JP5850542B2 - 発光ダイオードプロジェクタ - Google Patents
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Description
Claims (23)
- 高均質および出力密度のエリア照明を提供するための照明機器において、
高熱伝導性プリント回路基板と、
所定の立体角にわたって、1つまたは複数のスペクトル帯域の放射を生成するための1つまたは複数のLED放射エリアを含む少なくとも1つのベアLEDダイにおいて、前記少なくとも1つのベアLEDダイが、熱伝導性ボンディング層で前記高熱伝導性プリント回路基板に装着される少なくとも1つのベアLEDダイと、
前記LED放射エリアの出力を制御するために、前記高熱伝導性プリント回路基板に装着される電子制御モジュールと、
前記高熱伝導性プリント回路基板に固定して装着され、かつそれと位置合わせされる少なくとも1つの非結像コンセントレータにおいて、前記非結像コンセントレータが、入口および出口開口部を有し、前記非結像コンセントレータ入口開口部が、前記LED放射エリアからの放射を集光するために、前記LED放射エリアと光学的に整列され、かつその放射を、前記LED放射エリアのエタンジュとほぼ同じエタンジュで前記非結像コンセントレータ出口開口部を通して再放射し、前記非結像コンセントレータが、前記LED出力における前記エタンジュを実質的に保持する高程度の近視野強度均質性および低減された遠視野範囲を、非結像コンセントレータ出口開口部において提供するために、前記LED出力を均質化するように動作する少なくとも1つの非結像コンセントレータと、
前記非結像コンセントレータ出口開口部から所定の距離だけ離れた照明面に前記非結像コンセントレータの近視野を再結像するための非テレセントリック系のリレーレンズと、
を含むことを特徴とする照明機器。 - 請求項1に記載の照明機器において、前記電子制御モジュールにフィードバック信号を供給して前記LED放射エリアの出力を規制するために、前記LEDダイに対して所定の離間された位置で前記高熱伝導性プリント回路基板に装着された光センサをさらに含むことを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記照明機器の量子効率を向上させるために電気エネルギを光パワーに変換するプロセスにおいて生成された熱を選択的に放散するために他のコンポーネントが装着される側と反対の側における前記高熱伝導性プリント回路基板に熱的に接合されたヒートシンクをさらに含むことを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記機器の動作温度および前記LED放射エリアの出力を調整するのを支援するために、温度を監視し、かつフィードバック信号を前記電子制御部に供給する、前記高熱伝導性プリント回路基板上に実装されたサーミスタさらに含むことを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記少なくとも1つのベアLEDダイが、規則的に離間されたLEDダイのアレイおよび離間された非結像コンセントレータのアレイを含み、それらの個別非結像コンセントレータがまた、規則的に離間され、かつ前記規則的に離間されたLEDダイと一対一対応で光学的に結合されることを特徴とする照明機器。
- 請求項5に記載の照明機器において、前記アレイにおける前記LEDダイの少なくとも1つが、前記アレイの他のLEDダイと異なるスペクトル出力を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項6に記載の照明機器において、前記機器出力における均質な色および強度分布を増進するために、前記非結像コンセントレータ出口開口部の下流に位置する均質化セクションをさらに含むことを特徴とする照明機器。
- 請求項7に記載の照明機器において、前記アレイにおける前記LEDダイの全ての前記スペクトル出力が互いに異なることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記LED放射エリアの前記スペクトル帯域が、紫外線から中赤外線近くまで及ぶことを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、それらの長さに沿って異なる断面形状を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項10に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータの前記異なる断面形状が、正方形、長方形、円、および多角形を含む群から選択されることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、複合放物線、複合楕円、複合双曲線コンセントレータ、直線テーパー、および高次多項式関数によって示される曲率を有するコンセントレータ、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される断面形状を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記機器出力における均質な色および強度分布を増進するために、前記非結像コンセントレータ出口開口部の下流に位置する均質化セクションさらに含むことを特徴とする照明機器。
- 請求項13に記載の照明機器において、前記均質化セクションが、正方形、長方形、円、および多角形を含む群から選択される断面形状を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項10に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、前記光軸に対して相互に直角な垂直および水平面における前記分散ビームの分散を制御するために、断面において矩形であることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、光学プラスチック、成形ガラス、すりガラス、磨きガラス、およびシリコンからなる群から選択される材料で作製されることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータの前記出口開口部が、透明開口部および前記透明開口部間に点在する反射面を含み、そこにおいて、前記反射面が、前記LED放射エリアから前記透明開口部を直接通過しない放射をインターセプトし、それを前記LED放射エリアの方へ逆に向け、そこから反射されて前記透明開口部を通るようにして、前記反射面を使用しないで達成されるであろう光に勝って、前記出口開口部から脱結合される光を増加させることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、矩形入力開口部と円形出力開口部との間で変わる断面形状を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、矩形である断面形状を有することを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記非結像コンセントレータが、前記非結像コンセントレータを支持するための第1のハウジングセクション、および前記リレーレンズを支持するための光学ハウジングセクションを含み、前記第1のハウジングセクションが、前記高熱伝導性プリント回路基板に対して前記非結像コンセントレータを位置決めするために、前記高熱伝導性プリント回路基板における補助的に構成されたホールにぴったり合う位置決めピンを有することを特徴とする照明機器。
- 請求項20に記載の照明機器において、前記第1のハウジングセクションおよび前記光学ハウジングセクションが、前記リレーレンズの焦点を調整するために互いに移動可能であることを特徴とする照明機器。
- 請求項1に記載の照明機器において、前記リレーレンズが、前記遠視野を結像するように焦点が調整可能な多素子レンズを含むことを特徴とする照明機器。
- 光ファイバと共に使用するための照明機器において、
高熱伝導性プリント回路基板と、
所定の立体角にわたって、1つまたは複数のスペクトル帯域の放射を生成するために1つまたは複数のLED放射エリアを含む少なくとも1つのベアLEDダイにおいて、前記少なくとも1つのベアLEDダイが、熱伝導性ボンディング層で前記高熱伝導性プリント回路基板に装着される少なくとも1つのベアLEDダイと、
前記LED放射エリアの出力を制御するために、前記高熱伝導性プリント回路基板に装着される電子制御モジュールと、
前記高熱伝導性プリント回路基板に固定して装着され、かつそれと位置合わせされる少なくとも1つの非結像コンセントレータにおいて、前記非結像コンセントレータが、正方形入口開口部および円形出口開口部を有し、前記非結像コンセントレータ入口開口部が、前記LED放射エリアからの放射を集光するために、前記LED放射エリアと光学的に整列され、かつその放射を、下流光ファイバのエタンジュと一致する所定のエタンジュで、前記非結像コンセントレータ出口開口部を通して再放射する少なくとも1つの非結像コンセントレータと、
を含むことを特徴とする照明機器。
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