JP2020526877A - 集光器モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
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。
−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)。
−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。
−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。
I.4つの長側面のうちの1つを直接透過されるコーンの非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であって、この光は、CPCに当たるまでロッド内でTIRであり、CPCを透過するので、TIR−突端光と呼ばれる。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であり、理論上は完全にロッド内であり、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。
−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。
−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。
Claims (15)
- UV、可視光、及びIRのうちの1つ以上から選択された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、ルミネッセンス材料を含み、
前記細長い光透過性本体が、長さを有し、
前記細長い光透過性本体が、前記長さ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おり、
前記細長い光透過性本体が、放射入力面及び第1の放射出射窓を備え、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前記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の放射出射窓に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前記長さを規定する第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、前記放射出射窓を備える、照明デバイス。 - 前記細長い光透過性本体は、多角形断面を有し、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含む、請求項1に記載の照明デバイス。
- 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に記載の照明デバイス。
- 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1乃至3のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 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、対応する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4のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 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、前記細長い光透過性本体及び前記光学要素は、単一体である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 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、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、楔形状構造、及び円錐構造からなる群から選択されている、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 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、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複数の光ファイバを備える、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 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は、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、
前記複数の細長い光透過性本体は、(a)前記細長い光透過性本体の長さ、(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)前記細長い光透過性本体にわたる密度分布、及び(e)前記ルミネッセンス材料のホストマトリックス、のうちの1つ以上で異なっており、
各細長い光透過性本体は、伸長軸を有し、
前記細長い光透過性本体のうちの1つ以上は、空洞を含み、
前記細長い光透過性本体は、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、少なくとも部分的に、より大きな細長い光透過性本体の前記空洞内に構成されており、前記伸長軸は、平行に構成されている、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の照明デバイス。 - 前記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、又は対応する表面積の最大で10%にわたってのみ物理的に接触している、請求項9に記載の照明デバイス。
- 前記第1の面は、小平面が形成されているか、又は前記側面に対する1つ以上の斜面を有する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 前記細長い光透過性本体の前記第1の面に面し、前記第1の面と直接接触していない反射面を更に備える、請求項11に記載の照明デバイス。
- 複数の光源を更に備え、(i)1つ以上の光源が、外側の細長い光透過性本体の前記側面に光源光を供給するように構成され、及び/若しくは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、前記1つ以上の第1の面が端面であり、並びに/又は、(ii)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、前記内側の細長い光透過性本体の前記側面に光源光を供給するように構成され、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し、オプションとして、前記照明デバイスは、前記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備える、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 光学要素を更に備え、前記光学要素は、第1の壁及び前記第1の壁を囲む第2の壁を備え、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、前記光学要素は、放射入射窓及び放射出射窓を備え、前記放射入射窓は、前記複数の細長い光透過性本体と光学的に結合されている、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の1つ以上の照明デバイスと、
前記1つ以上の照明デバイスを制御するためのコントローラと、
を備える、照明システム。
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