JP2000509545A

JP2000509545A - 発光素子およびそのアレイ

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Publication number: JP2000509545A
Application number: JP9537852A
Authority: JP
Inventors: ベイリー―ハミルトン，ウイリアム・ジョン
Original assignee: ベイリー―ハミルトン，ウイリアム・ジョン
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 2000-07-25
Also published as: WO1997040520A1; CN1123060C; EP1012872A1; US6837606B2; AU2704897A; BR9710432A; CN1222250A; CA2252550A1; US20030086270A1

Abstract

(57)【要約】発光要素（１１）を収容するための封じ込め容器（１４）、軸を横切る幅より実質上長い軸方向長さを有する少なくとも１つの軸方向に延びる光伝導要素（１３）を備える光出力装置であって、光伝導要素（１３）が封じ込め容器（１４）またはその延長部分によって発光要素（１１）と軸方向に整合し、光伝導要素（１３）が端面など光入力領域を有し、それによって発光要素（１１）の発生する光が該または各光伝導要素（１３）中にその関連する光入力領域によって軸方向に進むようにする光出力装置。一般に、光伝導要素の軸方向長さは軸を横切る幅の少なくとも３倍である。封じ込め容器（１４）またはその延長部分は、発光要素（１１）を光入力領域または複数の光入力要素から離れた封じ込め容器（１４）の主要部分よりも該または各光伝導要素（１３）の光入力領域の近くに配置する働きをする。

Description

【発明の詳細な説明】発光素子およびそのアレイ技術分野本発明は、発光素子およびそのアレイに関する。ここでは、「光」という用語は、別の場所に伝送してそこで利用するためにある場所でそれを発生する必要がある、いかなる形の電磁エネルギーをも含むものとする。背景技術光伝導要素、たとえば、光ファイバは、遠隔源から所望の目的地に光を伝える周知の手段である。従来技術の光ファイバ・ケーブルによって、比較的大量のエネルギーを、しなやかで、丈夫で、耐水性の比較的小さいファイバを通して輸送することができる。しかし、既存の光源から比較的小さいファイバ中に光エネルギーを入力することは、光源が元々この目的のために必ずしも設計されていなかったので、費用がかかる可能性がある。大部分の発光素子は、真空またはガスもしくはガス混合物によって取り囲まれたフィラメント、透明のハウジング中に閉じ込められたアークなどの発光要素からなる。代替型の発光素子は、固体透明材料によって取り囲まれた発光ダイオードである。光源から発せられる光は、外に向けて放射し、外部の鏡またはレンズあるいはその両方によって、正しい方向に反射するか、または必要な集束度に集束することができる。しかし、適当なレンズまたは鏡あるいはその両方が、正確に製作されなければならず、比較的費用がかかる。使用に際して、レンズまたは鏡は、生成中のエネルギーを吸収する傾向がある。製造限界のために、レンズまたは鏡あるいはその両方が、光源から光を屈折／反射する最適化構成にできない可能性がある。普通なら既存の技法によって適当に製作される場合、鏡またはレンズあるいはその両方が、光を十分制御できない。光伝導ファイバは限定された受入れ角を有する。これは、それに向けて送られる光が受け入れ角の最大またはそれより少し小さい角度で光伝導要素に与えられない場合、光が伝導されないということを意味する。また、反射またはレンズ透過あるいはその両方のあらゆる発生が、元の光の１０％と３０％の間で吸収または散乱する可能性がある。吸収および透過からの損失を加える場合、さらに多くの、反射体の形状およびサイズからの損失、表面入力からファイバ中に、バブル封じ込め容器ハウジングを通る損失を含めて、吸収および透過の損失が加えられる可能性がある。すべてのこの損失を足し合わせると、透過した元の光から比較的小さい残量が残る。上記損失を解決するために、多くの現在の設計は、より明るく、より大きな光源を利用する。光は別として、上記光源は、不正確な方向制御とあいまってバルブおよび光伝導ファイバの過熱をもたらす可能性がある大量の熱を生成するので、これは比較的高くつく。このため、コストおよび嵩を増す外部ファンまたはほかの冷却装置が必要となり、プロセス全体で必要とされるエネルギーが全体的に増加する。商用コストが、製品の有用性より重要であるので、これらの要因はすべて、光伝導要素に関する商用適用例を制限する。あるいは、この装置のサイズまたはそのエネルギー必要量が、製品設計者にとって入手できるコンポーネントのサイズまたはそのエネルギー必要量を超える。発明の開示本発明の第１の態様によれば、発光要素を収容するための封じ込め容器と、軸を横断する幅より大幅に大きい軸方向の長さを有する少なくとも１個の軸方向に延びる光伝導要素とを備え、光伝導要素が、封じ込め容器またはその延長部分によって発光要素と軸方向に位置合せされ、この、または各光伝導要素が、発光要素が発生する光が光伝導要素に関連する光入力領域を介して、この、または各光伝導要素中に軸方向に通過するようにされる、端面などの光入力領域を有する、光出力装置が得られる。通常は、光伝導要素の軸の長さは、その軸を横断する幅の少なくとも３倍である。本発明の第１の態様の第１の好ましいバージョンによれば、封じ込め容器またはその延長部分は、発光要素を、光入力領域または複数領域から遠い封じ込め容器の主要部分よりも、この、または各光伝導要素の光入力領域の近くに位置付ける働きをする。本発明の第１の態様の第２の好ましいバージョン、またはその第１の好ましいバージョンによれば、封じ込め容器は、発光要素およびこの、または少なくとも１個の光伝導要素に対して位置付けされた反射板を組み入れ、その結果、発光要素から、光伝導要素のこの、または少なくとも１つの光入力領域中に光を反射する。本発明の第１の態様の第３の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、封じ込め容器は、発光要素およびこの、または少なくとも１個の光伝導要素に対して位置付けされた屈折媒体を組み入れ、その結果、発光要素から、光伝導要素のこの、または少なくとも１つの光入力領域中に光を屈折する。本発明の第１の態様の第４の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、封じ込め容器はほぼ不透明であり、光が、この、または少なくとも１つの光伝導要素を通して、発光要素から封じ込め容器の外に通過することだけができる。本発明の第１の態様の第５の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、封じ込め容器とぴったり接触している、または封じ込め容器と一体の部分を形成する熱吸込みなどの熱伝達手段を有し、それによって、発光要素が発生する熱を消散することができる。本発明の第１の態様の第６の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、この、または少なくとも１個の光伝導要素とぴったり接触している、または光伝導要素と一体の部分を形成する熱吸込みなどの熱伝達手段が得られ、それによって、発光要素が発生する熱を消散することができる。本発明の第１の態様の第７の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、封じ込め容器は発光要素に対してプレナムを画定する働きをし、それによって、真空または不活性ガスもしくはガスの混合物を、発光要素に対するプレナムを用いて維持する。本発明の第１の態様の第８の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、発光要素が封じ込め容器内の密封容器中に閉じ込められ、この密封容器が発光要素に対するプレナムを画定する働きをし、それによって、真空または不活性ガスもしくはガスの混合物を、発光要素の密封容器を用いて維持する。本発明の第１の態様の第９の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、この装置が出力する光の色を変化するための手段が用意される。本発明の第１の態様の第１０の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、発光要素が２個以上の光放出器を備え、その結果、発光要素を使用して、２つ以上の光波長を放射することができる。本発明の第１の態様の第１１の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、封じ込め容器は、外部装置との補完係合に行う装置のための位置付け手段を形成する働きをし、それによって、光伝導要素またはその延長部分を用いて、ある経路データに対して所定の位置にある他の光伝導経路に、この装置を取り外し可能なように取り付けることができる。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンによれば、封じ込め容器は、光伝導要素が位置する通路を画定するハウジングを備え、この通路が封じ込め容器内のチャンバの壁としての働きをする封じ込め容器内に位置する内部端部を有し、チャンバが発光要素を位置付けする働きをする。通常は、このハウジングは不透明である。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンの第１の好ましいバージョンによれば、チャンバは、発光要素が放射する光を反射または屈折するための手段を画定する働きをする境界領域を有する。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンの第２の好ましいバージョンによれば、封じ込め容器が、一体型のフィンを組み入れているか、またはフィンを組み入れている部材と良好な熱交換接触をしていて、フィンが、発光要素によって発生され、封じ込め容器を通ってフィンに伝導される熱を放射する働きをする。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンの第３の好ましいバージョン、またはさらに好ましいバージョンの任意の先行するバージョンによれば、封じ込め容器は、また別の通路を含み、それによって、チャンバが外側からこの装置と連通して、チャンバ中の圧力を変化する、またはチャンバにガスまたは蒸気を供給する、あるいはその両方をすることができる。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンの第４の好ましいバージョン、またはさらに好ましいバージョンの任意の先行するバージョンによれば、封じ込め容器は、互いに取り外し可能なように結合された２つの部分を備え、その結果、結合解除されると、２つの部分は、チャンバの内部をさらす働きをする。通常は、封じ込め容器の２つの部分は、それぞれ電気伝導材料の経路を備え、すなわち含み、組み立てるとき、２つの部分は、互いに電気絶縁され、発光要素に結合され、電力がこの要素に供給される。本発明の第１の態様のさらに好ましいバージョンの第５の好ましいバージョン、またはさらに好ましいバージョンの任意の先行するバージョンによれば、封じ込め容器は、発光要素に電力を供給するための導電手段のための他の通路を含む。通常は、他の通路は、装置にそって軸方向に延びるか、または装置から半径方向に延びる。本発明の第１の態様、または任意の先行する好ましいバージョンによれば、発光要素が、抵抗フィラメント、アーク、放電装置、固体エミッタ（ｐｎ結合）、光刺激および光増幅のための手段を備えた１つまたは複数のコヒーレントな光源を備える。本発明の第２の態様によれば、第１態様またはその任意の好ましいバージョンによる光出力装置を組み立てる方法が得られ、この方法は、端面および端面から離れた外側表面を有する長手部材の形の光伝導要素を用意するステップと、光伝導要素のまわりに、光伝導要素より大きい長さのスリーブ部材を、スリーブの一端部で、またはその近くで、光伝導要素の第１端部と位置付け、その結果、スリーブの長さが、光伝導要素の第１端部の反対側の端部よりも先に突出する状態にし、光伝導要素の第１端部の反対側の端部を、少なくとも一部は、光入力領域を形成する状態にするステップと、スリーブ部材を光伝導要素の外側表面と隣接して並置するステップと、反対側の端部よりも先に突出するスリーブの長さ中に、発光要素を位置付けるステップと、スリーブの長さを変形させ、その結果、光伝導要素の光入力領域と共に、発光要素のための封じ込め容器を形成するステップと、変形した長さのチューブを密封して、封じ込め容器が、発光要素のためのガスの漏れない囲いを形成するステップとを特徴とする。本発明の第２の態様の第１の好ましいバージョンによれば、スリーブは光伝導部材と同じ材料からできており、スリーブ部材を光伝導要素の外側表面と隣接して並置するステップが、溶着作業を含む。通常は、スリーブは、光伝導部材の熱膨張係数に匹敵する熱膨張係数を有する透明、または不透明な材料からできている。本発明の第２の態様の第２の好ましいバージョン、またはその第１の好ましいバージョンによれば、反対側の端部よりも先に突出するスリーブの長さ中に、発光要素を位置付けるステップが、この要素にエネルギーを供給するための導線を位置付けすることを含む。本発明の第２の態様の第３の好ましいバージョン、またはその任意の先行するバージョンによれば、反対側の端部よりも先に突出するスリーブの長さ中に、発光要素を位置付けるステップが、発光要素が発生する光を反射するための鏡要素を位置付けして、変形ステップおよび密封ステップの前に、鏡要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉するステップを含む。本発明の第２の態様の第４の好ましいバージョン、またはその任意の先行する好ましいバージョンによれば、反対側の端部よりも先に突出するスリーブの長さ中に、発光要素を位置付けるステップが、発光要素が発生する光を屈折するためのレンズ要素を位置付けして、変形ステップおよび密封ステップの前に、レンズ要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉するステップを含む。本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様による少なくとも２つの装置を備えるアレイが得られるか、または第２の態様による方法、およびこの、または少なくとも１個の光伝導要素を、少なくとも１つの装置から遠い光出力位置にリンクする光ガイド・アレイを用いて組み立てられる。通常は、装置の少なくとも１個が熱交換手段に結合されて、それによって、その、または各装置が発生する熱が、気体冷却剤または液体冷却剤を利用して自然対流または強制対流などによって消散される。本発明の第３の態様の第１の好ましいバージョンによれば、装置の少なくとも１個から生じる光の色を変化するための手段が、光ガイド・アレイまたは光出力位置に組み入れられている。本発明の第３の態様の第２の好ましいバージョンによれば、装置の少なくとも１個が、アレイに取り外し可能なように取り付けられ、交換装置のマガジンが取り外し可能なように取り付けられた装置のために位置して、取り外し可能なように取り付けられた装置が、たやすく取り外され、交換装置によって、そのマガジンから交換される。本発明の一目的は、光エネルギーがその最も集中される点にあるフィラメント、アーク、ダイオード、ＮＰ接合、レーザまたは半導線発光素子などの光源の近くに光を集めることである。これによって、より大きくまたは複雑なあるいはその両方の外部レンズおよび鏡の要求を付け加えないですむ。光は光ガイドの近くに位置し、光ガイド中に直接供給されるので、反射鏡、レンズ、および封じ込め容器ハウジングの使用から生じるエネルギー損失が救われる。この装置は、いずれかの簡単な、または複雑な従来技術システムを使用することができるので、大量生産が可能になる。直接接続が必要でない場合でさえ、光は非常に集中した形で出力され、これによって、より小さい光ガイドを装置出力に接続することができる。これは、効率の低い光発生および導電システムを使用している現在既存のシステムについて必要なより大きい光ガイドと対照的である。非常に大量のエネルギーが必要である場合、既存の装置は、別々のコンポーネントの過熱によって制限される。本発明によれば、冷却システムをたやすく使用することができる。必要な場合、余分の熱エネルギーを利用することができる。本発明により、寿命を長くするこれまでより大きな強さの装置が得られる。通常は、たとえば、この装置を車に使用し、冷却システムにリンクすることができる。本発明によれば、非常に効率のよい装置が得られ、多くの場合、現在の適用例において必要な冷却システムの要求が不要になる。組み合わされた放出および収集装置が、フィラメントもしくはアーク、またはレーザもしくは発光半導体装置などの発光要素を、要素、アークなどから少し間隔を置いて配置されている１個または複数個の光伝導要素によって囲むか、または固体光、すなわち発光ダイオードの場合、光伝導要素が固体中に挿入される。すべての場合、光伝導要素が、バルブすなわち装置の源からそのケースの縁部に、真空もしくは気体、液体もしくは固体を通って、光を運ぶように設計される。光伝導要素は、ケースの内部または内部上で停止することができるか、または依然として密封されているか、または固体である外側ケースを通って、光の必要な出力に直接に対している距離に、または、しなやかな光ガイドまたは他の光ガイドまたは光伝導装置の容易な接続に適した距離および形状に、続くことができる。この内部の光伝導要素の数を、内部の鏡またはレンズあるいはその両方によって減少することができ、その集中すなわち機能を、従来技術の材料、固体またはコーティングの使用によって強化することができる。バルブのカバリング、固体またはコーティングが、光の伝達のために、もはやすべて不要になる可能性があり、したがって、非透明の従来技術の材料、たとえば鉄から型込めによって構築することができ、これによって、いずれかの他の所望の特性を備えることができることとは全く別に、全体の装置がより強くなることができるはずである。場合によっては、気体または液体を使用して、冷却またはエネルギー極大化のために、たとえば、装置の一部として組み入れることができる熱交換機を通して、気体または液体を循環して熱エネルギーを集めることができる、蛍光材料を、本発明による装置と共に使用するか、またはこの装置中に組み入れることができ、その結果、発光要素からの光放射によって励起されると、材料蛍光が独特な光効果を発生する。本発明の装置は、広範囲の適用例に役立ち、適用例のいくつかは、後で例示するか、または参照することになる。通信背景における本発明の使用が、光の効率のよい使用に鑑みて特に適当であり、本発明によって、ミニアチュア化の可能性が得られる。図面の簡単な説明次に本発明の例示的な実施形態を、添付の発光およびチャネリング装置の図面を参照しながら説明する。第１図は、第１実施形態の側面図を示す図である。第２図は、第２実施形態の上面図を示す図である。第３図は、第３実施形態の側面図を示す図である。第４図は、上面から見た第４実施形態の断面図を示す図である。第５図は、第４図の側断面図を示す図である。第６図は、第５実施形態の側面図を示す図である。第７図は、第６実施形態の側面図を示す図である。第８図は、第７実施形態の製作を示す図である。第９Ａ図ないし第９Ｃ図は、第８実施形態の縦図および端面図を示す図である。第１０図は、第９実施形態の縦断面図を示す図である。発明の詳細な説明第１図装置１０は、この場合はガラス製の封じ込め容器１４中に収容した発光要素１１を含み、この封じ込め容器は発光要素１１のまわりのプレナム１２を真空に保つ働きをする。伝導要素１３は、要素１１の方に延び、要素１１が放射するエネルギーの大部分を捕獲する働きをする。このエネルギーは封じ込め容器１４の外部にある光伝導要素１３の端部まで装置の外に導かれる。端部では光エネルギーを直接に利用することができ、また前方伝送のための光ファイバ・ケーブルを使用する発光システムを使って利用することができる。各光伝導要素１３は固体であり、要素１１の方に向けられた軸Ａの領域１６で封じ込め容器１４に密封される。各光伝導要素は、軸Ａを横切って測定した伝導要素の横幅の少なくとも３倍の軸の長さを有する。密封によって、封じ込め球１４中の必要な真空が確実に維持される。各光伝導要素１３の端面Ｅは一定の方形であり、発光要素１１の近くにあって、発光要素１１から各伝導要素１３中への効率のよい光伝達が得られる。封じ込め容器１４は、装置１０が電源に接続するようにベース１７に取り付けられる。この場合、ベース１７は、絶縁体１８によって互いに電気絶縁された２つの主要部分１７Ａ、１７Ｂを備え、要素１１を電気供給源に接続する手段を構成している。ベース１７は、装置１０が従来のソケットに取り付けられるようにするねじ山１９が形成されている。第２図装置２０は、多くの点で、第１図に対して前記の装置に類似している。しかし、この実施形態では、発光要素２１が、真空ではなく、ガス充填を有するプレナム２２中に位置する。封じ込め球２４は、石英ガラスから作られ、各伝導要素２３中に軸方向に有効な光伝達を供給するように、軸Ａを発光要素２１の方に向けて伝導要素２３を位置付け、発光要素２１の近くに直角に伝導要素２３の端面Ｅを位置付ける働きをする。ベース２７は、この装置の正確な位置を与える。第３図装置３０は、本実施形態では、１本の光伝導要素３３のみが、その軸Ａおよび端面Ｅを発光要素３１の一側の方に向けて位置することを除いて、第１図の前記した構造とされる。発光要素３１の他側からの光は、異形のコートされた反射板３８によって、伝導要素３３の端面Ｅ中に反射して戻される。ベース３７は、第１図の説明で述べたベース１７と同じように機能する。第４図および第５図装置４０は、４本の伝導要素４３Ａないし４３Ｄによって囲まれた発光要素４１を有する。伝導要素４３Ａないし４３Ｄは、シール、典型的には要素４３ＢのためのシールＳ、を通って封じ込み容器４４の壁を通過する。各伝導要素４３Ａないし４３Ｄは、要素４１の方に向いた縦軸を有する。封じ込み容器内の各伝導要素の端面Ｅは、発光要素４１に向かって直角に設定される。高電力装置４０として、封じ込みハウジング４４が、熱伝導性があり極めて強い従来技術のセラミック材料から作られる。この封じ込みハウジングは、冷却フィン４９を有する。プレナム４２は、ガス充填を保つ働きをする。発光要素４１が、かなりの断面積の導線Ｃ１、Ｃ２によって結合される。第６図装置６０は、後方反射鏡６８を備えた発光要素６１を有し、この反射鏡が細いビームの光エネルギーを送り出し、次にこの光エネルギーが光伝導要素６３の端面Ｅによって集められ、封じ込め部材６４を通って出力６５に送られる。電導ターミナル６７Ａ、６７Ｂが、発光要素６１に電力を供給し、この場合プラスチック材料の封じ込み容器６４が、ターミナル６７Ａ、６７Ｂを互いに支持する。第７図本実施形態は、発光要素７１が、光伝導要素７３中に直接挿入されて、伝導要素７３の端面Ｅに接触することを除いて、第６図に対して説明した装置に類似した装置７０である。この場合、封じ込め容器７４は、プラスチック材料から作られた光伝導要素７３の一部を形成する。発光要素７１は、いずれの従来技術の電磁エネルギー放射材料でもよく、光伝導要素７３または複数の要素に整合するように注文に合わせて作ることができる。全体の装置７０の設計は、装置の機能効率を向上しながら、電磁エネルギーの出力に対するいかなる妨害も最小限にするようにしている。光伝導要素７３は、必要な場合、コートされ、もしくは多重コートされ、または光変調コーティングによって機能強化された石英ガラスから作られている。光伝導要素７３は、それ自体、１個または複数個のより小さいコートされた要素を共に溶融して作ることができる。この要素７３は、所望の電磁エネルギー波長の伝送機能を強化することができる上記のコーティングまたはプロセスを用いて、いかなる従来技術の材料またはプロセスからも作ることができる。この光伝導要素７３の形状は、発光要素７１から電磁エネルギーの捕集を極大化するように数、サイズおよび形状において整合される。この光伝導要素７３は、一体物、合成物、または中空物、または液体、またはこれらのいずれかの組合せ、または光ガイド・システムの他の従来技術であることが好ましい。要素は、曲げることができ、柔軟性があり、シーズで外装され、まっすぐな、又はコイル状にでき、又はアモルファスでもよい、また、レンズまたは他の光変調器の従来技術の、その機能を強化するいずれかの特性または形状を有する。第３図、第６図、または第７図に示す反射鏡に対応する反射鏡は、どんな材料または形状でもよく、この装置のどの内部部分または外部部分の中または上でも使用することができ、どの従来技術のコーティングまたは機能強化方法でも用いてコートまたは処理することができる。第８Ａ図ないし第８Ｅ図これは、発光装置の組立を順番に示す図である。第８Ａ図は、フレーム研磨した端部８２、８３を有する石英ガラスのスリーブ８１を示す図である。このスリーブは、長さがＬ１であり、内径がＢである。第８Ｂ図は、長さがＬ２、外径がＤで、垂直切断端部８５、８６を有する石英ガラス・ロッド８４の形をした光伝導要素を示す図である。第８Ｃ図は、スリーブ８１の端部８２をロッド８４の端部８５と位置合せして、ロッド８４のまわりに位置決めされたスリーブ８１を示す図である。このスリーブの長さＬ１は、ロッド８４よりかなり長いので、スリーブがロッド８４の端部８６よりも先に、さらに距離Ｘにわたり延びて、くぼみ８７を形成する。ロッドの端面８６は、本明細書の後で説明するように、ロッド８４に進入する光のための光入力領域としての働きをする。次いでスリーブ８１およびロッド８４は、共に溶着されて一体構造を形成する。スリーブ８１およびロッド８４の材料は同じであるので、熱循環によって熱応力が発生しない。必要な場合、溶着されたか、または他の方法でリンクされたスリーブおよびロッドをアニール処理して製作工程によって生成される内部熱ひずみを除去することができる。第８Ｄ図は、加熱および閉鎖によるくぼみ８７の閉鎖の前の一体構造を示す図である。発光要素８８および導線８９、９０が、ロッド８４のための光入力領域としての働きをするロッド８４の端部８６に対して、１ミリメートルまたはそれより近くに発光要素を設定して、くぼみ８７中に位置することを示す。次いで、スリーブ８１の突出する長さＸの外側長さＸ２が加熱されプレスされて、密封閉鎖を形成し、この密封閉鎖を通って導線８９、９０が、要素８８のための封じ込め球Ｃから延びる。発光要素８８を、装置の光伝導要素としての働きをするロッド８４の端部８６（光入力領域）の非常に近くに並置することによって、要素８８が通電されると、この装置が非常に効率のよい光利用および光供給手段として機能する。ロッド８４の軸Ａは、要素８８の方に向けられる。第８Ｅ図は、電力供給源に取付けのために使用できる突出する導線８９、９０を有する完成した装置Ｄを示す図である。発光要素８８は、この場合、要素８８の近くで真空を維持するように排気されたプレナム９１内に示されている。使用法について、装置Ｄは、個別の用品として、コンパクトで明るい光源として用いることができ、または端面８５を経由して他の光導体または他の光使用装置に結合することがもきる。必要な場合、この光導体を分割して少なくとも２つの他の光路を生成する光導体と共に使用することもでき、またはこの光導体の側壁から側方の光投射を実現することができる。装置Ｄを、断面円形スリーブ８１およびロッド８４で表して説明した。しかし、光を供給するために必要な経路に応じて他の断面形の要素も使用することができる。これに加えて、光路の断面を理由がなんであれ変更することができる。装置Ｄは、光伝導路のための断面円形光源として使用することができ、光伝導路の断面を変化して非円形状のコンセント、ディスプレイ、端部を形成する。この装置が形成された後は、この装置の外側、または少なくとも封じ込め球の外側を、銀または他の反射媒体などでコートして、光伝導要素の光入力領域中に発光要素の出力を最適化することができる。必要な場合、封じ込め部材を形成するステップを、封じ込め部材自体が、少なくともその発光要素の近くを、この装置からの光出力の有効性に寄与する形状を有するようにすることができる。したがって、コーティングで、封じ込め球の特殊形状領域が、鏡の焦点に発光要素を有する外部鏡を形成することができる。あるいは、この特殊形状領域を、発光要素から放射される光の屈折を与えるレンズとすることができる。この装置の他の実施形態では、スリーブの長さＸ以内に発光要素を位置付けるステップは、密封封じ込め球を形成する前に、発光要素に対して鏡要素またはレンズ要素あるいはその両方を含む可能性がある。第９Ａ図ないし第９Ｃ図発光装置１１は、共通の縦軸１４を有する第１および第２同軸厚壁チューブ部材（第１部材１２および第２部材１３）から作り上げられる封じ込め部材を有する。第１部材１２および第２部材１３は、タングステンから作られる。モリブデンも使用に適している。第１部材１２は、第２部材１３の環状くぼみ１６と位置合わせする働きをする差込端（スピゴット）１５を有する。第１部材１２は、それを貫通して延びる通路１７を有し、その中に軸１４と同軸の水晶の光伝導要素１８が位置する。光伝導要素は、その軸１４を横切る平均幅の少なくとも２．５倍の軸長を有する。第１部材１２は、光伝導要素１８のまわりにきつい締りばめとして形成され、その結果、第１部材１２は、要素１８と良好な熱伝達関係にある。第１部材１２によって光伝導要素に提供される保護は別として、この熱伝達関係は、効率のよい熱除去を与えることによって、光伝導要素中のホットスポットの継続を回避する働きをする。第１部材１２は、その外側にそって一列のフィン、通常はフィン１９を備え、第１部材１２に伝達される熱を放射する強化区域を形成している。要素１８の外側端部２０は、第１部材１２の外側表面２１と同じレベルに位置する。外側表面２１は、ねじ孔２２を備え、それによって光ファイバ・ハーネスまたはフィルタあるいはその両方を、装置１１と正確に位置合わせして取り付けることができる。第２部材１３は、それを貫通して延びる第２通路２３を有し、その中に、導線２５Ａ、２６Ａを組み入れた断面が半円の石英ブロックで形成されたユニット２５、２６がそれぞれ取り付けられている。この導線は、本明細書の後に説明するように、光放出器に電力を供給するための一対の軸導線となっている。この構成によって、本明細書の後に説明するように、この装置１１の一部を形成するランプに電力供給しながら、良好なガス密封閉鎖を維持することができる。組立部材１２、１３、これに関連する石英部材１８および一対の部材２５、２６が組み立てられると、チャンバ２８を区画する働きをし、このチャンバ中に、導線２５、２６それぞれに結合された１対の電気ターミナル３１、３２を有する放電ランプ３０の形の発光要素２９が位置し、ランプ３０が導線で通電される。チャンバ２８中に発光要素３０に対して適当な位置に置かれた研磨鏡３３が、ランプ３０からの光を伝導要素１８の入力面３４の方へ逆反射する。他の通路３７が、第１部材１２を通って放射状に延びて、チャンバ２８に圧力をかける、またはガスを加える、あるいはその両方のための手段を提供する働きをして、装置１１の光学的性能を向上する。本実施形態では、石英部材１８の端部および部材２５、２６の端部壁４０によって形成されたチャンバ２８の端部壁３４が、平らな表面として示される。代替の実施形態では、端部壁１６、４０に対応する端部壁の一方、または双方を、装置の光学的機能を向上させる形状とすることができる。通常は、壁１６に対応する端部壁をランプ３０の隣接する面の形状に補完する形状とし、その結果、ランプを、石英部材１８の光入力端部の非常に近くに設定することができる。すなわち、最適透過効率のために、発光要素２９が、確実に石英部材１８の光入力端部１６のできるだけ近くにあるようにする。同様に、導線が与えられた端部壁４０に対応する壁をコートして、鏡３３の代わりにするか、または一体鏡に形成することができる。この例示的な実施形態は、（互いに絶縁することができる）２つ以上の部品中に筐体を利用して、内部に取り付けられた発光手段に筐体を通って通電することができる発光装置を示す。筐体は、気体または固体ベースの発光要素を含む可能性がある。この筐体は、使い捨て装置の場合、密封することができ、または取り外し可能にして保守できるようにすることも可能である。発光要素は、白熱温度で動作する（タングステンなどの）フィラメントとしたり、またはソリッドサルト(solid salt)付きの電極を有する石英コンテナの形態になったガス放電カプセルとすることができる。このソリッドサルトは活性化されると、溶けてガス中にアークを生成する。第１０図発光装置４１は、フランジ端部４２Ａおよび石英本体部材４３を有する石英光伝導部材４２から作り上げられている。部材４２、４３は、平面Ｐにそって共に溶着されて、チャンバ４４を生成し、このチャンバ中に、放電ランプ４５の形態の発光要素が位置する。本体部材４３の背後から、鏡コーティングを有する凹面形の内面４７を有する石英軸部材４６が延びていて、それによって、ランプ４５から光を反射してチャンバの前面４８に戻す。この前面４８は光伝導部材４２への光入力面となる。軸部材４６は、ランプ４５のマイナス・ターミナル５０のための導線４９をガス密封取付けする働きをする。この装置が組み立てられているときもまた、この軸部材４６がチャンバ４８のためのガス抜きダクトの働きをする。導線５３によって供給されるランプ４５のプラス・ターミナル５２が、チャンバ４４中に半径方向に延びている。装置４１は、示すように、ほぼ石英体のコンポーネントとして使用することができるか、または第１Ａ図に関連して説明した部材１２、１３に対応するきっちりはまるコンテナで囲むことができる。どのバージョンを使用するかは、適用例によって決まる。先に論じたように、きっちりはまるコンテナの使用によって、装置の機械強度が大きくなり、また熱が装置の近くから除去される。例示的実施形態において考察したが、装置の設計によって、装置が開発されて、発光装置を一部交換することができ、または機能しなくなるとユニットとして交換される使い捨て装置を用意することができる。第２図の装置は、ランプ・ユニットとして直接使用されるか、または伝導部材４２、またはその延長部分によって光ファイバ・ハーネスと結合することができる。いくつかの実施形態では、石英の使用について述べた。しかし、他の特殊ガラスまたはガラスのような材料を、関係する適用例に応じて使用することができる。筐体が、金属またはある他の伝導材料から作られている場合、コートするか、または絶縁材料と並置して、隣接するコンポーネントに対してこの材料を絶縁するか、または保護するか、または密封することができる。光伝導要素（第９図の１８、第１０の４２）について詳しく説明しなかった。しかし、この要素は固体であるか、または低い屈折率を有する材料でコートされたファイバから作ることができ、このファイバは共に溶着されて、ロッドおよびこのロッドが貫通する封じ込めハウジングに密封することができる。平行または円錐形のロッド中に溶着する前、または溶着した後は一緒に、このファイバが抜ける可能性がある。所望の場合、ロッドは、さらにレンズに形づくることもあり、または順次と放射状のどちらかに屈折率が変化する材料でコートされることもある。コーティングは、一緒にされたファイバまたはロッドのいずれかの一部または部分に行う。ロッドの端部をエッチングするか、カットするか、他の方法で形成しても良く、マイクロ・レンズを組み入れることもできる。遠隔制御によって焦点を結ぶことができる出力に集束可能な光を供給するようにロッドの光伝導システムを形成することが可能である。また上記制御を使用して、組合せ装置および光伝導ロッドの内側または外側に取り付けられたレンズまたは鏡の動きを制御することができる。以上提案した光出力装置を使用して、広範囲の適用例を達成することができる。その上に、発光要素に通電しないで、この装置は、地上車のための車道、小道の境界または道路の境界を画定する働きをし、空港で、地上操縦のとき航空機を誘導する働きをする「キャッツ・アイ」タイプの適用例のためなどの静止反射鏡としての働きをすることができる。産業適用性様々な実施形態を、それだけで光バルブとして使用することができる。この形態では、この、またはそれぞれの光伝導部材の外側端部がその部材の軸と直角になったままにしておくことができ、その結果、光が軸方向に放射される。上記装置（または複数の装置）を天井埋込スポットライト用に使用することができる。代替のバージョンでは、光伝導部材の端部をある角度で切って楔形状端部とし、その結果、光伝導部材の主要部に直角な照明を提供することができる。さらに他のバージョンでは、光伝導部材の外側端部にカット面を付けるか、または他の方法で形づくって装飾目的のために光出力を与えることができる。その軸長が、その横断する寸法より大きい（たとえば、その横寸法の少なくとも３倍の長さ）光伝導部材を有することによって、光伝導部材の外側端部から放射される光は冷たい。上記光は、余分の熱発生のために、芸術作品、食料品、動物、人間などの照明された物体が損傷するか、または好ましくない影響が及ぶ場所に有益に使用される。他の実施形態では、本発明の装置を、この、またはそれぞれの装置が、その光伝導部材または複数部材を介して、１台または複数台の光システムに光結合される組合せに使用することができる。例を挙げると、小型の照明装置が、本発明による３台の装置から作り上げられると予想され、照明装置から延びている２つの光伝導部材で原色光を各装置が利用する。各装置は、原色（赤１、青１、黄１）を生成する働きをして、それぞれの場合に、２つの光伝導部材の１つが、単一の中心部材中に溶着され、その結果、３台の装置をパワー・アップして、三原色が中心部材に混合されて、白出力を実現する。各装置から残りの単一光伝導部材が、別々に保たれ、その結果、この照明装置からの光出口に、４つの光出力、すなわち中心白出力および単一赤出力と、青出力および黄出力がある。上記のような装置は、小さい密封容器中につくることができ、ある範囲の照明機能をもたらす。本発明の一実施形態は、固体光放出器（ｐｎ接合）を利用する１台または複数台の装置を含む照明装置から作り上げることができ、光を透過するだけでなく、この装置のこの、または少なくとも１個の光伝導要素からその上に入射する光に応答するように使用することができたということも考慮されたい。これは、上記固体素子が電流によってエネルギーを与えられると、光を放射するように作用するだけでなく、逆に固体素子が照明される場合、電流を発生するという事実を利用している。したがって、装置が定常状態で動作していて、光伝導部材がその外側端部から光を放射していて、変化が生じた場合、所与の光出力によって光出力が変化し、この変化のためにｐｎ接合エミッタによって検出されるフィード・バック効果が発生し、次にこのフィード・バック効果が、ｐｎ接合に接続された適当な回路によって検出されるはずである。いくつかの実施形態に関連して述べた発光要素のいずれか一要素を使用して、任意の波長を規定することができるか、またはいずれか一要素を採用して電磁エネルギーの波長の組合せを実現することができる。通常は、異なる領域を有する発光要素を所与の封じ込め内に取り付けることもできる。各領域は、別々に通電されてもよく、各領域は、残りの領域と比較して、異なる波長を発生する働きをする。前述の組み合わされた装置は、モノクロ光のコヒーレントな光が発光装置から放射されるとき、構造のいずれか一部または部分に間隔を置いて配置されているコーティングを有してもよい。この装置の発光要素１個または複数個からのエネルギーによってシミュレートされるとき、組み合わされた効果が、材料の電磁エネルギーの放出のために選択された材料によってさらに強化され、発光を増幅する。この装置は、要素がその封じ込め容器にほとんど触れるか、またはこの容器から少し間隔を置いて配置されるように形づくられ、したがってハウジング封じ込め容器に取り付けられた光伝導要素によって、光を要素の近くであるが、ハウジングの外側上に集め、１個または複数個の反射鏡を利用して、システム機能を強化することができる。第６図および第７図に示す実施形態は、特に遠隔光指示システムに適している。光伝導要素６３，７３は、１つまたは複数のコンジット案内システムを介して、照明要求に直接合わせることができる。装置６０、７０は、使い捨てであり、簡単な保持子によって定位置に保持されるはずである。この装置は、隔壁、化粧品筐体もしくは化粧品カバーなどの局所的な部品を広範囲で、または全く除去しないで、保守または交換のために、システムの残りの部分から除去することができる。たとえば第４図および第５図に示すような光伝導要素４３の１つまたは複数を、封じ込めハウジング４４の内部で発光要素４１の方に、またはそれから遠くに移動させることによって、所与の装置中の任意の点で好ましい光修正を達成することができる。このようにして、出力光エネルギーが多少集中されるようにすることができる。本発明による発光装置が発生する光を規定して、照明の規模、照明レベルおよびカラーが変化するように、適当な既存の装置および手段を使用することができる。前述の装置は、エネルギーをほとんど必要とせず、この装置を使用して、強力なハンド・フリー光が、リールまたはロッド照明としてダイビング装備品やフィッシング装備品のアタッチメントなどのホビー、または他のホビーもしくは遊戯、または産業状況もしくは家庭状況において、特に求められるすべての適用例にミニアチュア照明を提供することができる。この装置は、特に医用適用例および外科用適用例において、使い捨てまたは殺菌したまたは再使用可能なあるいはそれらの組合せとして作ることができる。提案した装置のミニアチュア版は、ミニアチュア電子回路アセンブルまたはコンポーネントのための照明または指示システムとして働くか、またはリレーもしくは通信リンクとして働くか、または装置もしくは他のサブ・アセンブリの遠隔制御を作動させる。光ガイドの長さを、コンポーネントの一部として供給することができ、その結果、保守要員または構築要因がファイバを必要な長さに容易に切断することができ、前記のように、出力端部を保持装置中にまたはコンジット中に直接挿入することができる。隣接する同様な光伝導要素中に赤外波長または他の波長を放射するこのミニアチュア装置の１つまたは複数を使用して、機能または所望の効果またはメッセージを通信することができる。受信ファイバは、受信および活性化装置と同じように接続される。発光要素は、いくつかのフィラメントまたは他の光放出器を含むことができ、その結果、発光装置が、フィラメントまたは発光装置のどちらが通電されるかによって決まる少なくとも２つの異なる光出力を放射することができる。その上、発光要素をコートして、この要素によって光の放射の方向を改善することができる。例示的実施形態では、光伝導要素のためのガラス・コーティングの使用が述べられている。しかし、必要な場合、他のコーティング材料、通常は金属材料または不透明材料もしくは透明材料を使用して、この光の透過特性を変化することができる。その上、コーティング材料は、光伝導要素が発生する熱をこの装置から導いて離すようにする金属または他の熱伝達手段からなるか、またはこの金属または他の熱伝達手段と良好な熱伝導接触していることができる。光導体のコーティングはまた、光導体にそって光透過の最適化された形をもたらす働きをする。多くの適用例では、熱は自然対流かそれとも強制対流かによって、装置からたやすく消散される。この装置が、閉じ込められた空間中に位置するか、またはある他の理由のために過熱しがちである適用例では、熱遮断器をこの装置に組み入れるか、またはこの装置と良好な熱伝達接触していることができ、その結果、過熱の場合、発光要素への電力供給を遮断し、熱遮断器が電力供給を回復することができるまで、この装置を冷却することができる。小規模適用例では、本発明によるシステムを衣類もしくは品物中に、またはいつも一般的または芸術的な照明が、この適用例において述べた特性を必要とするところに組み入れることができる。大きな照明状況のためには、中央照明を上記装置の大型版によって達成することができる。この大きな装置は、アークなどのハイ・パワー発光要素を利用することができる。この装置を使用して、ビルディング全体または他の画定された区域を照明することができる。この装置が、発生する大量の熱を、安全な保守区域に制御し、熱交換器または他の従来技術の交換制御システムを介して、ビルディングの加熱システム中に組み入れることができる。光は、前述のように光伝導要素を介して、発光装置、この場合アークから伝導される。アークまたは光伝導要素あるいはその両方のための封じ込め容器が、フィンまたはほかの手段を組み入れて、封じ込め容器または光伝導要素あるいはその両方から、自然または強制対流冷却剤回路を通って入れ替わる気体または液体冷却剤を利用する冷却剤回路への効率のよい熱伝達を提供する。上記装置を使用して、照明に冷たい光を供給するだけでなく、たとえば空調装置のための熱供給を維持するか、またはいっぱいに満たすように利用することができるかなりの熱供給を実現することができる。上記設備のための通常の使用法は、アーク・システムが一般のサイン照明を用意し、アーク・システムが発生する熱を使用して、背景空気もしくは水加熱または空調あるいはそれらの組合せを用意することができる店舗またはスーパー・マーケットである。上記システムはまた、太陽光が全体の照明必要条件のために十分な電気量を供給するが、太陽が雲などによって覆い隠されると、即座に逆転する可能性がある場合、加熱水に変換されているエネルギーの機能強化すなわちバック・アップとして、昼光収集システム中に組み入れることもできる。上記装置を、遠隔または効率のよいあるいはその両方の光もしくは熱エネルギーが、通信または検査または制御または加熱または教育もしくは他の適用例のために必要であるどの状況でも使用することができる。たとえば、しなやかな光ガイドまたは他の光ガイドに直接接続された小型装置が、密封形か、または開放形のリール上に保ち、次いで、このリールが引っ張り出されて検査光として使用され、この装置がばね押さえされたリール上にあり、その結果、保持子が解除されると、光ガイドがそのケース中にスプリング・バックする。光伝導装置のどちらの端部もレンズとして形づくるか、またはコートするか、または修正して、いずれか従来技術のプロセス、または光変性技法、たとえば透過光の偏光によって機能を強化することができる。光伝導要素のすべて、または一部を、光伝導要素の外部に圧力が加えられると端部または他の部分が、遠隔制御されたアモルファス・レンズのように幾分変化するようにアモルファスの光伝導材料としても良い。本発明の特定の適用例は、本発明のミニアチュア化の可能性が有利な設計を用意する働きをする人体または動物体の内部検査のためのエンドスコープ用であるはずである。本発明が、商業場所および住宅場所、医療現場および手術現場、簡単なまたは精巧なディスプレイの照明、ポイント・オブ・セールス装置での説明、簡単なシステムから非常に精巧な信号システムまで変化する制御システム・ディスプレイを含む広範囲の適用例に利用することができる光出力装置およびシステムを提供する。本発明はまた、この装置の少なくとも１個の光伝導要素を、少なくとも１個の装置から遠隔にある光出力位置にリンクする光ガイド・アレイ・リンキングによってリンクされている少なくとも２つの発光装置で作り上げられているアレイとすることができる。通常は、このアレイは、必要な場合、自然対流によって冷却することができる。あるいは、この装置に組み入れられた熱交換要素または光ガイド・アレイあるいはその両方が、空気または液体または混合物の自然または強制対流を受けることができる。一例として、強力な光および熱放射要素を使用する大規模設備が、ショッピング、ケイタリング、医用、商業場所もしくは製造場所の（少なくとも空調への部分的寄与を伴うか、または伴わない）効率のよい照明および加熱を提供することができる。適当な装置を組み入れることによって、本発明は、いずれか実際の鮮明度を有する照明上に固定レベルを提供するだけでなく、光レベルおよび色の変化も提供することができる。封入物内に鏡およびレンズを組み入れることによって、上記装置が小さく正確に位置合わせされ、この装置の事実上の破壊以外の何によってもほとんど損傷されない。本発明による装置を、光と熱は共に（たとえば、第８図に関連して説明したタイプの）装置の固有の強さを利用するために必要なある範囲の適用例のために使用することができる。光伝部材中に小さい孔を設けることによって、この装置は、燃料供給のための予熱器として使用することができる。少なくとも小規模版のその固有の強さ、および低電圧で動作するその能力のために、本発明による装置を、安全性が最も重要である状況において使用することができる。装飾的背景では、低電力装置は、パブ、レストラン、輸送機などの混雑する場所に使用することができ、したがって損傷が、悪意的かそれとも偶然的かの場合、生命を危険に陥れる電圧または電流を帯びる導線を剥き出しにしないで、単に装飾的照明の損失になる。本発明は、その実施形態の１つまたは複数を通して非常に広範囲の適用例の役に立つ。この装置の発光要素が単一または多数の発光ダイオード、近赤外エミッタ、単一または多数の白色光を含む電子計測。他の可能な適用例としては、下記の例が含まれる。電力使用量適用例消費量／明るさ低い／明るい装置ホビー、検査、医用、歯科用大量生産廉価装置より高い／高い光輝度鉱夫頭部ランプ、手術用照明、自転車照明、産業検査低い／明るい特にミニアチュア版、ダイビング、外科、採鉱、ビデオおよびディジタル・カメラ、自動車高電圧・低電圧／特別高輝度、高色温度航空機、自動車、船舶、産業高電圧／低電圧／非常に高輝度家庭用交換電球、ミニ交換電球高い／多数要素、耐破壊照明、危険環境用エネルギー効率のよい光気体または液体冷却、照明安全システム、公共施設使用の水加熱または「冷」光、水補給、火災検出、警備保障システム、病院、オフィス、小売店、産業、ケータリング、ホテル、大型家庭用空調

【手続補正書】【提出日】平成１０年１２月２日（１９９８．１２．２）【補正内容】請求の範囲１．縦軸を有し、かつその縦軸を横切る所与の幅を有する、発光要素を収容する封じ込め容器と、封じ込め容器から軸方向に延び、軸を横切るその幅より実質上長い軸方向長さを有する光伝導要素とを含み、光伝導要素が封じ込め容器またはその延長部分によって封じ込め容器中に発光要素と同軸に整合し、光伝導要素の幅が所与の幅と同じであり、光伝導要素が、それによって要素の発生する光が光伝導要素中に軸方向に進むことができる光入力領域を有する光出力装置。２．封じ込め容器またはその延長部分が、発光要素を光伝導要素の光入力領域に、その光入力領域から離れた封じ込め容器の主要部分よりも近くに配置する働きをする請求項１に記載の光出力装置。３．発光要素と、光伝導要素とに対して配置された反射器を組み込み、それによって発光要素からの光を光伝導要素にその関連する光入力領域を通して軸方向に反射させる請求項１または２のいずれかの一項に記載の光出力装置。４．発光要素と、光伝導要素に対して配置された反射器を組み込み、それによって発光要素からの光を光伝導要素中にその関連する光入力領域を通して軸方向に反射させる請求項１から３のいずれか一項に記載の光出力装置。５．封じ込め容器が実質上不透明であり、かつ光が光伝導要素によって発光要素から封じ込め容器の外に出ていくことしかできない請求項１から４のいずれか一項に記載の光出力装置。６．封じ込め容器と密接しているか、または封じ込め容器の一部をなすヒートシンクなど熱伝導手段を組み込み、それによって発光要素の発生した熱を放散できる請求項１から５のいずれか一項に記載の光出力装置。７．光伝導要素と密接しているか、または光伝導要素の一部をなすヒートシンクなど熱伝導手段を組み込み、それによって発光要素の発生する熱を放散できる請求項１から６のいずれか一項に記載の光出力装置。８．封じ込め容器が発光要素のまわりにのプレナムを画定する働きをし、それによって真空または不活性ガスまたはガスの混合物が発光要素のまわりのプレナムによって維持される請求項１から７のいずれか一項に記載の光出力装置。９．発光要素が封じ込め容器内のエンベロープ中に閉じ込められ、エンベロープが発光要素のまわりにプレナムを画定する働きをし、それによって真空または不活性ガスまたはガスの混合物が発光要素のまわりのエンベロープによって維持される請求項１から７のいずれか一項に記載の光出力装置。１０．装置によって出力された光の色を変化させるための手段を組み込んだ請求項１から９のいずれか一項に記載の光出力装置。１１．発光要素が複数の発光器を備え、それによって発光要素を使用して複数の光波長を放出できる請求項１から１０のいずれか一項に記載の光出力装置。１２．封じ込め容器が外部装置との相補係合に適した装置用の配置手段を構成する働きをし、それによって装置が光伝導要素またはその延長部分によってある経路データに対して所定の位置にある他の光伝導経路に取外し可能に取り付けることができる請求項１から１１のいずれかに記載の光出力装置。１３．封じ込め容器が、光伝導要素がその中に配置される通路を画定するハウジングを備え、この通路が封じ込め容器内のチャンバの壁の働きをする封じ込め容器内に配置された内端部を有し、チャンバが発光要素を配置する働きをする請求項１に記載の光出力装置。１４．ハウジングが不透明である請求項１３に記載の光出力装置。１５．チャンバが、発光要素の放射した光を光伝導要素中にその関連する光入力領域を通して軸方向に反射または屈折させるための手段を収容するか、またはそれを画定する働きをする境界領域を有する請求項１３または請求項１４に記載の光出力装置。１６．封じ込め容器が一体型フィンを組み込んでいるか、またはフィンを組み込んだ部材と良好な熱交換接触をし、フィンが、発光要素によって発生され、封じ込め容器によってフィンに移される熱を放射するか、または他の形で放散させる働きをする請求項１３、１４または１５に記載の光出力装置。１７．封じ込め容器が他の通路を含み、それによってチャンバが装置の外部と連通して、チャンバ中の圧を変化させ、かつ／またはチャンバにガスまたは蒸気を供給できるようにする請求項１３ないし請求項１６に記載の光出力装置。１８．封じ込め容器が互いに取外し可能に結合された２つの部分を備え、それによって結合解除されたときにその２つの部分がチャンバの内部を露出させる働きをする請求項１３ないし請求項１７に記載の光出力装置。１９．封じ込め容器の２つの部分がそれぞれ電気伝導材料の経路を与えるかまたは含み、組み立てたとき、その２つの部分が互いに電気的に絶縁され、発光要素に結合されて、電力がその要素に供給できる請求項１８に記載の光出力装置。２０．封じ込め容器が発光要素に電力を供給するための導電手段のための他の通路を含む請求項１３ないし請求項１８に記載の光出力装置。２１．他の通路が装置に沿って軸方向に延びるか、または装置から半径方向に延びる請求項２０に記載の光出力装置。２２．発光要素が、抵抗フィラメント、アーク、放電装置、固体発光器（ｐｎ結合）、光刺激および光増幅用の手段を有するコヒーレント光源のうちの１つまたは複数を備える請求項１から２１のいずれか一項に記載の光出力装置。２３．光伝導要素が溶融石英または他のガラスのような材料から作られる請求項１から２２のいずれか一項に記載の光出力装置。２４．封じ込め容器が溶融石英または他のガラスのような材料から作られる請求項１から２３のいずれか一項に記載の光出力装置。２５．端面および端面から離れた外表面を有する長い部材の形をした光伝導要素を用意するステップと、光伝導要素より長い長さのスリーブ部材を光伝導要素のまわりに、スリーブの一端を光伝導要素の第１の端部に合わせ、スリーブの長さを第１の端部に対して光伝導要素の反対側の端部の先に突出させるような状態で配置するステップと、第１端部に対して光伝導要素の反対側の端部が少なくとも一部光入力領域を形成するステップと、スリーブ部材を光伝導要素の外表面と隣接して並置させるステップと、発光要素を反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に配置するステップと、光伝導要素の光入力領域と共に発光要素用の封じ込め容器を形成するようにスリーブの長さを変形させるステップと、変形した長さのチューブを密封して、封じ込め容器に発光要素用の気密エンクロージャを形成させるステップとを特徴とする請求項１ないし請求項２４に記載の光出力装置を製造する方法。２６．スリーブが光伝導部材と同じ材料から作られ、かつスリーブ部材を光伝導要素の外表面と隣接して並置するステップが溶融操作を含む請求項２５に記載の光出力装置を製造する方法。２７．スリーブが、光伝導部材の熱膨張係数に匹敵する熱膨張係数を有する半透明または不透明な材料から作られる請求項２５に記載の光出力装置を製造する方法。２８．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップがこの要素にエネルギーを供給するための導線を配置するステップを含む請求項２５、２６または２７に記載の光出力装置を製造する方法。２９．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップが、発光要素の発生する光を反射するための鏡要素を配置して、変形ステップおよび密封ステップの前にミラー要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉できるようにするステップを含む請求項２５、２６、２７または２８に記載の光出力装置を製造する方法。３０．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップが、発光要素の発生する光を屈折させるためのレンズ要素を配置して、変形ステップおよび密封ステップの前にレンズ要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉できるようにするステップを含む請求項２５ないし請求項２９のいずれか一項に記載の光出力装置を製造する方法。３１．請求項１ないし請求項２５のいずれか一項に記載の少なくとも２つの装置か、または請求項２７ないし請求項３２に記載の方法によって製造した少なくとも２つの装置を備えるアレイ、および該または少なくとも１つの光伝導要素を少なくとも１つの装置から離れた光出力位置にリンクする光ガイド・アレイ。３２．装置の少なくとも１つが熱交換手段に結合され、それによって装置の発生する熱が気体冷却剤または液体冷却剤を使用した自然対流または強制対流などによって放散される請求項３１に記載のアレイ。３３．装置の少なくとも１つから発生した光の色を変化させるための手段が光ガイド・アレイ中または光出力位置に組み込まれている請求項３１または３２に記載のアレイ。３４．装置の少なくとも１つがアレイに取外し可能に取り付けられ、かつ交換装置のマガジンが取外し可能に取り付けられた装置用に配置され、取外し可能に取り付けられた装置を交換装置のマガジンから容易に取り外せ、交換装置と交換できる請求項３３に記載のアレイ。３５．請求項１ないし２４に記載の少なくとも２つの装置を備えるアレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｋ 1/30 Ｈ０１Ｋ 1/30 (31)優先権主張番号９７０６８６２．１ (32)優先日平成９年４月４日(1997．4．4) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ベイリー―ハミルトン，ウイリアム・ジョンイギリス国・シイエフ２４エイワイ・サウスウェールズ・カーディフ・センゲニードロード・（番地なし）・カーディフ・ビジネス・テクノロジイ・センター・ファイバー・オプティック・ランプ・カンパニイ・リミテッド内

Claims

【特許請求の範囲】１．発光要素を収容するための封じ込め容器と、軸を横切る幅より実質上長い軸方向長さを有する少なくとも１つの軸方向に延びる光伝導要素とを含み、光伝導要素が封じ込め容器またはその延長部分によって発光要素と軸方向に整合し、該または各光伝導要素が端面など光入力領域を有し、それによって発光要素の発生した光が該または各光伝導要素中にその関連する光入力領域によって軸方向に進む光出力装置。２．封じ込め容器またはその延長部分が、発光要素を光入力領域または複数の光入力領域から離れた封じ込め容器の主要部分よりも該または各光伝導要素の光入力領域の近くに配置する働きをする請求項１に記載の光出力装置。３．発光要素と、該または少なくとも１つの光伝導要素に対して配置された反射器を組み込み、それによって発光要素からの光を該または少なくとも１つの光伝導要素中にその関連する光入力領域によって軸方向に反射させる請求項１または２のいずれかの一項に記載の光出力装置。４．発光要素と、該または少なくとも１つの光伝導要素に対して配置された反射器を組み込み、それによって発光要素からの光を該または少なくとも１つの光伝導要素中にその関連する光入力領域によって軸方向に反射させる請求項１から３のいずれか一項に記載の光出力装置。５．封じ込め容器が実質上不透明であり、かつ光が該または少なくとも１つの光伝導要素によって発光要素から封じ込め容器の外に出ていくことしかできない請求項１から４のいずれか一項に記載の光出力装置。６．封じ込め容器と密接しているか、または封じ込め容器の一部をなすヒートシンクなど熱伝導手段を組み込み、それによって発光要素の発生した熱を放散できる請求項１から５のいずれか一項に記載の光出力装置。７．該または少なくとも１つの光伝導要素と密接しているか、または該または少なくとも１つの光伝導要素の一部をなすヒートシンクなど熱伝導手段を組み込み、それによって発光要素の発生する熱を放散できる請求項１から６のいずれか一項に記載の光出力装置。８．封じ込め容器が発光要素のまわりにのプレナムを画定する働きをし、それによって真空または不活性ガスまたはガスの混合物が発光要素のまわりのプレナムによって維持される請求項１から７のいずれか一項に記載の光出力装置。９．発光要素が封じ込め容器内のエンベロープ中に閉じ込められ、エンベロープが発光要素のまわりにプレナムを画定する働きをし、それによって真空または不活性ガスまたはガスの混合物が発光要素のまわりのエンベロープによって維持される請求項１から７のいずれか一項に記載の光出力装置。１０．装置によって出力された光の色を変化させるための手段を組み込んだ請求項１から９のいずれか一項に記載の光出力装置。１１．発光要素が複数の発光器を備え、それによって発光要素を使用して複数の光波長を放出できる請求項１から１０のいずれか一項に記載の光出力装置。１２．封じ込め容器が外部装置との相補係合に適した装置用の配置手段を与える働きをし、それによって装置が光伝導要素またはその延長部分によってある経路データに対して所定の位置にある他の光伝導経路に取外し可能に取り付けることができる請求項１から１１のいずれかに記載の光出力装置。１３．封じ込め容器が、光伝導要素がその中に配置される通路を画定するハウジングを備え、この通路が封じ込め容器内のチャンバの壁の働きをする封じ込め容器内に配置された内端部を有し、チャンバが発光要素を配置する働きをする請求項１に記載の光出力装置。１４．ハウジングが不透明である請求項１３に記載の光出力装置。１５．チャンバが、発光要素の放射した光を該または少なくとも１つの光伝導要素中にその関連する光入力領域によって軸方向に反射または屈折させるための手段を収容するか、またはそれを画定する働きをする境界領域を有する請求項１３または請求項１４に記載の光出力装置。１６．封じ込め容器が一体型フィンを組み込んでいるか、またはフィンを組み込んだ部材と良好な熱交換接触をし、フィンが、発光要素によって発生され、封じ込め容器によってフィンに移される熱を放射するか、または他の形で放散させる働きをする請求項１３、１４または１５に記載の光出力装置。１７．封じ込め容器が他の通路を含み、それによってチャンバが装置の外部と連通して、チャンバ中の圧を変化させ、かつ／またはチャンバにガスまたは蒸気を供給できるようにする請求項１３ないし請求項１６に記載の光出力装置。１８．封じ込め容器が互いに取外し可能に結合された２つの部分を備え、それによって結合解除されたときにその２つの部分がチャンバの内部を露出させる働きをする請求項１３ないし請求項１７に記載の光出力装置。１９．封じ込め容器の２つの部分がそれぞれ電気伝導材料の経路を与えるかまたは含み、組み立てたとき、その２つの部分が互いに電気的に絶縁され、発光要素に結合されて、電力がその要素に供給できる請求項１８に記載の光出力装置。２０．封じ込め容器が発光要素に電力を供給するための導電手段のための他の通路を含む請求項１３ないし請求項１８に記載の光出力装置。２１．他の通路が装置に沿って軸方向に延びるか、または装置から半径方向に延びる請求項２０に記載の光出力装置。２２．添付の図面の第１図、または第２図、または第３図、または第４図および第５図、または第６図または第７図または第９図または第１０図に関して説明し、図示した上記の光出力装置。２３．発光要素が、抵抗フィラメント、アーク、放電装置、固体発光器（ｐｎ結合）、光刺激および光増幅用の手段を有するコヒーレント光源のうちの１つまたは複数を備える請求項１から２２のいずれか一項に記載の光出力装置。２４．該または各光伝導要素が溶融石英または他のガラスのような材料から作られる請求項１から２３のいずれか一項に記載の光出力装置。２５．封じ込め容器が溶融石英または他のガラスのような材料から作られる請求項１から２４のいずれか一項に記載の光出力装置。２６．端面および端面から離れた外表面を有する長い部材の形をした光伝導要素を備えるステップと、光伝導要素より長い長さのスリーブ部材を光伝導要素のまわりに、スリーブの一端またはその近くの光伝導要素の第１の端部がスリーブの長さを第１の端部に対して光伝導要素の反対側の端部の先に突出させるような状態で配置するステップ、第１端部に対して光伝導要素の反対側の端部が少なくとも一部光入力領域を形成するステップと、スリーブ部材を光伝導要素の外表面と隣接して並置させるステップと、発光要素を反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に配置するステップと、光伝導要素の光入力領域と共に発光要素用の封じ込め容器を形成するようにスリーブの長さを変形させるステップと、変形した長さのチューブを密封して、封じ込め容器に発光要素用の気密エンクロージャを形成させるステップとを特徴とする請求項１ないし請求項２５に記載の光出力装置を製造する方法。２７．スリーブが光伝導部材と同じ材料から作られ、かつスリーブ部材を光伝導要素の外表面と隣接して並置するステップが溶融操作を含む請求項２６に記載の光出力装置を製造する方法。２８．スリーブが、光伝導部材の熱膨張係数に匹敵する熱膨張係数を有する半透明または不透明な材料から作られる請求項２６に記載の光出力装置を製造する方法。２９．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップがこの要素にエネルギーを供給するための導線を配置するステップを含む請求項２６、２７または２８に記載の光出力装置を製造する方法。３０．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップが、発光要素の発生する光を反射するための鏡要素を配置して、変形ステップおよび密封ステップの前にミラー要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉できるようにするステップを含む請求項２６、２７、２８または２９に記載の光出力装置を製造する方法。３１．反対側の端部の先に突出するスリーブの長さ中に発光要素を配置するステップが、発光要素の発生する光を屈折させるためのレンズ要素を配置して、変形ステップおよび密封ステップの前にレンズ要素を発光要素と共に封じ込め容器中に密閉できるようにするステップを含む請求項２６ないし請求項３０のいずれか一項に記載の光出力装置を製造する方法。３２．添付の図面に関して説明した光出力装置を製造する方法。３３．請求項１ないし請求項２５のいずれか一項に記載の少なくとも２つの装置か、または請求項２７ないし請求項３２に記載の方法によって製造した少なくとも２つの装置を備えるアレイ、および該または少なくとも１つの光伝導要素を少なくとも１つの装置から離れた光出力位置にリンクする光ガイド・アレイ。３４．装置の少なくとも１つが熱交換手段に結合され、それによって該または各装置の発生する熱が気体冷却剤または液体冷却剤を使用した自然対流または強制対流などによって放散される請求項３３に記載のアレイ。３５．装置の少なくとも１つから発生した光の色を変化させるための手段が光ガイド・アレイ中または光出力位置に組み込まれている請求項３３または３４に記載のアレイ。３６．装置の少なくとも１つがアレイに取外し可能に取り付けられ、かつ交換装置のマガジンが取外し可能に取り付けられた装置用に配置され、取外し可能に取り付けられた装置を交換装置のマガジンから容易に取り外せ、交換装置と交換できる請求項３５に記載のアレイ。３７．請求項１ないし２５に記載の少なくとも２つの装置を備えるアレイ。