JP2020520079A - レーザベースの光源における色混合 - Google Patents

Abstract

本発明は、（Ｉ）第１の光源光１０１を供給するように構成されている、第１の光源１１０と、（ＩＩ）第１の光源光１０１の少なくとも一部を、発光材料光２０１へと変換するように構成されている、発光材料２００と、（ＩＩＩ）光入射側３４１及び光出射側３４２と、光入射側３４１と光出射側３４２との間の距離を橋渡しする壁部３４７とを有し、壁部３４７の少なくとも一部が、発光材料光２０１に対して反射性である、ビーム成形光学要素３００であって、光入射側３４１において、発光材料光２０１の少なくとも一部を受光するように、及び、光出射側３４２において、ビーム成形された発光材料光２０１を供給するように構成されている、ビーム成形光学要素３００と、（ＩＶ）細長い光透過性本体１００であって、光透過性本体１００の長さＬを画定する、第１の面１４１及び第２の面１４２を有し、第１の面１４１と第２の面１４２との間の長さＬを橋渡しする１つ以上の側面１４７を有し、放射線入力面１１１及び第１の放射線出射窓１１２を備え、第１の面１４１が、放射線入力面１１１を含み、第２の面１４２が、第１の放射線出射窓１１２を含み、放射線入力面１１１が、ビーム成形された発光材料光２０１の少なくとも一部を受光するように構成されている、光透過性本体１００と、（ＩＶ）第２の光源光１２１を供給するように構成されている、第２の光源１２０とを備え、細長い光透過性本体１００が、（ｉ）ビーム成形光学要素３００の壁部３４７を介した第２の光源光１２１のインカップリング、（ｉｉ）細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリング、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体１００の１つ以上の側面１４７の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリングのうちの１つ以上を介して、第２の光源光１２１の少なくとも一部を受光するように構成されている、照明デバイス１照明デバイス１０を提供する。

Description

本発明は、プロジェクタで使用するための、又は、スポット照明若しくはステージ照明で使用するためなどの、照明デバイスに関する。

光結合デバイスは、当該技術分野において既知である。例えば、米国特許出願公開第２０１４／０２４０６７７号は、第１の発光源からの入射光と、異なる入射方向を有する第２の発光源からの入射光とを誘導することにより、２つの入射光の経路を、第１の光路から放出される１つの放射光の経路へと組み合わせるための、光結合デバイスを備える光源を説明している。光結合デバイスは、第２の発光源からの光を誘導して第１の光路へと収束させ、第１の発光源からの光の一部が第１の光路に入ることを妨げるための、ガイド部を備え、妨げられる光の部分の光束は、第１の光路に入る第１の発光源からの光の光束よりも小さい。この光源は、効果的にコストを低減して、より良好な放熱効果を達成することができ、特に、投影デバイスに関して好適である。

国際公開第２００７／０８２０２１（Ａ２）号は、白色光用の単一の実質的に均質な出力のために、複数の青色ＬＥＤ出力を組み合わせて蛍光体を照射するための、光学マニホールドを開示している。２つの青色ＬＥＤが、それぞれ、対応の複合放物集光器に供給し、青色光は、それぞれ、緑色蛍光体及び黄色蛍光体によって変換される。変換された光は、出力混合ロッドに供給する２つの対応する角度回転子の対に供給される。赤色ＬＥＤの光が、２つの蛍光体からの光と混合される。

国際公開第２０１５／１１３９７９（Ａ１）号は、第１の光源と、発光材料で作製され、光入力表面及び光出射表面を含む光ガイドとを備え、光ガイドが、第１の光からの光を受光して、第１の光の少なくとも一部を第２の光に変換し、第２の光を光出射表面に誘導して、第２の光を光出射表面からアウトカップルするように適合されている、発光デバイスを開示している。発光デバイスは、光ガイドの更なる表面に隣接して配置されている蛍光体要素と、蛍光体要素に隣接して配置されている反射要素とを更に備える。蛍光体要素は、光ガイドから入射する光を第３の光に変換するように適合されており、光ガイドは、第３の光を受光して、第３の光を光出射表面に誘導し、第３の光を光出射表面からアウトカップルするように、更に適合されている。

国際公開第２０１６／１６２２３３（Ａ１）号は、照明デバイス光を生成するように構成されている、照明デバイスであって、照明デバイス光が、スペクトルの可視部分における照明デバイス光の総出力の少なくとも８０％に相当する、スペクトルの可視部分における発光帯を含み、発光帯が最大で６０ｎｍの半値全幅を有し、発光帯がピーク最大値を有し、発光帯が発光材料光を含み、ピーク最大値を有する光源光を生成するように構成されている半導体ベースの光源と、光源光の少なくとも一部を発光材料光へと変換するように構成されている発光材料とを備える、照明デバイスを開示している。

高輝度光源を必要とする照明用途に関しては、レーザベースの光源が開発されつつある。適用分野の例は、例えば、自動車のヘッドライト、デジタル投影、並びに、小売業、接客サービス、及び娯楽用のスポットライトである。

例えば、青色固体レーザからの光が、セラミック蛍光体に集束され、セラミック蛍光体が、レーザ光を、より長い波長へと部分的又は完全に変換する、レーザベースのシステムを使用してもよい。次いで、得られた高輝度光源は、レンズ及びミラーの光学系によって投影されることができる。

高品質の光を実現するために、光の色温度及び演色評価数を、所望の値に設定することが望ましい場合がある。レーザベースの光源に関しては、蛍光体における青色励起の完全変換又は部分的変換のいずれかを伴う構想が、使用されることができる。後者の場合には、目標の色点に到達するための色調整又は蛍光体ビニングが、より複雑となるため、完全変換を伴う構成が、好ましいであろう。しかしながら、他の波長の光、例えば、追加的な青色又は赤色の光を追加することが必要とされる。青色光を追加することによって、色温度を上昇させることができ、演色評価数を増大させるために、追加的な赤色光が必要とされるであろう。

そのようなソリューションにおいては、ダイクロイックフィルタが使用されてもよいが、これらは、コリメートされた光と、比較的大きく複雑な光学素子が必要であり、比較的高いコストを生じさせる。場合によっては、例えば、ある程度の量の青色光を既に有しているスペクトルに、青色光を追加したい場合には、ダイクロイックフィルタは、全く適用することができない。そのような場合には、ダイクロイックフィルタは、蛍光体光と追加的な光とを区別することができない。

それゆえ、生成される光の品質を改善するために、高輝度蛍光体変換光源と任意の波長のレーザ光源との混合を可能にする、より単純でよりコンパクトな、より多用途の光学構成が必要とされている。

それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは更に上述の欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除き、及び／又は、他の可能なソリューションよりも、比較的高い効率を有することができ、及び／又は本質的に複雑でなくてもよい、代替的な照明デバイスを提供することである。本発明は、先行技術の欠点のうちの少なくとも１つを克服若しくは改善すること、又は有用な代替物を提供する目的を有し得る。

本明細書では、ダイクロイックフィルタ及び付随する複雑な光学素子を（必ずしも）必要とせず、混合ロッド及びオプションとして結合プリズムを利用する、光混合構成が説明される。これにより、複雑性及びコストを、実質的に低減することができる。実施形態では、第１の光源は、特定のエタンデュを有する蛍光体変換高輝度光源である。追加的な光源は、より小さいエタンデュを有するレーザ光源である。第１の光源からの光を平行ビームにコリメートして、その後、ダイクロイックフィルタを使用して、追加的な光源からの平行化されたビームと混合する代わりに、双方の光源の光は、実施形態では、混合ロッド内に送られ、混合ロッドは、特定の実施形態では、いくつかの特別な手段であって：
（ａ）混合ロッドの入口は、追加的な（レーザ）光源の入力に適応するために、第１の（蛍光体変換）光源が必要とするよりも僅かに大きく、（及び／）又は、
（ｂ）混合ロッドの入口は、第１の（蛍光体変換）光源が必要とするサイズを有するが、追加的な（レーザ）光が入ることを可能にする追加的な小さい混合ロッドが、主混合ロッドに融合されており、（及び／）又は、
（ｃ）混合ロッドの入口は、第１の（蛍光体変換）光源が必要とするサイズを有するが、追加的な（レーザ）光が入ることを可能にする追加的な小さい結合プリズムが、主混合ロッドに融合されており、（及び／）又は、
（ｄ）レーザ光は、蛍光体変換光源の一部を構成する誘電体複合放物集光器（compound parabolic concentrator；ＣＰＣ）の壁部を介して入射される。

それゆえ、本発明は、（Ｉ）（第１のスペクトル分布を有する）第１の光源光を供給するように構成されている、第１の光源と、（ＩＩ）第１の光源光の少なくとも一部を、（発光材料スペクトル分布を有する）発光材料光へと変換するように構成されている、発光材料と、（ＩＩＩ）光入射側及び光出射側と、光入射側と光出射側との間の距離を橋渡しする壁部とを有し、壁部の少なくとも一部が、発光材料光に対して反射性である、ビーム成形光学要素（本明細書ではまた、「コリメータ」としても示される場合があるもの）であって、光入射側において、発光材料光の少なくとも一部を受光するように、及び、光出射側において、ビーム成形された発光材料光を供給するように構成されている、ビーム成形光学要素と、（ＩＶ）細長い光透過性本体（「本体」又は「細長い本体」；本明細書ではまた、単に、可能な実施形態のうちの１つである「ロッド」としても示される場合がある）であって、光透過性本体の長さ（Ｌ）を画定する、第１の面及び第２の面を有し、第１の面と第２の面との間の長さ（Ｌ）を橋渡しする１つ以上の側面を有し、放射線入力面及び第１の放射線出射窓を備え、第１の面が、放射線入力面を含み、第２の面が、第１の放射線出射窓を含み、放射線入力面が、ビーム成形された発光材料光の少なくとも一部を受光するように構成されている、光透過性本体と、（ＩＶ）（第２のスペクトル分布を有する）第２の光源光を供給するように構成されている、第２の光源であって、レーザ光源を含む第２の光源とを備え、細長い光透過性本体が、（ｉ）ビーム成形光学要素の壁部を介した第２の光源光のインカップリング、（ｉｉ）細長い光透過性本体の第１の面の一部を介した第２の光源光のインカップリング、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体の１つ以上の側面の一部を介した第２の光源光のインカップリングのうちの１つ以上を介して、第２の光源光の少なくとも一部を受光するように構成されている、照明デバイス（「デバイス」）を提供する。第１の光源光の光軸、ビーム成形要素の光軸、第２の光源光の光軸、及びビーム成形要素の本体軸は、互いに本質的に平行である。それゆえ、照明デバイスは、第１の放射線出射窓から発せられる照明デバイス光を供給するように、特に構成されており、照明デバイス光は、発光材料光の少なくとも一部、及び第２の光源光の少なくとも一部のうちの、１つ以上を含む。オプションとして、照明デバイス光はまた、（一部の）未変換の第１の光源光を含んでもよい。

そのようなデバイスでは、異なるスペクトル分布（すなわち、発光材料光のスペクトル分布（本明細書ではまた、「発光材料スペクトル分布」としても示されるもの）、及び第２の光源光のスペクトル分布（本明細書ではまた、「第２のスペクトル分布」としても示されるもの））を有する光を、効率的に混合することが可能である。また更には、複雑な光学素子を使用せずに、混合光を供給することが可能である。また更には、実施形態では、コリメータのエタンデュを本質的に維持することが可能である。更には、高強度の光を供給することが可能である。

上述のように、デバイスは、（第１のスペクトル分布を有する）第１の光源光を供給するように構成されている、第１の光源を備える。特に、第１の光源は、固体光源、更により特定的には、固体レーザ光源を含む。用語「光源」はまた、複数の光源を指す場合もある。第１の光源は、特に、ＵＶ及び青色放射のうちの１つ以上を供給するように構成されている。特定の実施形態では、第１の光源は、青色放射を供給するように構成されている。しかしながら、他の実施形態では、光源はまた、緑色又は黄色などの、別の色の光を供給するように構成されてもよい。

更には、このデバイスは、発光材料を備える。発光材料は、本質的に任意の発光材料とすることができるが、可能な強度を考慮すると、発光材料は、特に無機発光材料であってもよい。可能な発光材料の例は、以下で更に説明される（ただし、他の材料もまた可能であり得る）。発光材料は、第１の光源光の少なくとも一部を、（発光材料スペクトル分布を有する）発光材料光へと変換するように構成されている。発光材料は、一般に、第１の光源光よりも大きい波長（ストークスシフト）の放出を有する（「下方変換」）。更には、特に発光材料は、層厚さ及び活性剤濃度の観点などから、全ての第１の光源光の少なくとも９５％のような、少なくとも９０％などの、少なくとも８０％が吸収される（当該部分が、発光材料光に変換される）ように構成されている（「変換」）。特に、発光材料は、緑色、黄色、橙色、及び赤色のスペクトル範囲のうちの１つ以上で発光するように構成されている。

更には、デバイスは、ビーム成形光学要素（本明細書ではまた、「コリメータ」としても示されるもの）を備える。ビーム成形要素は、発光材料光の少なくとも一部をコリメートするように構成されている。発光材料光は、本質的に拡散的に配光されてもよい。ビーム成形要素、特にコリメータでは、発光材料は、ビームへと成形される。コリメータは、入射側において発光材料を受け入れ、コリメートされた発光材料光が、光出射側から抜け出てもよい。これらの２つの面又は窓の間の壁部は、特に発光材料光に対して、本質的に反射性である。例えば、壁部（すなわち、内壁）は、アルミニウムコーティング又は銀コーティングなどの、金属コーティングを有してもよい。コリメータは、実施形態では、中空であってもよいが、しかしながら、他の実施形態では、コリメータは、一片の光透過性材料であってもよい。

それゆえ、実施形態では、ビーム成形要素は、光入射側及び光出射側と、光入射側と光出射側との間の距離（「コリメータ長さ」など）を橋渡しする壁部とを有し得る。上述のように、壁部の少なくとも一部は、発光材料光に対して反射性である。それゆえ、特に、ビーム成形光学要素は、光入射側において、発光材料光の少なくとも一部を受光するように、及び、光出射側において、ビーム成形された発光材料光を供給するように構成されている。

コリメータは、丸い断面、又は正方形の断面、又は矩形の断面、又は六角形の断面、又は多角形の断面などを有してもよい。断面は、特に、コリメータの光軸に垂直な断面である。特定の実施形態では、ビーム成形光学要素は、複合放物集光器を含む。また更なる実施形態では、ビーム成形光学要素は、適合された複合放物集光器、すなわち、本質的に複合放物集光器形状の集光器を含む。特に、コリメータは、約２０〜４０°の範囲から選択される、出力角度を有してもよい。複合放物集光器は、実施形態では、（本質的に）円形の断面を（集光器の長さの少なくとも一部にわたって）有してもよい。他の実施形態では、複合放物集光器は、実施形態では、四辺形ＣＰＣなどの、（本質的に）正方形の断面を（集光器の長さの少なくとも一部にわたって）有してもよい。他の実施形態も、同様に可能であってもよい。

次いで、ビーム成形された光は、直接又は間接的のいずれかで、細長い透過性本体に供給される。例えば、コリメータは、コリメータが中実体である場合、本体と物理的に接触してもよい。

細長い光透過性本体は、本体の一方の側における光の入射と、本体のもう一方の側（反対側）における、光の少なくとも一部の放出とを可能にするように構成されている。それゆえ、本体は特に、発光材料光の少なくとも一部に対して透明である。例えば、発光材料光の１つ以上の波長に関して、透過率は少なくとも９０％とすることができる。実施形態では、細長い光透過性本体は、ポリマー材料、セラミック材料、ガラス材料、及び単結晶材料のうちの１つ以上を含む。特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、ポリマー材料、セラミック材料、ガラス材料、及び単結晶材料のうちの１つ以上から本質的になる。

光透過性材料は、ＰＥ（polyethylene；ポリエチレン）、ＰＰ（polypropylene；ポリプロピレン）、ＰＥＮ（polyethylene napthalate；ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（polycarbonate；ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（polymethylacrylate；ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（polymethylmethacrylate；ＰＭＭＡ）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）又はＰｅｒｓｐｅｘ（登録商標））、セルロースアセテートブチレート（cellulose acetate butyrate；ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（polyvinylchloride；ＰＶＣ）、一実施形態では（ＰＥＴＧ）（glycol modified polyethylene terephthalate；グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）を含めた、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane；ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（cyclo olefin copolymer；シクロオレフィンコポリマー）からなる群から選択されるような、透過性の有機材料からなる群から選択される１種以上の材料を含んでもよい。特に、光透過性材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（メチル）メタクリレート（Ｐ（Ｍ）ＭＡ）、ポリグリコリド又はポリグリコール酸（polyglycolic acid；ＰＧＡ）、ポリ乳酸（polylactic acid；ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（polycaprolactone；ＰＣＬ）、ポリエチレンアジペート（polyethylene adipate；ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（polyhydroxy alkanoate；ＰＨＡ）、ポリヒドロキシ酪酸（polyhydroxy butyrate；ＰＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチラート−ｃｏ−３−ヒドロキシバレラート）（poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)；ＰＨＢＶ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（polybutylene terephthalate；ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（polytrimethylene terephthalate；ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの、芳香族ポリエステル、又はそのコポリマーを含んでもよく、特に、光透過性材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでもよい。それゆえ、光透過性材料は、特にポリマー光透過性材料である。しかしながら、他の実施形態では、光透過性材料は、無機材料を含んでもよい。特に、無機光透過性材料は、ガラス、（溶融）石英、透過性セラミック材料、及びシリコーンからなる群から選択されてもよい。また、無機部分及び有機部分の双方を含むハイブリッド材料も、適用されてもよい。特に、光透過性材料は、ＰＭＭＡ、透明ＰＣ、又はガラスのうちの１つ以上を含む。

実施形態では、本体は、光透過性本体の長さ（Ｌ）を画定する第１の面及び第２の面を有し、第１の面と第２の面との間の長さ（Ｌ）を橋渡しする、１つ以上の側面を有する。更には、光透過性本体は、放射線入力面及び第１の放射線出射窓を備える。第１の面は、放射線入力面を含み、特に、放射線入力面は、第１の面である。第２の面は、第１の放射線出射窓を含み、特に、第１の放射線出射窓は、第２の面である。特に、細長い光透過性本体は、少なくとも１０のような、少なくとも５などの、少なくとも２のアスペクト比を有する。少なくとも１０などの、少なくとも５のアスペクト比によって、効率的な色混合が得られてもよい。実施形態では、本体は、正方形又は矩形の断面を有する。更なる実施形態では、本体は、六角形の断面、又は多角形の断面を有する。また更なる実施形態では、本体は、例えば、１〜３つの面が（伸長軸の周りで）湾曲している立方体又は矩形の断面のような、１つ以上の細長い平坦部を有する丸い断面を有する。特定の実施形態が、以下で更に明確化される。放射線入力面は、ビーム成形された発光材料光の少なくとも一部を受光するように構成されている。発光材料は、本体を通って伝播する。散乱及び吸収は、少ないものであってもよく、ＴＩＲにより、発光材料光の実質的な部分が、放射線出射窓に到達することができる。

また更には、デバイスは、第２のスペクトル分布を有する第２の光源光を供給するように構成されている、第２の光源を備える。

特に、第２の光源は、固体光源、更により特定的には、固体レーザ光源を含む。実施形態では、第２の光源は、レーザ光源を含む。用語「光源」はまた、複数の光源を指す場合もある。第２の光源は、特に、青色放射、緑色放射、黄色放射、橙色放射、及び赤色放射のうちの１つ以上を供給するように構成されている。特定の実施形態では、第２の光源は、青色放射を供給するように構成されている。しかしながら、他の実施形態では、光源はまた、緑色、黄色、橙色、又は赤色などの、別の色の光を供給するように構成されてもよい。第２の光源光は、特定の実施形態では、発光材料光と一体となって、白色光を供給するように適用されてもよい。しかしながら、第２の光源光はまた、既に本質的に白色の（例えば、第１の光源光及び発光材料光が一体となって白色光を供給する場合の）光の色点を調整するために使用されてもよい。それゆえ、第２のスペクトル分布はまた、発光材料スペクトル分布とは異なることになるが、実施形態では、第１のスペクトル分布と本質的に同一であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、第１のスペクトル分布と第２のスペクトル分布とは、異なっていてもよい。複数がまた同一であるが、複数がまた異なる、第２の光源が適用されてもよい点に留意されたい。このようにして、強度を増大させることができるだけではなく、色点もまた、更に調整することができる。

第２の光源の光は、発光材料の光と混合されなければならない。上述のように、（下流の）光学素子が使用されてもよいが、構造を複雑にする恐れがある。更には、そのような光学素子は、エタンデュに影響を及ぼす恐れがある。

それゆえ、本発明は、細長い光透過性本体（及び、第２の光源、及び、オプションとしてビーム成形要素）が、（ｉ）ビーム成形光学要素の壁部を介した第２の光源光のインカップリング、（ｉｉ）細長い光透過性本体の第１の面の一部を介した第２の光源光のインカップリング、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体の１つ以上の側面の一部を介した第２の光源光のインカップリングのうちの１つ以上を介して、第２の光源光の少なくとも一部を受光する（又は、細長い光透過性本体に受光させる）ように構成されている、ソリューションを提供する。

このようにして、細長い本体の下流で、細長い本体内での第２の光源光と発光材料光との混合後に、照明デバイス光が、第１の放射線出射窓から発せられる。この照明デバイス光は、発光材料光の少なくとも一部、及び第２の光源光の少なくとも一部のうちの、１つ以上を含む。それゆえ、オプションとして、照明デバイス光はまた、（一部の）未変換の第１の光源光を含んでもよい。

第１の光源及び／又は第２の光源の光は、光ファイバを介して供給されてもよい。このことは、容易な構造の一助となり得る。また、ある程度のランバート特性を有する光源光を、ファイバの端部が供給することも可能にし得る。例えば、このことは、ファイバの端部（「先端」）における、何らかの表面粗化又は微細光学構造体によって、もたらされてもよい。（第１の光源及び／又は第２の光源）と本明細書に示される光学要素のうちの１つとの間の光学的結合は、更に、中間光学要素を使用して達せられてもよい。正レンズ若しくは負レンズ、又は湾曲反射器又は回折格子要素のような、そのような中間光学要素は（同様に）、ある程度のビームの広がりをもたらしてもよい。

それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、一方のファイバ側において第１の光源光を受光するように構成されている、光ファイバを更に備えてもよく、ファイバの第２の側（又は、「先端」）は、オプションとして中間光学要素を介して、発光材料に光学的に結合されている。同様に、光ファイバは、第２の光源に関して使用されてもよいが、その場合、ビーム成形要素との光学的結合だけではなく、代替的に（又は、更に）、細長い本体との光学的結合であってもよい。

実施形態では、細長い本体との第２の光源の光学的結合は、本質的に直接的な（及び、ビーム成形要素を介さない）ものである。

特定の実施形態では、細長い本体の第１の面は、ビーム成形要素の光出射側よりも大きいものなどの、ビーム成形された発光材料光を受光するために、必要とされるよりも大きくてもよい。そのような場合には、第２の光源光は、第１の面の残余部分によって受光されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、第１の面は、ビーム成形光学要素の光出射側の第２の領域（Ａ２）よりも大きいことにより、第１の面の残余領域（Ａ３）を画定する、第１の領域（Ａ１）を含み、第２の光源は、細長い光透過性本体の第１の面の一部を介した第２の光源光のインカップリングのために、残余領域（Ａ３）に光学的に結合されている。特に、少なくとも０．９などの、Ａ２／Ａ１＞０．８が適用される。それゆえ、Ａ３は、例えば、Ａ１の０．１〜１０％のような、Ａ１の０．１〜２０％の範囲であってもよい。

この実施形態では、得られる光源のエタンデュは、Ａ１／Ａ２倍に増大される。

上記の実施形態は、例えば、六角形の断面を有する細長い光透過性本体と組み合わせて使用されてもよい。ビーム成形要素は、例えば、正方形、矩形、又は円形の断面、特に、正方形又は矩形を有してもよい。

また更なる実施形態では、細長い本体に沿って、第２の本体が、細長い本体の長さの少なくとも一部にわたって配置されている。第２の本体は、一般に、細長い本体よりも本質的に小さい断面を有することになる。例えば、断面の比は、４〜２０のような、４〜５０の範囲などの、５以上のような、４以上などの、２以上であってもよい。このことは、ビーム成形要素と細長い本体とを、互いに最適に同調させることができ、第２の光源光が、ほぼ細長い本体に沿って進行することを意味する。第２の細長い本体は、全長にわたって、細長い本体と光学的に接触して構成されているため、第２の光源の光は、細長い本体に抜け出てもよい。第２の細長い本体は、細長い本体よりも本質的に小さくてもよいため、細長い本体から第２の細長い本体へと抜け出る光は、比較的少なくてもよく、また当然ながら、細長い本体内にカップリングされて戻ることもできる。

それゆえ、特定の実施形態では、照明デバイスは、第２の細長い光透過性本体を更に備え、第２の細長い光透過性本体は、第２の光透過性本体の第２の長さ（Ｌ２）を画定する、第２の細長い光透過性本体の第１の面及び第２の細長い光透過性本体の第２の面を有し、第２の細長い光透過性本体の第１の面と第２の細長い光透過性本体の第２の面との間の第２の長さ（Ｌ２）を橋渡しする、第２の細長い光透過性本体の１つ以上の側面を有し、第２の光透過性本体は、第２の細長い光透過性本体の放射線入力面、及び第２の細長い光透過性本体の第１の放射線出射窓を備え、第２の細長い光透過性本体の第１の面が、第２の細長い光透過性本体の放射線入力面を含み、第２の細長い光透過性本体の１つ以上の側面のうちの少なくとも１つが、第１の放射線出射窓を含み、第２の細長い光透過性本体の放射線入力面が、第２の光源光の少なくとも一部を受光するように構成されており、第２の細長い光透過性本体の１つ以上の側面のうちの少なくとも１つの、第１の部分が、細長い光透過性本体の第１の面の一部を介した第２の光源光のインカップリングのために、細長い光透過性本体の１つ以上の側面に光学的に結合されている。

細長い本体の材料は、上記で定義された通りであってもよい。特定の実施形態では、細長い本体及び第２の細長い本体は、同じ材料であり、このことは、それら本体間での光カップリングを容易にし得る。更には、第２の細長い本体は、特に、細長い本体の側面のうちの（少なくとも）１つに完全に適合する形状を有してもよい。このようにして、物理的結合、すなわち、第２の細長い本体の側面のうちの少なくとも１つが、細長い本体と物理的に接触することが、可能であってもよい。第２の細長い本体の長さは、本質的に細長い本体の長さと同じであってもよく、又は細長い本体の長さよりも短くてもよい。物理的接触を想定すると、第２の細長い本体と接触する細長い本体の面積は、細長い本体の約２５％以下であってもよい。

このソリューションでは、細長い本体の完全性に対する影響は存在しない。このことは、システムの効率に関して有益であり得る。

この特定の実施形態及び変形例では、第１の面は、ビーム成形光学要素の光出射側の第２の領域（Ａ２）と本質的に同一であってもよい、第１の領域（Ａ１）を含む。

第２の細長い本体から第１の細長い本体内へのインカップリングを、更に容易にすることが望ましい場合がある。例えば、一種のプリズム構造体が、第２の細長い本体によって構成されてもよい。プリズム構造体の形状は、細長い本体におけるインカップリングが容易となるようなものであってもよい。それゆえ、特定の実施形態では、第２の細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体への第２の光源光のインカップリングを容易にするために、第２の長さ（Ｌ２）の少なくとも一部にわたってテーパ状であってもよい。

また、この特定の実施形態及び変形例でも、第１の面は、ビーム成形光学要素の光出射側の第２の領域（Ａ２）と本質的に同一であってもよい、第１の領域（Ａ１）を含む。

第２の光源光を、第１の面で細長い本体に直接供給するか、又は、第２の細長い本体を介して供給することに加えて、若しくはその代わりに、ビーム成形光学要素を介した一種のバイパスを提供することもまた可能であり得る。例えば、ビーム成形要素内に、第１の光源光用の開口部とは異なる（小さい）穴が存在してもよく、第２の光源光は、穴を通って、ビーム成形要素内に、特にコリメータ内に進入する。それゆえ、ビーム成形要素の光軸は、光入射側（開口部であってもよい）及び光出射側（同じく開口部であってもよい）に垂直に構成されてもよいが、第２の光源光用の開口部は、光軸からオフセットされてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、ビーム成形光学要素の壁部は、特に、ビーム成形光学要素の壁部を介した第２の光源光のインカップリングのために、第２の光源光の少なくとも一部を受光するための開口部を備える。当然ながら、複数の第２の光源が適用される場合などでは、２つ以上の開口部もまた、利用可能であってもよい。

また、この特定の実施形態及び変形例でも、第１の面は、ビーム成形光学要素の光出射側の第２の領域（Ａ２）と本質的に同一であってもよい、第１の領域（Ａ１）を含む。

ビーム成形光学要素が中空であり、例えば、壁部の内側に反射コーティングを含む場合、壁部内の穴（ビーム成形光学要素の内側の壁部の面積の１０％以下の穴面積を有するものなど）が、第２の光源の光の入射を可能にするために使用されてもよい。

ビーム成形光学要素が、塊状本体である（光が本体の壁部で反射され得る）場合、ファイバ又は他の光学要素が、塊状本体の壁部に結合されてもよい。このようにして、光は、塊状本体に入り込んでもよい。また、この場合にも、壁部内に穴を作製することができ、ファイバが、例えば、塊状本体内に溶融又は接着されてもよい。

上述のように、第２の光源光はまた、光ファイバを介して、ビーム成形要素に、細長い本体の第１の面に、又は第２の細長い本体に供給されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、照明デバイスは、第２の光ファイバを更に備え、第２の光ファイバは、第２の光ファイバの第１のファイバ側において第２の光源光を受光するように構成されており、第２の光ファイバの第２の側は、（ｉ）ビーム成形光学要素の壁部、（ｉｉ）細長い光透過性本体の第１の面の一部、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体の１つ以上の側面の一部のうちの１つ以上に、光学的に結合されている。

それゆえ、第２の細長い本体は、特に、細長い本体と平行に構成されている。更には、特に第２の細長い本体の第１の面は、細長い本体の第１の面に近接して構成されてもよい。このようにして、色混合は、細長い本体の長さの実質的な部分にわたってもよい。

更には、実施形態では、第１の光源光及び第２の光源光は、本質的に平行な光軸を有する。ビーム成形要素の光軸と、第１の光源光の光軸とは、それらの長さの少なくとも一部にわたって一致してもよい。第２の光源光の光軸は、特に、第１の光源光の光軸及びビーム成形素子の光軸の長さの少なくとも一部にわたって、一致することはないが、それらに平行に構成されてもよい。

上記では、既に、第１の光源光、発光材料光、及び第２の光源光に関する色の組み合わせに関して、いくつかの選択肢が示されている。特に、発光材料は、緑色及び黄色の発光材料光のうちの１つ以上を供給するように構成されており、第２の光源は、青色及び赤色の第２の光源光のうちの１つ以上を供給するように構成されている。そのような実施形態では、白色光が生成されてもよい。

また上述のように、複数の第２の光源が適用されてもよい。それら複数の第２の光源は、同じビンからの、レーザのような固体光源などの、同一のものであってもよいが、また、例えば、青色光を供給するため、及び赤色光を供給するためなどの、実質的に異なるものであってもよい。それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、少なくとも２０ｎｍのピーク最大値の差で異なる、異なる第２のスペクトル分布を供給するように構成されている、２つ以上の第２の光源を含む、複数の第２の光源を備える。第２の光源光のインカップリングは、異なる第２の光源に関して異なる方式で選択されてもよい。しかしながら、第２の光源の第２の光源光はまた、全てがコリメータ壁部内の開口部を介してなど、同じ方式でインカップルされてもよい。

本発明はまた、本明細書で定義されるような照明デバイスを備える、照明システムも提供し、照明システムは、スポット照明システム又は画像投影システムを含む。特に、そのような照明システムは、複数の照明デバイスを備えてもよい。

以下では、いくつかの更なる特定の実施形態が説明される。

ビーム成形光学要素は、最も長い本体軸（本体軸は、放射線入力面に平行な、本体の対称軸である）に垂直な、発光体の断面と同じ形状を有する（光軸に対して垂直な）断面を有してもよい。例えば、後者が矩形断面を有する場合には、前者もまた、そのような矩形断面を有してもよいが、ただし、寸法は異なっていてもよい。更には、ビーム成形光学要素の寸法は、（ビーム成形機能を有し得るため）当該長さにわたって変化してもよい。上述のように、特定の実施形態では、ビーム成形要素の光出射側は、特に、細長い光透過性本体の第１の面（より特定的には、放射線入力面）と同じ形状及び同じ寸法を有してもよい。

実施形態では、放射線出射窓の下流に、コリメータなどの更なるビーム成形要素、及び／又は他の光学素子が設けられてもよい。

用語「光学的接触」、及び「光学的に結合されている」などの同様の用語は、特に、第１の要素から抜け出る光が、第２の要素に、それらの要素の屈折率の差による最小限の損失（フレネル反射損失又はＴＩＲ（total internal reflection；全内部反射）損失など）を伴って入射し得ることを意味する。これらの損失は、以下の要因のうちの１つ以上によって最小限に抑えられてもよい：２つの光学要素間の直接的な光学的接触、２つの光学要素間に光学接着剤を提供することであって、好ましくは、光学接着剤が、２つの個々の光学要素の最低屈折率よりも高い屈折率を有すること、２つの光学要素を近接して（例えば、光の波長よりも遥かに小さい距離で）設けることにより、２つの光学要素間に存在する材料を通って光がトンネリングすること、２つの光学要素間に光学的に透明な境界面材料を設けることであって、好ましくは、光学的に透明な境界面材料が、２つの個々の光学要素の最低屈折率よりも高い屈折率を有し、光学的に透明な境界面材料が、液体又はゲルであってもよいこと、あるいは、２つの個々の光学要素の表面上に光学的反射防止コーティングを設けること。

用語「光学的に接触している」の代わりに、用語「放射的に結合されている」もまた使用されてもよい。細長い本体及びビーム成形光学要素は、特に、示されている「窓」は、実施形態では、互いに物理的に接触していてもよく、又は他の実施形態では、例えば約１ｍｍ未満、好ましくは１００μｍ未満の厚さを有する、光学接着剤の（薄い）層で、互いに隔てられてもよい。

細長い本体は１つの物体であるため、及び、一般にビーム成形光学要素もまた１つの物体であるため、用語「窓」は、本明細書では、特に側面又は側面の一部を指す場合がある。

照明デバイスは、青色光、緑色光、黄色光、橙色光、又は赤色光などを供給するように構成されてもよい。更には、特定の実施形態では、照明デバイスは、白色光を供給するように構成されてもよい。必要に応じて、光学フィルタを使用して単色性が改善されてもよい。

実施形態では、照明デバイス光の色点は、第１の光源及び第２の光源のうちの１つ以上の出力が制御可能である場合に、調整可能であり得る。

用語「上流」及び「下流」は、光生成手段（本明細書では特に、光源）からの光の伝搬に対する、物品又は特徴部の配置に関するものであり、光生成手段からの光のビーム内での第１の位置に対して、光生成手段により近い、光のビーム内の第２の位置が、「上流」であり、光生成手段から更に遠く離れた、光のビーム内での第３の位置が「下流」である。

細長い光透過性本体は、例えば、セラミックロッド、又は、単結晶などの結晶であってもよい。

光透過性本体は、導光特性又は導波特性を有する。それゆえ、光透過性本体はまた、本明細書では、導波路又は光ガイドとしても示される。光透過性本体は、集光器として使用されるため、光透過性本体はまた、本明細書では、集光器としても示される。光透過性本体は、一般に、光透過性本体の長さに垂直な方向で、可視光の（ある程度の）透過率を有することになる。可視域での透過率は、１００％に近くてもよい。

本明細書では、用語「可視光」は、特に、３８０〜７８０ｎｍの範囲から選択される波長を有する光に関する。透過率は、第１の強度を有する特定波長の光を、垂直放射下で光透過性本体に供給し、材料を透過した後に測定された波長の光の強度を、材料に供給された特定波長の光の第１の強度に関連付けることによって決定されることができる（ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，６９ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，１０８８−１９８９のＥ−２０８及びＥ−４０６も参照）。

光透過性本体は、梁状又はロッド状などの任意の形状を有してもよいが、しかしながら、特に梁状（直方体状）の形状を有し得る。しかしながら、光透過性本体はまた、ディスク状などであってもよい。光透過性本体は、管のように中空であってもよく、又は、水で充填された管、若しくは別の固体光透過性媒体で充填された管のように、別の材料で充填されてもよい。本発明は、特定の形状の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、単一の出射窓又はアウトカップリング面を有する実施形態に限定されるものでもない。以下では、いくつかの特定の実施形態が、より詳細に説明される。光透過性本体が、円形の断面を有する場合には、幅及び高さは、等しくてもよい（及び、直径として定義されてもよい）。しかしながら、特に、光透過性本体は、棒状の形状などの、直方体状の形状を有し、更に、単一の出射窓を設けるように構成されている。

特定の実施形態では、光透過性本体は、特に、１よりも大きいアスペクト比を有してもよく、すなわち、長さが幅よりも大きい。一般に、光透過性本体は、ロッド若しくは棒（梁）、又は矩形の板であるが、光透過性本体は、正方形、矩形、又は丸い断面を必ずしも有するものではない。一般に、光源は、本明細書では放射線入力面として示される、より長い面（側端部）のうちの１つを照射するように構成されており、放射線は、本明細書では放射線出射窓として示される、前方の面（前端部）から抜け出る。特に、実施形態では、固体光源又は他の光源は、光透過性本体と物理的に接触していない。物理的接触は、不要なアウトカップリングを、またそれゆえ集光器効率の低減をもたらす恐れがある。更には、一般に光透過性本体は、２つの実質的に平行な面である、放射線入力面と、反対側の対向面とを備える。これらの２つの面は、本明細書では、光透過性本体の幅を画定する。一般に、これらの面の長さは、光透過性本体の長さを画定する。しかしながら、上述のように、また以下でも示されるように、光透過性本体は、任意の形状を有してもよく、また、形状の組み合わせを含んでもよい。特に、放射線入力面は、放射線入力面面積（Ａ）を有し、放射線出射窓は、放射線出射窓面積（Ｅ）を有し、放射線入力面面積（Ａ）は、放射線出射窓面積（Ｅ）よりも、少なくとも１．５倍、更に特に少なくとも２倍大きく、特に、２〜５０，０００倍の範囲、特に５〜５，０００倍大きいなどの、少なくとも５倍大きい。それゆえ、特に、細長い光透過性本体は、少なくとも５、又は遥かに大きいような、少なくとも２などの、少なくとも１．５の、放射線入力面の面積と放射線出射窓の面積との比として定義される、幾何学的集光係数を有する（上記を参照）。このことは、例えば、複数の固体光源の使用を可能にする（以下も参照）。自動車、デジタルプロジェクタ、又は高輝度スポットライト用途のような、典型的な用途に関しては、小さいが高強度の放出表面が所望される。このことは、単一のＬＥＤでは得ることができないが、本発明の照明デバイスでは得ることができる。特に、放射線出射窓は、１〜１００ｍｍ^２の範囲から選択される放射線出射窓面積（Ｅ）を有する。そのような寸法では、放出表面が小さい恐れもあるが、それにも関わらず、高強度が達成され得る。上述のように、光透過性本体は、一般に、或る（長さ／幅の）アスペクト比を有する。このことは、放射線出射表面は小さいが、例えば複数の固体光源で照射される、大きい放射線入力表面を可能にする。特定の実施形態では、光透過性本体は、０．５〜１００ｍｍの範囲から選択される幅（Ｗ）を有する。それゆえ、光透過性本体は特に、本明細書で示される面を有する、一体型本体である。

概してロッド形状又は棒形状の光透過性本体は、任意の断面形状を有することができるが、実施形態では、正方形、矩形、円形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形の形状の断面、更に特に、正方形、矩形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形の形状の断面を有する。一般に、セラミック又は結晶の本体は、直方体である。特定の実施形態では、本体には、光入力表面がやや台形の形状を有する、直方体とは異なる形状が与えられてもよい。そうすることによって、光束が更に増強される場合があり、このことは、一部の用途に関して有利であり得る。それゆえ、一部の場合には（上記も参照）、用語「幅」はまた、円形の断面を有する光透過性本体の場合などでは、直径を指す場合もある。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、更に、幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を有し、特に、Ｌ＞Ｗ、及びＬ＞Ｈである。特に、第１の面及び第２の面は、長さを画定し、すなわち、これらの面の間の距離が、細長い光透過性本体の長さである。これらの面は、特に、平行に配置されてもよい。更に、特定の実施形態では、長さ（Ｌ）は、４〜２０ｃｍなどの、少なくとも２ｃｍである。

本発明による実施形態では、以下で説明されるような光透過性本体はまた、光透過性本体が、一直線状の棒又はロッドではなく、例えば、９０°若しくは１８０°の屈曲、Ｕ字形状、円形若しくは楕円形状、ループ、又は、複数のループを有する３次元螺旋形状の形態の、丸みを帯びた角部を含み得るように、長さ方向で折り畳まれ、屈曲され、及び／又は成形されてもよい。このことにより、コンパクトな光透過性本体が提供され、光透過性本体は、概して光が誘導される全長が、比較的大きいことにより、比較的高いルーメン出力をもたらすが、同時に、比較的小さい空間内に配置されることができる。

光インカップリング領域又は光出射窓として使用されない、光透過性本体の部分には、反射器が設けられてもよい。

１つ以上の反射器は、薄い金属板、又は、例えばガラスなどの基板上に堆積された反射金属層などの、金属反射器からなるものであってもよい。１つ以上の反射器は、プリズム構造体などの、光（の一部）を反射する光学構造を含む、光学的に透明な本体からなるものであってもよい。１つ以上の反射器は、鏡面反射器からなるものであってもよい。１つ以上の反射器は、所望の方向に向けて光線を反射するように設計されている、プリズム構造体又は鋸歯状構造体などの、微細構造体を含んでもよい。

用語「インカップルする（coupling in）」及び同様の用語、並びに「アウトカップルする（coupling out）」及び同様の用語は、それぞれ、光が（光透過性本体の外部の）媒体から光透過性本体内に変化すること、及び、その逆に変化することを示す。一般に、光出射窓は、導波路の１つ以上の他の面に（実質的に）垂直に構成されている、面（又は、面の一部）である。一般に、光透過性本体は、１つ以上の本体軸（長さ軸、幅軸、又は高さ軸など）を含むことになり、出射窓は、そのような軸に（実質的に）垂直に構成されている。それゆえ、一般に、光入力面は、光出射窓に（実質的に）垂直に構成されることになる。それゆえ、放射線出射窓は、特に、１つ以上の放射線入力面に垂直に構成される。それゆえ、特に、光出射窓を含む面は、光入力面を含まない。

更に効率を改善するために、及び／又は、スペクトル分布を改善するために、ミラー、光学フィルタ、追加的光学素子などの、いくつかの光学要素が含まれてもよい。特定の実施形態では、照明デバイスは、細長い光透過性本体内に光を反射させて戻すように構成されている、第１の面に構成されたミラーを有してもよく、並びに／あるいは、第２の面に構成された、光学フィルタ、（波長選択性）ミラー、反射型偏光子、光抽出構造体、及びコリメータのうちの１つ以上を有してもよい。第２の面では、ミラーは、例えば、波長選択性ミラー、又は、穴を含むミラーであってもよい。後者の実施形態では、光は、本体内に反射して戻されてもよいが、光の一部は、穴を介して抜け出てもよい。特に、実施形態では、光学要素は、本体から、０．１〜１ｍｍなどの、約０．０１〜１ｍｍの距離で構成されてもよい。

放射線出射窓の下流には、オプションとして光学フィルタが配置されてもよい。そのような光学フィルタは、不要な放射線を除去するために使用されてもよい。例えば、照明デバイスが、赤色光を供給するべきである場合、赤色以外の全ての光が除去されてもよい。それゆえ、更なる実施形態では、照明デバイスは、放射線出射窓の下流に構成され、（放射線出射窓の下流の）変換器光における不要な光の相対的寄与を低減するように構成されている、光学フィルタを更に備える。光源光をフィルタ除去するために、オプションとして干渉フィルタが適用されてもよい。

また更なる実施形態では、照明デバイスは、（最上位の発光型集光器の）放射線出射窓の下流に構成され、変換器光をコリメートするように構成されている、コリメータを更に備える。例えばＣＰＣ（複合放物集光器）のような、そのようなコリメータは、放射線出射窓から抜け出る光をコリメートして、平行な光のビームを供給するために使用されてもよい。

特に、光源は、動作中に少なくとも２００〜４９０ｎｍの範囲から選択される波長の光（光源光）を放出する光源であり、特に、動作中に少なくとも４００〜４９０ｎｍの範囲、更に特に４４０〜４９０ｎｍの範囲から選択される波長の光を放出する光源である。この光は、部分的に、発光材料によって使用されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、光源は、青色光を生成するように構成されている。特定の実施形態では、光源は、固体光源（ＬＥＤ又はレーザダイオードなど）を含む。用語「光源」はまた、例えば２〜２０００個などの、２〜５００個などの、２〜１００個のような、特に４〜８０個の（固体）光源などの、複数の光源にも関連し得るが、より多くの光源が適用されてもよい。用語「光源」はまた、そのような集光発光型集光器に適用されるように調整されている、１つ以上の光源、例えば、細長い発光型集光器の長く細長い光入力表面に合致する、長く細長い放射表面を有する、１つ以上のＬＥＤにも関連し得る。それゆえ、ＬＥＤという用語はまた、複数のＬＥＤを指す場合もある。それゆえ、本明細書で示されるように、用語「固体光源」はまた、複数の固体光源を指す場合もある。一実施形態では（以下も参照）、これらの複数の固体光源は、実質的に同一の固体光源であり、すなわち、実質的に同一のスペクトル分布の固体光源放射線を供給する。実施形態では、固体光源は、光透過性本体の種々の面を照射するように構成されてもよい。更には、用語「光源」はまた、実施形態では、いわゆるチップオンボード（chips-on-board；ＣＯＢ）光源を指す場合もある。用語「ＣＯＢ」は、特に、封入も接続もされることなく、ＰＣＢ又は同等のものなどの、基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。それゆえ、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチＬＥＤチップである。

特に本明細書では、用語「光源」は、レーザ光源を指す。

実施形態では、細長本体の長さ（Ｌ）は、最大で３０ｃｍのような、５〜５０ｃｍなどの、少なくとも３ｃｍのような、特に２〜５０ｃｍなどの、１〜１００ｃｍの範囲から選択される。

発光材料は、例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ（すなわち、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋）又はＬｕＡＧ（Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋）を含み得る。「赤色」発光材料は、ＹＡＧガーネットをＧｄでドープすること（「ＹＧｄＡＧ」）によって作製されることができる。青色発光材料は、ＹＳＯ（Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ^３＋）若しくは同様の化合物、又はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋）若しくは同様の化合物であってもよい。

特に、発光材料は、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋発光を特に含み、Ａは特に、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択され（特に、少なくともＹ及びＧｄ）、Ｂは特に、Ａｌ及びＧａからなる群から選択される（特に、少なくともＡｌ）。更に特に、Ａは、（本質的に）イットリウム（Ｙ）及びガドリニウム（Ｇｄ）を含み、Ｂは、（本質的に）アルミニウム（Ａｌ）を含む。そのようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）で、及び、オプションとしてプラセオジム（Ｐｒ）などの他の発光化学種でドープされる。

上述のように、元素Ａは特に、イットリウム（Ｙ）及びガドリニウム（Ｇｄ）からなる群から選択されてもよい。それゆえ、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋は特に、（Ｙ_１−ｘＧｄ_ｘ）_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋を指し、特に、ｘは、０．１〜０．５の範囲、更に特に０．２〜０．４の範囲、また更に特に０．２〜０．３５の範囲である。それゆえ、Ａは、５０〜９０原子％の範囲のＹ、更に特に、少なくとも６０〜８０原子％のＹを含んでもよく、また更に特に、６５〜８０原子％のＹをＡは含む。更には、それゆえＡは特に、２０〜４０原子％のような、１０〜５０原子％の範囲のＧｄなどの、少なくとも１０原子％のＧｄ、また更に特に２０〜３５原子％のＧｄを含む。

特に、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）を含むが、しかしながら、Ｂはまた、部分的にガリウム（Ｇａ）及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）を含んでもよく、特に最大約２０％のＡｌ、更に特に最大約１０％のＡｌが、置換されてもよい（すなわち、Ａイオンは、本質的に９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの１種以上とからなる）。Ｂは、特に、最大約１０％のガリウムを含んでもよい。それゆえ、Ｂは、少なくとも９０原子％のＡｌを含んでもよい。それゆえ、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋は特に、（Ｙ_１−ｘＧｄ_ｘ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋を指し、特に、ｘは、０．１〜０．５の範囲、更に特に０．２〜０．４の範囲である。

別の変形例では、Ｂ（特に、Ａｌ）及びＯは、少なくとも部分的に、Ｓｉ及びＮによって置換されてもよい。オプションとして、Ａｌ−Ｏの最大約２０％、最大１０％などが、Ｓｉ−Ｎによって置換されてもよい。

セリウムの濃度に関して、ｎモル％のＣｅという表示は、Ａのｎ％がセリウムによって置換されることを示す。それゆえ、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋はまた、（Ａ_１−ｎＣｅ_ｎ）_３Ｂ_５Ｏ_１２として定義されてもよく、ｎは、０．００１５〜０．０１などの、０．００１〜０．０３５の範囲である。それゆえ、本質的にＹ及びモルＣｅを含むガーネットは、実際には、（（Ｙ_１−ｘＧ_ｄｘ）_１−ｎＣｅ_ｎ）_３Ｂ_５Ｏ_１２を指す場合があり、ｘ及びｎは、上記で定義された通りである。

セリウムドープされたガーネットの代わりに、又はそのようなガーネットに加えて、他の発光材料もまた適用されてもよい。例えば、量子ドット及び／又は有機染料が適用されてもよく、オプションとして、例えばＰＭＭＡ又はポリシロキサンなどのようなポリマーのような、透過性基材内に埋め込まれてもよい。

量子ドットは、一般に数ナノメートルのみの幅又は直径を有する、半導体材料の小さい結晶である。入射光によって励起されると、量子ドットは、結晶のサイズ及び材料によって決定されている色の光を放出する。それゆえ、ドットのサイズを適合させることによって、特定の色の光が作り出されることができる。可視域で発光する既知の量子ドットの殆どは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）などのシェルを有する、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づく。リン化インジウム（ＩｎＰ）並びに硫化インジウム銅（ＣｕＩｎＳ_２）及び／又は硫化インジウム銀（ＡｇＩｎＳ_２）などの、カドミウムを含まない量子ドットもまた、使用されることができる。量子ドットは、極めて狭い発光帯を示し、それゆえ、量子ドットは飽和色を示す。更には、発光色は、量子ドットのサイズを適合させることによって、容易に調整されることができる。本発明では、当該技術分野において既知の、任意のタイプの量子ドットが使用されてもよい。しかしながら、環境に関する安全性及び懸念の理由から、カドミウムを含まない量子ドット、又は、少なくともカドミウム含有量が極めて低い量子ドットを使用することが好ましい場合がある。

量子ドットの代わりに、又は量子ドットに加えて、他の量子閉じ込め構造体もまた使用されてもよい。用語「量子閉じ込め構造体」は、本出願の文脈では、例えば、量子井戸、量子ドット、量子ロッド、又はナノワイヤとして理解されるべきである。

有機蛍光体も、同様に使用されることができる。好適な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体に基づく有機発光材料、例えば、ＢＡＳＦによってＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）の名称で販売されている化合物である。好適な化合物の例としては、限定するものではないが、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｒｅｄ Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ０８３、及びＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０が挙げられる。

いくつかの色変換スキームが可能であり得る。しかしながら、特に、ストークスシフトは比較的小さい。特に、ポンピングに使用される光源の帯域最大値の位置と、放出される光の帯域最大値の位置との（波長における）差として定義されるストークスシフトは、１００ｎｍ以下であるが、しかしながら特に、ストークスシフトは、少なくとも約２０ｎｍなどの、少なくとも約１０ｎｍである。この色変換スキームは、特に、第１の発光材料光への光源光の変換に適用されてもよいが、また第２の発光材料光への第２のポンピング放射の変換などに適用されてもよい。

照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、建築照明、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己点灯ディスプレイシステム、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用途、温室照明システム、園芸用照明、又はＬＣＤバックライトなどの一部であってもよく、若しくは、それらに適用されてもよい。

また更なる態様では、本発明は、本明細書で定義されるような照明デバイスを備える、プロジェクタを提供する。上述のように、当然ながら光プロジェクタはまた、複数のそのような照明デバイスを含んでもよい。

また更なる態様では、本発明はまた、照明システム光を供給するように構成されている照明システムも提供し、照明システムは、本明細書で定義されるような１つ以上の照明デバイスを備える。この場合、用語「照明システム」はまた、（デジタル）プロジェクタに関して使用されてもよい。更には、照明デバイスは、例えば、ステージ照明（以下も更に参照）又は建築照明に関して使用されてもよい。それゆえ、実施形態では、本発明はまた、本明細書で定義されるような照明システムも提供し、照明システムは、デジタルプロジェクタ、ステージ照明システム、又は建築照明システムを含む。照明システムは、本明細書で定義されるような１つ以上の照明デバイスと、オプションとして、第２の照明デバイス光を供給するように構成されている１つ以上の第２の照明デバイスとを備えてもよく、照明システム光は、（ａ）（ｉ）本明細書で定義されるような変換器光のうちの１つ以上と、オプションとして（ｂ）第２の照明デバイス光とを含む。それゆえ、本発明はまた、可視光を供給するように構成されている照明システムを提供し、照明システムは、本明細書で定義されるような少なくとも１つの照明デバイスを備える。例えば、そのような照明システムはまた、光学フィルタ、コリメータ、反射器、波長変換器、レンズ要素などのうちの１つ以上のような、１つ以上の（追加的）光学要素を備えてもよい。照明システムは、例えば、ヘッドライトのような自動車用途で使用するための照明システムであってもよい。それゆえ、本発明はまた、可視光を供給するよう構成されている自動車用照明システムを提供し、自動車用照明システムは、本明細書で定義されるような少なくとも１つの照明デバイスを備え、及び／又は、デジタルプロジェクタシステムは、本明細書で定義されるような少なくとも１つの照明デバイスを備える。特に、照明デバイスは、（そのような用途において）赤色光を供給するように構成されてもよい。自動車用照明システム又はデジタルプロジェクタシステムはまた、本明細書で説明されるような複数の照明デバイスを備えてもよい。

あるいは、照明デバイスは、例えば３Ｄ印刷技術又はＵＶ滅菌用途のために、高強度のＵＶ放射を供給するように設計されてもよい。あるいは、照明デバイスは、例えば（軍事）訓練を目的とするＩＲ画像を投影するために、高強度のＩＲ光ビームを供給するように設計されてもよい。

本明細書における白色光という用語は、当業者には既知である。特に、白色光とは、約２０００〜２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋ、一般的な照明に関しては、特に約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲、バックライトの目的に関しては、特に約７０００Ｋ〜２００００Ｋの範囲の相関色温度（correlated color temperature；ＣＣＴ）を有し、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡；black body locus）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差；standard deviation of color matching）の範囲内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭの範囲内、更に特に、ＢＢＬから約３ＳＤＣＭの範囲内などの、ＢＢＬから約５ＳＤＣＭの範囲内である光に関連する。

用語「紫色光」又は「紫色発光」は、特に、約３８０〜４４０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「青色光」又は「青色発光」は、特に、約４４０〜４９０ｎｍの範囲の波長を有する（ある程度の紫色及びシアンの色相を含む）光に関連する。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、特に、約４９０〜５６０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、特に、約５６０〜５７０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「橙色光」又は「橙色発光」は、特に、約５７０〜６００ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「赤色光」又は「赤色発光」は、特に、約６００〜７８０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「ピンク色光」又は「ピンク色発光」は、青色成分及び赤色成分を有する光を指す。用語「可視」、「可視光」、又は「可視発光」は、３８０〜７８０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。ＵＶ光という用語は、ＵＶ−Ａ（３１５〜４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ（２８０〜３１５ｎｍ）、又はＵＶ−Ｃ（２００〜２８０ｎｍ）であってもよい。ＩＲ光という用語は、７８０ｎｍを上回る範囲の光であってもよい。用語「白色光」とは、実施形態では、約１０００Ｋ以上の温度を有するプランクの黒体放射体の近傍で知覚される、３８０〜７８０ｎｍの範囲の波長の特定のスペクトル組成からなる光を指す場合がある。

ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
本発明のいくつかの態様を概略的に示す。 本発明のいくつかの態様を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。

概略図面は、必ずしも正しい縮尺ではない。

本発明による発光デバイスは、限定するものではないが、ランプ、光モジュール、照明器具、スポットライト、フラッシュライト、プロジェクタ、（デジタル）投影デバイス、例えば自動車のヘッドライト若しくはテールライトなどの自動車用照明、競技場照明、劇場照明、及び建築照明を含めた用途で使用されてもよい。

以下で説明されるような、本発明の実施形態の一部である光源は、動作時に、第１のスペクトル分布を有する光を放出するように適合されてもよい。この光は、その後続けて、光ガイド又は導波路に、ここでは光透過性本体に、インカップルされる。光ガイド又は導波路は、第１のスペクトル分布の光を、別のスペクトル分布に変換してもよく、光を出射表面に誘導する。

図１ａは、導波路としてのセラミック本体又は結晶などの、可能な本体のいくつかの実施形態を概略的に示す。面は、参照符号１４１〜１４６で示されている。第１の変形例である、板状又は梁状の光透過性本体は、面１４１〜面１４６を有する。示されていないが、面１４３〜面１４６（これら端面の全般的表示は、参照符号１４７である）のうちの１つ以上に、光源が配置されてもよい。第２の変形例は、第１の面１４１及び第２の面１４２と、外周面１４３とを有する、管状ロッドである。示されていないが、光透過性本体の周りの１つ以上の位置に、光源が配置されてもよい。そのような光透過性本体は、（実質的に）円形又は丸い断面を有することになる。第３の変形例は、実質的に、２つの前出の変形例の組み合わせであり、２つの湾曲側面と、２つの平坦側面とを有する。特に、本体は、円形から逸脱した断面を有する（第１の変形例及び第３の変形例を参照）。

本出願の文脈では、光ガイドの外側面は、光ガイドの伸長に沿った、光ガイドの外側の表面又は面として理解されるべきである。例えば、光ガイドが、円筒の形態であり、光ガイドの端部の一方における第１の基底面が、円筒の底面によって構成され、光ガイドの他方の端部における第２の基底面が、円筒の上面によって構成されている場合には、外側面は、円筒の側面である。本明細書では、外側面はまた、端面又は側部１４０という用語でも示される。

図１ａに示される変形例は、限定的なものではない。より多くの形状が可能であり、すなわち、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２００６／０５４２０３号を参照されたい。光ガイドとして使用されるセラミック本体又は結晶は、一般に、相互に垂直方向に延びる高さＨ、幅Ｗ、及び長さＬを有する、ロッド形状若しくは棒形状の光ガイドであってもよく、実施形態では、透明であるか、又は透明かつ発光性である。光は、概して長さＬ方向で誘導される。高さＨは、実施形態では＜１０ｍｍ、他の実施形態では＜５ｍｍ、更に他の実施形態では＜２ｍｍである。幅Ｗは、実施形態では＜１０ｍｍ、他の実施形態では＜５ｍｍ、更なる実施形態では＜２ｍｍである。長さＬは、実施形態では、幅Ｗ及び高さＨよりも大きく、他の実施形態では、少なくとも幅Ｗの２倍又は高さＨの２倍であり、更に他の実施形態では、少なくとも幅Ｗの３倍又は高さＨの３倍である。それゆえ、（長さ／幅の）アスペクト比は、特に、少なくとも５などの、２以上などの、１よりも大きく、更に特に、１０〜２０のような、１０〜６０のような、１０〜１００などの、１０〜３００の範囲のようなものである。別段の指示のない限り、用語「アスペクト比」は、長さ／幅の比を指す。図１ａは、４つの長側面を有し、それら長側面のうちの、例えば２つ又は４つが、光源光によって照射され得る実施形態を、概略的に示している。

高さＨ：幅Ｗのアスペクト比は、典型的には、（例えば、一般的な光源用途に関しては）１：１、又は（例えば、ヘッドランプなどの特殊な光源用途に関しては）１：２、１：３、若しくは１：４、又は（例えば、ディスプレイ用途に関しては）４：３、１６：１０、１６：９、若しくは２５６：１３５である。光ガイドは、一般に、平行な平面内に配置されていない光入力表面及び光出射表面を備え、実施形態では、光入力表面は、光出射表面に対して垂直である。高輝度で集光性の高い光出力を達成するために、光出射表面の面積は、光入力表面の面積よりも小さくてもよい。光出射表面は、任意の形状を有し得るが、一実施形態では、正方形、矩形、円形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形として成形される。

本明細書で概略的に示される全ての実施形態では、放射線出射窓は、特に、放射線入力面に対して垂直に構成されている点に留意されたい。それゆえ、実施形態では、放射線出射窓と放射線入力面とは、垂直に構成されている。更に他の実施形態では、放射線出射窓は、１つ以上の放射線入力面に対して、９０°よりも小さいか又は大きい角度で構成されてもよい。

特に、光源光を供給するためにレーザ光源を使用する実施形態に関しては、放射線出射窓は、放射線入力面と対向して構成されてもよく、一方で、ミラー２１は、レーザ光がミラーを通過することを可能にする、穴を有するミラーからなるものであってもよいが、変換された光は、ミラー２１で反射する確率が高い点に留意されたい。あるいは、又は更に、ミラーは、ダイクロイックミラーを含んでもよい。

図１ｂは、照明デバイス１０の一実施形態を概略的に示している。照明デバイスは、第１の光源光１０１を供給するように構成されている、第１の光源１１０、特にレーザ光源を備える。第１の光源光１０１は、光軸Ｏ_１１を有してもよい。更には、デバイス１０は、第１の光源光１０１の少なくとも一部を、発光材料光２０１へと変換するように構成されている、発光材料２００を備える。デバイス１０は、ビーム成形光学要素３００を更に備え、このビーム成形光学要素は、光入射側３４１及び光出射側３４２と、ビーム成形光学要素３００の光入射側３４１と光出射側３４２との間の距離ｄを橋渡しする壁部３４７とを有し、壁部３４７の少なくとも一部は、発光材料光２０１に対して反射性であり、ビーム成形光学要素３００は、光入射側３４１において、発光材料光２０１の少なくとも一部を受光するように、及び、光出射側３４２において、ビーム成形された発光材料光２０１を供給するように構成されている。ビーム成形要素は、ＣＰＣのようなコリメータであってもよい。ビーム成形要素３００は、光軸Ｏ_Ｃを有してもよい。参照符号Ａ２は、ビーム成形光学要素３００の光出射側３４２（の領域）を示す。

デバイス１０は、セラミック又は結晶などの、細長い光透過性本体１００を更に備え、細長い光透過性本体は、光透過性本体１００の長さＬを画定する、第１の面１４１及び第２の面１４２を有し、第１の面１４１と第２の面１４２との間の長さＬを橋渡しする１つ以上の側面１４７を有し、光透過性本体１００は、放射線入力面１１１及び第１の放射線出射窓１１２を備え、第１の面１４１は、放射線入力面１１１を含み、第２の面１４２は、第１の放射線出射窓１１２を含み、放射線入力面１１１は、ビーム成形された発光材料光２０１の少なくとも一部を受光するように構成されている。発光材料光２０１は、本体１００を通って光出射側３４２まで伝搬し、光出射側から抜け出る。

デバイス１０は、第２のスペクトル分布を有する第２の光源光１２１を供給するように構成されている、第２の光源１２０を更に備える。第２の光源１２０もまた、特に、レーザ光源である。第２の光源光は、光軸Ｏ_１２１を有してもよい。第１の光源光１０１の光軸、第２の光源光１２１の光軸、及びビーム成形要素３００の光軸、並びに光透過性本体１００の本体軸ＢＡは、本質的に平行である。そのような構成の利点は、光透過性本体１００から出る光の角度分布を低減する点である。光透過性本体１００に入射する際の、側面１４７に対する光の入射角が低減されるため、光透過性本体１００の出口では、空間的均一性が改善される。比較的細い出射光ビームは、デジタル投影、スポットライト、及び自動車のヘッドライト用などの、多くの用途に関して有利である。更には、本発明による照明デバイスを備える照明システムのサイズを、低減することが可能となる。特定の実施形態では、光源光１０１の光軸、ビーム成形要素３００の光軸、及び光透過性本体１００の本体軸ＢＡは、本質的に互いに一直線状である（それらの長さの少なくとも一部にわたって、一致している）。

光軸は、要素を通って光が伝搬する経路を画定する仮想線であり、通常は、対称軸に平行である。光ファイバに関しては、光軸はまた、ファイバ軸としても既知である。

「本質的に平行」という表現は、平行からの逸脱が、１５度未満であることを意味する。好ましくは、平行からの逸脱は、１０度未満である。より好ましくは、平行からの逸脱は、５度未満である。更により好ましくは、平行からの逸脱は、ゼロ度である。

細長い光透過性本体１００は、（ｉ）ビーム成形光学要素３００の壁部３４７を介した第２の光源光１２１のインカップリング、（ｉｉ）細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリング、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体１００の１つ以上の側面１４７の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリングのうちの１つ以上を介して、第２の光源光１２１の少なくとも一部を受光するように構成されている。図１ｂ及び図２ａは、細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介した、第２の光源光１２１のインカップリングの実施形態を、概略的に示している。

照明デバイス１０は、第１の放射線出射窓１１２から発せられる照明デバイス光１１を供給するように、特に構成されており、照明デバイス光１１は、発光材料光２０１の少なくとも一部、及び第２の光源光１２１の少なくとも一部のうちの、１つ以上を含む。

図１ｂはまた、デバイス１０が、一方のファイバ側４１１において第１の光源光１０１を受光するように構成されている、光ファイバ４００を更に備える実施形態を、概略的に示している。ファイバの第２の側４１２は、ビーム成形光学要素３００の発光材料３４１に、光学的に結合されている。光ファイバ４１１及び／又は光ファイバ４１２は、ファイバの端部の微細光学構造体、例えば表面粗さなどによって、レーザ光源１１０及び／又はレーザ光源１２０によってそれぞれ供給されるビーム形状よりも広いビーム形状を供給するために、特に使用されてもよい。

上述のように、図２ａは（同様に）、細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介して、第２の光源光１２１のインカップリングが行われる実施形態を示している。ここでは、第１の面１４１が、ビーム成形光学要素３００の光出射側３４２の第２の領域Ａ２よりも大きい、第１の領域Ａ１を含んでもよい点が更に示されている。それにより、第１の面１４１の残余領域Ａ３が画定され、第２の光源１２０は、細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリングのために、残余領域Ａ３に光学的に結合される。

ここでは、例として、細長い光透過性本体１００は、六角形の断面を有する。

参照符号５００は、ビーム成形のためなどの、オプションのロッドを示す。ファイバからのレーザ光は、より広い分布（より広いビーム形状）を得ることができる。このようにして、発光材料は、より大きい面積にわたって照射されてもよい。

あるいは、又は更に、他の中間光学要素が適用されてもよい。正レンズ若しくは負レンズ、又は湾曲反射器又は回折格子要素のような、そのような中間光学要素は（同様に）、ある程度のビームの広がりをもたらしてもよい。特に、そのような要素は、より広いビーム形状をもたらすために、光ファイバの下流に構成されてもよい。

図２ｂは、第２の細長い光透過性本体２１００を更に備える、照明デバイス１０の一実施形態を概略的に示しており、第２の細長い光透過性本体は、第２の光透過性本体２１００の第２の長さＬ２を画定する、第２の細長い光透過性本体２１００の第１の面２１４１及び第２の細長い光透過性本体２１００の第２の面２１４２を有する。

第２の細長い本体２１００は、第２の細長い光透過性本体２１００の第１の面２１４１と第２の細長い光透過性本体２１００の第２の面２１４２との間の第２の長さＬ２を橋渡しする、第２の細長い光透過性本体２１００の１つ以上の側面２１４７を有する。

第２の光透過性本体２１００は、第２の細長い光透過性本体２１００の放射線入力面２１１１、及び第２の細長い光透過性本体２１００の第１の放射線出射窓２１１２を備える。

第２の細長い光透過性本体２１００の第１の面２１４１は、第２の細長い光透過性本体２１００の放射線入力面１１１を含み、第２の細長い光透過性本体２１００の１つ以上の側面２１４７のうちの少なくとも１つは、第１の放射線出射窓１１２を含む。第２の細長い光透過性本体２１００の放射線入力面２１１１は、第２の光源光１２１の少なくとも一部を受光するように構成されている。第２の細長い光透過性本体２１００の１つ以上の側面２１４７のうちの少なくとも１つの、第１の部分２１４８は、細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部を介した第２の光源光１２１のインカップリングのために、細長い光透過性本体１００の１つ以上の側面１４７に光学的に結合されている。

第２の長さＬ２は、第１の長さと同一とすることができ、又は、第１の長さよりも小さくすることもできる。第２の面２１４２には、ミラーが構成されてもよい。

図２ｂ（及び、同様に図２ｃ〜図２ｄ）はまた、第２の光ファイバ２４００が適用される実施形態も示している。第２の光ファイバ２４００は、第１の光ファイバ４００に類似しているが、（第２の光源の）第２の光源光１２１に関連する機能を有してもよい。第２の光ファイバ２４００は、特に、第２の光ファイバ２４００の第１のファイバ側２４１１において、第２の光源光１２１を受光するように構成されている。第２の光ファイバ２４００の第２の側２４１２は、（ｉ）ビーム成形光学要素３００の壁部３４７（図２ｄを参照）、（ｉｉ）細長い光透過性本体１００の第１の面１４１の一部（図２ａ）、及び（ｉｉｉ）細長い光透過性本体１００の１つ以上の側面１４７の一部（図２ｂ及び図２ｃ）のうちの１つ以上に、光学的に結合されている。ファイバ４００、２４００は、実施形態では、本質的に円形の断面を有してもよいが、他の選択肢もまた可能であり得る。

図２ｃは、傾斜面を有する一実施形態を概略的に示している。そのような実施形態では、第２の面２１４２と側面２１４７とは、本質的に（特に、サイズ及び形状などが）同じである。それゆえ、図２ｃは、第２の細長い光透過性本体２１００が、細長い光透過性本体１００への第２の光源光１２１のインカップリングを容易にするために、第２の長さＬ２の少なくとも一部にわたってテーパ状である実施形態を示している。

図２ｂでは、第２の細長い光透過性本体２１００の幅は、細長い本体１００の幅よりも本質的に小さい。しかしながら、このことは、必ずしも当てはまるとは限らず、例えば、図２ｃを参照されたい。更には、図２ｂの実施形態もまた、変形例では、長さＬ２の少なくとも一部にわたって、傾斜面２１４７を備えてもよい。

第２の細長い光透過性本体２１００は、第１の細長い光透過性本体１００と光学的に接触させた、別個の本体であってもよいが、実施形態ではまた、本体１００の一部であってもよく、細長本体及び第２の細長い光透過性本体２１００は、単一の本体として製造されている。

更には、ｎ個の第２の光源とｎ個の第２の細長い光透過性本体２１００との組み合わせが設けられてもよく、ｎは少なくとも１であり、実施形態では、１〜６などの、１〜１２の範囲であってもよい。

図２ｄは、ビーム成形光学要素の壁部３４７が、ビーム成形光学要素３００の壁部３４７を介した第２の光源光１２１のインカップリングのために、第２の光源光１２１の少なくとも一部を受光するための開口部３５０を備える実施形態を、概略的に示している。

図２ｂ（及び、図２ｃ）でのように、ビーム成形光学要素の光出射側の領域と、第１の面（更に特に、放射線入力面）とは、本質的に同じであってもよい。

図２ａ〜図２ｄの４つの構成がシミュレートされ、Δｕ'ｖ'座標［ｄ＿ｕ'ｖ'、無次元］として表される、出力領域にわたる最大色誤差が、［Δｕ'ｖ'／メートル］を単位とする、距離に伴う色変化の勾配と共に算出された。この勾配数は、色誤差の視認性に関する尺度として重要であるが、これは、絶対色誤差と、異なる色を有する点間の距離とによって決定されるためである。全ての４つの構成は、比較的同様に機能している。更に、より長い混合ロッドを選択することによって、性能が改善され得る点が認められた。

「実質的に全ての光（substantially all light）」、又は「実質的になる（substantially consists）」などにおける、本明細書の用語「実質的に（substantially）」は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。吸収、反射、又は透過が、特定の値、若しくは特定の値の範囲内であるべきであると記述されている場合、これらの値は、対象とする波長範囲に関して有効である。

用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprise）」が「からなる（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「備える（comprising）」は、一実施形態では、「からなる（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。

更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。

本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。

上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「備える（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。文脈が明らかにそうではないことを必要としない限り、明細書本文及び請求項の全体を通して、単語「含む（comprise）」、「含んでいる（comprising）」などは、排他的又は網羅的な意味ではなく包括的な意味で、すなわち、「含むが、限定されない」という意味で解釈されたい。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

実施設計は、光学的光線追跡プログラムを使用して、当業者によって更に最適化されてもよく、そのような微細構造体（反射微細構造体又は屈折微細構造体）の具体的な角度及びサイズは、１つ以上の細長い光透過性本体の、具体的な寸法、構成、及び位置決めに応じて、最適化されてもよい。

本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。

本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。

Claims (15)

1. 照明デバイスであって、
   第１の光源光を供給するように構成されている、第１の光源と、
   前記第１の光源光の少なくとも一部を、発光材料光へと変換するように構成されている、発光材料と、
   光入射側及び光出射側と、前記光入射側と前記光出射側との間の距離を橋渡しする壁部とを有し、前記壁部の少なくとも一部が、前記発光材料光に対して反射性である、ビーム成形光学要素であって、前記光入射側において、前記発光材料光の少なくとも一部を受光するように、及び、前記光出射側において、ビーム成形された発光材料光を供給するように構成されている、ビーム成形光学要素と、
   細長い光透過性本体であって、前記光透過性本体の長さを画定する、第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面と前記第２の面との間の前記長さを橋渡しする１つ以上の側面を有し、放射線入力面及び第１の放射線出射窓を備え、前記第１の面が、前記放射線入力面を含み、前記第２の面が、前記第１の放射線出射窓を含み、前記放射線入力面が、ビーム成形された前記発光材料光の少なくとも一部を受光するように構成されている、光透過性本体と、
   第２の光源光を供給するように構成されている、第２の光源であって、レーザ光源を含む第２の光源と、
   を備え、
   前記細長い光透過性本体が、（ｉ）前記ビーム成形光学要素の前記壁部を介した前記第２の光源光のインカップリング、（ｉｉ）前記細長い光透過性本体の前記第１の面の一部を介した前記第２の光源光のインカップリング、及び（ｉｉｉ）前記細長い光透過性本体の前記１つ以上の側面の一部を介した前記第２の光源光のインカップリングのうちの１つ以上を介して、前記第２の光源光の少なくとも一部を受光するように構成されており、
   前記第１の光源光の光軸、前記ビーム成形要素の光軸、前記第２の光源光の光軸、及び前記細長い光透過性本体の本体軸が、互いに本質的に平行である、照明デバイス。
2. 前記第１の光源が、レーザ光源を含む、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 一方のファイバ側において前記第１の光源光を受光するように構成されている、光ファイバを更に備え、前記ファイバの第２の側が、前記発光材料に光学的に結合されている、請求項１又は２のいずれか一項に記載の照明デバイス。
4. 前記ビーム成形光学要素が、複合放物集光器を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
5. 前記細長い光透過性本体が、少なくとも５のアスペクト比を有し、前記細長い光透過性本体が、ポリマー材料、セラミック材料、ガラス材料、及び単結晶材料のうちの１つ以上を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明デバイス。
6. 前記第１の面が、前記第１の面の残余領域を画定するよう、前記ビーム成形光学要素の前記光出射側の第２の領域よりも大きい第１の領域を含み、前記第２の光源が、前記細長い光透過性本体の前記第１の面の一部を介した前記第２の光源光のインカップリングのために、前記残余領域に光学的に結合されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記細長い光透過性本体が、六角形の断面を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
8. 第２の細長い光透過性本体を更に備え、前記第２の細長い光透過性本体が、前記第２の細長い光透過性本体の第２の長さを画定する、前記第２の細長い光透過性本体の第１の面及び前記第２の細長い光透過性本体の第２の面を有し、前記第２の細長い光透過性本体の前記第１の面と前記第２の細長い光透過性本体の前記第２の面との間の前記第２の長さを橋渡しする、前記第２の細長い光透過性本体の１つ以上の側面を有し、前記第２の光透過性本体が、前記第２の細長い光透過性本体の放射線入力面、及び前記第２の細長い光透過性本体の第１の放射線出射窓を備え、前記第２の細長い光透過性本体の前記第１の面が、前記第２の細長い光透過性本体の前記放射線入力面を含み、前記第２の細長い光透過性本体の前記１つ以上の側面のうちの少なくとも１つが、前記第１の放射線出射窓を含み、前記第２の細長い光透過性本体の前記放射線入力面が、前記第２の光源光の少なくとも一部を受光するように構成されており、前記第２の細長い光透過性本体の前記１つ以上の側面のうちの前記少なくとも１つの、第１の部分が、前記細長い光透過性本体の前記第１の面の一部を介した前記第２の光源光のインカップリングのために、前記細長い光透過性本体の１つ以上の側面に光学的に結合されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。
9. 前記第２の細長い光透過性本体が、前記細長い光透過性本体への前記第２の光源光のインカップリングを容易にするために、前記第２の長さの少なくとも一部にわたってテーパ状である、請求項８に記載の照明デバイス。
10. 前記ビーム成形光学要素の前記壁部が、前記ビーム成形光学要素の前記壁部を介した前記第２の光源光のインカップリングのために、前記第２の光源光の少なくとも一部を受光するための開口部を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。
11. 前記光ファイバの光軸が、前記第１の光源光の前記光軸と本質的に平行である、請求項３乃至１０のいずれか一項に記載の照明デバイス。
12. 第２の光ファイバを更に備え、前記第２の光ファイバが、前記第２の光ファイバの第１のファイバ側において前記第２の光源光を受光するように構成されており、前記第２の光ファイバの第２の側が、（ｉ）前記ビーム成形光学要素の前記壁部、（ｉｉ）前記細長い光透過性本体の前記第１の面の前記一部、及び（ｉｉｉ）前記細長い光透過性本体の前記１つ以上の側面の前記一部のうちの１つ以上に、光学的に結合されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明デバイス。
13. 前記発光材料が、緑色及び黄色の発光材料光のうちの１つ以上を供給するように構成されており、前記第２の光源が、青色及び赤色の第２の光源光のうちの１つ以上を供給するように構成されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明デバイス。
14. 少なくとも２０ｎｍのピーク最大値の差で異なる、異なる第２のスペクトル分布を供給するように構成されている、２つ以上の第２の光源を含む、複数の第２の光源を備える、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明デバイスを備える、照明システムであって、スポット照明システム又は画像投影システムを含む、照明システム。

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