(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明デバイスであって、
各ルミネッセンス集光器が、細長い光透過体であって、前記細長い光透過体の長さを規定する第１面及び第２面を持つ細長い光透過体を有し、前記細長い光透過体が、１つ以上の側端を有し、１つ以上の側端が、１つ以上の放射線入力面を有し、前記第２面が、放射線出射窓を有し、各細長い光透過体が、１つ以上の放射線入力面において受け取られる励起放射線の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成されるルミネッセンス材料を有し、各ルミネッセンス集光器が、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を前記放射線出射窓においてコンバータ光として外へ結合するよう構成される複数のルミネッセンス集光器と、
光源放射線を第１励起放射線として第１ルミネッセンス集光器の前記１つ以上の放射線入力面に供給するよう構成される複数の光源と、
前記第１励起放射線の少なくとも一部を第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第１ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第１放射線出射窓において第１コンバータ光として外へ結合するよう構成される第１ルミネッセンス材料を有する前記第１ルミネッセンス集光器と、
第２ルミネッセンス集光器であり、前記第１ルミネッセンス集光器の側端が前記第２ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第１ルミネッセンス集光器と平行に構成される第２ルミネッセンス集光器であって、前記第２ルミネッセンス集光器が、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第１ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの１つ以上を、第２励起放射線として受け取るよう構成され、前記第２ルミネッセンス集光器が、前記第２励起放射線の少なくとも一部を第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第２ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第２放射線出射窓において第２コンバータ光として外へ結合するよう構成される第２ルミネッセンス材料を有する第２ルミネッセンス集光器とを有し、
前記ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上が、１つ以上の他のルミネッセンス集光器と比べて延長している１つ以上のルミネッセンス集光器延長部を供給するよう、他のルミネッセンス集光器のうちの１つ以上より長く、１つ以上の光源のサブセットが、光源放射線を本質的に前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部にしか供給しないよう構成され、前記1つ以上の光源のサブセットが個々に制御され得る照明デバイス。
【請求項２】
（ｉ）前記複数の光源が、UV光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料が、前記第１励起放射線の少なくとも一部を青色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２励起放射線の少なくとも一部を黄色第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される、且つ／又は
（ｉｉ）前記複数の光源が、青色光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料が、前記第１励起放射線の少なくとも一部を緑色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２励起放射線の少なくとも一部を黄色第２ルミネッセンス材料光及び赤色第２ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成される請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記第１ルミネッセンス集光器が、前記光源放射線の少なくとも一部を透過するよう構成され、前記第２励起放射線が、前記第１ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線の少なくとも一部を含む請求項１乃至２のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項４】
第３ルミネッセンス集光器であり、前記第２ルミネッセンス集光器の側端が前記第３ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第２ルミネッセンス集光器と平行に構成される第３ルミネッセンス集光器であって、前記第３ルミネッセンス集光器が、前記第３ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第２ルミネッセンス材料光、前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの１つ以上を、第３励起放射線として受け取るよう構成され、前記第３ルミネッセンス集光器が、前記第３励起放射線の少なくとも一部を第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第３ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第３放射線出射窓において第３コンバータ光として外へ結合するよう構成される第３ルミネッセンス材料を有する第３ルミネッセンス集光器を更に有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記複数の光源が、UV光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料が、前記第１励起放射線の少なくとも一部を青色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２励起放射線の少なくとも一部を緑色第２ルミネッセンス材料光及び黄色第２ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成され、前記第３ルミネッセンス集光器が、前記第３励起放射線の少なくとも一部を赤色第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される請求項４に記載の照明デバイス。
【請求項６】
前記第１ルミネッセンス集光器が、前記光源放射線の少なくとも一部を透過するよう構成され、前記第２励起放射線が、前記第１ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線の少なくとも一部を含む、且つ／又は
前記第２ルミネッセンス集光器が、前記光源放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の少なくとも一部を透過するよう構成され、前記第３励起放射線が、前記第２ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線及び前記第２ルミネッセンス集光器によって透過された前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の少なくとも一部を含む請求項４乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項７】
赤色第２照明デバイス光を生成するよう構成されると共に、前記第１ルミネッセンス集光器の第１面、前記第２ルミネッセンス集光器の第１面、及び前記第３ルミネッセンス集光器の第１面のうちの１つ以上において、前記第２照明デバイス光を供給するよう構成される第２照明デバイスを更に有する請求項４乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記第２ルミネッセンス集光器及びオプションの第３ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上の前記１つ以上の放射線入力面への第１の二次励起放射線として第２光源光を生成するよう構成される複数の第２光源を更に有し、前記第２ルミネッセンス集光器が、前記第１の二次励起放射線の少なくとも一部を前記第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される前記第２ルミネッセンス材料を有し、前記オプションの第３ルミネッセンス集光器が、前記第１の二次励起放射線の少なくとも一部を前記第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される第３ルミネッセンス材料を有する請求項７に記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記照明デバイスが、１つ以上のルミネッセンス集光器のコンバータ光を含むデバイス光を供給するよう構成され、前記照明デバイスが、前記複数の光源の光強度を制御することによって、前記デバイス光の強度、色温度及び色のうちの１つ以上を制御するよう構成される制御システムを更に有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記照明デバイスが、前記制御システムによって選択される設定に応じて、白色デバイス光及び着色デバイス光のうちの１つを供給するよう構成される請求項９に記載の照明デバイス。
【請求項１１】
各１つ以上の光源の１つ以上のサブセットが、各々、前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部に光源放射線を供給するよう構成される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１２】
別のルミネッセンス集光器より長い長さを持つルミネッセンス集光器を有し、前記ルミネッセンス集光器が、前記別のルミネッセンス集光器と比べての延長部を持ち、前記ルミネッセンス集光器が、前記別のルミネッセンス集光器によって供給されるコンバータ光のスペクトル分布と比べて青色シフトされているスペクトル分布を持つコンバータ光を供給するよう構成される請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１３】
前記複数の光源が、第１サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第１サブセット、及び第２サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第２サブセットを有し、前記第１サブセット光源光と前記第２サブセット光源光とが異なるスペクトル分布を持ち、前記ルミネッセンス材料のうちの２つ以上が、前記第１サブセット光源光及び前記第２サブセット光源光に対して互いに異なる励起振動子強度比を持つ請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１４】
平行に配設される２つのルミネッセンス集光器が、互いに物理的接触していない、又はその間に配設されるダイクロイックミラーを有する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１５】
前記細長い光透過体が、前記放射線入力面の面積及び前記放射線出射面の面積の比として規定される幾何学的集中係数であって、少なくとも２という幾何学的集中係数を有し、前記照明デバイスが、前記放射線出射窓の下流に構成されると共に、前記コンバータ光をコリメートするよう構成されるコリメータを更に有し、前記長さが、10乃至500mmの範囲から選択され、１つ以上のルミネッセンス集光器の前記細長い光透過体が、細長いセラミック体を有し、前記照明デバイスが、白色照明デバイス光を供給するよう構成される請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ用又は自動車照明用又はステージ照明用などの照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ルミネッセンスロッドは当技術分野において既知である。例えば、WO2006/054203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、光学的接触なしに前記少なくとも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、前記少なくとも１つのLEDからの光を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、前記少なくとも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が、2：1より大きく50000：1より小さく、A及びEは、前記少なくとも１つの変換構造が、前記少なくとも１つのLEDによって発せられた光が前記変換構造に入ることができる少なくとも１つの入射面と、光が前記少なくとも１つの変換構造を出ることができる少なくとも1つの出射面とを有し、前記少なくとも１つの入射面の各々が入射表面積を持ち、前記入射表面積にA1…Anという番号が付けられ、前記少なくとも１つの出射面の各々が出射表面積を持ち、前記出射表面積にE1…Enという番号が付けられ、前記少なくとも１つの入射表面積の各々の合計Aが、A = A1 +A2 … + Anであり、前記少なくとも１つの出射表面積の各々の合計Eが、E = E1 +E2 … +Enであると規定される発光デバイスを記載している。
【０００３】
WO2014/198619は、動作中、第１スペクトル分布を持つ光を発するよう適応される光源と、互いの反対側に配設される第１光入力面及び第１光出射面を含み、前記第１光入力面に対して垂直に延在する端面を更に含む第１光ガイドと、互いに対して垂直に延在する第２光入力面及び第２光出射面を含む第２光ガイドとを有する発光デバイスを記載している。前記第１光ガイドは、前記第１光入力面において前記光源からの前記第１スペクトル分布を持つ光を受け取り、前記第１スペクトル分布を持つ光を前記第１光出射面及び端面に案内し、前記第２光ガイド内へ、前記第１スペクトル分布を持つ光のうちの、前記第１光出射面からの一部を結合し、前記第１スペクトル分布を持つ光のうちの、前記端面からの別の一部を結合する。前記第２光ガイドは、前記第２光入力面において、前記第１光ガイドの外へ結合される前記第１スペクトル分布を持つ光を受け取り、前記光を前記第２光出射面に案内し、前記第１スペクトル分布を持つ光の少なくとも一部を第２スペクトル分布を持つ光に変換し、前記第２スペクトル分布を持つ光を前記第２光出射面の外へ結合するよう適応される。
【０００４】
EP1795798は、励起光を発する励起光源と、前記励起光源から発せられた前記励起光を吸収し、その波長を変換し、所定の波長帯域の光を放出する波長変換部材と、光ガイドであり、前記光ガイドの横断面の中央部（コア）が、周囲部（クラッド（cladding））の屈折率より高い屈折率を持つ光ガイドであって、前記波長変換部材から発せられた光を外部へ案内する光ガイドとを有する発光デバイスであって、前記波長変換部材が、異なる波長の光を波長変換する複数の層を積層することによって作成される発光デバイスを記載している。
【０００５】
EP2947484は、動作中、第１スペクトル分布を持つ第１の光を発するよう適応される少なくとも１つの第１光源と、動作中、第２スペクトル分布を持つ第２の光を発するよう適応される少なくとも１つの第２光源と、少なくとも１つの第１光入力面と、少なくとも１つの第２光入力面と、第１光出射面とを有する光ガイドであって、前記少なくとも１つの第１光入力面及び前記第１光出射面が、互いに対してゼロとは異なる角度で延在する光ガイドと、前記第１光出射面に隣接して配設されるルミネッセンス素子とを有する発光デバイスであって、前記光ガイドが、前記第１スペクトル分布を持つ前記第１の光の少なくとも一部を第３スペクトル分布を持つ第３の光に変換し、前記第２の光を案内し、前記第３の光の少なくとも一部及び前記第２の光の少なくとも一部を前記第１光出射面の外へ結合し、前記ルミネッセンス素子が、前記第２の光の少なくとも一部を第４スペクトル分布を持つ第４の光に変換するよう適応される発光デバイスを記載している。
【０００６】
WO2015/058979は、動作中、各々、第１スペクトル分布を持つ光及び第２スペクトル分布を持つ光を発するよう適応される第１光源及び第２光源と、各々、第１光入力面及び第１光出射面を有する第１光ガイド及び第２光ガイドとを有する発光デバイスであって、各々の光ガイドの前記光入力面及び前記光出射面が、互いに対してゼロとは異なる角度で延在し、前記第１及び第２光ガイドが、前記第１及び第２光入力面において、各々、前記第１及び第２スペクトル分布を持つ光を受け取り、受け取った前記光の少なくとも一部を、各々、第３スペクトル分布を持つ光及び第４スペクトル分布を持つ光に変換し、前記光を、各々、前記第１及び第２光出射面へ案内し、前記第３及び第４スペクトル分布を持つ光の少なくとも一部を、各々、前記第１及び第２出射面の外へ結合するよう適応され、前記第１スペクトル分布を持つ光及び前記第２スペクトル分布を持つ光が、異なるスペクトル分布を持ち、前記第３スペクトル分布を持つ光及び前記第４スペクトル分布を持つ光が、異なるスペクトル分布を持つ発光デバイスを記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高輝度光源は、スポットライト、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に興味深い。この目的のために、非常に透明な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の光に変換される所謂集光器を用いることが可能である。このような透明なルミネッセンス材料のロッドが用いられ得る。それは、LEDによって照明されるときに、前記ルミネッセンス材料によるLED光の変換により、前記ロッド内でより長い波長の光を生成する。変換された光は、導波モードにおいて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留まり、次いで、表面のうちの１つから抽出されることができ、強度利得をもたらす。
【０００８】
従って、高輝度光源は、ルミネッセンス集光器と組み合わせたLEDを用いて作成され得る。セラミックコンバータなどのコンバータは、効率的であるために、特には、非常に透明でなければならない（光は、前記ロッドの端部まで全反射（TIR）を保つべきである）。前記ロッドにおいて生成される光は、実質的に等方的に分散される。結果として、前記光のかなりの部分が、TIRによって前記ロッドの先端へ導光されないかもしれず、制限された効率がもたらす。
【０００９】
ルミネッセンス集光器は、（「蛍光体」とも呼ばれる）ルミネッセンス材料をベースとしている。一般に用いられ得る蛍光体システムは、励起及び発光スペクトルの間に小さな重複を持ち、再吸収をもたらす。従って、ロッド内へ後方反射された光のうちの限られた部分のみが、再吸収され、再びTIRに捕らえられるよう変化する。従って、ルミネッセンス集光器コンセプトの効率は、前記生成される光の大部分がTIRに捕らえられず、ロッドの長い側面から逃げるように思われるので、限定される。
【００１０】
更に、複数の相互に関係する集光器を用いる場合、デバイス光の規定されたスペクトル分布が供給される場合があり、これは、容易に調整可能ではない場合がある。例えば、デバイスは、白色光を供給するよう構成され得るが、それは、例えば、前記白色光を供給するために用いられる（青色、緑色、黄色などのような）１つ以上の原色を供給することは可能ではない場合がある。
【００１１】
従って、本発明の或る態様は、好ましくは、上記の不利な点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に更に取り除くと共に、相対的に良好な効率及び高輝度照明デバイス光を有する代わりの照明デバイスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書では、（特には、光学接触のない且つ／又はダイクロイックミラーを用いて光学的に分離された）第１ルミネッセンス集光器沿いの別の組成の第２ルミネッセンス材料を用いることが提案される。特には、この第２ルミネッセンス材料は、前記第１ルミネッセンス材料の発光帯と重複する吸収帯を持つ。結果として、前記第１ルミネッセンス材料によって生成される光のかなりの部分が、前記第２ルミネッセンス材料によって吸収され、高められた効率を持つ高輝度白色光源をもたらすだろう。
【００１３】
第１の態様においては、本発明は、（本明細書では「デバイス」とも示される）照明デバイスであって、（ｉ）（本明細書では「集光器」とも示される）複数のルミネッセンス集光器であって、特には、各ルミネッセンス集光器が、細長い光透過体であって、前記細長い光透過体の長さ（Ｌ）を規定する第１面及び第２面を持つ細長い光透過体を有し、前記細長い光透過体が、１つ以上の側端（side edge）を有し、１つ以上の側端が、１つ以上の放射線入力面を有し、前記第２面が、放射線出射窓を有し、各細長い光透過体が、１つ以上の放射線入力面において受け取られる励起放射線（pump radiation）の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成されるルミネッセンス材料を有し、各ルミネッセンス集光器が、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を前記放射線出射窓においてコンバータ光として外へ結合するよう構成される複数のルミネッセンス集光器と、（ｉｉ）光源放射線を第１励起放射線として第１ルミネッセンス集光器の前記１つ以上の放射線入力面に供給するよう構成される複数の光源と、（ｉｉｉ）前記第１励起放射線の少なくとも一部を第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第１ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第１放射線出射窓において第１コンバータ光として外へ結合するよう構成される第１ルミネッセンス材料（「第１材料」）を有する前記第１ルミネッセンス集光器と、（ｉｖ）第２ルミネッセンス集光器であり、前記第１ルミネッセンス集光器の側端が前記第２ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第１ルミネッセンス集光器と平行に構成される第２ルミネッセンス集光器であって、前記第２ルミネッセンス集光器が、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第１ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの１つ以上を、第２励起放射線として受け取るよう構成され、前記第２ルミネッセンス集光器が、前記第２励起放射線の少なくとも一部を第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第２ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第２放射線出射窓において第２コンバータ光として外へ結合するよう構成される第２ルミネッセンス材料（「第２材料」）を有する第２ルミネッセンス集光器とを有する照明デバイスを提供する。
【００１４】
実施例においては、前記ルミネッセンス集光器は、本質的に同じ長さを持ち得る。更に他の実施例においては、２つ以上の前記ルミネッセンス集光器は、異なる長さを持ち得る。３つ以上の集光器がある場合、実施例においては、少なくとも２つの集光器は、異なる長さを持つことができ、オプションとして、２つ以上の集光器が、同じ長さを持つことができる。異なる長さの集光器では、隣接する２つの集光器が平行に構成される長さにわたって、放射線が一方の集光器から他方の集光器へ漏れ得る一方で、（長さの違いにより）前記２つの集光器が隣接しない長さにわたって、前記集光器の一方が集光器延長部を持つ（前記集光器延長部にわたって他方の集光器が隣接しないので、前記集光器延長部は、本質的に前記他方の集光器に放射線を供給することができない）。特定の実施例においては、前記ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上が、他のルミネッセンス集光器のうちの１つ以上より長く、それによって、前記１つ以上の他のルミネッセンス集光器と比べて延長している１つ以上のルミネッセンス集光器延長部を供給し、１つ以上の光源のサブセットが、光源放射線を前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部に供給するよう構成される。前記延在部の長さにわたって、（側端の長さの少なくとも一部にわたって）隣接するルミネッセンス集光器が存在しないかもしれない。
【００１５】
この方法においては、前記光源で前記ルミネッセンス集光器延長部に対処するとき、本質的に、特定のルミネッセンス集光器に固有の放射線のみが生成される。従って、この方法においては、他の集光器の光が生成されることが防止され得る、又は少なくともその寄与が最小限に抑えられ得る。この方法においては、２つ以上のルミネッセンス集光器の集光器光を含むデバイス光を供給し得るだけでなく、本質的に、単一の集光器だけの集光器光を含み得るデバイス光を供給することも可能であり得る。なぜなら、この集光器においては、前記ルミネッセンス集光器延長部内の前記ルミネッセンス材料のみが前記光源光によって励起され、前記ルミネッセンス集光器の他の部分は前記光源によって励起されない場合があるからである。
【００１６】
良好な結果は、最大集光器と最小集光器との間の長さの差が、最長集光器の長さの約５０％未満である場合に、得られ得る。特には、（本質的に）長さが異なる２つの集光器の間の長さの最小限の差は、より大きい集光器の長さの少なくとも１０％のように少なくとも５％の範囲内にある。従って、複数の発光集光器を用いる場合、１つ以上のルミネッセンス集光器は同じ長さを持ち得るが、１つ以上のルミネッセンス集光器は、最大集光器の長さの５乃至３０％のような５乃至５０％の範囲内の、最大集光器と最短集光器との間の長さの差で前記延長部を供給するような、異なる長さも持ち得る。このような最小限の長さの差で、前記延長部と前記放射線出射窓との間の長さの一部にわたって、前記ルミネッセンス集光器は隣接して構成されるにもかかわらず、前記延長部において生成される、関連する放射線出射窓の方向に伝搬する光の、隣接する集光器へのアウトカップリングは、最小限に抑えられ得るように思われる。
【００１７】
上で示したように、１つ以上の光源のサブセットは、光源放射線を前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部に供給するよう構成される。これは、これらの１つ以上の光源は、（それらの）光源放射線を、本質的に、各々のルミネッセンス集光器延長部だけに、励起放射線として供給することを特に意味する。従って、このような光源は、各々のルミネッセンス集光器の前記放射線延長部の前記放射線入力面に光を供給する。これは、本質的に、前記集光器のみを介する、隣接する集光器は介さない、コンバータ光のアウトカップリングをもたらし得る。
【００１８】
それ故、特には、前記デバイスは、前記光源を制御するための（「コントローラ」とも示される）制御システムも有する。この方法においては、光源の前記光源光の強度が制御され得る、例えば、１つ以上のルミネセンス集光器が、かなりの長さにわたって照らされ得る、又は例えば、１つのルミネッセンス集光器の特定の延長部が、本質的に、１つ以上の光源で照らされ、他の光源は、低い又はゼロの強度においてその特定の延長部に対処しないようにし得る。従って、更に他の実施例においては、前記照明デバイスは、１つ以上のルミネッセンス集光器のコンバータ光を含むデバイス光を供給するよう構成され、前記照明デバイスは、前記複数の光源の光強度を制御することによって、前記デバイス光の強度、色温度及び色のうちの１つ以上を制御するよう構成される、特には、前記デバイス光の色温度及び色のうちの１つ以上を制御するよう構成される制御システムを更に有する。他の実施例においては、前記制御システムは、前記デバイス光の、色温度及び色のうちの１つ以上、並びに強度を制御するよう構成され得る。
【００１９】
従って、本発明は、特には、前記制御システムによって選択される設定に応じて、（ｉ）白色デバイス光及び（ｉｉ）着色デバイス光のうちの１つを供給するよう構成される照明デバイスを提供する。前記複数の光源が、１つ以上のルミネッセンス集光器の長さの少なくとも一部にわたって構成されるので、前記光源のサブセットを選択することによって、動作中に前記デバイスによって生成される前記デバイス光の色及び色温度、強度などの光学特性が制御され得る。従って、実施例においては、各１つ以上の光源の１つ以上のサブセット（即ち、各ササブセットは１つ以上の（同じ又は異なる）光源を含む）が、各々、前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部に光源放射線を供給するよう構成される。更に、各１つ以上の光源の１つ以上のサブセットは、特には、隣接する（非延長）部分において前記１つ以上のルミネッセンス集光器に光源放射線を供給するよう構成される。
【００２０】
特には、より長い集光器は、隣接するより短いルミネッセンス集光器のルミネッセンス材料の発光に対してスペクトル的に青色シフトされている発光を供給するよう構成されるルミネッセンス材料を含み得る。これは、例えば、より長い集光器からの青色光、並びに両方の集光器からの青色及び黄色光を可能にし、即ち、前記デバイス光は、青色又は白色であり得る。同様に、例えば、異なるルミネッセンス材料を備える３つの集光器が利用される場合には、青色、緑色及び赤色が、青色ルミネッセンス集光器が最も長く、緑色ルミネッセンス集光器が中間の長さを持ち、赤色ルミネッセンス集光器が最も短い長さを持つようにして、組み合わされ得る。本質的に最も長い集光器の前記延長部のみに対処する光源では、青色光が供給されることができ、本質的に中間の集光器の前記延長部のみに対処する光源では、緑色光のみが供給され得る（前記緑色光は、エネルギが吸収帯より低いことからより大きい集光器によっては再吸収されず、前記延長部が励起されることからより小さい集光器によっても再吸収されないだろう）。それ故、実施例においては、前記照明デバイスは、別のルミネッセンス集光器より長い長さを持つルミネッセンス集光器を有し、前記ルミネッセンス集光器は、前記別のルミネッセンス集光器と比べての延長部を持ち、前記ルミネッセンス集光器は、前記別のルミネッセンス集光器によって供給されるコンバータ光のスペクトル分布と比べて青色シフトされているスペクトル分布を持つコンバータ光を供給するよう構成される。
【００２１】
更に他の実施例においては、前記複数の光源は、第１サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第１サブセット、及び第２サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第２サブセットを有し、前記第サブセット光源光と前記第２サブセット光源光とが異なるスペクトル分布を持つ。一般に、前記ルミネッセンス材料のうちの２つ以上は、前記第１サブセット光源光及び前記第２サブセット光源光に対して互いに異なる励起振動子強度比（excitation oscillator strength ratio）を持つので、（本明細書では、「照明デバイス光」とも示される）前記照明デバイスによって生成される光のスペクトル組成は調整され得る。それ故、特定の実施例においては、前記複数の光源は、第１サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第１サブセット、及び第２サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第２サブセットを有し、前記第サブセット光源光と前記第２サブセット光源光とが異なるスペクトル分布を持ち、前記ルミネッセンス材料のうちの２つ以上は、前記第１サブセット光源光及び前記第２サブセット光源光に対して互いに異なる励起振動子強度比を持つ。従って、前記制御システムは、個々の光源又は光源のサブセットを制御し得る。
【００２２】
このような照明デバイスでは、側端から漏れ得る（従って、前記放射線出射窓から漏れないので有用ではないかもしれない）光は、それでも、前記第２ルミネッセンス集光器を励起するために用いられ得るので、有用であり得る。この方法においては、より高い（全体的な）効率が達成され得る。従って、第１ルミネッセンス集光器に隣接した１つ以上の第２ルミネッセンス集光器を構成することによって、前記第１ルミネッセンス集光器から側端において漏れるルミネッセンス材料光及び／又は用いられず透過された励起放射線が、前記第２ルミネッセンス集光器内にインカップル（incouple）されることができ、再利用され得る。前記第２ルミネッセンス集光器は、本質的に、前記第１ルミネッセンス集光器を介して励起されてもよく、又はその代わりに若しくは更に、第２光源を介して励起されてもよい（下記参照）。更に、前記積層（stack）及び励起LEDの選択及び位置によって、幾らかの色調整機能も導入され得る。
【００２３】
特には、前記第１ルミネッセンス集光器の前記第１ルミネッセンス材料は、第２ルミネッセンス集光器の前記第２ルミネッセンス材料と異なる。例えば、後者は、前者の第１ルミネッセンス材料光を吸収し得る。従って、前記第１ルミネッセンス材料及び前記第２ルミネッセンス材料（及び前記オプションの第３ルミネッセンス材料など）は、異なる組成を持ち得る。「異なる組成」という用語は、異なる化学組成を指し得るが、実施例においては、（例えば、少なくとも１０％の活性剤密度差などの）異なる活性剤密度も指し得る。
【００２４】
特定の実施例においては、発光において前記第１ルミネッセンス材料光を見るときの励起のスペクトル分布は、発光において前記第２ルミネッセンス材料光を見るときの励起のスペクトル分布と異なる。換言すれば、前記第１ルミネッセンス材料は、前記第２ルミネッセンス材料とは別の励起スペクトルを持つ。この違いは、ピーク高さ、ピーク形状及びピーク位置のうちの１つ以上、特に、少なくともピーク位置に関連し得る。一般に、前記第１ルミネッセンス集光器及び前記第２ルミネッセンス集光器が、（ｉ）異なるルミネッセンス材料、（ｉｉ）異なるルミネッセンス材料密度、及び（ｉｉｉ）異なる活性剤密度（例えば、YAG中のセリウム、当業者に知られているように、セリウムが活性剤である）のうちの１つ以上を有する場合に、そうであるだろう。
【００２５】
特定の実施例においては、前記第１ルミネッセンス材料を励起するときの発光のスペクトル分布は、前記第２ルミネッセンス材料を励起するときの発光のスペクトル分布と異なる。換言すれば、前記第１ルミネッセンス材料は、前記第２ルミネッセンス材料とは別の発光スペクトルを持つ。この違いは、ピーク高さ、ピーク形状及びピーク位置のうちの１つ以上、特に、少なくともピーク位置に関連し得る。一般に、前記第１ルミネッセンス集光器及び前記第２ルミネッセンス集光器が、（ｉ）異なるルミネッセンス材料、（ｉｉ）異なるルミネッセンス材料密度、及び（ｉｉｉ）異なる活性剤密度のうちの１つ以上を有する場合に、そうであるだろう。
【００２６】
前記照明デバイスは、特には、前記第１ルミネッセンス集光器の前記コンバータ光及び前記第２ルミネッセンス集光器の前記コンバータ光（及びオプションとして、第３ルミネッセンス集光器のコンバータ光（以下も参照））を含む照明デバイス光を供給するよう構成される。更により特には、前記照明デバイスは、白色照明デバイス光を供給するよう構成される。
【００２７】
前記照明デバイスは、複数のルミネッセンス集光器を有する。本質的には、前記照明デバイスは、単一の第１ルミネッセンス集光器と、前記第１ルミネッセンス集光器の側端から漏れる光の少なくとも一部を変換するよう構成される単一の第２ルミネッセンス集光器とを含み得る。しかしながら、前記照明デバイスは、単一の第１ルミネッセンス集光器と、各々が前記第１ルミネッセンス集光器の側端から漏れる光の少なくとも一部を変換するよう構成される複数の第２ルミネッセンス集光器とを含むこともできる。前記第２ルミネッセンス集光器は、スペクトル特性が同じであってもよく、又は異なるスペクトル特性、例えば、異なるスペクトル分布を持つ第２コンバータ光を持つ２つ以上の第２ルミネッセンス集光器が存在していてもよい。
【００２８】
特には、前記第１ルミネッセンス集光器及び第２ルミネッセンス集光器は積層される。積層は、一次元又は二次元のものであり得る。更に、前記照明デバイスは、第１ルミネッセンス集光器及び（付随する）第２ルミネッセンス集光器の複数のセットを含み得る。前記照明デバイスは、３乃至２０個のような２乃至５０の範囲内の集光器などの、複数のルミネッセンス集光器を含む。例えば、本発明は、第２ルミネッセンス集光器と、側端から光源によって照らされる第１ルミネッセンス集光器と、再びの第２ルミネッセンス集光器との積層を含み得る。
【００２９】
従って、前記第２集光器は、特には、前記第１集光器より下流に構成され、前記光源は、（少なくとも）前記第１集光器より上流に構成される（と共に、効果的には、前記第２集光器より上流にも構成される）。「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは特に前記光源）からの光の伝搬を基準としたアイテム又はフィーチャの配置に関し、前記光生成手段からの光ビーム内の第１位置を基準として、前記光生成手段により近い前記光ビーム内の第２位置は、「上流」であり、前記光生成手段からより遠い前記光ビーム内の第３位置は、「下流」である。更に、前記ルミネッセンス集光器は、特には、平行に構成される。従って、特には、前記ルミネッセンス集光器は、全て直方体状又は全て管状などの実質的に同じ形状をとる。従って、「平行」という用語は、特には、０°のような２°未満などの５°未満の相互角度を持つ２つの側端を持つ集光器を指し得る。上で示したように、平行に配設される２つのルミネッセンス集光器の間には、特には、0.5乃至20mmの範囲内などの0.01乃至100mmの範囲内のような非ゼロ距離が存在する。
【００３０】
前記第１ルミネッセンス集光器は、前記第１励起放射線の少なくとも一部を第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第１ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第１放射線出射窓において第１コンバータ光として外へ結合するよう構成される第１ルミネッセンス材料を有する。特には、前記励起放射線は、１つ以上の放射線入力面において受け取られる。「第１ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なる第１ルミネッセンス材料も指し得る。下に、ルミネッセンス材料の幾つかの例を示す。
【００３１】
前記第２ルミネッセンス集光器は、特には、前記第１ルミネッセンス集光器の側端が前記第２ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第１ルミネッセンス集光器と平行に構成される。前記第２ルミネッセンス集光器は、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第１ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの１つ以上を受け取るよう構成される。前記第１ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの前記１つ以上は、本明細書では、第２励起放射線とも示される。第１励起放射線が前記第１ルミネッセンス集光器の下流で利用可能であるか否かは、とりわけ、前記第１ルミネッセンス集光器の厚さ、及び前記第１ルミネッセンス集光器に含まれる前記第１ルミネッセンス材料の吸収又は励起の振動子強度に依存し得る。
【００３２】
従って、前記第２ルミネッセンス集光器は、前記第２励起放射線の少なくとも一部を第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される第２ルミネッセンス材料を有する。前記第２ルミネッセンス集光器は、前記第２ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第２放射線出射窓において第２コンバータ光として外へ結合するよう構成される。「第２ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なる第２ルミネッセンス材料も指し得る。更に、「第２ルミネッセンス集光器」という用語は、複数の異なる第２ルミネッセンス集光器も指し得る。下に、ルミネッセンス材料の幾つかの例を示す。
【００３３】
前記照明デバイス光は、特には、少なくとも前記第１コンバータ光及び前記第２コンバータ光を含む。更に、実施例においては、前記照明デバイスは、白色照明デバイス光を供給するよう構成される。しかしながら、様々な光源を制御することで、及び／又は様々な長さの前記ルミネッセンス集光器を用いることで、前記照明デバイス光のスペクトル分布は（更に）制御され得る。
【００３４】
下で示すように、前記ルミネッセンス集光器は、特には、前記長さを規定する第１面及び第２面を備えると共に、（幅及び高さを規定する）側端であって、前記側端のうちの１つ以上が励起光を中へ結合するために用いられ得る側端を備える直方体形状をとり得る。前記複数の光源は、光源放射線を第１励起放射線として第１ルミネッセンス集光器の前記１つ以上の放射線入力面に供給するよう構成される。他の側端は、第２ルミネッセンス集光器に面し得る。前記第１ルミネッセンス集光器及び前記第２ルミネッセンス集光器、並びにオプションの１つ以上の第３ルミネッセンス集光器は、特には、積層構成などにおいて、平行に配設され得る。
【００３５】
しかしながら、特には、２つの平行に配設されるルミネッセンス集光器は、互いに物理的接触をしていない、又はその間に配設されるダイクロイックミラーを有する。前記ダイクロイックミラーは、特には、（前記第１集光器又は前記第２集光器などの）低次集光器／コンバータ光の、（各々、前記第２集光器及び前記第３集光器などの）隣接する高次集光器／コンバータへの伝送を可能にするよう構成され得ると共に、（前記第２集光器及び前記第３集光器などの）高次集光器／コンバータ光を（各々、前記第１集光器及び前記第２集光器などの）隣接する低次集光器／コンバータに反射するように構成され得る。
【００３６】
前記ルミネッセンス材料光は、前記第２面（特に、放射線出射窓）から漏れるのに加えて、１つ以上の面又は端部から漏れ得る。例えば側端から漏れる光は、１つ以上の他のルミネッセンス集光器、例えば、第１乃至第２ルミネッセンス集光器；第２乃至第３ルミネッセンス集光器によって受け取られ得る。実施例においては、低次ルミネッセンス集光器から側端から漏れる前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部は、１つ以上のミラーを介して、前記高次ルミネッセンス集光器へ反射される。このような実施例においては、より少ない高次ルミネッセンス集光器が用いられることができ、このことは、前記放射線出射窓から漏れる光の強度に有益であり得る。このような実施例においては、総放射線出射窓面積に対する強度が更に高くなり得る。更に、このような実施例は、前記デバイスのサイズを縮小するのにも有益であり得る。
【００３７】
前記照明デバイスは、複数の光源を有する。特には、前記複数（ｍ個）の光源の前記光源放射線は、スペクトル重複を持ち、更により特には、それらは、同じタイプのものであり、実質的に同じ光（従って、実質的に同じスペクトル分布を持つ光）を供給する。従って、前記光源は、実質的に、10nmの帯域幅内、特には、5nm以内のような8nm以内（ビニング）などの、同じ発光最大（「ピーク最大」）を有し得る。前記光源は、特には、少なくとも0.2ワット／mm2の青色光パワー（Wopt）を、前記光透過体に、即ち、前記放射線入力面に供給するよう構成される。前記青色光パワーは、スペクトルの青色部分として規定されているエネルギ範囲内にあるエネルギとして規定される（下記も参照）。特には、光子束は、平均において、少なくとも6.0×1017光子／（s・mm2）のような、少なくとも4.5×1017光子／（s・mm2）である。青色（励起）光を考えると、これは、例えば、各々、平均において、少なくとも0.067ワット／mm2及び0.2ワット／mm2の前記放射線入力面のうちの少なくとも１つに供給される青色パワー（Wopt）に対応し得る。ここでは、「平均において」という用語は、特には、（前記放射線入力面のうちの少なくとも１つの）面積にわたる平均を示す。２つ以上の放射線入力面が照らされる場合には、特には、これらの放射線入力面の各々がこのような光子束を受ける。更に、特には、示されている前記光子束（又は青色光源放射線が適用される場合の青色パワー）は、時間にわたる平均でもある。
【００３８】
更に他の実施例においては、特にプロジェクタ用途のために、前記複数の光源は、２５乃至７０％のような１０乃至８０％の範囲から選択されるデューティサイクルでのパルス動作で動作される。
【００３９】
各第１集光器は、１つ以上の光源、特には、２乃至５０個のような２乃至１００個の光源などの複数の光源と放射結合され得る。「放射結合される（radiationally coupled）」という用語は、特には、前記光源によって発せられる放射線の少なくとも一部が前記第１集光器によって受け取られる（と共に少なくとも部分的にルミネッセンスに変換される）ように、前記光源及び前記（第１）集光器が互いに関連付けられることを意味する。１つ以上の第２照明デバイスが利用される場合、これらの条件が同様に当てはまり得る（下記参照）。１つ以上の第２照明供給源が利用される場合、これらの条件が同様に当てはまり得る（以下も参照）。
【００４０】
幾つかの実施例においては、前記複数の光源は、UV光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料は、前記第１励起放射線の少なくとも一部を青色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料は、前記第２励起放射線の少なくとも一部を黄色第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。従って、このような実施例においては、前記第１励起放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上が、前記第１ルミネッセンス集光器から前記側端から漏れることがあり、従って、第２励起放射線として前記第２ルミネッセンス集光器のために用いられ得る。従って、青色光及び／又はUV放射線が、前記第２ルミネッセンス材料を励起し、前記第２ルミネッセンス材料光を供給するために用いられ得る。更に他の実施例においては、前記複数の光源は、青色光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料は、前記第１励起放射線の少なくとも一部を緑色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料は、前記第２励起放射線の少なくとも一部を黄色第２ルミネッセンス材料光及び赤色第２ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成される。このような実施例においては、前記第１励起放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上が、前記第１ルミネッセンス集光器から前記側端から漏れることがあり、従って、第２励起放射線として前記第２ルミネッセンス集光器のために用いられ得ることに注意されたい。従って、緑色光及び／又は青色光が、前記第２ルミネッセンス材料を励起し、前記第２ルミネッセンス材料光を供給するために用いられ得る。
【００４１】
上で示したように、前記第２励起放射線は、前記第１励起放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上を含み得る。前記第２ルミネッセンス材料は、前記第１励起放射線のみを、又は前記第１ルミネッセンス材料光のみを、又は前記第１励起放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光の両方を変換するよう構成され得る。従って、前記第２励起放射線は、必ずしも、全ての実施例において前記第１励起放射線を含むわけではない。しかしながら、実施例においては、これは有用であり得る。従って、実施例においては、前記第１ルミネッセンス集光器は、前記光源放射線の少なくとも一部を透過するよう構成され、（従って、）前記第２励起放射線は、前記第１ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線の少なくとも一部を含む。これは、特には、前記第１励起放射線の少なくとも一部を変換することができる第２ルミネッセンス材料にとって適切であり得る。従って、前記第２ルミネッセンス集光器は、特には、前記第１ルミネッセンス集光器と放射結合される。
【００４２】
前記第２ルミネッセンス集光器は、本質的に、前記第１ルミネッセンス集光器（即ち、前記第１ルミネッセンス集光器を透過されている前記励起放射線、及び／又は前記第１ルミネッセンス材料光）を介してしか励起されなくてもよい。しかしながら、更に他の実施例においては、前記第２ルミネッセンス集光器は、この励起メカニズムに加えて、直接励起されてもよい。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、前記第２ルミネッセンス集光器の前記１つ以上の放射線入力面への第１の二次励起放射線として第２光源光を生成するよう構成される複数の第２光源を更に有し、前記第２ルミネッセンス集光器は、（１つ以上の放射線入力面において受け取られる）前記第１の二次励起放射線の少なくとも一部も前記第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される前記第２ルミネッセンス材料を有する。従って、前記第２ルミネッセンス集光器（又は第３ルミネッセンス集光器（下記参照））は、前記第２光源と放射結合され得る。
【００４３】
上で示したように、前記第２ルミネッセンス集光器は、前記第２ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を前記第２放射線出射窓において第２コンバータ光として外へ結合するよう構成され、従って、この第２コンバータ光は、第２励起放射線及び第１の二次励起放射線の変換結果であり得る。この方法においては、効率増大が用いられ、高輝度第２コンバータ光が得られ得る。更に、前記照明デバイス光の調整機能も高められ得る。
【００４４】
前記照明デバイス光は、赤色光が相対的に欠乏し得る。従って、付加的な赤色光源が追加され得る。この光源の光は、実質的に完全に別の経路を持ち得る。しかしながら、オプションとして、前記付加的な光源の前記光源光は、１つ以上のルミネッセンス集光器に供給されてもよい（が、各々のルミネッセンス集光器によって実質的な変換はされない）。これは、例えば、前記照明デバイスの厚さを減らし得る。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、（赤色）第２照明デバイス光を生成するよう構成されると共に、（ａ）前記第１ルミネッセンス集光器の第１面、及び（ｂ）前記第２ルミネッセンス集光器の第１面のうちの１つ以上において、前記第２照明デバイス光を供給するよう構成される第２照明デバイスを更に含み得る。前記（赤色）第２照明デバイス光は、前記ルミネッセンス材料光／コンバータ光と共に前記放射線出射窓から漏れ得る。第３ルミネッセンス集光器が利用される場合、前記第２照明デバイスは、その代わりに又は更に、（ａ）前記第１ルミネッセンス集光器の第１面、（ｂ）前記第２ルミネッセンス集光器の第１面、及び（ｃ）前記第３ルミネッセンス集光器の第１面のうちの１つ以上において、前記第２照明デバイス光を供給するよう構成され得る。従って、実施例においては、前記第１ルミネッセンス集光器、前記第２ルミネッセンス集光器、及び前記（オプションの）第３ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上が、１つ以上の第２照明デバイスと放射結合され得る。
【００４５】
上で示したように、前記照明デバイスは、第３ルミネッセンス集光器を更に含み得る。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、（斯くして、）第３ルミネッセンス集光器であり、前記第２ルミネッセンス集光器の側端が前記第３ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第２ルミネッセンス集光器と平行に構成される第３ルミネッセンス集光器であって、前記第３ルミネッセンス集光器が、前記第３ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第２ルミネッセンス材料光、前記第１ルミネッセンス材料光及び前記第１励起放射線のうちの１つ以上を、第３励起放射線として受け取るよう構成され、前記第３ルミネッセンス集光器が、前記第３励起放射線の少なくとも一部を第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成されると共に、前記第３ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第３放射線出射窓において第３コンバータ光として外へ結合するよう構成される第３ルミネッセンス材料を有する第３ルミネッセンス集光器を更に有する。
【００４６】
それ故、第３ルミネッセンス集光器は、特には、前記第２ルミネッセンス集光器の側端が前記第３ルミネッセンス集光器の側端と平行に構成されるようにして、前記第２ルミネッセンス集光器と平行に構成される。前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第３ルミネッセンス集光器の前記側端において、前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第２ルミネッセンス材料光及び前記第２励起放射線のうちの１つ以上を受け取るよう構成される。前記第２ルミネッセンス集光器の前記側端から漏れる前記第２ルミネッセンス材料光及び前記第２励起放射線のうちの前記１つ以上は、本明細書では、第３励起放射線と示される。第２励起放射線が前記第２ルミネッセンス集光器の下流で利用可能であるか否かは、とりわけ、前記第２ルミネッセンス集光器の厚さ、及び前記第２ルミネッセンス集光器に含まれる前記第２ルミネッセンス材料の吸収又は励起の振動子強度に依存し得る。従って、前記第３ルミネッセンス集光器は、特には、前記第２ルミネッセンス集光器と放射結合される。オプションとして、前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第１ルミネッセンス集光器とも放射結合される。従って、前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第３励起放射線の少なくとも一部を前記第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される第３ルミネッセンス材料を有する。前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第３ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第３放射線出射窓において第３コンバータ光として外へ結合するよう構成される。「第３ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なる第３ルミネッセンス材料も指し得る。更に、「第３ルミネッセンス集光器」という用語は、複数の異なる第３ルミネッセンス集光器も指し得る。下に、ルミネッセンス材料の幾つかの例を示す。
【００４７】
実施例においては、前記複数の光源は、UV光源放射線を第１励起放射線として供給するよう構成され、前記第１ルミネッセンス材料は、前記第１励起放射線の少なくとも一部を青色第１ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料は、前記第２励起放射線の少なくとも一部を緑色第２ルミネッセンス材料光及び黄色第２ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成され、前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第３励起放射線の少なくとも一部を赤色第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。
【００４８】
ここで、第１励起放射線は、前記第２ルミネッセンス集光器に到達してもよく、又は前記第２ルミネッセンス集光器に到達しなくてもよい。同様に、第２励起放射線は、前記第３ルミネッセンス集光器に到達してもよく、又は前記第３ルミネッセンス集光器に到達しなくてもよい。第１励起放射線が前記第２ルミネッセンス集光器に到達する場合、前記第１励起放射線は、前記第２ルミネッセンス集光器を透過されてもよく、又は前記第２ルミネッセンス集光器を透過されなくてもよく、前記第３ルミネッセンス集光器に到達してもよく、又は前記第３ルミネッセンス集光器に到達しなくてもよい。同様に、第１ルミネッセンス材料光は、前記第２ルミネッセンス集光器に到達するだろうが、前記第２ルミネッセンス集光器を透過されてもよく、又は前記第２ルミネッセンス集光器を透過されなくてもよく、前記第３ルミネッセンス集光器に到達してもよく、又は前記第３ルミネッセンス集光器に到達しなくてもよい。材料特性及び所望の照明デバイス光などに応じて、異なる構成が選択され得る。
【００４９】
従って、実施例においては、（ａ）前記第１ルミネッセンス集光器が、前記光源放射線の少なくとも一部を透過するよう構成され、（従って、）前記第２励起放射線が、前記第１ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線の少なくとも一部を含む、及び（ｂ）前記第２ルミネッセンス集光器が、前記光源放射線及び前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の少なくとも一部を透過するよう構成され、前記第３励起放射線が、前記第２ルミネッセンス集光器によって透過された前記光源放射線及び前記第２ルミネッセンス集光器によって透過された前記第１ルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の少なくとも一部を含む、のうちの１つ以上が当てはまる。両方が当てはまる場合があり、又はこれらのうちの1つだけが当てはまる場合があり、幾つかの実施例においては、これらのいずれもが当てはまらない場合がある。
【００５０】
上で示したように、前記照明デバイス光は、赤色光が相対的に欠乏し得る。従って、付加的な赤色光源が追加され得る。この光源は、実質的に完全に別の経路を持ち得る。しかしながら、オプションとして、前記付加的な光源の前記光源光は、１つ以上のルミネッセンス集光器に供給されてもよい。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、赤色第２照明デバイス光を生成するよう構成されると共に、前記第１ルミネッセンス集光器の第１面、前記第２ルミネッセンス集光器の第１面、及び前記第３ルミネッセンス集光器の第１面のうちの１つ以上において、前記第２照明デバイス光を供給するよう構成される第２照明デバイスを更に有する。従って、実施例においては、前記第１ルミネッセンス集光器、前記第２ルミネッセンス集光器及び前記オプションの第３ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上が、１つ以上の第２照明デバイスと放射結合され得る。
【００５１】
前記第３ルミネッセンス集光器は、本質的に、前記第２ルミネッセンス集光器（即ち、前記第２ルミネッセンス集光器を透過されている前記第２励起放射線、及び／又は前記第２ルミネッセンス材料光）を介してしか励起されなくてもよい。しかしながら、更に他の実施例においては、前記第３ルミネッセンス集光器は、この励起メカニズムに加えて、直接励起されてもよい。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、（ａ）前記第２ルミネッセンス集光器及び（ｂ）前記第３ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上の前記１つ以上の放射線入力面への第１の二次励起放射線として第２光源光を生成するよう構成される複数の第２光源を更に有し、前記第２ルミネッセンス集光器は、前記第１の二次励起放射線の少なくとも一部を前記第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される前記第２ルミネッセンス材料を有し、前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第１の二次励起放射線の少なくとも一部を前記第３ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される前記第３ルミネッセンス材料を有する。上で示したように、前記第３ルミネッセンス集光器は、前記第３ルミネッセンス材料光の少なくとも一部を前記第３放射線出射窓において第３コンバータ光として外へ結合するよう構成され、従って、この第３コンバータ光は、第３励起放射線及び第１の二次励起放射線の変換結果であり得る。この方法においては、効率増大が用いられ、高輝度第３コンバータ光が得られ得る。更に、前記照明デバイス光の調整機能も高められ得る。オプションとして、前記第２ルミネッセンス集光器を直接励起するよう構成されるサブセット、及び前記第３ルミネッセンス集光器を直接励起するよう構成されるサブセットなどの、様々なタイプの第２光源が利用され得ることに留意されたい。更に他の実施例においては、前記第２ルミネッセンス集光器のみ及び／又は第３ルミネッセンス集光器のみが（各々、前記第１ルミネッセンス集光器及び第２ルミネッセンス集光器を介する間接励起に加えて）第２光源光で直接励起される。従って、実施例においては、前記第３ルミネッセンス集光器（及びオプションとして、前記第１及び第２ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上）は、斯くして、前記第２光源と放射結合され得る。
【００５２】
更に、前記第１光源が（実質的に）異なるスペクトル分布を持つ２つ以上のサブセットを有する場合には、調整機能が高められ得る。固体光源を考えると、特には、前記２つ以上のサブセットは異なるビン（bin）のものである。従って、実施例においては、上の実施例とは対照的に、光源の２つ以上のサブセットは、例えば、青色光を供給するよう構成されるサブセット、及びUV放射線を生成するよう構成されるサブセットのような、特には、少なくとも8nm、更により特には、少なくとも10nmなどの、少なくとも5nmの差異を持つ発光最大（「ピーク最大」）を特に持つ、異なるビンのものである。一般に、前記第１ルミネッセンス材料及び（前記第１ルミネッセンス集光器を介して励起される）前記第２ルミネッセンス材料は、青色／UV放射線の異なる励起振動子強度比を持ち得るので、調整機能は高められ得る。従って、実施例においては、前記複数の光源は、第１サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第１サブセット、及び第２サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第２サブセットを有し、前記第サブセット光源光と前記第２サブセット光源光とが異なるスペクトル分布を持ち、前記ルミネッセンス材料のうちの２つ以上は、前記第１サブセット光源光及び前記第２サブセット光源光に対して互いに異なる励起振動子強度比を持つ。
【００５３】
前記振動子強度比は、例えば、1.5乃至1000のような、1.1乃至1000の範囲内などの、1.02乃至1000の範囲内のような、少なくとも1.1などの、少なくとも1.02の範囲から選択され得る。前記比の間の差異が、比と規定されてもよく、特に、1.5乃至1000のような、1.1乃至1000の範囲内などの、1.02乃至1000の範囲内のような、少なくとも1.1などの、少なくとも1.02の範囲から選択され得る。例えば、第１ルミネッセンス材料は、0.5という青色／UV励起振動子強度の比を持つことがあり、第２ルミネッセンス材料は、2という青色／UV励起振動子強度の比を持つことがある。その場合、前記差異の拡大を決定するために、より大きい比は、より小さい比で割られ、4という青色／UV励起振動子強度比の比をもたらし得る。
【００５４】
当業者には明らかであるだろうように、前記照明デバイスは、制御システムを更に有してもよく、又は制御システムと機能的に結合されてもよい。前記制御システムは、前記光源を制御するよう構成されることができ、特には、２つ以上の光源を独立して制御するよう構成され得る。特定の実施例においては、前記制御システムは、前記２つ（又はそれ以上）のサブセットを独立して制御するよう構成され得る。「制御する」又は「制御」という用語及び同様の用語は、特には、少なくとも、要素の動作を決定すること、又は要素の実行を管理することを指す。従って、本明細書では、「制御」及び同様の用語は、例えば、測定、表示、開放、シフト、温度の変更などのような動作を前記要素に課すこと（要素の前記動作を決定すること、又は要素の実行を管理すること）などを指し得る。「制御」という用語及び同様の用語は、その上、監視することを更に含み得る。従って、「制御」という用語及び同様の用語は、要素に動作を課すことを含んでもよく、要素に動作を課し、前記要素を監視することを含んでもよい。本明細書では、従って、特には、各々の光源又は光源のサブセットの前記光源光の強度が制御され得る（即ち、前記照明デバイス光の所望のスペクトル分布に応じて前記強度を変化させる）。
【００５５】
原則として、各集光器は異なっていてもよいが、全ての集光器に当てはまり得る幾つかの一般的側面がある。これらは、本明細書では、下で説明される。
【００５６】
本明細書では、複数の光源が前記光コンバータの相対的に大きな表面（領域）を照らし、多くのコンバータ光が前記光コンバータの相対的に小さな領域（出射窓）から漏れるので、「集光器」という用語が用いられている。それによって、前記光コンバータの特定の構成は、その集光器特性を供給する。各集光器は、前記励起放射線に対してストークスシフトされているストークスシフト光を供給し得る。各集光器は、光透過体を有する。前記集光器は、特に、セラミックロッドのような細長い光透過体に関して説明される。しかしながら、これらの態様は、他の形状のセラミック体にも関連し得る。前記光透過体は、導光又は導波特性を持つ。従って、前記光透過体は、本明細書では、導波路又は光ガイドとも示される。前記光透過体は集光器として用いられるので、前記光透過体は、本明細書では、集光器とも示される。前記光透過体は、一般に、前記光透過体の長さ方向に対して垂直な方向において、可視光の（幾らかの）透過率を持つだろう。三価セリウムのような活性剤がない場合は、可視光の透過率は、少なくとも９５%のような、更に少なくとも９９%のような、更に少なくとも９９．５%のような、１００%に近くであり得る。
【００５７】
本明細書においては、「可視光」という用語は、特に、380乃至780nmの範囲から選択される波長を有する光に関する。前記透過率は、特定の波長において第１強度を持つ光を前記光透過体に垂直放射の下で供給し、前記材料の透過後に測定されたその波長における前記光の強度を、その特定の波長において前記材料に供給された前記光の前記第１強度と関連付けることによって、決定され得る（CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69th edition, 1088-1989のE-208及びE-406参照）。
【００５８】
前記光透過体は、梁状又はロッド状などの任意の形状をとり得るが、特には、梁状（直方体状）であり得る。しかしながら、前記光透過体は、ディスク状などであってもよい。本発明は、形状の特定の実施例に限定されず、本発明は、単一の出射窓又はアウトカップリング面を持つ実施例にも限定されない。以下では、幾つかの特定の実施例がより詳細に説明される。前記光透過体が円形横断面を持つ場合には、前記幅及び高さは等しくなり得る（且つ直径と規定されて得る）。しかしながら、特には、前記光透過体は、直方体のような形状をとり、更に、単一の出射窓を供給するよう構成される。
【００５９】
特定の実施例においては、前記光透過体は、特には、１より大きいアスペクト比を持っていてもよく、即ち、長さが幅より大きい。一般に、前記光透過体は、ロッド又はバー（梁）であるが、前記光透過体は、必ずしも、正方形、矩形又は円形の横断面を持つわけではない。一般に、前記光源は、本明細書においては放射線入力面と示されるより長い面（側端）のうちの１つを照らすよう構成され、放射線は、本明細書においては放射線出射窓と示される前方の面（前端）の面から漏れる。実施例においては、特には、前記固体光源又は他の光源は、前記光透過体と物理的接触をしていない。物理的接触は、望ましくないアウトカップリングをもたらす場合があり、従って、集光器の効率を低下をもたらす場合がある。更に、一般に、前記光透過体は、２つの実質的に平行な面、即ち、前記放射線入力面及びその反対側の反対面を有する。本明細書では、これら２つの面が前記光透過体の幅を規定する。一般に、これらの面の長さは、前記光透過体の長さを規定する。しかしながら、上で示されおり、下でも示されるように、前記光透過体は、任意の形状をとることができ、形状の組み合わせも含み得る。特には、前記放射線入力面は、放射線入力面面積（Ａ）を持ち、前記放射線出射窓は、放射線出射窓面積（Ｅ）を持ち、前記放射線入力面面積（Ａ）は、前記放射線出射窓面積（Ｅ）より、２乃至５０，０００倍、特には５乃至５，０００倍の範囲内のような、少なくとも１．５倍、更により特には少なくとも２倍、特には少なくとも５倍大きい。従って、特には、前記細長い光透過体は、前記放射線入力面の面積及び前記放射線出射窓の面積の比として規定される幾何学的集中係数であって、少なくとも２のような、少なくとも５又はそれよりずっと大きいような、少なくとも１．５という幾何学的集中係数を有する（上記参照）。これは、例えば、複数の固体光源の使用を可能にする（下記も参照）。自動車又はデジタルプロジェクタのような典型的な用途には、小さくても高い強度の放射面が望ましい。これは、単一のLEDでは達成されることはできないが、本照明デバイスでは達成され得る。特には、前記放射線出射窓は、1乃至100mm2の範囲から選択される放射線出射窓面積（Ｅ）を持つ。このような寸法では、前記放射面は小さくなり得るが、それでも、高い強度は達成され得る。上で示したように、前記光透過体は、一般に、（長さ／幅の）アスペクト比を持つ。これは、小さな放射線出射面を可能にするが、例えば、複数の固体光源で照らされる大きな放射線入力面を可能にする。特定の実施例においては、前記光透過体は、0.5乃至100mmの範囲から選択される幅（Ｗ）を持つ。従って、前記光透過体は、特には、本明細書において示されている面を持つ一体ボディである。
【００６０】
一般にロッド状又はバー状の光透過体は、任意の断面形状を持ち得るが、実施例においては、正方形、矩形、円形、楕円形、三角形、五角形、又は六角形の断面形状を持つ。前記セラミック体は、一般に、直方体であるが、幾らか台形の形状をとる前記光入力面を備える、直方体とは異なる形状を備えていてもよい。そうすることによって、前記光束は更に増やされることができ、これは幾つかの用途にとって有利であり得る。従って、幾つかの例においては（上記も参照）、「幅」という用語は、円形の断面を持つ光透過体の場合などに、直径も指し得る。従って、実施例においては、前記細長い光透過体は、特には、Ｌ＞Ｗ且つＬ＞Ｈであるような、幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を更に持つ。特には、前記第１面及び前記第２面が、長さを規定する、即ち、これらの面の間の距離が、前記細長い光透過体の長さである。これらの面は、特には、平行に配設され得る。更に、特定の実施例においては、前記長さ（Ｌ）は、10乃至20cmのような、少なくとも2cmである。
【００６１】
特には、前記光透過体は、前記光源放射線の９５%より多くを吸収するよう選択される幅（Ｗ）を持つ。実施例においては、前記光透過体は、0.05乃至4cm、特には、0.2乃至1.5cmのような0.1乃至2cmの範囲から選択される幅（Ｗ）を持つ。本明細書において示されているセリウム密度では、このような幅は、前記光源によって生成される実質的に全ての光を吸収するのに十分である。
【００６２】
前記光透過体は、円筒形ロッドであってもよい。実施例においては、前記円筒形ロッドは、前記光源によって発せられる光の、前記光透過体内への効率的なインカップリングために前記光源が配置され得る１つの平らにされた面を、前記ロッドの長手方向に沿って有する。前記平らにされた面は、ヒートシンクを配置するためにも用いられ得る。前記円筒形光透過体は、例えば、互いに反対側に配置される、又は互いに垂直に配置される、２つの平らにされた面も持ち得る。実施例においては、前記平らにされた面は、前記円筒形ロッドの長手方向の一部に沿って延在する。しかしながら、特には、縁端部は、平面であり、互いに垂直に構成される。
【００６３】
下で説明されるような本発明による実施例における前記光透過体は、前記長さ方向において、折り曲げられてもよく、曲げられてもよく、且つ／又は前記光透過体が、直線状のバー若しくはロッドではなく、例えば、９０度若しくは１８０度の曲がりの形態の隅丸、Ｕ字形状、円形状若しくは楕円形状、ループ若しくは複数のループを有する三次元螺旋形状を含み得るような成形をされてもよい。これは、全長であって、前記光がだいたい前記全長に沿って案内される全長が、相対的に大きく、相対的に高いルーメン出力をもたらすが、同時に、相対的に小さい空間内に配設され得るコンパクトな光透過体を供給する。例えば、前記光透過体のルミネッセンス部分は、剛性であり得る一方で、前記光透過体の透明部分は、その長さ方向に沿った前記光透過体の成形を供給するよう可撓性である。前記光源は、折り曲げられた、曲げられた、且つ／又は成形された前記光透過体の前記長さに沿ったどこにでも配置され得る。
【００６４】
前記光透過体の光インカップリング領域又は光出射窓として用いられない部分には、反射器が設けられ得る。従って、実施例においては、前記照明デバイスは、ルミネッセンス材料光を前記光透過体内へ後方反射するよう構成される反射器を更に有する。それ故、前記照明デバイスは、特に、前記放射線出射窓以外の１つ以上の面から漏れる放射線を前記光透過体内へ後方反射するよう構成される、１つ以上の反射器を更に含み得る。特には、前記放射線出射窓の反対側の面は、このような反射器を含み得るが、前記反射器は、実施例においては、前記面と物理的接触をしていない。従って、前記反射器は、特には、前記光透過体と物理的接触をしていなくてもよい。それ故、実施例においては、前記照明デバイスは、（少なくとも）前記第１面の下流に構成され、光を前記細長い光透過体内へ後方反射するよう構成される光反射器を更に有する。その代わりに又は更に、光反射器は、光源放射線を中へ又はルミネッセンス光を外へを結合するために用いられない他の面及び／又は面の一部にも配設され得る。特には、このような光反射器は、前記光透過体と物理的接触をしていなくてもよい。更に、このような光反射器は、前記ルミネッセンス及び光源放射線のうちの１つ以上を前記光透過体内へ後方反射するよう構成され得る。従って、実質的に全ての光源放射線が、前記ルミネッセンス材料（即ち、特にCe3+のような活性剤元素）による変換のために確保されることができ、ルミネッセンスのかなりの部分が、前記放射線出射窓からのアウトカップリングのために確保され得る。「反射器」という用語は、複数の反射器も指し得る。
【００６５】
「中へ結合する」という用語及び同様の用語、並びに「外へ結合する」という用語及び同様の用語は、光が媒体を（各々、前記光透過体の外部から前記光透過体内へ、及びその逆に）替えることを示す。一般に、前記光出射窓は、前記導波路の１つ以上の他の面に（実質的に）垂直に構成される面（又は面の一部）であるだろう。一般に、前記光透過体は、（長さ軸、幅軸又は高さ軸のような）１つ以上の体軸を含み、このような軸に（実質的に）垂直に構成されている出射窓を備える。従って、一般に、前記光入力面は、前記光出射窓に（実質的に）垂直に構成されるだろう。従って、前記放射線出射窓は、特には、前記１つ以上の放射線入力面に垂直に構成される。それ故、特には、前記光出射窓を含む面は、光入力面を含まない。
【００６６】
前記放射線出射窓の下流には、オプションとして、光学フィルタが配設され得る。このような光学フィルタは、望ましくない放射線を取り除くために用いられ得る。例えば、前記照明デバイスが赤色光を供給すべきである場合、赤色以外の全ての光が取り除かれ得る。従って、他の実施例においては、前記照明デバイスは、前記放射線出射窓の下流に構成され、（前記放射線出射窓の下流の）前記コンバータ光における非赤色光の相対的寄与を減らすよう構成される光学フィルタを更に有する。フィルタで光源放射線を取り除くために、オプションとして、干渉フィルタが利用され得る。緑色及び赤色以外の色が望ましい場合、これは、同様に、別の色に適用され得る。
【００６７】
更に他の実施例においては、前記照明デバイスは、前記放射線出射窓の下流に構成され、前記コンバータ光をコリメートするよう構成されるコリメータを更に有する。例えばCPC（複合放物面集光器）のような、このようなコリメータは、前記放射線出射窓から漏れる光をコリメートし、光のコリメートされたビームを供給するために用いられ得る。更に、前記照明デバイスは、前記固体光源及び／又はルミネッセンス集光器の冷却を促進するよう構成されるヒートシンクを含み得る。前記ヒートシンクは、銅、アルミニウム、銀、金、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウム炭化ケイ素、酸化ベリリウム、ケイ素−炭化ケイ素、アルミニウム炭化ケイ素、銅タングステン合金、銅モリブデン炭化物、炭素、ダイヤモンド、グラファイト、及びそれらのうちの２つ以上の組み合わせから成り得る又は含み得る。前記照明デバイスは、前記光透過体を冷却するよう構成される１つ以上の冷却素子を更に含み得る。
【００６８】
特には、前記光源は、動作中に、少なくとも200乃至490nmの範囲から選択される波長の光（光源放射線）を発する光源、特に、動作中に、少なくとも400乃至490nmの範囲から選択される、更により特には440乃至490nmの範囲内の波長の光を発する光源である。この光は、前記ルミネッセンス材料によって部分的に用いられ得る。従って、特定の実施例においては、前記光源は、青色光を生成するよう構成される。特定の実施例においては、前記光源は、（LED又はレーザダイオードなどの）固体LED光源を有する。「光源」という用語は、例えば２乃至２０個の（固体）LED光源のような複数の光源にも関し得るが、更に多くの光源が適用されてもよい。従って、LEDという用語は、複数のLEDも指し得る。従って、本明細書において示されているような「固体光源」という用語は、複数の固体光源も指し得る。実施例においては（下記も参照）、これらは、実質的に同じ固体光源であり、即ち、実質的に同じスペクトル分布の固体光源放射線を供給する。実施例においては、前記固体光源は、前記光透過体の様々な面を照らすよう構成され得る。
【００６９】
実施例においては、前記第１集光器は、全て、実質的に同じであり得るが、長さ、比などのような上で示した寸法は、集光器によって異なり得ることに注意されたい。従って、実施例においては、前記複数の第１ルミネッセンス集光器は、異なる長さ（Ｌ）を持つ第１ルミネッセンス集光器の２つ以上のサブセットを含む。更に他の実施例においては、前記複数の第１ルミネッセンス集光器は、全て、実質的に同じ長さ（Ｌ）を持つ。実施例においては、長さ（Ｌ）は、10乃至500mmの範囲から選択される。従って、これは、全てのルミネッセンス集光器に当てはまり得る。しかしながら、前記範囲は、異なるルミネッセンス集光器はこの範囲内の異なる長さを持ち得ることを示している。
【００７０】
従って、上で示したように、特定の実施例においては、前記長さは異なり得る。例えば、２つのルミネッセンス集光器を考えると、一方は他方より長くてもよい。より長いルミネッセンス集光器の、他のルミネッセンス集光器と比べて延長している部分は、光源光で励起するために用いられ得る。これは、本質的に前記より長いルミネッセンス集光器に含まれる前記ルミネッセンス材料に基づく照明デバイス光をもたらし得る。同様に、３つのルミネッセンス集光器を考えると、それらのうちの１つが他の２つより長くてもよい。しかしながら、他の実施例においては、３つ全てが異なる長さを持っていてもよい。最も長いものは、本質的に最も長いルミネッセンス集光器に含まれるルミネッセンス材料光に基づく照明デバイス光を供給するために用いられ得る。前記光源の位置及び／又は中間の長さを持つルミネッセンス集光器に含まれる前記ルミネッセンス材料光の励起可能性に依存して、最も短いルミネッセンス集光器と比べて延長している部分の励起が、本質的に前記中間の長さのルミネッセンス集光器に含まれる前記ルミネッセンス材料に基づき、オプションとして、最も長いルミネッセンス集光器の（幾らかの）ルミネッセンス材料光にも基づく照明デバイス光を供給し得る。それ故、本発明は、前記ルミネッセンス集光器のうちの１つ以上が他のルミネッセンス集光器のうちの１つ以上より長いものも供給し、それによって、１つ以上の他のルミネッセンス集光器と比べて延長している１つ以上のルミネッセンス集光器延長部も供給し、前記光源のサブセットは、光源放射線を前記１つ以上のルミネッセンス集光器延長部に供給するよう構成される。例えば、前記ルミネッセンス集光器は、1.5乃至6のような、1.2乃至10の範囲内などの、少なくとも1.2のような、少なくとも1.1の長さの比を持ち得る。一般に、前記比は1.05乃至2の範囲内であり得る。更に、特には、最も長いルミネッセンス集光器及び最も短いルミネッセンス集光器は、長さにおいて、最も長いルミネッセンス集光器の長さの５０%より多くは異ならない。
【００７１】
「第１ルミネッセンス集光器」、「第２ルミネッセンス集光器」という用語、及び同様の用語は、単独で、複数の第１ルミネッセンス集光器、第２ルミネッセンス集光器なども指し得る。従って、例えば、実施例においては、２つの第１ルミネッセンス集光器は、平行に隣接して構成されることができ、（それらは第１ルミネッセンス集光器であるので）（本質的に）同じ長さを持ち、前記第２ルミネッセンス集光器は、（それらは第２ルミネッセンス集光器であるので）（本質的に）同じ長さを持ち、前記ルミネッセンス集光器延長部にわたって、前記第１ルミネッセンス集光器は、互いから光を受け取り得るが、（このルミネッセンス集光器延長部の長さにわたって、前記第２ルミネッセンス集光器は平行に構成されていないので、）前記ルミネッセンス集光器延長部にわたって、本質的には、光は前記第２ルミネッセンス集光器へは漏れないだろう。従って、３つ以上のルミネッセンス集光器が存在する場合には、サブセット内では同じ長さを持つが、１つ以上の他のサブセットのルミネッセンス集光器のルミネッセンス集光器長とは異なる長さを持つ１つ以上のルミネッセンス集光器の２つ以上のサブセットが存在し得る。
【００７２】
更に他の実施例においては、１つ以上のルミネッセンス集光器の前記細長い光透過体が、細長いセラミック体を有する。Ce3+（三価セリウム）がドープされた発光性セラミックガーネット(luminescent ceramic garnets)は、青色光を、より長い波長を持つ光、例えば、約500乃至750nmの範囲内のような緑色乃至赤色の波長領域内の光に変換するために用いられ得る。所望の方向において十分な吸収及び光出力を得るためには、（特に、実質的に梁(beam)のような形をした）透明なロッドを用いることは有利である。このようなロッドは、LED（発光ダイオード）などの光源からの光源放射線をそれらの長さにわたって集め、この光源放射線をコンバータ光に変換し、かなりの量のコンバータ光を出射面において供給する集光器として用いられ得る。集光器をベースにした照明デバイスは、例えばプロジェクタ用途にとって興味深いだろう。プロジェクタの場合は、赤色及び緑色のルミネッセンス集光器が興味深い。ガーネットをベースにした緑色ルミネッセンスロッドは、相対的に効率的であり得る。このような集光器は、特に、YAG:Ce（即ち、Y3Al5O12:Ce3+）又はLuAG (Lu3Al5O12:Ce3+)をベースにしている。「赤色」のガーネットは、YAG-ガーネットにGdをドープすることによって作成され得る（「YGdAG」）。しかしながら、Gdをドープすることは、より低い熱安定性（温度消光）をもたらす。赤色シフトは、高いCe密度を用いても得られることができ、熱安定性に対するペナルティはずっと小さい。青色光を得るためには、例えば、BAM:Eu、YSO:Ce、GYSO:Ce、LYSO:Ce、BGO:Bi、CaF2:Eu及び／又はEuをドープしたガラスのような蛍光体が用いられ得る。緑色光を得るためには、例えば、LuAG LuGaAG:Ce、及び／又はGaYAG:Ceのような蛍光体が用いられ得る。黄色光を得るためには、例えば、YAG:Ce及び／又はYGdAG:Ceのような蛍光体が用いられ得る。赤色光を得るためには、例えば、Ba3SiO5:Eu、SrO:Eu、CaS:Eu、SrLi2Si2N4:Eu、Mg3Gd2Ge3)12:Ce、Mg3Gd2Ge2SiO12:Ce、Y3Al5O12:V,Ca及び／又はYALO3:V,Caのような蛍光体が用いられ得る。
【００７３】
従って、特には、前記細長い光透過体は、（青色）光源放射線の少なくとも一部を赤色のコンバータ光に波長変換するよう構成されるセラミック材料を有し、前記コンバータ光は少なくとも部分的に放射線出射窓から漏れる。前記セラミック材料は、特には、A3B5O12:Ce3+セラミック材料（「セラミックガーネット」）を有し、Aは、イットリウム（Y）及びガドリニウム（Gd）を有し、Bは、アルミニウム（Al）を有する。下で更に示すように、Aは、他の希土類元素を指してもよく、Bは、Alしか含まなくてもよいが、オプションとして、ガリウムも含んでもよい。式A3B5O12:Ce3+は、特には、化学式、即ち、異なるタイプの元素A、B及びOの化学量論（３：５：１２）を示している。しかしながら、当技術分野においては知られているように、このような式によって示される化合物は、随意に、化学量論からの小さなずれも含み得る。
【００７４】
更に他の態様においては、本発明は、このような細長い光透過体自体、即ち、第１面及び第２面を持つ細長い光透過体であって、これらの面が、特には、前記細長い光透過体の長さ（Ｌ）を規定し、前記細長い光透過体が、１つ以上の放射線入力面及び放射線出射窓を有し、前記第２面が、前記放射線出射窓を有し、前記細長い光透過体が、（青色）光源放射線の少なくとも一部を、（前記細長い光透過体が青色光源放射線で照らされるときに前記放射線出射窓から少なくとも部分的に漏れる）（少なくとも）赤色コンバータ光などのコンバータ光に波長変換するよう構成されるセラミック材料を有し、前記セラミック材料が、本明細書で規定されているようなA3B5O12:Ce3+セラミック材料を有する細長い光透過体も提供する。従って、このような光透過体は、光コンバータとして用いられ得る。特には、このような光透過体は、直方体の形状をとる。
【００７５】
上で示したように、前記セラミック材料は、ガーネット材料を有する。従って、前記細長い光透過体は、特には、発光セラミック(luminescent ceramic)を有する。前記ガーネット材料、特には、前記セラミックガーネット材料は、本明細書においては、「ルミネッセンス材料」とも示される。前記ルミネッセンス材料は、A3B5O12:Ce3+（ガーネット材料）を有し、Aは、特には、Sc、Y、Tb、Gd及びLu（特には、少なくともY及びGd）から成るグループから選択され、Bは、特には、Al及びGa（特には、少なくともAl）から成るグループから選択される。より特には、Aは、（本質的に）イットリウム（Y）及びガドリニウム（Gd）を有し、Bは、（本質的に）アルミニウム（Al）を有する。このようなガーネットには、セリウム（Ce）がドープされ、オプションとして、プラセオジム（Pr）などの他の発光種（luminescent species）もドープされる。
【００７６】
上で示したように、元素Aは、特には、イットリウム（Y）及びガドリニウム（Gd）から成るグループから選択され得る。従って、A3B5O12:Ce3+は、特には、(Y1-xGdx)3B5O12:Ce3+を指し、xは、特には0.1乃至0.5の範囲内であり、更により特には0.2乃至0.4の範囲内であり、さらに一層より特には0.2乃至0.35の範囲内である。従って、Aは、５０乃至９０原子％の範囲内のY、更により特には少なくとも６０乃至８０原子％の範囲内のY、更に一層より特には６５乃至８０原子％の範囲内のYを含み得る。従って、Aは、特には、１０乃至５０原子％の範囲内のGdのような、２０乃至４０原子％の範囲内のGdのような、更に一層より特には２０乃至３５原子％のGdのような、少なくとも１０原子％のGdを更に有する。
【００７７】
特には、Bは、アルミニウム（Al）を有するが、Bは、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）を部分的に有してもよく、特にはAlの約２０％までが、より特にはAlの約１０％までが置換されてもよく（即ち、Aイオンは、本質的に、９０モル％以上のAl、並びに１０モル％以下のGa、Sc及びInのうちの１つ以上から成り）、Bは、特には、ガリウムを約１０％まで含み得る。それ故、Bは、少なくとも９０原子％のAlを含み得る。従って、A3B5O12:Ce3+は、特には、(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3+を指し、xは、特には0.1乃至0.5の範囲内であり、更により特には0.2乃至0.4の範囲内である。
【００７８】
別の変形例においては、B（特にはAl）及びOが、少なくとも部分的にSi及びNに置換され得る。オプションとして、Al-Oの１０％までのような約２０％までが、Si-Nに置換され得る。
【００７９】
セリウムの密度については、ｎモル％のCeという表示が、Aのｎ％がセリウムに置換されることを示している。従って、A3B5O12:Ce3+は、(A1-nCen)3B5O12とも規定されることができ、nは、0.005乃至0.035の範囲内である。それ故、本質的にY及びCeを有するガーネットは、実際には、((Y1-xGdx)1-nCen)3B5O12を指す場合があり、x及びnは上で規定した通りである。
【００８０】
特には、前記セラミック材料は、オプションとして（わずかに）酸化性の雰囲気中でのアニーリングが後に続く、焼結プロセス及び／又はホットプレスプロセスによって、得られる。「セラミック」という用語は、特には、とりわけ、10-8乃至500MPaの範囲内のような、特には少なくとも0.5MPaのような、特には少なくとも1MPaのような、1乃至約500MPaのような、少なくとも5MPaのような、又は少なくとも10MPaの、減圧下、大気圧下又は高圧下で、特には一軸圧力又は静水圧下で、特には静水圧下で、少なくとも500℃の、特には、少なくとも1000℃のような、少なくとも1400℃のような少なくとも800℃の温度で、（多結晶）粉末を加熱することによって得られる無機材料に関する。セラミックを得るための具体的な方法は、熱間静水圧プレス（HIP）であり、前記HIPプロセスは、上記のような温度及び圧力条件下のような、焼結後HIP、カプセルHIP又は組み合わされた焼結-HIPプロセスであり得る。このような方法で得られるセラミックは、そのまま用いられてもよく、又は（研磨のような）更なる処理をされてもよい。セラミックは、特には、理論密度（即ち、単結晶の密度）の、少なくとも９５％のような、９７乃至１００％の範囲内のような、少なくとも９０％（又はそれ以上、以下参照）である密度を持つ。セラミックは、依然として多結晶であってもよいが、減らされた又は著しく減らされた粒子（圧縮粒子又は圧縮凝集粒子）間体積を持つ。HIPのような高圧下での加熱は、例えば、N2及びアルゴン（Ar）のうちの１つ以上を含むような不活性ガス中で実施され得る。特には、高圧下での加熱の前に、1500乃至1800℃のような1400乃至1900℃の範囲から選択される温度での焼結プロセスが実施される。このような焼結は、10-2Pa以下の圧力などの減圧下で実施され得る。このような焼結は、理論密度の少なくとも９５％、更により特には少なくとも９９％のオーダーの密度を既にもたらし得る。前記予備焼結と、HIPのような、特に高圧下での、前記加熱との両方の後、前記光透過体の密度は単結晶の密度に近くなり得る。しかしながら、前記光透過体は多結晶であるので、前記光透過体においては粒界が利用可能であるという違いがある。このような粒界は、例えば、光学顕微鏡法又はSEMによって検出され得る。従って、本明細書では、前記光透過体は、特に、（同じ材料の）単結晶と実質的に同じ密度を持つ焼結多結晶を指す。従って、このような光透過体は、（特にCe3+などの光吸収種による吸収を除けば）可視光に対して非常に透明であり得る。
【００８１】
前記光透過体を得た後、前記光透過体は研磨され得る。研磨の前又は後には、特には研磨の前には、（酸化雰囲気中で）アニーリングプロセスが実施され得る。他の特定の実施例においては、前記アニーリングプロセスは、少なくとも1200℃で少なくとも２時間のように、少なくとも２時間続く。更に、特には、前記酸化雰囲気は、例えばO2を有する。
【００８２】
セリウムをドープし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、利用され得る、例えば、有機又は無機光透過基材に埋め込まれ得る。例えば、量子ドット及び／又は有機色素が、利用されることができ、例えば、PMMA又はポリシロキサンなどのようなポリマのような光透過基材に埋め込まれ得る。量子ドットは、一般にほんの数ナノメートルの幅又は直径を持つ半導体材料の小さな結晶である。量子ドットは、入射光によって励起されるとき、前記結晶のサイズ及び材料によって決定される色の光を発する。それ故、前記ドットのサイズを適応させることによって特定の色の光が生成され得る。可視領域内の発光を持つ最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム（CdS）及び硫化亜鉛（ZnS）などのシェル（shell）を備えるセレン化カドミウム（CdSe）をベースにしたものである。インジウムリン（InP）、並びに銅インジウム硫化物（CuInS2）及び／又は銀インジウム硫化物（AgInS2）などのカドミウムを含まない量子ドットも用いられ得る。量子ドットは非常に狭い発光帯を示し、従って、それらは飽和色を示す。更に、前記量子ドットのサイズを適応させることによって前記発光色が容易に調整され得る。本発明においては、当技術分野で知られているあらゆるタイプの量子ドットが用いられ得る。しかしながら、環境上の安全性及び懸念の理由で、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率が非常に低い量子ドットを用いることが好ましいことがある。有機蛍光体も同様に用いられ得る。適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体をベースにした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。適切な化合物の例は、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を含むが、これらに限定されない。
【００８３】
前記照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム(self-lit display system)、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータサインシステム、装飾照明システム、携帯用システム、自動車用アプリケーション、温室照明システム、園芸照明、又はLCDバックライトなどの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。
【００８４】
更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような照明デバイスを有するプロジェクタを提供する。上で示したように、前記光プロジェクタは、勿論、このような照明デバイスを複数含んでもよい。
【００８５】
更に他の態様においては、本発明は、照明システム光を供給するよう構成される照明システムであって、前記照明システムが、本明細書において規定されているような照明デバイスを１つ以上有し、オプションとして、第２照明デバイス光を供給するよう構成される第２照明デバイスを１つ以上有し、前記照明システム光が、（ｉ）本明細書において規定されているような前記第２コンバータ光、及び（ｉｉ）本明細書において規定されているような前記第３コンバータ光のうちの（ａ）１つ以上を含み、オプションとして、（ｂ）第２照明デバイス光を含む照明システムも提供する。従って、本発明は、可視光を供給するよう構成される照明システムであって、前記照明システムが、本明細書において規定されているような照明デバイスを少なくとも１つ有する照明システムも提供する。例えば、このような照明システムは、光学フィルタ、コリメータ、反射器、波長変換器などのうちの１つ以上のような１つ以上の（付加的な）光学素子も含み得る。前記照明システムは、例えば、ヘッドライトのような自動車用アプリケーションにおける使用のための照明システムであり得る。従って、本発明は、可視光を供給するよう構成される自動車用照明システムであって、本明細書において規定されているような照明デバイスを少なくとも１つ有する自動車用照明システム、及び／又は本明細書において規定されているような照明デバイスを少なくとも１つ有するデジタルプロジェクタシステムも提供する。特には、前記照明デバイスは、（このような用途においては）赤色光を供給するよう構成され得る。前記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、本明細書において記載されているような照明デバイスを複数有してもよい。
【００８６】
従って、とりわけ、第１ルミネッセンス集光器を有し、（特には、光学接触のない且つ／又はダイクロイックミラーを用いて光学的に分離された）前記第１ルミネッセンス集光器沿いの別の組成の第２ルミネッセンス材料を更に用いる照明デバイスが提供される。特には、この第２材料は、前記第１材料の発光帯と重複する吸収帯を持つ。結果として、前記第１ルミネッセンス材料によって生成される光の一部（かなりの部分）が、前記第２材料によって吸収され、高められた効率を持つ高輝度白色光源をもたらすだろう。前記ルミネッセンス集光器は、本質的に同じの長さを持ち、本質的に全長にわたって互いに沿って構成されてもよく、又は２つ以上のルミネッセンス集光器が異なる長さを持っていてもよく、ルミネッセンス集光器の長さの一部にわたって、前記ルミネッセンス集光器沿いのルミネッセンス集光器が構成されなくてもよい。
【００８７】
更に、前記複数の光源は、実施例においては、第１サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第１サブセット、及び第２サブセット光源光を供給するよう構成される光源の第２サブセットを有し、前記第１サブセット光源光と前記第２サブセット光源光とが異なるスペクトル分布を持ち、前記２つ以上のルミネッセンス集光器の前記ルミネッセンス材料が異なり、前記照明デバイス光は、前記光源のサブセットを制御することによって（更に）制御され得る。前記サブセットの前記光源の前記光源光の強度を制御することで、前記照明デバイス光の異なるスペクトル分布が供給され得る。異なるルミネッセンス材料を用いる場合、それらは、特に、（異なるサブセットの）異なる光源の光源光に対して互いに異なる励起振動子強度比を持つだろう。
【００８８】
本明細書における白色光という用語は、当業者には知られている。前記白色光は、特に、約2000K及び20000Kの間の、特に2700乃至20000Kの、一般照明のための特に約2700K及び6500Kの範囲内の、及びバックライティング目的のための特に約7000K及び20000Kの範囲内の相関色温度（CCT）を持ち、特にBBL（黒体軌跡）から約15SDMC（standard deviation of color matching）以内の、特にBBLから約10SDM以内の、更により特にはBBLから約5SDM以内の光に関する。「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約380乃至440nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、（幾らか紫及びシアンの色合いを含む）約440乃至490nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「緑色光」又は「緑色発光」という用語は、特に、約490乃至560nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「黄色光」又は「黄色発光」という用語は、特に、約560乃至570nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「オレンジ色光」又は「オレンジ色発光」という用語は、特に、約570乃至600nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約600乃至780nmの範囲内の波長を持つ光に関する。「ピンク色光」又は「ピンク色発光」という用語は、青色及び赤色成分を持つ光を指す。「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語は、約380乃至780nmの範囲の波長を持つ光を指す。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
ここで、ほんの一例として、添付の概略的な図面を参照して、本発明の実施例を説明する。前記図面において、対応する参照符号は、対応するパーツを示す。
【図１ａ】本発明の幾つかの態様を概略的に示す。
【図１ｂ】本発明の幾つかの態様を概略的に示す。
【図１ｃ】本発明の幾つかの態様を概略的に示す。
【図１ｄ】本発明の幾つかの態様を概略的に示す。
【図１ｅ】本発明の幾つかの態様を概略的に示す。
【図２ａ】幾つかの実施例を概略的に示す。
【図２ｂ】幾つかの実施例を概略的に示す。
【図３ａ】幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図３ｂ】幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図４ａ】更に幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図４ｂ】更に幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図５ａ】幾つかの付加的な光学系を含む更に幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図５ｂ】幾つかの付加的な光学系を含む更に幾つかの他の実施例を概略的に示す。
【図６ａ】考えられる積層の更に幾つかの実施例を概略的に示す。
【図６ｂ】考えられる積層の更に幾つかの実施例を概略的に示す。
【図７ａ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【図７ｂ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【図７ｃ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【図７ｄ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【図７ｅ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【図７ｆ】考えられる積層の更に幾つか実施例を概略的に示す。
【００９０】
概略的な図面は、必ずしも縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００９１】
本発明による発光デバイスは、ランプ、照明モジュール、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又はテールライトなどの自動車用照明、アリーナ照明、劇場照明及び建築照明を含むが、これらに限定されない用途において用いられ得る。
【００９２】
下記のような本発明による実施例の一部である光源は、動作中に、第１スペクトル分布を持つ光を発するように適応され得る。この光は、その後、ここでは光透過体である光ガイド又は導波路内へ結合される。光ガイド又は導波路は、第１スペクトル分布の光を別のスペクトル分布の光に変換することができ、光を出射面に案内する。
【００９３】
本明細書において規定されるような照明デバイスの実施例は、図１ａにおいて概略的に示されている。図１ａは、複数の固体光源１０と、細長い光透過体１００であって、前記細長い光透過体１００の長さＬを規定する第１面１４１及び第２面１４２（「ロッドの先端」）を持つ細長い光透過体１００を含むルミネッセンス集光器５とを有する照明デバイス１を概略的に示している。細長い光透過体１００、特には、セラミック体は、１つ以上の放射線入力面１１１、ここでは、例として、（例えば幅Ｗを規定する）参照符号１４３及び１４４で示されている２つの対向配設される面を有する。これらは、ここでは、端部表面又は端部側面１４７としても示されている。更に、光透過体１００は、放射線出射窓１１２を有し、第２面１４２が、前記放射線出射窓１１２を有する。第２面１４２全体が、放射線出射窓として使用又は構成されてもよい。複数の固体光源１０は、（青色）光源放射線１１を１つ以上の放射線入力面１１１に供給するよう構成される。上述のように、それらは、特には、放射線入力面１１１のうちの少なくとも１つに、平均において少なくとも0.067ワット／mm2の青色パワーWoptを供給するよう構成される。参照符号ＢＡは、体軸を示しており、これは、直方体の実施例においては端部側面１４７に対して実質的に平行であるだろう。
【００９４】
細長い光透過体１００は、（青色）光源放射線１１の少なくとも一部を、緑色及び赤色コンバータ光１０１のうちの少なくとも１つ以上のようなコンバータ光１０１に波長変換するよう構成されるセラミック材料１２０を有する。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つ以上を含み、Bは、例えば、アルミニウム（Al）を含む。参照符号２０及び２１は、各々、光学フィルタ及び反射器を示す。前者は、例えば、緑色光が望ましい場合に非緑色光を減らすことができる、又は赤色光が望ましい場合に非赤色光を減らすことができる。後者は、光を光透過体又は導波路内へ後方反射するために用いられることができ、それによって効率を改善する。概略的に示されている反射器より多くの反射器が用いられてもよいことに注意されたい。
【００９５】
光源は、原則として、任意のタイプの点光源であってもよいが、実施例においては、１つの発光ダイオード（LED）若しくはレーザダイオード若しくは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、LED若しくはレーザダイオード若しくはOLEDのアレイ、又はこれらのいずれかの組み合わせなどの固体光源である。LEDは、原則として、任意の色のLED、又はこれらの組み合わせであってもよいが、実施例においては、380nmと490nmとの間の波長範囲として規定されるUV及び／又は青色の範囲内の光源放射線を生成する青色光源である。別の実施例においては、光源は、UV光源又は紫色光源であり、即ち、420nm未満の波長範囲において発光する光源である。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のアレイの場合には、LED又はレーザダイオード又はOLEDは、原則として、UV、青色、緑色、黄色又は赤色などであるが、これらに限定されない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。
【００９６】
光源１０は、光源放射線１１を供給するよう構成され、光源放射線１１は、励起放射線７として用いられる。この励起放射線７を第１励起放射線１７として示すために参照符号１７が用いられている。ルミネッセンス材料１２０は、光源放射線をルミネッセンス材料光８に変換する。光出射窓において漏れる光が、コンバータ光１０１と示されており、ルミネッセンス材料光８を含むだろう。再吸収のために、ルミネッセンス集光器５内のルミネッセンス材料光８の一部が再吸収され得ることに注意されたい。従って、スペクトル分布は、例えば、同じ材料の粉末及び／又は低ドープ系(low doped system)に対して赤色シフト（redshift）され得る。
【００９７】
（このような照明デバイスの動作中に）照明デバイス１によって生成される光は、参照符号１１１１で示されている。この照明デバイス光又は「デバイス光」は、少なくともコンバータ光１０１を含み、随意に光源光１１（ここでは励起放射線７）も含む。
【００９８】
図１ａ乃至１ｂは、照明デバイスの同様の実施例を概略的に示している。更に、照明デバイスは、例えば複合放物面集光素子(compound parabolic light concentrating element)（CPC）などの集光素子のような、導波路とは別個の他の光学素子及び／又は導波路内に組み込まれる他の光学素子を含み得る。図１ｂの照明デバイス１は、CPCなどのコリメータ２４を更に有する。
【００９９】
図１ｃは、導波路又はルミネッセンス集光器としてあり得るセラミック体の幾つかの実施例を概略的に示している。参照符号１４１乃至１４６で面が示されている。第１変形例の板状又は梁状（beam-like）光透過体は、面１４１乃至１４６を有する。図示されていない光源は、面１４３乃至１４６のうちの１つ以上に配設され得る。第２変形例は、第１面１４１及び第２面１４２、並びに周面１４３を備える管状ロッドである。図示されていない光源は、光透過体のまわりの１つ以上の位置に配設され得る。このような光透過体は、（実質的に）円形の又は丸い横断面を持つだろう。第３変形例は、２つの湾曲した側面及び２つの平坦な側面を備える、実質的に前の２つの変形例の組み合わせである。図１ｃにおいて示されている変形例は、これに限定するものではない。より多くの形状、即ち、例えば、参照により本明細書に盛り込まれるWO2006/054203で言及されている形状があり得る。光ガイドとして用いられるセラミック体は、一般に、互いに垂直方向に延在する高さＨ、幅Ｗ及び長さＬを有するロッド状又はバー状の光ガイドであってもよく、実施例においては、透明、又は透明且つルミネッセンス発光性である。光は、一般に、長さＬの方向に案内される。高さＨは、実施例においては10mm未満であり、他の実施例においては5mm未満であり、更に他の実施例においては2mm未満である。幅Ｗは、実施例においては10mm未満であり、他の実施例においては5mm未満であり、更に他の実施例においては2mm未満である。長さＬは、実施例においては幅Ｗ及び高さＨより大きく、他の実施例においては少なくとも幅Ｗの２倍又は高さＨの２倍であり、更に他の実施例においては少なくとも幅Ｗの３倍又は高さＨの３倍である。従って、（長さ／幅の）アスペクト比は、特には、２以上のように、少なくとも５のように、更により特には、１０乃至２０のような、１０乃至６０などの、１０乃至１００の範囲内のように、１より大きい。別段の指示がない限り、「アスペクト比」という用語は、長さ／幅の比を指す。
【０１００】
高さＨ：幅Ｗのアスペクト比は、典型的には、（例えば、一般的な光源の用途の場合は）１：１、又は（例えば、ヘッドランプなどの特殊な光源の用途の場合は）１：２、１：３若しくは１：４、又は（例えば、ディスプレイの用途の場合は）４：３、１６：１０、１６：９若しくは２５６：１３５である。光ガイドは、一般に、平行な面内に配設されない光入力面及び光出射面を有し、実施例においては、光入力面は光出射面に対して垂直である。高い輝度の集束された光出力を達成するために、光出射面の面積は、光入力面の面積より小さくてもよい。光出射面は、任意の形状をとり得るが、実施例においては、正方形、矩形、円形、楕円形、三角形、五角形又は六角形のような形状をしている。
【０１０１】
図１ｄは、本明細書において規定されているような照明デバイス１を有するプロジェクタ又はプロジェクタデバイス２を非常に概略的に示している。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を有し、ここで、第１照明デバイス（１ａ）は、例えば緑色光１０１を供給するよう構成され、第２照明デバイス（１ｂ）は、例えば赤色光１０１を供給するよう構成される。光源１０は、例えば、青色光を供給するよう構成される。これらの光源は、投影３を供給するために用いられ得る。光源放射線１１を供給するよう構成される付加的な光源１０は、必ずしもルミネッセンス集光器を励起するために用いられるのと同じ光源である必要はないことに留意されたい。更に、ここでは、「光源」という用語は、複数の異なる光源も指し得る。
【０１０２】
高輝度光源は、スポットライト、ステージ照明、ヘッドランプ、デジタル光投影を含む様々な用途に興味深い。
【０１０３】
この目的のために、非常に透明な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の光に変換される所謂集光器を使用することが可能である。このような透明なルミネッセンス材料のロッドが用いられることができ、その場合、前記ロッドは、前記ロッド内でより長い波長を生成するためにLEDによって照明される。変換された光は、導波モードにおいて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留まり、次いで、表面のうちの１つから抽出されることができ、強度利得をもたらす（図１ｅ）。
【０１０４】
図２ａ乃至２ｂは、上記のようなルミネッセンス集光器５を複数有する照明デバイス１の実施例を概略的に示している。更に、照明デバイス１は、光源放射線１１を第１励起放射線１７として第１ルミネッセンス集光器１５の１つ以上の放射線入力面１１１に供給するよう構成される複数の光源１０を有する。図２ａ乃至２ｂ及び幾つかの他の図は、ルミネッセンス集光器が本質的に同一の長さを持つ実施例を概略的に示している。
【０１０５】
この第１ルミネッセンス集光器１５は、１つ以上の放射線入力面１１１において受け取られる第１励起放射線１７の少なくとも一部を第１ルミネッセンス材料光１８に変換するよう構成されると共に、第１ルミネッセンス材料光１８の少なくとも一部を第１放射線出射窓１１１２において第１コンバータ光１１０１として外へ結合するよう構成される第１ルミネッセンス材料１１２０を有する。参照符号１１０１は、このコンバータ光が第１ルミネッセンスコンバータ（first luminescent converter）１１００のコンバータ光１０１であることを示している。
【０１０６】
照明デバイス１は、第１ルミネッセンス集光器１５の側端１４７が第２ルミネッセンス集光器２５の側端１４７と平行に配置されるようにして、第１ルミネッセンス集光器１５と平行に配置される第２ルミネッセンス集光器２５を更に有する。第２ルミネッセンス集光器２５は、第２ルミネッセンス集光器２５の前記側端１４７において、前記第１ルミネッセンス集光器１５の前記側端１４７から逃げる前記第１励起放射線１７及び前記第１ルミネッセンス材料光１８のうちの１つ以上、即ち、第２励起放射線２７を受け取るよう構成される。更に、第２ルミネッセンス集光器２５は、第２励起放射線２７の少なくとも一部を第２ルミネッセンス材料光２８に変換するよう構成される第２ルミネッセンス材料２１２０を有する。更に、第２ルミネッセンス集光器２５は、第２ルミネッセンス材料光２８の少なくとも一部を第２放射線出射窓２１１２において第２コンバータ光２１０１として外へ結合するよう構成される。前記第１コンバータ光１１０１及び前記第２コンバータ光２１０１は、前記照明デバイス光１０１に含まれる。
【０１０７】
実施例においては、第１ルミネッセンス集光器１５は、光源放射線１１の少なくとも一部を透過するよう構成され、第２励起放射線２７は、第１ルミネッセンス集光器１５によって透過される前記光源放射線１１の少なくとも一部を含む。従って、第２励起光２８を示す矢印は、第１ルミネッセンス材料光１８を含み、このような実施例においては、第１光源光１１も含むだろう。ルミネッセンス集光器間の距離は、参照符号ｄで示されている。ここでは、体軸と上側端及び下側端（upper and lower side edges）１４７とが、実質的にゼロである角度αをなす。
【０１０８】
図２ｂは、図２ａにおいて概略的に示されている実施例であるが、第２ルミネッセンスコンバータ２５を直接励起するための付加的な励起光源を備える変形を含む実施例の断面図を概略的に示している。照明デバイス１は、第２ルミネッセンス集光器２５の１つ以上の放射線入力面１１１への第１の二次励起放射線２２７として第２光源光１２１１を生成するよう構成される複数の第２光源１２１０を更に有する。第２ルミネッセンス集光器２５は、１つ以上の放射線入力面１１１において受け取られる第１の二次励起放射線２２７の少なくとも一部を（また）第２ルミネッセンス材料光２８に変換するよう構成される前記第２ルミネッセンス材料２１２０を有する。更に、第２ルミネッセンスコンバータ２５０は、第２ルミネッセンス材料光２８の少なくとも一部を第２放射線出射窓２１１２において第２コンバータ光２１０１として外へ結合するよう構成される。
【０１０９】
参照符号２１は、放射線出射窓１１２の反対側の端部に配設され得る、又は例えば、光源の光のインカップリング若しくは隣接ルミネッセンス集光器への光のアウトカップリングのためには用いられない側端１４７と平行に配設され得る反射器を示している。
【０１１０】
図２ａにおける反射器２１は、有用な光を第２ルミネッセンス集光器２５内へ後方反射するために用いられ得る。その代わりに又は更に、第１ルミネッセンス集光器の縁端部に反射器が配設され得る。例えば、図２ｂに関して、概略図において最も下に示されている縁端部（第１ルミネッセンス集光器１５の水平に描かれた縁端部に対する参照符号１４７参照）に反射器が配設されると、このような反射器は、光を第１ルミネッセンス集光器内へ後方反射するために用いられることができ、これは、随意に、最終的には、第２ルミネッセンス集光器２５内での変換のために第２ルミネッセンス集光器２５にも到達し得る。このような実施例は、図６ａにおいて概略的に示されている実施例（中間実施例）の代わりに用いられ得る。
【０１１１】
図３ａ乃至３ｂは、図２ａ乃至２ｂと同様に、第３ルミネッセンス集光器３５を備える実施例及び変形例を概略的に示している。従って、ここでは、照明デバイス１は、第２ルミネッセンス集光器２５の側端１４７が第３ルミネッセンス集光器３５の側端１４７と平行に配置されるようにして、第２ルミネッセンス集光器２５と平行に配置される第３ルミネッセンス集光器３５を更に有する。第３ルミネッセンス集光器３５は、第３ルミネッセンス集光器３５の前記側端１４７において、前記第２ルミネッセンス集光器２５の前記側端１４７から逃げる前記第１励起放射線１７、前記第１ルミネッセンス材料光１８及び前記第２ルミネッセンス材料光２８のうちの１つ以上を、第３励起放射線３７として受け取るよう構成される。第３ルミネッセンス集光器３５は、第３励起放射線３７の少なくとも一部を第３ルミネッセンス材料光３８に変換するよう構成されると共に、第３ルミネッセンス材料光３８の少なくとも一部を第３放射線出射窓３１１２において第３コンバータ光３１０１として外へ結合するよう構成される第３ルミネッセンス材料３１２０を有する。前記第１コンバータ光１１０１、前記第２コンバータ光２１０１及び前記第３コンバータ光３１０１は、前記照明デバイス光１０１に含まれる。ルミネッセンス集光器間の距離は、参照符号ｄで示されている。ここでは、体軸と上側端及び下側端１４７とが、実質的にゼロである角度αをなす。第１ルミネッセンス集光器及び第２ルミネッセンス集光器の間と、第２ルミネッセンス集光器及び第３ルミネッセンス集光器の間とで、差異が異なっていてもよいことに注意されたい。
【０１１２】
ここでは、第１ルミネッセンス集光器は、第２ルミネッセンス集光器などより低次のものとして示されており、第３ルミネッセンス集光器は、第２及び第１ルミネッセンス集光器より高次のものとして示されている。
【０１１３】
更に、図３ｂは、図３ａにおいて概略的に示されている実施例であるが、第２ルミネッセンスコンバータ２５及び／又は第３ルミネッセンスコンバータ３５を直接励起するための付加的な励起光源を備える変形を含む実施例の断面図を概略的に示している。照明デバイス１は、第２ルミネッセンス集光器２５及び／又は第３ルミネッセンス集光器３５の１つ以上の放射線入力面１１１への第１の二次励起放射線２２７として第２光源光１２１１を生成するよう構成される複数の第２光源１２１０を更に有する。
【０１１４】
図４ａは、第２照明デバイス光１２０１、特に赤色照明デバイス光１２０１を生成するよう構成されると共に、前記第２照明デバイス光１２０１を、（ａ）前記第１ルミネッセンス集光器１５の第１面１４１、（ｂ）前記第２ルミネッセンス集光器２５の第１面１４１、及び（ｃ）（利用可能な場合に）第３ルミネッセンス集光器３５の第１面１４１のうちの１つ以上において供給するよう構成される第２照明デバイス１２００を更に有する実施例を概略的に示している。しかしながら、他の実施例もあり得る。例えば、赤色LEDなどの第２照明デバイス１２００は、例えば、表面１４１又は１４２に配置されることもできる（図１ｃ参照）。導波することによって、この光も最終的に先端出力になる。しかしながら、第２照明デバイス光１２０１は、ルミネッセンス集光器内へ結合し、再びルミネッセンス集光器の外へ結合することなしに、直接供給されてもよい（図４ｂを参照）。
【０１１５】
図５ａ乃至５ｂは、CPC（複合放物面集光器）のようなコリメータなどの光学系５７を含む照明デバイスの実施例を概略的に示している。ここでは、例として、ルミネッセンス集光器１５、２５、３５が示されているが、第１及び第２タイプのルミネッセンス集光器しか含まない他の積層も可能である。図５ａにおいて、全ての光源が実質的に同じである。
【０１１６】
図５ｂにおいては、複数の光源１０が、第１サブセット光源光５１１１を供給するよう構成される光源１０の第１サブセット５１１０と、第２サブセット光源光５２１１を供給するよう構成される光源１０の第２サブセット５２１０とを有し、第１サブセット光源光５１１１と第２サブセット光源光５２１１とが異なるスペクトル分布を持つ実施例が概略的に示されている。特には、ルミネッセンス材料１１２０、２１２０、３１２０のうちの２つ以上は、第１サブセット光源光５１１１及び第２サブセット光源光５２１１に対して互いに異なる励起振動子強度比を持つ。例えば、UV及び青色放射光源が適用され得る。更に、図５ｂは、（様々なサブセットの）光源を制御するよう構成される制御システム４３０を概略的に示している。例えば、サブセットが制御されてもよく、又はサブセット内の光源が制御されてもよい。この方法においては、異なる光源は、最終的に、異なるスペクトル分布を持つコンバータ光（及びオプションとして、残りの光源光）を生成し得るので、照明デバイス光１１１１の強度だけでなく、スペクトル分布も制御され得る。この実施例における照明デバイス光は、１つ以上のルミネッセンス集光器のコンバータ光を有し、オプションとして、光源のサブセットのうちの１つ以上のサブセットの光源のうちの１つ以上の光源の光源光を有する。
【０１１７】
図６ａ乃至６ｂは、ルミネッセンス集光器の合計で６つのあり得る構成を概略的に示しているが、ずっと多くの構成が可能であり得る。図６ａは、１つの第１ルミネッセンス集光器１５と、１つ以上の第２ルミネッセンス集光器２５とを示しており、図６ｂは、１つの第１ルミネッセンス集光器１５と、１つ以上の第２ルミネッセンス集光器２５と、１つ以上の第３ルミネッセンス集光器３５とを示している（最も右側のセットは、実際には、左側のセットの三重版（triple edition）である）。実施例においては、低次ルミネッセンス集光器から側端から逃げるルミネッセンス材料光の少なくとも一部が、１つ以上のミラーを介して高次ルミネッセンス集光器へ反射される。例えば、図６ａにおいて左側の変形例を参照すると、第１ルミネッセンス集光器１５の第１の側に、第２ルミネッセンス集光器２５が構成されている。反対側に（非ゼロ距離で）ミラーを構成する場合、光は、第１ルミネッセンス集光器１５内へ後方反射されることができ、その一部は、次いで、第２ルミネッセンス集光器２５に到達し得る。
【０１１８】
様々な材料がルミネッセンス材料として用いられ得る（上記も参照）。例えば、高輝度黄色光LEDを得るために、例えば460nmの青色光を発する青色LED；青色光を吸収し、例えば520nmの緑色光を発する一次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、CeをドープしたLuAG）；緑色光を吸収し、例えば560nmの黄色光を発する二次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、量子ドット）が用いられ得る。別の例においては、高輝度赤色光LEDを得るために、例えば460nmの青色光を発する青色LED；青色光を吸収し、例えば550nmの黄色光を発する一次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、CeをドープしたLuAG）；黄色光を吸収し、例えば620nmの赤色光を発する二次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、量子ドット）が用いられ得る。更に別の例においては、高輝度緑色光LEDを得るために、例えば390nmのUV光を発するUV LED；UV光を吸収し、例えば440nmの青色光を発する一次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、Eu2+をドープしたBaMgAl10O17及び／又はEu2+をドープしたSr5(PO4)3Cl）；青色光を吸収し、例えば520nmの緑色光を発する二次透明ルミネッセンス光ガイド（例えば、黄緑色発光のためのCeをドープしたLuAG YAG）が用いられ得る。
【０１１９】
ここで用いられる光源は、好ましくは、固体発光体である。固体発光体の例は、発光ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、又は例えば、レーザダイオードである。固体発光体は、一般に高価ではなく、相対的に高い効率と長い寿命とを持つことから、相対的にコスト効率の高い光源である。光源は、好ましくは、UV、紫色又は青色光源である。
【０１２０】
第１実施例においては、UV-LEDを用いて励起される、青色、緑色及び赤色集光器の積層が供給され得る。第１コンセプトにおいては、青色ルミネッセンス集光器と、緑色ルミネッセンス集光器と、赤色ルミネッセンス集光器とが積み重ねられ、UV LEDを用いて励起される。UV LEDは、青色ルミネッセンス材料を励起する。生成された青色光の一部は、先端へ導波される。全反射（TIR）領域（regime）内にない青色光の一部が、緑色ルミネッセンス集光器を励起するだろう。緑色ルミネッセンス集光器の吸収スペクトルは（主に）青色内であることから、この光の大部分は緑色に変換され、その一部は、この場合も先と同様に、先端に導波される。生成され、TIR内にない緑色光の一部は、赤色ルミネッセンス集光器を励起するために用いられ得る。そうするために、赤色ルミネッセンス集光器材料は、緑色光とかなり重複する励起スペクトルを持ち得る（例えば、Euをドープした窒化物、ルモゲン（lumogen））。
【０１２１】
現在入手可能である赤色材料には、発光が（低すぎるCRIをもたらす）オレンジ色内であり、励起スペクトルが黄色／緑色励起スペクトルに対してわずかにしか赤色シフトされない（再吸収量を制限する）２つの主な不利な点があり得る。緑／黄色材料から大きく外れていない励起スペクトルを持つ赤色ルミネッセンス集光器材料を用いて十分な赤色光を生成させるためには、青色光の一部が緑色ルミネッセンス集光器を透過されるような緑色材料の厚さ及び／又組成が選ばれなければならない。
【０１２２】
第２実施例においては、青色LED及びUV-LEDの組み合わせを用いて励起される、青色、緑色及び赤色ルミネッセンス集光器の積層が供給される。これらの実施例は、斯くして、例えば、２つの別々のストリングにおいて制御され得るUV及び青色LEDの組み合わせが用いられるという拡張を伴うが、本質的には前の実施例と同じであり得る。これらの実施例は、色調整機能についてより大きな自由度を導入する（図７ａ及び７ｂ参照）。青色ルミネッセンス集光器から漏れる光は、緑色及び赤色ルミネッセンス集光器を励起するために用いられ得る。緑色ルミネッセンス集光器から漏れる光は、赤色ルミネッセンス集光器を励起するために用いられ得る。青色光は、緑色及び赤色ルミネッセンス集光器を励起するために用いられることができ、このことは、幾らかの色調整機能を導入する。参照符号１０ａ及び１０ｂは、異なる光源（即ち、特には、異なるスペクトル分布を持つ放射線を供給する固体光源）を示すために用いられている。この方法においては、（サブセット内では本質的に同じ光源を備える）異なる光源の２つ以上のサブセットが供給されてもよく、光源、又は光源のサブセットは、個々に制御され得る。このため、制御システムが用いられ得る（図示せず）。
【０１２３】
更に他の実施例においては、青色LED及びUV-LEDの組み合わせを用いて励起される、青色、緑色及び赤色ルミネッセンス集光器の積層が供給される。この場合も先と同様に、これらの実施例は、青色及び緑色ルミネッセンス集光器を励起するために青色及びUV LEDの組み合わせが用いられるという拡張を伴うが、本質的には第１実施例と同じであり得る。上部からの青色LEDが、赤色ルミネッセンス集光器を励起するために用いられる。これは、システムの色調整機能を更に拡張するだろう。他の例においては、赤色ルミネッセンス集光器を用いる代わりに、赤色LEDが先端と反対側の表面に配置され得る。図７ｃ及び７ｄは、下部からのUV／青色光が青色／緑色ルミネッセンス集光器を励起することを示している。赤色ルミネッセンス集光器は、主に、青色LEDによって上部から励起される。ルミネッセンス集光器の積層／LEDの選択及び位置による色調整機能及び効率の改善が得られ得る。
【０１２４】
第４実施例においては、青色LED及びUV-LEDの組み合わせを用いて励起される、青色、緑色及び赤色ルミネッセンス集光器の積層が、異なる長さのルミネッセンス集光器を用いる。前の実施例においては、純粋な色の生成が困難であり得る。例えば、ルミネッセンス集光器の側面から漏れる青色光は、緑色及び／又は赤色蛍光体を励起し、緑色及び赤色（即ち、効率を上げるために用いるもの）によって「汚染された」青色スペクトルをもたらすだろう。緑色及び赤色ルミネッセンス集光器よりもかなり長い青色ルミネッセンス集光器を使用し、この領域においては青色ルミネッセンス集光器のみを励起することによって、青色光漏れは、緑色及び／又は赤色ルミネッセンス集光器の励起をもたらさないだろう（図７ｅ及び７ｆ）。純粋な青色光を作成することができるように、青色ルミネッセンス集光器は、抽出素子の反対側に延長する。同様の手法が緑色のために用いられ得る。純粋な色は、「従来の」ルミネッセンス集光器の効率で生成され得る。改善された効率で白色光が生成され得る。図７ｅ及び７ｆは、下部からのUV／青色光が青色／緑色ルミネッセンス集光器を励起することを示している。赤色ルミネッセンス集光器は、主に、青色LEDによって上部から励起される。ルミネッセンス集光器の積層／LEDの選択及び位置による色調整機能及び効率の改善が得られ得る。青色及び緑色ルミネッセンス集光器の長さの延長により、より純粋な青色及び緑色が生成され得る。図７ｅ及び７ｆは、ルミネッセンス集光器１５、２５、・・・のうちの１つ以上が他のルミネッセンス集光器１５、２５、・・・のうちの１つ以上より長く、それによって、１つ以上の他のルミネッセンス集光器１５、２５、・・・と比べて延長している１つ以上のルミネッセンス集光器延長部４１５、４２５、・・・を供給する実施例であって、光源１０のサブセットが、光源放射線１１を１つ以上のルミネッセンス集光器延長部４１５、４２５、・・・に供給するよう構成される実施例を概略的に示している。従って、２つ以上のルミネッセンス集光器が、異なる長さを持ち得る。表示「１５、２５、・・・」及び同様の表示は、少なくとも２つのアイテム（ここでは集光器）が存在し得ることを特に指しているが、より多くのアイテム（集光器）も存在し得る。
【０１２５】
ここで、第１ルミネッセンス集光器は、第２ルミネッセンス集光器の第２長さＬ２より長い第１長さＬ１を持ち、第２ルミネッセンス集光器の第２長さＬ２は、第３ルミネッセンス集光器の第３長さＬ３より長いことに注意されたい。従って、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３となる。しかしながら、ルミネッセンス集光器のうちの１つが本質的に同じ長さを持つ２つのルミネッセンス集光器と異なる長さを持つ実施例も可能であり得る。
【０１２６】
図７ａ、７ｃ、７ｅは、あり得る実施例の側面図を概略的に示しており、図７ｂ、７ｄ及び７ｅは、このような実施例の断面図を横断面に示している。照明（励起）は、下方及び／又は上方からであってもよいが、更に又はその代わりに、横（例えば、（光源は示されていない）断面図において概略的に示されている導波路からの左及び右）からであってもよいことに注意されたい。図７ａ、７ｃ、７ｅにおいて、ルミネッセンス集光器１５、２５、３５は、各々、例えば、各々、青色、緑色及び赤色集光器光が供給され得るような異なるルミネッセンス材料を含むことができ、例えば、白色デバイス光をもたらし得る。光源の様々なサブセット５１１０、５２１０及び／又は様々な配置（励起位置、図７ｃ及び７ｅ参照）を用いることによって、デバイス光のスペクトル分布が調整され得る。従って、制御システム４３０は（様々なサブセットの）光源１０を制御し得る。このような制御システムは、本明細書に記載されている照明デバイスの如何なる実施形例においても用いられ得る。
【０１２７】
図７ｅは、長さＬ１、Ｌ２及びＬ３を持つルミネッセンス集光器を備えるデバイスを示している。各々のルミネッセンス集光器１５、２５、３５の各第１面１４１に、オプションのミラー２１があることに注意されたい。延長部分は、一般参照符号４００で示されており、第１ルミネッセンス集光器１５の延長部分については参照符号４１５で示されており、第２ルミネッセンス集光器２５の延長部分については参照符号４２５で示されている。当然、４つ以上のルミネッセンス集光器が存在してもよい。例えば、サブセットとして示される光源の２つ以上のグループがあってもよい。従って、光源の２つ以上のサブセットが存在してもよい。特には、各サブセットは、同じビン（bin）のもののような本質的に同じスペクトル分布を持つ光源を含み得るが、異なるサブセットの光源は、異なるビンからのもののような異なるスペクトル分布を持つ。例えば、各１つ以上の光源１０の１つ以上のサブセット１４１５、１４２５、・・・は、光源放射線１１を、各々、１つ以上のルミネッセンス集光器延長部４１５、４２５、・・・に供給するよう構成される。参照符号１４００は、概して、特には、光源光で、本質的には、ルミネッセンス集光器５の延長部４００を励起し、残りの部分を励起しないよう構成されるサブセットを示すために用いられている。図７ｅを参照すると、Ｌ２から左側の部分が、第１ルミネッセンス集光器１５の延長部であり、第１ルミネッセンス集光器の残りの部分は、Ｌ２と本質的に同じ長さである。
【０１２８】
第２ルミネッセンス集光器延在部４２５は、第２ルミネッセンス集光器延在部４２５の長さにわたって、隣接して平行に構成される第１ルミネッセンス集光器を有する一方で、（別の側端に沿っては、）同じ長さにわたって、隣接して平行に配設されるルミネッセンス集光器はないことに注意されたい。第２ルミネッセンス集光器の長さの残りの部分にわたって、２つの側端に沿って、他のルミネッセンス集光器が平行に隣接して構成される。従って、長さＬ２にわたって、第１ルミネッセンス集光器が、或る側端に沿って、隣接して平行に構成され、この概略的に示されている実施例における長さＬ３にわたって、第３及び第１ルミネッセンス集光器の両方が、（異なる）側端に隣接して平行に構成される。第１ルミネッセンス集光器が励起されるとき、光は第２ルミネッセンス集光器へ逃げ得る。第２ルミネッセンス集光器が第２ルミネッセンス集光器延長部４２５において励起されるときには、光が逃げる場合に、第１ルミネッセンス集光器へ（前記延長部から下流に）逃げ得る光は、スペクトル分布に実質的に影響を及ぼさないだろう。光が逃げる場合に、第３ルミネッセンス集光器へ（前記延長部から下流に）逃げ得る光は、スペクトル分布に幾らかの影響を及し得る。しかしながら、主として第２ルミネッセンス集光器延長部４２５が励起されるという事実により、第２ルミネッセンス集光器延長部４２５においてTIR領域内にない光は、既に逃げており、第２ルミネッセンス集光器延長部４２５においてTIR領域内にある光は、出射窓へ下流に伝搬し、逃げるだろう。更に、ルミネッセンス集光器の長さにわたって再吸収作用も減少し得る。この方法においては、ルミネッセンス集光器延長部の励起は、本質的に各々のルミネッセンス集光器のみのコンバータ光を含むデバイス光を供給し得る。
【０１２９】
従って、図７ｅは、図７ｃにおいて概略的に示されているものと比べて更に他のサブセットを概略的に示している。図７ｃ及び７ｅに関しては、UV LEDは、例えば第１ルミネッセンス集光器１５のような青色ルミネッセンス集光器を励起するよう構成されることができ、青色LEDは、例えば第２ルミネッセンス集光器のような緑色ルミネッセンス集光器を励起するよう構成されることができる。
【０１３０】
用途は、プロジェクタ、ランプ、照明器具、又は店舗照明システム、家庭照明システム、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、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、ディスプレイシステム、警告標識システム、医療照明アプリケーションシステム、インジケータサインシステム、装飾照明システム、ポータブルシステム及び自動車用アプリケーションなどの他の照明システムを含むが、これらに限定されない。 
【０１３１】
本明細書においては、三次ルミネッセンス集光器までが記載されているという事実は、第１、第２及び第３ルミネッセンス集光器に関して本明細書に記載したのと同じ原理で更に高次のルミネッセンス集光器が適用され得ることを排除するものではない。
【０１３２】
本明細書における、「実質的に全ての光」又は「実質的に成る」などにおける「実質的に」という用語は、当業者には理解されるだろう。「実質的に」という用語は、「完全に」、「完璧に」、「全ての」などを伴う実施例も含み得る。従って、実施例においては、実質的にという形容詞は取り除かれてもよい。該当する場合、「実質的に」という用語は、１００%を含む、９５％以上、特には９９％以上、更により特には９９．５％以上などの９０％以上にも関し得る。「有する」という用語は、「有する」という用語が「から成る」を意味する実施例も含む。「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前及び後で言及されているアイテムの１つ以上に関する。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」という表現及び同様の表現は、アイテム１及びアイテム２の１つ以上に関し得る。「有する」という用語は、或る実施形態においては、「から成る」を指し得るが、別の実施例においては、「少なくとも、規定されている種を含み、随意に、１つ以上の他の種を含む」ことも指し得る。
【０１３３】
更に、明細書及び請求項における第１、第２、第３などの用語は、同様の要素を区別するために用いられており、必ずしも、順番又は時系列について記述するために用いられてはいない。そのように用いられている用語は、適切な状況下では交換可能であり、本明細書に記載されている本発明の実施例は、本明細書に記載又は図示されている順序以外の順序で動作可能であることは理解されるべきである。
【０１３４】
本明細書におけるデバイスは、とりわけ動作中ついて記載されている。当業者には明らかであるだろうように、本発明は、動作中のデバイス又は動作の方法に限定されない。
【０１３５】
上記の実施例は、本発明を限定するものではなく、説明するものであって、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱せずに多くの別の実施例を設計することができるであろうことに注意されたい。請求項において、括弧内に配置される如何なる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項において述べられている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の単数形表記は、このような要素の複数の存在を除外しない。本発明は、幾つかの別個の素子を有するハードウェアによって実施されてもよく、適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。幾つかの手段を挙げている装置の請求項においては、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムによって実施されてもよい。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。
【０１３６】
本発明は、更に、明細書に記載されている及び／又は添付の図面に示されている特徴フィーチャのうちの１つ以上を有する装置に当てはまる。本発明は、更に、明細書に記載されている及び／又は添付の図面に示されている特徴フィーチャのうちの１つ以上を有する方法又はプロセスに関する。
【０１３７】
この特許において述べられている様々な態様は、付加的な利点を供給するために組み合わされ得る。更に、当業者は、実施例は組み合わされることができ、３つ以上の実施例も組み合わされ得ることを理解するであろう。更に、前記フィーチャの幾つかは、１つ以上の分割出願のベースを形成し得る。
【要約】
本発明は、第１ルミネッセンス集光器を有し、（特には、光学接触のない且つ／又はダイクロイックミラーを用いて光学的に分離された）前記第１ルミネッセンス集光器沿いの別の組成の第２ルミネッセンス材料を更に用いる照明デバイスを提供する。特には、この第２材料は、前記第１材料の発光帯と重複する吸収帯を持つ。結果として、前記第１ルミネッセンス材料によって生成される光のかなりの部分が、前記第２材料によって吸収され、高められた効率を持つ高輝度白色光源をもたらすだろう。【図１Ａ】
0006427721.tif 000002
【図１Ｂ】
0006427721.tif 000003
【図１Ｃ】
0006427721.tif 000004
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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