JP2018521478A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

本発明は発光装置に関する。本装置は、第１波長の光を発するように構成されている高輝度光源、高輝度光源によって発せられた第１波長の光を空間的に平坦な光強度分布を有する遠視野ビーム断面プロファイルを有している出射光ビームへと再分布するように構成されているビーム整形光学素子、および、空間的に平坦な光強度分布を有する出射光ビームに曝され、第１波長の光の一部分を第２波長の光へと変換し、かつ、第２波長の光を発するように構成されている光変換部材、を含む。

Description

本発明は、高輝度照明を生成するための発光装置に関する。

高輝度照明を生成するための照明システムは、スポット、ステージ照明、ヘッドランプ、およびデジタル照明プロジェクションを含む様々なアプリケーションにとって興味深いものである。

望ましいスペクトル分布を伴う高輝度照明は、発光ダイオード、ＬＥＤ、またはレーザといった光源を含む発光装置によって獲得することができ、そこでは、光源によって発せられた第１波長の光（例えば、青色光）を含む光ビームが、光変換部材に向かって送られる。従って、光変換部材は、第１波長を含む光ビームを用いて照明される。第１波長の光は、光変換部材によって第２波長の光（例えば、黄色光）へ少なくとも部分的に変換される。第１および第２波長の光が混合されると、次いで白色光を獲得することができる。光源によって発せられた第１波長の光（例えば、青色光）を含む光ビームは、数ワットの典型的なパワーを有している。光変換部材における光変換の効率を増大させるために、多くの努力がなされてきている。例えば、光変換効率を増大させるために、光変換部材は静的ヒートシンク上に配置されてよい。しかしながら、光変換部材における光変換の効率をより改善する必要性が存在している。

本発明の目的は、上記の問題のうち少なくともいくつかを克服すること、および、改善された照明出力を伴う発光装置を提供することである。

一つの態様に従って、発光装置を適用することによって、この目的および他の目的が達成される。本発光装置は、第１波長の光を発するように構成されている高輝度光源、高輝度光源によって発せられた第１波長の光を空間的に平坦な光強度分布を有する遠視野ビーム断面プロファイルを有している出射光ビームへと再分布するように構成されているビーム整形光学素子、および、光変換部材であり、空間的に平坦な光強度分布を有する出射光ビームに曝され、第１波長の光の一部分を第２波長の光へと変換し、かつ、第２波長の光を発するように構成されている、光変換部材を含む。

用語「高輝度光源（"high intensity light source"）」は、好ましくは１・１０^８Ｗ／ｍ^２より高い照度、より好ましくは１・１０^９Ｗ／ｍ^２以上、そして、最も好ましくは１・１０^１１Ｗ／ｍ^２以上の高照度を有するように構成されている光源として理解されるべきである。高輝度光源は、レーザダイオード及び／又は発光ダイオード、ＬＥＤであってよい。高輝度光源は単色（monochromatic）であってよい。高輝度光源によってレーザの形態で発せられる光ビームは、典型的に、出射光ビームの光軸に対して垂直な断面プロファイルに沿って捉えると、ガウス（Gaussian）強度分布を有している。高輝度光源によってＬＥＤの形態で発せられる光ビームは、典型的に、出射光ビームの光軸に対して垂直な断面プロファイルに沿って捉えると、ランベルト（Lambertian）強度分布を有している。従って、高輝度光源によって発せられる光ビームの断面プロファイルは均一ではなく、そして、位置の関数として大きな変化を示すものである。

用語「ビーム整形光学素子（"beam shaping optical element"）」は、入射光ビームが出射オーケー光ビーム（okaylight beam）へと再成形されるように光に作用する素子として理解されるべきである。特に、ビーム整形光学素子は、入射光ビームを、空間的に平坦な光分布を有する遠視野ビーム断面プロファイルを有している出射光ビームへと再分布するように構成されている。平坦な強度分布は、全表面にわたる平均強度に関して、好ましくは１０％以下の変動、より好ましくは５％以下の変動、そして、より好ましくは３％以下の変動を有している。

用語「光変換部材（"light converting member"）」は、第１波長の光を第２波長の光へ変換する任意の部材として理解されるべきである。波長変換は、発光、蛍光、及び／又は燐光によるものであり、照明光の波長と比較して変換された放出光の波長におけるストークスシフト（Stokes shift）の発生をもたらしている。光変換部材は、光変換素子を含んでいる。実際に光の変換を行っているのは光変換素子である。光変換素子は、出射光ビームによって照射されるように構成されている。

本発光装置は、光変換部材において光変換の増加した効率を提供する。これは、光変換部材の上に落ちる光ビームが平坦なプロファイルを有するためである。このことは、光変換部材において光ビームの均一な断面プロファイルを提供する。従って、光変換部材の不均一な加熱が回避される。このようにして、光変換部材を均一に加熱することができ、かつ、熱消光（thermal quenching）を導く局所的な余分な加熱を回避することができる。このことは、光変換部材の効率を増加させる。

ビーム整形光学素子は、非円形断面を有する導波管を含んでよい。断面は、導波管の光軸に対して垂直に捉えたものである。非円形導波管は、導波管の出力結合端（out-coupling end）において均質な光分布を獲得するために、非常に良好な光混合特性を有している。非円形導波管は、光ファイバであってよい。導波管の非円形断面は、三角形、正方形、五角形、六角形、および八角形からなるグループから選択されてよい。エッジ（edge）は丸いか、鋭くてよい。従って、光変換素子を照射するために、導波管の非円形出力結合端が結像され得る。

ビーム整形光学素子は、回折光学素子を含んでよい。回折光学素子は、ガウス形状の入力光ビームを、特定の作動距離において鋭いエッジを伴う均一なスポットを有する光ビームへと変換するように構成された位相要素（phase element）である。回折光学素子は、集束レンズと回折パターンを含んでよい。

ビーム整形光学素子は、トップハットビームシェイパー（beam shaper）であってよい。トップハットビームシェイパーは、ガウス形状の入力光ビームを、特定の作動距離において鋭いエッジを伴う均一なスポットを有する光ビームへと変換するように構成された光学素子である。

本発光装置は、さらに、高輝度光源によって発せられた光をビーム整形光学素子に導くように構成された光ファイバを含んでよい。従って、高輝度光源から発せられる光の実質的に全てがビーム整形光学素子に到達し、結果として発光装置の改善された輝度を生じることを確保することができる。

ビーム整形光学素子は、光変換素子とほぼ同じ形状を有するビーム形状を優先的に生成する。

本発光装置は、さらに、複数の高輝度光源を含んでよい。発光装置の改善された輝度が、従って、達成され得る。

複数の高輝度光源を含むことで、本発光装置は、さらに、対応する高輝度光源によって発せられた光をビーム整形光学素子へ導くように構成された複数の光ファイバを含んでよい。複数の光源を組み合わせることは、いわゆるリレーレンズ（relay lens）によって行うことができる。しかしながら、このことは、光学コンポーネントに関して光源の重大な許容差（tolerance）および厳しい許容差を結果として生じる。上記の発光装置に従って複数の光ファイバを使用することは、重大な許容差および厳しい許容差を必要とすることなく、複数の光源を含んでよい。

ビーム整形光学素子の入力結合端の面積は、各光ファイバの出力結合端の面積より大きくてよい。従って、ビーム整形光学素子の光軸に対して垂直に捉えると、ビーム整形光学素子の断面積は、光ファイバの光軸に対して垂直に捉えた、対応する光ファイバそれぞれの断面積より大きくてよい。

光ファイバのコアの出力結合端の面積の合計は、ビーム整形光学素子の入力結合端の面積と等しいか、それ以下であってよい。これによって、複数の小径光ファイバを１つの非円形導波管へと組み合わせることができる。

ビーム整形光学素子は、出射光ビームが光変換部材の光変換素子の輪郭に対応する輪郭を有するように、高輝度光源によって発せられた第１波長の光を出射光ビームへと再分布するように構成されてよい。従って、出射光ビームの形状は、光変換部材の光変換素子の形状と一致する。このことは、光変換素子全体における均一な光分布を確保する。従って、光変換部材において改善された光変換の効率を提供している。

光変換部材は、さらに、第１波長の光を透過及び／又は反射するように構成されてよい。

本システムは、光変換素子によって発せられる光が、好ましくは０．５ＧＣｄ／ｍ^２より大きい、より好ましくは１ＧＣｄ／ｍ^２より大きい、そして、最も好ましくは３ＧＣｄ／ｍ^２より大きい輝度を有するように構成されている。

本発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示す一方で、説明目的としてだけ提供されていることが理解されるべきである。この詳細な説明から本発明の範囲内での様々な変更および修正が当業者には明らかになるからである。

従って、本発明は、説明された装置の特定のコンポーネント部分または説明された方法のステップに限定されないことが理解されるべきである。そうした装置および方法は変動し得るからである。ここにおいて使用される用語は、また、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、そして、限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。明細書および添付の請求項において使用されているように、冠詞「一つの（"a"、"an")、前記（"the"、"said"）」は、文脈（context）がそうでないものと明確に指示しなければ、１つまたはそれ以上のエレメントが存在することを意味するように意図されている。従って、例えば、「ユニット（"a unit"または"the unit"）」への言及は、いくつかのデバイス含み得る、等である。さらに、用語「含む（"comprising"、"including"、"containing"）」および類似の用語は、他のエレメントまたはステップを排除するものではない。

これから、本発明の上記および他の態様が、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して、より詳細に説明される。図面は、本発明を特定の実施形態に限定するものとみなされるべきではない。代わりに、それらの図面は、本発明を説明し、かつ、理解するために使用されている。
図１は、それぞれの発光装置の側断面図を示している。 図２は、それぞれの発光装置の側断面図を示している。 図３は、図１および図２の発光装置のうちいずれかのビーム整形光学素子によって放出される光ビームの断面プロファイルを示している。 図４は、ビーム整形光学素子へと光を導く複数の光ファイバに対して接続されているビーム整形光学素子の一つの実施形態に係る斜視側面図を示している。

図面に示されるように、層および領域のサイズは、説明目的のために誇張されており、従って、本発明の実施形態の一般的な構造を示すために提供されるものである。同様な参照符号は、全体を通して同様な要素を指している。

これから、添付の図面を参照して、これ以降に本発明がより完全に説明される。図面には、本発明の現在好ましい実施形態が示されている。本発明は、しかしながら、多くの異なる形態において実施することができ、そして、ここにおいて明らかにされる実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、完全性および徹底性のために提供されており、そして、当業者に対して本発明の範囲を完全に伝えるものである。

図１と図２に関連して、発光装置100、200の２つの代替の実施形態が開示されている。図１と図２に示された発光装置100、200の機能は、それぞれの高輝度光源102（または複数の高輝度光源102）から放出された第１波長10の光が光変換部材106に向かってどのように方向付けられているかを除いて同様である。図１においては、発光装置100の反射構成（reflective arrangement）が示されており、図２においては、発光装置200の透過構成（transmissive arrangement）が示されている。発光装置100と200の両方に共通しているのは、光変換部材106を使用して、第１波長10の光を第２波長20の光へと部分的に変換することによって、高輝度の白色光が獲得されることである。

以下では、図１に従って発光装置100の反射構成が説明され、そして、その後で、図２に従って発光装置200の透過構成が説明される。その後、発光装置100、200の反射および透過の両方の実施形態について、いくつかのより一般的な特徴がまとめて説明される。

発光装置100は、１つまたはそれ以上の高輝度光源102、ビーム整形光学素子104、および光変換部材106、を含んでいる。

１つまたはそれ以上の高輝度光源102は、第１波長10の光を発するように構成されている。１つまたはそれ以上の高輝度光源は、レーザダイオード、及び／又は、発光ダイオード、ＬＥＤであってよい。１つまたはそれ以上の高輝度光源102は、例えば、青色光を発する、単色（monochromatic）であってよい。１つまたはそれ以上の光源102から発せられた第１波長10の光は、反射モードにおいて光変換部材106に向かって方向付けられる。高輝度光源によって発せられる光ビームは、典型的に、出射光ビーム（outgoing light beam）の光軸に対して垂直に捉えられると、ガウス断面プロファイル（Gaussian cross sectional profile）を有している。従って、高輝度光源によって発せられる光ビームの断面プロファイルは均質（homogenous）ではない。

ビーム整形光学素子104は、入射光ビームを出射光ビームへと作り直す（reshape）するように構成されている。入射光ビームは、１つまたはそれ以上の高輝度光源102から発せられた光を含んでいる。出射光ビームは、光変換部材106に向かって方向付けされた光を含んでいる。特に、ビーム整形光学素子104は、空間的に平坦な光分布を有する遠視野（far field）ビーム断面プロファイルを示すように、入射光ビームを出射光ビームへと再分布する（redistribute）ように構成されている。従って、出射光ビームはトップハット（top hat）形状を示す。このことは、図３に示されている。従って、ビーム整形光学素子104は、出射光ビームの遠視野における出射光ビームの光軸に対して垂直に捉えられた断面プロファイルが均質な光分布を有するように、入射光ビームにおける光を分布するように構成されている。均質（homogenous）という用語は、このコンテクストにおいて、フラットな光分布の中で±１０％の光強度の最大の変化として解釈されるべきである。従って、ビーム整形光学素子104は、ガウスまたはランバート（Lambertian）断面プロファイルを有する入射光ビームを、非ガウスまたは非ランバートな遠視野ビーム断面プロファイルを有する出射光ビームへと再配分するように構成されている。従って、ビーム整形光学素子104は、トップハットビームシェイパー（beam shaper）であってよい。トップハットビームシェイパーは、ガウスまたはランバート形状の入力光ビームを、特定の作動距離において鋭いエッジを伴う均一なスポットを有する光ビームへと変換するように構成された光学素子である。

図１と図２の実施形態に従って、ビーム整形光学素子104は導波管（waveguide）である。しかしながら、以下でさらに詳細に説明されるように、他のビーム整形光学素子104も、また、使用されてよい。導波管は、導波管の光軸に対して垂直に捉えられると、非円形（non-circular）断面を有している。非円形導波管は、導波管の出力結合端（out-coupling end）において均質な光分布を獲得するために、非常に良好な光混合特性を有している。非円形導波管は、光ファイバであってよい。導波管の非円形断面は、三角形、正方形、五角形、六角形、および八角形からなるグループから選択されてよい。エッジ（edge）は鋭くてよい。エッジは丸くてよい。

導波管の形式におけるビーム整形光学素子104の非円形出力結合端は、光変換素子106を照射するように結像され（imaged）てよい。従って、ビーム整形光学素子104は、１つまたはそれ以上の高輝度光源102によって発せられる第１波長の光を出射光ビームへと再分布するように構成されてよく、結果として、出射光ビームは光変換部材106の光変換素子106aの輪郭に対応する輪郭を有している。従って、出射光ビームの形状は、光変換部材106の光変換素子106aの形状と一致する。このことは、光変換素子106a全体における均一な光分布を確保し、従って、光変換部材106での改善された光変換効率を提供している。例えば、四角形の光変換素子106aを使用する場合に、ビーム整形光学素子104は、出射光ビームが四角形の輪郭を有するように、１つまたはそれ以上の高輝度光源102によって発せられた第１波長10の光を出射光ビームへと再分布するように構成されてよい。正方形の光変換素子形状は、効率的な切断プロセスの観点から有利である。四角形状を有する光変換素子106aを作成するのは容易である。

ビーム整形光学素子104の非円形出力結合端を結像する場合に、光変換素子106aにおける非円形出力結合端の画像の形状は、光変換素子106aの形状と一致する。

発光装置100は、さらに、１つまたはそれ以上の光ファイバ103を含んでよい。１つまたはそれ以上の光ファイバ103は、１つまたはそれ以上の高輝度光源102によって発せられた光をビーム整形光学素子104へ導くように構成されている。光ファイバ103の数は、高輝度光源102の数と等しいか、少なくてよい。図１と図２で開示された実施形態において、１つまたはそれ以上の高輝度光源102によって発せられた光は、カップリングレンズ（coupling lens）105を介して対応する光ファイバ103の中へ結合される。しかしながら、カップリングレンズ105を放出し、そして、１つまたはそれ以上の高輝度光源102によって発せられる光を直接的に対応する光ファイバ103の中へいわゆるバットカップリング（butt-coupling）することも、また可能である。従って、１つまたはそれ以上の高輝度光源102から発せられた光の実質的に全てがビーム整形光学素子104に到達し、結果として発光装置100の改善された輝度を生じることを確保することができる。

ビーム整形光学素子104の入力結合端（in-coupling end）104aの面積は、各光ファイバ103の出力結合端103bの面積よりも大きくてよい。非限定的な例として、１つまたはそれ以上の光ファイバ103の断面積は、０．０１から０．０５ｍｍ^２であってよい。さらに、非限定的な例として、ビーム整形光学素子104の断面積は、０．０４から２．０ｍｍ^２であってよい。従って、ビーム整形光学素子104の断面積は、光ファイバ103光軸に対して垂直に捉えられると、対応する光ファイバ103それぞれの断面積より大きくてよい。このことは、図４に示されている。さらに、光ファイバ103の出力結合端103bの面積の合計は、ビーム整形光学素子104の入力結合端104aの面積と等しいか、それ以下であってよい。これによって、複数の小さな直径の光ファイバ103を、非円形導波管の形式において１つのビーム整形光学素子104の中に組み合わせることができる。

光変換部材106は、光変換素子106aを含んでいる。光変換素子106aは、第１波長10の光を第２波長20の光へと変換するように構成されている。光変換素子106aは、さらに、第２波長20の光を放出するように構成されている。非限定的な例として、光変換素子106aの面積は、０．３から０．０４ｍｍ^２であってよい。１つまたはそれ以上の高輝度光源102は、数ワットの典型的なパワーを有している。従って、光変換素子106aでの放射照度（irradiance）は、１００Ｗ／ｍｍ^２のオーダーであってよい。

光変換部材106は、さらに、第１波長10の光を反射するように構成されている。

光変換部材106は、さらに、ヒートシンク106bを含んでよい。光変換素子106aに面しているヒートシンク106bの表面は、望ましくは反射性がある。

発光装置100は、さらに、反射器108を含んでよい。反射器は、ダイクロイック（dichroic）反射器であってよい。しかし、当業者であれば、他の実施形態において、反射器はミラーまたは回折格子（diffractive grating）であってよいことを理解する。反射器108は、第１波長10の光を反射するように構成されている。反射器108は、ダイクロイック反射器である場合に、第２波長20の光を透過するように構成されている。

発光装置100は、さらに、光学素子110を含んでよい。光学素子110は、第１波長10の光を光変換部材106上に結像する（image）ように構成されている。１つまたはそれ以上の光源102から放出される第１波長10の光が、そのため、光変換部材106上に結像されるように構成されている。

光学素子110によってビーム整形光学素子104の非円形出力結合端（non-circular out-coupling end）を結像する場合に、光変換素子106aでの非円形出力結合端の画像の形状は、光変換素子106aの形状と一致する。

以下の説明は、図２に関連して開示された発光装置200に係る透過の実施形態（transmissive embodiment）に関する。図２の透過性発光装置200の実施形態は、図１の反射性発光装置100の実施形態に非常に似ている。従って、上記が参照される。しかしながら、透過性発光装置200については、反射器108は必要ない。さらに、光学素子110は省略されてよい。

さらに、透過性発光装置200の光変換部材206は、反射性発光装置100の光変換部材106とは異なるようにデザインされてよい。光変換部材206は、光変換素子206aを含んでいる。光変換素子206aは、第１波長10の光を第２波長20の光へと変換するように構成されている。光変換素子206aは、さらに、第２波長20の光を放出するように構成されている。非限定的な例として、光変換素子206aの面積は、０．３から０．０４ｍｍ^２であってよい。１つまたはそれ以上の高輝度光源102は、数ワットの典型的なパワーを有している。従って、光変換素子206aでの放射照度は、１００Ｗ／ｍｍ^２のオーダーであってよい。

光変換部材206は、さらに、第１波長10の光を透過するように構成されている。

光変換部材206は、さらに、ヒートシンク（図示なし）を含んでよい。ヒートシンクは、例えば、貫通穴を含んでよく、そこを通してビーム整形光学素子104からの光が進入して、光変換素子206aが照射され得る。さらに、光変換素子206aに面しているヒートシンクの表面は望ましくは反射性がある。光変換部材206は、さらに、ダイクロイック反射器206bを含んでよい。ダイクロイック反射器206bは、第１波長10の光を透過し、かつ、第２波長20の光を反射するように構成されている。

以下の説明は、図１に関連して開示される反射性発光装置100の実施形態と図２に関連して開示される透過性発光装置200の両方に向けられたものである。

発光装置100、200は、集光素子（collecting optical element）112を含んでよい。集光素子112は、光変換部材106で放出され、透過され、かつ／あるいは、反射された（様々な波長、特には第１波長および第２波長の）光を収集するように構成されている。集光素子112は、集光素子112の焦点内で光のコリメーション（collimation）を提供するコリメート光学素子として参照されてよい。すなわち、実質的に平行な光線が集光素子112を離れていくことができる。集光素子112は、レンズ、ここにおいては平凸レンズ（plano-convex lens）として図示されているもの、であってよいが、当業者であれば、他のレンズまたはミラー、および、他のレンズまたはミラーシステムが使用され得ることを理解する。

発光装置100、200は、混合部材116を含んでよい。混合部材116は、混合部材126に進入する光を混合するように構成されている。混合部材126に進入する光は、光変換部材106から生じ、そして、空間的に変化するスペクトル成分を含んでよい。すなわち、第１波長10と第２波長20の光が空間において分離されてよい。混合部材126に進入する光は、例えば、多重反射及び／又は回折によって空間的に混合される。混合部材126を離れていく光は、それによって、混合部材126に進入する光よりも空間的に均一なスペクトル分布を有し得る。空間的により均一な光出力を提供する発光装置100、200が、これによって、獲得され得る。上述のように、１つまたはそれ以上の高輝度光源102は、例えば青色光を放出する、単色であってよい。従って、第１波長10の光は青色光であってよく、第２波長20の光は、黄色光といった第１波長10より長い波長を有してよい。青色光と黄色光の組み合わせは、白色光を生成することができる。混合部材126を用いて青色光と黄色光を混合することによって、発光装置100、200は、より均一なスペクトル分布を伴う白色光を提供し得る。混合部材126は、光ファイバであってよい。簡素で、費用対効果が高く、フレキシブルな混合部材126が、これによって、達成され得る。混合部材126に進入する光は、さらに、全内部反射（total internal reflection）によって光ファイバのコアにおいて効率的に伝搬することができる。混合部材126は、代替的に、透明ロッドであってよい。混合部材126の断面は、光の混合を改善するために、例えば、正方形、六角形、または八角形の断面を有する非円形であってよい。

発光装置100、200は、さらに、追加の光学素子114を含んでよい。追加の光学素子114は、光を混合部材126にフォーカスするように構成されている。これにより、混合部材126の中により効率的な光の結合を獲得することができ、そして、発光装置100、200から出力される増加した光が達成され得る。

上述の発光装置は、デジタルプロジェクション、街路灯、スポット、舞台照明、自動車用ヘッドライト、等のアプリケーションにおいて使用され得る。

当業者であれば、本発明が、決して上記の好ましい実施形態について限定されないことを理解する。反対に、添付の請求項の範囲内で多くの変更および変形が可能である。

例えば、ビーム整形光学素子104は、回折光学素子を含んでよい。回折光学素子は、ガウス形状の入力光ビームを、特定の作動距離において鋭いエッジを伴う均一なスポットを有する光ビームへと変換するように構成された位相要素（phase element）である。回折光学素子は、集束レンズと回折パターンを含んでよい。

加えて、開示された実施形態に対する変形は、図面、明細書、および添付の請求項の研究から、請求される発明を実施する当業者によって理解され、そして、達成され得る。請求項において、単語「含む（"comprising"）」は、他のエレメントまたはステップを排除するものではなく、そして、不定冠詞「一つの（"a"または"an"）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの測定された組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。

Claims (15)

1. 第１波長の光を発するように構成されている高輝度光源と、
   前記高輝度光源によって発せられた前記第１波長の光を、空間的に平坦な光強度分布を有する遠視野ビーム断面プロファイルを有している出射光ビームへと再分布するように構成されているビーム整形光学素子と、
   光変換部材であり、
   前記空間的に平坦な光強度分布を有する出射光ビームに曝され、
   前記第１波長の光の一部分を透過及び／又は反射し、
   前記第１波長の光の別の部分を第２波長の光へと変換し、かつ、前記第２波長の光を発する、
   ように構成されている、光変換部材と、
   前記第１波長の光を前記第２波長の光と混合するための混合部材と、
   を含む、発光装置。
2. 前記発光装置は、さらに、
   前記光変換部材から前記第１波長の光と前記第２波長の光を収集するように構成されている集光素子、を含む、
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記発光装置は、さらに、
   前記第１波長の光と前記第２波長の光を前記混合部材の中へフォーカスするように構成されている追加の光学素子、を含む、
   請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記ビーム整形光学素子は、非円形断面を有する導波管を含む、
   請求項１に記載の発光装置。
5. 前記導波管は、光ファイバである、
   請求項４に記載の発光装置。
6. 前記ビーム整形光学素子は、回折光学素子を含む、
   請求項１に記載の発光装置。
7. 前記ビーム整形光学素子は、トップハットビーム整形器である、
   請求項１乃至６いずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記発光装置は、さらに、
   前記高輝度光源によって発せられた光を前記ビーム整形光学素子へ導くように構成されている光ファイバを含む、
   請求項１乃至７いずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記発光装置は、さらに、
   複数の高輝度光源を含み、
   対応する光ファイバが、対応する高輝度光源によって発せられた光を前記ビーム整形光学素子へ導くように構成されている、
   請求項１乃至８いずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記ビーム整形光学素子の入力結合端の面積は、前記光ファイバそれぞれの出力結合端の面積よりも大きい、
    請求項９に記載の発光装置。
11. 前記光ファイバの前記出力結合端の面積の合計は、前記ビーム整形光学素子の前記入力結合端の面積と等しいか、それ以下である、
    請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記ビーム整形光学素子は、
    前記出射光ビームが前記光変換部材の光変換素子の輪郭に対応する輪郭を有するように、前記高輝度光源によって発せられた前記第１波長の光を前記出射光ビームへと再分布する、ように構成されている、
    請求項１乃至１１いずれか一項に記載の発光装置。
13. 前記発光装置は、
    前記ビーム整形光学素子の出力結合端が前記光変換素子の上に結像されるように、
    構成されている、
    請求項１２に記載の発光装置。
14. 前記混合部材は、光ファイバである、
    請求項１乃至１３いずれか一項に記載の発光装置。
15. 前記発光装置は、デジタルプロジェクション、街路灯、スポット、舞台照明、および自動車用ヘッドライトから成るアプリケーションのグループからの一つのアプリケーションにおいて使用される、
    請求項１乃至１４いずれか一項に記載の発光装置。

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