEDダイのアレイにピクセル化をもたらすことができる制御回路305の例を示す。 9B shows an example of a control circuit 305 that can provide pixelation to the array of LED dies contained within the solid state light device. この例において、60個のLEDダイ(LD1〜LD60)がLEDダイアレイ内に設けられ、これらは、各々20個のLEDダイの3つの大きいグループ(314A〜314C)にグループ化され、これらは、各々、各々5個のLEDダイのより小さいサブグループまたはチャネル(たとえば、LD1〜LD5)にさらに分けられる。 In this example, 60 pieces of LED dies (LD1~LD60) is provided in the LED die array, which are grouped into each twenty LED dies three large groups (314 a to 314 c), which are each each five smaller subgroups or channels of the LED die (e.g., LD1 to LD5) is further divided into. 全体的に、この例示的な実施形態において、各々5個のLEDダイの12個のチャネルを別々に制御することができる。 Overall, in this exemplary embodiment, it is possible to separately control the 12 channels of each five LED dies. 1つの実現例において、RGB出力用途において、LEDダイの第1のグループが赤色発光LEDダイを含むことができ、LEDダイの第2のグループが青色発光LEDダイを含むことができ、LEDダイの第3のグループが緑色発光LEDダイを含むことができる。 In one implementation, in an RGB output application, a first group of LED dies can include a red light-emitting LED dies, a second group of LED dies can include a blue-emitting LED die, the LED die third group can include a green light-emitting LED die. あるいは、別の実現例において、LEDダイの第1、第2、および第3のグループは、「白色」発光LEDダイを含むことができる。 Alternatively, in another implementation, the first LED die, the second, and the third group may include a "white" light emitting LED die.

さらに、相互接続回路層は、また、異なったLEDダイグループのための個別の相互接続をもたらすように設計される。 Further, the interconnect circuit layer is also designed to provide separate interconnection for the different LED die group. 異なったタイプのLEDダイグループ、およびより大きいまたはより小さい数のLEDダイも、ここで説明される原理に従って使用することができる。 Different types of LED die group, and also greater or lesser number of LED dies, can be used in accordance with the principles described herein. この構成では、個別のRGB LEDダイチャネルを駆動して、「白色」または他の着色出力をもたらすことができる。 In this configuration, by driving the individual RGB LED die channels can provide "white" or other coloring output. さらに、LEDダイの劣化によって、特定のダイオードチャネルが故障するか薄暗くなった(dimmed)場合、隣接したチャネルをより高い電流で駆動することができ、出力照明が変わらないままであるように見える。 Furthermore, the deterioration of the LED die, if a particular diode channel dimmed or fails (dimmed), it is possible to drive the adjacent channel at higher currents, appears to remain output illumination unchanged. (比較的)広いLEDダイ間隔、および/または相互接続層の熱管理能力のため、LEDダイチャネルのいくつかへの、より大きい駆動電流が全体的な性能に悪影響を及ぼすことはない。 (Relatively) wide LED die spacing and / or for thermal management capabilities of the interconnect layer, to some of the LED die channels, greater than the drive current does not adversely affect the overall performance.

より詳細には、電圧が電源306によって回路305に与えられる。 More particularly, given the circuit 305 is a voltage by the power supply 306. 電圧は、ブーストコンバータチップ312A〜312C、およびそれらに関連したエレクトロニクス(図示せず)によって、安定化出力電流/電圧に変換される。 Voltage boost converter chip 312A~312C, and the electronics (not shown) associated with them, are converted to the regulated output current / voltage. このように、電源306からの電圧ばらつきを軽減することができ、LEDダイに供給される電流/電圧は、安定化レベルに維持される。 Thus, it is possible to reduce the voltage variation of the power supply 306, a current / voltage supplied to the LED die is maintained at a stabilized level. チップ312A〜312Cは、例えば、ナショナルセミコンダクター(National Semiconductor)から入手可能なLM2733チップを含むことができる。 Chip 312A~312C, for example, can include a LM2733 chips available from National Semiconductor (National Semiconductor). この例示的な実施形態において、駆動電圧/電流パラメータが80〜100mAにおいて約20ボルトであることができ、したがって、LEDダイアレイ全体について合計約1.0から1.2Aを与えることができる。 In this exemplary embodiment, driving voltage / current parameters can be about 20 volts in 80~100MA, therefore, can provide 1.2A a total of about 1.0 for the entire LED die array. 次に、駆動電流/電圧は、アレイ内の異なったLEDダイチャネルに供給される。 Next, the drive current / voltage is supplied to the different LED die channels within the array. この例において、各LEDダイは公称約20mAのバイアス電流を必要とし、バイアスしきい値は、電流が増加するにつれて増加し、典型的なGaNベースのLEDダイについて約4.0Vに近い。 In this example, each LED die requires a bias current of nominally about 20 mA, the bias threshold increases as current increases, closer to about 4.0V for a typical GaN-based LED dies. 当然、異なるLEDダイ効率または組成が、異なるバイアスレベルおよび駆動レベルを必要とするであろう。 Of course, LED die efficiencies or compositions different, may require different bias levels and drive level.

さらに、LEDダイチャネルごとに総最大電流を設定するために、回路305に抵抗器/サーミスタチェーン316を含めることができる。 Furthermore, in order to set the total maximum current for each LED die channel can include a resistor / thermistor chain 316 to the circuit 305. さらに、対応する数のLEDダイチャネル電子スイッチを含むスイッチセット318を設けることができ、各特定のLEDダイチャネルを活性化するために、各LEDダイチャネルは、接地に(または、スイッチセット318に対するLEDの向きによっては、電源に)結合される/切離される。 Furthermore, it is possible to provide a switch set 318 including the LED die channel electronic switches a corresponding number, in order to activate each particular LED die channel, each LED die channel to ground (or, for the switch set 318 depending LED orientation to a power supply) is coupled / decoupled. スイッチセット318は、特定の用途に必要な照明パラメータに基づいて、マイクロコントローラ(図示せず)または遠隔スイッチによって自動制御することができる。 Switch Set 318 based on the illumination parameters required for a particular application can be automatically controlled by a microcontroller (not shown) or a remote switch. 当然、本明細書を理解した当業者であれば分かるように、この回路アーキテクチャは多くの実現例および修正を可能にする。 Of course, as understood by those skilled in the art after understanding the present specification, this circuit architecture permits many implementations and modifications. たとえば、制御回路305を、同じ電流ですべてのLEDダイを駆動するように実現することができるか、あるいは、所与のLEDダイチャネルを自動的にまたはコマンドでオン/オフにすることができる。 For example, the control circuit 305, or can be implemented to drive all LED dies with the same current, or can be turned on / off automatically or command a given LED die channel. 固定抵抗または可変抵抗をスイッチセットのスイッチ脚部に付加することによって、異なる電流を各チャネルに与えることができる。 By adding a fixed resistor or a variable resistor to the switch legs of the switch set, it is possible to provide different current in each channel.

図10は、スポット硬化のために使用することができるランプ用途に使用される例示的な固体光デバイス401の概略図を示す。 Figure 10 shows a schematic diagram of an exemplary solid state light device 401 that is used lamp applications which can be used for the spot curing. 例えば、上述した実施形態によって構成することができる固体光デバイス401は、コンパートメント402内に配置される。 For example, solid state light device 401 that can be configured by the above-described embodiment, is disposed within the compartment 402. 光デバイス401は、レセプタクルのスロット438内で摺動しロックするように構成された、摺動可能に係合するフランジ439の使用によって、コンパートメント402内に固定することができる。 The optical device 401 may be configured to lock and slide within the receptacle slot 438 by use of flanges 439 which slidably engages, secured within the compartment 402. したがって、熱を光出力の方向とは逆に引くヒートシンク440は、別個のコンパートメント404内に配置される。 Accordingly, the heat sink 440 to draw opposite to the direction of the heat of light output is placed in a separate compartment 404. ビーム成形出力照明は、光学素子415によって、要求に応じた照明パターンに集め/集束させることができる。 Beam shaping output illumination, the optical element 415 can be collected / focused on the illumination pattern corresponding to the request. 光学素子415は、適用できる標準に従う選択された出力パターンを与えるように設計することができる。 The optical element 415 can be designed to provide a selected output pattern follow the standard applicable. 光学素子例としては、非球面/アナモルフィック光学素子、および/または不連続および/または非分析的(スプライン)光学素子を挙げることができる。 The optical element of example, mention may be made aspheric / anamorphic optical elements, and / or discontinuous and / or non-analytic (the spline) optical elements.

この方法では、コンパートメント402内に配置された複雑な反射光学系の使用を回避することができる。 In this way, it is possible to avoid the use of complicated reflection optics disposed in the compartment 402. さらに、熱がコンパートメント402から逆方向に引かれるので、コンパートメント402内にある残りの光学素子も特別に熱処理する必要がなく、したがって、連続的な高強度熱に曝すことによって引起される潜在的な性能劣化を回避する。 Furthermore, since heat is pulled in the opposite direction from the compartment 402, there is no need to particularly heat treatment the remaining optical elements in compartment 402, thus, the potential that is caused by exposure to continuous high-strength hot to avoid performance degradation. さらに、固体光デバイス401に、図6A〜図6Cにおいて上で示されているような出力ファイバおよび出力開口構造が設けられる場合、従来のHIDランプからの出力を操縦するときに現在使用しなければならない、移動ミラー、バルブ、および/またはレンズ機構を使用する必要なく、操縦可能な出力照明を行うことができる。 Further, the solid state light device 401, when the output fiber and output aperture structure such as shown above is provided in FIG 6A~ Figure 6C, if the current used to steer the output from conventional HID lamps become not, moving mirror, without the need to use valves, and / or a lens arrangement, it is possible to perform steerable output illumination.

ここで説明される固体光デバイスは、また、他の用途に使用することができる。 Solid state light device described herein may also be used in other applications. 例えば、図11は、固体光デバイス501(図1Aおよび図1B、および/またはここでの他の実施形態に示された構造と同様の構造を有する)が硬化装置500内に収容された、図解的な、極めて局所化された(たとえば、歯科用)硬化用途を示す。 For example, FIG. 11, solid state light device 501 (having a structure similar to that shown in the other embodiments of FIGS. 1A and 1B, and / or in this case) is housed in the curing apparatus 500, illustrated specific, illustrated is very localized (e.g., dental) curing applications. 固体光デバイス501は、硬化装置500のハンドル部分510内に配置することができる。 Solid state light device 501 can be disposed within the handle portion 510 of the stiffening device 500. さらに、LEDダイまたは他の固体光発生源からの出力を受け案内するために使用される出力ファイバは、硬化性材料の上に直接配置することができる光送出アーム525を通して延ばすことができる。 Further, the output fibers used to receive the output from the LED dies or other solid state light sources guide can extend through the light delivery arm 525 that can be placed directly on the curable material. この用途において、照明を受ける材料の硬化態様によって、UVおよび/または青色放射線源を使用することができる。 In this application, by curing aspects of the materials receiving the illumination, it is possible to use UV and / or blue radiation source.

図12に示された例示的な実施形態において、ウェブ硬化ステーションなどの概略的な材料硬化装置が提供される。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 12, a schematic material curing apparatus, such as a web curing station is provided. たとえば、接着剤、テープ、またはウェブベースの製造において、放射線硬化性剤は、しばしば、異なった材料または基板上で硬化させなければならない青色/UV硬化性材料である。 For example, adhesives, tape, or the web-based manufacturing, radiation-curable agents are often blue / UV curable material that must be cured in different materials or substrates. 従来の方法において、高強度放電、アークランプ、およびマイクロ波駆動ランプが、しばしば、硬化プロセスを行うために使用される。 In conventional methods, high intensity discharge, arc lamps, and microwave driving lamps are often used to carry out the curing process. しかし、これらの従来のランプは、光および熱を360度で放射し、したがって、複雑な熱交換および/または冷却機構を必要とする。 However, these conventional lamps, the light and heat emitted by 360 degrees, thus requiring complicated heat exchange and / or cooling mechanisms. あるいは、いくつかの従来の方法において、基板材料およびUV硬化剤を、高強度の熱に耐えるようにしなければならない。 Alternatively, in some conventional methods, a substrate material and UV curing agent, must be withstand high intensity heat.

従来の硬化システムに見出された加熱問題への解決策が、図12に概略的に示されており、硬化ステーション600が固体光デバイス604(図1Aおよび図1Bにおけるような、上述したそれらの実施形態と同様に構成された)を含み、固体光デバイスの熱消散またはヒートシンク構成要素を、熱交換ユニット602に結合するか熱交換ユニット602と取替えることができる。 Solution to conventional curing system to the found heating problem is schematically illustrated in FIG. 12, curing station 600, such as in the solid state light device 604 (FIGS. 1A and 1B, those described above embodiment and includes a configured) in the same manner, the heat dissipation or heat sink component of the solid state light device can be replaced with the heat exchange unit 602 or coupled to the heat exchange unit 602. 上述したように、固体光デバイスの放射線源によって発生された熱は、適切なLEDダイ間隔、熱伝導性相互接続回路、および/またはヒートシンクによって、光出力の方向と逆方向に引かれる。 As described above, heat is generated by a radiation source of the solid state light device, suitable LED die spacing, the thermally conductive interconnect circuitry, and / or heat sink, it is pulled in the direction of the light output and the reverse direction. 硬化ステーション600は、連続硬化動作のため、および/またはピースパーツ(piece parts)、スポット硬化、またはシートのために使用することができる。 Curing station 600, for continuous curing operation, and / or piece parts (piece parts), it can be used for spot curing or sheets.

さらに、固体光デバイス604は、高度に集中された放射線を放射線硬化性材料に送出することができ、したがって、放射線硬化のための従来のLEDアレイを使用するときに明らかなことである、硬化の不十分な深さによって引起される有害な影響を低減することができる。 Additionally, solid state light device 604 can deliver the a highly concentrated radiation to radiation-curable materials, thus, it will be apparent when using conventional LED array for radiation curing, the curing it is possible to reduce the adverse effects caused by poor depth. たとえば、図1A、図1B、および図2に関して上述したように、LEDダイフットプリントを元のLEDダイアレイ領域のフラクションに集中させることができる。 For example, Figure 1A, as described above with respect to FIG. 1B, and FIG. 2, it is possible to concentrate the LED die footprint fraction of the original LED die array region. 例えば、出力端部のフットプリントは、LEDダイアレイのフットプリントより2〜5倍だけ小さいことができ、対応する強度は、ファイバアレイの端部において単位面積当たりにおいて増加する(結合損失を含む)。 For example, the footprint of the output ends, it can only 2-5 times smaller than the footprint of the LED die array, the corresponding strength (including coupling losses) increasing the per unit area at the end of the fiber array. 例えば、各LEDダイはGaNベースのLEDダイであることができ、出力パワー密度は、公称365nmの放射線の、ダイ当たり100mW/cm 2に近づく。 For example, each LED die may be a GaN-based LED dies, the output power density, the nominal 365nm radiation, approaches the die per 100 mW / cm 2. 結果として生じる放射照度値は、典型的には公称365nmの放射線の約2W/cm 2を出力する従来の高パワー(600W/in)集束水銀紫外ランプの出力に近づくか、超えることさえできる。 The resulting irradiance values are typically approaches or output of a conventional high power (600W / in) focusing mercury ultraviolet lamp for outputting about 2W / cm 2 of the nominal 365nm radiation, may even exceed.

LEDダイまたは他の放射線発生源の集中された出力は、歪み緩和ハウジング630内に配置された導波路アレイによって集め案内し、放射線硬化性材料または配合物650に送出することができる。 Concentrated output of the LED dies or other radiation sources may be collected and guided by arranged waveguide array within strain relief housing 630, and sends the radiation curable material or formulation 650. 放射線硬化性材料としては、例えば、適切な光開始剤またはブレンドを伴う、アクリレートまたはエポキシモノマーおよび/またはオリゴマーを挙げることができる。 The radiation-curable materials, for example, with appropriate photoinitiators or blends can include acrylate or epoxy monomers and / or oligomers. 放射線硬化性材料または配合物650は、基板652上に配置することができる。 Radiation curable material or formulation 650 may be disposed on the substrate 652. 基板例としては、連続ポリマー、テキスタイル、金属箔などを挙げることができる。 As the substrate examples include continuous polymer, textiles, metal foils and the like.

大量の材料のシートまたは連続硬化を提供するために、基板652を、移動プラットフォームまたはコンベヤベルトなどのプラットフォーム上に配置することができ、あるいは基板652を、移動ローラ(図示せず)の間に吊るすことができる。 To provide a sheet or continuous curing of large amounts of material, the substrate 652 may be disposed on a moving platform or conveyor belts, such as platforms, or the substrate 652, suspended between the moving roller (not shown) be able to. 図5A〜図5Fに関して上述したように、例えば光ファイバなどの導波路の出力端部を、いくつかの異なった再構成可能なパターンで配列することができ、したがって、非常にさまざまな形状、および/または硬化深さ要件を有する材料を硬化するのに特に適した固体光デバイスを製造することができる。 As described above with respect to FIG 5A~ Figure 5F, for example, the output end of the waveguide such as an optical fiber, can be arranged in several different reconfigurable patterns, thus, a wide variety of shapes, and / or for curing the material having a curing depth requirements can be produced particularly suitable solid state light device.

たとえば、上述したように、ファイバの出力端部を選択されたパターンで配列することができる。 For example, as described above, it can be arranged in a selected pattern to the output end of the fiber. 硬化用途において、選択されたパターンは、コーナ、裂け目、および従来の「フラッド」タイプ光源から均一な硬化放射線を受けない他の構造を有するピースパーツ基板の硬化を提供するように、選択することができる。 In curing applications, the selected pattern, corner, crevice, and to provide a cured piece part substrate having another structure that does not undergo uniform cured radiation from conventional "flooded" type light source, to select it can. このように、シャドー効果を、ファイバの出力端部を適切に配列することによって、低減することができる。 Thus, the shadow effect, by appropriately arranging the output end of the fiber can be reduced.

さらに、装置600は、固体光源604に結合された制御装置670をさらに含むことができる。 Additionally, device 600 may further include a controller 670 coupled to the solid-state light source 604. 1つの制御装置ユニットとして、または1組の制御装置ユニットとして実現することができる制御装置670は、例示的な光開始剤の優先吸収バンドに対応する放射線を発出するために、および/または異なったタイプの配合物を硬化させるために、LEDダイアレイの異なったLEDダイを選択的に活性化するようにすることができる。 As one controller unit or a set of the control unit control unit 670 can be implemented as a unit, in order to fire a radiation corresponding to the priority absorption band exemplary photoinitiator, and / or different in order to cure the type of formulation, the different LED die of LED die array can be selectively adapted to activate. 例えば、制御装置670は、固体源604のLEDダイアレイ内の異なったLEDダイセクションまたは個別の(独立した)チャネルに対応する多数の異なった制御セクション(たとえば、制御セクション670a〜670d)を含むことができる。 For example, the controller 670 may include within LED die array of solid source 604 different LED die sections or individual a number of different control sections corresponding to (independent) channel (e.g., control section 670A~670d) it can. あるいは、多数の独立した制御装置ユニットを使用して、各LEDダイチャネルを個別に制御することができる。 Alternatively, it is possible to use multiple independent controller unit, for controlling each LED die channel individually. 制御は、電気的または機械的切替えを用いて、例えば、トグルスイッチ(図示せず)を使用して行うことができる。 Control, using electrical or mechanical switch, for example, can be carried out using a toggle switch (not shown).

各LEDダイセクションは、例えば、他の組のLEDダイと異なった波長で放射線を発出し、および/または放射線硬化性材料650の異なったセクションを照射する1組のLEDダイを含むことができる。 Each LED die section, for example, issued a radiation at a wavelength different from that of the other set of LED die, and / or different sections of the radiation curable material 650 can comprise a set of LED die to be irradiated. 上述した例示的なピクセル化回路を使用して、装置600は、したがって、同じ硬化デバイスを使用して異なったタイプの材料を硬化させる際により大きい柔軟性をもたらすことができる。 Using the exemplary pixel circuit described above, device 600 can therefore result in greater flexibility in curing the different types of materials with the same curing device. 例えば、LEDダイの1つ以上のグループを選択的に活性化して、例えばオンまたはオフに切替えて、硬化性材料中の1つ以上の光開始剤に対応することができる。 For example, one or more groups of the LED dies selectively activated, for example by switching on or off, can correspond to one or more photoinitiators of the curable material.

本発明のこの例示的な実施形態において、複数の固体源から発出された放射線を、予め規定されたパターンに集中させることができ、照射表面は、もしそうでなければ互いにおよび前記照射表面に密に近接して配置された前記光源によって達成できたであろう強度よりもはるかに高い強度を受ける。 In this exemplary embodiment of the present invention, dense radiation which is emitted from the plurality of solid state sources, a predefined pattern can be concentrated, irradiated surface, if otherwise if one another and the irradiated surface receiving a much higher strength than the strength that could have been achieved by closely spaced light source in. 上述した硬化装置は、連続基板、シート、ピースパーツ、スポット硬化、および/または3D放射線硬化プロセスのために使用することができる。 Above curing device can be used continuous substrate, sheet, piece part, for the spot curing, and / or 3D radiation curing process.

ランプを使用する従来の硬化デバイスと比較して、図12の硬化装置600は、より長い寿命、より小さいパワー要件、より大きい効率、小さい形状因子(密な隙間硬化用途の場合)を提供することができ、基板および/または化学(chemistry)(感熱性製品構造には特に重要である)へ放射される赤外線がほとんどまたは全くない。 Compared to conventional curing devices using lamps, curing apparatus 600 of FIG. 12, to provide a longer life, smaller power requirements, greater efficiency, small form factor (for dense gap cure applications) can be, (particularly important for heat-sensitive product structure) substrate and / or chemical (chemistry) little or no infrared ray radiated into.

本発明のこの例示的な実施形態によれば、出力を選択的にパターン化することができる光導波路と結合された光学集中素子の使用によって、短波長(<500nm)で、より低い強度のLEDダイから、高放射照度レベルを達成することができる。 According to this exemplary embodiment of the present invention, by selectively using the optical concentrating element coupled with the optical waveguide can be patterned output, a short wavelength (<500 nm), the lower intensity LED from the die, it is possible to achieve high irradiance levels. このように、従来の低放射照度問題なしに、より短い波長のLEDダイを使用することができる。 Thus, it is possible without conventional low irradiance problem, using the LED dies of shorter wavelengths. さらに、広範囲の光開始剤および光開始剤ブレンドを硬化材料650中に使用することができる。 Furthermore, it is possible to use a wide variety of photoinitiator and a photoinitiator blend in the cured material 650. 光開始剤の例としては、ITXおよびカンファーキノン(Camphor Quinone)(ビドル−ソーヤー(Biddle−Sawyer)から入手可能)、TPO−L(BASFから入手可能)、ならびにイルガキュア(IRGACURE)およびダロキュア(DAROCUR)シリーズ開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)から入手可能)を挙げることができる。 Examples of photoinitiators, ITX and camphorquinone (Camphor Quinone) (Biddle - Sawyer (Biddle-Sawyer) available from), TPO-L (available from BASF), and IRGACURE (IRGACURE) and DAROCUR (DAROCUR) mention may be made of series initiator (available from Ciba Specialty Chemicals (Ciba Specialty Chemicals)).

また、上述した光ファイバ−集中装置構造を使用することによって、LEDダイ相互間を、直接の熱管理および電気的接続に適した距離(例えば、少なくとも6ダイ幅以上)で離隔することができる。 The optical fiber described above - by using a centralized device structure, between the LED die mutual distance suitable for direct thermal management and electrical connections (e.g., at least six die width or higher) can be separated by. 結果として生じる効率的な熱消散は、効果的に、LEDダイの寿命を延ばし、より高い放射照度を維持することができる。 Efficient heat dissipation resulting, effectively, extend the life of the LED die can be maintained higher irradiance. さらに、より多いLEDダイを比較的小さいフットプリント内で使用することができるので、放射照度レベルに影響を及ぼすことなく、LEDダイ当たりの電流/電力駆動要件を低減することができる。 Furthermore, it is possible to use a relatively small footprint in a greater LED die, without affecting the irradiance level, it is possible to reduce the current / power drive requirements per LED die. したがって、本発明の例示的な実施形態によって、より長い総ダイ寿命を達成することができる。 Therefore, it is possible by the exemplary embodiments of the present invention, to achieve a longer total die life.

低放射照度と関連する問題は、放射照度が低すぎる場合、比較的厚い放射線硬化性配合物の底部の方への硬化の割合が低減されることである。 Problems associated with low irradiance, if the irradiance is too low, is that the ratio of the curing towards the bottom of the relatively thick radiation-curable formulation is reduced. したがって、硬化の深さおよび接着が、いくつかの従来のLEDベースの方法で問題になることがある。 Therefore, the depth and adhesion of the cured, it may be a problem in some conventional LED-based methods. 硬化の深さの問題は、配合物が、散乱中心または放射線吸収粒子、顔料、または染料を含有する場合強められる。 Curing depth problems, formulation, intensified when containing scattering centers or radiation-absorbing particles, pigment or dye. さらに、放射線が、配合物に達する前にキャリヤフィルムまたはロールを通過しなければならない場合、さらなる問題が生じることがある。 Furthermore, radiation, if before reaching the formulation must pass through the carrier film, or roll, it may further problems.

解決策として、装置600は、1つのレンズまたは複数のレンズをさらに含むことができ、また、(例えば、ファイバレンズ)と一体に形成するか、ファイバの端部から離れて配置して、硬化される材料または配合物に対して放射線をさらに集中させるか、平行にすることができる。 As a solution, the apparatus 600 may further include one lens or plural lenses, also (for example, fiber lens) whether integrally formed, and located away from the end of the fiber and cured further or concentrating the radiation with respect to that material or formulation can be parallel. そのようなレンズは、照射された配合物内の成分の配向のため、比較的厚いおよび/または高吸収および/または散乱配合物の硬化を促進することができる。 Such lenses, because of the orientation of the components in the irradiated formulations, can promote the curing of relatively thick and / or high absorption and / or scattering formulation. 例えば、レンズまたはレンズアレイ(この図に示されていない)を、ファイバ/導波路の出力端部から選択された距離に配置することができる。 For example, a lens or a lens array (not shown in this figure) can be arranged at a selected distance from the output end of the fiber / waveguide. 先に述べられたように、放射線源から発生された熱が発光の方向から離れて引かれるので、付加的な出力平行化(output collimating)/集束レンズは、連続的に熱に曝すために特別に処理する必要はない。 As previously mentioned, the heat generated from the radiation source is pulled away from the direction of the light emitting, additional output collimation (output collimating) / focusing lens, especially for exposure to continuous heat there is no need to be processed.

さらに、本発明のこの例示的な実施形態によれば、装置600は、集中されたパターンを機械横断方向(CMD)および/または機械方向(MD)アレイ内に延ばすことによって、より均一な硬化ビームを提供することができる。 Furthermore, according to this exemplary embodiment of the present invention, device 600, by extending the concentration pattern in the cross-machine direction (CMD) and / or the machine direction (MD) in the array, more uniform curing beam it is possible to provide a. 従来のランプベースのシステムにおいて、ランプは、それらの長さ方向を横切って少なくとも15%のばらつきを有する。 In conventional lamp-based systems, the lamp has a dispersion of at least 15% across their length direction. いくつかの場合、ランプの均一性ばらつきは、経時的に30〜40%に劣化することがある。 In some cases, uniformity variations in lamp over time may be degraded to 30-40%. 従来のLEDベースの方法において、アレイ内のLEDは分離され、その分離は、アレイを横切る放射照度の不均一性をもたらす。 In conventional LED-based methods, LED in the array are separated, the separation results in non-uniformity of irradiance across the array. この不均一性は、不均一な硬化によって、最終製品特性に対する潜在的に有害な影響を引起すことがある。 This heterogeneity by uneven curing, sometimes to cause a potentially deleterious effect on the final product properties.

本発明の硬化装置は、また、図9Aおよび図9Bにおいて上述したピクセル化回路によって制御可能な異なったタイプのLEDダイのアレイを使用することができる。 Curing apparatus of the present invention can also be used an array of LED die of the type of different controllable by the above-described pixel circuit in FIGS. 9A and 9B. 例えば、ファイバの出力端部を密に結合することができるので、異なったタイプのLEDダイ(例えば、さまざまな強度および/または波長の)をLEDダイアレイに組入れることができ、それにより、機械方向および機械横断方向における均一性の損失を最小にして、波長および/または強度選択硬化装置を作ることができる。 For example, it is possible to tightly couple the output end of the fiber, can be incorporated different types of LED die (e.g., a variety of strength and / or wavelengths) in the LED die array, whereby the machine direction and and the uniformity of the loss in the cross machine direction to a minimum, it is possible to make the wavelength and / or intensity selection curing device. さらに、異なった波長のLEDダイをLEDダイアレイに組入れることによって、例えばITXおよびTPO−Lのブレンドなどの例示的な光開始剤の優先吸収バンドに一致する選択された波長で放射線を発出することができる。 Furthermore, by incorporating the LED die with different wavelengths LED die array, it to fire a radiation at a selected wavelength coincides example the priority absorption bands of exemplary photoinitiators such as blends of ITX and TPO-L it can.

したがって、硬化装置600は、異なった波長および/または強度で硬化させるように設計することができ、同じ硬化装置を用いて、異なったタイプの配合物を硬化させることができ、装置600を、異なった放射線波長および強度を必要とする異なった配合物を処理する実験室、パイロット、および製造ラインに適するようにすることができる。 Accordingly, the curing device 600, different can be designed to cure at a wavelength and / or intensity, using the same cure system, it is possible to cure the different types of formulations, the apparatus 600, different radiation wavelength and intensity laboratory for processing different formulations which require, can be made suitable for the pilot, and production lines. さらに、ここで説明されるピクセル化制御回路で、装置600は、硬化される材料のタイプによって、特定のLEDダイまたはLEDダイグループを選択的に活性化するように制御することができる。 Furthermore, in pixelated control circuit described herein, device 600, the type of material being cured, can be controlled to selectively activate a particular LED die or LED dice groups. 対照的に、従来の方法では、LEDアレイが、通常、1つの特定のタイプのLEDのみで構成される。 In contrast, in the conventional method, LED array, usually consists of only one particular type the LED. したがって、異なった波長または強度が従来のシステムで必要とされる場合、配合物吸収に対応するために新たなアレイが必要である。 Thus, if different wavelengths or strength is required in conventional systems require a new array to accommodate formulation absorption. これは、より大きい設備コストおよびより多くの潜在的なメンテナンスを必要とする付加的なモジュールにつながる。 This leads to additional modules requiring greater equipment cost and number of potential maintenance than.

装置600は、また、パターン、三次元構造、リソグラフィ、およびマスキングの高解像度硬化に適している。 Device 600 also patterned, three dimensional structure, suitable for high-resolution curing lithography, and masking. 例えば、ファイバの出力端部を、図1Bのバンディング156などの再構成可能なバンディング内に固定することができるので、ファイバの出力端部をパターンに配列して、特定の三次元構造および/またはパーツを硬化させることができる。 For example, the output end of the fiber can be fixed to the reconfigurable in banding, such as banding 156 in Figure 1B, by arranging the output end of the fiber pattern, a specific three-dimensional structure and / or it is possible to cure the parts. さらに、基板ベースのプロセスの場合、装置600は、機械横断方向および機械方向における高解像度放射照度プロファイル硬化をもたらすことができる。 Further, when the substrate-based process, apparatus 600 can provide high-resolution irradiance profile cured in the cross-machine and machine directions. ファイバの出力端部を密に束にするか密にパターン化することができるので、LEDダイをさまざまな強度で駆動して、滑らかな強度プロファイルを作ることができる。 It is possible to densely patterned or not to tightly bundle the output end of the fiber, by driving the LED die with different strength, it is possible to make a smooth intensity profile. その解像度はファイバ直径のオーダである。 Its resolution is the order of the fiber diameter. 対照的に、(熱のため)さらに遠く離隔された従来のLEDアレイは、可変強度プロファイルをもたらす。 In contrast, (for heat) conventional LED arrays farther apart will result in variable intensity profile.

ここで図14を参照すると、導波路802から発出された光が、放射線偏光可能材料に当たる前に偏光される改質装置の構成例が示されている。 Referring now to FIG. 14, the light emitted from the waveguide 802 is an example of the configuration of the reformer to be polarized prior to hitting the radiation polarization material is shown. 図14、および以下で説明される図15〜18に示されているように、導波路802は線状であるが、二次元アレイも適用できることが理解されるであろう。 As shown in FIG. 15 to 18 described in FIG. 14, and hereinafter, the waveguide 802 is a linear, it will be appreciated that it is also applicable two-dimensional array. 導波路802は、電磁エネルギー波がランダムに配列されるように、偏光されていない光808を出力する。 Waveguide 802, as electromagnetic energy waves are randomly arranged, outputs the light 808 that is not polarized. しかし、ある改質用途の場合、放射線改質可能材料を偏光された光で処理することが好ましい。 However, in the case of some reforming applications, it is preferable to process the radiation reformable material polarized light. そのような改質用途の一例は、液晶材料の処理である。 An example of such a modification applications is the processing of the liquid crystal material. 別の例は、ポリマー鎖の処理である。 Another example is the treatment of the polymer chains. これらの場合、液晶またはポリマー鎖結合が特定の方法で整列されるようになることが望ましい。 In these cases, it is desirable to become the liquid crystal or polymer chain bonds are aligned in a particular way. 液晶またはポリマー結合は、対象材料に当たる放射線の電磁エネルギー波の配列に従って整列される。 Liquid crystal or polymer attachment, are aligned according to the sequence of electromagnetic energy waves of the radiation impinging on the target material. したがって、光を、対象材料に当たる前に偏光させることは、配列された波をもって液晶またはポリマー結合を整列させることになる。 Therefore, the light, be polarized before striking the target material will align liquid crystals or polymer bound with the array of waves.

図14の例において、導波路802から発出された光808は、偏光子804に直接当たり、そこで、本質的に円形の領域810をカバーする。 In the example of FIG. 14, the light 808 that is emitted from the waveguide 802 impinges directly on the polarizer 804, where, essentially covers the circular area 810. 導波路802から直接発出された光808が比較的広い角度の発光を有するので、偏光子804は、導波路802から発出された光を無駄にすることを回避するために、広い受容円錐(acceptance cone)を有しなければならない。 Since the light 808 that is emitted directly from the waveguide 802 has an emission of relatively broad angle, the polarizer 804, in order to avoid wasting the light emitted from the waveguide 802, wide acceptance cone (acceptance cone) must have. 放射線の特定の波長に効率的な偏光子を用いた場合でさえ、偏光子804を通過して上に放射線改質可能材料が配置された基板806に当たる偏光された光は、比較的低い強度を有する。 Even with an efficient polarizer particular wavelength of radiation, light polarized hits the substrate 806 radiation reformable material disposed thereon through the polarizer 804, a relatively low intensity a.

さまざまな偏光子設計が適用できる。 It can be applied a variety of polarizer designs. 赤外および可視光波長の場合、受入れられる偏光子としては、ブルースター(Brewster)スタック、コーティングされたプレート、多層光学フィルム、吸収偏光子、およびプリズムが挙げられるが、これらに限定されない。 For infrared and visible wavelengths, as the polarizer accepted, Brewster (Brewster) stack, coated plates, multilayer optical films, absorbing polarizers, and prisms include, but are not limited to. しかし、UV波長の場合、受入れられる偏光子は、典型的には、以下で説明されるように導波路からの光の広がり角度を狭くすることを必要とする狭い受容円錐を有する。 However, in the case of UV wavelengths, polarizers accepted typically have a narrow acceptance cone that is required to narrow the spread angle of light from the waveguide as described below. UV用途に適した偏光子の例としては、ブルースタースタック、多層コーティング光学系、ワイヤグリッド、およびいくつかのプリズムが挙げられる。 Examples of the polarizer suitable for UV applications, Brewster stack, multi-layer coating optics, wire grid, and include several prisms.

図15は、導波路902から発出された光が、最初、偏光される前に線に集束される改質装置の構成例を示す。 15, light emitted from the waveguide 902 is shown first, a configuration example of a reforming apparatus which is focused to a line before being polarized. この例において、導波路902から発出された光908は、放射線の経路上で導波路902と偏光子904との間に配置された円筒形レンズ914の軸に沿って線に集束される。 In this example, the light 908 that is emitted from the waveguide 902 is focused to a line along the arranged axis of the cylindrical lens 914 between the waveguide 902 on the path of the radiation between the polarizer 904. 偏光子904に達する光は、発出された光の完全な円錐より高い強度を有する線912を形成する。 Light reaching the polarizer 904 to form a line 912 having a higher strength than the full cone of the emitted light. したがって、上に放射線改質可能材料が配置された基板906に達する偏光された光はより高い強度を有する。 Thus, light polarized reaches the substrate 906 which the radiation reformable material above is placed has a higher strength.

円筒形レンズは、導波路902のファイバ端部の各々からの光を線に集束させるが、円筒形レンズ914から発出する光910は、円筒形レンズ914の軸に沿って広い広がり角度を有し続ける。 Cylindrical lens is to focus the light from each fiber end portion of the waveguide 902 to the line, the light 910 emanating from the cylindrical lens 914 has a wide spread angle along the axis of the cylindrical lens 914 to continue. したがって、偏光子904も、導波路902から発出された光を無駄にすることを回避するために、少なくとも同じ軸に沿って、広い受容円錐を有しなければならない。 Accordingly, the polarizer 904 is also in order to avoid wasting the light emitted from the waveguide 902, along at least the same axis, it must have a wide acceptance cone. 上で示されたように、UV用途の場合、受入れられる偏光子は、以下で説明されるように光の広がり角度が低減されることを必要とする、より小さい受容円錐を有する。 As indicated above, in the case of UV applications, polarizers acceptable requires that the spread angle of the light is reduced as described below, has a smaller Juyo cone.

図16Aは、導波路1002から発出された光が、最初、偏光される前に平行にされる改質装置の構成例を示す。 Figure 16A shows light emitted from the waveguide 1002, the first, a configuration example of a reforming apparatus which is collimated before being polarized. 光を平行にすることの1つの利益は、UV偏光子を使用することができることである。 One benefit of the parallel light is that it can be used UV polarizer. この例において、導波路1002から発出された光1008は、レンズレットアレイ1014によって平行にされる。 In this example, the light 1008 emitted from the waveguide 1002, is collimated by a lenslet array 1014. このアレイ1014は、導波路1002のファイバの数および広がり角度に整合した数のレンズレットを有する。 The array 1014 has a number of lenslets aligned with the number and spread angle of the fiber of the waveguide 1002. 偏光子1004の必要な受容円錐は、ファイバ特性だけで定められるのではなく、アレイ1014の各レンズレットの焦点距離および導波路1002の各ファイバのサイズの関数として定められる。 Requires acceptance cone of the polarizer 1004, rather than being defined only by the fiber properties are determined as a function of the size of each fiber in the focal length and waveguide 1002 of each lenslet of the array 1014. したがって、レンズレットアレイ1014は光を平行にし、ここに偏光子1004が必要とする受容円錐は、UV光を受入れる偏光子を含む多くの偏光子によって受入れられる量にまで、減少される。 Therefore, lenslet array 1014 collimates the light, receiving cone here polarizer 1004 needs until the amount to be received by a number of polarizer including a polarizer for receiving the UV light is reduced.

次に、平行にされた光1010は偏光子に達し、各レンズレットからのその平行にされた光1010は、偏光子に当たり、各レンズレットによって規定された形状に従って成形された領域1012をカバーする。 Next, parallel to light 1010 reaches the polarizer, the light 1010 that is parallel from each lenslet will strike the polarizer, covers an area 1012 which is molded according to the shape defined by each lenslet . 図18を参照して以下で示されるように、光をより大きい強度の線に集束させるために、円筒形レンズを偏光子1004と、上に放射線改質可能材料が配置された基板1006との間に含めることができる。 As indicated below with reference to FIG. 18, in order to focus the light onto the line of greater strength, a cylindrical lens and a polarizer 1004, a substrate 1006 radiation reformable material above is placed it can be included in between.

図16Bは、レンズが導波路1003の各ファイバの端部に形成され、レンズレットアレイが不要である以外は図16Aの構成と同様の構成を示す。 16B is a lens is formed at an end of each fiber of the waveguide 1003, except lenslet array is not required shows a configuration similar to that of FIG. 16A. 各ファイバのレンズは、ファイバからの光を平行にし、平行にされた光1009は、偏光子1005に当たるときに、減少された円錐を有して、各ファイバのレンズによって規定されるように成形された領域1011をカバーする。 Lenses of the fiber, the parallel light from the fiber, the light 1009 parallel, when striking the polarizer 1005, a reduced cone is shaped as defined by a lens of each fiber covering an area 1011. 再び、偏光された光が、上に放射線改質可能材料が配置された基板1007に当たる前に、光をより大きい強度の線に集束させるために、円筒形レンズを偏光子1005のいずれの側にも配置することができる。 Again, the polarized light before impinging on the substrate 1007 radiation reformable material above is placed, to focus the light to the lines of greater strength, a cylindrical lens on either side of the polarizer 1005 it can also be arranged.

図17は、導波路1102から発出された光が、偏光される前に、最初平行にされ、次に線に集束される改質装置の構成例を示す。 17, light emitted from the waveguide 1102, before being polarized, are initially parallel, showing a configuration example of a reforming apparatus which is then focused on the line. この例において、光1108は、円筒形レンズ1116と組合されたレンチキュラアレイ1114によって平行にされる。 In this example, the light 1108 is collimated by the lenticular array 1114 are combined with a cylindrical lens 1116. レンチキュラアレイ114がファイバ毎にレンズを有し、ファイバのサイズおよびレンズの焦点距離が、偏光子1104に必要とされる受容円錐を定めることが理解されるであろう。 Lenticular array 114 has a lens for each fiber, the focal length of the size and the lens of the fiber would be defined acceptance cone required for polarizer 1104 is understood. 再び、レンチキュラアレイ1114は光を平行にし、偏光子1104に必要な受容円錐は、UV光を受入れる偏光子を含む多くの偏光子に適用できる量にまで、減少される。 Again, the lenticular array 1114 collimates the light, receiving cones required polarizer 1104, until the amount that can be applied to many of the polarizer including a polarizer for receiving the UV light is reduced.

平行にされた光1110は、偏光子1104に当たり、比較的集束された線状領域1112をカバーする。 Light 1110 in parallel, it strikes the polarizer 1104, covering the linear region 1112 which is relatively focused. 次に、偏光された光は、上に放射線改質可能材料が配置された基板1106に当たる。 Then, polarized light strikes the substrate 1106 radiation reformable material above is disposed. 図18を参照して以下で示されるように、光をより大きい強度の線にさらに集束させるために、円筒形レンズを偏光子1104と基板1106との間に含めることができる。 As indicated below with reference to FIG. 18, in order to further focus the light onto the line of greater strength, it can include a cylindrical lens between the polarizer 1104 and the substrate 1106. さらに、レンチキュラアレイ1114が可撓性材料から製造される実施形態においては、円筒形レンズ1116の集束機能を行わせるために、レンチキュラアレイ1114を弓形に曲げることができる。 Furthermore, in embodiments where the lenticular array 1114 is made from a flexible material, in order to perform the focusing function of the cylindrical lens 1116 can be bent lenticular array 1114 to bow.

図18は、図16および図17の構成の代替構成を示す。 Figure 18 shows an alternative configuration of the structure of FIGS. 16 and 17. この構成において、導波路1202は光1208を発出し、それは、図16のレンズレットアレイまたは図17のレンチキュラアレイなどの光学素子1218に達する。 In this configuration, the waveguide 1202 issued a light 1208, it reaches the optical element 1218 such as a lenticular array lenslet array or 17 in FIG. 16. 光学素子1218は、その光を平行にし、次に、平行にされた光1210は偏光子1204に達する。 The optical element 1218, the light is collimated, then the light 1210 is collimated reaches polarizer 1204. 再び、光1210が平行にされているので、偏光子1204に必要な受容円錐は減少され、UV光を受入れられるこれらの偏光子を含む偏光子を選択可能にする。 Again, since the light 1210 is collimated, receptive cones necessary for the polarizer 1204 is reduced to allow selecting the polarizer including these polarizers to be received UV light. 次に、偏光子1204から発出する偏光された光1212は、円筒形レンズなどの第2の光学素子1214に当たる。 Next, the light 1212 that is polarized emanating from the polarizer 1204, strikes the second optical element 1214 such as a cylindrical lens. 円筒形レンズの場合、偏光された光1216は線に集束され、次に、それは、上に放射線改質可能材料が配置された基板1206に当たる。 For a cylindrical lens, the light 1216 that is polarized is focused to a line, then it hits the substrate 1206 radiation reformable material above is disposed.

これらの構成に関して、組合せとしてのレンズおよび偏光子のパラメータは、強度または偏光の均一性を最適化し、かつ光の損失を最小にするように選択することができる。 For these configurations, the parameters of the lens and polarizer as a combination, it is possible to optimize the uniformity of the intensity or polarization, and selected to the loss of light to a minimum. レンズのために考慮するべきパラメータとしては、導波路の端部からのレンズの距離、およびレンズの直径が挙げられる。 The parameters to consider for the lens, the distance of the lens from the end of the waveguide, and the lens diameter thereof. これらのパラメータは、導波路の各ファイバのファイバコア直径(D fiber )、各ファイバの開口数(NA fiber )、および選択された偏光子の受容円錐を含む、これらの既知の値に関連して選択することができる。 These parameters are the fiber core diameter of each fiber waveguides (D fiber), the numerical aperture of each fiber (NA fiber), and selected including acceptance cone of the polarizer, in relation to these known values it can be selected.

例として、選択された導波路について、ファイバコア直径D fiberは600μmに等しく、開口数NA fiberは0.39に等しい。 As an example, for the selected waveguide, the fiber core diameter D fiber equal to 600 .mu.m, the numerical aperture NA fiber is equal to 0.39. 選択された偏光子は、所望の偏光状態とするために、5度の完全な受容円錐を有することができる。 Polarizer selected to obtain a desired polarization state, it is possible to have a complete acceptance cone of 5 degrees. レンズを最適化するために、D fiberすなわち600μmを、0.086以下であるところの、所望の広がり角度の2分の1(5度の2分の1以下)のタンジェントの2倍で割る。 To optimize the lens, the D fiber i.e. 600 .mu.m, where it is 0.086 or less, divided by twice the tangent of half the desired spread angle 1 (less than one-half 5 degrees). これは、レンズの最小許容焦点距離を与え、レンズは、導波路から1つの焦点距離に位置決めされたとき、円錐角度が偏光子の受容円錐の角度と一致する光を生じる。 This gives a minimum permissible focal length of the lens, the lens when positioned from the waveguide to a single focal length, resulting in light cone angle matches the angle of the receiving cone of the polarizer. この例において、この最小距離は6.97mmである。 In this example, this minimum distance is 6.97mm. 次に、導波路を出る光の範囲を定める(subtend)ために必要なレンズの最小直径を、NA fiberの2倍すなわち0.78に、計算された距離すなわち6.97mmを乗じることによって近似する。 Next, define the range of the light leaving the waveguide to a minimum diameter (subtend) lenses needed, twice ie 0.78 NA fiber, approximated by multiplying the calculated length, that is 6.97mm . この例の結果として生じる直径は5.44mmである。 Diameter resulting from this example is 5.44Mm. これらの最小パラメータに対していくらかの公差を与えるために、レンズまでの距離を7mmに選択することができ、レンズの直径は5.5mmに選択される。 To provide some tolerance for these minimum parameters, the distance to the lens can be selected to 7 mm, the diameter of the lens is selected to be 5.5 mm. より長い焦点距離のレンズを選択することが、より小さい広がりをもたらすが、導波路からのすべての光の範囲を定めるために、レンズのF数は、NA fiberの2倍の逆数すなわちこの場合1.28より小さいままでなければならない。 Is possible to select a longer focal length lens, leads to a smaller extent, in order to determine the full range of light from the waveguide, F number of the lens, the inverse of twice the NA fiber That is, in this case 1 .28 be must remain smaller.

図19〜21は、レンズおよび/または偏光子を伴うまたは伴わないものを含む、上述したもののいずれかの装置のLEDダイのパルス駆動を考慮する制御装置の構成を示す。 19 to 21, including those with or without lens and / or a polarizer, showing the configuration of the considered controlling device a pulse driving of the LED die either device those described above. 図9Bに関して上述したように、および以下でより詳細に説明するように、制御装置は、個別の各ダイを、他のものと別々にパルス駆動することができ、かつ他のものと異なる強度でパルス駆動するように、個別にダイを制御することができる。 As described above with respect to FIG. 9B, and as described in more detail below, the control device of each individual die and the others and can be separately pulsed, and at different intensities and others as the pulse driving, it is possible to control the die separately. アレイのLEDダイの活性化および強度を個別に制御することを、図22〜25を参照して以下でより詳細に説明する。 The individually controlling the activation and intensity of the LED die array, described in more detail below with reference to FIG. 22-25.

硬化装置のLEDのパルス駆動は、定常状態(steady−state)LEDからの放射線の付与と比較すると、多くの利点を有する。 The pulse driving the LED curing device, when compared to application of radiation from the steady state (steady-state) LED, has many advantages. より高い瞬間放射照度を、LEDをパルス駆動することによって達成することができ、これは、空気中でのアクリレートの硬化を考慮し、より厚いコーティングの硬化をもたらす。 Higher instantaneous irradiance, LED and can be achieved by pulsing, which, taking into account the cure of acrylate in air, resulting in curing of thicker coatings. さらに、LEDをパルス駆動することは、コーティング中に発生する総発熱を少なくしつつ、コーティング中の局所ピーク温度を増加させる。 Furthermore, the pulsing of the LED, while reducing the total heat generated in the coating, increase local peak temperature during coating. より高い放射照度を達成するために、電流はパルス期間中、増加される。 To achieve higher irradiance, the current during the pulse is increased. LEDへの損傷を防止するために、電流は、パルス間にオフとされ冷却される。 To prevent damage to the LED, current is cooled is turned off between pulses. パルス駆動LED硬化による利点としては、増大された硬化深さ、増大された反応速度、加えられた酸素の消耗、および重合反応を開始するためのフリーラジカルの増大された拡散が挙げられる。 The advantage of pulsed LED curing, increased cure depth, increased reaction rate, the added oxygen depletion, and increased diffusion of free radicals to initiate the polymerization reaction. また、暗硬化(dark cure)への利点があり、硬化される材料が、パルス間の間光に曝されず、ラジカル−ラジカル消滅が最小にされる。 Further, there are advantages to dark curing (dark cure), the material to be cured is not exposed to pulsed period of light, a radical - radical annihilation is minimized. 具体的には、LEDダイがUV放射線を発出する場合、LEDをパルス駆動することはこれらの利点をもたらし、これらは、より高い分子量の製品の製造をもたらす。 Specifically, if the LED die to fire a UV radiation, that pulsing the LED leads to these advantages, these results in the production of products of higher molecular weight.

図19の制御装置構成は、高周波、短いパルス期間のパルス駆動を行う構成であり、これは、空気中でアクリレートを硬化させること、および比較的厚いコーティングを硬化させることを含むさまざまな改質に有用である。 Controller configuration of FIG. 19, a high frequency, a configuration in which the pulse driving of a short pulse duration, which is possible to cure the acrylate in air, and a relatively thick coating to various modification comprising curing it is useful. この構成は、電力を固体スイッチ1304に与える可変電圧のDC電源1302を含む。 This arrangement includes a DC power supply 1302 of the variable voltage powering the solid state switch 1304. LEDダイへの個別のパルス駆動の場合、固体スイッチ1304は、LEDアレイ1308のLEDダイ毎の個別の切替えを行うことができる。 For individual pulse driving of the LED die, solid state switches 1304, individual switching of each LED die of the LED array 1308 can be performed. 固体スイッチ1304は、パルス発生器1306によって駆動される。 Solid state switch 1304 is driven by the pulse generator 1306. パルス発生器は、可変パルス周波数および可変パルス幅の双方を選択することができる。 The pulse generator can select both the variable pulse frequency and variable pulse widths.

DC電源1302の出力電圧は、所望の値の駆動電流を固体スイッチ1304を介してLEDアレイ1308に与えるように調整可能である。 The output voltage of the DC power supply 1302 is adjustable drive current of a desired value to provide the LED array 1308 through the solid state switch 1304. 固体スイッチ1304の例は、パルス発生器1306から入力を受けるドライバ回路を有する、例えば電界効果トランジスタ(パワーFET)などのパワートランジスタである。 Examples of solid state switch 1304 includes a driver circuit receiving input from the pulse generator 1306, for example, field effect transistors (power FET) is a power transistor, such as. パルス発生器は、アジレント・テクノロジーズ(Agilent Technologies)からのモデル81101Aなどの、さまざまな市販のデバイスの1つであることができる。 Pulse generator, such as Model 81101A from Agilent Technologies (Agilent Technologies), can be one of a variety of commercially available devices. この特定のパルス発生器は、1MHzから50MHzの周波数を有し、10nsの小さいパルス幅を有する。 The particular pulse generator has a frequency of 50MHz from 1 MHz, with a small pulse width of 10 ns. クリー・オプトエレクトロニクス(Cree Optoelectronics)によって提供されるようなUV LEDの光学立上り時間が、30ns程度であることが知られている。 Cree Optoelectronics (Cree Optoelectronics) optical rise time of UV LED as provided by the, is known to be about 30 ns.

図20の制御装置構成は、低周波および長いパルス期間のパルス駆動を提供する。 Controller configuration of Figure 20 provides a pulse driving of the low frequency and long pulse duration. この構成は、パルス駆動させるように市販のLEDサイン(sign)制御装置1404をプログラムするために使用されるパーソナルコンピュータ1402を含む。 This configuration includes a personal computer 1402 is used to program the commercially available LED sign (sign) controller 1404 so as to pulse-driven. 次に、LEDサイン制御装置1404は、LEDマトリクス(格子)アレイ1406が、明滅するLEDサインであるかのように、LEDマトリクスアレイ1406のLEDの各々をパルス駆動する。 Then, LED sign controller 1404, LED matrix (grid) array 1406, as if it were a LED sign flashing, pulse driving each LED in LED matrix array 1406. LEDサイン制御装置1404が、可視サインを制御するように設計されるので、パルス周波数は、はるかに低く、25Hz程度である。 LED sign controller 1404, since it is designed to control the visual sign, pulse frequency is much lower, about 25 Hz.

図21は、中間周波および中間のパルス期間のパルス駆動を提供するさらに別の制御装置構成を示す。 Figure 21 shows yet another control system configured to provide a pulsed drive of the intermediate frequency and intermediate pulse duration. この構成は、電力を固体スイッチまたはスイッチアレイ1504に与える可変電圧のDC電源1502を含む。 This arrangement includes a DC power supply 1502 of the variable voltage powering the solid state switch or switch array 1504. 固体スイッチアレイ1504は、XおよびYアレイとして構成されたデジタル出力ボード1508によって駆動され、それはパーソナルコンピュータ1506によって制御される。 Solid state switch array 1504 is driven by a digital output board 1508 configured as X and Y array, which is controlled by the personal computer 1506. パーソナルコンピュータ1506は、ナショナルインスツルメンツ(National Instruments)デジタル出力ボード1508を制御するために、ナショナルインスツルメンツ・ラブビュー・バーチャル・インスツルメント(National Instruments LabVIEW Virtual Instrument)プログラムなどの制御プログラムを実装することができる。 Personal computer 1506 may be implemented to control the National Instruments (National Instruments) digital output board 1508, a control program such as National Instruments Rabubyu Virtual Instruments (National Instruments LabVIEW Virtual Instrument) program. このプログラムは、LEDが、ランダムに、または特定の周波数で、典型的にはキロヘルツ範囲で、パルス駆動可能とする。 This program, LED is randomly or at a particular frequency, typically in the kilohertz range, allowing a pulse driving.

図22は、図12に関して上で先に説明したように、硬化または他の改質を高解像度で行うことができるように、個別のLEDダイがそれ自体のチャネルを形成する回路の例を示す。 Figure 22, as previously described above with respect to FIG. 12, as can be cured or other modification at high resolution, an example of a circuit which individual LED dies to form a channel of its own . 各LEDは、アレイの他のLEDダイに関連して選択的にかつ個別に活性化することができる。 Each LED can be selectively and activated separately in relation to the other LED die array. したがって、アレイのすべてのLEDを駆動するのではなく、パターンを作るのに必要なLEDのみを活性化することによって、該パターンを放射線改質可能材料内に作ることができる。 Thus, instead of driving all the LED arrays, by activating only the LED necessary to make the pattern, it is possible to make the pattern in a radiation reformable material. 図22は、電力を、図9Bを参照して上述したようなブースタ回路1604に与えるVcc電源1602を含む。 Figure 22 includes power, the Vcc power supply 1602 to be applied to the booster circuit 1604 as described above with reference to FIG 9B. 次に、ブースタ回路1604は、電力を個別のチャネル1606A〜1606Fに与え、各チャネルは1つのLEDダイである。 Then, the booster circuit 1604, a provided to individual channels 1606A~1606F power, each channel is a single LED die. 次に、スイッチアレイセット1608が、チャネルの1つ以上を選択的に活性化し、これは、1つ以上の個別のLEDダイを選択的に活性化する。 Next, the switch array set 1608, selectively activates one or more of the channels, which selectively activates one or more individual LED dies. したがって、スイッチアレイセット1608は、所望のパターンを作るのに必要なそれらのチャネルのみを活性化するように構成することができる。 Accordingly, switch array set 1608 can be configured to activate only those channels needed to make the desired pattern.

この回路は、上で示した技術のいずれかと関連して使用することができる。 This circuit can be used in conjunction with any of the techniques indicated above. 例えば、この回路は、レンズおよび/または偏光子と関連してまたはこれらを伴わずに使用することができる。 For example, this circuit can be used in conjunction with the lens and / or a polarizer or without them. さらに、この回路は、パルス駆動制御装置を伴ってまたは伴わずに使用することができる。 Moreover, this circuit can be used with or without a pulse drive control device. パルス駆動制御装置が含まれる場合、スイッチセット1608は、与えられたパルス駆動信号に従って、選択されたLEDダイを電流が通過することを可能にする。 When included pulse drive control device, the switch sets 1608, according to a pulse drive signal applied, makes it possible to pass the current of the LED die are selected.

図23は、硬化を高解像度で行うことができるように、個別のLEDダイ1706A〜1706Cがそれ自体のチャネルを形成し、強度を個別のLEDダイ毎に制御することができるように、各チャネルが、Vcc電源1702に接続された電力制御回路1704A〜1704Cを有する回路の例を示す。 23, as can be cured at a high resolution, so that it can separate LED dies 1706A~1706C forms a channel of its own, controlling the intensity for each individual LED dies, each channel but shows an example of a circuit having a power control circuit 1704A~1704C connected to the Vcc power source 1702. 各個別のブースタ回路1704A〜1704Cを介して各LEDダイ1706A〜1706Cの強度を個別に制御することは、プロファイル硬化または他のプロファイル改質が行われることを可能にし、導波路を横切って与えられる放射照度は、均一でないターゲットと一致させるために均一でない。 Individually controlling the intensity of each LED die 1706A~1706C through each individual booster circuit 1704A~1704C allows the profile hardening or other profile modification is performed, given across the waveguide irradiance is not uniform in order to match the non-uniform target.

この回路も、上で示した技術のいずれかと関連して使用することができる。 This circuit can also be used in conjunction with any of the techniques indicated above. 例えば、この回路は、レンズおよび/または偏光子と関連してまたはこれらを伴わずに、ならびにパルス駆動制御装置を伴ってまたは伴わずに使用することができる。 For example, this circuit can be used lenses and / or in conjunction with the polarizer or without these, as well as with or without a pulse drive control device.

図24は、均一でないターゲットの例を示す。 Figure 24 shows an example of a non-uniform target. この例において、ターゲットは、不均一な構造1810上に配置された硬化性材料1808である。 In this example, the target is a curable material 1808 disposed on an uneven structure 1810. 具体的には、この例の構造1810はU字形であり、放射線硬化性材料はその中心において、端部におけるよりも、導波路から遠い。 Specifically, the structure 1810 in this example is U-shaped, radiation-curable material in the center than at the ends, remote from the waveguide. したがって、均一な放射照度が導波路1802を横切って与えられた場合、材料1808の表面は、均一な放射照度を受けない。 Therefore, if a uniform irradiance is given across the waveguide 1802, the surface of the material 1808 is not subject to uniform irradiance. 代わりに、端部では、中心における放射照度より大きい強度の放射照度を受ける。 Instead, the end receiving the irradiance of greater intensity than the irradiance at the center.

U字形構造1810に対処するために、導波路1802は、均一でない放射照度を出力する。 To address the U-shaped structure 1810, a waveguide 1802 outputs the irradiance not uniform. 導波路の端部上の放射照度ビーム1804Aおよび1804Bの強度は、中心におけるビーム1806Aおよび1806Bの放射照度より、低い。 The intensity of the irradiance beam 1804A and 1804B on the end of the waveguide, from the irradiance of the beam 1806A and 1806B at the center, low. したがって、材料1808に達する放射照度、すなわち結果として生じる硬化は、横全体により均一である。 Therefore, the irradiance reaching the material 1808, i.e. curing the resulting is uniform by the overall horizontal.

図25は、また均一でないターゲットの別の例を示す。 Figure 25 also shows another example of a target non-uniform. しかし、この例において、ターゲットは、一端から他端まで、さまざまな透過性、具体的には厚さを有する硬化性材料1910である。 However, in this example, the target, from one end to the other, various permeable, specifically a curable material 1910 having a thickness. したがって、導波路1902における放射照度が均一であった場合、材料の表面における放射照度は、薄い端部1914において厚い端部1912におけるよりも効果が小さく、コーティング全体にわたる硬化が比較的均一でないことがある。 Therefore, if the irradiance in the waveguide 1902 was uniform, irradiance at the surface of the material has a small effect than the thicker end 1912 at the thin end 1914, to be hardened throughout coating is not relatively uniform is there.

材料1910の透過性の変化に対処するために、導波路1902は、均一でない放射照度を出す。 To address permeability changes of the material 1910, the waveguide 1902 issues an irradiance not uniform. 厚い端部1912の方に向けられた放射照度ビーム1904の強度は最も高い。 Thick intensity of irradiance beam 1904 which is directed towards the end 1912 the highest. 材料の中央に向けられた放射照度ビーム1906の強度は、ビーム1904より低い強度を有するが、薄い端部1914に向けられたビーム1908の放射照度より高い強度を有する。 The intensity of the irradiance beam 1906 directed to the center of the material, but has a lower strength than the beam 1904, it has a higher strength than the irradiance beam 1908 directed to the thin end 1914. したがって、材料1910の硬化は、横全体により均一である。 Accordingly, curing of the material 1910 is uniform by the overall horizontal.

図26は、導波路2002から放射線改質可能材料2006への放射線の付与を制御する代替態様を示す。 Figure 26 shows an alternative embodiment for controlling the application of radiation from the waveguide 2002 to radiation reformable material 2006. 導波路2002の個別のファイバからの放射線は、導波路2002から発出する放射線の経路上に配置された光弁構造2012によって制御することができる。 Radiation from individual fiber waveguide 2002 can be controlled by the light valve structure 2012 disposed on the path of the radiation emanating from the waveguide 2002. 光弁構造2012は、改質可能材料への光の通過を制御するように動作する。 Light valve structure 2012 operates to control the passage of light into reformable material. 図示するように、所与のファイバからの放射線が遮断されるようにするか、所与のファイバからの実質的にすべての放射線が通過するようにするか、所与のファイバからの放射線強度を連続可変に低減させるために、光弁2012は、1組の偏光子2003、2004と関連して動作することができる。 As illustrated, whether to allow radiation from a given fiber is cut off, or so that substantially all of the radiation from a given fiber to pass, the radiation intensity from a given fiber to reduce the continuously variable light valve 2012 may operate in conjunction with a pair of polarizers 2003 and 2004. さらに、光弁は、静的状態またはマスク状態で構成することができ、あるいは光弁は、動的であるように制御可能とすることができる。 Moreover, light valve may be configured with a static state or a mask state, or the light valve may be a controllable to dynamic.

示されているように、光弁構造2012は、光弁セル2016の一次元アレイであり、光弁セル2016の各々は個別に制御可能であり、それにより、受けた放射線の通過を動的に制御する。 As shown, the light valve structure 2012 is a one-dimensional array of light valves cells 2016, each of the light valve cell 2016 is individually controllable, thereby the passage of radiation received dynamically Control. ここで使用されるように、光弁という用語は、一般に、複数の光弁セル2016を含む光弁構造2012、または個別の光弁セル2016を指す。 As used herein, the term light valve generally refers to light valve structure 2012 or individual light valve cell 2016 includes a plurality of light valves cell 2016. 完全な光弁構造2012、または個別の光弁セル2016のみを、放射線の経路上に配置することができることが理解されるであろう。 Full light valve structure 2012, or separate only the light valve cell 2016 would be able to place in the path of radiation is understood.

使用することができる光弁のさまざまな形態がある。 There are various forms of light valve that can be used. 図26に示されているように、液晶ディスプレイ(「LCD」)アレイを設けることができる。 As shown in Figure 26, it can be provided a liquid crystal display ( "LCD") array. LCDアレイは、LCDセルを個別の光弁セル2016として使用する。 LCD array uses LCD cells as individual light valve cell 2016. 標準LCD制御装置(図示せず)は、個別のLCDセルを、通過する光の偏光の回転を制御するように選択的に制御する。 Standard LCD controller (not shown), a separate LCD cell and selectively controlled to control the rotation of polarization of light passing through. 光弁の他の例としては、格子光弁およびデジタルミラーデバイスが挙げられる。 Other examples of light valves include grating light valve and a digital mirror device. 格子光弁は、回折格子を形成する多数の静電制御反射リボンを含む光弁セルを使用する。 Grating light valve uses a light valve cell comprising a plurality of electrostatic control reflective ribbons that form a diffraction grating. 格子光弁の例では、LCD光弁について示されるような直線法ではなく、個別の光弁セルによってもたらされる反射を考慮するために、導波路2002および材料2006に対する光弁の配列を行う。 In the example of grid light valve, not a straight line method, as shown for LCD light valve, to account for reflections caused by individual light valve cells, perform an array of light valve for waveguides 2002 and material 2006. 光の強度を制御するために偏向に依存する格子光弁またはデジタルミラーデバイスを使用する構成の例を、図28を参照して以下でより詳細に説明する。 An example of a configuration of using grating light valve or a digital mirror device depends on the deflection in order to control the intensity of the light, it will be described in more detail below with reference to FIG. 28.

図26のLCD光弁は、最初の偏光子2003および最終偏光子2004と関連して動作することによって、改質可能材料に達する光の強度を制御する。 LCD light valve of Figure 26, by operating in conjunction with the first polarizer 2003 and the final polarizer 2004, to control the intensity of light reaching the reformable material. 最初の偏光子2003は光に特定の偏光を与える。 The first polarizer 2003 provides a specific polarization to light. 次に、LCD光弁2012は、偏光子を、0から180度までのいずれかで、所与の量だけ回転させる。 Next, LCD light valve 2012, a polarizer, either from 0 to 180 degrees, is rotated by a given amount. 次に、放射線は最終偏光子2004を通過することになる。 Then, the radiation will pass through the final polariser 2004. しかし、適切な偏光状態を有する光のみが、通常の強度で最終偏光子2004を通過する。 However, only light having the proper polarization state, passes through the final polarizer 2004 in the normal intensity. 偏光状態が、最終偏光子2004の必要な偏光状態から90度である場合、放射線は通過しない。 Polarization state, when the polarization state necessary for the final polarizer 2004 is 90 degrees, the radiation does not pass through. したがって、LCD光弁2012を使用して、必要に応じて偏光状態を回転させて、それにより、最終偏光子2004を通過する放射線の量を制御することができる。 Thus, by using the LCD light valve 2012 to rotate the polarization state as required, whereby it is possible to control the amount of radiation that passes through the final polariser 2004. 個別のLCDセル2016を独立して制御することができるので、いくつかのLCDセルを通過する放射線に、他のLCDセルを通過する放射線と異なった偏光回転を与えることができ、放射線のパターンが最終偏光子2004から発出する。 It is possible to independently control the separate LCD cell 2016, the radiation passing through several LCD cell can provide a polarization rotation that is different from the radiation passing through the other LCD cell, a pattern of radiation emanating from the final polarizer 2004.

光弁が、放射線改質可能材料に達する放射線の強度を制御するので、この光弁を使用することによって、材料内に所要のパターンを作るか、あるいは図24および図25に示されているようなきわめて不均一な材料の均一性または材料位置の硬化またはその他の改質の均一性を向上させることができる。 Light valve, and it controls the intensity of the radiation reaching the radiation reformable material, by using this light valve, or make a required pattern within the material, or as shown in FIGS. 24 and 25 it is possible to improve the uniformity of the curing or other modification of uniformity or material position of Do extremely inhomogeneous materials. 光弁を通過する光の強度は、光弁を横切る強度プロファイルを所望のパターンにするかまたはそのプロファイルに変更をもたらすように、制御される。 Intensity of light passing through the light valves, or to provide a change in the profile to the intensity profile across the light valve to a desired pattern, is controlled. したがって、個別のファイバからの強度を、図22〜25に関して上述したように各々を活性化および/または強度制御することなく、実質的に均一にすることができる。 Thus, the strength of the individual fibers, without activating and / or intensity control each as described above with respect to FIG. 22-25, may be substantially uniform.

説明されるように、図26のこの例は、光弁セル2016の一次元アレイを示す。 As will be described, this example of FIG. 26 shows a one-dimensional array of light valves cell 2016. 他の次元のアレイも適用できることが理解されるであろう。 It will be understood to be applicable also other dimensions of the array. しかし、この例に示されているように、一次元アレイ2012などのアレイを適用して、光学素子を使用することによって、導波路2002から発出する光をアレイ2012上に集束させる場合に望ましいであろう。 However, as shown in this example, by applying an array of such one-dimensional array 2012, by using an optical element, the light emanating from the waveguide 2002 desirable when focusing on the array 2012 It will allo. 光は集束され、導波路2002からの光の実質的にすべてが、材料2006に達する前に光弁構造2012を通過しなければならない。 Light is focused, light substantially all of the waveguides 2002, must pass through the light valve structure 2012 before reaching the material 2006. 示された例において、円筒形レンズ2014が、導波路2002から発出する放射線2008の経路上に配置され、円筒形レンズ2014から発出する光2010が光弁2012上に集束されるようになる。 In the example shown, a cylindrical lens 2014 is disposed on the path of the radiation 2008 emanating from the waveguide 2002, the light 2010 emanating from the cylindrical lens 2014 is to be focused on the light valve 2012.

さらに、第2の偏光子2004から発出する放射線の通過をさらに変更することも有益であろう。 Furthermore, it would be beneficial to further modify the passage of radiation emanating from the second polarizer 2004. 示された例において、第2の光学素子2020が偏光子2004と改質可能材料2006との間に挿入される。 In the example shown, the second optical element 2020 is inserted between the polarizer 2004 and the reformable material 2006. 具体的には、この例の第2の光学素子は、偏光子から広がる光を取り、それを改質可能材料2006上の点2024の方に再び集束させる投影レンズである。 Specifically, the second optical element in this example, takes the light emanating from the polarizer, is a projection lens for focusing again it towards the point 2024 on the reformable material 2006. 点2024の集まりは、光弁2012によって決められるパターンまたは強度プロファイルに従う線を、形成する。 Collection of points 2024, a line according to the pattern or intensity profile is determined by the light valve 2012 to form.

多次元を有する光弁と関連して用いることができる別の向上としては、プリズム状フィルム(図示せず)などの角度制御要素の使用が挙げられる。 Another improvement that can be used in conjunction with light valves having a multi-dimensional use of the angle control element, such as a prismatic film (not shown) and the like. プリズム状フィルムは、導波路2002を出る高角度光をより良好に使用するために、導波路2002と光弁2012との間に配置される。 Prismatic films, in order to better use the high angle light exiting the waveguide 2002 is disposed between the waveguide 2002 and the light valve 2012.

図27は、放射線改質可能材料に付与される強度プロファイルを滑らかにするための光学系を使用する放射線改質構成を示す。 Figure 27 shows a radiation modifying configuration using an optical system to smooth the intensity profile imparted to the radiation reformable material. 導波路2102が、放射線を、レンズレットアレイなどの光学素子2106の方に出力する。 Waveguide 2102, radiation, and outputs toward the optical element 2106, such as a lenslet array. 無限の導波路2102の効果をもたらすために、逸脱した放射線を光学素子2106の方に反射させて戻すためのミラー2104Aおよび2104Bを含めることができる。 To provide the effect of the endless waveguide 2102 may include mirrors 2104A and 2104B for returning by reflecting deviating radiation towards the optical element 2106. この例において、第1の光学素子2106から発出する光をさらに平行にするために、レンズレットアレイなどの任意の第2の光学素子2108も含まれる。 In this example, in order to further collimate the light emanating from the first optical element 2106, any of the second optical element 2108 such as a lenslet array is also included. ブラー(blur)フィルタ2110が、第2の光学素子2108と放射線改質可能材料2112との間に配置しても良い。 Blur (blur) filter 2110 may be disposed between the second optical element 2108 and radiation reformable material 2112.

平滑化効果を出すために、放射線経路のいくつかの角度と共に非放射線経路の角度が図27に示されている。 To issue a smoothing effect, with several angles of the radiation path angle of the non-radiation path is shown in Figure 27. 非放射線経路2114が、放射線が発出しない、導波路2102のファイバ間の小さい領域から延びる。 Non radiation path 2114, the radiation does not emanate, extending from a small region between the fibers of the waveguide 2102. 示されているように、この経路2114は、改質可能材料2112上の点2116まで延びる。 As shown, this path 2114 extends to a point 2116 on the reformable material 2112. しかし、この点2116が放射線に曝されないのではなく、もしそうでなければ曝されない点2116が放射線を受けるように、放射線経路2118がファイバの中心領域から点2116まで延びる。 However, this point 2116 rather than not exposed to the radiation, if the point is not exposed otherwise 2116 to receive the radiation, the radiation path 2118 extends from the central region of the fiber to the point 2116. 同様に、点2224は高角度経路2122を介して放射線を受けない。 Similarly, the point 2224 does not receive radiation through a high angle path 2122. しかし、点2224は、経路2120を含む経路を介して放射線を受ける。 However, the point 2224 is subjected to radiation through a path including the path 2120. したがって、光学素子2106および任意に2108は、非画像形成構成をとり、導波路2102から発出する光が、直接画像形成されるのではなく、材料2112においてぼかされる(blurred)。 Accordingly, the optical element 2106 and optionally 2108 takes the non-imaging arrangement, the light emanating from the waveguide 2102, rather than being directly imaging and blurred in the material 2112 (blurred). ブラーフィルタ2110は、強度プロファイルを滑らかにするために放射線をさらにぼかすために含めることができる。 Blur filter 2110 may be included to further blur the radiation to smooth intensity profile.

図28は、パターンを作り、および/または偏光子に対する放射線進入角度を低減するための偏向光弁、放射線改質構成を示す。 Figure 28 is to create a pattern, and / or deflection of light valve for reducing radiation entry angle with respect to the polarizer, showing the radiation reforming structure. 導波路2202が、放射線を、レンズレットアレイなどの光学素子2206の方に出力する。 Waveguide 2202, radiation, and outputs toward the optical element 2206, such as a lenslet array. 図26の構成のように、無限の導波路2202の効果をもたらすために、逸脱した放射線を光学素子2206の方に反射して戻すためにミラー2204Aおよび2204Bを含めることができる。 As in the configuration of FIG. 26, it can be included to provide the effect of infinite waveguide 2202, a mirror 2204A and 2204B in order to reflect back the errant radiation towards the optical element 2206. この例において、第1の光学素子2206から発出する光をさらに平行にするために、レンズレットアレイなどの第2の光学素子2208も含まれる。 In this example, in order to further collimate the light emanating from the first optical element 2206, a second optical element, such as a lenslet array 2208 are also included.

この構成は、また、第1の光学素子2206と第2の光学素子2208との間に配置された偏向光弁2210を含む。 This arrangement also includes a deflection optical valve 2210 disposed between the first optical element 2206 and the second optical element 2208. 偏向光弁2210は、格子光弁またはデジタルミラーデバイスであることができる。 Deflecting the light valve 2210 may be a grating light valve or a digital mirror device. 偏向光弁2210は、必要に応じてパターンを作るように光を選択的に偏向するように、個別に制御可能なセルを有する。 Deflecting the light valve 2210, so as to selectively deflect the light to produce a pattern as necessary, have individually controllable cells.

偏向を表すために、放射線経路のいくつかの角度と共に非放射線経路の角度が図28に示され、平滑化も示されている。 To represent deflection angle of the non-radiation path with several angles of the radiation path is shown in Figure 28, it is also shown smoothed. 非放射線経路2214が、放射線が発出しない、導波路2202のファイバ間の小さい領域から延びる。 Non radiation path 2214, the radiation does not emanate, extending from a small region between the fibers of the waveguide 2202. 示されているように、この経路2214は、改質可能材料2212上の点2216まで延びる。 As shown, this path 2214 extends to a point 2216 on the reformable material 2212. しかし、この点2216が放射線に曝されないのではなく、もしそうでなければ曝されない点2216が放射線を受けるように放射線経路2218がファイバの中心領域から点2216まで延びる。 However, this point 2216 rather than not exposed to radiation, the radiation path 2218 to 2216 that are not exposed otherwise if the receive radiation extends from the central region of the fiber to the point 2216. しかし、この例において、偏向光弁2210は活性化されており、点2222は、偏向された経路2220を含む経路を介して放射線を受ける。 However, in this example, the deflection light valve 2210 is activated, the point 2222 is subjected to radiation through a path including the deflected path 2220. 偏向は、必要に応じて放射線を再び向け、これを使用して、放射線改質可能材料2212にパターンを作ることができる。 Deflecting again towards the radiation as necessary, using this, it is possible to make a pattern in a radiation reformable material 2212. さらに、偏向は、放射線の進入角度を減少させ、これは、偏光子(この図に示されていない)が光学素子2206と材料2212との間に配置される場合に有用である。 Further, the deflection decreases the entry angle of the radiation, which is useful when a polarizer (not shown in this figure) is disposed between the optical element 2206 and the material 2212.

本発明を例示的な好ましい実施形態に関して説明したが、本発明を、本発明の範囲から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化することができる。 While the invention has been described with reference to exemplary preferred embodiments, the present invention, without departing from the scope of the present invention may be embodied in other specific forms. したがって、ここで説明され示された実施形態が、例示にすぎず、本発明の範囲を限定するとみなすべきでないことが理解されるべきである。 Therefore, here shown and described embodiments are merely illustrative, it should be understood that it is not be considered as limiting the scope of the present invention. 他の変更および修正を、本発明の範囲に従って行うことができる。 Other changes and modifications can be carried out in accordance with the scope of the present invention.

本発明の例示的な実施形態による固体光デバイスを示す斜視図である。 It is a perspective view showing a solid state light device according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な実施形態による固体光デバイスを示す分解図である。 It is an exploded view of the solid state light device according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による相互接続回路上に配置された例示的なLEDダイアレイを示す上面図である。 Exemplary LED die array, which according to an embodiment of the present invention disposed on the interconnect circuit is a top view showing. 本発明の実施形態による固体光源を示す側面図である。 Is a side view showing a solid-state light source in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による非画像形成光学集中装置によって光ファイバに結合された個別のLEDダイを示す詳細図である。 Is a detailed view showing an individual LED die coupled to an optical fiber by a non-image forming optical concentrator according to an embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern according to an alternative embodiment of the present invention. 方向付け自在な出力のための代替ファイバ出力パターンを示す図である。 It illustrates an alternative fiber output pattern for a universal output oriented. 本発明の代替実施形態による方向付け自在な出力のための例示的なバンディングおよび支持構造の実装を示す図である。 Is a diagram illustrating an implementation of an exemplary banding and support structure for directing freely output in accordance with an alternate embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による方向付け自在な出力のための例示的なバンディングおよび支持構造の実装を示す図である。 Is a diagram illustrating an implementation of an exemplary banding and support structure for directing freely output in accordance with an alternate embodiment of the present invention. 本発明の代替実施形態による、ファイバの出力端部の一部が、角度研磨された出力面を有する、方向付け自在な出力のための別の代替出力パターンを示す図である。 According to an alternative embodiment of the present invention, a portion of the output end of the fiber, an angle polished output face, is a diagram showing another alternate output pattern for freely output oriented. 本発明の実施形態によるファイバアレイコネクタの代替構造を示す図である。 It illustrates an alternative structure of the fiber array connector according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態によるピクシレーションのために適合された固体ライティングシステムを示す図である。 According to another embodiment of the present invention is a diagram showing an adapted solid lighting systems for pixilation. 本発明の別の実施形態によるピクシレーションのために適合された例示的な制御装置回路を示す図である。 According to another embodiment of the present invention is a diagram showing an exemplary controller circuit adapted for pixilation. 固体光デバイスの例示的な実装を示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary implementation of the solid state light device. 歯科用硬化装置の一部として使用される固体光デバイスの別の例示的な実装を示す図である。 It illustrates another exemplary implementation of the solid state light device used as part of a dental curing apparatus. 本発明の別の例示的な実施形態による放射線硬化装置を示す図である。 It is a diagram illustrating a radiation curing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention. 方向付け自在な出力発光の代替実施形態を示す図である。 It illustrates an alternative embodiment of a closable output emission oriented. 偏光子を含み、かつ基板上に配置された放射線改質可能材料を処理する放射線改質装置を示す図である。 It includes a polarizer, and a diagram showing a radiation reformer for processing a radiation reformable material disposed on the substrate. 円筒形レンズおよび偏光子の両方を含み、かつ基板上に配置された放射線改質可能材料を処理する放射線改質装置を示す図である。 It includes both cylindrical lenses and a polarizer, and a diagram showing a radiation reformer for processing a radiation reformable material disposed on the substrate. レンズレットアレイおよび偏光子の両方を含み、かつ基板上に配置された放射線改質可能材料を処理する放射線改質装置を示す図である。 It includes both lenslet array and the polarizer, and a diagram showing a radiation reformer for processing a radiation reformable material disposed on the substrate. 導波路の出力端部において各ファイバに形成されたレンズ、および偏光子の両方を含み、かつ基板上に配置された放射線改質可能材料を処理する放射線改質装置を示す図である。 Lens formed on each fiber at the output end of the waveguide, and include both polarizer, and a diagram showing a radiation reformer for processing a radiation reformable material disposed on the substrate. 円筒形レンズと組合されたレンチキュラアレイ、および偏光子を含み、かつ基板上に配置された放射線改質可能材料を処理する放射線改質装置を示す図である。 It includes a cylindrical lens and combined with lenticular arrays, and a polarizer, and a diagram showing a radiation reformer for processing a radiation reformable material disposed on the substrate. 基板上に配置された放射線改質可能材料を処理することの代替態様として、別の光学素子が続く偏光子と関連して光学素子を含む放射線改質装置の例を示す図である。 As an alternative for treating radiation reformable material disposed on the substrate is a diagram showing an example of a radiation reformer comprising an optical element in conjunction with the polarizer further optical element is followed. LEDのアレイに、放射線硬化性材料を改質するためのパルス放射線を発生させるためのパルス発生器を含むパルス制御システムの第1の例の概略図を示す図である。 The LED array is a diagram showing a schematic view of a first example of a pulse control system including a pulse generator for generating a pulsed radiation for modifying the radiation-curable material. LEDのアレイに、放射線硬化性材料を改質するためのパルス放射線を発生させるためのLEDサイン制御装置を含むパルス制御システムの第2の例の概略図を示す図である。 The LED array is a diagram showing a schematic view of a second embodiment of the pulse control system comprising a LED sign control device for generating a pulsed radiation for modifying the radiation-curable material. LEDのアレイに、放射線硬化性材料を改質するためのパルス放射線を発生させるためのコンピュータ駆動出力を含むパルス制御システムの第3の例の概略図を示す図である。 The LED array is a diagram showing a schematic view of a third example of the pulse control system including a computer-driven output for generating a pulsed radiation for modifying the radiation-curable material. 図9のアダプタ回路に対する、LEDアレイの増大された解像度のための別のアダプタ回路を示す図である。 For adaptation circuit of FIG. 9 is a diagram showing another adapter circuit for the increased resolution of the LED array. LEDアレイのための増大された強度制御のための別のアダプタ回路を示す図である。 It is a diagram showing another adapter circuit for the increased intensity control for the LED array. 図23のアダプタ回路に従う、不均一な構造上に配置された放射線改質可能材料の均一な放射線改質を示す図である。 According to the adapter circuit of FIG. 23 is a diagram showing a uniform radiation modification of the radiation reformable material disposed on a non-uniform structure. 基板上に配置されたさまざまな厚さを有する放射線改質可能材料の均一な放射線改質を示す図である。 It is a diagram illustrating a uniform radiation modification of the radiation reformable material having different thicknesses placed on the substrate. 高解像度改質をもたらすために光弁を使用する放射線改質装置を示す図である。 It is a diagram illustrating a radiation reformer that uses light valve to provide high resolution modification. 放射線改質可能材料に付与される強度プロファイルを滑らかにするために1つ以上の光学素子を使用する放射線改質装置を示す図である。 It is a diagram illustrating a radiation reformer that uses one or more optical elements in order to smooth the intensity profile imparted to the radiation reformable material. パターンを作るための放射線を偏向するために、および/または偏光子に達する高角度を低減するために光弁を使用する放射線改質装置を示す図である。 To deflect the radiation for making pattern, and is a diagram showing a radiation reformer that uses light valve to reduce the high angle reaching / or a polarizer.

Claims (14)

  1. 第1の材料を改質する放射線を発生するための複数の固体放射線源と、 A plurality of solid state radiation sources to generate radiation for modifying the first material,
    前記固体放射線源と電気的に通信して該固体放射線源にパルス放射線を発生させる制御装置と、 A control device for generating a pulsed radiation to the solid state radiation sources and electrical communication to said solid radiation source,
    複数の光学集中装置であって、各該光学集中装置が、前記複数の固体放射線源の1つ以上からパルス放射線を受ける、複数の光学集中装置と、 A plurality of optical concentrators, each optical concentrator is subjected to pulsed radiation from one or more of the plurality of solid state radiation sources, a plurality of optical concentrators,
    複数の光導波路であって、各該光導波路が、第1の端部および第2の端部を含み、各該第1の端部が、前記複数の光学集中装置の1つ以上からパルス駆動放射線を受ける、複数の光導波路と、 A plurality of optical waveguides, each optical waveguide comprises a first end and a second end, the ends of the first found pulses driven from one or more of said plurality of optical concentrators receiving radiation, and a plurality of optical waveguides,
    前記複数の光導波路の第2の端部における少なくとも第1の部分を安定化するための支持構造と、を含む照射装置。 Wherein the plurality of irradiation devices includes a support structure for stabilizing at least a first portion at the second end of the optical waveguide, a.
  2. 前記制御装置が、1キロヘルツ未満の周波数におけるパルス駆動放射線を生じさせる請求項1に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation apparatus according to claim 1 to produce a pulsed radiation at a frequency of less than 1 kilohertz.
  3. 前記固体放射線源がLEDダイであり、前記制御装置がLEDサイン制御装置からなる請求項1に記載の照射装置。 The solid state radiation source is an LED die, irradiation apparatus according to claim 1, wherein the control device consists of LED sign controller.
  4. 前記制御装置が、1キロヘルツから1メガヘルツの周波数におけるパルス駆動放射線を生じさせる請求項1に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation apparatus according to claim 1 that induces pulse driving radiation at 1 MHz frequency from 1 kHz.
  5. 前記制御装置が、固体スイッチアレイと通信するコンピュータ制御デジタル信号発生器からなる請求項4に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation apparatus according to claim 4 comprising a computer control digital signal generator in communication with the solid state switch array.
  6. 前記制御装置が、1メガヘルツを超える周波数におけるパルス駆動放射線を生じさせる請求項1に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation apparatus according to claim 1 to produce a pulsed radiation at frequencies greater than 1 MHz.
  7. 前記制御装置が、固体スイッチアレイと通信するパルス発生器からなる請求項6に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation apparatus according to claim 6 including a pulse generator in communication with the solid state switch array.
  8. 前記パルス駆動放射線の経路上の光学素子をさらに含む請求項1に記載の照射装置。 Irradiation apparatus according to claim 1, further comprising an optical element on a path of said pulsed radiation.
  9. 放射線改質可能化学配合物を改質することができる放射線を発生するための複数のLEDダイと、 A plurality of LED dies to generate a radiation capable of modifying the radiation reformable chemical formulation,
    前記複数のLEDダイに電気的に接続されて前記LEDダイにパルス駆動放射線を発生させる制御装置と、 A control device for generating a pulsed radiation to the LED die is electrically connected to the plurality of LED dies,
    複数の光学集中装置であって、各該光学集中装置が、前記LEDダイの1つ以上から前記パルス駆動放射線を受ける複数の光学集中装置と、 A plurality of optical concentrators, each optical concentrator comprises a plurality of optical concentrators that receives the pulse drive radiation from one or more of the LED die,
    複数の光ファイバであって、各該光ファイバが、第1の端部および第2の端部を含み、各該第1の端部が、前記複数の光学集中装置の1つ以上から、集中されたパルス駆動放射線を受ける複数の光ファイバと、 A plurality of optical fibers from each optical fiber comprises a first end and a second end, the ends of the first is, one or more of said plurality of optical concentrators, concentrated a plurality of optical fibers for receiving a pulse driving radiation that is,
    前記放射線改質可能化学配合物を支持するための基板と、からなる固体放射線源を含む照射システム。 Illumination system including a substrate for supporting said radiation reformable chemical formulation, a solid radiation source comprising.
  10. 前記制御装置が、1キロヘルツ未満の周波数を有するパルス駆動放射線を生じさせる請求項9に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation device of claim 9 to produce a pulse driving radiation having a frequency of less than 1 kilohertz.
  11. 前記制御装置が、1キロヘルツから1メガヘルツの周波数を有するパルス駆動放射線を生じさせる請求項9に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation device of claim 9 to produce a pulse driving radiation having a frequency of 1 megahertz 1 kilohertz.
  12. 前記制御装置が、1メガヘルツを超える周波数を有するパルス放射線を生じさせる請求項9に記載の照射装置。 Wherein the controller, the irradiation device of claim 9 to produce a pulsed radiation having a frequency greater than 1 MHz.
  13. 前記放射線改質可能化学配合物が、前記パルス駆動放射線の印加によって硬化される請求項9に記載の照射装置。 It said radiation reformable chemical formulation, irradiation apparatus according to claim 9 which is cured by the application of the pulse driving radiation.
  14. 前記放射線改質可能化学配合物が、前記パルス駆動放射線によるフリーラジカルの生成によって硬化される、請求項13に記載の照射装置。 It said radiation reformable chemical formulation is cured by generation of free radicals by the pulse driving radiation irradiation device according to claim 13.
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