JP2020526875A - 集光器モジュール - Google Patents

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Abstract

本発明は、光源光を供給するように構成された光源と、細長い光透過性本体１００を備えるルミネッセンス要素５であって、細長い光透過性本体１００が側面１４０を有する、ルミネッセンス要素５と、を備える照明デバイス１であって、細長い光透過性本体１００が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体１００によって受光された光源光１１の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射８に変換するように構成されたルミネッセンス材料１２０を含む、照明デバイス１を提供する。側面は放射入力面１１１を有し、本体は、本体の長さを規定する第１の面１４１及び第２の面１４２を更に有し、第２の面は第１の放射出射窓１１２を有する。側面は、半径ｒを有する曲率を有し、ルミネッセンス材料の密度は、光源光の少なくとも８０％が側面から第１の長さｘ内で吸収されるように選択され、ｘ／ｒ＜＝０．４が適用される。

Description

本発明は、細長い光透過性本体を備える照明デバイス、例えば、そのような細長い光透過性本体を備えるプロジェクタ用又はステージ照明用などの照明デバイスにも関する。本発明は、投影システム又は照明器具にも関する。
ルミネッセンスロッドは、当該技術分野において既知である。例えば、国際公開第２００６／０５４２０３号は、２２０ｎｍより大きく５５０ｎｍより小さい波長範囲内の光を発する少なくとも１つのＬＥＤと、光学的接触なしに少なくとも１つのＬＥＤを向いて配置される少なくとも１つの変換構造であって、少なくとも１つのＬＥＤからの光を少なくとも３００ｎｍより大きく１０００ｎｍ以下の波長範囲内の光に少なくとも部分的に変換する少なくとも１つの変換構造とを有する発光デバイスであって、少なくとも１つの変換構造が、１．５より大きく３より小さい屈折率ｎを持ち、比Ａ：Ｅは、２：１より大きく５００００：１より小さく、Ａ及びＥは少なくとも１つの変換構造が、少なくとも１つのＬＥＤにより発せられた光が変換構造に入射することができる少なくとも１つの入射表面と、光が少なくとも１つの変換構造から出射することができる少なくとも１つの出射表面とを有し、少なくとも１つの入射表面の各々が入射表面積を持ち、入射表面積はＡ１...Ａｎと番号付けされ、少なくとも１つの出射表面の各々が出射表面積を持ち、出射表面積はＥ１...Ｅｎと番号付けされ、少なくとも１つの入射表面積の各々の和Ａが、Ａ＝Ａ１＋Ａ２...＋Ａｎであり、少なくとも１つの出射表面積の各々の和Ｅが、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２...＋Ｅｎであると規定される発光デバイスについて記載している。
米国特許第５２５９０４６号は、コア及びコアを囲むクラッドを有する、Ｓｉ系光ファイバを開示している。コアは蛍光性ドープを含み、この蛍光性ドーパントは環状分布を有し、密度は、コアの中心ではなく、典型的に中心とコア／クラッド界面との間で最大となる。新規の導波路は、カットオフ波長及び／又はポンプ出力のモーダル分布の変動に比較的影響され得ない。
米国特許第４８８４８６０（Ａ）号は、薄く細長い円筒状の燐光層と、薄い円筒状の燐光層をそれらの間に挟む一対の共線形及び同軸光導波路と、を有する線形同軸レンズを含む発光性ファイバマーカであって、マーカの長さに沿って円筒状の燐光層に衝突する光が誘導されて、放射エネルギーを光に蓄積し、円筒状の燐光層に衝突する光とは異なる波長の放射を光導波路の両方に放出する、発光性ファイバマーカを開示している。
米国特許出願公開第２００９／２５７２４２Ａ１号は、レーザ又はＬＥＤなどの一次光源からの光放出をフォトルミネッセンス材料への入射前に空間的に分散させることを伴う、発光デバイスを開示している。フォトルミネッセンス材料は、可視光の二次放出を発する。発光デバイスは、光導波路を利用して一次光源からの光をインカップルし、インカップルした光を制御された態様で空間的に分散させて、フォトルミネッセンス材料を励起する。
高輝度光源は、スポット、ステージ照明、ヘッドランプ、及びデジタル光投影などを含む様々な用途にとって魅力的である。この目的で、高透過性ルミネッセンス材料において、より短い波長の光がより長い波長に変換される、いわゆる集光器を利用することができる。そのような透明なルミネッセンス材料のロッドが、より長い波長をロッド内で生成するために、ＬＥＤ及び／又はレーザダイオード（ＬＤ）によって照射され得る。変換された光は、（三価セリウムで）ドープされたガーネットなどのルミネッセンス材料内に導波モードで留まることになり、（より小さな）表面の一方から抽出され、強度の増大をもたらし得る。
実施形態では、集光器は、青色光を緑色光に変換し、この緑色光を小さなエタンデュ出力ビームに集めることが可能な、蛍光体をドープした高屈折率ガーネットの矩形バー（ロッド）を備えてもよい。矩形バーは、６つの表面、すなわち、バーの長さにわたる４つの側壁を形成する４つの大きな表面と、バーの端部における２つの小さな表面を有してもよく、これらの小さな表面の一方が、所望の光が（例えば、光学要素によって）抽出される「突端」を形成する。
いくらかのセリウムを含むガーネットの適用を想定すると、例えば青色光放射の下で、青色光は、蛍光体が全方向に緑色光を放出し始めた後に、蛍光体を励起する。蛍光体は一般的に高屈折率バーに埋め込まれているので、変換された（緑色）光の主要部分は、高屈折率バー内に閉じ込められ、（緑色）光がバーから離れ得るバーの突端に導波される。生成される（緑色）光の量は、バー内で励起される青色光の量に比例する。バーが長いほど、より多くの青色ＬＥＤ（発光ダイオード）及び／又はレーザダイオードが、バー内の蛍光体材料を励起するために適用され得、より多くの青色ＬＥＤ及び／又はレーザダイオードが、バーの突端にて離れる（緑色）光の輝度を増大させるために使用され得る。しかし、蛍光体変換された光は、２つの部分に分割され得る。
第１の部分は、反射の臨界角よりも大きな角度でバーの側壁に当たることになる第１のタイプの光線からなる。これらの第１の光線は、高屈折率バー内に閉じ込められ、光がシステムの所望の光として離れ得るバーの突端に進むことになる。
例えばＨＬＤ（ｈｉｇｈ ｌｕｍｅｎ ｄｅｎｓｉｔｙ；高ルーメン密度）光源に使用され得る集光器（本明細書では、「細長い光透過性本体」、「透過性本体」、「ルミネッセンス集光器」、「ルミネッセンス本体」、又は「ロッド」とも示される）が、矩形断面を有してもよく、外部からの（青色ＬＥＤ及び／又はレーザダイオード）光が、ロッドにインカップルされ、蛍光体によってより長い波長の光に変換され得る。蛍光体による光の放出は、ランダムな全方向である。そのことは、ロッドの４つの長側面のうちの１つを透過することによって光の一部がロッドから直ちに離れることを意味する。この光は、全放出光の一部分として、４πの全立体角と比べて、光が、臨界ＴＩＲ（ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；内部全反射）角度よりも小さな、ロッド表面との角度を有する、４つの光コーンの立体角によって与えられる。
ＹＡＧ又は類似のガーネット材料をベースとする集光器の場合（以下を参照）、屈折率は１．８４に近く、４つのコーンを合わせた立体角は、（再吸収を無視すると）空間全体の３２％を占める。再吸収がないと想定すると、ロッド周辺の反射器でさえ、ロッド内で光を内部全反射（ＴＩＲ）させるのに役立たないため、この光は（大部分）失われた光と見なすことができる。ロッド内の光生成位置が相対的な光部分に影響を及ぼさないことに留意することが重要である。
集光器は特に、集光器からの光のアウトカップリングを向上させるために及び／又はビーム成形のために、光学要素と組み合わせて使用することができる。そのような光学要素の選択肢は、複合放物面集光器（compound parabolic concentrator；ＣＰＣ）などの光学集光要素である（以下も参照）。
高屈折率ＣＰＣ（ｎ＿ｒｏｄ＝１．８４の場合にｎ＿ＣＰＣ＞１．５５）を使用する場合、ＣＰＣの非常に近くで生成された光の一部が、正確な位置によっては、非ＴＩＲとなり得、又はＣＰＣによってアウトカップルされ得る。
それゆえ、ｎ＝１．５２のＣＰＣを有する集光器の場合、３つの光部分、すなわち、４つの長側面のうちの１つを直接透過するコーンの非ＴＩＲ光が識別され得る。
ロッドの長軸（ｚ軸）と位置合わせされたコーンの光、この光は、ＣＰＣに当たるまでロッド内でＴＩＲ状態にあるので、ＴＩＲ−突端光と呼ばれることがあり、ＣＰＣを透過する。ＣＰＣに入る光線は、ｎ＿ｒｏｄ−ｎ＿ＣＰＣの組み合わせを保持する臨界ＴＩＲ角度よりも小さい、ｚ軸との角度を有する。尾部に向けられたコーンの光は、ＴＩＲ若しくはフレネルによって、又は外部ミラーによって（以下も参照）、少なくとも部分的に尾部で反射してもよく、またＣＰＣでロッドを離れる。
残りの光部分は、ＴＩＲ状態にあり、理論上は完全にロッド内にあり、これらの光線はロッドから出ることができない。この部分は、（閉じ込め症候群にちなんで）閉じ込められたＴＩＲ光と呼ばれることがある。
ｎ＿ＣＰＣ＝ｎ＿ｒｏｄの場合、この閉じ込められた光部分ＩＩＩは存在せず、ＴＩＲである光は全て、ＣＰＣを経てロッドを離れる。
ｎ＿ＣＰＣ＜ｎ＿ｒｏｄの場合、閉じ込められたＴＩＲ光が存在するが、実際には、光は、ロッド内にいつまでも含まれているわけではなく、いくらかの期間の後に散乱し、又は再び再吸収され再放出され、このことがランダムに起きる場合、光は最終的に部分Ｉ及びＩＩに再分配される。散乱による光の完全なランダム化の下で、部分Ｉ及び部分ＩＩは、閉じ込められた光の再分配のための重み係数でもある。このことは、以下の表にも示される。
Figure 2020526875
ロッド（これまでは矩形断面を有している）は、ロッドの屈折率に応じた最大の光効率を有することが期待される。光効率が、細長い光透過性本体において生成された全ルミネッセンス材料光に対するＣＰＣに入るルミネッセンス材料光の比として定義される場合、確信される最大値は、ｎ＿ｒｏｄ＝ｎ＿ＣＰＣ＝１．８４の場合に６８％であり、ｎ＿ｒｏｄ＝１．８４及びｎ＿ＣＰＣ＝１．５２（ガラス）を有するロッドの場合にはより低く約５７％である。後者の場合、閉じ込められた部分（ＩＩＩ）の一部が、散乱によって、又は再吸収及び再放出によって、ＴＩＲ−突端部分（ＩＩ）に変換される。
それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、及び／又は相対的に高い効率を有し得る、ルミネッセンス集光器を備える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、又は有用な代替物を提供する、という目的を有し得る。
円形ロッドでは、３つの光部分は異なる値を有すると思われる。ロッドの中心部のどこかで光が生成される場合、光部分Ｉ（非ＴＩＲ）は大きい。光部分ＩＩは、依然として矩形ロッドの場合と同じであり、閉じ込められた光が、実質的に存在しない。更に、驚くべきことに、ｎ＿ｒｏｄ＝１．８４では、ロッドから直接出る光部分（非ＴＩＲ）は、それがロッドのスキンで生成された場合（スキン厚さ＝０）には、１６％のみのようである。スキンで光が生成された場合、スキンと垂直な両側への非ＴＩＲコーン角度は、円形ロッド及び矩形ロッドに関して同一であり、このことは、単純なゴニオメトリによって証明することができる。そのため、スキン生成光の非ＴＩＲ部分は、矩形ロッド内の非ＴＩＲ部分のちょうど半分である。非ＴＩＲ損失は、円形ロッド及び矩形ロッドに関して分析的にモデル化されている。壁から距離ｘで光が生成されると想定すると、非ＴＩＲ部分は、比ｘ／ｒで表されるように、壁との相対距離によって増加し、これは、円形ロッドの場合のみにあてはまる。更に、驚くべきことに、約ｘ／ｒ＝０．４までは、矩形ロッドと比べて円形ラウンドの場合に、より低い非ＴＩＲ損失が存在するようである。直径２ｍｍの円形ロッドの場合、これは、０．４ｍｍの深さまでである。
上述の考察は、ルミネッセンス集光器の下流の光学要素としての本質的に塊状のＣＰＣに適用されるだけでなく、ドーム、楔形構造、中空ＣＰＣなどの他の光学要素にも適用され得る。
それゆえ、本発明は、一態様では、光源光を供給するように構成された光源と、細長い光透過性本体を備えるルミネッセンス要素であって、細長い光透過性本体が側面を有する、ルミネッセンス要素と、を備える照明デバイスであって、（ｉ）細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、（ｉｉ）側面が、半径（ｒ）を有する曲率を有し、（ｉｉｉ）ルミネッセンス材料の密度は、１つ以上の放射波長において、光の少なくとも５０％など、少なくとも６０％など、少なくとも７０％のような、特に、光の少なくとも８０％などが、側面から第１の長さ（ｘ）内で吸収されるように選択される（特定の実施形態では、特にｘ／ｒ≦０．４が適用される）、照明デバイスを提供する。細長い光透過性本体は、放射入力面及び第１の放射出射窓を有する。ルミネッセンス材料は、放射入力面で受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されており、ルミネッセンス要素は、ルミネッセンス材料放射の少なくとも一部を第１の放射出射窓で変換器放射としてアウトカップルするように構成されている。細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体の長さを規定する第１の面及び第２の面を有し、側面は放射入力面を有し、第２の面は放射出射窓を有する。
中空の光透過性本体の場合、又は、本体の外側領域の高いルミネッセンス材料密度と、本体のより内側のコアなどの部分におけるより低い密度（ゼロを含む）とを有する光透過性本体の場合、ルミネッセンス材料の密度は、吸収されない放射が本体から出るが、再び吸収され得るため、より低くてもよい。それゆえ、光透過性本体の空洞の内側からではなく外部から側面への垂直照射を想定すると、ルミネッセンス材料の密度は、放射の少なくとも５０％など、光源の放射の少なくとも６０％など、少なくとも７０％のような、特に少なくとも８０％が吸収されるように選択されてもよい。ここで、垂直放射は特に、比較的高い密度を有する第１の領域を通って伝搬することと、本体の別の部分から発出する前に、比較的高い密度を有する第２の領域を通って伝搬することも含んでもよい。それゆえ、特定の実施形態では、この構成でも、ルミネッセンス材料の密度は合計で、少なくとも５０％、少なくとも６０％など、少なくとも７０％のような、特に少なくとも８０％が、（外側の）側面からの第１の長さ（ｘ）内で吸収されるように選択されてもよく、特定の実施形態では、特にｘ／ｒ≦０．４が適用され、ここで、ｒは、中空の光透過性本体の外側表面の半径を指す。
そのような要素により、透過性本体が、透過性本体に含まれるルミネッセンス材料によって少なくとも部分的に変換された光源光で照明されるときに、透過性本体から出る光をより効率的な方法で供給することが可能となり得る。アウトカップリングは、矩形断面を有するルミネッセンス本体でより大きくてもよい。
特に、ルミネッセンス材料の密度は、１つ以上の放射波長において、光の少なくとも５０％、少なくとも６０％など、少なくとも７０％のような、特に少なくとも８０％が、側面から第１の長さ（ｘ）内で吸収されるように選択され、特にｘ／ｒ≦０．４が適用される。
実施形態では、半径（ｒ）は、０．１〜２００ｍｍ、０．２〜２００ｍｍなど、特に０．２５〜５０ｍｍのような、０．５〜５０ｍｍなどの範囲から選択される。青色光源が適用される場合、特にルミネッセンス材料は、青色を吸収する。又は、他の方法では、ルミネッセンス材料が青色を吸収する場合、特に、青色を放出する光源が適用されてもよい。特定の実施形態では、ルミネッセンス材料の密度は、青色の光の少なくとも９０％が、側面から第１の長さ（ｘ）内で吸収されるように選択され、ｘ／ｒ≦０．４が適用され、第１の長さ（ｘ）は、５ｍｍ以下である。特定の実施形態では、ｘ／ｒ≦０．２などｘ／ｒ≦０．３である。しかし、特に、ｘ／ｒ≧０．０２などｘ／ｒ≧０．０１である。
ここで、特に少なくとも側面が、光源によって照射されてもよい。
上述のように、側面は、半径（ｒ）を有する曲率を有する。１つの面が湾曲している矩形を有する本体の場合など、本体が、複数の側面を有する場合、少なくとも湾曲した側面が、光源によって照射されてもよい。１つ以上の側面が、異なっていてもよく又は同様であってもよい、半径を有してもよく、特に、それらは同じであってもよい。半径は特に、本体軸に関連して規定される。更に、側面が複数の曲率を有してもよい。しかし、一般に、単一の側面の場合、異なる曲率の数は限定されるか、又は半径は、（平均値から約５％以内で互いに異なるなど）限定された範囲内に見出され、又は単一の半径値のみが存在する。
特定の実施形態では、側面は凸形状を有する。更に、特に複数の凸状の側面が利用可能であってもよい。しかし、また他の実施形態では、曲率を有する単一の側面が本質的に存在する。これは特に、円形断面を有するロッドが適用される場合にあてはまる。
実施形態では、ルミネッセンス要素の細長い本体は特に、第１の側面及び第２の側面を有し、これらの一方が凸状であり、これらの一方が凹状であり、後者は空洞を画定する。例えば、これは、凹形状又は凸形状の本体が適用される場合に当てはまり得、これによって、凸状及び凹状の側面の一方が、実施形態では利用可能であってもよい。特に、実施形態では、細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体によって囲まれた空洞を有する管形状を有してもよい。更により高いアウトカップリング効率のために、空洞は、（別の材料で）充填されてもよい。それゆえ、実施形態では、空洞の少なくとも一部、特に空洞の全体が、細長い光透過性本体の材料の組成とは組成が異なる光透過性材料を含む。特定の実施形態では、空洞内の光透過性材料は、光透過性本体の光透過性材料以下の（ただし空気よりも高い）屈折率を有する。好適な充填材の一例は、ＭｇＦ２若しくはＣａＦ２、シリコーン、ガラス、若しくは尖晶石のような透明セラミック、多結晶アルミナ若しくはサファイア、ＹＡＧ、又は、第１の本体材料と同様であるが蛍光体を含まない材料のうちの１つ以上を含んでもよい。材料は、透明であるべきであるが、非晶質、多結晶、又は単結晶であり得る。
このようにして、ルミネッセンス材料の密度が高い（仮想の）外側シェル、及びルミネッセンス材料の密度がより低い（ルミネッセンス材料を本質的に含まない）コアによって本体が得られてもよい。例えば、セリウム含有ガーネットが、セリウムなしで本質的に同じガーネットの充填材を有する、管として提供されてもよい。シェル内のより高い密度のルミネッセンス材料と、コアにおけるより低い密度（ゼロを含む）を有するルミネッセンス材料のコア−シェル構成を有するそのような本体は、実施形態では、高い密度を有するが、全ての領域が本質的に同じ密度を有する１つ以上の特定の領域と、低い密度（ゼロを含む）を有するが、全ての領域が本質的に同じ密度を有する１つ以上の特定の領域とによって本質的に規定される分布を有してもよい。これは、実施形態では、一種のバイナリ分布であってもよい。他の実施形態では、分布は、比較的高い密度の領域から比較的低い（実施形態では０を含む）密度へと徐々に低減する階調を有してもよい。
特定の実施形態では、空洞内の光透過性材料は、光透過性本体の材料と実質的に等しい屈折率を有する。このことは、境界面に光の散乱が実質的に存在しないことを可能にし得る。そのようなシステムは、例えば、セリウムの有無にかかわらず、それぞれがモノリシック構成要素に共焼結される開始材料（未加工の塊など）を共押出成形することによって実現することができる。
それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体の全体にわたる屈折率は、本質的に一定であってもよいが、賦活剤（三価セリウムなど）は本質的に、放射入力面（光入射窓又は光入射面としても示され得る）として構成されるシェルにのみ存在してもよい。
細長い本体は、上述のように、管状であってもよい。しかし、細長い本体はまた、塊状であってもよく、例えば、本質的に円形の断面を有してもよい。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と、伸長軸（ＢＡ）と垂直な円形断面とを有する。
ここで、特に細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定する、第１の面（又は「第１の端面」）及び第２の面（又は「第２の端面」）を有し、側面は、放射入力面を有し、第２の面は、放射出射窓を有する。
例えば、中実円形の細長い光透過性本体を想定すると、ロッドの「スキン」で生成された光が、一種の光ガイドとして作用する細長い光透過性本体によって運ばれ得る。主軸（「本体軸」若しくは「伸長軸」）と位置合わせされた光又は小さな角度で主軸と位置合わせされた光は、ＣＰＣを介してアウトカップルされる。また、大部分がロッドの周縁に沿って移動し、わずかな部分のみが主軸に沿って移動する光もあるため、これらの光線は、一種のねじパターンに従う。これらの光線がＣＰＣによってアウトカップルされるときに、光線は、軸線（ｚ）方向に対して非常に大きな角度にあり、エタンデュの値を大きくする。しかし、エタンデュの小さな値が、モジュールの良好な性能には不可欠である。ｎ＿ＣＰＣ＜ｎ＿ｒｏｄの場合、ロッド内の光の多くは、側部を経て（非ＴＩＲ）、又は外側端部（ＴＩＲ−突端）を経てロッドから出られず、この光は「閉じ込められる」。尾部の側部若しくは平坦な表面又はＣＰＣでの反射は、閉じ込められた光線のこの特性を変化させない。散乱（体積散乱又は表面散乱）は、閉じ込められた光線が側部又はＣＰＣのいずれかに出られるように方向を変化させることができる。原理的に、これら２つの経路上の閉じ込められた光のランダム散乱による再分配は、非ＴＩＲ光及びＴＩＲ−突端光の立体角に応じた重み係数を有する。それゆえ、閉じ込められた光の一部が、側部に向かって失われる。
それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、及び／又は相対的に高い効率を有し得る、ルミネッセンス集光器を備える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、又は有用な代替物を提供する、という目的を有し得る。
驚くべきことに、ロッドの一方又は両方の端部に小平面が形成されている場合、「ねじれる」光線は、小平面のうちの１つで反射した後に、主軸とより良好に位置合わせされる。それにより、閉じ込められた光の再分配は、もはや「ランダムに」は非ＴＩＲ及びＴＩＲ−突端にならず、ＴＩＲ−突端部分は増加し、それによりモジュールの効率が向上する。また、出力光のエタンデュが向上する。しかし、同時に、ミラーに向かって軸方向に進んでいる光は影響を受ける。小平面の傾斜が大きすぎる場合、小平面の形成は、全体性能に最終的に負の影響を及ぼし得るため、小平面間の屈曲部で少なくとも約１００°、少なくとも約１２０°などの頂角、例えば１７０°の頂角に至る小さな角度が要求される。更に、驚くべきことに、ロッドの一方の外側端部にミラーを配置するためには、数を可能な限り少なくする（４つだけの小平面であり得る）ことが有用であり得るようである。小平面の数を更に少なくする場合、小平面の効果が変化し、性能の向上が小さくなる。ロッドの端部に単一の小平面があるのは極端な場合であり、このことは、ロッドの端部が側部と垂直ではなく、傾斜していることを意味する。このことは、ミラーの容易な固定を可能にするが、効率が低いと思われる。ロッドの突端端部（出射窓を有する端部）ではまた、ＣＰＣがロッドよりも低い屈折率を有する場合、ロッドに小平面が形成された構造も有用である。実施形態では、ＣＰＣは、小平面間に薄い接着層を有するように、同じ小平面によって成形されることができる。閉じ込められた光は、ロッドの上下に跳ね返ることができ、外側端部の一方での各反射によって、光の方向は、ｚ軸とより位置合わせされる。中空又は中実の円形又は楕円形ロッドの場合、同様の小平面が可能であり、一般的に、縁部により多くの小平面、ロッドの端部の中心により少ない小平面を有するのが合理的である。同じ解決策は、矩形ロッドの場合に、ロッドの中心にて一体化／消失する小平面に適用することができる。それはまた、中実の矩形ロッド及び中空の矩形ロッドにも適用されるようでもある。それゆえ、実施形態では、ＣＰＣは特に、細長い光透過性本体の形状と一致するように同じ小平面を伴って成形される。それゆえ、ＣＰＣは、光透過性本体に直接取り付けられてもよく、又はそれらの間の薄い接着層によって結合されてもよい。あるいは、ＣＰＣは、特定の用途で有利となり得る、細長い光透過性本体とは異なる周縁形状を有する。それゆえ、実施形態では、円形断面又は非円形断面（又は非管状断面）を有する細長い光透過性本体の１つ以上の端部に小平面を使用するのが、有利なようである。
それゆえ、一実施形態では、ルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体を備え、細長い光透過性本体が側面を有し、（ｉ）細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、（ｉｉ）細長い光透過性本体が、細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定する第１の面及び第２の面を有し、（ｉｉｉ）第１の面及び第２の面の１つ以上が、表面変調を含む平面を有し、それによって、それぞれの平面に対する異なる変調角度（β）を作り出す。
上述のように、そのようなルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体からの光のアウトカップリングの増大を可能にし得る。特に、平面は、少なくとも２つの表面変調、例えば、楔形状の第１の面又は第２の面を有する。更に特には、平面は、正方角錐形状の第１の面又は第２の面など、少なくとも４つの表面変調を有する。しかし、例えば、４つの表面変調によって、２つの面が上面を形成し、２つの面が空洞を形成する、一種のチェッカーボード構造又はサドル形状構造が設けられ得る。しかし、多小平面形状及び湾曲形状を含む、より多くの形状が可能である。更に、第１の面又は第２の面は、例えば、正方形、長方形、円形、卵形、環状などから選択される断面形状を有してもよく、当該断面形状は、変調を作り出すための異なるオプションを更に追加する（以下も更に参照）。
特定の実施形態では、平面は、変調としてｎ／ｃｍ２の小平面を有し、ｎは、１〜１０００など、１〜１０，０００の範囲から選択される。特に、少なくとも２つの小平面が、異なる変調角度（β）を有する。それゆえ、互いに異なる変調角度を有する２つ以上のサブセットが存在してもよいが、サブセット内では、変調角度は同一であってもよい。
しかし、いくつかの実施形態では、少なくとも４つの小平面が、アウトカップリング及び／又はビーム形状を既に向上させ得るようであり、利得の実質的な増大が見出された。円形ロッドの場合、１つの小平面が機能し得るが、シミュレーションでは、少なくとも４つの小平面が、アウトカップリング及び／又はビーム形状に望ましい影響を及ぼし得ることが明らかになった。円形ロッド、すなわち円筒形状本体の場合、小平面は、特に半径方向に向けられる。矩形ロッドの場合、単一の小平面でも、特に、少なくとも２つ、少なくとも４つなど小表面が、利得に好ましい効果をもたらし得る。
特定の実施形態では、特に、湾曲した変調が適用される場合、平面は、少なくとも４つの異なる変調角度（β）を有してもよい。
更に、細長い光透過性本体が、丸い断面を有するなど（円形ロッド）、曲線を含む断面を有する場合、変調は、特に半径と平行であり、半径に対する角度を有するようには構成されないようである。換言すれば、変調は、半径方向に向けられてもよく、特定の実施形態では、本質的に半径方向のずれを有していなくてもよく、特に、このことは、少なくとも１０のような相当な数の小平面が適用されるときに実現され得る。４つ（又はそれ以上）の小平面など、限られた数の小平面が適用されるときに、小平面の半径方向のいくらかのずれが存在してもよい。それゆえ、特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）を有し、側面は、半径（ｒ）を有する曲率を有し、変調は、０〜９０°、０〜８０°など、０〜４５°など、特に０〜３５°のような、実施形態では、０〜２０°のような、例えば０〜１０°など、約０°±５°など、０°±２°のような範囲から選択される、伸長軸（ＢＡ）の垂線（ｒ１）に対する角度（γ）を有する。特に、角度（γ）は０°超である。オプションとして下流の反射器と組み合わされた、第１の面の小平面の場合、２５〜３５°程度の角度が有益なようである。第２の面の小平面が、より大きな相互角度を有してもよい。
特に、用語「小平面」は、平坦な小平面を指す。特定の実施形態では、小平面は湾曲していてもよい。例えば、円形の断面形状を有する本体の第１の表面又は第２の表面に約４つなどの限られた数の小平面を適用する場合、実施形態では、そのような小平面は湾曲していてもよい。
ここで、特に細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定する第１の面及び第２の面を有し、側面は、放射入力面を有し、第２の面は、放射出射窓を有する。
それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、及び／又は相対的に高い効率を有し得る、ルミネッセンス集光器を備える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、又は有用な代替物を提供する、という目的を有し得る。
一実施形態では、ルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体を備え、細長い光透過性本体が側面を有し、（ｉ）細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、（ｉｉ）細長い光透過性本体が、長さ（Ｌ）を有し、（ｉｉｉ）細長い光透過性本体が、長さ（Ｌ）の少なくとも一部にわたって中空であり、それによって空洞を画定している。
中空の細長い本体は、塊状の細長い本体よりも高い効率のアウトカップリングを有し得るようである。特に、このことは、本質的に円形の断面を有する細長い本体に適用されてもよいが、非円形の断面にも適用されてもよい。
それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、多角形断面を有し、細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体によって囲まれた空洞を含む。又は、換言すれば、細長い光透過性本体の材料は、細長い本体の材料が少なくとも部分的に囲む空洞が存在するように構成される。
また他の実施形態では、細長い光透過性本体は管形状である。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体によって囲まれた空洞を有する管形状を有する。
特に、空洞は、細長い光透過性本体の断面と同じ対称性を有する断面を有する。それゆえ、円形断面を有する管形状の細長い本体はまた、円形断面を有する空洞を有してもよい。同様に、多角形断面を有する細長い本体はまた、多角形断面を有する空洞を有してもよい。空洞は、細長い光透過性本体の断面と同じ対称性を有する断面を有するとは限らないことに留意されたい。更に、空洞の縁部が、細長い光透過性本体の縁部と本質的に平行に構成されてもよい。しかし、細長い光透過性本体がテーパ状である場合、実施形態では、空洞の縁部と細長い本体の縁部は、必ずしも平行でなくてもよい（以下を参照）。更に、空洞は、細長い本体と同じ長さを有してもよく、又はより短い長さを有してもよい。一般に、少なくとも一方の端面（本明細書の実施形態では、第１の面及び第２の面としても示される）にて、細長い本体は、（花瓶のように）空洞への開口部を有してもよい。
アウトカップリングの更なる向上が、空洞が光透過性材料を含む場合に達成され得る。それゆえ、実施形態では、空洞の少なくとも一部、特に空洞の全体が、細長い光透過性本体の材料の組成とは組成が異なる光透過性材料を含む。特定の実施形態では、空洞内の光透過性材料は、光透過性本体の光透過性材料以下の屈折率を有する。好適な充填材の一例は、ＭｇＦ２若しくはＣａＦ２、シリコーン、ガラス、若しくは尖晶石のような透明セラミック、多結晶アルミナ、サファイア、ＹＡＧ、第１の本体の材料と同様の材料（例えば、光透過性本体がガーネットを含む場合、充填材もまたガーネットを含んでもよいが、１つ以上の他の成分をベースとする）又は、特に蛍光体を有していない、同一の材料（例えば、同じガーネット材料）のうちの１つ以上を含んでもよい。材料は、特に透明であるべきであるが、非晶質、多結晶、又は単結晶であってよい。
現在のＨＬＤの欠点は、青色の漏れを利用して白色光を作れないことである。しかし、本発明では、例えば、外側ロッド及び内側ロッドを用いて黄色光（緑色＋青色）を作ることにより、青色を生成することができる。特に、ロッドが光学的に接触しないか又は接触するかしないかであると、効率は、より高くなり得る。
黄色ロッド内に置かれた光ガイドの正面に高パワー青色ＬＥＤ／レーザを置くことにより、青色光が追加され得る。又は、４０５ｎｍのポンプ用ＬＥＤと共に中心に青色のＨＬＤロッドを使用することができる。ロッドの端部では、必要に応じて光の混合が行われ得る。劇場照明及びステージ照明の場合、ビーマー（beamer）のために一般的に要求されるような１６ｍｍ２ｓｒのエタンデュは必要ない。５００ｍｍ２ｓｒのエタンデュは、十分であり得、比較的大きな断面積を有する本体によって得られ得る。エタンデュが大きいほど多くの（低パワー）光源が本体を励起させることができる。更に、円筒形ロッドが、より容易に、よって、より確実にも製造され得ると思われる。
様々な直径の円筒状ロッドを互いに取り付けることにより、高価なダイクロイックミラーを使用せずに白色光を生成することができる。スペクトルの調整さえもできる。また、それは、円形ロッドの作製が原理的により安価で行われるため、効率的かつ費用対効率の高い方法で行われ得る。外側は容易に研磨され得るが、内側は、小さく長いロッドの場合に研磨がより困難となり得る。それでもなお、内側ロッドの散乱は、外側ロッドにおける散乱よりも悪影響を及ぼさないと思われる。
光のインカップリングを容易にするために、管直径は、少し大きくされた後に、突端に向かってわずかにテーパ状になり得る。第１のシミュレーションが、光を本質的に失わずに、相対直径１．００から相対直径０．６０に向けてテーパリングする（すなわち、突端に向かって直径が４０％減少する）ことが可能であることを示す。更に、所望の方向に向かう光を少し多く抽出することが有益であり得る。
円形形状の使用は、照明用途に有利である本質的に円形の光分布を意味し得る。矩形の中空管も、一緒にされてもよい。異なる円形管からの有色光を混合するために、特にインテグレータロッドなどの積分要素を使用することができる。例えば、ＦｌｙＥｙｅ光学系を使用してもよい。オプションとして、積分要素は、細長い光透過性本体によって構成される（すなわち、特に、細長い光透過性本体に一体化される）。また、光を適切に混合するために、この円形の組み合わせをまず透明管の小片（矩形又は異なる形状の多角形）に取り付けた後に、ＣＰＣなどのコリメータ、又はドーム形状の光学要素などの他の光学要素を取り付けることができる。
それゆえ、ルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体に光学的に結合される、ＣＰＣなどの光学要素を更に備えてもよい。しかし、また他の実施形態では、光学要素は、細長い光透過性本体に光学的に結合される複数の（すなわち２つ以上の）光ファイバを含む。また更なる実施形態では、光ファイバの出力側は、ＣＰＣなどのコリメータ、又はドーム形状の光学要素などの他の光学要素のような、また別の光学要素に結合されてもよい。
それゆえ、ルミネッセンス要素は、複数の細長い光透過性本体を備えてもよい。実施形態では、単一の光透過性本体が、光源と一緒に白色光を供給してもよい。しかし、上述のように、一般に単一の光透過性本体及び１つ以上の（放射的に結合される）光源が特に、有色光を供給するように構成されてもよい。それゆえ、複数の細長い光透過性本体が適用される場合、これは、例えば、（照明デバイスの第１のモードで（以下を更に参照））白色光を供給するために使用されてもよい。それゆえ、単色系、多色系、オフＢＢＬ、又は非白色ポイントの発光ルミネッセンス要素が設けられてもよい。
特に、上述のように、中空の細長い光透過性本体が適用されるとき、より小さな本体が、より大きな本体の空洞内に構成されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、本発明はまた、先行する請求項のいずれか一項に記載のルミネッセンス要素であって、複数の細長い光透過性本体を備え、各細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、（ｉ）複数の細長い光透過性本体が、例えば、（ａ）細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）、（ｂ）ルミネッセンス材料のタイプ、（ｃ）ルミネッセンス材料の密度、（ｄ）細長い光透過性本体にわたる密度分布、及び（ｅ）ルミネッセンス材料のホストマトリックス、のうちの１つ以上で異なってもよく、（ｉｉ）各細長い光透過性本体が、伸長軸（ＢＡ）を有し、（ｉｉｉ）細長い光透過性本体のうちの１つ以上が、空洞を含み、細長い光透過性本体が、コア−シェル構成で構成されており、より小さな細長い光透過性本体が、より大きな細長い光透過性本体の空洞内に少なくとも部分的に構成されており、伸長軸（ＢＡ）同士が、平行に構成されている、ルミネッセンス要素も提供する。代わりに又は加えて、細長い光透過性本体はまた、実施形態では、１つ以上の直径及び壁厚で異なっていてもよい。
細長い光透過性本体の長さは、本質的に同じであってもよく、又は異なっていてもよい。
特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、側面を有し、隣接する細長い光透過性本体の側面が、物理的に接触していないか、又は側面それぞれの表面積の最大１０％のみにわたって物理的に接触している。
特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定する第１の面及び第２の面を有し、側面は、放射入力面を有し、第２の面は、放射出射窓を有する。
本明細書に示されるように、ルミネッセンス要素は、複数の光透過性本体を備えてもよい。それにより、また更なる実施形態では、本発明は、本明細書に規定される照明デバイスであって、特にシェル−コア構成で構成される複数の細長い光透過性要素を備えるルミネッセンス要素を備え、照明デバイスは、複数の光源を更に備え、１つ以上の光源が外側の細長い光透過性本体の側面に光源光を供給するように構成され、及び／又は、１つ以上の光源が１つ以上の第１の面に光源光を供給するように構成され、１つ以上の第１の面が端面であり、及び／又は、１つ以上の光源が内側の細長い光透過性本体の空洞内に構成され、内側の細長い光透過性本体の側面に光源光を供給するように構成される、照明デバイスを提供する。それゆえ、実施形態では、１つ以上の光源が、外側（シェル）の細長い光透過性本体の外側面に光を供給するように構成されてもよい。代わりに又は加えて、実施形態では、１つ以上の光源が、内側（シェル）の細長い光透過性本体の内側面に光を供給するように構成されてもよい。
実施形態では、複数の細長い本体は、細長い本体が物理的に分離されなくてもよいが、例えば２成分押出成形又は２成分射出成形などによって実現された異なるホストマトリックスのみを有する、モノリシック体によって構成されてもよい。他の箇所も参照されたい。
特に、第１の動作モードでは、照明デバイスは、白色光を供給するように構成される。しかし、照明デバイスはまた、（実施形態では別の動作モードで）有色光又は赤外光も供給するように構成されてもよい。特に、２つ以上の細長い本体が適用される場合、実施形態では、照明デバイス光（すなわち、照明デバイスから発出する光）のスペクトル分布が、制御可能であってもよい。
それゆえ、実施形態では、少なくとも２つの細長い光透過性本体が、異なるスペクトル分布を有するルミネッセンス材料光を供給する。これは、例えば、広範なスペクトル分布などを有する、例えば有色光を供給するために使用されてもよい。特に、照明デバイスは、照明デバイス光のスペクトル分布を制御するように構成された制御システムを更に備えてもよい。「異なるスペクトル分布を有する」という文言は、実施形態では、互いに少なくとも２０ｎｍなど少なくとも１０ｎｍの位置にある波長にて、強度平均された放出最大値を有するスペクトル分布を指し得る。
複数の細長い光透過性本体を有するルミネッセンス要素が、複数の光学要素を含んでもよい。これらは、放射出射面の下流に構成されてもよい。しかし、光透過性本体のうちの１つ以上の下流に構成された一体型の光学要素も使用されてもよい。このことは、コア−シェル構成にとって有用であり得るが、複数の細長い光透過性本体が束状構成で配置された構成にとっても有用であり得る。
それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、光学要素を更に備えてもよく、光学要素は、第１の壁及び第１の壁を囲む第２の壁を有し、それによって、環状断面を有する光学要素を画定しており、光学要素は、放射入射窓及び放射出射窓を有し、放射入射窓は、複数の細長い光透過性本体と光学的に結合される。そのような光学要素は、溝付き管又はバントケーキ型のような形状を有してもよい。しかし、例えば、光透過性本体から離れる方向にテーパリングする、他のオプションも可能であり得る（以下を参照）。
ＬＥＤベースの投影の場合、第１世代の高ルーメン密度モジュールは、矩形断面を有するルミネッセンス集光ロッドをベースに開発されてきた。この形状は、ロッドに光をインカップルし、ロッドを冷却するのに便利であるので選択されたが、投影に使用されるパネルのアスペクト比と合致させるように選択することもできる。しかし、より低コストの解決策、他の寸法、他の形状、スペクトル調整オプション、及びより頑丈なモジュールアーキテクチャに対する、強い要望が存在する。
典型的に、例えば光変換用の、個々のロッドがワイヤ切断、研削、及び研磨によって作り出される（チョクラルスキー法）単一の結晶ブールが、溶融物から引き上げられる。典型的に、正方形又は長方形のロッドが、このようにして製造され、投影エンジン用の第１世代の高ルーメン密度（ＨＬＤ）光源としても使用される。新規な製造技術は、新しい断面形状を可能にする。マイクロ引き下げ法によって、ほとんどあらゆる断面形状の単結晶線状構造体が作り出され得る。押出成形による多結晶材料の場合、様々な形状が作り出され得るが、集光器構造体に関しては殆どの場合で追加の研磨工程が要求される。単結晶材料の多様な断面形状を製造することが可能なようである。
好適なルミネッセンス集光器が、矩形断面を有するロッドを側部から励起させる複数の光源を有する細長い本体をベースにしてもよい。
そのような構成には、望ましいとは限らない場合があるいくつかの問題が存在し得る。
１．ルミネッセンスロッドは、例えば、後続の研削及び研磨を伴う切断によって大きな単結晶体から製造される場合があり、非常に高い加工コストをもたらす。
２．ロッドの４つの側部に関連する４つのエスケープコーンにより、光損失が比較的多い。
３．他の用途は、光源の他の形状の発光表面領域を必要とする。これは、例えば、（例えば、顕微鏡照明のために）（円形の）光ファイバへの効率的なインカップリングのために、又は（画像の追加投影による）照明へのコンテンツ追加のために、スポットランプの場合に円形ビームが好まれるからである。
４．矩形ロッドの位置決めが困難である。これは、適度に高いカップリング効率を達成するために、矩形ロッドがポンプＬＥＤから非常に近い距離に取り付けられる必要があるからである。
５．ポンプＬＥＤの最大輝度が、複数のチップスケールパッケージＬＥＤのアレイによって達成され得、これらのダイは全て、トップ放出に隣接するサイド放出を示すので、横方向に放出された光の比較的高い損失により、カップリング効率の固有の不利益が存在する。
６．光源スペクトルを全体的に調整するためにスペクトル的に異なる変換器を適用するのは、変換器の配置に関する実際的な問題により、非常に緻密である。
前述のようなこの代替的な単結晶製造手法は、表面研削及び研磨がもはや必要とされず、多結晶性変換器では届かないルミネッセンス集光体の全く新しい形状を可能にする製造技術を提供し得る。
それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、及び／又は相対的に高い効率を有し得る、ルミネッセンス集光器を備える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、又は有用な代替物を提供する、という目的を有し得る。
ここに提示されるような新しい変換器形状及びモジュールアーキテクチャでは、これらの欠点の大部分又は全てが、克服され得るか又は大幅に低減され得、コストが非常に削減されるか又は性能特性が非常に向上した、高輝度光源がもたらされる。とりわけ、本明細書では、特定の断面形状を有するルミネッセンス集光体が提案され、カップリング効率の向上、光抽出の向上、冷却の向上、変換器取り付けの向上、モジュール組立の向上、及び／又は当該特定の断面形状に関連する特徴による光源ロバスト性の向上を可能にする。とりわけ、細長い光透過性本体及び／又はそのような本体を備える照明デバイスの以下の特徴のうちの１つ以上が含まれ得る。
−変換器の線形空洞内にポンプＬＥＤ及び／又はレーザダイオードを埋め込むこと（及びそれによって、ルミネッセンス変換器へのポンプ光のカップリング効率を向上させる）、
−高輝度モジュール内に変換器本体を位置決め／位置合わせすること、
−ポンプＬＥＤ及び／又はレーザダイオードから変換器までの距離を規定すること（例えば、ルミネッセンス変換器内へのポンプ光のカップリング効率を最適化するために、及び／又はルミネッセンス変換器からＬＤのＬＥＤを経てヒートシンクに至る熱伝達を最適化するため）、
光抽出コーンを４つから２つに減らし、光損失を減らし、よってモジュール性能を高めること、
−複数の変換器を互いに隣接して又は互いの内部に取り付け、光源出力のスペクトル調整を可能にすること、
−ルミネッセンス変換器に対してポンプＬＥＤ又はポンプＬＤを位置合わせすること、
−ルミネッセンス変換器からポンプＬＥＤ又はポンプＬＤの基材への熱伝達（を制御すること）、
−ルミネッセンス変換器からポンプＬＥＤ又はポンプＬＤを経てヒートシンクに至る熱伝達（を制御すること）（これらの構成要素間の熱接触を確実にすることによる）。
１つ以上の別個の利点を可能にする特定の変換器断面プロファイルは、Ｉ字形状、Ｏ字形状、Ｔ字形状、Ｕ字形状であり、この解決策によって、より複雑なバージョンが提供され得る。
ＬＥＤ及び／又はレーザで励起された変換器放出をレーザ放出と組み合わせる特定の構成が、中空の変換器を有するいくつかのアーキテクチャによって可能となり、本発明の範囲の対象である。
一実施形態では、ルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体を備え、細長い光透過性本体が側面を有し、（ｉ）細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、（ｉｉ）側面が、空洞又は突起を含む。
そのような細長い要素は、空洞内に他の要素を配置することを可能にし、及び／又は、更に他の要素との機能的な結合を可能にする。
それゆえ、実施形態では、（照明デバイスの）細長い光透過性本体は空洞を含み、１つ以上の光源が、空洞内に少なくとも部分的に構成される。
また他の実施形態では、（照明デバイスの）細長い光透過性本体は突起を含み、照明デバイスは、突起の少なくとも一部を受け入れるように構成された受容要素を更に備える。受容要素は、ホルダとすることができる。他の実施形態では、受容要素は、ヒートシンクであってもよく（それゆえ、実施形態では、ホルダとしても構成されてもよく）、又はヒートシンクに（熱的に）結合されてもよい。それゆえ、受容要素は、細長い光透過性本体の位置合わせ及び／又は細長い光透過性本体から受容要素への熱エネルギーの伝達のために、突起の少なくとも一部を受け入れることができる。
同様に、（照明デバイスの）細長い光透過性本体は空洞を含み、照明デバイスは、空洞の少なくとも一部に入るように構成された突出要素を更に備える。突出要素は、ホルダとすることができる。突出要素は、ホルダとすることができる。他の実施形態では、突出要素は、ヒートシンクであってもよく（それゆえ、実施形態では、ホルダとしても構成されてもよく）、又はヒートシンクに（熱的に）結合されてもよい。それゆえ、突出要素は、細長い光透過性本体の位置合わせ及び／又は細長い光透過性本体から突出要素への熱エネルギーの伝達のために、空洞内に少なくとも部分的に受け入れられ得る。
それゆえ、実施形態では、光源は、１つ以上の基材に構成されてもよく、１つ以上の基材は、ヒートシンクとして構成されるか、又はヒートシンクと熱的に結合される。代わりに又は加えて、実施形態では、１つ以上の反射器が、１つ以上の基材に構成されてもよく、１つ以上の基材は、ヒートシンクとして構成されるか、又はヒートシンクと熱的に結合される。空洞及び突起の使用は、空間を低減するとともに本体との望ましくない光学的接触を低減させ得る、特徴の組み合わせを可能にする。
実施形態では、細長い光透過性本体は、卵形状（又はＯ字形状）、Ｕ字形状、Ｔ字形状、Ｉ字形状、及びＨ字形状からなる群から、実施形態では、Ｔ字形状、Ｉ字形状、及びＨ字形状からなる群から選択される断面形状を有する。また他の実施形態では、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）を有し、細長い光透過性本体は、卵形状及びＵ字形状からなる群から選択された、伸長軸（ＢＡ）と垂直な断面形状を有する。それゆえ、卵形状は中空であってもよい。用語「形状」は、特に断面形状を指す。卵形の本体を放射で照射するために、特に側面のこれらの部分は、より大きな半径で適用されてもよい。
実施形態では、空洞は、少なくとも０．５ｍｍなど少なくとも０．２ｍｍの幅と、少なくとも０．１ｍｍなど少なくとも０．０２ｍｍの深さと、少なくとも５ｍｍなど少なくとも１ｍｍの長さとを有してもよい。空洞寸法は、約０．１〜１０ｍｍ３の範囲から選択される容積を有してもよい。そのような空洞は、例えば、ＬＥＤ又は複数のＬＥＤを受け入れることができる。
空洞は、例えば、複数の光源を受け入れるためのトレンチとして構成することができる。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、（ｉ）複数の空洞、（ｉｉ）１つ以上の細長い空洞、（ｉｉｉ）複数の突起、及び（ｉｖ）１つ以上の細長い突起、のうちの１つ以上を含む。
空洞は、（１）（基材に）取り付ける最中にポンプ光源を位置合わせすること、（２）ＬＥＤ又はＬＤなどの光源によって本体を冷却させるために本体と（上面を介して）熱接触しているポンプ光源を有すること、及び（３）細長い光透過性本体からヒートシンクへの熱伝熱を可能にするために、細長い光透過性本体と、ＬＥＤ（又はＬＤ）を支える基材又はヒートシンクとの間の直接的な熱接触を可能にすること、のうちの１つ以上のために使用されてもよい。
実施形態では、細長い光透過性本体は、当該長さの少なくとも一部にわたってテーパ状になってもよい。特に、放射出射窓は、テーパ状になる部分にある。特定の実施形態では、側面が端面に対して傾斜している。完全なテーパリングは、円錐又は角錐の場合など、側面と端面が本質的に同一である変形例をもたらし得ることに留意されたい。
特定の実施形態では、テーパリングは、光が伝搬し得る断面平面がテーパリングにわたって本質的に一定のままであるようなものである場合に有益なようである。そのような状況は、中空本体を使用するときに達成されてもよく、外側平面のテーパリングは、（空洞の）内部平面のテーパリングよりも小さくてもよい。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な管状断面を有し、管状の細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な断面積を一定に維持しながら、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる。しかし、更に他の実施形態では、断面積は、（増大する）テーパ状によって、例えば、最大２０％（すなわち、最も広い部分又は改変されていない部分の断面積の８０％）の低減を伴って低減してもよい。これは、再利用が、利得を更に向上させ得るからである。また更なる実施形態では、断面積は、（増大する）テーパリングによって更に低減してもよい。
更なる特定の実施形態では、テーパリングが、（ｉ）光が伝搬する断面平面の領域、及び（ｂ）伝搬する光の発散の結果が、テーパリングにわたって本質的に一定のままであるようなものである場合に有益であり得る。そのような状況は、実施形態では、ＣＰＣ様又は他の湾曲した壁形状が、テーパリング部分に適用されるときに達成され得る。発散は、例えば、材料内の光線を含む（ステラジアンで表される）立体角として説明され得る。
吸収が本質的にスキン内である本体が使用される場合、本体の端面では、光が、吸収を反映するように出てもよい。例えば、光が本質的に外側リングに吸収されるロッドを想定すると、端面では、リング様の強度分布が生じることになる。それゆえ、光の一部のみが出られるように、放射出射窓に反射器を配置することにより、放射出射窓において光を低い強度で反射してもよい。例えば、このようにして、５％未満、更には１０％未満の高強度領域を有する領域同士を区別することができる。
それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス要素は、第１の反射器及び第２の反射器を更に備え、
−細長い光透過性本体は、細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定する第１の面及び第２の面を有し、第２の面は、第１の放射出射窓を有し、
−第１の反射器は、第１の面に構成され、放射を反射して細長い光透過性本体に戻すように構成され、
−第２の反射器は、放射出射窓よりも小さな断面を有し、第２の反射器は、放射を反射して光透過性本体に戻すように構成される。
上述のように、細長い光透過性本体は、例えば、丸い断面を有してもよく、管状であってもよく、矩形断面などを有してもよい、などである。特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な多角形断面を有してもよい。特に、少なくとも１０面など少なくとも８面を有する多角形はまた、（光源光で励起されると）良好な効率をもたらし得る。２つ以上の細長い光透過性本体が適用されるとき、１つ以上の細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な多角形断面を有してもよい。それゆえ、代替的な実施形態では、細長い光透過性本体、又は細長い光透過性本体の１つ以上は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な円形断面を有する。更なる実施形態では、細長い光透過性本体、又は細長い光透過性本体の１つ以上は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な管状断面を有する。
更に、変形例では、細長い光透過性本体、又は細長い光透過性本体の１つ以上は、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる。上述のように、そのような変形例では、細長い光透過性本体、又は細長い光透過性本体の１つ以上は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な管状断面を有してもよく、１つ以上の管状の細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）と垂直な断面積を一定に維持しながら、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる。
中実の円筒体がテーパ状になる場合、断面積は変化している（例えば、当該長さの少なくとも一部にわたって本体軸に沿って減少する）。結果として、光線の立体角も同様に変化する（つまり、断面積が減少すると増加する）。狭くなるテーパリング管の場合、壁厚が一定のままである場合、光線が伝搬する表面積が減少するため、光線の立体角は増加する。これは、表面積と立体角の積が最良では一定であり、又は増加する、という事実の結果である。当該表面積が一定に保たれる場合、このことは、それゆえ壁厚が増加することを意味し得る。そのような場合、立体角は一定のままとなり得る。立体角と表面積の積が一定である場合、エタンデュは、本質的に保存され（＝一定であり）得、このことは、多くの実施形態で望まれる。それゆえ、実施形態では、本発明は、表面積と立体角の積が本質的に一定である構成も提供する。このことは、テーパリングの間に表面積が増加する構成も指し得る。
用語「管状」は特に、湾曲した断面、特に円形断面を有する要素を指し得る。しかし、用語「管状」はまた、矩形又は多角形の断面を有する管についても使用され得る。特に示されない限り、（管の）空洞の断面が管の壁の断面と本質的に同じ対称性を有することが想定される。
実施形態では、本体と光学要素は、同一の材料を含んでもよく、組成がわずかにのみ異なっていてもよい。例えば、実施形態では、本体は、セリウムでドープされたガーネットを含み、光学要素は、本質的にセリウムを含まない同じガーネットを含む。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、第１の組成を有する第１の材料を含み、光学要素は、第２の組成を有する第２の材料を含み、第１の組成と第２の組成は、同一の材料を含む。実施形態では、光学要素は、ルミネッセンス材料も含んでもよいことに留意されたい。
特定の実施形態では、細長い光透過性本体及び光学要素は、単結晶性又は多結晶性のセラミック体である。そのような単一体は、本明細書に記載されるプロセスによって製造されてもよい。
そのような実施形態では、光学要素よりも高い密度のルミネッセンス材料を本体内に有することが望まれる場合があり、光学要素は、例えば、ルミネッセンス材料を有していない。それゆえ、実施形態では、細長い光透過性本体は、第１の密度ｃ１でルミネッセンス材料を含み、光学要素は、オプションとして第２の密度ｃ２でルミネッセンス材料を含み、０≦ｃ２／ｃ１≦０．０１のように０≦ｃ２／ｃ１≦０．１など、０≦ｃ２／ｃ１≦１である。実施形態では、ホスト材料が同じままであり、賦活剤密度のみが変化し、用語「第１の密度」及び「第２の密度」、並びに該当する場合同様の用語は、賦活剤の密度を指す場合がある。
上述のように、特定の実施形態では、光学要素は、複合放物面集光器又は適合された複合放物面集光器を含む。
また更なる実施形態では、光学要素は、中空の光学要素を含む。また更なる実施形態では、光学要素は、塊状体を含む。中空の光学要素は特に、少なくともビーム成形のためのものであってもよく、塊状体は特に、細長い光透過性本体からの光抽出を少なくとも（更に）円滑にするためのものであってもよい。
それゆえ、特定の実施形態では、光学要素は、細長い光透過性本体からの光のアウトカップリングを円滑にするための中実体を含み、光学要素及び細長い光透過性本体は、互いに光学的に接触するように構成される。
それゆえ、本明細書に記載されるような照明デバイスは、光学要素を更に備えてもよい。光学要素は、（細長い光透過性本体の）第１の放射出射窓と光学的に結合されてもよい。光学要素は、変換器放射の少なくとも一部を受光するように構成された放射入射窓と、ビーム成形された変換器放射を光学要素から出すための放射出射窓と、を有してもよい。更に、光学要素はまた、実施形態では、光学要素が存在しない細長い光透過性本体からよりも高い効率で光学要素から出ることも可能にし得る。これは、光学要素が細長い光透過性本体からの光抽出を円滑にし得るからである。光抽出は、とりわけ、一致する屈折率によって容易となり得る。屈折率が近いほど、抽出が良好となる。更に、当該放出表面の法線からのずれが小さいほど、フレネル反射が少なくなり、それゆえ抽出がより多くなる。光放出窓上などのＡＲ（反射防止）コーティングの存在も、有益であり得る。
光学要素が本体でもあると想定すると、そのような本体は、それゆえ光透過性であり、本明細書の他の箇所に示されるような材料、特に、実施形態では、細長い本体の材料と同様の材料を含んでもよい。当該材料の屈折率は、第２の屈折率ｎ２として示されてもよく、細長い光透過性本体の材料の屈折率は、第１の屈折率として示されてもよい。例えば、例えば５５０ｎｍなどの可視域にある、１つ以上の（関連する）波長では、第２の屈折率は、第１の材料の屈折率の、６０〜１４０％の範囲、特に７０〜１３０％の範囲などにある。主に（Ｎ）ＵＶ又は（Ｎ）ＩＲがアウトカップルされる場合、このことは、それぞれ（Ｎ）ＵＶ又は（Ｎ）ＩＲの波長に適用され得る。
それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、光学要素を更に備えてもよく、光学要素は、（ｉ）ルミネッセンス放射をコリメートすること、及び（ｉｉ）細長い光透過性本体からルミネッセンス放射を抽出すること、の１つ以上を行うように構成される。更に、光学要素は、（ａ）細長い光透過性本体に光学的に結合されてもよく、又は光学要素及び細長い光透過性本体は、単一体（オプションとして、中間混合要素も含む）によって構成されてもよい。
用語「ルミネッセンス要素」は、ＵＶ及び可視光の１つ以上を照射すると、ルミネッセンス材料が発光し、これにより透過性本体がルミネッセンス材料放射又は変換器放射を供給するので、適用される。それゆえ、ルミネッセンス材料は、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成される。
ルミネッセンス要素は、以下で明らかにされる異なる形状を有してもよいが、一般的に、少なくとも側面及び別の面（実施形態では「第１の面」としても示される）を有する。側面、又は更に別の面は特に、放射出射窓として構成されてもよく、又はそのような放射出射窓を有してもよい。第１の面は特に、例えば、当該下流に構成されたミラーを有する、背面として構成されてもよい。それゆえ、特に、光源は、第１の面及び側面の１つ以上を照射することになる。特に、実施形態では、放射出射面と側面は、互いに対して０°よりも大きく、９０°など１８０°よりも小さな角度で構成される。更に、特に、第１の面と側面は、互いに対して０°よりも大きく、９０°など１８０°よりも小さな角度で構成される。第１の面と放射出射面は、平行に構成されてもよいが、特定の実施形態では、放射出射面は、第１の面に対して傾斜して構成されてもよい。第１の面及び第２の面は、細長い本体の（最大）長さを規定し得る。細長い光透過性本体は、伸長軸としても示され得る本体軸を有する。これらのような実施形態、及び更なる実施形態が、以下でより詳細に規定される。第２の面は、放射出射窓を有してもよい。放射出射窓はまた、「光抽出窓」としても示され得る。
なお、光透過性本体は、光に対して透過性であるが、他の光を吸収してもよいことに留意されたい。特に、光透過性本体は、ＵＶ及び青色放射（又は他の放射）などの励起放射の１つ以上の少なくとも一部を吸収する。しかし、特に光透過性本体は、低吸収性（及び低散乱性）であり、それゆえ、緑色及び／又は黄色などの放出放射（又は励起放射よりも大きな他の放出波長）の高い透過率を有する。
例えば、ＵＶ光源が適用される場合、光透過性本体は、青色光に対して透過性であってもよい。それゆえ、特に光透過性本体は、ルミネッセンス材料が光を吸収する範囲の１つ以上の波長に対して比較的高い吸収性を有し、ルミネッセンス材料が（可視域の）光を放出する１つ以上の波長に対して、少なくとも１０分の１など相当に低い吸収性を有する。
湾曲した側面を有する細長い光透過性本体の場合、光源の光が、本質的に光透過性本体の「スキン」で吸収されることが望ましい場合がある。しかし、湾曲面の場合のみではなく、表面の近くで本質的に全ての光を吸収することが望ましい場合がある。また、このことは、多角形断面を有する細長い光透過性本体、例えば、六角形断面又は八角形断面などの非矩形断面を有する本体の場合に有利となり得る。そのような光透過性本体は、厚さｄを有してもよく、１つ以上の放射波長の光の少なくとも８０％が側面から第１の長さｘ内で吸収されるように選択されたルミネッセンス材料の密度を有してもよく、２＊ｘ／ｄ≦０．４、特に２＊ｘ／ｄ≦０．３、２＊ｘ／ｄ≦０．２などが適用される。しかし、特に２＊ｘ／ｄ≧０．０２である。
更に、例えば、（細長い光透過性本体の断面平面内において細長い光透過性本体を含む（最小）総面積に関連する）エタンデュに（更に）影響を与えるために、細長い光透過性本体は、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になってもよい。更に、端面及び／又は光アウトカップリング面に表面変調を適用することは、光アウトカップリングを増大させ得るようである。例えば、第１の面（端面）は、表面変調を含んでもよい。それゆえ、特定の実施形態では、第１の面及び第２の面の１つ以上は、表面変調を含む平面を有してもよく、それによって、それぞれの平面に対して異なる変調角度（β）を作り出す。
更に、ビーム成形のために及び／又は細長い光透過性本体からの光抽出を容易にするために、光学要素が使用されてもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス要素は、細長い光透過性本体に光学的に結合される光学要素を更に含んでもよい。また更なる特定の実施形態では、細長い光透過性本体及び光学要素は、単一体である。そのような実施形態では、放射出射窓は、光学要素に効率的に構成されてもよい。光学要素は、実施形態では、複合放物面集光器、適合された複合放物面集光器、ドーム、楔形構造、円錐構造などからなる群から選択されてもよい。
細長い光透過性本体の材料の例は、以下で更に明らかにされる。特定の実施形態では、細長い光透過性本体は、（ａ）押出成形、射出成形、プレス成形、及び注入成形のうちの１つ以上、及び（ｂ）焼結を含むプロセスによって得ることができる。
それゆえ、また更なる態様では、本発明は、細長い光透過性本体を製造する方法であって、（ａ）開始組成物に押出成形、射出成形、プレス成形、及び注入成形のうちの１つ以上を行うステップと、（ｂ）そのようにして得られた生成物を焼結するステップと、を含む方法を提供する。特に、焼結後の生成物は、更に熱間等方圧加圧される。実施形態では、このことは、個々の構成要素を予備形成するステップ、続いて物理的に接触している間に構成要素を共焼結するステップを含んでもよい。他の実施形態では、このことは、例えば、共射出成形又は共押出成形による、単一の処理ステップで完全な本体を形成するステップと、これに続く焼結処理とを含んでもよい。
そのような方法は、ルミネッセンス材料（例えば、セリウムを含むＹＡＧ）を含む細長い本体の外側シェル、及びルミネッセンス材料を本質的に含まない（例えば、セリウムを本質的に含まないＹＡＧ）コアのように、ルミネッセンス材料の密度を調整することも可能にする。そのような方法は、光学要素と細長い光透過性本体との一体化も可能にする。そのような方法では、ルミネッセンス材料を含む細長い光透過性本体、及びルミネッセンス材料を含まない光学要素を作り出すことも可能となり得る。焼結後又は焼結前に、特に焼結後に、等方圧が適用されてもよい。それゆえ、実施形態では、プロセスは、（ｃ）等方圧プレス成形を更に含んでもよい。
ドーパントとしてセリウムを想定すると、細長い光透過性本体中のドーパントの平均密度は、０．０１〜２モル％、０．０１〜１．５モル％など、０．０３〜０．９モル％などの範囲から選択されてもよい。
上述のように、本体は、ルミネッセンス材料を含むスキンと、ルミネッセンス材料を含まないか又はより低い密度で含むコアと、を有してもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料の密度が側面から離れるよりも側面において高い細長い光透過性本体を提供するために、第１の組成物が、第１の密度ｃ１でルミネッセンス材料を含み、第２の組成物が、オプションとして、第２の密度ｃ２でルミネッセンス材料を含み、０≦ｃ２／ｃ１≦１が適用される。
また更なる態様では、本発明はまた、照明デバイスであって、
−光源光を供給するように構成された光源と、
−本明細書に規定されるルミネッセンス要素と、を備え、細長い光透過性本体が、放射入力面及び第１の放射出射窓を有し、ルミネッセンス材料が、放射入力面で受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されており、ルミネッセンス要素が、ルミネッセンス材料放射の少なくとも一部を第１の放射出射窓で変換器放射としてアウトカップルするように構成されている、照明デバイスを提供する。
照明デバイスの実施形態では、照明デバイスは、複数の本体を備えてもよい。実施形態では、異なる光源が、異なる本体を照射するように構成される。このようにして、照明デバイス光の強度が制御され得る。本体が異なるルミネッセンス材料（又はオプションとして、異なる密度の同じルミネッセンス材料）を含むならば、照明デバイス光のスペクトル分布も制御され得る。それゆえ、照明デバイスは、光源（及びそれによって照明デバイス光の１つ以上の光学特性）を制御するように構成された制御システムを更に備えてもよい。複数の本体は、モノリシック構成を有してもよく、本体は、例えば共押出成形で得られるなど、本質的に分離不可能である。複数の本体はまた、管内の（より小さな）円筒のような、コアとシェルが本質的に物理的に接触しないコア−シェル構成も有してもよい。複数の本体はまた、本質的に分離された本体も含んでもよく、これらは、例えば、互いに平行に構成されるか、又は対象とする波長よりも少なくとも大きな距離を隣接する本体間に有するアレイで構成される。
実施形態では、異なる本体の光は、照明デバイス光を供給するために、単一のコリメータ又は他の光学要素によって束ねられてもよい。
システムは、あるモードでアクションを実行してもよい。用語「モード」はまた、「制御モード」としても示され得る。このことは、システムが別の制御モード、又は複数の他の制御モードを提供するようにも適合され得ることを除外しない。しかし、制御システムは、少なくとも制御モードを提供するように適合される。他のモードが利用可能であるならば、このようなモードの選択は特に、ユーザインタフェースを介して実行されてもよいが、センサ信号又は（時間）スキームに応じてモードを実行するような他のオプションもまた可能であり得る。
それゆえ、照明デバイスは、照明デバイスの１つ以上の光源を制御するように構成された制御システムを更に備えてもよく、又はそれに機能的に結合されてもよい。
用語「制御する」及び類似の用語は、特に、少なくとも、挙動を決定すること、又は要素の動作を管理することを指す。それゆえ、本明細書では、「制御する」及び類似の用語は、要素に対し、例えば、測定すること、表示すること、作動すること、開くこと、移動すること、温度を変えること等などの、挙動を課すこと（挙動を決定すること又は要素の動作を管理すること）等を例えば指す場合がある。そのほか、用語「制御する」及び類似の用語は、付加的に、モニタリングを含んでもよい。したがって、用語「制御する」及び同様の用語は、要素に挙動を課すこと、また要素に挙動を課して要素をモニタリングすることを含んでもよい。実施形態では、光源の１つ以上が、順方向電流及び／又はデューティサイクルを制御することによって制御されてもよい。更に、２つ以上の（サブセットの）光源が、異なる動作条件（異なる動作スキームを含む）で制御されてもよい。
上述のように、照明デバイスは、光透過性本体によって、より具体的には光透過性本体のルミネッセンス材料によって、少なくとも部分的に変換器放射に変換される光源光を供給するための複数の光源を備えてもよい。変換された光は、特に、光学要素、より具体的には当該放射入射窓と光学的に接触している、第１の放射出射窓から、少なくとも部分的に出ることができる。
光学要素は特に、光ビームを所望の角度分布を有するビームに変換する（「コリメートする」）ために使用されるコリメータを含んでもよい。更に、光学要素は特に、放射入射窓を有する光透過性本体を備える。それゆえ、光学要素は、ルミネッセンス本体からの変換器放射をコリメートするように構成された、光透過性材料の本体であってもよい。
特定の実施形態では、光学要素は、ＣＰＣ（複合放物面集光器）などの複合放物面様コリメータを含むる。
塊状ＣＰＣなどの塊状コリメータが特に、光の抽出器として（放出）放射をコリメートするために使用されてもよい。代わりに、（放出）放射を集光するために、ロッドの突端と光学的に接触する（ｎ＞１．００）ドーム、又はＣＰＣなどの中空コリメータも構成してもよい。
光学要素は、最も長い本体軸（本体軸は特に、放射入力面に平行である）と垂直な、ルミネッセンス本体の断面と同じ形状を有する（光軸と垂直な）断面を有してもよい。例えば、後者が矩形断面を有するならば、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、光学要素の寸法は、（ビーム成形機能を有し得るため）当該光学要素の長さにわたって変化してもよい。
更に、光学要素の断面の形状は、光軸に沿った位置によって変化してもよい。特定の構成では、矩形断面のアスペクト比は、光軸に沿った位置によって、好ましくは単調に、変化してもよい。別の好ましい構成では、光学要素の断面の形状は、光軸に沿った位置によって、円形から矩形に、又はその逆に、変化してもよい。
上述のように、（細長い光透過性本体の）第１の放射出射窓は、光学要素の放射入射窓と光学的に接触する。用語「光学的に接触する」、及び「光学的に結合される」などの同様の用語は、特に、第１の放射出射窓の表面積（Ａ１）から出る光が、光学要素入射出射窓に、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（内部全反射）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設けることであって、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（一方又は両方の）表面上に光学的反射防止コーティングを設けること。実施形態では、光学的に透明な境界材料も、固体材料であってもよい。更に、光学的な境界材料又は接着剤は特に、２つの個々の光学要素の最大屈折率以下の屈折率を有してもよい。
用語「光学的に接触する」の代わりに、用語「放射的に結合される（radiationally coupled）」又は「放射的に結合される（radiatively coupled）」もまた使用されてもよい。用語「放射的に結合される（radiatively coupled）」は特に、ルミネッセンス本体（すなわち、細長い光透過性本体）と光学要素が互いに関連付けられることで、ルミネッセンス本体によって放出された放射の少なくとも一部がルミネッセンス材料によって受光されることを意味する。ルミネッセンス本体と光学要素、特に示された「窓」は、実施形態では、互いに物理的に接触してもよく、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）層によって互いに隔てられてもよい。光学的に透明な境界材料が適用されない場合、光学的に接触する２つの要素間の距離は特に、放出最大波長など、凡そ関連する波長の最大であってもよい。可視波長の場合、これは、０．７μｍ未満など１μｍ未満であってもよく、青色の場合には更に小さくてもよい。
同様に、光源は、ルミネッセンス本体と放射的に結合されるが、一般に、光源はルミネッセンス本体と物理的に接触しない（以下も参照）。ルミネッセンス本体が１つの物体であり、一般に光学要素も１つの物体であるので、用語「窓」は、本明細書では、特に側部又は側部の一部を指す場合がある。それゆえ、ルミネッセンス本体は、１つ以上の側面を有し、光学要素は、１つ以上の側面から出る変換器放射の少なくとも一部を放射入射窓にて受光するように構成される。
この放射は、空気などのガスを経て入射窓に直接到達してもよい。加えて又は代わりに、この放射は、ルミネッセンス本体の付近に配置されたミラーにおける反射など、１回以上の反射の後に入射窓に到達してもよい。それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、特に、１つ以上の側面と平行に構成され、ルミネッセンス本体から第１の距離に構成された、第１の反射表面を更に備えてもよく、第１の反射表面は、１つ以上の側面から出る変換器放射の少なくとも一部を反射してルミネッセンス本体又は光学要素に戻すように構成される。反射表面と１つ以上の側面との間の空間はガスを含み、ガスは空気を含む。第１の距離は、例えば、０．１μｍ〜２０ｍｍの範囲、１μｍ〜１０ｍｍなど、２μｍ〜１０ｍｍのような範囲であってもよい。
特に、距離は、少なくとも対象とする波長であり、より具体的には、対象とする波長の少なくとも２倍である。更に、例えば、保持するために又は間隔保持器のために、いくらかの接触が存在し得るので、特に平均距離は、少なくともλｉ、少なくとも１．５＊λｉなど、少なくとも２＊λｉのような、特に約５＊λｉなどであり、λｉは、対象とする波長である。しかし、特に、平均距離は、実施形態では、良好な熱接触を目的として、５０μｍ以下、２５μｍ以下など、２０μｍ以下のような、１０μｍ以下のようなものである。同様に、そのような平均最小距離は、例えば、端面に構成された反射器及び／若しくは光学フィルタ、又は他の光学構成要素に適用されてもよい。オプションとして、実施形態では、要素が、反射表面を有するヒートシンク又はヒートシンクに機能的に結合される反射器のように、ヒートシンク機能と反射機能の両方を有してもよい。
照明デバイスは、青色、緑色、黄色、橙色、又は赤色の光などを提供するように構成されてもよい。代わりに又は加えて、実施形態では、照明デバイスは、（特に、３２０〜４００ｎｍの範囲の）近ＵＶなどのＵＶ及び（特に、７５０〜３０００ｎｍの範囲の）近ＩＲなどのＩＲの１つ以上を供給するように（も）構成されてもよい。更に、特定の実施形態において、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。近ＵＶ及び近赤外の定義は、可視光の一般的に使用される定義である３８０〜７８０ｎｍと部分的に重なる場合がある。
用語「集光器」又は「ルミネッセンス集光器」は、１つ以上の光源が光変換器の比較的大きな表面（領域）を照射する場合に本明細書で使用され、多くの変換器放射が、光変換器の比較的小さな領域（出射窓）から出てもよい。これにより、光変換器の特定の構成は、当該光集光器の特性を提供する。特に、光集光器は、ストークス偏移光、すなわちポンプ放射に対してストークス偏移を受けた光を供給してもよい。それゆえ、用語「ルミネッセンス集光器」又は「ルミネッセンス要素」は、同じ要素、特に、（ルミネッセンス材料を含む）細長い光透過性本体を指す場合があり、用語「集光器」及び同様の用語は、１つ以上の光源と組み合わせた使用を指してもよく、用語「要素」は、複数を含む１つ以上の光源と組み合わせて使用されてもよい。単一の光源を使用する場合、そのような光源は、例えば、レーザ、特に（ＬＥＤレーザのような）固体レーザであってもよい。細長い光透過性本体は、ルミネッセンス材料を含み、本明細書では特にルミネッセンス集光器として使用することができる。細長い光透過性本体は、本明細書では「ルミネッセンス本体」としても示される。特に、複数の光源が適用されてもよい。
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、光生成手段からより遠くに離れた、光のビーム内での第３の位置が「下流」である。
光集光器は光透過性本体を備える。光集光器は特に、セラミックロッド、又は単結晶体などの結晶体などの、細長い光透過性本体に関連して説明される。しかし、これらの態様は、他の形状のセラミック体又は単結晶体にも関連し得る。特定の実施形態では、ルミネッセンス本体は、セラミック体又は単結晶体を含む。
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と垂直な方向に、（Ｎ）ＵＶ、可視、及び（Ｎ）ＩＲ放射のうちの１つ以上、実施形態では、少なくとも可視光などの（いくらかの）透過率を有する。三価セリウムなどの賦活剤（ドーパント）がなければ、可視域の内部透過率は１００％に近いであろう。
１つ以上のルミネセンス波長に対する光透過性本体の透過率は、少なくとも８０％／ｃｍ、例えば、少なくとも９０％／ｃｍ、更により具体的には少なくとも９５％／ｃｍ、少なくとも９８％／ｃｍなど、少なくとも９９％／ｃｍなどであってもよい。このことは、選択されたルミネセンス波長（光透過性本体のルミネッセンス材料のルミネセンスの放出最大値に対応する波長など）を有する放射の垂直照射の下で、例えば、光透過性本体の１ｃｍ３立方形状片が、少なくとも９５％の透過率を有することを意味する。
本明細書では、透過率の値は特に、（例えば、空気との）境界面でのフレネル損失を考慮しない透過率を指す。それゆえ、用語「透過率」は特に、内部透過率を指す。内部透過率は、例えば、透過率が測定される異なる幅を有する２つ以上の本体の透過率を測定することによって決定されてもよい。次いで、そのような測定値に基づいて、フレネル反射損失の寄与及び（結果的に）内部透過率が決定されてもよい。それゆえ、特に、本明細書に示される透過率の値は、フレネル損失を無視する。
対象とする波長の高い透過率に加えて、波長の散乱もまた、特に低くてもよい。それゆえ、散乱効果のみを考慮した（よって可能な吸収（高い透過率をふまえると、どうしても低くなるはずである）を考慮していない）対象とする波長の平均自由経路は、少なくとも本体の長さの０．５倍、少なくとも本体の長さなど、少なくとも本体の長さの２倍のようなものであってもよい。例えば、実施形態では、散乱効果のみを考慮した平均自由経路は、少なくとも１０ｍｍなど少なくとも５ｍｍであってもよい。対象とする波長は特に、ルミネッセンス材料のルミネセンスの最大放出の波長であってもよい。用語「平均自由経路」は特に、光線が、当該伝搬方向を変化させる散乱事象に遭遇する前に移動するであろう平均距離である。
用語「光」及び「放射」は、用語「光」が可視光のみを指すことが文脈から明らかでない限り、本明細書では互換的に使用される。それゆえ、用語「光」及び「放射」は、ＵＶ放射、可視光、及びＩＲ放射を指し得る。特に照明用途の特定の実施形態では、用語「光」及び「放射」は、可視光を指す。
ＵＶ放射という用語は、特定の実施形態では、近ＵＶ放射（ＮＵＶ）を指してもよい。それゆえ、本明細書では、用語「（Ｎ）ＵＶ」も、一般にＵＶを指すために、特定の実施形態ではＮＵＶを指すために、適用される。ＩＲ放射という用語は、特定の実施形態では、近ＩＲ放射（ＮＩＲ）を指してもよい。それゆえ、本明細書では、用語「（Ｎ）ＩＲ」も、一般にＩＲを指すために、特定の実施形態ではＮＩＲを指すために、適用される。
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することができる（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（若しくはバー）状又はロッド状などの任意の形状を有してもよいが、特に梁状（直方体状）の形状を有し得る。しかし、光透過性本体は、ディスク状などであってもよい。ルミネッセンス集光器などの光透過性本体は、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、円形断面を有するならば、幅及び高さは、等しくなり得る（及び、直径として定義され得る）。しかし、特に、光透過性本体は、バー状の形状などの、直方体状の形状を有し、更に、単一の出射窓を提供す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、ロッド若しくはバー（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、本明細書では放射入力面として示される、より長い面（側縁部）のうちの１つ（又は１つ以上）を照射するように構成されており、放射は、本明細書では放射出射窓として示される、前方の面（前縁部）から出る。光源は、１つ以上の側面及びオプションとして端面に、放射を供給してもよい。それゆえ、２つ以上の放射入力面が存在してもよい。
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（直接）接触していない。
（光源の光出射窓と光透過性本体／複数の本体の光入射窓との間の）物理的接触は、（光透過性本体からの）不要なアウトカップリング、よって集光器効率の低下をもたらし得る。それゆえ、特に物理的接触が実質的に存在しない。実際の接触領域が十分に小さく保たれる場合、光学的影響は、無視可能又は少なくとも許容可能となり得る。それゆえ、例えば、特定の表面粗さ、若しくは不完全に平坦な表面から生じるようないくつかの小さな点によって、又は、短い平均距離を可能にしながら実質的な量の光を抽出しない２つの表面間の特定の平均距離を規定することになる、表面上に意図的に作り出されたいくつかの「最高点」によって、いくらかの物理的接触を有することが完全に可能となり得る。
更に、一般に光透過性本体は、２つの実質的に平行な面である、放射入力面と、反対側の対向面とを有する。これらの２つの面は、本明細書では、光透過性本体の幅を規定する。一般に、これらの面の長さは、光透過性本体の長さを規定する。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、放射入力面は放射入力面面積（Ａ）を有し、放射出射窓は放射出射窓面積（Ｅ）を有し、放射入力面面積（Ａ）は、放射出射窓面積（Ｅ）よりも少なくとも１．５倍大きく、更に特に少なくとも２倍大きく、特に少なくとも５倍大きく、例えば２〜５０，０００倍の範囲、特に５〜５，０００倍の範囲で大きい。それゆえ、特に、細長い光透過性本体は、少なくとも１．５、少なくとも２など、少なくとも５のような、又は遥かに大きい、放射入力面の面積と放射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、典型的な用途の場合、小さいが高放射束又は高光束の放出表面が所望される。これは、単一のＬＥＤでは得ることができないが、本照明デバイスでは得ることができる。特に、放射出射窓は、１〜１００ｍｍ２の範囲から選択される放射出射窓面積（Ｅ）を有する。そのような寸法では、放出表面が小さい場合があるが、それにも関わらず、高放射又は高ルミネセンスが達成され得る。上述のように、光透過性本体は、一般に、ある（長さ／幅の）アスペクト比を有する。このことは、放射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、０．５〜１０ｍｍなど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。
概してロッド状又はバー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、長方形、円形、卵形、三角形、五角形、又は六角形の断面を有する。一般に、セラミック体又は結晶体は、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、長さを規定し、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、少なくとも２ｃｍ、３〜２０ｃｍなど、４〜２０ｃｍなど、最大で１５ｃｍなどである。しかし、例えば０．５〜２ｃｍなどの他の寸法も可能であり得る。
特に、光透過性本体は、光源光の９５％超を吸収するように選択された幅（Ｗ）を有する。実施形態では、光透過性本体は、０．０３〜４ｃｍ、特に０．０５〜２ｃｍ、０．１〜１．５ｃｍなど、０．１〜１ｃｍのような範囲から選択される幅（Ｗ）を有する。本明細書に示されるセリウム密度においては、そのような幅は、（特に、最大励起強度を有する励起波長で）光源によって生成された実質的に全ての光を吸収するのに十分である。
光透過性本体はまた、円筒形状のロッドであってもよい。実施形態では、円筒形状のロッドはロッドの長手方向に沿って１つの平坦な表面を有し、当該表面に、光源により発せられた光の光透過性本体の中への効率的なインカップリングのために、光源が配置されてもよい。平坦な表面はまた、ヒートシンクを配置するために使用されてもよい。円筒状の光透過性本体はまた、例えば互いに反対側に配置された、又は互いに直角に位置付けられた、２つの平坦な表面を有してもよい。実施形態では、平坦な表面は円筒状のロッドの長手方向の一部に沿って延びている。しかし、特に縁部は平面であり互いに直角に構成されている。
側面は特に、そのような平坦な表面である。平坦な表面は特に、最大で１００ｎｍ、５〜１００ｎｍの範囲など、最大で５０ｎｍのようなＲａなど比較的小さな表面粗さを有する。
光透過性本体はまた、透明材料内で近接して配置されたか又は光学的に接続されたか、いずれかの、ファイバ又は多数のファイバ、例えばファイバ束であってもよい。ファイバは発光ファイバと呼ばれる場合がある。個々のファイバは、直径が、例えば、０．１〜０．５ｍｍなど非常に小さくてもよい。光透過性本体はまた、管又は複数の管を備えてもよい。実施形態では、管（又は複数の管）は、空気、又はヘリウム若しくは水素などの熱伝導率のより高い別のガス、又はヘリウム、水素、窒素、酸素、及び二酸化炭素のうちの２つ以上を含むガスで充填されてもよい。実施形態では、管（又は複数の管）は、水又は（別の）冷却用液体などの液体で充填されてもよい。
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、一直線状のバー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。例えば、光透過性本体のルミネッセンス部分は剛性であってもよいが、一方で光透過性本体の透明部分は、光透過性本体の長さ方向に沿った成形をもたらすように可撓性である。光源は、折り畳まれた、屈曲された、及び／又は成形された光透過性本体の長さに沿った、いかなる場所に置かれてもよい。
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。それゆえ、一実施形態では、照明デバイスは、ルミネッセンス材料放射を反射して光透過性本体の中に戻すように構成された反射器を更に含む。従って、照明デバイスは、特に、放射出射窓以外の１つ以上の他の面から出た放射を反射して、光透過性本体の中に戻すように構成された、１つ以上の反射器を更に含んでもよい。特に、放射出射窓とは反対側の面は、そのような反射器を含んでもよいが、一実施形態では、当該面とは物理的に接触していない。それゆえ、反射器は特に、光透過性本体とは物理的に接触していなくてもよい。従って、一実施形態において、照明デバイスは、（少なくとも）第１の面の下流に構成され、光を反射し細長い光透過性本体の中に戻すように構成された光反射器を更に備える。代わりに又は加えて、光反射器はまた、光源光のインカップル又はルミネッセンス光のアウトカップルに使用されない、他の面及び／又は面の一部に配置されてもよい。特に、そのような光反射器は光透過性本体と物理的に接触していなくてもよい。更に、そのような光反射器は、ルミネセンス光及び光源光の１つ以上を反射して光透過性本体の中に戻すように構成されてもよい。それゆえ、実質的に全ての光源光が、ルミネッセンス材料（すなわち特にＣｅ３＋のような賦活剤要素）による変換のために保持されてもよく、ルミネセンスの相当の部分が、放射出射窓からのアウトカップリングのために保持されてもよい。用語「反射器」はまた、複数の反射器を指す場合がある。
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材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。
好ましくは、そのような反射器はまた、光源が配置される平面内にも、当該平面が開口部を有するミラーからなるように存在し、各開口部は、対応する光源と同じサイズを有し、対応する当該光源の光が、ミラー層を通過し、細長い（第１の）光透過性本体に入ることを可能にする一方、（第１の）光透過性本体から当該平面の方向に進む光が、ミラー層に当たる確率が高くなり、当該ミラー層によって反射されて（第１の）光透過性本体に向かって戻ることになる。
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、光が媒体から（光透過性本体の外部から光透過性本体内に、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、放射出射窓は、特に、１つ以上の放射入力面に垂直に構成される。それゆえ、特に、光出射窓を有する面は、光入力面を有さない。
効率を更に向上させるため、及び／又はスペクトル分布を向上させるために、ミラー、光学フィルタ、追加の光学系などのような、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、光を反射して細長い光透過性本体の中に戻すように構成された、第１の面に構成されたミラーを有してもよく、及び／又は第２の面に構成された、光学フィルタ、（波長選択）ミラー、反射偏光子、光抽出構造、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、反射して本体内に戻されてもよいが、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。このことは特に、例えば、光カップリングが所望されないミラーに適用されてもよい。
ルミネッセンス材料が位置する本体の（部分の）下流に、ＣＰＣ又は混合要素のような光学要素などによる、光カップリングが所望される場合、光学的に透明な境界材料が適用されてもよい。また他の実施形態では、光学的に透明な境界材料が適用されない場合、光学的に接触する２つの要素間の平均距離は特に、放出最大波長など、凡そ最大の関連波長であってもよい。それゆえ、光学的接触が所望される場合、物理的接触が存在してもよい。そのような実施形態でも、ゼロ以外であるが対象とする波長以下の平均距離が存在してもよい。
特定の実施形態では、特に光学的接触が所望されない場合、平均距離は、上述のとおりであってもよいが、例えば構成目的で、物理的接触が数箇所に存在してもよい。例えば、側面の総面積の５％未満など、１０％未満で縁面との接触が存在してもよい。それゆえ、最小平均距離は、例えば上記のように規定されてもよく、物理的接触が存在する場合、この物理的接触は、要素（ミラー及び／又はヒートシンク）が物理的に接触する表面の表面積の最大で１０％、最大で５％など、最大で２％のような、更により具体的には最大で１％との接触であってもよい。例えば、側面の場合、平均距離が、例えば、約２〜１０μｍであってもよい（下限は、対象とする波長の数倍になるように基本的に決定され、ここでは、例えば、可視光を想定する）。このことは、それぞれの当該側面の総面積の１％未満にわたる（当該距離を確保するための）物理的接触を有することによって達成されてもよい。
例えば、ヒートシンク若しくは反射器、又は関連する表面は、表面粗さのようないくつかの突起を有してもよく、それによって、表面と要素との間の接触が存在してもよいが、平均して、距離は、（本質的に光学的接触を防止するために）少なくともλｉ（又はそれ以上、上記も参照）であるが、（本質的に光学的接触を防止するために）、（要素が熱的に結合され得るか及び／又は光学的に結合されない）本体の表面の１０％以下との物理的接触、特に実質的により小さな接触が存在する。
実施形態では、光学要素が、側面のうちの１つ以上に含まれてもよい。特に、反射防止コーティングが、（励起）光源光及び／又は変換された光に対する（波長選択性）反射コーティングのカップリング効率を高めるために適用されてもよい。
放射出射窓の下流には、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、放射出射窓の下流に構成されるとともに、（放射出射窓の下流の）変換器放射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、（最上位のルミネッセンス集光器の）放射出射窓の下流に構成されるとともに、変換器放射をコリメートするように構成される、コリメータを更に備える。例えばＣＰＣ（複合放物面集光器）のような、そのようなコリメータは、放射出射窓から出る光をコリメートして、コリメートされた光のビーム又は予めコリメートされた光のビームを供給するために使用されてもよい。本明細書では、用語「コリメートされた」、「予めコリメートされた」及び同様の用語は特に、２πよりも（実質的に）小さな立体角を有する光ビームを指し得る。
上述のように、照明デバイスは、複数の光源を備えてもよい。これら複数の光源は、光源光を単一の側若しくは面に、又は複数の面に供給するように構成されていてもよい。以下も更に参照されたい。複数の面に光を供給するとき、一般に、各面は複数の光源（複数の光源のサブセット）の光を受けることになる。それゆえ、実施形態では、複数の光源が、光源光を放射入力面に供給するように構成されることになる。また、この複数の光源は一般に、列又は複数の列で構成されることになる。それゆえ、光透過性本体は細長いものであり、複数の光源は、光透過性本体の伸長軸と実質的に平行であり得る列で構成されてもよい。光源の列は、細長い光透過性本体と実質的に同じ長さを有してもよい。それゆえ、光透過性本体は、光源の列の第２の長さ（Ｌ２）の約８０〜１２０％の範囲内の長さ（Ｌ）を有し、あるいは、光源の列は、光透過性本体の長さの約８０〜１２０％の範囲内の長さを有する。
光源は、ＵＶ（近ＵＶを含む）、可視、及び赤外（近ＩＲを含む）の範囲から選択される波長を有する光を供給するように構成されてもよい。
特に、光源は、動作中に２００〜４９０ｎｍの範囲から選択される波長の光（光源光）を少なくとも放出する光源であり、特に、動作中に、３６０〜４９０ｎｍの範囲、４００〜４９０ｎｍなど、更により具体的に４３０〜４９０ｎｍ、４４０〜４９０ｎｍなどの範囲、最大で４８０ｎｍなどから選択される波長の光を少なくとも放出する光源である。この光は、部分的に、ルミネッセンス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、例えば２〜２０００個など、２〜５００個など、２〜１００個のような、例えば少なくとも４個の光源、実施形態では特に４〜８０個の（固体）光源など、複数の光源にもまた関連し得るが、より多くの光源が適用されてもよい。それゆえ、実施形態では、４〜５００個の光源、例えば８〜２００個の光源のような、少なくとも１０個の光源など、又は少なくとも５０個の光源が適用されてもよい。用語「光源」はまた、そのような集光ルミネッセンス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、細長いルミネッセンス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（「プリント基板」）又は同等のものなどの、基材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、同じ基材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。
照明デバイスは複数の光源を備える。特に、複数（ｍ）の光源の光源光はスペクトルの重なりを有し、更に特に、それらは同じタイプのものであって、実質的に同一の光（よって実質的に同じスペクトル分布を有する）を提供する。それゆえ、光源は、例えば１０ｎｍ内、特に８ｎｍ内、例えば５ｎｍ内の帯域幅において、実質的に同じ放出最大（「ピーク最大」）を有し得る（例えば、ビニングによって得られる）。しかし、また他の実施形態では、照明デバイスは、単一の光源、特に比較的大きなダイを有する固体光源を備えてもよい。それゆえ、本明細書では、語句「１つ以上の光源」も適用されてもよい。
実施形態では、例えば、２つ以上の異なる光透過性本体を適用する場合などに、２つ以上の異なるルミネッセンス材料が存在してもよい。そのような実施形態では、光源は、２つの異なるルミネッセンス材料の励起を可能にする２つ以上の異なる発光スペクトルを有する光源を含んでもよい。そのような２つ以上の異なる光源は、異なるビンに属してもよい。
光源は特に、少なくとも０．２ワット／ｍｍ２の青色の光パワー（Ｗｏｐｔ）を、光透過性本体に、すなわち放射入力面に供給するように構成される。青色の光パワーは、スペクトルの青色部分として定義されるエネルギー範囲内にあるエネルギーとして定義される（以下も参照）。特に、光子束は平均で少なくとも４．５×１０１７光子／（ｓ．ｍｍ２）であり、例えば少なくとも６．０×１０１７光子／（ｓ．ｍｍ２）である。青色（励起）光を想定した場合、これは、例えば放射入力面のうちの少なくとも１つに、平均で少なくとも、それぞれ０．０６７ワット／ｍｍ２及び０．２ワット／ｍｍ２の青色パワー（Ｗｏｐｔ）が供給されることに相当し得る。ここで、用語「平均で」は、特に（放射入力表面のうちの少なくとも１つの）領域にわたる平均を指す。２つ以上の放射入力表面が照射される場合、特に、これら放射入力表面の各々は、そのような光子束を受光する。更に、特に示される光子束（又は青色光源光が適用される場合、青色パワー）もまた、時間にわたる平均である。
また更なる実施形態では、特に（ＤＬＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；デジタル光処理））プロジェクタ用途においては複数の光源はパルス動作で作動され、デューティサイクルは１０〜８０％の範囲、例えば２５〜７０％の範囲から選択される。
また更なる実施形態では、特に、例えば国際公開第０１１９０９２号又は米国特許第ＲＥ４２４２８（Ｅ１）号に記載されているような動的コントラスト技術を使用する（ＬＣＤ又はＤＬＰ）プロジェクタ用途の場合、複数の光源は、０．１〜７０％などの０．０１〜８０％の範囲から選択されるデューティサイクルを有する映像信号コンテンツ制御式ＰＷＭパルス動作で作動する。
また更なる実施形態では、特に、例えば米国特許国際公開第０１１９０９２号又は米国特許第６６３１９９５（Ｂ２）号に記載されているような動的コントラスト技術を使用する（ＬＣＤ又はＤＬＰ）プロジェクタ用途の場合、複数の光源は、２〜１００％などの０．１〜１００％の範囲から選択される強度変動を有する映像信号コンテンツ制御式強度変調動作で作動される。
照明デバイスは、複数のルミネッセンス集光器を、例えば、（例えば積層されていてもよい）２〜５０個の範囲など、２〜２０個のような集光器を備えてもよい。
光集光器は、１つ以上の光源、特に複数の光源、例えば２〜１０００個、２〜５０個などの光源に放射的に結合されてもよい。用語「放射的に結合する」は、特に、光源から発せられた放射の少なくとも一部が光集光器によって受け取られ（少なくとも部分的にルミネセンスに変換される）ように、光源と光集光器とが互いに関連付けられていることを意味する。用語「ルミネセンス」の代わりに、用語「放出」又は「放出放射」もまた適用されてもよい。
それゆえ、ルミネッセンス集光器は、１つ以上の放射入力面において、上流に構成された集光器から、又は上流に構成された光源から放射（ポンプ放射）を受光する。更に、集光器は、１つ以上の放射入力面で受光されたポンプ放射の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料と、ルミネッセンス材料放射の少なくとも一部を放射出射窓において変換器放射としてアウトカップルするように構成されたルミネッセンス集光器とを含む。この変換器放射は特に、照明デバイス光の成分として使用される。
語句「放射出射窓においてルミネッセンス材料放射を供給するよう構成される」及び類似語句は、特に、ルミネッセンス材料放射がルミネッセンス集光器内（すなわち光透過性本体内）で生成され、ルミネッセンス材料放射の一部が放射出射窓に到達しルミネッセンス集光器から出る実施形態を指す。それゆえ、放射出射窓の下流においてルミネッセンス材料放射が供給される。放射出射窓の下流における変換器放射は、少なくとも、放射出射窓を介して光変換器から出たルミネッセンス材料放射を含む。用語「変換器放射」の代わりに、用語「集光器光」もまた使用されてよい。ポンプ放射は、単一の放射入力面又は複数の放射入力面に適用することができる。
実施形態において、長さ（Ｌ）は、１〜１００ｃｍの範囲、例えば、特に２〜５０ｃｍ、少なくとも３ｃｍのような、５〜５０ｃｍなど、最大で３０ｃｍのような範囲から選択される。よって、これは全てのルミネッセンス集光器に適用されてもよい。しかし、当該範囲は、異なるルミネッセンス集光器が、この範囲内の異なる長さを有してもよいことを示す。
なお更なる実施形態では、（ルミネッセンス集光器の）細長い光透過性本体は細長いセラミック体を有する。例えば、Ｃｅ３＋（三価セリウム）でドープされた発光性セラミックガーネットは、青色光を、より長い波長を有する光、例えば緑色から赤色の波長領域内、例えば約５００〜７５０ｎｍの範囲内の光、又は水色の光に変換するために使用されてもよい。十分な吸収、及び所望の方向への光出力を得るため、透明なロッド（特に実質的に梁の形状のもの）を使用することが好都合である。そのようなロッドは、光源光を変換器放射に変換し、出射表面にて（相当量の）（集光された）変換器放射を供給する、集光器として使用することができる。光集光器に基づく照明デバイスは、例えばプロジェクタ用途向けに関心の対象となり得る。プロジェクタの場合、赤色、黄色、緑色及び青色のルミネッセンス集光器が関心の対象である。ガーネットをベースにした緑色及び／又は黄色のルミネッセンスロッドは、比較的効率的であり得る。このような集光器は特に、ＹＡＧ：Ｃｅ（すなわち、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）、又はＬｕＡＧをベースとし、これは、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ここで、０≦ｘ≦１として示されることができ、例えば、実施形態ではＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。「赤色」ガーネットは、ＹＡＧガーネットをＧｄでドープする（「ＹＧｄＡＧ」）ことにより作ることができる。水色エミッタは、例えば、（例えばＬｕＡＧの）Ａｌ（の一部）をＧａに置き換えて、（「ＬｕＧａＡＧ」を提供する）ことによって作製することができる。青色ルミネッセンス集光器は、特に単結晶として構成される、ＹＳＯ（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋）又は同様の化合物又はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）又は同様の化合物をベースとすることができる。同様の化合物という用語は特に、同じ結晶学的構造を有するが、１つ以上のカチオンが、別のカチオンで少なくとも部分的に置き換えられた化合物を指す（例えば、ＹをＬｕ及び／若しくはＧｄに置き換える、又はＢａをＳｒに置き換える）。オプションとして、またアニオンが、又はカチオン−アニオンの組み合わせが、Ａｌ−Ｏの少なくとも一部をＳｉ−Ｎに置き換えるなど、少なくとも部分的に置き換えられてもよい。
それゆえ、特に細長い光透過性本体は、（青色）光源光の少なくとも一部を、例えば、緑色、黄色及び赤色のうちの１つ以上の変換器放射に波長変換するように構成されたセラミック材料を含み、当該変換器放射は少なくとも一部が放射出射窓から出る。
実施形態では、セラミック材料は特に、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋セラミック材料（「セラミックガーネット」）を含み、ここで、Ａは、イットリウム（Ｙ）及び／又はルテチウム（Ｌｕ）及び／又はガドリニウム（Ｇｄ）を含み、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はガリウム（Ｇａ）、特に少なくともＡｌを含む。以下に更に示されるように、Ａはまた他の希土類元素を指してもよく、ＢはＡｌのみを含んでもよいが、オプションとしてガリウムも含んでもよい。式Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は、特に化学式、すなわち異なるタイプの元素Ａ、Ｂ、Ｏの化学量論（３：５：１２）を示す。しかし、当技術分野において知られているとおり、そのような式で示される化合物は、オプションとして化学量論からの小さな逸脱をも含んでよい。
また更なる態様では、本発明はまた、そのような細長い光透過性本体それ自体を提供し、すなわち第１の面と第２の面とを有する細長い光透過性本体であって、これらの面は特に細長い光透過性本体の長さ（Ｌ）を規定し、細長い光透過性本体は１つ以上の放射入力面、及び放射出射窓を有し、第２の面は放射出射窓を有し、細長い光透過性本体は、（青色）光源光の少なくとも一部を、緑色、黄色及び赤色のうちの（少なくとも）１つ以上の変換器放射（これは、細長い光透過性本体が青色光源光で照射されると、少なくとも部分的に放射出射窓から出る）などの変換器放射に波長変換するように構成されたセラミック材料を含み、セラミック材料は、本明細書で規定されるようなＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ＋３セラミック材料を含む。よって、そのような光透過性本体は光変換器として使用され得る。特に、このような光透過性本体は直方体の形状を有する。
上述のように、実施形態では、セラミック材料は、ガーネット材料を含む。しかし、他の（結晶学的）立方系も適用されてもよい。それゆえ、細長い本体は特に発光性セラミックを含む。ガーネット材料、特にセラミックガーネット材料は、本明細書ではまた、「ルミネッセンス材料」として示される。ルミネッセンス材料は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ガーネット材料）を含み、Ａは特に、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＬｕ（特に少なくともＹ及び／又はＬｕ、及びオプションとしてＧｄ）からなる群から選択され、Ｂは特に、Ａｌ及びＧａ（特に少なくともＡｌ）からなる群から選択される。より具体的に、Ａは（本質的に）、（ｉ）ルテチウム（Ｌｕ）、（ｉｉ）イットリウム、（ｉｉｉ）イットリウム（Ｙ）及びルテチウム（Ｌｕ）、（ｉｖ）オプションとして上述のうちの１つとの組み合わせで、ガドリニウム（Ｇｄ）を含み、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）若しくはガリウム（Ｇａ）又は両方の組み合わせを含む。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）などの他の発光性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、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は特に、（Ｙ１−ｘＧｄｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を指し、特にｘは０．１〜０．５の範囲内、更に特に０．２〜０．４、なお更に特に０．２〜０．３５の範囲内である。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、少なくとも１０原子％のＧｄ、１０〜５０原子％の範囲のＧｄなど、２０〜４０原子％のような、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、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は、特に、（Ｙ１−ｘＧｄｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を指し、特にｘは０．１〜０．５の範囲内、更に特に０．２〜０．４の範囲内にある。
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。
セリウムの密度に関して、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、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋はまた、（Ａ１−ｎＣｅｎ）３Ｂ５Ｏ１２と規定されてもよく、ｎは０．００１〜０．０３５、例えば０．００１５〜０．０１の範囲内にある。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、（（Ｙ１−ｘＧｄｘ）１−ｎＣｅｎ）３Ｂ５Ｏ１２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。
特に、セラミック材料は、焼結処理及び／又は熱間プレス成形処理、オプションとして、その後の（ごく薄い）酸化性雰囲気でのアニーリングにより得られる。用語「セラミック」は、特に、とりわけ、例えば１０−８〜５００ＭＰａの範囲、例えば特に少なくとも０．５ＭＰａ、特に少なくとも１ＭＰａのような、１〜約５００ＭＰａのような、例えば少なくとも５ＭＰａ、又は少なくとも１０ＭＰａの、減圧、大気圧又は高圧の下で、特に一軸又は等方圧下で、特に等方圧下で、少なくとも５００℃、特に少なくとも８００℃、例えば少なくとも１０００℃、少なくとも１４００℃のような温度で、（多結晶）粉末を加熱することにより得ることができる無機材料に特に関する。セラミックを得るための具体的方法は、熱間等方圧圧縮プレス成形（hot isostatic pressing；ＨＩＰ）であるが、ＨＩＰ処理は、上述したような温度及び圧力の条件下での、ポスト焼結ＨＩＰ、カプセルＨＩＰ、又は結合型焼結ＨＩＰ処理であってもよい。このような方法によって得ることができるセラミックが、そのまま使用されてもよく、又は更に処理（例えば研磨）されてもよい。特にセラミックは、理論密度（すなわち単結晶の密度）の少なくとも９０％（又はより高い、以下を参照）、例えば少なくとも９５％、９７〜１００％の範囲のような密度を有する。セラミックは、依然として多結晶であってもよいが、粒子（圧縮された粒子又は圧縮された凝集粒子）間の縮小された又は強く縮小された体積を有する。ＨＩＰなどの高圧下での加熱は例えば、Ｎ２及びアルゴン（Ａｒ）のうちの１種以上を含むような不活性ガス中で実施されてもよい。特に、高圧下での加熱の前に、１４００〜１９００℃、例えば１５００〜１８００℃の範囲から選択された温度での焼結処理が実施される。このような焼結は減圧下で、例えば１０−２Ｐａ以下の圧力下で実施されてもよい。このような焼結は、理論密度の少なくとも９５％程度、更に特に少なくとも９９％程度の密度を既にもたらしてもよい。予備焼結と、特にＨＩＰなどの加圧下での加熱の両方の後では、光透過性本体の密度は単結晶の密度に近い可能性がある。しかし、光透過性本体は多結晶であるので、光透過性本体内では粒界が利用できるという違いがある。このような粒界は、例えば光学顕微鏡又はＳＥＭによって検出され得る。それゆえ、本明細書では、光透過性本体は特に、（同一材料の）単結晶体と実質的に同一の密度を有する焼結多結晶体を指す。よって、このような本体は、（例えば特にＣｅ３＋などの光吸収性化学種による吸収を除いて）可視光に対して非常に透明であり得る。
ルミネッセンス集光器はまた、単結晶体などの結晶体であってもよい。このような結晶体は、高温処理において溶融体から成長／引き出しすることができる。典型的にはブールと呼ばれる大型の結晶体を切断して小片とし光透過性本体を形成することができる。上述の多結晶ガーネットは、代わりに単結晶体の形で成長させることもできる材料の例である。
光透過性本体を得た後、本体は研磨されてもよい。研磨の前又は後に、特に研磨の前に、（酸化雰囲気中で）アニーリング処理が実施されてもよい。更なる特定の実施形態では、アニーリング処理は、少なくとも２時間、例えば、少なくとも１２００℃で少なくとも２時間続く。更に、特に酸化雰囲気は例えばＯ２を含む。
セリウムでドープされたガーネットの代わりに、又はこのようなガーネットに加えて、他のルミネッセンス材料も、ルミネッセンス集光器としての有機又は無機の光透過性母材に適用され、例えば埋め込まれてもよい。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、例えばＰＭＭＡ又はポリシロキサン等々のようなポリマーのような、透過性基材に埋め込まれてもよい。他の光透過性材料も、ホストマトリックスとして同様に使用されてもよい。以下も参照されたい。
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）をベースとする。リン化インジウム（ＩｎＰ）、並びに硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）などのカドミウムを含まない量子ドットも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、容易に調整することができる。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、ペリレン誘導体をベースとする有機ルミネッセンス材料、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、励起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のルミネッセンス材料放射への光源光の変換に適用されてもよいが、また第２のルミネッセンス材料放射への第２のポンプ放射の変換などに適用されてもよい。
実施形態において、複数の光源がＵＶ放射を第１のポンプ放射として供給するように構成され、ルミネッセンス集光器は、青色及び緑色の第１の変換器放射のうちの１つ以上を供給するように構成される。更に他の実施形態では、複数の光源が青色放射を第１のポンプ放射として供給するように構成され、ルミネッセンス集光器は、緑色及び黄色の第１の変換器放射のうちの１つ以上を供給するように構成される。以下にも示されるように、そのような実施形態はまた、組み合わされてもよいことに留意されたい。
照明デバイスは、ルミネッセンス集光器と熱的に接触する冷却要素を更に備えてもよい。冷却要素はヒートシンク、又はペルチェ素子などの能動的に冷却される要素であることができる。更に、冷却要素は、空気を介した、又は熱グリースなどの熱を伝達することができる中間要素を用いた、熱伝達を含む、他の手段を介して光透過性本体と熱的に接触していることができる。しかし、特に、冷却要素は光透過性本体と物理的に接触している。用語「冷却要素」はまた、複数の（異なる）冷却要素を指す場合がある。
それゆえ、照明デバイスは、固体光源及び／又はルミネッセンス集光器の冷却を促進するように構成されたヒートシンクを含んでもよい。ヒートシンクは、銅、アルミニウム、銀、金、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウムシリコンカーバイド、酸化ベリリウム、シリコン−シリコンカーバイド、アルミニウムシリコンカーバイド、銅タングステン合金、銅モリブデンカーバイド、炭素、ダイヤモンド、グラファイト、及びこれらの２つ以上の組み合わせを含んでもよく、又はこれらからなってもよい。代わりに又は加えて、ヒートシンクは、酸化アルミニウムを含んでもよく、又はそれからなってもよい。用語「ヒートシンク」は、複数の（異なる）ヒートシンクもまた指し得る。照明デバイスは、光透過性本体を冷却するように構成された１つ以上の冷却要素を更に含んでもよい。本発明においては、冷却要素又はヒートシンクを使用して、光透過性本体を冷却してもよく、又は同一の若しくは異なる冷却要素又はヒートシンクを使用して、光源を冷却してもよい。冷却要素又はヒートシンクはまた、更なる冷却手段へのインタフェースを提供してもよく、又は冷却搬送により熱を周囲に放散することを可能にしてもよい。例えば、冷却要素又はヒートシンクは、より遠隔に置かれたヒートシンクに接続されたヒートパイプ又は水冷却システムに接続されてもよく、又はファンによって発生されるような空気流によって直接冷却されてもよい。受動的冷却及び能動的冷却の両方が適用されてもよい。
特定の実施形態では、ヒートシンク（又は冷却要素）と光透過性本体との間に物理的接触がない。特に、平均は、ルミネッセンス材料のルミネセンスによって透過した光の少なくとも強度平均波長である。実施形態では、光透過性本体とヒートシンク又は冷却要素との間の平均は、少なくとも１μｍ、例えば、少なくとも２μｍ、少なくとも５μｍなどである。更に、良好な熱伝達のために、光透過性本体とヒートシンク又は冷却要素との間の平均距離は、５０μｍ以下、例えば、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、最大で１０μｍなどである。
それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、細長い光透過性本体との少なくとも１μｍ、例えば、少なくとも２μｍ、特に少なくとも５μｍの平均距離を有するヒートシンクを更に備えてもよく、又は放熱要素は、細長い光透過性本体の側面の総面積の最大で１０％、例えば、最大で５％と物理的に接触する。それゆえ、平均は特に５０μｍ以下である。用語「ヒートシンク」の代わりに冷却要素という用語もまた適用され得る。
特定の実施形態では、細長いルミネッセンス集光器は、２つの金属プレートの間にクランプされるか、又は高熱伝導性材料からなるハウジング内にクランプされ、十分な量の熱が、細長いルミネッセンス集光器から、空隙を通って高熱伝導性ハウジングに向かって進み得る一方で、細長いルミネッセンス集光器内に閉じ込められた光のＴＩＲ（内部全反射）をもたらすために、細長いルミネッセンス集光器間に十分な空隙が存在したままであるようにクランプされる。空隙の厚さは、光の波長よりも大きく、例えば、０．１μｍよりも大きく、例えば０．５μｍよりも大きい。細長いルミネッセンス集光器は、細長いルミネッセンス集光器とハウジングとの間に小さな粒子、例えば、０．１μｍよりも大きな、例えば、０．５μｍよりも大きな、少なくとも１μｍ、少なくとも５μｍ、特に２０μｍ以下、１０μｍ以下の直径を有する小球又はロッドを設けることによってハウジング内に固定される（上で定義された平均も参照）。代わりに、細長いルミネッセンス集光器は、細長いルミネッセンス集光器に接触する高熱伝導性ハウジングの表面上にいくらかの表面粗さを提供することによってハウジング内に固定されてもよく、表面粗さは、０．１μｍよりも大きな、例えば、０．５μｍよりも大きな、好ましくは約１０μｍ以下の深さにわたって変化する。
高熱伝導性ハウジングの粗面のそのような球体、ロッド、又は接触点の密度は、相対的に非常に小さく、細長い光透過性本体の表面積の大部分は、接触されないままであり、細長い光透過性本体内に閉じ込められた光の高レベルのＴＩＲ反射を確保する。
それゆえ、照明デバイスは、ルミネッセンス材料を含む細長い光透過性本体と、（端面（第２の面）の）放射出射窓から出るルミネッセンス材料光を供給するためにルミネッセンス材料を励起させる１つ以上の、特に複数の光源とから本質的になってもよい。
更に、照明デバイスは、光透過性本体の下流に構成されてもよいが、実施形態では光透過性本体と一体化されてもよい、ＣＰＣ又は（他の）抽出光学要素などの光学要素を備えてもよい。
オプションとして、この光学要素と光透過性本体との間に、放射混合要素が構成されてもよい。それゆえ、追加要素の光透過性本体の一部分が、（好ましくは、円形ではなく、例えば六角形である）光混合ロッドとして作用するように変換器とＣＰＣ（又は抽出光学要素）との間に構成されてもよい。代わりに又は加えて、抽出光学要素は、光を混合するようにも設計される。
更に、照明デバイスは、光透過性本体を保持するための１つ以上の保持要素を備えてもよい。特に、これらの保持要素は、縁面と接触するが、光の損失を最小限に抑えるために当該小さな部分のみと接触する。例えば、クランプ装置のような保持要素は、縁面の１０％未満と、例えば、側面の総面積の５％未満と接触する。更に、照明デバイスは、ヒートシンク及び／又は冷却要素を備えてもよい。保持要素は、ヒートシンク及び／又は冷却要素によって構成されてもよい。
照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用応用システム、店舗用照明システム、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、光ファイバ応用システム、投影システム、自己照明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、医療用照明応用システム、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、温室用照明システム、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、又はそれらに適用されてもよい。照明デバイスはまた、例えば、材料硬化システム、積層造形システム、計測システム、ＵＶ滅菌システム、（ＩＲ）撮像システム、ファイバ照明システムなどの一部であってもよく、又はそれらに適用されてもよい。一態様では、本発明はまた、本明細書に記載される照明デバイス、又は複数のそのような照明デバイスを備える、投影システム又は照明器具も提供する。
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、本明細書に規定されるような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）本明細書に規定されるような変換器放射のうちの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光（いくらかの紫色及びシアンの色相を含む）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。
細長い光透過性本体は、またオプションとして光学要素は、光透過性ホスト材料（それゆえ、ルミネッセンス材料を考慮しないか、又はより具体的に、実施形態では、三価セリウムなどのルミネッセンス種）、特に、緑色及び赤色、一般にはまた青色など、可視域の１つ以上の波長に対する光透過性材料を含んでもよい。好適なホスト材料は、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、別の実施形態では、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（ガーネットなど）、及びシリコーンからなる群から選択されてもよい。ガラスセラミック材料も、適用されてもよい。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。
無機ルミネッセンス材料、量子ドット、有機分子などのようなルミネッセンス材料がホストマトリックスに埋め込まれる場合、ルミネッセンス材料の密度は、実施形態では、０．０１〜２重量％などの０．０１〜５重量％（重量％）の範囲から選択されてもよい。
高輝度光源は、例えば、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、スタジオ照明、ステージ照明、娯楽用照明、自動車前面照明、建築照明、拡張照明（データ／コンテンツを含む）、顕微鏡、計測、例えばデジタル病理学などの医療用途に使用されてもよい。
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。 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。 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。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 小平面のいくつかの実施形態を概略的に示す。 コア−シェルの実施形態を概略的に示す。 コア−シェルの実施形態を概略的に示す。 いくつかのテーパ状の実施形態を概略的に示す。 いくつかのテーパ状の実施形態を概略的に示す。 いくつかの具体的に成形された光透過性本体を概略的に示す。 いくつかの具体的に成形された光透過性本体を概略的に示す。 いくつかの具体的に成形された光透過性本体を概略的に示す。 いくつかの具体的に成形された光透過性本体を概略的に示す。 いくつかの具体的に成形された光透過性本体を概略的に示す。 可能な光透過性本体の断面のいくつかの変形例を概略的に示す。 光透過性本体のいくつかの可能な基本形状を（断面視で）概略的に示す。 光学要素のいくつかの実施形態を対象とする。 光学要素のいくつかの実施形態を対象とする。 光学要素のいくつかの実施形態を対象とする。 光学要素のいくつかの実施形態を対象とする。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。 オプションとして光学要素及び／又は混合部分を有する、光透過性本体のいくつかの態様を概略的に示す。
これらの概略図面は、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。この光は引き続き、光ガイド又は導波路、ここでは光透過性本体の中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、（変換した）光を出射表面に誘導する。
本明細書で規定されるような照明デバイスの実施形態が、図１ａに概略的に示される。図１ａは、複数の固体光源１０と、細長い光透過性本体１００を備えるルミネッセンス集光器５とを備える照明デバイス１を概略的に示し、細長い光透過性本体１００は、細長い光透過性本体１００の長さＬを規定する第１の面１４１と第２の面１４２とを有する。細長い光透過性本体１００は、ここでは例として、参照符号１４３及び１４４で示される、両側に配置された２つの面（これらは例えば幅Ｗを規定する）であって、ここでは縁面又は縁側部１４７としても示される、１つ以上の放射入射面１１１を有する。更に、光透過性本体１００は、放射出射窓１１２を有し、第２の面１４２は、放射出射窓１１２を有する。第２の面１４２の全体が、放射出射窓として使用され、又は構成されてもよい。複数の固体光源１０は、（青色）光源光１１を１つ以上の放射入力面１１１に供給するように構成されている。上述のように、特にこれらは、放射入力面１１１の少なくとも１つに、平均で少なくとも０．０６７ワット／ｍｍ２の青色パワーＷｏｐｔを供給するように構成される。参照符号ＢＡは本体軸を示し、直方体の実施形態では、縁側部１４７と実質的に平行である。参照符号１４０は、全体的に側面又は縁面を指す。
細長い光透過性本体１００は、（青色）光源光１１の少なくとも一部を変換器放射１０１に、例えば緑色及び赤色の変換器放射１０１の少なくとも一方に、波長変換するように構成されたセラミック材料１２０を含み得る。上述のように、セラミック材料１２０は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋セラミック材料を含み、ここで、Ａは例えば、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、及びルテチウム（Ｌｕ）のうちの１種以上を含み、Ｂは例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む。参照符号２０及び２１は、それぞれ、光学フィルタ及び反射器を表す。前者は、例えば、緑色光が望ましい場合は非緑色光を減らすことができ、又は赤色光が望ましい場合は非赤色光を減らすことができる。加えて、前者は、細長い光透過性本体からの出力光として所望されず、後にセラミック材料に再吸収され得る光を、反射して透過性本体又は導波路に戻すためにも使用されてもよい。例えば、ダイクロイックフィルタが適用されてもよい。後者は、光を反射して光透過性本体又は導波路の中に戻すために使用されてもよく、これにより効率を改善する。概略的に図示された反射器よりも多くの反射器を使用してもよいことに留意されたい。光透過性本体はまた、基本的に単結晶から成ってもよく、実施形態ではまた、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋であってもよいことに留意されたい。
光源は、原理的に、任意のタイプの光源であってもよいが、一実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、複数のＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤ、又はＬＥＤ若しくはレーザダイオード若しくはＯＬＥＤのアレイ、又はこれらの任意の組み合わせ、などの固体光源である。ＬＥＤは、原理的に、任意の色のＬＥＤ又はそれらの組み合わせであってもよいが、一実施形態では、３８０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長範囲として定義される、ＵＶ及び／又は青色の範囲内の光源光を生成する青色光源である。他の実施形態では、光源はＵＶ光源又は紫色光源、すなわち、４２０ｎｍ未満の波長範囲の光を発する光源である。複数又はアレイ状の、ＬＥＤ又はレーザダイオード又はＯＬＥＤの場合には、ＬＥＤ又はレーザダイオード又はＯＬＥＤは、原理的に、例えばＵＶ、青色、緑色、黄色又は赤色だがこれらに限定されない色などの、２つ以上の異なる色のＬＥＤ又はレーザダイオード又はＯＬＥＤであってもよい。
光源１０は、光源光１１を供給するよう構成され、光源光１１はポンプ放射７として用いられる。ルミネッセンス材料１２０は、光源光をルミネッセンス材料放射８に変換する（図１ｅも参照）。光出射窓を出る光は、変換器放射１０１として示され、ルミネッセンス材料放射８を含むことになる。再吸収により、ルミネッセンス集光器５内のルミネッセンス材料放射８の一部が再吸収され得ることに留意されたい。それゆえ、スペクトル分布は、例えば、低ドープシステム（low doped system）及び／又は同じ材料の粉末に対して赤方偏移され得る。照明デバイス１をルミネッセンス集光器として使用して、別のルミネッセンス集光器を励起させてもよい。
上述のように、要素は、ダイクロイック光学要素を含んでもよい。更に、要素は、細長い光透過性本体及び（第２の面の側の）光学要素の、例えば１つ以上の表面上の反射防止（ＡＲ）コーティングなどの他の要素を含んでもよい。光入射窓のポンプ光のためのＡＲコーティングを有すること、及び／又は光放出窓の変換された光のためのＡＲコーティングを有することが有利であり得る。加えて、変換された光のための反射コーティングが、光抽出窓以外の表面領域に適用されてもよい。
図１ａ〜図１ｂは、照明デバイスの類似の実施形態を概略的に示す。更に、照明デバイスは、導波路とは別体か、及び／又は導波路に一体化されたか、いずれかの、例えば、複合放物面集光要素（ＣＰＣ）などの集光要素のような、更なる光学要素を含んでもよい。図１ｂの照明デバイス１は、ＣＰＣなどのコリメータ２４を更に備える。
図１ａ〜図１ｂ及び他の図に示されるように、光ガイドは、少なくとも２つの端部を有し、光ガイドの端部のうちの１つにある第１の基底表面（第１の面１４１としても示される）と、光ガイドの別の端部にある第２の基底表面（第２の面１４２または「突端」としても示される）との間で軸線方向に延びる。
図１ｃは、導波路又はルミネッセンス集光器としての、想定されるセラミック体又は結晶体の、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。示されていない光源が、面１４３〜面１４６（これら縁面の全般的表示は、参照符号１４７である）のうちの１つ以上に配置されてもよい。示されていない光源が、面１４３〜１４６から選択される１つ以上の縁面又は側面に放射を供給するように構成されてもよい。代わりに又は加えて、示されていない光源が、第１の面１４１（端面の一方）に放射を供給するように構成されてもよい。
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。
本出願の文脈では、光ガイドの横表面は、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の基底表面が、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の基底表面が、円筒の上面によって構成されている場合には、横表面は、円筒の側面である。本明細書では、横表面はまた、縁面又は側部１４０という用語でも示される。
図１ｃに示される変形形態は制限的なものではない。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体又は結晶体は、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バー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未満、他の実施形態では５ｍｍ未満、更に他の実施形態では２ｍｍ未満である。幅Ｗは、実施形態では１０ｍｍ未満、他の実施形態では５ｍｍ未満、更なる実施形態では２ｍｍ未満である。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１よりも大きく、２以上など、少なくとも５などであり、更に特に、１０〜３００の範囲であり、１０〜１００などの、１０〜６０のような、１０〜２０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１ｃは、４つの長側面を有し、そのうちの例えば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す。
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有し、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、長方形、円形、卵形、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、放射出射窓は、特に、放射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、放射出射窓と放射入力面とは、垂直に構成されている。更に他の実施形態では、放射出射窓は、１つ以上の放射入力面に対して、９０°より小さいか又は９０°より大きい角度で構成されてもよい。
図１ｃは、いくつかの基本的な実施形態を概略的に示す。しかし、特に、本体１００が、円形断面を有するが、ルミネッセンス材料のシェル様分布を有し、及び／若しくは中空である、並びに／又は、本体が１つ以上の端面に小平面を有し、及び／若しくは本体がそれらの長さの少なくとも一部にわたってテーパ状になっている、本明細書に記載される特定の実施形態が適用される。
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、放射出射窓は、放射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。代わりに又は加えて、ミラーは、ダイクロイックミラーを含んでもよい。
図１ｄは、本明細書で規定されるような、照明デバイス１を備えるプロジェクタ又はプロジェクタデバイス２を極めて概略的に示す。例として、ここでは、プロジェクタ２は少なくとも２つの照明デバイス１を備え、第１の照明デバイス（１ａ）は、例えば緑色光１０１を供給するように構成され、第２の照明デバイス（１ｂ）は、例えば赤色光１０１を供給するように構成される。光源１０は、例えば青色光を供給するように構成される。投影（光）３を供給するために、これらの光源を使用してもよい。光源光１１を供給するように構成された追加の光源１０は、ルミネッセンス集光器を励起させるために使用されるものとは必ずしも同一の光源ではない点に留意されたい。更に、本明細書では用語「光源」はまた、複数の異なる光源を指す場合がある。プロジェクタデバイス２は、照明システム１０００の一例であり、当該照明システムは、特に照明デバイス光１０１を含む照明システム光１００１を供給するように、特に構成される。
高輝度光源は、スポット、ステージ照明、ヘッドランプ、及びデジタル光投影を含む様々な用途で興味深い。
この目的で、透明度が高いルミネッセンス材料内でより短い短波長の光がより長い波長に変換される、いわゆるルミネッセンス集光器を利用することが可能である。そのような透明なルミネッセンス材料のロッドが使用され、次いでそれがＬＥＤによって照らされて、より長い波長がロッド内で生成され得る。ドープされたガーネットなどのルミネッセンス材料内に導波モードで留まるであろう変換された光は、次いで一方の表面から抽出されることができ発光及び／又は光輝の増大につながる（図１ｅ）。
ビーマー用途の高輝度ＬＥＤベースの光源が適切である。例えば、高輝度は、ルミネッセンス集光器ロッドを外部青色ＬＥＤの別個のセットで励起させることにより達成することができ、それによりルミネッセンスロッド内に含まれる蛍光体が引き続き青色光子を緑色又は赤色の光子に変換する。ルミネッセンスロッドの母材の高屈折率（典型的には?約１．８）により、変換された緑色又は赤色の光子は、内部全反射によりロッド内部にほぼ完全に閉じ込められる。ロッドの出射小平面において、光子は、何らかの抽出光学系、例えば複合放物面集光器（ＣＰＣ）、又は微細屈折構造（微小球体又は角錐構造）によってロッドから抽出される。結果として、ロッド内部で生成される高いルミネッセンスパワーは、比較的小さな出射小平面で抽出されることができ、高いソース輝度を生じさせることができ、（１）より小さな光学投影アーキテクチャ、及び（２）より小さく製作され得るため、より低コストの様々なコンポーネント（特に、比較的高価な投影ディスプレイパネル）を可能にする。
ルミネッセンス光が細長い光透過性本体内で生成される場合、以下の３つの光部分が識別され得る。
Ｉ．４つの長側面のうちの１つを直接透過したコーンの非ＴＩＲ光。
ＩＩ．ロッドの長軸（ｚ軸）と位置合わせされたコーンの光、この光は、ＣＰＣに当たるまでロッド内でＴＩＲ状態にあるので、ＴＩＲ−突端光と呼ばれることがあり、ＣＰＣを透過する。ＣＰＣに入る光線は、ｎ＿ｒｏｄ−ｎ＿ＣＰＣの組み合わせを保持する臨界ＴＩＲ角度よりも小さい、ｚ軸との角度を有する。尾部に向けられたコーンの光は、ＴＩＲによって、又はミラーによって尾部で反射し、またＣＰＣにてロッドから離れる。
ＩＩＩ．残りの光部分は、ＴＩＲ状態にあり、理論上は完全にロッド内にあり、これらの光線はロッドから出ることができない。この部分は、（閉じ込め症候群にちなんで）閉じ込められたＴＩＲ光と呼ばれることがある。
円形ロッドのスキンで光が生成される場合、光部分ＩＩ（ＴＩＲ−突端）は、不変のままであるが、部分Ｉ及び部分ＩＩＩは、劇的に変化する。図２ａは、中心で光が生成される状況を概略的に示し、図２ｂは、壁の近くで光が生成される状況を概略的に示す。両方の場合において、細長い光透過性本体の本体材料の屈折率は、１．８４となるように選択し、光学要素（ＣＰＣ様光学要素）の屈折率は、１．５２となるように選択した。ｎ＿ｒｏｄ＝１．８４では、ロッドから直接出る光部分（非ＴＩＲ）は、それがロッドのスキンで生成された場合（スキン厚さ＝０）には、１６％のみである。スキンで光が生成された場合、スキンと垂直な両側への非ＴＩＲコーン角度は、円形ロッド及び矩形ロッドに関して同一であり、このことは、単純なゴニオメトリによって証明することができる。そのため、スキン生成光の非ＴＩＲ部分は、矩形ロッド内の非ＴＩＲ部分のちょうど半分である。非ＴＩＲ損失は、円形ロッド及び矩形ロッドに関して分析的にモデル化されている。壁から距離ｘで光が生成されると想定すると、非ＴＩＲ部分は、比ｘ／ｒで表されるように、壁に対する相対距離によって増加し、ここで、ｒは半径であり、これは、円形ロッドの場合のみにあてはまる。ｘ／ｒ＝０．４までは、円形ロッドの場合、矩形ロッドよりも非ＴＩＲ損失が少ない。直径２ｍｍの円形ロッドの場合、これは、最大０．４ｍｍの深さまでである。図２ｃを参照されたい。半径は、参照符号ｙで示される。
光生成の深さが大きくなると、非ＴＩＲ部分は、中心で光が生成された場合の最大で５７％の非ＴＩＲレベルまで増大する。しかし、スキン厚さが小さいと、矩形ロッドと比べてロッドの光学効率が実質的に増大する。矩形ロッドの場合、光部分は、光生成の位置に本質的に左右されない。それゆえ、円形ロッドの表面での光発生を伴う理想的な場合、効率は、矩形ロッドと比べて、６８％（矩形）〜８４％（円形）（ｎ＿ｒｏｄ＝ｎ＿ＣＰＣ＝１．８４の場合）など、又は５７％（矩形）〜７２％（円形）（ｎ＿ｒｏｄ＝１．８４、ｎ＿ＣＰＣ＝１．５２の場合）など、実質的に増大し得る。このことは、以下の表に示すことができる。
Figure 2020526875
青色光の吸収長が小さいことは、スキンのみで光を生成させる鍵である。そのため、本発明の一態様は、蛍光体含有量が十分に多いことである。単結晶ＬｕＡＧの場合、Ｃｅ％＝０．１６〜０．２５％の蛍光体密度が、約０．３ｍｍ〜０．２ｍｍの吸収長をもたらし得る。それゆえ、０．１ｍｍの吸収長を得るために、約０．５％Ｃｅが必要とされ得る。
スキンでの光生成を可能にする別の方法は、管状ロッドを作製することによるものであり、図２ｄを参照されたい。この場合、導光効果は、「リング」の厚さ全体にわたって有効である。蛍光体含有量は、コアからの蛍光体放出光があり得ないため、より少ないことが許容される。ある用途では、例えば、相当な青色光がロッド全体を透過することが避けられるべきであるので、蛍光体の最小含有量の制限を設定すべきである。図２ｄは、円形断面を有する管状本体１００、矩形（正方形）断面を有する管状本体、及び丸い断面を有する管状本体の場合の非限定的な数の実施形態を断面図（図６ｆも参照）に概略的に示しており、例として、先の２つの変形例では、参照符号１１５０で示される空洞が、材料１２１で充填されてもよく、当該材料は、特に、実施形態では、細長い（管状）本体の材料の屈折率よりも低い（ただし空気よりも高い）屈折率を有し得る。変形例ＩＩＩにおいて参照符号ｄ４で示される、本体間の距離は、本体軸ＢＡに沿って異なっていてもよい（図５ｂも参照）。特に、隣接する外側本体１００の材料と本質的に同じ屈折率を有する材料で空洞１１５０が充填される実施形態では、物理的接触（すなわち、ｄ４＝０μｍ）が存在してもよい。空洞はまた、実施形態では、少なくとも部分的に別の本体１００で充填されてもよく、そのような実施形態では、コア−シェル構成が得られてもよい（図４ａ〜図４ｂも参照）。空洞が、本体（図４ａも参照）などの固体要素を含む場合、内部本体の断面対称性は、外部本体とは異なってもよいが、特に、それらは同じであってもよい。前者の変形例では、ｄ４は断面にわたって変化してもよい。図２ｄを参照すると、例えば、図２ｅ、図５ｂも参照すると、本体１００と垂直な光の透過が、ダブルパスにつながる。例えば、ルミネッセンス材料の最大放出時の波長など、対象とする波長を有する光による垂直放射での本体を通した全透過率は、最大で５０％となる。
図５ｂの実施形態では、（円形断面を有する）中空の変形例の利点、又はルミネッセンス材料（又は賦活剤）の密度が表面までの距離にわたって可変である変形例の利点は、テーパ状の変形例と組み合わされ、光が小さな領域に集中する。これにより、光のリング形状分布は、本質的に低減され得る。下流の光学要素で、例えば、ビームが成形されてもよい。
中空本体１００が適用される、図３ｂ、図３ｅ、図３ｇ（上部）及び図５ｂに概略的に示される実施形態を含む、特定の実施形態では、中空本体が空洞内に別の本体又は材料を収容しない場合、内部に反射器が配置されてもよい。
それゆえ、特に、以下の条件が適用されてもよい。
−中実ロッド：外部断面が円形、卵形、又は楕円形、吸収長≦０．４ロッド半径となるのに十分な蛍光体含有量を有する、あるいは、
−断面が円形、卵形、又は楕円形、内側半径≧０．６外側半径を有するなど、限定された壁厚を有する、管状ロッド、吸収長≦壁厚となるのに十分な蛍光体含有量を有する。
スキンでの光生成を可能にする別の方法は、ルミネッセンス材料（又は賦活剤）密度が外側表面の近くに局在化される本体１００を実現することによる。この場合、屈折率は、完全な本体にわたって本質的に一定である。そのような実施形態は、図２ｅに概略的に示される。
図２ｅは、ルミネッセンス要素５が第１の反射器２１及び／又は第２の反射器２２を更に備える変形例を概略的に示す。細長い光透過性本体１００は、細長い光透過性本体１００の長さＬを規定する第１の面１４１及び第２の面１４２を含み、第２の面１４２は、第１の放射出射窓１１２を有する。第１の反射器２１は、第１の面１４１に構成され、放射を反射して細長い光透過性本体１００内に戻すように構成される。第２の反射器２２は、放射出射窓１１２よりも小さな断面を有し、第１の反射器２２は、放射を反射して光透過性本体１００内に戻すように構成される。
ここで、光透過性本体と光学要素２１、２２との間の距離はそれぞれ、参照ｄ１及びｄ２で示される。それらは、入射角が大きい光線のＴＩＲを可能にする物理的（又は光学的）接触を有しておらず、低角度の入射光線のみをミラーによって反射することが好ましい。距離ｄ１及びｄ２は、例えば、可視放射に関して１〜５０μｍ程度であってもよい。上述のように、これらの距離の値は、平均値として示されてもよい。
しかし、他の実施形態では、本体と光学要素２１（利用可能な場合）及び／又は光学要素２２（利用可能な場合）との間に物理的接触が存在してもよい。例えば、ミラーをロッドに押し付ける際には、実際の材料間接触の最低限の面積が、接触力及び材料の硬さから免れない。光学的接触の場合、より多くの光線がミラーに当たるが、更なる損失は、ミラーの反射率が高い場合には依然として制限される。更に、光源１０の光放出表面１３と光透過性要素との間の距離は、参照符号ｄ３で示される。それゆえ、これらの距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３は、少なくとも１μｍ、例えば、少なくとも２μｍなどの範囲で、それぞれ個々に選択されてもよい。
端面の１つ以上には、小平面が形成されてもよく、又は他の変調を有してもよい。図３ａ〜図３ｆを参照されたい。例えば、第１の面１４１及び第２の面１４２の１つ以上は、表面変調１１４１を含む平面１１４０を有し、それによって、それぞれの平面１１４０に対して異なる変調角度βを作り出し、これらの角度は、例えば約４５°以下、最大で４０°など、実施形態では最大で３０°のような、約２５°以下などであってもよい（例えば、図３ｄを参照）。更に、実施形態では、βは、特に少なくとも１５°、少なくとも２０°などである。特に、平面１１４０は、ｎ個／ｃｍ２の小平面１１４２を変調１１４１として含み、ｎは、４〜５００など２〜２０００の範囲から選択される。更に、実施形態では、概略的に示されるように、異なる変調角度βを有する、少なくとも２つ、少なくとも４つなどの小平面１１４２がある。一種の正弦変調が利用可能な連続変調があってもよい。図３ｃを参照されたい。
本体１００は、正方形断面又は丸みを帯びた断面を有してもよい。後者の変形例では、変調は、特に半径半径（radius radii）と平行な変調であり、半径半径からの逸脱ではない。それゆえ、変調１１４１は、０〜９０°の範囲、実施形態では最大で３５°など、１５〜３５°の範囲のようなものから選択される、伸長軸ＢＡの垂線ｒ１に対する角度γを有してもよい。図３ｆ及び図３ｇも参照されたい。変形例Ｉ〜ＩＩにおけるルミネセンスのアウトカップリングは、４つの小平面などの小平面を使用して、１〜５パーセントポイント増大させることができる。変形例ＩＩＩにおけるルミネセンスのアウトカップリングは、４つの小平面などの小平面を使用して、５〜１０パーセントポイント増大させることができる。変形例Ｉ（及びＩＩＩ）では、いくつかの径方向歪みがあることに留意されたい。図３ｂ及び図３ｅ、及びオプションとして図３ｄは、中空（管状）本体１００の端面に設けられた小平面を概略的に示す。図３ｆ、及びオプションとして図３ｄは、円筒形本体の端面に対する小平面を概略的に示す。
図３ｇは、本体の３つの変形例を概略的に示しており、第１の面１４１及び／又は第２の面１４２（ここでは単一の面が示されている）は、複数の小平面１１４０を含み、ここでは４つの小平面１１４０をそれぞれ有する。変形例Ｉは、丸い断面を有する中空本体１００を示し、変形例２は、矩形断面を有する本体１００を概略的に示し、変形例ＩＩＩは、丸い断面を有する本体１００を概略的に示す。最良の結果は、１５〜４５°、２０〜４０°などの範囲のβでもたらされ得る。
それゆえ、円形断面を有する本体１００を特に参照すると、小平面などの変調の主要な機能は、β変調（接線方向）であるが、限定された数の変調、特に小平面などの場合には、（有意な）γ変調があってもよい。図３ｇの実施形態は全て、変調（ここでは４つの小平面）なしの本体１００に対して約５〜１０％の効率増大を有する。
特に、１つ以上の小平面などの１つ以上の変調、特に、本質的に全ての小平面などの本質的に全ての変調の場合、β／γ≧０．８、特にβ／γ≧１．０など、β／γ≧１．２のような比。
中空の細長い本体の利点は、ロッドの中心に散乱が生じ得ないことである。円形ロッドの中心における光散乱は、比較的多くの光損失をもたらし、回避されるべきであると思われる。しかし、中空の細長い光透過性本体では、内壁は、散乱が有意である場合に細長い光透過性本体の性能を低下させ得る光散乱の新たな原因を導入する。しかし、ロッドの内壁を低い散乱のみを伴う表面平滑度まで研磨することは、困難であり高価である。
透明な充填材料では、内壁に当たるより多くの光線が境界面を透過するので、内壁における光散乱が低減される。ロッド及び充填材料の屈折率が近いほど、境界面を透過する際の光方向の変化が小さくなる。更に、所与の（高屈折率）ロッド材料では、臨界ＴＩＲ角度は、充填材料の屈折率に依存し、ｎ＿ｆｉｌｌｅｒがｎ＿ｒｏｄに近いほど、臨界ＴＩＲ角度が大きくなり、透過が多くなるが、透過光は反射光よりも散乱しない。また、フレネル反射は、両方の材料の屈折率に依存し、ｎ＿ｆｉｌｌｅｒがｎ＿ｒｏｄに近いほど、フレネル反射はより少なくなる（散乱によって変わる）。ｎ＿ｆｉｌｌｅｒ＝ｎ＿ｒｏｄの場合、内壁における散乱は完全になくなる。しかし、内壁の導光も、もはや存在しない。
内壁の導光効果を考慮すると、ロッドの屈折率よりも低い屈折率を有する充填材料を有することが有利であり得る。
それゆえ、以下の特徴、すなわち、中空の細長い光透過性本体と、本質的に完全に透明であり、散乱レベルが非常に低く、気泡又は他の含有物が本質的にない、充填材料と、空気の屈折率と細長い光透過性本体の屈折率との間である充填材料の屈折率と、は関連し得る。
更に、ロッド・イン・ロッドの概念が適用されてもよく、図４ａ〜図４ｂを参照されたい。
例えば、ロッドに沿って固定された長さ及び蛍光体の密度が同じであるロッドを適用することができる。照射が外側ロッドによる場合、スペクトル分布は同調可能でなくてもよい。特に、光源がロッドアセンブリの外部に構成される、そのような実施形態では、外側ロッドの蛍光体密度は、青色ＬＥＤ光などの光源光の一部が内側ロッドに当たり得るほど十分に低くなければならない。
実施形態では、青色光の場合、単に光ガイドであり得るロッドの始端で、高パワーＬＥＤが使用され得る。代わりに又は加えて、緑色及び赤色ロッドを通過し、４０５ｎｍを吸収するとともに約４７０ｎｍの青色を出す中心ロッドに当たる、例えば４０５ｎｍのＬＥＤが使用され得る。
実施形態では、蛍光体の密度は、ロッドに沿って変化する。蛍光体密度がロッドに沿って変化する場合、照射が外側ロッドを介するものによる場合に、多少の青色光が赤色ロッドに当たり得る。青色ＬＥＤの位置に応じて電流を適応させることで、スペクトルが変更され得る。
光透過性本体から光を抽出するために、ＣＰＣ（複合放物面集光器）が使用され得る。最良の抽出のために、ＣＰＣの屈折率は、ロッドの屈折率と一致するべきである。このＣＰＣをＨＬＤロッドに取り付けることは、ロッド、接着剤、ＣＰＣの屈折率及び機械的強度を一致させることに関してかなりの課題となる。ロッドを１つの部品から作製することによって、ロッドの最後の部分が、完全なテーパ状となり得、実施形態では、端部側から光を抽出するために、直径を増加させて円筒状ルミネッセンス変換器構成要素からの距離を増加させることができ、又は、他の実施形態では、テーパ状の側面から光を抽出するために、直径を減少させて円筒状ルミネッセンス変換器からの距離を増加させることができ、これによって、光を抽出すること、またコリメートすることができ、ＣＰＣが必要とされず、これらは、大きな利点である。別の可能性は、ロッドを部分的にテーパリングし、テーパリング部分の後にＣＰＣを追加することである。抽出光が（テーパ状の光透過体よりも）はるかに低いエタンデュ又はより高い輝度を有する、という利点が達成されることができ、それでも、ＣＰＣによって光の制御されたコリメーションを得ることができる。
両方のオプションは、ロッドの外壁の近くで光が生成される円筒形又は楕円形の中空ロッドと、光抽出とは鏡反対側にある追加の構造とを用いて、最も良好に作用した。
両図は、細長い光透過性本体１００を備えるルミネッセンス要素５であって、細長い光透過性本体１００が側面１４０を含む、ルミネッセンス要素５の実施形態を示しており、細長い光透過性本体１００は、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体１００によって受光された光源光１１の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料１２０を含み、細長い光透過性本体１００は長さＬを有し、細長い光透過性本体１００は、長さＬの少なくとも一部にわたって中空であり、それによって空洞１１５０を画定する。
図４ａでは、細長い光透過性本体１００は、管形状である。更に、細長い光透過性本体１００は、細長い光透過性本体によって囲まれた空洞１１５０を有する管形状を有する。
また、図４ｂの例として、ルミネッセンス要素５は、ここではドームである、細長い光透過性本体１００に光学的に結合される光学要素２４を更に含む。代替的な実施形態では、円錐構造が適用されてもよい。そのような円錐構造は、光透過性本体１００の放射入射窓２１１の方向（すなわち、光透過性本体１００の第２の面１４２の方向）にテーパ状になってもよい。代替的な実施形態では、そのような円錐構造は、光透過性本体１００の放射出射窓２１１の方向（すなわち、光透過性本体１００の第２の面１４２から離れる方向）にテーパ状になってもよい。例としてのみ、光学要素２４が、コア−シェル構成を有する要素と組み合わせて描かれていることに留意されたい。光学要素は特に、本明細書に記載される要素５の本質的にいずれとも組み合わせて使用されてもよい。
図４ｂでは、光透過性本体１００'は中実である。
図４ａ及び図４ｂは特に、複数の細長い光透過性本体１００を備えるルミネッセンス要素５の実施形態を示しており、各細長い光透過性本体１００は、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、細長い光透過性本体１００によって受光された光源光１１の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射８に変換するように構成されたルミネッセンス材料１２０を含む。更に、複数の細長い光透過性本体１００は、ａ．細長い光透過性本体１００の長さＬ、ｂ．ルミネッセンス材料１２０のタイプ、ｃ．ルミネッセンス材料１２０の密度、ｄ．細長い光透過性本体１００にわたる密度分布、及びｅ．ルミネッセンス材料１２０のホストマトリックス、のうちの１つ以上で異なる。示されるように、各細長い光透過性本体１００は、ここでは一致する、伸長軸ＢＡを有する。更に、細長い光透過性本体１００の１つ以上は、空洞１１５０を含む。図４ａでは、参照符号１００'で示される最小の細長い本体１００は塊状である一方、図４ｂでは、最小の細長い本体１００'は、参照符号１１５０'で示される空洞１１５０も含む。表記'は、内側の細長い本体１００'を指し、表記"は外側の細長い本体１００"を指す。原理的に、３つ以上の細長い本体１００が適用されてもよいことに留意されたい。示されるように、細長い光透過性本体１００はコア−シェル構成で構成され、より小さな細長い光透過性本体１００が、より大きな細長い光透過性本体１００の空洞１１５０内に少なくとも部分的に構成され、伸長軸ＢＡ同士は、平行に構成される。隣接する細長い光透過性本体１００の側面１４０は、物理的に接触していないか、又は側面それぞれの表面積の最大１０％のみにわたって物理的に接触している。
図４ａ〜図４ｂはまた、照明デバイス１の実施形態も示しており、照明デバイス１は、
−光源光１１を供給するように構成された光源１０と、
−先行する請求項のいずれか一項に記載のルミネッセンス要素５と、を備え、細長い光透過性本体１００は、放射入力面１１１及び第１の放射出射窓１１２を有し、ルミネッセンス材料１２０は、放射入力面１１１で受光された光源光１１の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射８に変換するように構成されており、ルミネッセンス要素５は、ルミネッセンス材料光８の少なくとも一部を第１の放射出射窓１１２で変換器放射１０１としてアウトカップルするように構成されている。
各細長い光透過性本体１００は、細長い光透過性本体１００の長さＬを規定する第１の面１４１及び第２の面１４２を有し、側面１４０は放射入力面１１１を有し、第２の面１４２は放射出射窓１１２を有する。異なる長さはそれぞれ、Ｌ'及びＬ"で示されているが、ここでは、長さは本質的に同一である。
１つ以上の光源１０は、外側の細長い光透過性本体１００の側面１４０に光源光を供給するように構成されており、及び／又は１つ以上の光源１０は、１つ以上の第１の面１４１に光源光１１を供給するように構成され、１つ以上の第１の面１４１は端面であり、及び／又は１つ以上の光源１０は、内側の細長い光透過性本体１００の空洞１１５０内に構成され、内側の細長い光透過性本体１００の側面に光源光１１を供給するように構成される。特定の実施形態では、第１の動作モードでは、照明デバイス１は白色光を供給するように構成される。他の特定の実施形態では、照明デバイスは、有色光が供給される第１の動作モードを含む。また更なる実施形態では、照明デバイス１は、光源を制御するように構成された制御システムを更に備えてもよく、異なる光透過性本体１００は、異なるスペクトル分布を有するルミネッセンス材料光を供給するように構成される。そのような実施形態では、照明デバイス光１０１のスペクトル分布は、調整可能であってもよい。
光学要素２４は、概略的に示される実施形態において、放射入射窓２１１及び放射出射窓２１２を有し、本質的に光透過性材料からなる。
テーパ状ロッドの実施形態が、図５ａ〜図５ｂに示される。図５ｂでは、断面積は、本質的に一定のままであってもよい。それゆえ、これらの図は、細長い光透過性本体（１００）が、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる実施形態を概略的に示す。又は、細長い光透過性本体（１００）は、当該長さＬの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる。図５ｂは、管状の細長い光透過性本体（１００）が、伸長軸（ＢＡ）と垂直な断面積を一定に維持しながら、伸長軸（ＢＡ）の長さの少なくとも一部に沿ってテーパ状になる実施形態を概略的に示す。テーパ状部分の破線を参照されたい。通常、面積が小さくなると、光が抽出され得るか、又は光が突端に逆に戻される。
光の再利用を利用できるため、ＣＰＣなどの光学構成要素の入射の面積を、中空ロッドの断面積よりも小さくすることが可能であると思われる。それゆえ、光の一部が、第２の面にて再利用されてもよい。この実施形態は示されていない。
本明細書ではとりわけ、カップリング効率の向上、光抽出の向上、冷却の向上、変換器取り付けの向上、モジュール組立の向上、及び／又は当該特定の断面形状に関連する特徴による光源ロバスト性の向上を可能にする特定の断面形状を有する、ルミネッセンス集光体が提案される。
実施形態では、１つ以上の特徴は、変換器の線形空洞内にポンプＬＥＤを埋め込むことと、高輝度モジュール内に変換器本体を位置決め／位置合わせすることと、ポンプＬＥＤから変換器への距離を規定することと、光抽出コーンを４つから２つに減らし、光損失を減らし、よって、モジュール性能を高めることと、複数の変換器を互いに隣接して又は互いの内部に取り付け、光源出力のスペクトル調整を可能にすることと、１つ以上の別個の利点を可能にする特定の変換器の断面プロファイルが、Ｉ字形状、Ｏ字形状、Ｔ字形状、Ｕ字形状、及びより複雑なバージョンであることと、を含んでもよい。
実施形態（Ｉ）では、光源の制限された寸法及び最低のコストを保つために必要とされる、ルミネッセンス集光器のＬＥＤを用いた照射のための最大の線状光束密度は、チップスケールパッケージＬＥＤ（chip scale package LED；ＣＳＰ−ＬＥＤ）を適用することによって生成することができる。しかし、例えば第１世代ＨＬＤ製品に使用される、トップエミッタ（すなわち、上面のみから放出する）である薄膜フリップチップＬＥＤとは対照的に、現在入手可能な全てのＣＳＰ ＬＥＤは、５個のサイドエミッタであり、より多くの光損失をもたらす。これは、チップから変換ロッド内へと側方に放出された光をカップルするのが困難であるからである。モデリングは、ＣＳＰ ＬＥＤの幅よりも著しく大きな幅を有する矩形のルミネッセンス変換器でも、約１０％の光損失を示す。ポンプＬＥＤを囲むようにルミネッセンス変換器を成形することにより、カップリング効率が大幅に向上され得る。これは、このようにして、ほとんど全ての光が変換ロッドによって捕捉され得るからである。
図６ａは、ポンプ光の最大カップリング効率のためのＩ字形状のルミネッセンス変換ロッドの一実施形態を概略的に示す。左側には、それぞれが５個の側面放射ＣＳＰ−ＬＥＤの線形アレイを有する２つのＰＣＢの間に挟まれ、２つのロッドホルダの間にクランプされたＩ字形状の変換ロッドの断面図が示されている。中央には、変換ロッドの３Ｄ斜視図が示されており、右側には、ヒートスプレッダ上のセラミック基材を有する光源の変形例が示されている。
参照符号１７は、金属コアＰＣＢ（プリント回路基板）である、ＭＣＰＣＢなどのＰＣＢを指す。参照符号１８は、ロッドホルダ又は細長い光透過性本体の保持部を指し、そのうちの、例えば、上部ロッドホルダ及び下部ロッドホルダが利用可能であってもよい。しかし、他の構成もまた可能であってもよい。参照符号１１５０は空洞を示す。
実施形態（ＩＩ）では、ポンプＬＥＤからロッドまでの距離は、ダイ及びはんだのスタックを含むロッド内の溝の深さによって制御され、現在、これは、ロッドホルダ内の別個の機械的設備によって取り扱われ、これらの構成要素を複雑かつ高価にする。この実施形態では、ロッドは、単に、ＰＣＢの少なくとも一方に堅く取り付けられたロッドホルダと実質的に同じ幅を有する、対向する２つのＰＣＢの間に直接配置される。他の実施形態では、両方のロッドホルダは、同じ厚さを有し、ロッドの容易な配置によって可能となる所定の位置に単に取り付けられ、固定される。この場合、第１世代製品ではロッドにクランプされるために依然として上部ロッドホルダが必要であるが、移動可能な上部ロッドホルダはもはや必要ない。セラミック基板を含む代替的な基板構成も同様に可能である。
図６ｂは、ポンプＬＥＤの上面とロッドとの間の間隙がロッド内の溝によって決定されるＩ字形状の変換ロッドを有する光源の断面図を概略的に示す。ここで、ロッドは、ロッドホルダと実質的に同じ幅を有し、両方のロッドホルダが基板／ヒートスプレッダに取り付けられ固定される。
実施形態（ＩＩＩ）では、光変換は、長手方向にタイリングされたロッドによって実現され、２つのＵ字形状ロッドの異なる構成を使用することによって全体的な出力のスペクトル拡幅を可能にする。追加の特徴は、２つの基板上のポンプＬＥＤの独立したアドレス指定によって実現され、このことは、全体的な出力スペクトルの動的調整を可能にする。
図６ｃは、Ｉ字形状の変換体を一緒に形成するＵ字形状の２つの変換ロッドを備える、本発明による２つの光源の実施形態の概略断面図を概略的に示す。対向する２つの基板上のポンプＬＥＤは、独立して駆動され、全体的な出力スペクトルの時間的な変動を可能にする。
実施形態（ＩＶ）では、変換体のタイリングに加えて、光源の更なる実施形態では、ロッドホルダは、組み立てを容易にするために長手方向にタイリングされる。このようにして、光源の２つの半体は、独立して組み立てることができ、その後、例えば、２つの半体の対応するロッドホルダを互いにクランプすることによって、又は専用スペーサを基板間に使用することによって、一緒に取り付けることができる。光抽出光学系は、ロッドをそれらのホルダ内に組み立てた後に取り付けられてもよく、２つの半体は一緒に取り付けられている。分割されたロッドホルダを使用することにより、ロッドホルダをＰＣＢの両方（又は使用される場合にはセラミック基板）に直接半田付けすることが可能になる。
図６ｄは、Ｉ字形状の変換体を共に形成するＵ字形状の２つの変換ロッドを備え、また、ロッドホルダがタイリングされている、本発明による光源の実施形態の概略断面図を示しており、モジュールは、別個に組み立てられた後に一緒にボルト止め又はクランプされる２つの半体を備える。左側では、両方の半体モジュールの対応するロッドホルダは、完成モジュールの組み立てに際して一緒にクランプされており、右側では、ロッドホルダは、それぞれの基板にはんだ付け（又は接着）されている。間隔部品を使用して、２つの半体アセンブリは、互いに所望の距離で一緒に取り付けられる。
参照符号１９は、間隔要素又は間隔部品を指す。これは、金属又はセラミック材料又は高分子材料の部品であってもよい。特に、間隔要素は、温度耐性材料であってもよい。実施形態では、間隔要素１９は、ガラス又はセラミック材料であってもよい。更なる実施形態では、間隔要素１９は、液晶ポリマーであってもよい。
実施形態（Ｖ）では、ポンプＬＥＤからロッドまでの距離は、ロッドの周りの機構と合致するロッドの周縁にある位置合わせ特徴部によって制御される。この位置合せ特徴部は、ロッド内の１つ以上の（長手方向）溝のいずれかであってもよく、又はロッドからの（長手方向）突起であってもよい。
図６ｅは、ロッドの横位置を位置合わせするための長手方向特徴部を備え、オプションとしてポンプＬＥＤを埋め込むための溝を備える、変換ロッドを有する光源の概略断面図を概略的に示す。左側には、ＬＥＤ埋め込み溝及びロッド位置合せ溝を有するロッドが示されており、右側には、位置合せ突起を有するロッドが概略的に示されている。
参照符号１１６０は、突起を示す。
実施形態（ＶＩ）では、管形状のルミネッセンス変換器が適用される。この変換器の中空中央部は、管形状の変換器とは異なる構成を有してもよい第２のルミネッセンス変換器ロッドによって実質的に充填されてもよい。図６ｆは、非限定的な数の実施形態を概略的に示す。図は、中空変換管を含む光源のコアの断面図を概略的に示す。管と平行に取り付けられたポンプＬＥＤ、及び中心本体の小平面のうちの１つを照射する可能な照射レーザダイオード、並びにルミネッセンス変換器を冷却するための冷却ブロックが、簡略化のために省略されている。
一実施形態では、管状変換器が、管の外径の半分よりも著しく小さな壁厚で適用される。断面形状は、円形又は卵形であってもよく、及び／又はＬＥＤから変換器にポンプ光を最大にインカップルするための平坦面を有してもよい。壁が薄いほど、吸光損失が少なくなる。これは、正方形又は長方形のロッドの４面に関連する変換された光の４つのエスケープコーンが、２つのみのエスケープコーンに低減されるからである（これは無限に薄い壁にとっての限界である。しかし、賦活剤密度と組み合わせた厚さは、変換器材料内の実際的に達成可能な賦活剤密度のための実質的な変換を可能にするほど十分に大きくなければならないことに留意されたい）。
更なる実施形態では、実質的に透明で高度に半透明なロッドが、ルミネッセンス変換管の内側に配置され、両方の本体の長手方向で独立した導光をもたらす。外側ロッドは、ロッドと平行に取り付けられた青色ＬＥＤによって励起される一方、内側ロッドは、一方の端部でロッドに結合される青色及び／又は赤色レーザダイオード光用の光ガイド及びホモジナイザとして機能し、ここで、管には、変換された光の（この端小平面に向かって放出される）一部を反射するミラーが設けられる。中心ロッドは、中央空洞を最適に充填するように成形されてもよく、又は好ましくは、空間的な均質化を向上させるために多角形の断面形状を有する。好ましくは前方の、散乱の一部が、出射小平面における光の均質性を向上させるために、中心ロッド及び／又はロッドの外側表面に存在してもよい。
代替的な実施形態では、ルミネッセンス変換ロッドが、中空のルミネッセンス変換管内に取り付けられ、ロッド及び管は、異なるルミネッセンス発光スペクトルを有する。変換された光の誘導性能を最大化するために、中心ロッドは、好ましくは、当該直径よりもはるかに小さな吸収長を有するか、又は断面平面において４つを超えるエスケープコーンの発生を防止するために、実質的な正方形若しくは長方形の形状を有する。
図６ｇは、塊状体１００である本体及び空洞１１５０を有する中空本体１００である本体の、いくつかの非限定的な例を概略的に断面図に示す。変形例Ｉ又はＩＩＩが本体１００の長さに沿って（すなわち、図面の平面と垂直に）テーパリングするならば、（切頭）角錐が得られ得る。変形例ＩＩ又はＩＶが本体軸ＢＡの長さに沿ってテーパリングするならば、（切頭）六角錐が得られ得る。変形例ＩＩＩ又はＶＩが本体軸ＢＡの長さに沿ってテーパリングするならば、（切頭）円錐が得られ得る（例えば、図５ｂを参照）。
図６ｇはとりわけ、六角形断面を有する本体１００を示す。八角形断面も適用されてもよい。（断面における）側面の数は、ｎに規定されてもよく、ｎは正方形又は長方形の場合に４であり、六角形の場合に６であり、丸い断面の場合には事実上限定されない。実施形態では、ｎは、６〜５０など、６〜４０のような、４〜５０の範囲から選択される。他の実施形態では、本体は円形である（図面の右側部分）。
円筒形の光変換器が適用される実施形態では、２次元ＣＰＣ（又はそれに近い最適化された形状）の円形バージョンを適用することにより、中心孔がなく、有意なエタンデュの増大を有していない均質な発光表面をもたらす効率的な光抽出コリメータが適用され得る。図７ａは、管の中心間隙を充填する光抽出コリメータを有する中空変換管を備える光源のコアの概略縦断面図（左側）及び正面図（右側）を有する、断面図及び正面図を概略的に示す。簡略化のために、管と平行に取り付けられた、ポンプＬＥＤ及び冷却設備が省略されている。
図７ａは、光学要素２４が第１の壁１２４１及び第１の壁１２４１を囲む第２の壁１２４２を有し、それによって環状断面を有する光学要素２４を画定する一実施形態を概略的に示しており、光学要素２４は、放射入射窓２１１及び放射出射窓２１２を有し、放射入射窓２１１は、複数の細長い光透過性本体１００と光学的に結合される。そのような光学要素２４に光学的に結合される中空の細長い光透過性本体１００（空洞を含む）に同じ断面図が適用されてもよいことに留意されたい。光学要素は、中空であってもよく、又は光透過性材料を含む塊状体であってもよい。
複数の光変換器本体の組み合わせの場合、中実ＣＰＣ、中実切頭角錐、又は中実切頭円錐などの光抽出光学構成要素が、後者が所定の位置に取り付けられ固定された後に、本体に取り付けられることが好ましい。それらが完全には固定されていない場合、つまり、互いに対して多少移動できる場合、光抽出器は、変換器本体のうちの１つのみに、例えば外側管に、しっかりと取り付けられてもよい一方で、内側ロッドは、柔軟なゲルを介して光抽出光学系と光学的に接触させられることが好ましい。
光変換管と非変換中心ロッドとの組み合わせの場合、光抽出光学構成要素は、（光学的な接触なしでも中心ロッドによる透過性が高いので）ルミネッセンス変換器本体のみに取り付けられる必要がある。
図７ｂは、非限定的な数の光学要素を概略的に示す。ここでは特に、集光器が示されている。図７ｂは、回転型ＣＰＣ（Ｉ）、交差型ＣＰＣ（ＩＩ）、複合ＣＰＣ（ＩＩＩ）、レンズ壁ＣＰＣ（ＩＶ）、交差Ｖ字谷集光器（Ｖ）、多角形ＣＰＣ（ＶＩ）、角楕円双曲面（square elliptical hyperboloid；ＳＥＨ）（ＶＩＩ）、Ｖ字谷（ＶＩＩＩ）、複合放物面集光器（ＩＸ）、複合楕円面集光器（Ｘ）、及び複合双曲面集光器を概略的に示す。更なるオプション又はこれらのうちの２つ以上の間のハイブリッドも可能であり得る。
しかし、ドーム形状の光学要素が適用されてもよく、図７ｃ（及び図４ｂ）、実施形態Ｉを参照されたい。
光学要素は、例えば、図７ｃの実施形態Ｉの半球又はドームを除く、図面の大部分に示されるように、透過性本体からの距離の増加によって直径が増加してもよい。しかし、特に、透過性本体からの距離の増加と共に特性幅（又は直径）が減少する、例えば、円錐構造又は１次元的なテーパ状要素も関連し得る。そのような実施形態では、光抽出が、（グレージング角で）要素の側部に対する。
代わりに、入射平面からの距離を増加させるために外側寸法が減少する光学要素２４が適用され得る（ＩＩ）。このことは、ドーム形状の光学要素から放出される非コリメートビームとは対照的に、コリメートされた抽出ビームを作り出し得る（Ｉ）。代わりに、楔形状構造（図示せず）が適用されてもよい。
図７ａは、回転型ＣＰＣなどの回転型光学要素を概略的に示す。代わりに、多数の小さな光学要素が選択されてもよく、又は複数のファイバ（図示せず）が選択されてもよく、これらは、（中空の）光透過性本体１００に光学的に結合される。図７ｄは、放射出射窓１１２の下流に複数の光学要素２４が適用される一実施形態を概略的に示す。
実施形態では、所望の発光表面形状とは異なる成形された変換器本体、又は複数の光変換器本体の組み合わせの場合、変換器構造の更なる光混合部分が、抽出光学系によって更に抽出される前の（及び場合によっては予めコリメートされた）光を空間的に均質化するために使用されてもよい。換言すれば、変換器本体とビーム成形及び光抽出光学系との間に混合部分が設けられる。
本明細書に提示されるような新規な多構成要素製造手法、集光器の形状及び構成では、これらの欠点の殆ど又は全てが、克服され得るか、又は大幅に低減され得、コストが大幅に低減されるとともに性能特性が非常に向上した高輝度光源がもたらされる。
本体全体にわたって一定である屈折率を有するモノリシックなルミネッセンス集光体が提案される一方、光学吸収及び／又は発光スペクトルは、当該本体内の位置に依存する。特に、本体の外側層においてポンプ光の高い光学吸収性を有する一方、本体の内側部がポンプ光のより低い吸収性を有し、ポンプ光にとって透過性であることが好ましい、ルミネッセンス変換器が提案される。これは、２ｋ押出成形によって、共射出成形（最初に本体のコアを成形し、それを本体の外側シェルを成形するためのインサートとして使用する）によって、又は後続のゲル注入成形（同じ原理）によって、又は後続のプレス成形（同じ原理）によって、実現することができる。これらの本体を焼結すると、要求された特性を有するルミネッセンス変換器がもたらされる。第２の用途では、光抽出器本体は、異なるスペクトル吸収特性を有する一方で同じ屈折率を有する２つの材料をベースとして、「未焼結の段階」で２ｋ射出成形、プレス成形、２ｋプレス成形、又は２ｋゲル注入成形によって、ルミネッセンス変換器本体と同時に作り出される。全ての場合で、２つ（又はそれ以上）の材料の結晶構造は、良好な焼結を可能にするために非常に類似するように選択され、本体全体にわたって立方格子を保存し、第２相の形成を防止するように選択される。このことは、例えば、実質的に同じガーネット組成物であるが、Ｃｅ賦活剤のドーピングレベルが異なるか、又は格子の偏位がほとんどない、非常に類似したホスト材料を使用することによって実現される。ガーネットホスト材料におけるいくらかの（小さな）差も許容され得るが、これらは実質的に等しいことが好ましい。
用語「２ｋ」は「２成分」を指す。当該用語は多成分を指してもよい。これは、２成分の原理は概して、３成分以上に適用され得るからである。
特に一軸プレス成形などのプレス成形も適用されてもよい。プレス成形は、乾燥粉末プレス成形又は湿式懸濁プレス成形を含んでもよい。更に、プレス成形時にモールドが使用されてもよい。
実施形態では、ポンプ光の吸収が多い外側層と、ポンプ光の吸収が少ない内側部と、を備えるモノリシック変換器が提案される。実施形態では、外側層におけるポンプ光の吸収及び内側部におけるポンプ光のより低い吸収を有する、ロッド又はバーが実現される。ロッド又はバーは、一定の屈折率、及び変換器全体にわたって実質的に均質な結晶構造も有する。このことは、（成形された又は押し出された）コアの周りにシェル層を射出成形することによる、又は注入成形された（又は成形／押し出されてもよい）コアの周りにシェル層を注入成形することによる、２成分押出成形によって実現され、その後に、構成された本体は焼結される。参照符号１２０（ルミネッセンス材料）で示されるルミネッセンス外側層と、非ルミネッセンス内側部１０７を有する、モノリシックな多結晶セラミックバー又はロッドを示す図８を参照されたい。両方の部品は、同じ屈折率及び熱膨張係数を有するが、異なるスペクトル吸収特性を有する。矩形及び円形の変形例の両方が示されている。
多角形横断面形状、卵形状、及びそれらの（部分的な）組み合わせを含む、多くの他の形状も実現することができる。それは、ＬＥＤから変換器へのポンプ光の最大カップリングのために平坦な側部を有してもよい。
この種の構成の実施形態では、円筒形、卵形、又は多角形（横断面形状）の変換器（又はそれらの一部の組み合わせ）が、ロッドの外径の半分よりも著しく小さなポンプ光吸収壁厚によって適用される。壁が薄いほど、吸光損失が少なくなる。これは、正方形又は長方形のロッドの４面に関連する変換された光の４つのエスケープコーンが、非常に薄いポンプ光吸収円形シェルに関する２つのエスケープコーンのみに低減されるからである。
代替的な実施形態では、ルミネッセンス変換バー／ロッドの中心本体は、本体のシェルとは異なるルミネッセンス発光スペクトルを有する。変換された光の最大誘導性能のために、中心ロッドは、特徴的な直径よりもはるかに小さな吸収長を有することが好ましい一方、外側層の厚さも、バー／ロッドの特徴的な直径と比べて小さい。ルミネッセンス外側層及びルミネッセンス内側部品を備えるモノリシックな多結晶セラミックバー又はロッドを示す図８ｂを参照されたい。両方の部品は、実質的に同じ屈折率及び熱膨張係数を有するが、ホスト組成物及び／又は賦活剤密度の違いによって異なる発光スペクトルを有する。矩形及び円形の変形例の両方が示されている。異なるルミネッセンス材料１２０は、参照符号１２０'（シェル）及び１２０"（コア）で示されている。
実施形態では、光抽出器を有するモノリシックなポリセラミックルミネッセンス変換器本体が提案される。光抽出を増大させるために、ルミネッセンス変換器バー／ロッドに光抽出器が適用され、これは、例えば、複合放物面集光器（ＣＰＣ）の外形と同じ外形を有する、コリメート型の抽出器、又はドーム型の抽出器であってもよい。典型的に、光抽出器とルミネッセンス変換器本体は、構成要素同士の屈折率の間のなんらかの屈折率を有する中間（光学的に透明な）媒体によって接続される。いくつかの変形例が図８ｃに表示されており、図は、光抽出器が接着されている（上部）、ルミネッセンス外側シェル及び非ルミネッセンスコア（すなわち、ポンプ光を吸収しないコア）を有するモノリシックな多結晶性セラミック体を示す（図８ａ〜図８ｂも参照）。代わりに、多結晶体の中心部も発光性であるが、外側シェル（底部）とは異なるスペクトルを放出する（図８ａ〜図８ｂも参照）。バー／ロッドの断面形状及び光抽出器の断面形状は様々であってもよく、示されているのは、矩形（右側の２つの図のうちの左側）及び円形形状（右側の２つの図のうちの右側）である。光学要素、ここでは、例えば塊状光抽出器は、参照符号２４で示されている。
特定の構成では、矩形の光抽出器が、円形のルミネッセンス変換器と組み合わされ、投影システムにとって好ましい光出射窓を、最大（光抽出）効率にとって好ましい円形のルミネッセンス変換器形状と組み合わせる。図８ｄを参照されたい。図は、特定の投影用途にとって好ましい光源の空間的範囲と合致する、円形のルミネッセンス変換器本体と矩形の光抽出器の組み合わせを示す。
実施形態では、多結晶性光抽出器と一緒に焼結された多結晶性変換器本体を備えるモノリシックな多結晶性ルミネッセンス集光器が提案される。最大光抽出及び最大ロバスト性のために、光抽出器は、多結晶セラミック及びルミネッセンス変換器バー／ロッドで作製され、これらは、単一のモノリシック集光器に共焼結される。間に他のいかなる材料もないルミネッセンス変換器バー／ロッドとの光抽出器の屈折率の一致は、最大光抽出を可能にする一方、共焼結は、極めて強い構成要素をもたらす。変換器バー／ロッド及び光抽出器の組成物の調整は、散乱のない焼結された相互接続を達成するために重要である。一部のグラフィック表現については、図８ｅを参照されたい。一部の構成オプションは、多結晶性セラミック光抽出器と共焼結されたルミネッセンス変換器ロッド／バーを備える、モノリシックな多結晶性ルミネッセンス集光器のためのものである。本体全体は、実質的に同じ屈折率を有するが、賦活剤密度又はガーネット材料のホスト組成物における局所的な差が、設計によって含まれる。光学要素２４は、例えば、矩形断面（右側の３つの図のうちの左側）、円形（右側の３つの図のうちの中央）、及び矩形（右側の３つの図のうちの右側）を有してもよく、本体１００は、例えば、矩形断面（右側の３つの図のうちの左側）、円形（右側の３つの図のうちの中央）、及び円形（右側の３つの図のうちの右側）を有してもよい。
製造、特に研磨を容易にするために、ＣＰＣ形状の抽出器ではなく、円錐形状又は二重楔形状の光抽出器が適用されてもよい。エタンデュのいくらかの増大、及びそのための出射窓における光輝の低下があるが、より単純で安価な表面仕上げ処理の利点が著しく目立ち得る。
実施形態では、多結晶性光混合延長部と一緒に焼結された多結晶性変換器本体を備えるモノリシックな多結晶性ルミネッセンス集光器が提案される。空間的な光分布を均質化するために、光を抽出及び投影する前に、均質化ライトパイプとしてルミネッセンス変換器本体の延長部を使用することが有利であり得る。好ましい構成では、この延長部は、変換器の多結晶セラミック延長部をルミネッセンス変換器と共焼結することによって実現される。好ましい種類の実施形態では、このことは、共焼結光抽出器によって更に拡張される。これらの実施形態のいくつかのグラフィック表現については、図８ｆを参照されたい。ルミネッセンス変換器ロッド／バー（上部）の延長部としての共焼結された多結晶性均質化セクションと、追加的な共焼結された多結晶性光抽出器（底部）とを有する、モノリシックな多結晶性ルミネッセンス変換器が表示されている。参照符号１１３は、ルミネッセンス光を混合するように構成された均質化又は混合要素を示す。
ここで、光透過性本体の第２の面または放射出射窓は、光透過性本体が光学要素に変化する部分として見ることができる。同様に、このことは、放射入射窓２１１に適用されてもよい。放射出射窓２１２は実際に、光透過性本体及び光学要素２４のアセンブリの第２の面又は放射出射窓に効果的になっている。
光抽出器部品は、共成形、共注入成形、若しくは２ｋ押出成形されてもよく、又は、別個の個々の部品として成形された後にルミネッセンス変換器本体と共焼結されて単一のモノリシックなポリセラミック体を形成してもよい。形状、光吸収分布、及び発光スペクトルの空間分布の他の組み合わせが、前に提示された構成要素の様々なオプションを使用することによって可能である。
実施形態では、多結晶性光抽出器と一緒に焼結された３Ｄ形状の多結晶性変換器本体を備えるモノリシックな多結晶性３Ｄ形状のルミネッセンス集光器が提案される。光源のエタンデュを最小化するために、又は光変換器への光カップリングを最大化するために、又は光源の空間的範囲を用途にとって最適化するために、ルミネッセンス変換器／ライトパイプの断面寸法を（光軸に沿った）位置によって変化させることが有利であり得る。このことが本体の成形、プレス成形、又は注入成形によってのみ実現され得ることは明らかである。高吸収性ルミネッセンス材料の外側シェルの厚さ、及びルミネッセンスロッド／バーの直径は、長手方向位置によって変化してもよい。上述のようなモノリシックに焼結された本体の手法を使用するが、様々な断面形状を有することにより、境界面における散乱の不在及び構成要素全体にわたる連続的な屈折率によって、最大の効率を実現することが可能になる。
「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、当該形容詞はまた、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、特定の値又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。このように、細長いルミネッセンス光透過性本体の透過率が９９％／ｃｍを上回ると記載される場合、９９％／ｃｍの値が、変換された光線に対して有効である一方、細長いルミネッセンス光透過性本体の透過率が、光源１０によって放出される波長の範囲に対して９９％／ｃｍを十分に下回ることが、当業者には明らかであろう。これは、全ての光源光１１が好ましくは、高度に透過する代わりに細長いルミネッセンス光透過性本体によって吸収されるように、光源光１１が、細長いルミネッセンス光透過性本体の蛍光体材料を励起することを意図されているからである。上述のように、用語「透過」は特に、内部透過を指す。
それゆえ、光透過性本体は特に、変換された光の少なくとも（スペクトル）部分に対して実質的に透過性であり、このことは、変換された光の少なくとも（スペクトル）部分に対して実質的に非散乱性であることを（も）意味し、変換された光の少なくとも（スペクトル）部分に対する限定された吸収を示す。しかし、特にポンプ光の少なくとも（スペクトル）部分、又は変換された光の唯一の（スペクトル）部分など、他の波長に対する高い吸収を示してもよい。変換された光の相当な（スペクトル）部分以外の波長を散乱させてもよい。
用語「複数」は、２つ以上を指す。
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、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. 光源光を供給するように構成された光源と、
    細長い光透過性本体を備えるルミネッセンス要素であって、前記細長い光透過性本体が側面を有する、ルミネッセンス要素と、を備える照明デバイスであって、
    前記細長い光透過性本体が、ＵＶ、可視光、及びＩＲのうちの１つ以上から選択された、前記細長い光透過性本体によって受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されたルミネッセンス材料を含み、
    前記側面が、半径ｒを有する曲率を有し、
    前記細長い光透過性本体が、放射入力面及び第１の放射出射窓を有し、前記ルミネッセンス材料が、前記放射入力面で受光された光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料放射に変換するように構成されており、前記ルミネッセンス要素が、前記ルミネッセンス材料放射の少なくとも一部を前記第１の放射出射窓で変換器放射としてアウトカップルするように構成されており、
    前記細長い光透過性本体が、前記細長い光透過性本体の長さを規定する第１の面及び第２の面を有し、前記側面が前記放射入力面を有し、前記第２の面が前記放射出射窓を有し、
    前記発光材料の密度は、前記光源光の少なくとも８０％が前記側面から第１の長さｘ内で吸収されるように選択され、ｘ／ｒ≦０．４が適用される、照明デバイス。
  2. 前記半径ｒは、０．２５〜５０ｍｍの範囲から選択される、請求項１に記載の照明デバイス。
  3. 前記ルミネッセンス材料の密度は、青色の光の少なくとも９０％が、前記側面から前記第１の長さｘ内で吸収されるように選択され、ｘ／ｒ≦０．４が適用され、前記第１の長さｘは、５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
  4. 前記側面は、凸形状を有する、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は、前記細長い光透過性本体によって囲まれた空洞を有する管形状を有する、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. 前記空洞の少なくとも一部が、前記細長い光透過性本体の材料の組成とは組成が異なる光透過性材料を含み、前記空洞内の前記光透過性材料は、前記光透過性本体の前記光透過性材料以下の屈折率を有する、請求項５に記載の照明デバイス。
  7. 前記細長い光透過性本体は、伸長軸と、前記伸長軸と垂直な円形断面とを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明デバイス。
  8. 前記第１の面及び前記第２の面の１つ以上が、表面変調を含む平面を有し、それによって、それぞれの前記平面に対する異なる変調角度を作り出している、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. 前記表面変調は、半径方向よりも接線方向の反射を促進するように構成されている、請求項８に記載の照明デバイス。
  10. 前記細長い光透過性本体に光学的に結合された光学要素を更に備える、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. 前記細長い光透過性本体と前記光学要素は、単一体である、請求項１０に記載の照明デバイス。
  12. 前記光学要素は、複合放物面集光器、適合された複合放物面集光器、ドーム、楔形構造、及び円錐形構造からなる群から選択され、前記細長い光透過性本体は、押出成形、射出成形、プレス成形、及び注入成形のうちの１つ以上と、焼結と、を含むプロセスによって得ることができる、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. ｘ／ｒ≦０．３である、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. 光学要素を更に備え、前記光学要素は、前記ルミネッセンス放射をコリメートすること、及び前記細長い光透過性本体からルミネッセンス放射を抽出することのうちの１つ以上を行うように構成されており、前記光学要素は、前記細長い光透過性本体に光学的に結合されるか、又は前記光学要素と前記細長い光透過性本体は、単一体によって構成されている、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、投影システム又は照明器具。
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