(57)【要約】  波長変換要素の輝度を増進する代表的な照明デバイスが開示される。上記照明デバイスは、第1波長範囲における光源からの光を受容すべく、且つ、上記光を第2波長範囲へと変換すべく作用可能な波長変換要素を含む。上記波長変換要素は、第1面と、該第1面とは逆側の第2面と、上記第1面および第2面の間に延在する側縁部とを含む。上記波長変換要素の上記側縁部の近傍には、反射的光学要素が配置される。上記反射的光学要素は、少なくとも上記第1波長範囲における光を上記波長変換要素に向けて戻し反射すべく構成される。【選択図】図４
2013524436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1波長範囲における光源からの光を受容すべく、且つ、前記光を第2波長範囲へと変換すべく作用可能な波長変換要素であって、第1面と、該第1面とは逆側の第2面と、前記第1面および第2面の間に延在する側縁部とを有するという波長変換要素と、
前記波長変換要素の前記側縁部の近傍に配置された反射的光学要素であって、少なくとも前記第1波長範囲における光を前記波長変換要素に向けて戻し反射すべく構成されるという反射的光学要素とを備える、照明デバイス。
【請求項２】
前記反射的光学要素は、当該照明デバイスの光軸に沿う第1軸心方向箇所に配置された第1領域と、当該照明デバイスの前記光軸に沿う第2軸心方向箇所に配置された第2領域とを含み、
前記光軸に沿う前記第1軸心方向箇所から前記波長変換要素までの距離は、前記光軸に沿う前記第2軸心方向箇所から前記波長変換要素までの距離より小さく、且つ、
前記第1軸心方向箇所から前記反射的光学要素の前記第1領域までの距離は、前記第2軸心方向箇所から前記反射的光学要素の前記第2領域までの距離より大きい、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
当該照明デバイスは、前記波長変換要素の近傍に配置された二色性要素を更に備え、
前記反射的光学要素は、基端、および、逆側の末端を含み、
前記光軸に沿う前記反射的光学要素の前記末端から前記波長変換要素までの距離は、前記光軸に沿う前記反射的光学要素の前記基端から前記波長変換要素までの距離より大きく、
実質的に前記二色性要素の全体が、前記波長変換要素と前記反射的光学要素の前記末端との間に配設される、請求項２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記二色性要素は、前記第1波長範囲および前記第2波長範囲の一方を有する光の通過を阻止し且つ残りの方の波長範囲における光の通過を許容すべく構成される、請求項３に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記二色性要素の少なくとも一部分は前記波長変換要素に係合する、請求項３に記載の照明デバイス。
【請求項６】
当該照明デバイスは、前記波長変換要素の近傍に配置された二色性要素を更に備え、
前記反射的光学要素は、基端、および、逆側の末端を含み、
前記光軸に沿う前記反射的光学要素の前記末端から前記波長変換要素までの距離は、前記光軸に沿う前記反射的光学要素の前記基端から前記波長変換要素までの距離より大きく、
前記二色性要素の少なくとも一部分は、前記光軸に沿い、前記波長変換要素から、前記光軸に沿う前記波長変換要素から前記反射的光学要素の前記末端までの距離より大きい距離に配設される、請求項２に記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記二色性要素は、前記第1波長範囲および前記第2波長範囲の一方を有する光の通過を阻止し且つ残りの方の波長範囲における光の通過を許容すべく構成される、請求項６に記載の照明デバイス。
【請求項８】
当該照明デバイスは、
前記波長変換要素の前記第1面の近傍に配置された第1の二色性要素であって、前記第1波長範囲における光の通過を許容し且つ前記第2波長範囲における光の通過を阻止すべく構成されるという第1の二色性要素と、
前記波長変換要素の前記第2面の近傍に配置された第2の二色性要素であって、前記第1波長範囲における光の通過を阻止し且つ前記第2波長範囲における光の通過を許容すべく構成されるという第1の二色性要素と、を更に備え、
前記波長変換要素は前記第1の二色性要素および第2の二色性要素の間に配置される、請求項２に記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記第2の二色性要素の近傍に配置された入射角感応要素であって、事前選択された入射角以下の角度にて当該入射角感応要素に接近する光の通過を許容し且つ前記事前選択された入射角より大きい角度にて接近する光の通過を阻止すべく構成されるという入射角感応要素を更に備える、請求項８に記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記反射的光学要素の少なくとも一部分は前記波長変換要素に係合する、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項１１】
実質的に前記反射的光学要素の全体が、前記波長変換要素から離間して変位される、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項１２】
前記反射的光学要素は、前記第2波長範囲における光を前記波長変換要素に向けて戻し反射すべく構成される、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項１３】
前記反射的光学要素は、前記波長変換要素に対して凹状領域を含む、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項１４】
第1波長範囲における光源からの光を受容すべく、且つ、前記光を第2波長範囲へと変換すべく作用可能な波長変換要素であって、前記光源からの前記光を受容する第1面と、該第1面とは逆側の第2面と、前記第1面および第2面の間に延在する側縁部とを含むという波長変換要素と、
前記波長変換要素の前記第1面の近傍に配置された第1の二色性要素と、
前記波長変換要素の前記第2面の近傍に配置された第2の二色性要素と、
前記波長変換要素の前記側縁部の近傍に配置された反射的光学要素であって、前記第1波長範囲における光および前記第2波長範囲における光の少なくとも一方を前記波長変換要素に向けて戻し反射すべく構成されるという反射的光学要素とを備える、
照明デバイス。
【請求項１５】
前記第1の二色性要素は、前記第1波長範囲における光を通過させ且つ前記第2波長範囲における光を反射すべく構成される、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項１６】
前記第1の二色性要素は前記光源と前記波長変換要素との間に配置される、請求項１５に記載の照明デバイス。
【請求項１７】
前記第2の二色性要素は、前記第2波長範囲における光を通過させ且つ前記第1波長範囲における光を反射すべく構成される、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項１８】
前記波長変換要素は前記光源と前記第2の二色性要素との間に配置される、請求項１７に記載の照明デバイス。
【請求項１９】
前記第1の二色性要素および前記第2の二色性要素の一方は前記波長変換要素に係合し、且つ、残りの方の二色性要素は前記波長変換要素から離間して配設される、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項２０】
前記第1の二色性要素および第2の二色性要素は両方とも、前記波長変換要素に係合する、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項２１】
前記第1の二色性要素および第2の二色性要素は両方とも、前記波長変換要素から離間して配設される、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項２２】
前記反射的光学要素は、前記第1の二色性要素および第2の二色性要素の少なくとも一方に係合する、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項２３】
実質的に前記反射的光学要素の全体が、前記波長変換要素から離間して配設される、請求項１４に記載の照明デバイス。
【請求項２４】
前記反射的光学要素は、波長変換要素に対して凹状領域を含む、請求項１４に記載の照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
解剖学的に、眼球は２つの別個の部分、すなわち前眼部および後眼部に分割され得る。上記前眼部は、水晶体を含むと共に、角膜の最外側層(角膜内皮)から、水晶体被膜の後方まで延在する。上記後眼部は、水晶体被膜の背後における眼球の部分を含んでいる。該後眼部は前側硝子体膜面(硝子体の一部)から網膜まで延在し、該網膜に対しては後側硝子体膜面が直接接触する。上記後眼部は、上記前眼部よりも相当に大きい。
【０００２】
上記後眼部は、上記硝子体、すなわち、透明で無色であるゲル状の物質を含む。それは眼球の体積の略々３分の２を構成し、出生前における眼球の形態および形状を付与する。硝子体は、1％のコラーゲンおよびヒアルロン酸ナトリウムと、99％の水分とから構成される。硝子体の前側境界部は水晶体の後方被膜に接触する前側硝子体膜面である一方、後側硝子体膜面は硝子体の後側境界部を形成すると共に網膜に接触する。硝子体は、房水のようには自由に流動はせず、且つ、通常的な複数の解剖学的付着部位を有する。これらの部位の内のひとつは、鋸状縁と重なり合う略々3〜4mm幅の帯状体である硝子体基底である。視神経乳頭、黄斑、および、血管アーケードもまた、付着の部位である。硝子体の主な機能は、網膜を所定位置に保持し、眼球の一体性および形状を維持し、運動に起因する衝撃を吸収し、且つ、水晶体に対して後側にて支持を付与することである。房水とは対照的に、硝子体は連続的に置き換わることはない。硝子体は、離水として知られるプロセスにおいて、年齢と共に更に流体的となる。離水は硝子体の収縮に帰着し、このことにより、硝子体の通常的な複数の付着部位に対しては圧力もしくは牽引力が及ぼされ得る。もし相当の牽引力が付与されるなら、硝子体は網膜に対する付着部から硝子体自身を引き寄せると共に、網膜の裂開もしくは孔を引き起こすこともある。
【０００３】
硝子体網膜処置と称される種々の手術処置は一般的に、眼球の後眼部において実施される。硝子体網膜処置は、後眼部の多くの深刻な疾患の治療に適している。硝子体網膜処置によれば、加齢性黄斑変性(AMD)、糖尿病性網膜症および糖尿病性硝子体出血、黄斑円孔、網膜剥離、網膜上膜、CMV網膜炎、および、他の多くの眼科的疾患の如き疾患が治療される。
【０００４】
医師は、顕微鏡、および、後眼部の明瞭な画像を提供すべく設計された特殊レンズにより、硝子体網膜処置を実施する。毛様体扁平部にて強膜上には、長さがまさに１ミリメートル程度である数個の小さな切開口が作成される。医師は、各切開口を通し、眼球の内部を照明する光ファイバ式光源の如き顕微手術器具、手術の間において眼球の形状を維持する注入ライン、および、硝子体を切断して除去する器具を挿入する。
【０００５】
斯かる手術処置の間において、眼球の内部の適切な照明は重要である。典型的には、眼球内へと小径の光ファイバが挿入され、照明を提供する。眼球内へと上記光ファイバにより担持される光を生成するために、ハロゲン式タングステン電球もしくは高圧アーク灯(メタルハライド、Xe)が使用され得る。光は幾つかの光学要素(典型的には、複数のレンズ、複数のミラー、および、複数の減衰器)を通過し、該光を眼球内へと搬送する上記光ファイバに対して伝達される。アーク灯の利点は、小さな放出面積(＜1mm)、昼光に近い色温度、および、典型的にハロゲンランプより長い寿命(すなわち400時間対50時間)である。アーク灯の不利な点は、高いコスト、経時的なパワーの衰退、システムの複雑さ、および、システムの寿命の間においてランプを数回にわたり交換する必要性である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハロゲン式タングステン電球および高圧アーク灯の制限の幾つかを克服すべく、発光ダイオード(LED)の如き他の光源が使用されて、光ファイバを通り眼球内へと伝達される光を生成し得る。LED式の照明器は、相当に低いコストおよび複雑さにて提供され得ると共に、50,000〜100,000時間の特性的な寿命を呈し得、これにより、眼球用ファイバ照明器は、出力における非常に少ない低下を以て且つLEDを交換する必要性なしで、上記器具の全寿命にわたり動作することが可能とされ得る。しかし、LED光源は概略的に、同等のハロゲン式タングステン電球および高圧アーク灯よりも、低い発光効率および少ない光束を呈する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】眼球の内部の解剖学的構造を示す眼球の断面図である。
【図２】図１の眼球の内部領域を照明しながら示される代表的な内部照明器の概略図である。
【図３】図２の内部照明器と共に採用され得る代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図４】反射的光学要素と、波長変換要素の各側部上に配置された一対の二色性要素とを採用した代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図５】二色性要素の一方が波長変換要素から離間して変位された図４の代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図６】反射的光学要素と、波長変換要素の近傍に配置されたひとつの二色性要素とを採用した代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図７】二色性要素が波長変換要素から離間して変位された図６の代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図８】図５の光ポンプおよび図７の光ポンプの夫々の特徴を採用した代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【図９】光ファイバに対して光学的に連結された代表的な光ポンプの概略的な部分的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、以下の考察および各図も参照すると、開示されたシステムおよび方法に対する例示的な手法が詳細に示される。各図は幾つかの可能的な手法を示しているが、各図は必ずしも縮尺通りではなく、且つ、一定の特徴は、本開示内容を更に良好に例証かつ説明するために、誇張され、除去され、または、部分的に断面化され得る。更に、本明細書中に示される記述は、網羅的であることは意図されず、且つ、その他の点では、各請求項を、各図面中に示され且つ以下の詳細な説明において開示される厳密な形態および構成に制限もしくは限定することは意図されていない。
【０００９】
図１は、角膜22、虹彩24、瞳26、水晶体28，水晶体被膜30，毛様小帯32、毛様体34、強膜36、硝子体領域38、網膜40、黄斑42および視神経44を含む眼球20の解剖学的構造を示している。角膜22は、眼球20の表面上の透明でドーム形状の構造であって、該眼球内へと光を進入させる窓部として作用するという構造である。眼球の着色部分に対応する虹彩24は、瞳26を囲繞する筋肉であって、弛緩および収縮することで眼球20に進入する光の量を制御するという筋肉である。瞳26は、虹彩24における丸形の中央開口である。水晶体28は、網膜40上への光の焦点合わせを助力する眼球20の内部の構造である。水晶体被膜30は、水晶体30を被包する弾性的な袋体であり、眼球が異なる距離における物体に焦点合わせするときに水晶体28の形状の制御を助力する。毛様小帯32は、水晶体被膜30を眼球20の内側部に結合させ、水晶体28を所定位置に保持するという細長い靱帯である。毛様体34は、水晶体28に結合された筋肉領域であって、収縮かつ弛緩することにより焦点合わせのために水晶体のサイズを制御するという筋肉領域である。強膜36は、眼球20の形状を維持する該眼球の最外側の強靱な層である。硝子体領域38は、眼球20の後側に向けて配置されてゲル充填された大寸の区画であって、該眼球の曲率の維持を助力するという区画である。網膜40は、眼球20の後部における光感応的な神経層であって、光を受容してそれを信号に変換して脳に送るという神経層である。黄斑42は、眼球20の後部における領域であって、視認された画像における詳細内容を検出する受容体を含むという領域である。視神経44は、眼球20から信号を脳へと伝達する。
【００１０】
図２を参照すると、眼球20の内部を照明する眼球用の内部照明器46は、強膜36を貫通して硝子体領域38内へと挿入して示される。内部照明器46は、ハンドピース48およびプローブ50を含み得る。プローブ50は、強膜36における切開口を通して眼球20内へと挿入され得る。プローブ50は、硝子体網膜手術の如き種々の内部的光学処置の間において、光源からの光を伝達して眼球20の硝子体領域38の内部を照明する光ファイバ線を含み得る。内部照明器46は、ハロゲン式タングステン電球、高圧アーク灯(メタルハライド、Xe)、および、発光ダイオード(LED)の如き種々の光源を採用し得る。特にLED光源を使用するとき、内部照明器46と共に光ポンプが採用されることで、光の輝度(brightness)の増進が助力され得る。内部照明器46と共に採用され得る光ポンプの種々の構成は、図３から図９に示される。
【００１１】
図３を参照すると、光ポンプ52は、光源56からの光を受容する波長変換要素(WCE)54を含み得る。波長変換要素54は概略的に平坦なプレート状構成を有し得るが、たとえば製造上の制約に対処すべく、または、光学的性能を最適化すべく、他の形状も採用され得る。波長変換要素56の第1側面58の近傍に第1の二色性要素60が配置され、且つ、波長変換要素56の第2側面62の近傍に第2の二色性要素64が配置される。図示された代表的な構成において、二色性要素60および64は波長変換要素54に係合して示されるが、各二色性要素の一方もしくは両方は、上記波長変換要素から離間され得る。光ポンプ52は、波長変換要素54の側縁部68に沿い配置された反射的光学要素66も含み得る。反射的光学要素66は、図３に示された如く波長変換要素54に係合し得るか、または、波長変換要素54から離間され得る。
【００１２】
光源56は、紫外(UV)、紫、または青い光の如き比較的に狭幅な範囲内の波長の光を発すべく構成されたひとつ以上の単色性LEDを含み得る。複数の単色性LEDを使用するときにおいて光源56により生成される比較的に狭幅な光帯域は、概略的には照明に対して適していない。更に広い範囲の波長を有する光を生成するために、光源56からの光の少なくとも一部分が波長変換要素54上へと導向され、其処でその光は、更に広い範囲を有する光へと変換される。
【００１３】
波長変換要素54は、種々の構成を有し得る。本明細書中において使用される“波長変換要素”という語句は、限定的なものとしてで無く、(たとえば、粒子線、ｘ線、UV、および、短い波長の可視光線などの)高エネルギの光子から更に低エネルギの光子への下方変換、または、(たとえば、赤外、近赤外、または、可視の赤などの)低エネルギの光子から更に高エネルギの光子への上方変換などの、特定範囲の電磁スペクトルにおける電磁放射線を別の範囲の電磁スペクトルへと変換し得る材料から形成された任意の構造を概略的に指している。照明を生成する任意の適切な形式の波長変換要素が採用され得る。変換のために利用される発光プロセスは、波長変換要素54において使用される材料の種類に依存して、低速の放出(燐光)または高速の放出(蛍光)のいずれかに基づき得る。
【００１４】
便宜的に、以下においては、光源56により生成される範囲内の波長を有する光は“未変換光”と称される一方、以下において波長変換要素54により生成される範囲内の波長を有する光は“変換済み光”と称されるものとする。更に、光源56により生成された範囲内の波長を有する光(すなわち未変換光)は各図を通して実線により表されると共に、波長変換要素54により生成された範囲内の波長を有する光(すなわち未変換光)は各図を通して破線により表される。
【００１５】
波長変換要素54は、たとえば、光源56からのUV／紫／青の光照明を、発光もしくは燐光により広帯域のもしくは白色の光へと変換すべく使用され得る。上記発光／燐光は概略的に、特定の光路に沿って(すなわち指向的に)ではなく、全ての方向において(すなわち等方的に)生ずる。更に、光源56から波長変換要素54に到達する未変換光は、その全てが所望の波長範囲へと変換されるのではない。寧ろ、上記光の一部分は、光源56に向けて戻り反射されるか、全体的に波長変換要素54を通過し得る。これらの現象はいずれも、光ポンプ52の作動効率を低減すべく作用する。光ポンプ52の作動効率は、二色性要素60および64および反射的光学要素66の使用により改善され得る。
【００１６】
波長変換要素54の変換効率の向上を助力するために、第1の二色性要素60は、光源56からの未変換光が該第1の二色性要素60を通り波長変換要素54に至ることを許容すべく、且つ、変換済み光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。第2の二色性要素64は、変換済み光が該二色性要素64を通過することを許容すべく、且つ、未変換光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。更に、反射的光学要素66は、変換済み光および未変換光の両方を波長変換要素54へと戻し反射する広帯域反射器として構成され得る。二色性要素60および64および反射的光学要素66は協働して、未変換光が波長変換要素54から逃避することの阻止を助力することで、波長変換要素54の変換効率を高め得る。第1の二色性要素60および反射的光学要素66はまた、協働して、波長変換要素54の側縁部68および(光源56に向かう)第1側面58から発せられる変換済み光の量を最小限とすることにより、変換済み光を波長変換要素54の(光源56から離間した)前側から出射すべく導向することを助力するようにも作用する。
【００１７】
図４を参照すると、代替的に構成された光ポンプ152が図示される。光ポンプ152は、該光ポンプ152から発せられた変換済み光のサイズおよび方向を更に良好に制御する特徴を含み得る。光ポンプ152は、反射的光学要素66(図３)の代わりに反射的光学要素166が代用され得ることを除き、図３に示された光ポンプ52と同様に構成され得る。反射的光学要素166は、変換済み光および未変換光の両方を波長変換要素54へと戻し反射する広帯域反射器として構成され得る。光ポンプ152はまた、波長変換要素54および二色性要素60および64も含み、その各々は、光ポンプ52(図３)に関して先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する。
【００１８】
反射的光学要素166は、波長変換要素54に対して概略的に凹状の形状を有し得る。反射的光学要素166は、基端168および末端170を含む。基端168は、軸心方向においては、光ポンプ152の光軸172に沿い、波長変換要素54の略々近傍に、または、それを越えて配置され得る。末端170は、光軸172に沿い、波長変換要素54から、基端168と波長変換要素54との間の距離より大きい距離に配置され得る。反射的光学要素166の曲率に依り、基端168と光軸172との間の距離は、末端170と光軸172との間の距離より大きい。第2の二色性要素64は光軸172に沿い、反射的光学要素166の基端168と末端170との間に位置決めされ得る。
【００１９】
図５を参照すると、代替的に構成された光ポンプ252が図示される。光ポンプ252は、第2の二色性要素64(図４)の代わりに第2の二色性要素264が代用され得ることを除き、図４に示された光ポンプ152と同様に構成され得る。第2の二色性要素264は、変換済み光が該二色性要素264を通過することを許容すべく、且つ、未変換光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。光ポンプ252はまた、波長変換要素54、第1の二色性要素60(図４)、および、反射的光学要素166(図４)も含み、その各々は、光ポンプ152(図４)に関して先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する。
【００２０】
第2の二色性要素264は、波長変換要素54に対して概略的に凹状の形状を有し得る。第2の二色性要素264は概略的に、該二色性要素のいずれの部分も波長変換要素54に接触しないように、波長変換要素54から離間して変位される。図５に示された代表的な構成においては、第2の二色性要素264の実質的に全体が、反射的光学要素166の末端170よりも、波長変換要素54から更なる距離に位置決めされる。第2の二色性要素264はまた、光軸272に沿い、反射的光学要素166の末端170に対して別の箇所に位置決めされても良く、これは、波長変換要素54に対して更に近いもしくは遠い位置を含み得る。たとえば、第2の二色性要素264の全てもしくは一部は、光軸272に沿い、波長変換要素54と反射的光学要素166の末端170との間に位置決めされても良い。第2の二色性要素264は、図５に示された如く反射的光学要素166と重なり合わないように寸法設定され得るか、または、反射的光学要素166と重なり合うべく寸法設定されても良く、その場合に第2の二色性要素264の端部266は、反射的光学要素166の末端170よりも、光軸272から更なる距離とされる。
【００２１】
図６を参照すると、代替的に構成された光ポンプ352が図示される。光ポンプ352は、光源56からの光が第1の二色性要素60に到達する入射角を更に良好に制御し、且つ、波長変換要素54に到達する未変換光の量を増大するという特徴を含み得る。光ポンプ352は、反射的光学要素66(図３)の代わりに反射的光学要素366が代用され得ることを除き、図３に示された光ポンプ52と同様に構成され得る。光ポンプ352はまた、波長変換要素54および第1の二色性要素60も含み、その各々は、光ポンプ52(図３)に関して先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する。図６においては示されないが、光ポンプ352は、先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する第2の二色性要素64も含み得る。
【００２２】
第1の二色性要素60の如き二色性光学要素は、典型的に、該二色性要素に到達する光が該光学要素を通過することが許容される入射角の範囲が限られる。上記の許容範囲から外れる入射角にて到達する光は、概略的に該二色性要素から反射される。たとえば、図６において、光源56から第1の二色性要素60に対してθLより小さい入射角にて到達する未変換光は、第1の二色性要素60を通過して波長変換要素54に至る。θLより大きい入射角にて到達する未変換光は、第1の二色性要素60から離間反射され、波長変換要素54に到達しない。上記の反射された未変換光を二色性要素60へと戻し方向変換すべく、反射的光学要素366が使用され得る。反射的光学要素366は、未変換光のみを反射すべく構成され得るか、または、変換済み光および未変換光の両方を第1の二色性要素60へと戻し反射する広帯域反射器として構成され得る。
【００２３】
反射的光学要素366は、波長変換要素54に対して概略的に凹状の形状を有し得る。反射的光学要素366は、基端368および逆側の末端370を含む。基端368は、軸心方向においては、光ポンプ352の光軸372に沿い、波長変換要素54の概略的に近傍に配置され得る。末端370は、光軸372に沿い、波長変換要素54から、基端368から波長変換要素54までの距離より大きい距離に配置され得る。反射的光学要素366の曲率に依り、基端368と光軸372との間の距離は、末端370から光軸372までの距離より大きい。反射的光学要素366の基端368と末端370との間において、光軸372に沿い第1の二色性要素64が位置され得る。
【００２４】
図７を参照すると、代替的に構成された光ポンプ452が図示される。光ポンプ452は、第1の二色性要素60(図６)の代わりに第1の二色性要素460が代用され得ることを除き、図６に示された光ポンプ352と同様に構成され得る。第1の二色性要素460は、未変換光が該二色性要素460を通過することを許容すべく、且つ、変換済み光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。光ポンプ452はまた、波長変換要素54および反射的光学要素366(図６)も含み、その各々は、光ポンプ352(図６)に関して先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する。波長変換要素54は、光学的に透明な支持部材454に対して取付けられ得る。図７においては示されないが、光ポンプ452は、先に記述されたのと同一の様式で構成され且つ動作する第2の二色性要素64も含み得る。
【００２５】
第1の二色性要素460は、波長変換要素54に対して概略的に凹状の形状を有し得る。第1の二色性要素460は概略的に、該二色性要素のいずれの部分も波長変換要素54に接触しないように、波長変換要素54から離間して変位される。図７に示された代表的な構成においては、第1の二色性要素460の実質的に全体が、反射的光学要素366の末端370よりも、波長変換要素54から更なる距離に位置決めされる。第1の二色性要素460はまた、光軸472に沿い、反射的光学要素366の末端370に対して別の箇所に位置決めされても良く、これは、波長変換要素54に対して更に近いもしくは遠い位置を含み得る。たとえば、第1の二色性要素460の全てもしくは一部は、光軸472に沿い、波長変換要素54と反射的光学要素366の末端370との間に位置決めされても良い。第1の二色性要素460は、図７に示された如く反射的光学要素366と重なり合わないように寸法設定され得るか、または、反射的光学要素366と重なり合うべく寸法設定されても良く、その場合に第1の二色性要素460の端部466は、反射的光学要素366の末端370よりも、光軸472から更なる距離とされる。
【００２６】
図８を参照すると、代替的に構成された光ポンプ552が図示される。光ポンプ552は、光ポンプ252(図５)および光ポンプ452(図７)の特徴を組み合わせている。上記光学要素の各々は、光ポンプ252および光ポンプ452に関して先に概略的に記述された如く構成され且つ動作する。光ポンプ552の光軸572は、光ポンプ252の光軸272、および、光ポンプ452の光軸472に対応する。
【００２７】
図９を参照すると、光ポンプ662を内部照明器46の光ファイバ664に対して光学的に接続する機構が図示される。光ポンプ662は、種々の構成を含み得る。ひとつの代表的な構成において、光ポンプ662は、光ポンプ352(図６)と同様に構成されると共に、波長変換要素54、第1の二色性要素60、第2の二色性要素64および反射的光学要素366を含み得、それらの各々は、先に記述されたのと同一の概略的様式で構成され且つ動作する。
【００２８】
第1の二色性要素60は、光源56からの未変換光を通過させるべく、且つ、変換済み光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。第2の二色性光学要素64は、波長変換要素54から発せられた変換済み光を通過させるべく、且つ、未変換光を波長変換要素54へと戻し反射すべく構成され得る。反射的光学要素366は、第1の二色性要素60から反射された未変換光を該二色性要素60へと戻し方向変換すべく使用され得る。反射的光学要素366は、未変換光のみを反射すべく構成され得るか、または、変換済み光および未変換光の両方を第1の二色性要素60へと戻し反射する広帯域反射器として構成され得る。
【００２９】
光ポンプ662は、第2の二色性要素64と光ファイバ664との間に位置決めされた入射角感応要素666を含み得る。入射角感応要素666は、所定の制限値を超える入射角にて第2の二色性要素64を出射する変換済み光の通過を阻止すべく構成され得る。光ファイバ664は最大放射角度668を含み、これは、ファイバ軸心668に対する角度であって、光が該角度にて上記ファイバに進入してその丈に沿い進行し得るという角度である。光ファイバ664に対しては、該ファイバの最大の受光角度に基づいて開口数(NA)が決定され得る。入射角感応要素666は、光ファイバ664の開口数と互換的な開口数を有すべく構成され得、これにより、入射角感応要素666を出射する光が光ファイバ664に進入して該ファイバ内を確実に進行し得ることが助力される。
【００３０】
本明細書中に記述された代表的な輝度増進装置が広範囲な用途を有することは理解される。上述の各構成は、上記方法および装置の原理、ならびに、幾つかの実際的応用を例示すべく選択して記述された。当業者であれば先の記述に依り、上記方法および装置を、企図された特定の用途に適すべく、種々の構成にて且つ種々の改変を以て利用し得よう。当該特許法令の規定に従い、開示された結合ステーションの動作の原理および様式が代表的な構成において説明かつ図示された。
【００３１】
本発明の方法および装置の有効範囲は、以下の各請求項により定義されることが意図される。但し、開示された結合ステーションは、その精神もしくは有効範囲から逸脱することなく、特に説明かつ図示された処とは異なるように実施され得ることを理解すべきである。当業者であれば、以下の各請求項を実施する上では、各請求項において定義された精神および有効範囲から逸脱せずに、本明細書中に記述された構成に対する種々の代替策が採用され得ることを理解すべきである。開示された結合ステーションの有効範囲は、上記の説明に関して決定されるべきでなく、代わりに、添付の各請求項が権利付与される均等物の全有効範囲と共に、該各請求項に関して決定されるべきである。本明細書中にて考察された技術においては更なる進展が生ずること、および、開示されたシステムおよび方法は斯かる将来的な例へと取入れられることが予見かつ意図される。更に、本明細書中において逆に明示的な表示が為されるのでなければ、各請求項中で使用される全ての語句は、当業者により理解される如く、それらの最も広範囲な合理的構成およびそれらの通常の意味が与えられることが意図される。特に、“ひとつの(a)”、“上記(the)”、“前記(said)”などの如き単数冠詞は、請求項が逆に明示的な限定を記述するのでなければ、表示された要素のひとつ以上を記述するものと解釈されるべきである。以下の各請求項は上記デバイスの有効範囲を定義すること、および、これらの請求項およびそれらの均等物の有効範囲内の方法および装置はそれにより網羅されることが意図される。要約すると、上記デバイスは、改変および変更が可能であり、且つ、以下の各請求項によってのみ限定されることを理解すべきである。
【図１】
2013524436.tif 000003
【図２】
2013524436.tif 000004
【図３】
2013524436.tif 000005
【図４】
2013524436.tif 000006
【図５】
2013524436.tif 000007
【図６】
2013524436.tif 000008
【図７】
2013524436.tif 000009
【図８】
2013524436.tif 000010
【図９】
2013524436.tif 000011
【国際調査報告】
2013524436.tif 000012