(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する少なくとも１つの照明素子と、
光導入面を介して被選択波長放射帯内の波長を有する光を受け、前記光導入面上に入射する光が被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、前記光導入面上に入射する光を光学フィルタを介して選択的に透過し、光導出面を介して光を出力する前記光学フィルタと、
前記光導出面を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように前記光学フィルタの前記光導出面に対してほぼ平行に配置され、光方向変換面上に当たった光の向きを変える当該光方向変換面を有する光方向変換素子と、
少なくとも前記光方向変換面及び前記光学フィルタの前記光導出面によって境界が定められ、前記光導出面を介して導出される光を前記光導出面に対してほぼ垂直に配置される少なくとも１つの光出口領域の方に導くための光ガイド領域であって、光は前記光出口領域を介して集光器を出ることができる、光ガイド領域と、
前記少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を受けて応答して、前記被選択波長放射帯内の波長を有する光を出力する波長選択素子であって、前記光学フィルタは前記波長選択素子によって出力された光の少なくとも一部を受け、前記波長選択素子はルミネッセント材料を含み、前記波長選択素子は、前記波長選択素子によって出力された光が約３０ｎｍ未満の半値全幅を有するように構成される、波長選択素子と
を含む集光器であって、
前記光学フィルタは、前記光導入面上に入射する光の入射角に前記波長透過帯の特性が少なくとも部分的に依存し、前記光導入面上に入射する光の選択された入射角に関する波長透過帯が波長放射帯と少なくとも部分的に重複することにより、光の選択された入射角に等しい又はその範囲内の入射角で前記光導入面上に入射する光が前記光学フィルタを介して透過される、
集光器。
【請求項２】
前記光学フィルタの前記光導出面が、前記光導出面上に当たった光の反射を可能にする、請求項１に記載の集光器。
【請求項３】
前記光学フィルタが、多層反射体及び／又はダイクロイック反射体を含む、請求項１又は２に記載の集光器。
【請求項４】
前記ルミネッセント材料が、量子閉じ込め構造、ランタニド錯体、希土類金属元素、及び蛍光体の群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項１に記載の集光器。
【請求項５】
前記波長選択素子が前記少なくとも１つの照明素子から隔てて配置される、請求項４に記載の集光器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの照明素子が、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、及びレーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の集光器。
【請求項７】
前記光学フィルタは、前記光導入面上に入射する光の選択された入射角に関する前記波長透過帯が前記波長放射帯と少なくとも部分的に重複することにより、選択された光の入射角に等しい又はその範囲内の入射角で前記光導入面上に入射する光が前記光学フィルタを介して透過し、前記光導出面を介して出力された光は前記光導出面に対する垂直方向に対して斜めに出力されるように構成される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の集光器。
【請求項８】
前記波長選択素子が、前記少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を受けて応答して、選択されたそれぞれの波長放射帯内の波長を有する光を出力する複数の波長選択部分を含み、
前記光学フィルタが複数の部分を含み、前記光学フィルタの前記部分のそれぞれが波長選択部分に対応し、前記光学フィルタの各部分は、波長選択部分によって出力された光の少なくとも一部を光導入面を介して受け、前記光導入面上に入射する光が選択されたそれぞれの波長透過帯内の波長を有することを条件として、前記光導入面上に入射する光を前記光学フィルタを介して選択的に透過し、光導出面を介して光を出力する、
請求項４又は５に記載の集光器。
【請求項９】
複数の前記波長選択素子及び複数の前記光学フィルタを含み、前記複数の前記光学フィルタのそれぞれは前記複数の前記波長選択素子のうちの１つに対応し、前記複数の前記波長選択素子のそれぞれは、それぞれの被選択波長放射帯内の波長を有する光を出力し、前記複数の前記光学フィルタのそれぞれは、対応する前記波長選択素子が出力する光が前記光導入面に入射し、それぞれの被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、前記光導入面に入射する光を選択的に透過して前記光導出面を介して出力する、請求項４又は５に記載の集光器。
【請求項１０】
複数の光方向変換素子を含み、前記複数の光方向変換素子のそれぞれは、前記複数の光学フィルタのうちの１つに対応し、前記複数の光方向変換素子のそれぞれは、対応する前記光学フィルタの前記光導出面を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように前記対応する光学フィルタの前記光導出面に関連して配置され、前記光方向変換面上に当たった光の向きを変える光方向変換面を有し、前記集光器は複数の光ガイド領域を含み、前記光ガイド領域のそれぞれは、少なくとも前記複数の光方向変換面の１つ及び対応する光導出面によって境界が定められ、前記光導出面を介して導出される光を少なくとも１つの光出口領域の方に導くためのものであり、光は前記光出口領域を介して前記集光器を出ることができる、請求項９に記載の集光器。
【請求項１１】
前記光方向変換素子が、反射性の光散乱要素、ルミネッセント材料、回折素子、又は屈折素子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の集光器。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の少なくとも１つの集光器を含む、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に照明機器及び照明装置の分野に関する。とりわけ本発明は、照明装置用の集光器及びその集光器を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的高い輝度及び／又は強度を有する光を放射することができる光源、例えば電灯、照明設備、照明器具は様々な応用に関連する。かかる応用は、これだけに限定されないがスポット照明、舞台照明、ヘッドランプ、及びデジタル光投影を含み得る。光源によって放射された光の輝度及び／又は強度を高めるための様々なやり方が当技術分野で知られている。例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の複数の発光素子が、比較的狭い開口部を有する、又は所謂サファイアロッドによって作り出される青色光を有する光混合ボックス内に配置され得る。しかし、比較的高い輝度及び／又は強度を有する光を提供可能な光源を実現するための改善されたやり方又は代替的なやり方が当技術分野で依然として求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の内容に鑑みて、本発明の関心事は、比較的高い輝度及び／又は強度を有する光を放射することができる光源を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この関心事及び他の関心事の少なくとも１つに対処するために、独立請求項による集光器及び照明装置が提供される。好ましい実施形態が従属請求項によって定められる。
【０００５】
第１の態様によれば、光を放射するように構成される少なくとも１つの照明素子を含む集光器が提供される。集光器は、光導入面を介して被選択波長放射帯内の波長を有する光を受けるように配置され、光導入面上に入射する光が被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、光導入面上に入射する光を光学フィルタを介して選択的に透過し、光導出面を介してその光を出力するように構成される、光学フィルタ又は光学素子を含む。光学フィルタは、光導入面上に入射する光の入射角に波長透過帯の特性が少なくとも部分的に依存するように構成される。光学フィルタは、光導入面上に入射する光の被選択入射角に関する波長透過帯が波長放射帯と少なくとも部分的に重複することにより、選択された光入射角に等しい又はその範囲内の入射角で光導入面上に入射する光が光学フィルタを介して透過されるように構成される。
【０００６】
集光器は、光学フィルタの光導出面を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように、光学フィルタの光導出面に対してほぼ平行に配置される光方向変換面を有する光方向変換素子を更に含む。光方向変換面は、光方向変換面上に当たった光の向きを変えるように構成される。集光器は光ガイド領域を更に含み、光ガイド領域は少なくとも光方向変換面及び光導出面によって境界が定められ、光学フィルタの光導出面を介して導出される光を光導出面に対してほぼ垂直に配置される少なくとも１つの光出口領域の方に導くためのものであり、光は光出口領域を介して集光器を出ることができる。
【０００７】
一実施例によれば、集光器は、少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を受けるように配置され、且つそれに応答し、被選択波長帯内の波長を有する光を出力するように構成される波長選択素子を含むことができ、光学フィルタは波長選択素子によって出力された光の少なくとも一部を受けるように配置される。以下で更に説明されるように、波長選択素子は、例えば比較的狭い波長透過帯内の波長を有する光又は比較的狭い放射特性によって特徴付けられる光を放射するように構成され、又はかかる光を放射することができるルミネッセント材料、蛍光体、又は他の任意の材料若しくは要素を含む。
【０００８】
光学フィルタは光学素子を含み又は光学素子によって構成され、その波長透過帯の特性は光学素子上に入射する光の入射角に少なくとも部分的に依存する。かかる特性は、例えば多層反射体及び／又はダイクロイック反射体を含み又はかかる反射体によって構成される光学フィルタによって実現される。
【０００９】
本発明の実施形態の原理は、上記で述べられたような波長選択素子と組み合わさった少なくとも１つの照明素子と、上記で述べられたような光学フィルタとの組合せを、光学フィルタの波長透過帯が少なくとも１つの照明素子、又は波長選択素子の波長放射帯に一致する（例えばそれにより波長透過帯と波長放射帯との間（又はその逆の間）に完全な又は部分的な重複がある）ようなやり方で活用し、その結果、特定の入射角を有する光又は特定の入射角の区間内にある光だけが実質的に光学フィルタを介して透過される。このようにして、光学フィルタから透過される光は、例えば光学フィルタの光導出面の法線ベクトルに対して実質的に特定の角度範囲内だけにあり得る。それにより、光学フィルタから出力された光ビームの比較的高度なコリメーション、又は光学フィルタから出力されるライトフィールド（light field）の方向の比較的高い均一性が実現され得る。例えば、光学フィルタから出力されるコリメート光が、コリメート光の方向を変える光方向変換面から反射されても良く、それによりコリメート光は、コリメート光が集光器を出ることができる少なくとも１つの光出口領域の方に光ガイド領域内を導かれ又は伝えられ得る。それにより、光学フィルタから出力された光に対する少なくとも１つの光出口領域におけるエタンデュを保ち又はほぼ保ちながら、比較的高強度の光が集光器を出て行くことが実現される。
【００１０】
少なくとも１つの照明素子は、約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満の半値全幅の狭いスペクトルピークを有する光を放射するように構成され得る。約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満の半値全幅を有する光を放射するように構成される少なくとも１つの照明素子の構成は、とりわけ波長選択素子が省略される事例で有用であり得る。少なくとも１つの照明素子は例えばソリッドステート発光体を含むことができ、又はソリッドステート発光体によって構成される。ソリッドステート発光体の例は、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、及びレーザ（ダイオード）を含む。
【００１１】
集光器は、複数の照明素子を含むことができる。複数の照明素子が使用される場合、スペクトル光ピークが重複するように照明素子が「まとめられ」得る。照明素子のスペクトル光ピークの最大強度間の距離は、好ましくは約１０ｎｍを上回らず、約５ｎｍを上回らず、又は約２ｎｍを上回らない。
【００１２】
一実施例によれば、波長選択素子は、波長選択素子によって出力された光が約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満の半値全幅を有するように構成され得る。上記で述べられたように、波長選択素子は、例えば、比較的狭い波長透過帯内の波長を有する光若しくは比較的狭い放射特性によって特徴付けられる光を放射できる又は放射するように構成される、ルミネッセント材料、蛍光体、又は他の任意の材料若しくは要素を含む。
【００１３】
少なくとも１つの照明素子と波長選択素子との間、波長選択素子と光学フィルタとの間、又は少なくとも１つの照明素子と光学フィルタとの間に配置される中間構成要素があり得ることが理解されるべきである。かかる中間構成要素は、例えば何らかの中間の光学的結合手段や光学的接続手段等を含む。従って、少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を波長選択素子が直接又は間接的に受けることができるように、少なくとも１つの照明素子及び波長選択素子が互いに相対的に配置される。波長選択素子及び光学フィルタは、波長選択素子によって出力された光の少なくとも一部を光学フィルタが直接又は間接的に受けることができるように互いに相対的に配置される。少なくとも１つの照明素子及び光学フィルタは、少なくとも１つの照明素子によって出力された光の少なくとも一部を光学フィルタが直接又は間接的に受けることができるように互いに相対的に配置される。
【００１４】
上記で示されたように、光学フィルタは例えば多層反射体及び／又はダイクロイック反射体を含む。
【００１５】
光学フィルタは、原則的に任意の形状を有することができる。光方向変換素子等の集光器の他の構成要素の形状に応じて、光学フィルタの形状は、例えば比較的平らな集光器又は発光装置の実現を助け得る平面形状とすることができる。
【００１６】
上記で示されたように、波長選択素子は例えばルミネッセント材料を含むことができ、ルミネッセント材料は少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を吸収し、それに応答して（即ち光を受け又は吸収することに応答して）被選択波長放射帯内の波長を有する光を出力し又は放射するように構成され得る。出力された光は、好ましくは約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満の半値全幅を有する。ルミネッセント材料は、例えば量子閉じ込め構造、ランタニド錯体、希土類金属元素、及び所謂蛍光体の群から選択される少なくとも１つの要素を含む。
【００１７】
光学フィルタは、光導入面上に入射する光の被選択入射角に関する波長透過帯が波長放射帯と少なくとも部分的に重複することにより、選択された光入射角に等しい又はその範囲内の入射角で光導入面上に入射する光が光学フィルタを介して透過され得るように構成されても良く、その結果、光導出面を介して出力された光は光導出面に対する垂直方向に対して斜めに出力される。従って光学フィルタは、光が光導出面から光導出面に対して非垂直に出力されるように、又は光導出面に対する垂直方向とは非平行に出力されるように調整され若しくは構成される。
【００１８】
一実施例によれば、波長選択素子は、少なくとも１つの照明素子によって放射された光の少なくとも一部を受けるように配置され、且つそれに応答し、選択されたそれぞれの波長放射帯内の波長を有する光を出力するように構成される複数の波長選択部分を含む。
【００１９】
光学フィルタは複数の部分を含み得る。
【００２０】
光学フィルタの各部分は、波長選択部分に対応し得る。光学フィルタの各部分は、波長選択部分によって出力された光の少なくとも一部を光導入面を介して受けるように配置されても良く、光導入面上に入射する光が選択されたそれぞれの波長透過帯内の波長を有することを条件として、光導入面上に入射する光を光学フィルタを介して選択的に透過し、光導出面を介してその光を出力するように構成され得る。
【００２１】
集光器は、複数の波長選択素子及び複数の光学フィルタを含み得る。複数の光学フィルタのそれぞれは、複数の波長選択素子のうちの１つに対応することができ、その逆も同様である。
【００２２】
複数の光学フィルタ及び複数の波長選択素子のうちの対応するもののそれぞれは、例えば第１の態様に関して上記で説明されたように、互いに連携して動作するように配置され構成される。
【００２３】
従って集光器は、波長選択素子と光学フィルタとの対の複数の設定を含み得る。
【００２４】
集光器は複数の照明素子を含むことができ、照明素子はそれぞれ、互いに独立に発光するように構成され又は発光することができる。
【００２５】
光方向変換面は、光導出面と平行又はほぼ平行である。ほぼ平行とは、光方向変換面と光導出面との間の角度が、０度から２０度の範囲内や０度から１０度の範囲内等、比較的小さいことを意味する。一実施例によれば、光方向変換面は光導出面に対して斜めに配置されても良く、その角度は例えば２０度以下とすることができる。光方向変換面を光導出面に対して斜めに配置すること（又はその逆もしかり）により、少なくとも１つの光出口領域まで光ガイド領域内で導かれる光を伝搬すること、導くこと、又は伝えることが促進され更には可能にされる。
【００２６】
光方向変換素子は、例えば反射性の光散乱要素を含む。一実施例によれば、光方向変換素子は代替的に又は追加でルミネッセント材料を含む。光方向変換素子内に含まれ得るルミネッセント材料は、例えば量子閉じ込め構造、ランタニド錯体、希土類金属元素、及び蛍光体の群内の１つ又は複数の要素から選択される。一実施例によれば、光方向変換素子は代替的に又は追加で回折素子を含む。別の実施例によれば、光方向変換素子は代替的に又は追加で屈折素子を含み得る。屈折素子及び／又は回折素子は、鏡面的に反射する素子に（例えば何らかの中間の光学的結合手段によって直接又は間接的に）結合され又は接続される。屈折素子及び／又は回折素子は、光導出面を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように配置され得る。
【００２７】
光方向変換素子は、原則的に任意の形状を有することができる。光学フィルタ等の集光器の他の構成要素の形状に応じて、光方向変換素子の形状は、例えば比較的平らな集光器又は発光装置の実現を助けるための平面形状とすることができる。光方向変換面及び／又は光導出面は、平面又はほぼ平面であり得る。
【００２８】
上記で述べられたように、集光器は複数の波長選択素子及び複数の光学フィルタを含むことができ、複数の光学フィルタのそれぞれは、複数の波長選択素子のうちの１つに対応することができ、複数の光学フィルタ及び複数の波長選択素子のうちの対応するもののそれぞれは、例えば第１の態様に関して上記で説明されたように、互いに連携して動作するように配置され構成される。
【００２９】
一実施例によれば、集光器は複数の光方向変換素子を含む。複数の光方向変換素子のそれぞれは、複数の光学フィルタのうちの１つに対応し得る。複数の光方向変換素子のそれぞれは、対応する光学フィルタの光導出面を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように対応する光学フィルタの光導出面に関連して配置され、且つ光方向変換面上に当たった光の向きを変えるように構成される光方向変換面を有し得る。
【００３０】
集光器は複数の光ガイド領域を含むことができ、光ガイド領域のそれぞれは、少なくとも複数の光方向変換面の１つ及び対応する光導出面によって境界が定められても良く、光ガイド領域は、光導出面を介して導出される光を少なくとも１つの光出口領域の方に導くためのものであり、光は光出口領域を介して集光器を出ることができる。
【００３１】
従って集光器は幾つかの光ガイド領域を含むことができ、それぞれの光学フィルタから出力された光に対する光出口領域におけるエタンデュを保ち又はほぼ保ちながら、そのそれぞれから比較的高強度の光が集光器を出て行くことが実現され又は果たされ得る。
【００３２】
本願のコンテキストでは、集光器という用語は、光を集め又は受け、光が集光器を出て行くことができる空間内の所望の位置において光強度が集中され又は高められるように光を（少なくとも）空間的に（再）分散させる構造、アセンブリ、若しくは構成を概して意味する。
【００３３】
光ガイド領域は、光学フィルタから出力されることが予期される光の波長に対してほぼ透過的であり得る。光ガイド領域は、空気等の任意のガスで満たされる又は実質的に真空である空隙を含み又はかかる空隙によって構成され得る。光ガイド領域は、固体材料を含み又は固体材料によって構成され得る。
【００３４】
光ガイド領域は例えば導光体を含むことができ、導光体は、本願のコンテキストでは、導入される光の伝搬を可能にするように構成され、又は導入される光を例えば導光体が広がる方向に沿って伝え若しくは導くように構成される構造として理解されるべきである。光は、例えば所謂全反射（ＴＩＲ）による導光体とその外部との間の境界面における複数回の反射等により、導光体内の複数回の反射を経ることによって導光体内で導かれ又は伝えられる。
【００３５】
導光体は、光が伝搬可能な材料を含み得る。その材料は、散乱させられることなしに光が通過することを可能にする透明材料を少なくとも部分的に含み得る。導光体は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）（アクリルガラスと呼ばれることもある）、ポリカーボネート、ガラス、シリコン、及び／又はシリコンゴムを含む群から選択される材料を含み得る。導光体は、板、ロッド、ファイバ等の様々な形態を有し得る。導光体の形状はほぼ規則的でも不規則的でも良い。導光体は、矩形、三角形、若しくは円形の形状を有することができ、又は他の任意のほぼ規則的な若しくは不規則的な形状を有し得る。導光体は、少なくとも１つの光出口領域を含み得る。
【００３６】
少なくとも１つの光出口領域は、光が集光器を出て行くことができる開口部又は穴を含み得る。上記で論じられたように、少なくとも１つの光出口領域は導光体の中に構成され得る。本願のコンテキストでは、光出口領域という用語は、導光体とその外部との間の境界面における導光体の面を含み得る「平面領域」、例えば面状や板状の領域又はディスク状の領域を包含する。
【００３７】
第２の態様によれば、第１の態様による少なくとも１つの集光器を含む照明装置が提供される。
【００３８】
本願のコンテキストでは、照明装置という用語は、光を与え発生させるように配置され且つ／若しくは構成される装置又はシステムを意味する。本発明の実施形態によれば、照明装置は、照明装置に接続され又は含まれ得る任意の光源を接続し、かかる光源に給電するように構成される配線及び電子機器を含み得る、照明設備、電灯、照明エンジン、ランプや照明器具を含むことができ、又はそれらによって構成され得る。
【００３９】
照明装置は、例えばデジタル投影、自動車照明、娯楽照明、舞台照明、店舗照明、家屋照明、アクセント照明、スポット照明、劇場照明、光ファイバ照明、表示システム、警告照明システム、健康管理及び／若しくは医療照明用途、顕微鏡検査照明、解析機器用照明、又は装飾照明用途において応用を有し得ると考えられる。
【００４０】
任意選択的に、第１の態様による集光器及び／又は第２の態様による照明装置は、上記で述べられたような様々な用途で使用するための任意の所望の又は所要のビーム形状、コリメーション、及び／若しくは形を原則的に得るために、集光器又は照明装置のそれぞれによって出力された光を受けて修正するビーム整形素子を利用することができ、又はかかるビーム整形素子と組み合わせられ得る。
【００４１】
少なくとも１つの照明素子は、例えばソリッドステート発光体を含むことができ、又はソリッドステート発光体によって構成される。ソリッドステート発光体の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、及びレーザダイオードを含む。ソリッドステート発光体は比較的費用効率の高い光源であり、その理由はソリッドステート発光体が概して比較的安価であり、比較的高い光学効率及び比較的長い寿命を有するからである。
【００４２】
但し本願のコンテキストでは、「照明素子」という用語は、例えば電位差を加えることや電流を通すことによって活性化されるとき、電磁スペクトルの任意の領域又は領域の組合せ、例えば可視領域、赤外領域、及び／若しくは紫外領域の中で放射線を放射するように構成され、又は放射線を放射することができる任意の装置又は素子を実質的に意味することが理解されるべきである。従って照明素子は、単色、準単色、多色、又は広帯域のスペクトル放射特性を有し得る。照明素子の例は、半導体、有機、又はポリマ／高分子ＬＥＤ、紫色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、光励起蛍光体被膜ＬＥＤ、光励起ナノ結晶ＬＥＤ、又は当業者によって容易に理解される他の任意の同様の装置を含む。更に、照明素子という用語は、その内部に特定の照明素子又は照明素子が配置され又は構成されるハウジング又はパッケージと組み合わせて放射線を放射する、特定の照明素子の組合せを規定するために使用され得る。例えば照明素子という用語は、ＬＥＤパッケージと呼ばれる、ハウジング内に配置されるむき出しのＬＥＤダイを含む。
【００４３】
本願のコンテキストでは、波長放射帯という用語は、その範囲内で或る素子からの発光又は或る素子による発光が起こり得る波長帯又は波長範囲を意味する。その帯域又は範囲は必ずしも連続した帯域又は範囲でなくても良く、複数の非連続的な下位帯域若しくは下位範囲を含むことができ、又は複数の非連続的な下位帯域若しくは下位範囲によって構成され得る。
【００４４】
本願のコンテキストでは、波長透過帯という用語は、その範囲内で或る素子上に当たった光がその素子を透過することが起こり得る波長帯又は波長範囲を意味する。その帯域又は範囲は必ずしも連続した帯域又は範囲でなくても良く、複数の非連続的な下位帯域若しくは下位範囲を含むことができ、又は複数の非連続的な下位帯域若しくは下位範囲によって構成され得る。
【００４５】
本願のコンテキストでは、量子閉じ込め構造という用語は、これだけに限定されないが量子井戸、量子ドット、量子ロッド、ナノワイヤ等の要素を意味する。量子井戸は、離散的エネルギ値だけを有するポテンシャル井戸であり、ガリウムひ素やインジウムガリウムナイトライド等の材料を、ヒ化アルミニウムやガリウムナイトライド等のより大きいバンドギャップを有する材料の２つの層の間に挟むことによって半導体内に形成され得る。量子ドット（又はロッド若しくはナノワイヤ）は、僅か数ナノメートルの大きさ、例えば幅、半径、又は直径を概して有する半導体材料の小さな結晶である。入射光によって励起されると、量子ドットは水晶の大きさ及び材質によって決定される色の光を放射することができる。従って、例えば量子ドットの大きさ及び／又は材質を適合させることによって特定の色の光が作り出され得る。電磁スペクトルの可視範囲内の放射を有する最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）や硫化亜鉛（ＺｎＳ）等のシェルを有するセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づく。リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）、硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）等、カドミウムを含まない量子ドットも使用され得る。量子ドットは比較的狭い放射帯を概して有し、従って飽和色を与えることができる。更に、量子ドットの大きさ及び／又は寸法を適合させることによって発光色が調整され得る。
【００４６】
量子閉じ込め構造が適切な波長変換特性又は波長放射特性を有するという条件で、任意の種類の量子閉じ込め構造が本発明の実施形態に関連して使用され得る。しかし、環境安全及び環境への懸念のため、カドミウムを含まない量子閉じ込め構造又は少なくともカドミウム含有量が比較的低い量子閉じ込め構造を使用することが好ましい場合がある。
【００４７】
カドミウムを含む量子ドットは、１５ナノメートル又は２０ナノメートル（ＦＷＨＭ）までのスペクトルピークを有する光を放射することができる。カドミウムを含まない量子ドットは、２５ナノメートル又は３０ナノメートル（ＦＷＨＭ）までのスペクトルピークを有する光を放射することができる。狭帯域発光ルミネッセント材料である希土類金属錯体の一例は、例えば約５ナノメートル（ＦＷＨＭ）のスペクトルピークを有するＥｕ２（ｄｂｔ）３・４Ｈ２Ｏ等のランタニド錯体である。
【００４８】
本発明の実施形態に関連して使用されるルミネッセント材料は、例えば比較的狭いスペクトル放射特性によって特徴付けられ得る量子ドット、量子ロッド、量子テトラポッド、ナノ結晶、希土類金属錯体、及び蛍光体を含む群からの材料の何れか１つを含む。
【００４９】
本願のコンテキストでは、ルミネッセント材料は、ルミネッセンスによって励起されることに応じて発光を示し若しくは実現する材料、要素、又は物質として理解されるべきである。
【００５０】
波長選択素子は、例えば第２の波長範囲が第１の波長範囲に対してストークスシフトされた状態で第１の波長範囲内の光を第２の波長範囲内の光に変換するように構成され又は変換することができるルミネッセント材料を含む、波長変換部材又は波長変換材料を含むことができ、又はそれらによって構成され得る。代替的に又は追加で、波長変換材料又は波長変換部材は、蛍光プロセス及び／又は燐光プロセスに応じて発光を示し又は実現するように構成され得る。
【００５１】
本願のコンテキストでは、「ライトフィールド」とは空間内の光線の集合及び／又は束を意味し、そのそれぞれの光線は開始点、方向、強度、及び分光分布を有する。
【００５２】
本願のコンテキストでは、方向の均一性とは、ライトフィールド内の光線の集合内の個々の光線の方向が同様であることを意味する。
【００５３】
本発明の更なる目的及び利点が例示的実施形態によって以下で説明される。
【００５４】
本発明は、特許請求の範囲の中で列挙される特徴のあり得る全ての組合せに関係することを指摘しておく。添付の特許請求の範囲及び本明細書の説明を検討すれば、本発明の更なる特徴及び利点が明らかになる。本明細書で説明される実施形態以外の実施形態を作り出すために、本発明の様々な特徴が組み合わせられても良いことを当業者なら理解されよう。
【００５５】
本発明の例示的実施形態が、添付図面に関して以下で説明される。
【００５６】
全ての図面は必ずしも縮尺通りではなく概略的であり、本発明の実施形態を説明するのに必要な部分だけを概して示し、他の部分は省略され又は単に示唆され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図２】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図３】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図４】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図５】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図６】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図７】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図８】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図９】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図１０】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図１１】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図１２】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図１３】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【図１４】本発明の例示的実施形態による集光器の側面から見た概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
次に本発明が添付図面を参照して以下で説明され、添付図面では本発明の例示的実施形態が示されている。但し、本発明は多くの異なる形態で具体化されても良く、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は本開示が本発明の範囲を当業者に伝えるように例として示されている。
【００５９】
図１〜図１４は、本発明の例示的実施形態による集光器１１の側面から見た概略的断面図である。別段の定めがない限り、図１〜図１４では、同一の参照番号が、同じ又は同様の機能を有する同じ又は同様の構成要素を指す。
【００６０】
図１を参照し、集光器１１は照明素子１を含み、照明素子１のそれぞれは、互いに独立に発光するように構成され又は発光することができる。図１では、照明素子１によって放射された光が参照番号３２によって概略的に示されている。図１では、照明素子１のうちの１つだけが参照番号１によって示されている。照明素子１の少なくとも１つが、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、レーザダイオード等のソリッドステート発光体を含むことができ、又はかかるソリッドステート発光体によって構成される。但し、他の種類の発光体が利用されても良い。これらの図面の集光器１１は幾つかの照明素子１を含むが、集光器１１は照明素子を１つだけ含んでも良いことが理解されるべきである。更に、これらの図面内で示されている集光器１１に含まれる照明素子１の数は実施例によるものであり、集光器１１は図中に示されているよりも多くの又は少ない照明素子１を含み得る。
【００６１】
集光器１１は、例えば多層反射体、ダイクロイック反射体、光学ノッチフィルタ、及び／又は干渉フィルタを含み得る若しくはそれらによって構成され得る光学フィルタ３を含む。光学フィルタ３は、被選択波長放射帯内の波長を有する光を光導入面４を介して受けるように配置される。
【００６２】
照明素子１は、被選択波長放射帯内の波長を有する光を放射するように構成され得る。照明素子１は、約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満の半値全幅を有する光を放射するように構成され得る。照明素子１は、例えばＬＥＤ、ＯＬＥＤ、レーザダイオード等のソリッドステート発光体を含むことができ、又はかかるソリッドステート発光体によって構成され得る。照明素子１のスペクトル光ピークの最大強度間の距離が約１０ｎｍを上回らないように、約５ｎｍを上回らないように、又は約２ｎｍを上回らないように、照明素子１は「まとめられ」得る。
【００６３】
光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光が被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、光学フィルタ３を介して光導入面４上に入射する光を選択的に透過し、光導出面５を介してその光を出力するように構成される。光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光の入射角に波長透過帯の特性が少なくとも部分的に依存するように構成される。光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光の被選択入射角に関する波長透過帯が、波長放射帯と少なくとも部分的に重複するように構成される。それにより、選択された光入射角に等しい又はその範囲内の入射角で光導入面４上に入射する光が光学フィルタ３を介して透過される。
【００６４】
集光器１１は、光方向変換素子６を含む。光方向変換素子６は、光導出面５を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように光導出面５に関連して配置される光方向変換面７を有する（図１では光が破線の矢印によって示されている）。光方向変換素子６又は光方向変換面７は、光方向変換面７に当たった光の向きを変えるように構成される。光方向変換素子６の様々な構成又は実装が単独で、又は任意の組合せで可能である。光方向変換素子６は、例えば層や被膜として実現される。光方向変換素子６については他の図面に関して以下で更に説明される。
【００６５】
集光器１１は光ガイド領域８を含む。光ガイド領域８は、少なくとも光方向変換面７及び光導出面５によって境界が定められる。光ガイド領域８は、光導出面５を介して導出される光（図１では光が破線の矢印によって示されている）を光出口領域９の方に導くことを助け、光は光出口領域９を介して集光器１１を出ることができる。光ガイド領域８については他の図面に関して以下で更に説明される。
【００６６】
図２を参照し、集光器１１は、図２内の参照番号１０によって概略的に示されている構成を含み、かかる構成は、それぞれ、互いに独立に発光するように構成され又は発光することができる照明素子１を含む。図２では、照明素子１によって放射された光が参照番号３２によって概略的に示されている。図２では、照明素子１のうちの１つだけが参照番号１によって示されている。照明素子１の少なくとも１つが、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、レーザダイオード等のソリッドステート発光体を含むことができ、又はかかるソリッドステート発光体によって構成され得る。但し、他の種類の発光体が利用されても良い。
【００６７】
これらの図面の構成１０又は集光器１１は幾つかの照明素子１を含むが、構成１０又は集光器１１は照明素子を１つだけ含んでも良いことが理解されるべきである。更に、これらの図面内で示されている構成１０又は集光器１１に含まれる照明素子１の数は実施例によるものであり、構成１０又は集光器１１は図中に示されているよりも多くの又は少ない照明素子１を含み得る。
【００６８】
構成１０は、照明素子１によって放射された光の少なくとも一部を受け又は吸収するように配置される波長選択素子２を含む。波長選択素子２は、照明素子１によって放射された光を受け又は吸収することに応答し、被選択波長放射帯内の波長を有する光を出力するように構成される。図２並びに図３〜図１４は集光器１１内の波長選択素子の使用を示すが、波長選択素子は任意選択的であり必須ではないことが理解されるべきである。例えば図１に関して上記で説明された本発明の実施形態に言及する。
【００６９】
波長選択素子２は、例えばルミネッセント材料を含むことができ、ルミネッセント材料は照明素子１によって放射された光の少なくとも一部を吸収し、それに応答して（即ち光を受け又は吸収することに応答して）被選択波長放射帯内の波長を有する光を出力し又は放射するように構成される。ルミネッセント材料は、例えば量子閉じ込め構造、ランタニド錯体、希土類金属元素、及び蛍光体の群から選択される少なくとも１つの要素を含む。
【００７０】
図６〜図９に示されているように、波長選択素子２に対する複数の照明素子１の様々な構成が可能である。
【００７１】
例えば図６に示されているように、照明素子１を覆うように又は照明素子１上に位置付けられるように、波長選択素子２は例えば照明素子１に対する所謂近接モード又は構成で配置され得る。
【００７２】
別の実施例によれば、図７に示されているように、波長選択素子２は照明素子１に対する所謂付近モード又は構成で照明素子１から隔てて配置され得る。例えば何らかの適切な光学的結合手段又は光学的接続手段によってブリッジされ得る距離は、例えば約１０ｍｍ未満とすることができる。
【００７３】
別の実施例によれば、図８に示されているように、波長選択素子２は照明素子１に対する所謂遠隔モード又は構成で照明素子１から比較的長い距離を隔てて配置され得る。図８に示されている実施形態の実施例では、距離は例えば１ｃｍから１０ｃｍの間である。
【００７４】
図２を更に参照し、構成１０は、例えば多層反射体、ダイクロイック反射体、光学ノッチフィルタ、及び／又は干渉フィルタを含み得る若しくはそれらによって構成され得る光学フィルタ３を含む。光学フィルタ３は、波長選択素子２によって出力された光の少なくとも一部を光導入面４を介して受けるように配置される。光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光が被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、光学フィルタ３を介して光導入面４上に入射する光を選択的に透過し、光導出面５を介してその光を出力するように構成される。
【００７５】
光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光の入射角に波長透過帯の特性が少なくとも部分的に基づくように構成される。
【００７６】
光学フィルタ３は、光導入面４上に入射する光の被選択入射角に関する波長透過帯が、波長放射帯と少なくとも部分的に重複するように構成される。それにより、選択された光入射角に等しい又はその範囲内の入射角で光導入面４上に入射する光が光学フィルタ３を介して透過される。
【００７７】
多層反射体及びダイクロイック反射体の概念はそれ自体当技術分野で知られている。例えば、多層反射体又はダイクロイック反射体は、高屈折率と低屈折率とが交互に重なる層を有する多層スタックを含む。多層反射体又はダイクロイック反射体は、その透過波長帯又は反射波長帯が原則的に任意の（例えば中心波長によって定められる）位置及び幅を有し得るように、及び透過特性が多層反射体又はダイクロイック反射体に当たった光の入射角に依存し得るように作られる。
【００７８】
図９に示されている別の実施例によれば、波長選択素子２が光学フィルタ３の比較的近くに配置される。例えば、波長選択素子２と光学フィルタ３とが、幾らかの中間構成要素がその間に配置され又は挟まれた状態で、スタック又は層状構造を形成する。
【００７９】
集光器１１は、光方向変換素子６を含む。光方向変換素子６は、光導出面５を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように光導出面５に関連して配置される光方向変換面７を有する（図２では光が破線の矢印によって示されている）。光方向変換素子６又は光方向変換面７は、光方向変換面７に当たった光の向きを変えるように構成される。
【００８０】
光方向変換素子６の様々な構成又は実装が単独で、又は任意の組合せで可能である。光方向変換素子６は、例えば層や被膜として実現される。
【００８１】
光方向変換素子６は、例えば反射性の光散乱要素、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、及び／又はＢａＳＯ４粒子を含む反射性の光散乱層や被膜を含むことができ、又はそれらによって構成される。光方向変換素子６又は反射性の光散乱要素は、光方向変換面７に対して垂直な方向に沿って光方向変換素子６に当たった光をほぼ全ての角度に散乱させることができるように、及び光方向変換面７に対して比較的小さい入射角で光方向変換素子６に当たった光を少なくとも大部分鏡面的に反射できるように構成される。
【００８２】
別の実施例によれば、光方向変換素子６が代替的に又は追加で、屈折素子１２を含み又は屈折素子１２によって構成される（図１０）。屈折素子１２は、鏡面的に反射する素子に（例えば何らかの中間の光学的結合手段によって直接又は間接的に）結合され又は接続される。図１０に示されているように、屈折素子１２は、光導出面５を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように配置される。屈折素子１２は、光方向変換面７に対して垂直な方向に沿って屈折素子１２又は光方向変換素子６に当たった光をほぼ全ての角度に散乱させることができるように、及び光方向変換面７に対して比較的小さい入射角で屈折素子１２又は光方向変換素子６に当たった光を少なくとも大部分鏡面的に反射できるように構成される。
【００８３】
一実施例によれば、光方向変換素子６が代替的に又は追加で、回折素子１３を含み又は回折素子１３によって構成される（図１１）。回折素子１３は、鏡面的に反射する素子に（例えば何らかの中間の光学的結合手段によって直接又は間接的に）結合され又は接続される。図１１に示されているように、回折素子１３は、光導出面５を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように配置される。回折素子１３は、例えば特定の波長を有さない光に比べ特定の波長を有する光をより大きい反射角で反射できるように適合され得るフォトニック結晶構造を含むことができる。
【００８４】
別の実施例によれば、光方向変換素子６が代替的に又は追加で、一実施例に従ってルミネッセント材料、例えばルミネッセント材料の層や被膜を含む。ルミネッセント材料は、無機材料、有機材料、及び／又は量子閉じ込め構造材料を含む。光方向変換素子６は多層反射体を含む。
【００８５】
集光器１１は光ガイド領域８を含む。光ガイド領域８は、少なくとも光方向変換面７及び光導出面５によって境界が定められている。光ガイド領域８は、光導出面５を介して導出されている光（図２では光が破線の矢印によって示されている）を光出口領域９の方に導くことを助け、光は光出口領域９を介して集光器１１を出ることができる。この実施例では光出口領域９が、光導出面５に対してほぼ垂直である。
【００８６】
例えば図１又は図２に概略的に示されているように、光ガイド領域８は、導入される光の伝搬を例えばその広がりに沿って可能にする導光体８を含む。光ガイド領域８又は導光体８は、例えば光ガイド領域８又は導光体８とその外部との間の境界面におけるＴＩＲ（全反射）による複数回の反射等により、導光体８内の複数回の反射を経ることによって光ガイド領域８又は導光体８内で光が導かれ若しくは伝えられることを助け若しくは可能にするように構成される。図２に示されている実施形態によれば、光出口領域９は、光ガイド領域８又は導光体８の端に配置される面９によって構成される。但し、集光器１１は複数の光出口領域９を含み得る。例えば図３を参照し、集光器１１は、この実施例では互いの反対側に配置される２つの光出口領域９を含む。光ガイド領域８又は導光体８は、例えばＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＰＣ、シリコン、透明ガラス等の高分子材料で作られる。別の実施例によれば、光ガイド領域８は、空気等の任意のガスで満たされる又は実質的に真空である空隙を含み又はかかる空隙によって構成される。
【００８７】
光方向変換面７に当たり、（ほぼ）光出口領域９の方向に光方向変換面７によって向きを変えられる光の一部が、光出口領域９に向けての伝搬中に光学フィルタ３によって反射される。従って光学フィルタ３は、図２（更に図１）に示されている光ガイド領域８内の破線の矢印によって示されているように光ガイド領域８内から来て自らに当たった光の反射を可能にするように構成される。
【００８８】
図１〜図１１、図１３及び図１４を参照し、光方向変換面７は光導出面５と平行又はほぼ平行である。この点に関してほぼ平行という表現は、図１２内で示されているように光方向変換面７が光導出面５に対して斜めに配置されることを示す。光方向変換面７を光導出面５に対して斜めに配置すること（又はその逆もしかり）により、光が光ガイド領域８からより容易に出ることができるように、光出口領域９まで光ガイド領域８内で導かれる光を伝搬すること、導くこと、又は伝えることが促進される。角度は、例えば０度から２０度の範囲内で、又は０度から１０度の範囲内で選択される。
【００８９】
光ガイド領域８は、原則的に任意の形状及び任意の寸法を有することができる。例えば平面形状を示す本発明の実施形態を描く図４及び図５を参照し、光ガイド領域８は原則的に任意の長さＬ（図４）及び任意の高さＨ（図５）を有することができる。実施例によれば、Ｌは約１ｃｍから２０ｃｍの間又は約３ｃｍから６ｃｍの間とすることができ、Ｈは約０．１ｃｍから３ｃｍの間、約０．１ｃｍから２ｃｍの間、又は約０．１ｃｍから０．５ｃｍの間とすることができる。光ガイド領域８は原則的に任意の幅Ｗ（即ち図１〜図１４に示されている断面に対して垂直方向の幅Ｗ）を有することができる。Ｗは約０．１ｃｍから１ｃｍの間、約０．１ｃｍから０．５ｃｍの間、又は約０．１ｃｍから０．３ｃｍの間とすることができる。
【００９０】
図中に示されている実施形態による波長選択素子２、光学フィルタ３、及び光方向変換素子６は全て平面形状又は層状構造を示すが、これは本発明の実施形態を説明するための実施例によるものに過ぎないことに留意すべきである。波長選択素子２、光学フィルタ３、及び光方向変換素子６のそれぞれが、特定の応用で望まれ又は必要とされる任意の形状又は幾何学的構成を原則的に示し得ると考えられる。例えば、波長選択素子２、光学フィルタ３、及び光方向変換素子６が板状である例示的事例では、それらの要素は平面である必要はなく、異なる程度に少なくとも部分的に湾曲させられる。
【００９１】
図１、図２、及び図３に示されている実施形態によれば、集光器１１は、照明素子１によって放射された光を反射できるように構成される内面１５を有し得る混合チャンバ１４を含む。
【００９２】
図１、図２、及び図３に示されている実施形態によれば、集光器１１は、照明素子１を作動させることによって生じる熱を集光器１１から遠ざけるように構成される伝熱手段１７を含む。伝熱手段１７は、例えば放熱器や熱拡散器等を含み得る。図１、図２、及び図３に示されているように、伝熱手段１７は混合チャンバ１４の外面１６に接続される。
【００９３】
図４〜図１４は混合チャンバ又は伝熱手段を含まないが、図１、図２、又は図３に示されているのと同様に又はそれらの図面にあるように、混合チャンバ及び／又は伝熱手段は図４〜図１４に示されている集光器１１の何れにも含まれ得ることが理解されるべきである。
【００９４】
波長選択素子２は、様々な波長放射帯を示し得る複数の部品又は部分を含み得る。
【００９５】
図１３を参照し、波長選択素子２は、照明素子１によって放射された光の少なくとも一部を受けるように構成される４つの波長選択部分１８〜２１を含む。図１３に示されている本発明の実施形態によれば、各波長選択部分１８〜２１が対応する照明素子１によって放射された光を受けるように構成されるが、これは必須ではない。例えば、波長選択部分１８、１９及び波長選択部分２０、２１は、２つの異なる照明素子から放射された光をそれぞれ受けるように構成される。図１３では波長選択部分１８〜２１の数が４だが、これは一実施例によるものに過ぎない。原則的に任意の数、例えば１つ、２つ、３つ、５つ、又は６つ以上の波長選択部分がある。波長選択部分１８〜２１は、光を受けることに応答し、選択されたそれぞれの波長放射帯内の波長を有する光を出力するように構成される。
【００９６】
光学フィルタ３は、複数の部品又は部分を含む。図１３を更に参照し、光学フィルタ３は２つの部分２２、２３を含むことができ、それらの部分２２、２３のそれぞれは波長選択部分１８〜２１に対応する。図１３に示されているように、光学フィルタ３の各部分２２、２３は、波長選択部分１８〜２１によって出力された光の少なくとも一部を光導入面２４、２５を介して受けるように構成され、光導入面２４、２５上に入射する光が選択されたそれぞれの波長透過帯内の波長を有することを条件として、光導入面２４、２５上に入射する光を光学フィルタ３を介して選択的に透過し、光導出面２６、２７を介してその光を出力するように構成される。
【００９７】
集光器１１は幾つかの光ガイド領域を含むことができ、光学フィルタから出力された光に対する光出口領域９におけるエタンデュを保ち又はほぼ保ちながら、そのそれぞれから比較的高強度の光が集光器１１を出て行くことが実現され又は果たされる。
【００９８】
例えば図１４に示されている本発明の実施形態によれば、構成１０は、２つの波長選択素子２、２８と２つの光学フィルタ３、２９とを含む。光学フィルタ３、２９のそれぞれは、波長選択素子２、２８の一方に対応する。例えば図１３に示されているように、光学フィルタ３は波長選択素子２に対応し、光学フィルタ２９は波長選択素子２８に対応する。光学フィルタ３、２９及び波長選択素子２、２８のうちの対応するもののそれぞれは上記で説明されたように、例えば図２又は図３に関して上記で説明されたように、互いに連携して動作するように配置され構成される。集光器１１は、２つの光方向変換素子６、３０を含む。光方向変換素子６、３０のそれぞれは、光学フィルタ３、２９の一方に対応する。例えば図１３に示されているように、光方向変換素子６は光学フィルタ３に対応し、光方向変換素子３０は光学フィルタ２９に対応する。光方向変換素子６、３０のそれぞれは、対応する光学フィルタ３、２９の光導出面５を介して導出される光の少なくとも一部を受けるように対応する光学フィルタ３、２９の光導出面５に関連して配置され、且つ光方向変換面７に当たった光の向きを変えるように構成される光方向変換面７を有する。これにより集光器１１は２つの光ガイド領域８、３１を含み、そのそれぞれは、少なくとも対応する光方向変換素子６、３０の光方向変換面７及び対応する光学フィルタ３、２９の光導出面５によって境界が定められる。
【００９９】
図１４に関して上記で説明されたのと同じ又は同様の原理に従い、構成１０が３つ以上の波長選択素子及び３つ以上の光学フィルタを含み得ること、及び集光器１１が３つ以上の光方向変換素子を含み得ることが理解されるべきである。従って、集光器１１は３つ以上の光ガイド領域を含み得る。
【０１００】
図面は概略的であり、本発明の実施形態の原理を理解するのに有用な部品又は部分だけを概して示し、他の部品又は部分は省略され若しくは単に示唆され得ることが理解されるべきである。例えば集光器１１は、照明素子１に給電し且つ／又は照明素子１を動作させるための配線、駆動回路、電源等の構成要素を含み得る。別の実施例によれば、集光器１１は構成要素を光学的に結合し又は接続するための、例えば光ガイド領域８又は導光体８を光方向変換素子６及び光学フィルタ３のそれぞれに光学的に結合し又は接続するための、光学的結合部材又は要素を含み得る。但し、かかる構成要素は図中に示されていない。
【０１０１】
結論として、被選択波長放射帯内の波長を有する光を受けるように配置され、光学フィルタ上に入射する光が被選択波長透過帯内の波長を有することを条件として、光学フィルタを介して光を選択的に透過し、その光を出力するように構成される光学フィルタを含む、集光器が開示された。光学フィルタは、光学フィルタ上に入射する光の被選択入射角に関する波長透過帯が波長放射帯と少なくとも部分的に重複することにより、選択された光入射角に等しい又はその範囲内の被選択入射角で光学フィルタ上に入射する光が光学フィルタを介して透過され得るように構成される。光学フィルタは、多層反射体及び／又はダイクロイック反射体を含み得る。集光器は光ガイド領域を含むことができ、光ガイド領域は少なくとも光方向変換面及び光学フィルタの光導出面によって境界が定められており、光学フィルタから導出される光を少なくとも１つの光出口領域の方に導くためのものであり、光は光出口領域を介して集光器を出ることができる。かかる集光器を含む照明装置も開示された。
【０１０２】
本発明が添付図面及び上記の説明の中で説明されてきたが、かかる説明は制限的ではなく説明的又は例示的と見なされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示された実施形態に対する他の改変形態が当業者によって理解され、もたらされ得る。添付の特許請求の範囲では、「含む」という語は他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数形を排除しない。或る手段が互いに異なる従属請求項の中で列挙されているという単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に使用されてはならないことを示すものではない。特許請求の範囲の中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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