CN110869669B

CN110869669B - 聚光器模块

Info

Publication number: CN110869669B
Application number: CN201880045347.4A
Authority: CN
Inventors: C·G·A·霍埃伦; S·E·卡迪杰克; L·J·L·黑嫩; 李昀
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: EP3649399B1; US20200218001A1; US10823893B2; CN110869669A; EP3649399A1; WO2019008099A1; JP2020526875A; JP6818168B2

Abstract

本发明提供了一种照明设备(1)，其包括光源和发光元件(5)，光源被配置为提供光源光，发光元件(5)包括细长透光本体(100)，细长透光本体(100)包括侧面(140)，其中细长透光本体(100)包括发光材料(120)，该发光材料(120)被配置为将光源光(11)的至少一部分转换为发光材料辐射(8)，该光源光(11)选自由细长透光本体(100)接收的UV、可见光和IR中的一者或多者。侧面包括辐射输入面(111)，并且本体进一步包括限定本体的长度的第一面(141)和第二面(142)，其中第二面包括第一辐射出射窗(112)。侧面包括具有半径r的曲率，并且发光材料的浓度被选择使得光源光的至少80％在距侧面的第一长度x内被吸收，其中适用x/r＜＝0.4。

Description

聚光器模块

技术领域

本发明还涉及包括细长透光本体的照明设备，该照明设备诸如用于在包括这种细长透光本体的投影仪中使用，或者用于在包括这种细长透光本体的舞台照明中使用。本发明还涉及投影***或灯具。

背景技术

发光棒在本领域中是已知的。例如，WO2006/054203描述了一种发光设备，该发光设备包括至少一个LED和至少一个转换结构，该至少一个LED发射在>220nm至<550nm的波长范围中的光，该至少一个转换结构朝向至少一个LED放置而没有光学接触，该至少一个转换结构将来自至少一个LED的光至少部分地转换为在>300nm至≤1000nm的波长范围中的光，其特征在于，至少一个转换结构具有>1.5且<3的折射率n并且比率A:E>2:1且<50000:1，其中A和E被如下限定：至少一个转换结构包括至少一个入口表面和至少一个出射表面，在该至少一个入口表面处由至少一个LED发射的光可以进入转换结构，在该至少一个出射表面处光可以离开至少一个转换结构，至少一个入口表面中的每个入口表面具有入口表面面积，(多个)入口表面面积被编号为A₁...A_n，并且至少一个出射表面中的每个出射表面具有出射表面面积，(多个)出射表面面积被编号为E₁...E_n，并且至少一个入口表面面积中的每个入口表面面积之和A为A＝A₁+A₂...+A_n，并且至少一个出射表面面积中的每个出射表面面积之和E为E＝E₁+E₂...+E_n。

US5259046公开了一种Si基光纤，该Si基光纤具有芯和围绕芯的包层。芯包含荧光掺杂物，并且该荧光掺杂物具有环状分布，其中浓度最大值不在芯的中心处，而是通常在中心与芯/包层界面之间。新颖的波导对于截止波长中的变化和/或泵浦功率的模态分布可以相对不敏感。

US4884860 A公开了一种发光纤维标记物，其包括线性同轴透镜和一对共线且同轴的光学波导，该线性同轴透镜具有细长的薄圆柱形磷光层，该对共线且同轴的光波导将薄圆柱形磷光层夹在其中间，使得沿其长度撞击在所述圆柱形磷光层上的光被诱导以将所述辐射能量存储在所述光中，并且将具有与撞击在所述圆柱形磷光层上的光不同的波长的辐射发射到两个所述光波导中。

US2009/257242 A1公开了一种发光设备，并且该发光设备包括在来自诸如激光或LED的主光源的光发射入射到光致发光材料上之前，在空间中分布该光发射。光致发光材料发射在可见光中的二次发射。发光设备利用光波导来耦入来自主光源的光，并且以受控的方式在空间中分布经耦入的光以泵浦光致发光材料。

发明内容

高亮度光源对于包括聚光灯、舞台照明、前照灯和数字光投影等的各种应用而言是令人感兴趣的。为了该目的，可以利用所谓的聚光器，其中在高度透明的发光材料中较短波长的光被转换为较长波长。这种透明发光材料的棒可以由LED和/或激光二极管(LD)照射，以在棒内产生较长波长。经转换的光在波导模式中将停留在发光材料(诸如(三价铈)掺杂的石榴石)中，然后可以从(较小的)表面中的一个表面中提取出来，从而导致强度增益。

在实施例中，聚光器可以包括磷光体掺杂的高折射率石榴石的矩形条(棒)，该矩形条(棒)能够将蓝色光转换为绿色光并且将该绿色光聚集在小光学扩展量输出光束中。矩形条可以具有六个表面：在条的长度上形成四个侧壁的四个大表面，以及在条的端部处的两个较小表面，其中这些较小表面中的一个较小表面形成“鼻部”，在该“鼻部”处所期望的光(例如，使用光学元件)被提取。

在例如蓝色光辐射下，假设某些包括铈的石榴石应用，在磷光体开始向所有方向发射绿色光之后，蓝色光激发磷光体。由于磷光体通常被嵌入高折射率条中，因此经转换的(绿色)光的主要部分被困到高折射率条中，并且被波导到条的鼻部处，在该鼻部处(绿色)光可以离开条。生成的(绿色)光的量正比于泵浦进入到条中的蓝色光的量。条越长，可以应用以泵浦条中的磷光体材料的蓝色LED(发光二极管)和/或激光二极管越多，并且可以使用的用于增加在条的鼻部处离开的(绿色)光的亮度的蓝色LED和/或激光二极管的数目越大。但是，经磷光体转换的光可以分解为两部分。

第一部分由第一类光线组成，这些光线将以大于临界反射角的角度撞击条的侧壁。这些第一光线被困在高折射率条中，并且将穿过到达条的鼻部，在该鼻部处这些第一光线可以作为***的所期望的光离开。

可以在例如HLD(高流明密度)光源中使用的聚光器(在本文中还被指示为“细长透光本体”、“透射本体”、“发光会聚器”、“发光本体”或“棒”)可以具有矩形横截面，并且来自外部的(蓝色LED和/或激光二极管)光可以耦入到棒中，并且由磷光体转换为较长波长的光。磷光体的光发射是随机地全向的。这意味着光的一部分通过穿过棒的四个长侧面中的一个长侧面的透射来立即离开棒。该光作为全部发射光的一部分由四个光锥的立体角给出，其中与4π的总立体角相比，光与棒表面的夹角小于临界TIR角。

对于基于YAG或类似石榴石材料的聚光器(参见下文)，折射率接近于1.84，并且四个锥体的立体角合计占据整个空间的32％(不考虑重新吸收)。假设没有重新吸收，该光可以(大部分地)被视为所损失的光，因为即使棒周围的反射器也无法使光进入棒中的全内反射(TIR)。重要的是要注意到，在棒中光生成的位置与相对的光部分无关。

特别地，聚光器可以结合用于改进来自会聚器的光的耦出和/或用于光束成形的光学元件使用。这种光学元件的一种选择是光学会聚器元件，例如复合抛物面会聚器(CPC)(同样参见下文)。

当使用高指数CPC时(在n_rod＝1.84的情况下，n_CPC>1.55)，取决于确切的位置，在非常靠近CPC处生成的光中的一些光可以是非TIR的，或者可以经由CPC被耦出。

因此，对于具有n＝1.52CPC的聚光器，可以辨别出三个光部分，即锥体中的非TIR光，其直接透射穿过四个长侧面中的一个长侧面。

锥体中的与棒的长轴线(z轴线)对齐的光，该光有时被称为TIR至鼻部的光，因为该光在棒中处于TIR，直到其撞击CPC为止,并且该光透射穿过CPC。进入CPC的光线与z轴线的夹角小于适用于n_rod-n_CPC组合的临界TIR角。锥体中的被引导朝向尾部的光可以经由TIR或经由菲涅耳(Fresnel)或经由外部反射镜(参见下文)至少部分地在尾部处反射，并且还在CPC处离开棒。

剩余的光部分处于TIR，并且(理论上，在理想的棒中)这些光线无法从棒中逸出。该部分有时被称为闭锁TIR光(locked-in TIR light)(按照“闭锁综合征”)。

在n_CPC＝n_rod的情况下，该闭锁光部分III不存在，处于TIR的所有光都经由CPC离开棒。

在n_CPC<n_rod的情况下，存在闭锁光，但是实际上，光不会永远被包含在棒中，而是在一定长度后被散射，或者再次被重新吸收和重新发射，并且如果这随机地发生，则最终光被重新分布到部分I和II。在通过散射将光完全随机化的情况下，部分I和II也是用于闭锁光的重新分布的权重因子。这还在下文中在表格中指示。

取决于棒的折射率，棒(到目前为止具有矩形横截面)预计具有最大的光学效率。如果光学效率被定义为进入CPC的发光材料光与在细长透光本体中生成的全部发光材料光之比，在n_rod＝n_CPC＝1.84的情况下，所认为的最大值为68％，并且在n_rod＝1.84并且n_CPC＝1.52(玻璃)的情况下，所认为的最大值较低，约为57％。在后一种情况下，闭锁部分(III)的一部分经由散射或经由重新吸收和重新发射转化为TIR至鼻部部分(II)。

因此，本发明的一个方面是提供一种包括发光会聚器的备选照明设备，该备选照明设备优选地进一步至少部分地消除了上面所描述的缺点中的一个或多个缺点和/或可以具有相对较高的效率。本发明可以以克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点，或者提供有益的备选方案作为目标。

似乎在圆棒中，三个光部分具有不同的值。如果光在棒的中心的某处生成，则光部分I(非TIR)是高的。光部分II仍然与针对矩形棒的情况相同，并且实际上闭锁光是不存在的。此外，出人意料地，似乎在n_rod＝1.84的情况下，如果光在棒的皮(skin)中生成(皮厚度＝0)，则直接从棒中逸出的光部分(非TIR)仅为16％。如果光在皮上生成，则对于圆形棒和矩形棒，到与皮垂直的两侧的非TIR锥角是相同的，这可以通过简单的测角法证明。因此，皮生成的光的非TIR部分恰好是矩形棒中非TIR部分的一半。对于圆形棒和矩形棒，非TIR损失已经被解析地建模。假设将在距壁距离x处生成光，则非TIR部分随着与壁的相对距离而增加，如比率x/r所示，这仅适用于圆形棒。此外，出人意料地，似乎达大约x/r＝0.4，与矩形棒相比，对于圆形棒存在较低的非TIR损失。对于2mm直径的圆形棒，这是达0.4mm的深度。

上述的考虑不仅可以适用于作为在发光会聚器下游的光学元件的基本上块状的CPC，而且还可以适用于其他光学元件，诸如圆顶、楔形结构、中空CPC等。

因此，在一个方面中，本发明提供了一种照明设备，该照明设备包括光源和发光元件，该光源被配置为提供光源光，该发光元件包括细长透光本体，细长透光本体包括侧面，其中(i)细长透光本体包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；(ii)侧面包括具有半径(r)的曲率；并且(iii)发光材料的浓度被选择为使得在一个或多个辐射波长处的光的至少50％(诸如至少60％，例如至少70％，特别地至少80％)在从侧面起的第一长度(x)内被吸收，其中在特定实施例中特别地适用x/r≤0.4。细长透光本体包括辐射输入面和第一辐射出射窗。发光材料被配置为将在辐射输入面处接收的光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，并且发光元件被配置为在第一辐射出射窗处将发光材料辐射的至少一部分作为转换器辐射耦出。细长透光本体具有限定细长透光本体的长度的第一面和第二面；其中侧面包括辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗。

在中空透光本体的情况下，或者在在本体的外部区域中具有高发光材料浓度并且在本体的较内部部分(诸如芯)具有较低浓度(包括零)的透光本体的情况下，发光材料的浓度可以较低，因为未被吸收的辐射可以从本体逸出，但是再次被吸收。因此，假设侧面的垂直辐照来自透光本体的外部，而不是来自腔中的内部，发光材料的浓度还可以被选择使得辐射的至少50％(诸如光源的辐射的至少60％，例如至少70％，特别地至少80％)被吸收。在这里，垂直辐射可以因此特别地包括：传播通过具有相对高的浓度的第一区域，并且在从本体的另一部分发出之前还传播通过具有相对高的浓度的第二区域。因此，在特定实施例中，对于该配置，还可以选择发光材料的浓度，使得总计至少50％(诸如至少60％，例如至少70％，特别地至少80％)在从(外)侧面起的第一长度(x)内被吸收，其中在特定实施例中特别地适用x/r≤0.4，其中r指代中空透光本体的外表面的半径。

使用这种元件，当透射本体被光源光照射时，以更高效的方式提供从透射本体逸出的光可以是可能的，该光源光至少部分地由透射本体所包括的发光材料进行转换。与在具有矩形横截面的发光本体中相比，耦出可以较高。

特别地，选择发光材料的浓度，使得在一个或多个辐射波长处的光的至少50％(诸如至少60％，例如至少70％，特别地至少80％)在从侧面起的第一长度(x)内被吸收，其中特别地适用x/r≤0.4。

在实施例中，半径(r)选自0.1mm至200mm(诸如0.2mm至200mm，例如特别地0.25mm至50mm，诸如0.5mm至50mm)的范围。当应用蓝色光源时，特别地发光材料在蓝色中吸收。或者正好相反，当发光材料在蓝色中吸收时，特别地，可以应用在蓝色中发射的光源。在特定实施例中，选择发光材料的浓度，使得蓝色的光的至少90％在从侧面起的第一长度(x)内被吸收，其中适用x/r≤0.4，并且其中第一长度(x)等于或小于5mm。在特定实施例中，x/r≤0.3，诸如x/r≤0.2。但是，特别地，x/r≥0.01，诸如x/r≥0.02。

在这里，特别地至少侧面可以由光源辐照。

如上所述，侧面包括具有半径(r)的曲率。当本体包括多个侧面时，诸如在具有矩形的本体带有一个弯曲面的情况下，至少弯曲的侧面可以用光源进行辐照。一个或多个侧面可以包括半径，该半径可以是不同的或可以是相同的；特别地它们可以是相同的。半径特别地关于本体轴线被限定。此外，侧面可以包括多个曲率。通常，但是，对于单个侧面的不同曲率的数目是有限的，或者半径位于有限范围内(诸如彼此之间相差在距平均值大约5％内)，或者只有一个半径值。

在特定实施例中，侧面具有凸形。此外，特别地，多个凸形侧面可以是可用的。但是，在其他实施例中，基本上存在具有曲率的单个侧面。当应用具有圆形横截面的棒时，尤其如此。

在实施例中，发光元件的细长本体特别地包括第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面中的一个侧面是凸的，而另一个侧面是凹的，并且后者限定了腔。例如，当应用凹形或凸形本体时可以是这种情况，从而在实施例中凸侧面和凹侧面可以是可用的。特别地，在实施例中，细长透光本体可以具有管状形状，该管状形状具有由细长透光本体围绕的腔。为了更高的耦出效率，可以用(另一种材料)填充腔。因此，在实施例中，腔的至少一部分(特别是整个腔)包括在组分上与细长透光本体的材料的组分不同的透光材料。在特定实施例中，腔中的透光材料具有与透光本体的透光材料相等或者比透光本体的透光材料低的折射率。合适的填料的示例可以包括以下材料中的一种或多种材料：MgF₂或CaF₂、硅树脂、玻璃或诸如尖晶石、多晶氧化铝、或蓝宝石、YAG的透明陶瓷、或与第一本体材料类似的但是不含磷光体的材料。材料应该是透明的，但是可以是非晶的、多晶的或单晶的。

以这种方式，可以获得如下本体，该本体具有含有高浓度的发光材料的(虚拟)外壳和含有低浓度的发光材料(包括基本上没有发光材料)的芯。例如，含铈石榴石可以被提供作为管，具有基本上相同的石榴石但没有铈的填料。在实施例中，这种具有发光材料的芯-壳配置(其中，在壳中具有较高浓度的发光材料，并且在芯处具有较低浓度(包括零))的本体可以具有基本上由以下限定的分布：一个或多个特定区域具有高浓度，但是所有区域基本上具有相同的浓度；以及一个或多个特定区域具有低浓度(包括零)，但是所有这些区域基本上具有相同的浓度。在实施例中，这可以是一种二元分布。在其他实施例中，分布可以具有层次，从相对高浓度的区域逐渐减小到相对低的浓度(在实施例中包括零)。

在特定实施例中，腔中的透光材料具有与透光本体的材料基本相等的折射率。这可以允许在界面处基本上不存在光的散射。这种***可以通过例如共挤压分别带有和不带有铈的、共烧结成单片式组件的起始材料(诸如绿色团块)来实现。

因此，在实施例中，整个细长透光本体的折射率可以是基本恒定的，但是活化剂(诸如三价铈)可以基本上只存在于被配置作为辐射输入面(还可以指示为光入口窗或光入口面)的壳中。

如上所述，细长本体可以是管状的。但是，细长本体还可以是块状的，并且可以例如具有基本上圆形的横截面。因此，在实施例中，细长透光本体具有细长轴线(BA)和垂直于细长轴线(BA)的圆形横截面。

在这里，特别地，细长透光本体具有限定细长透光本体的长度(L)的第一面(或“第一端面”)和第二面(或“第二端面”)；其中侧面包括辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗。

假设例如实心圆形细长透光本体，在棒的“皮”中生成的光可以由充当一种光导的细长透光本体来运载。与主轴线(“本体轴线”或“细长轴线”)对齐或与主轴线成小角度的光经由CPC耦出。还存在大部分光的沿着棒的圆周移动，而只有小分量沿着主轴线，因此这些光线遵循一种螺旋模式。当这些光线由CPC耦出时，光线与轴向(z-)方向成很大的角度，并且大大增加了光学扩展量的值。但是，光学扩展量的低的值对于模块的良好性能至关重要。在n_CPC<n_rod的情况下，棒中的许多光无法经由侧面(非TIR)或经由外端(TIR至鼻部)从棒中逸出，而是该光是“闭锁的”。在尾部或CPC处的侧面或平坦表面上的反射不会改变闭锁光线的该属性。散射(体积散射或表面散射)可以以如下方式改变方向，使得闭锁光线可以逸出到侧面或逸出到CPC。原则上，根据非TIR光和TIR至鼻部光的立体角，闭锁光的通过随机散射在这两个路径上的重新分布具有权重因子。因此，闭锁光的一部分朝向侧面损失。

出人意料地，似乎如果棒的一端或两端是有刻面的，则在刻面中一个刻面上反射之后，“螺旋”光线更好地与主轴线对齐。由此，闭锁光重新分布不再是“随机地”在非TIR和TIR至鼻部上的，而是增大了TIR至鼻部部分，从而提高了模块的效率。输出光的光学扩展量也得到改进。但是，与此同时，轴向地朝向反射镜的光受到影响。如果刻面的倾斜度太大，则刻面可以对整体性能具有净负面影响，所以需要小的角度导致刻面之间的纽结上至少大约100°(诸如至少大约120°，例如170°)的顶角。此外，出人意料地，似乎为了将反射镜放置在棒的一个外端处，使总数尽可能低可以是有益的，该总数可以仅为四个刻面。如果更多地减少刻面总数，则刻面的效果会改变，并且性能的增益会减少。棒端部上的单个刻面是极端情况，这意味着棒端度不垂直于侧面，其是倾斜的。这使得能够容易固定反射镜，但是似乎不太有效。如果CPC具有比棒的折射率低的折射率，则在棒的鼻端(具有出射窗口的端部)处，棒上的刻面结构也是有益的。在实施例中，CPC可以被成形为具有相同的刻面，以在它们之间具有薄的粘合剂层。闭锁光可以在棒上上下反弹，并且对于在外端中的一个外端处的每次反射，光的方向与z轴线更加对齐。对于中空或实心的、圆形或椭圆形的棒，类似的刻面是可能的，通常，使刻面在边缘处更多，而在棒端的中心中更少是有意义的。相同的解决方案可以应用于矩形棒，刻面在棒中心中合并/消失。这似乎还适用于实心矩形棒和中空矩形棒。因此，在实施例中，CPC被特别地成形为具有相同的刻面以与细长透光本体的形状匹配。因此，CPC可以直接附接到透光本体，或者可以通过它们之间的薄粘合剂层结合到透光本体。备选地，CPC具有不同于细长透光本体的圆周形状，这在特定应用中可以是有利的。因此，在实施例中，在具有圆形横截面或非圆形横截面(或非管状横截面)的细长透光本体的一个或多个端部处使用刻面似乎是有利的。

因此，在一个实施例中，发光元件包括细长透光本体，细长透光本体包括侧面，其中：(i)细长透光本体包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；(ii)细长透光本体具有第一面和第二面，该第一面和第二面限定细长透光本体的长度(L)；并且(iii)第一面和第二面中的一个或多个面包括包括表面调制的平面，从而相对于相应平面创建不同的调制角(β)。

如上所述，这种发光元件可以允许来自细长透光本体的光的耦出增大。特别地，平面具有至少两个表面调制，例如楔形的第一面或第二面。甚至更特别地，平面具有至少四个表面调制，诸如四角锥形状的第一面或第二面。但是，在例如四个表面调制的情况下，还可以提供一种棋盘结构或鞍形结构，其中两个面形成顶部并且两个面形成腔。但是，更多的形状是可能的，包括多刻面形状和弯曲形状。此外，第一面或第二面可以具有选自例如正方形、矩形、圆形、卵形、环形等的横截面形状，这进一步增加了用于创建调制的不同选项(进一步参见下文)。

在特定实施例中，平面包括n/cm²个刻面作为调制，其中n选自1至10000(诸如1至1000)的范围。特别地，至少两个刻面具有不同的调制角(β)。因此，可以存在具有相互不同的调制角的两个或更多个子集，但是其中在子集内，调制角可以是相同的。

然而，似乎在一些实施例中，至少四个刻面可以已经改进了耦出和/或射束形状；已经发现增益大幅增大。对于圆形棒，一个刻面可能起作用，但是在仿真中，似乎至少四个刻面可以对耦出和/或射束形状具有期望的影响。对于圆形棒，即对于圆柱形本体，特别地，刻面是径向定向的。对于矩形棒，即使单个刻面也可以提供对增益的积极影响，特别地至少两个刻面，诸如至少四个刻面。

在特定实施例中，特别是当应用弯曲调制时，平面可以包括至少四个不同的调制角(β)。

此外，似乎当细长透光本体具有包括弯曲的横截面(诸如具有圆形横截面(圆形棒))时，特别地，调制平行于半径，并且未被配置有相对于半径的角度。换句话说，调制可以是径向定向的，并且(在特定实施例中)基本上没有径向偏差；特别是当应用大量的刻面(例如至少10个)时，这可以被实现。当应用有限数目的刻面(诸如四个(或更多)刻面)时，可以存在刻面的一些径向偏移。因此，在特定实施例中，细长透光本体具有细长轴线(BA)，侧面包括具有半径(r)的曲率；并且调制具有相对于到细长轴线(BA)的垂线(r1)的角度(γ)，角度(γ)选自0-90°的范围内，诸如0-80°，诸如0-45°，例如特别地0-35°，例如在实施例中的0-20°，诸如例如0-10°，诸如大约0°±5°，例如0°±2°。特别地，角度(γ)>0°。在25-35°量级的角度对于第一面处的刻面似乎是有益的，可选地与在第一面的下游的反射器组合。第二面处的刻面可以具有甚至更大的相互角。

特别地，术语“刻面”指代平坦的刻面。在特定实施例中，刻面可以是弯曲的。例如，当在在具有圆形横截面形状的本体的第一表面或第二表面处应用有限数目的刻面(诸如大约四个)时，在实施例中，这种刻面可以是弯曲的。

在这里，特别地，细长透光本体具有限定细长透光本体的长度(L)的第一面和第二面；其中侧面包括辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗。

在一个实施例中，发光元件包括细长透光本体，细长透光本体包括侧面，其中：(i)细长透光本体包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；(ii)细长透光本体具有长度(L)；并且(iii)细长透光本体在长度(L)的至少一部分上是中空的，从而限定腔。

似乎中空细长本体可以具有比块状细长本体更高效率的耦出。特别地，对于具有基本圆形横截面的细长本体，这可以适用，尽管对于非圆形横截面，这也可以适用。

因此，在实施例中，细长透光本体具有多边形横截面，其中细长透光本体包括由细长透光本体围绕的腔。或者换句话说，细长透光本体的材料被配置为使得存在腔，其中细长本体的材料至少部分地围绕腔。

在其他的实施例中，细长透光本体是管状的。因此，在实施例中，细长透光本体具有管状的形状，并且具有由细长透光本体围绕的腔。

特别地，腔的横截面具有与细长透光本体的横截面相同的对称性。因此，具有圆形横截面的管状细长本体也可以具有具有圆形横截面的腔。同样，具有多边形横截面的细长本体可以具有也具有多边形横截面的腔。注意，腔不一定具有具有与细长透光本体的横截面相同对称性的横截面。此外，腔的(多个)边缘可以被配置为基本平行于细长透光本体的(多个)边缘。但是，当细长透光本体锥化时，在实施例中腔和细长本体的边缘可以不必平行(参见下文)。此外，腔可以具有与细长本体相同的长度，或可以具有较短的长度。通常，细长本体至少在一个端面处(在实施例中也表示为第一面和第二面)可以具有朝向腔的开口(像花瓶一样)。

当腔包括透光材料时，可以实现耦出的进一步改进。因此，在实施例中，腔的至少一部分(特别是整个腔)包括在组分上不同于细长透光本体的材料组分的透光材料。在特定实施例中，腔中的透光材料具有等于或低于透光本体的透光材料的折射率。合适的填料的示例可以包括以下材料中的一种或多种材料：MgF₂或CaF₂、硅树脂、玻璃或诸如尖晶石、多晶氧化铝、蓝宝石、YAG的透明陶瓷、与第一本体材料类似的但是特别地不含磷光体的材料(例如，当透光本体包括石榴石时，填料还可以包括石榴石，但是基于一种或多种其他组分)、或与第一本体材料相同但是特别地不含磷光体的材料(例如，相同的石榴石材料)。特别地，材料应该是透明的，但是可以是非晶的、多晶的或单晶的。

当前HLD的缺点是无法利用蓝色光的泄漏产生白色光。但是，使用本发明，可以通过例如用外部棒产生黄色光(绿色+蓝色)，而用内部棒产生蓝色光。特别地，在没有或几乎没有棒的光学接触的情况下，效率可以较高。

可以通过将高功率蓝色LED/激光放置在置于黄色棒中的光导的前面来添加蓝色光。或者可以在具有405nm泵浦LED的中心使用蓝色HLD棒。在棒的端部处，如果有需要，可以进行光的混合。对于剧院和舞台照明，诸如通常用于投影仪所需要的16mm²sr的光学扩展量不是必需的。500mm²sr的光学扩展量可能就足够了；可以使用具有相对大的横截面面积的本体来获得。较大的光学扩展量允许更多(低功率)光源泵浦本体。此外，似乎圆柱形棒可以更容易地产生，并且因此也更可靠。

通过将各种直径的圆柱形棒放置在彼此中，可以产生白色光而不使用昂贵的分色反射镜。甚至可以调整光谱。这还可以以高效和划算的方式进行，因为原则上圆形棒的制造更便宜。外部可以容易地被抛光，但是对于小而长的棒而言内部可能更难被抛光。尽管如此，似乎内部棒的散射具有比外部棒处的散射小的负面影响。

为了便于光的耦入，管的直径可以制作得较大一点，并且然后朝向鼻部锥化一点。最初的模拟显示，从相对直径1.00逐渐变细到相对直径0.60，而基本上不损失光(即直径朝向鼻部减小40％)，是可能的。甚至，朝向期望的方向提取多一点光可以是有益的。

圆形形状的使用可以意味着基本圆形的光分布，基本圆形的光分布对于照明应用是有利的。矩形中空管还可以被放置在一起。为了混合来自不同圆形管的有色光，可以使用积分器元件，诸如特别是积分器棒。例如，可以使用FlyEye光学设备。可选地，积分器元件由细长透光本体所包括(即，特别是被集成在细长透光本体中)。还可以先将该圆形组合附接到一小块透明(矩形或不同形状的多边形的)管，以便恰当地混合光，并且然后附接准直器(诸如CPC)或其他光学元件(诸如圆顶形光学元件)。

因此，发光元件可以进一步包括光学耦合到诸如CPC的细长透光本体的光学元件。但是，在其他实施例中，光学元件包括光学耦合到细长透光本体的多个(即2个或更多个)光纤。在又一些实施例中，光纤的输出侧可以耦合到又一个光学元件，诸如准直器(诸如CPC)或其他光学元件(诸如圆顶形光学元件)。

因此，发光元件可以包括多个细长透光本体。在实施例中，单个透光本体与光源一起可以提供白色光。但是，如上所述，通常单个透光本体和一个或多个(辐射耦合的)光源可以特别地被配置为提供有色光。因此，当应用多个细长透光本体时，这可以例如用于提供白色光(在照明设备的第一模式中；参见下文)。因此，还可以提供单色***、多色***、off-BBL或非白色色点的发射发光元件。

特别地，如上所述，当应用中空细长透光本体时，较小的本体可以被配置在较大的本体的腔中。因此，在特定实施例中，本发明还提供了根据前述实施例中的任一项的发光元件，该发光元件包括多个细长透光本体，每个细长透光本体包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一者或多者，其中：(i)细长透光本体可以例如在以下方面中的一个或多个方面存在不同：(a)细长透光本体的长度(L)、(b)发光材料的类型、(c)发光材料的浓度、(d)在细长透光本体上的浓度分布、以及(e)发光材料的主体基质；(ii)每个细长透光本体具有细长轴线(BA)；(iii)细长透光本体中的一个或多个细长透光本体包括腔；并且其中细长透光本体被配置为芯-壳配置，其中较小的细长透光本体至少部分地被配置为在较大的细长透光本体的腔中，并且其中细长轴线(BA)被配置为平行。备选地或附加地，在实施例中，细长透光本体还可以在一个或多个直径和壁厚度上存在不同。

细长透光本体的长度可以基本上相同，或可以不同。

在特定实施例中，细长透光本体具有侧面，并且其中相邻的细长透光本体的侧面没有物理接触或仅在它们的相应表面面积的最多10％处有物理接触。

在特定实施例中，细长透光本体具有限定细长透光本体的长度(L)的第一面和第二面；其中侧面包括辐射输入面，其中第二面包括辐射出射窗。

如本文所述，发光元件可以包括多个透光本体。因此，在又一个实施例中，本发明提供了一种如本文中所限定的照明设备，该照明设备包括具有多个细长透光元件的发光元件，这些细长透光元件特别地被配置为芯-壳配置，其中照明设备进一步包括多个光源，其中一个或多个光源被配置为向外部细长透光本体的侧面提供光源光，和/或其中一个或多个光源被配置为向一个或多个第一面提供光源光，其中一个或多个第一面是端面，和/或其中一个或多个光源被配置为在内部细长透光本体的腔中，并且被配置为向内部细长透光本体的侧面提供光源光。因此，在实施例中，一个或多个光源可以被配置为向外部(壳)细长透光本体的外表面提供光。备选地或另外地，在实施例中，一个或多个光源可以被配置为向内部(壳)细长透光本体的内表面提供光。

在实施例中，多个细长本体可以由单片式本体所包括，在该单片式本体处，细长本体可以是不物理分离的，而是例如仅具有通过例如2-组件挤压或2-组件注射成型实现的不同主体基质；参见别处。

特别地，在第一操作模式中，照明设备被配置为提供白色光。但是，照明设备还可以被配置为(在实施例中，在另一操作模式中)提供有色光或红外光。特别是当应用两个或更多个细长本体时，在实施例中，照明设备光(即从照明设备发出的光)的光谱分布可以是可控的。

因此，在实施例中，至少两个细长透光本体提供具有不同光谱分布的发光材料光。这可以用于提供例如具有例如宽光谱分布的有色光。特别地，照明设备可以进一步包括控制***，该控制***被配置为控制照明设备光的光谱分布。在实施例中，短语“具有不同的光谱分布”可以指在被定位在距彼此至少10nm(诸如至少20nm)处的波长处具有强度平均发射最大值的光谱分布。

具有多个细长透光本体的发光元件可以包括多个光学元件。这些光学元件可以被配置在辐射出射面的下游。但是，还可以使用集成光学元件，该集成光学元件被配置在多于一个透光本体的下游。这不仅对于芯-壳配置可以是有益的，而且对于其中多个细长透光本体被以束类型的配置来配置的配置也可以是有益的。

因此，在实施例中，照明设备可以进一步包括光学元件，其中光学元件包括第一壁和围绕第一壁的第二壁，从而限定了具有环形横截面的光学元件，其中光学元件包括辐射入口窗和辐射出射窗，其中辐射入口窗与多个细长透光本体光学耦合。这种光学元件可以具有像沟槽管或圆环蛋糕一样的形状。但是，其他选择也可以是可能的(见下文)，其中例如在远离透光本体的方向上锥化可以是可能的。

对于基于LED的投影，基于具有矩形横截面的发光会聚棒开发了第一代高流明密度模块。选择该形状是因为其便于将光耦入到棒中并且便于冷却棒，同时还可以选择该形状以匹配用于投影的面板的纵横比。但是，存在对于低成本解决方案、对于其他尺寸、对于其他形状、对于光谱调整选项以及对于更鲁棒的模块架构的强烈需求。

通常，从熔化物(柴可拉斯基(Czochralsky)法)中拉出单晶晶锭，从该单晶晶锭中通过线锯、打磨和抛光创建(例如用于光转换的)单个棒。通常以该方式生产方形或矩形棒，因为同样用在用于投影引擎的第一代高流明密度(HLD)光源中。新的生产技术使新的横截面形状成为可能：经由微下拉技术，可以创建单晶线性结构的几乎任何横截面形状。对于多晶材料，经由挤压可以创建各种形状，但是然后对于聚光器结构，很可能需要附加的抛光步骤。制造单晶材料的各种截面形状似乎是可能的。

合适的发光会聚器可以基于细长本体，该细长本体具有从侧面泵浦棒的多个光源，其中棒具有矩形横截面。

利用这种配置，可能存在一些并非总是期望的问题：

1.例如，发光棒可以从大的单晶通过锯切以及随后的打磨和抛光来制造，从而导致非常高的工艺成本；

2.由于与棒的四个侧面相关联的四个逸出锥，光损失相对高；

3.其他应用确实需要光源的发光表面区域的其他形状，因为存在例如在射灯情况下对于圆形光束的优选、(例如针对显微镜照明)对于高效耦入到(圆形)光纤中的优选、或者(通过附加的图像投影)对于照明附加内容的优选；

4.矩形棒的定位是困难的，因为矩形棒需要被安装在距泵浦LED很小距离处以实现适当高的耦合效率；

5.由于最高的泵浦LED亮度可以通过多个芯片尺寸封装LED的阵列来实现，并且这些裸片都显示侧面发射贴近顶部发射，由于侧向发射光中的相对较高的损失，耦合效率存在固有的损失；

6.由于涉及转换器放置的实际问题，应用光谱上不同的转换器来调整整体光源光谱非常复杂。

如前所述的该备选单晶制造方法可以提供不再需要表面打磨和抛光的生产技术，从而使得发光会聚本体的全新形状成为可能，这些全新形状对于多晶转换器而言是无法达到的。

利用现在展现的新的转换器形状和模块架构，这些缺点中的大部分或全部缺点可以被克服或被显著地减少，从而导致成本大幅降低或性能特性大幅改进的高亮度光源。除其他外，本文中提出了一种具有特定横截面形状的发光会聚本体，其使得能够通过与该特定横截面形状相关的特征来改进耦合效率、改进光提取、改进冷却、改进转换器安装、改进模块组件、和/或改进光源的鲁棒性。其中，可以包括细长透光本体和/或具有这种本体的照明设备的以下特征中的一个或多个特征：

-将泵浦LED和/或激光二极管嵌入转换器中的线性腔内(并且从而改进泵浦光到发光转换器的耦合效率)；

-在高亮度模块中定位/对准转换器本体；

-限定从泵浦LED和/或激光二极管到转换器的距离(诸如用于优化泵浦光耦入发光转换器的耦合效率和/或优化从发光转换器经由LD的LED到热沉的热传递)；

-将光提取锥体从4个减少到2个，从而减少光损失，并且因此提高模块性能；

-将多个转换器彼此相邻地安装或安装在彼此之内，从而使得能够对光源输出进行光谱调整；

-相对于发光转换器对准泵浦LED或泵浦LD；

-(控制)将热量从发光转换器传递到泵浦LED或泵浦LD的基板上；

-(控制)通过确保这些组件之间的热接触，将热量从发光转换器经由泵浦LED或泵浦LD传递到热沉。

实现一个或多个独特优点的特定转换器横截面轮廓为I形、O形、T形、U形，并且利用该解决方案可以提供的更复杂的版本。

结合LED和/或激光泵浦转换器发射与激光发射的特定配置通过具有中空转换器的一些架构实现，并且被本发明的范围所覆盖。

在一个实施例中，发光元件包括细长透光本体，细长透光本体包括侧面，其中：(i)细长透光本体包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；(ii)侧面包括腔或突起。

这种细长元件允许在腔中布置其他元件，和/或允许与其他元件的功能地耦合。

因此，在实施例中，(照明设备的)细长透光本体包括腔，并且一个或多个光源至少部分地被配置在腔中。

在其他实施例中，(照明设备的)细长透光本体包括突起，其中照明设备进一步包括接收器元件，该接收器元件被配置为容纳突起的至少一部分。接收器元件可以是保持器。在其他实施例中，接收器元件可以是热沉(因此在实施例中该热沉还可以被配置为保持器)，或者可以(热)耦合到热沉。因此，接收器元件可以容纳突起的至少一部分，以用于细长透光本体的对准和/或从细长透光本体到接收器元件的热量传递。

同样地，(照明设备的)细长透光本体包括腔，其中照明设备进一步包括突出元件，该突出元件被配置为进入腔的至少一部分。突出元件可以是保持器。突出元件可以是保持器。在其他实施例中，突出元件可以是热沉(因此在实施例中该热沉还可以被配置为保持器)，或者可以(热)耦合到热沉。因此，突出元件可以至少部分地被容纳在腔中，以用于细长透光本体的对准和/或从细长透光本体到突出元件的热量传递。

因此，在实施例中，光源可以被配置在一个或多个基板处，其中一个或多个基板被配置为热沉或与热沉热耦合。备选地或附加地，在实施例中，一个或多个反射器可以被配置在一个或多个基板处，其中一个或多个基板被配置为热沉或与热沉热耦合。腔和突起的使用允许特征的组合，这减小了空间，并且这还可以减少与本体的不期望的光学接触。

在实施例中，细长透光本体具有选自由卵形(或O形)、U形、T形、I形和H形所组成的组的横截面形状，诸如在实施例中T形、I形和H形。在其他实施例中，细长透光本体具有细长轴线(BA)，并且细长透光本体具有垂直于细长轴线(BA)的横截面形状，该横截面形状选自由卵形和U形所组成的组。卵形因此可以是中空的。术语“形状”特别地指横截面形状。为了用辐射辐照卵形的本体，特别地(多个)侧面的那些(多个)部分可以被应用较大的半径。

在实施例中，腔可以具有至少0.2mm(诸如至少0.5mm)的宽度，和至少0.02mm(诸如至少0.1mm)的深度，以及至少1mm(诸如至少5mm)的长度。腔的尺寸可以具有选自大约0.1-10mm³的范围的体积。这种腔可以例如容纳一个或多个LED。

腔可以例如被配置为沟槽，以用于容纳多个光源。因此，在实施例中，细长透光本体包括以下结构中的一个或多个结构：(i)多个腔，(ii)一个或多个细长腔，(iii)多个突起，以及(iv)一个或多个细长突起。

腔可以用于以下用途中的一种或多种用途：(1)在安装(在它们的基板上)期间对准泵浦光源，(2)用于使泵浦光源(经由它们的顶表面)与本体热接触，以经由诸如LED或LD的光源使本体冷却，以及(3)使得细长透光本体与承载LED(或LD)的基板或热沉之间的直接热接触成为可能，以使得热量能够从细长透光本体传递到热沉。

在实施例中，细长透光本体可以在其长度的至少一部分上锥化。特别地，辐射出射窗在锥化的部分处。在特定实施例中，侧面相对于端面倾斜。注意，完全变细可以导致变型，其中侧面和端面是基本上相同的，诸如在圆锥体的情况下或在角锥体的情况下。

在特定实施例中，当锥化使得光可以传播通过的横截面在锥化期间基本保持恒定时，似乎是有益的。当使用中空本体时，可以实现这种情况，其中外平面的锥化可以小于(腔的)内平面的锥化。因此，在实施例中，细长透光本体具有垂直于细长轴线(BA)的管状横截面，其中管状细长透光本体沿细长轴线(BA)的长度的至少一部分锥化，同时保持垂直于细长轴线(BA)的横截面面积恒定。但是，在其他实施例中，横截面面积可以随着(增大的)锥化而减小，例如减小多达20％(即最宽或未受破坏部分处的横截面积的80％)，因为循环可以进一步提高增益。在另外的实施例中，横截面积可以随着(增大的)锥化而进一步减小。

在另外的特定实施例中，当锥化使得(i)光通过其传播的横截面的面积和(b)传播的光的散度的乘积在锥化期间保持基本恒定时，可以是有益的。在实施例中，当在锥化区段中应用CPC状或其他弯曲的壁形状时，可以实现这种情况。散度可以例如被描述为包括材料中的光线的立体角(以球面度表示)。

当使用其中吸收基本上在皮中的本体时，光在本体的端面处可以以反射吸收的方式逸出。例如，假设在棒中光基本上在外环中被吸收，在端面处将生成环状的强度分布。因此，可以通过在辐射出射窗处布置反射器使得仅光的一部分可以逸出来在辐射出射窗处低强度地反射光。例如，以这种方式，可以区分具有小于高强度区域的5％的区域，或者甚至小于高强度区域的10％的区域。

因此，在实施例中，发光元件进一步包括第一反射器和第二反射器，其中：

-细长透光本体具有限定细长透光本体的长度(L)的第一面和第二面，其中第二面包括第一辐射出射窗；

-第一反射器被配置在第一面处，并且被配置为将辐射反射回到细长透光本体中；并且

-第二反射器具有比辐射出射窗小的横截面，其中第二反射器被配置为将辐射反射回到透光本体中。

如上所述，细长透光本体可以具有例如圆形横截面，可以是管状的，可以具有矩形横截面等。在特定实施例中，细长透光本体可以具有垂直于细长轴线(BA)的多边形横截面。特别地，具有至少八个面(诸如至少10个面)的多边形还可以提供良好的效率(当用光源光泵浦时)。当应用多于一个细长透光本体时，细长透光本体中的一个或多个细长透光本体可以具有垂直于细长轴线(BA)的多边形横截面。因此，在备选实施例中，细长透光本体或者细长透光本体中的一个或多个细长透光本体具有垂直于细长轴线(BA)的圆形横截面。在另外的实施例中，细长透光本体或细长透光本体中的一个或多个细长透光本体具有垂直于细长轴线(BA)的管状横截面。

此外，在变型中，细长透光本体或细长透光本体中的一个或多个细长透光本体沿细长轴线(BA)长度的至少一部分锥化。如上所述，在这种变型中，细长透光本体或细长透光本体中的一个或多个细长透光本体可以具有垂直于细长轴线(BA)的管状横截面，其中一个或多个管状细长透光本体沿细长轴线(BA)长度的至少一部分锥化，同时保持垂直于细长轴线(BA)的横截面积恒定。

如果实心圆柱本体是锥化的，则横截面积是变化的(例如，其沿本体轴线在其长度的至少一部分上减小)。因此，光线的立体角也改变(即：当横截面积减小时，立体角增大)。对于变细的锥化管，如果壁厚保持恒定，则光线的立体角增大，因为光线传播穿过的表面面积减小。这是以下事实的结果：表面面积乘以立体角至多是恒定的或增大。如果该表面面积保持恒定，则这可以因此意味着壁厚增大。在这种情况下，立体角可以保持恒定。如果立体角乘以表面面积是恒定的，则光学扩展量可以基本上被保持(＝恒定)，这在许多实施例中是期望的。因此，在实施例中，本发明还提供了其中表面面积乘以立体角基本上恒定的配置。这还可以指代其中在锥化期间表面面积增大的配置。

术语“管状”可以特别地指代具有弯曲的横截面(特别地圆形)的元件。但是，术语“管状”还可以用于具有矩形或多边形横截面的管。除非另有说明，否则假定(管的)腔的横截面具有与管的壁的横截面基本上相同的对称性。

在实施例中，本体和光学元件可以包括相同的材料，并且仅在组分上稍有不同。例如，在实施例中，本体包括铈掺杂的石榴石，并且光学元件包括基本上不含铈的相同的石榴石。因此，在实施例中，细长透光本体包括具有第一组分的第一材料，并且光学元件包括具有第二组分的第二材料，并且其中第一组分和第二组分包括相同的材料。注意，在实施例中，光学元件还可以包括发光材料。

在特定实施例中，细长透光本体和光学元件是单晶或多晶陶瓷本体。这种单个本体可以用本文中所描述的工艺生产。

在这种实施例中，可以期望本体中的发光材料的浓度高于光学元件中的发光材料的浓度；后者例如不具有发光材料。因此，在实施例中，细长透光本体包括具有第一浓度c1的发光材料，并且光学元件可选地包括具有第二浓度c2的发光材料，其中0≤c2/cl≤1，诸如0≤c2/cl≤0.1，例如0≤c2/cl≤0.01。在实施例中，其中主体材料保持相同并且仅活化剂浓度改变，术语“第一浓度”和“第二浓度”以及在适用的情况下相似的术语可以指代活化剂的浓度。

如上所述，在特定实施例中，光学元件包括复合抛物面会聚器或适配的复合抛物面会聚器。

在另外的实施例中，光学元件包括中空光学元件。在另外的实施例中，光学元件包括块状本体。前者可以特别地用于至少光束成形，后者可以特别地用于至少(进一步)促进从细长透光本体中提取光。

因此，在特定实施例中，光学元件包括用于促进来自细长透光本体的光的耦出的实心本体，并且光学元件和细长透光本体被配置为与彼此光学接触。

因此，本文中所描述的照明设备可以进一步包括光学元件。光学元件可以与(细长透光本体的)第一辐射出射窗光学耦合。光学元件可以包括辐射入口窗和辐射出射窗，辐射入口窗被配置为接收转换器辐射的至少一部分，辐射出射窗用于束状转换器辐射从光学元件中的逸出。此外，在实施例中，与没有光学元件时从细长透光本体中逸出相比，光学元件还可以允许以较高的效率从光学元件中逸出，因为光学元件可以促进从细长透光本体中提取光。除其他外，利用匹配的折射率可以促进光提取。折射率越接近，提取越好。此外，从法线到该发射表面的偏离越小，菲涅耳反射越小，因此提取越高。诸如在发光窗口上的AR(抗反射)涂层的存在也可以是有益的。

假设光学元件也是本体，这种本体因此是透光的，并且可以包括如本文中其他地方所述的材料，特别地在实施例中，与细长本体的材料类似的材料。可以将其折射率指示为第二折射率n2；细长透光本体的材料的折射率可以指示为第一折射率。在一个或多个(相关)波长处，例如在可见光中，诸如在550nm处，第二折射率在第一材料的折射率的60％-140％的范围内，诸如特别地在70％-130％的范围内。当首先(N)UV或(N)IR将被耦出时，这可以分别适用于(N)UV或(N)IR波长。

因此，在实施例中，照明设备可以进一步包括光学元件，其中光学元件被配置为执行以下中的一个或多个：(i)准直发光辐射和(ii)从细长透光本体中提取发光辐射。此外，光学元件可以(a)光学耦合到细长透光本体，或者光学元件和细长透光本体可以由单个本体(可选地还包括中间混合元件)组成。

应用术语“发光元件”，因为在用UV和可见光中的一者或多者辐照下，发光材料将发光，从而透射本体提供发光材料辐射或转换器辐射。因此，发光材料被配置为将光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体接收的UV、可见光和IR中的一种或多种。

发光元件可以具有不同的形状，这将在下面说明，但是通常至少具有侧面和另一个面(在实施例中也被指示为“第一面”)。侧面或另一面可以特别地被配置为辐射出射窗或可以包括这种辐射出射窗。第一面可以特别地被配置为背面，例如具有被配置在其下游的反射镜。因此，特别地，光源将辐照第一面和侧面中的一个或多个面。特别地，在实施例中，辐射出射面和侧面被配置为相对于彼此具有大于0°且小于180°(诸如90°)的角度。此外，特别地，第一面和侧面被配置为相对于彼此具有大于0°且小于180°(诸如90°)的角度。第一面和辐射出射面可以被配置为平行，尽管在特定实施例中，辐射出射面可以被配置为相对于第一面倾斜。第一面和第二面可以限定细长本体的(最大)长度。细长透光本体包括本体轴线，该本体轴线还可以指示为细长轴线。类似这些的实施例以及其他实施例在下面更详细地限定。第二面可以包括辐射出射窗。辐射出射窗还可以指示为“光提取窗”。

注意，透光本体对于光是透射的，但是对于其他光可以是吸收的。特别地，透光本体吸收诸如UV和蓝色辐射(或其他辐射)的激发辐射中的一种或多种辐射中的至少一部分。但是，特别地，透光本体具有低吸收(和低散射)，并且因此具有(对于发射辐射的)高透射，诸如在绿色和/或黄色(或大于激发辐射的其他发射波长)中。

例如，当应用UV光源时，透光本体可以对于蓝色光是透射的。因此，特别地，透光本体对于在发光材料吸收光的范围中的一个或多个波长具有相对高的吸收，并且对于发光材料发射光(在可见光中)处的一个或多个波长，具有大幅较低的吸收，诸如低至少10倍。

对于具有弯曲的侧面的细长透光本体，光源的光基本上在透光本体的“皮”中被吸收可以是所期望的。但是，不仅对于弯曲的面，吸收基本上所有靠近表面的光可以是所期望的。同样，对于具有多边形横截面的细长透光本体，这可以是有利的，诸如对于具有非矩形横截面(诸如六边形或八边形横截面)的本体。这种透光本体可以具有厚度d，并且可以具有发光材料的浓度，该浓度被选择使得在一个或多个辐射波长处的光的至少80％在从侧面起的第一长度x内被吸收，其中适用2×x/d≤0.4，特别地2×x/d≤0.3，诸如2×x/d≤0.2。但是，特别地2×x/d≥0.02。

此外，例如，为了(进一步)影响光学扩展量(与在细长透光本体的横截面平面中的包括细长透光本体的(最小)总面积相关联)，细长透光本体可以沿着细长轴线(BA)的长度的至少一部分锥化。此外，还似乎将表面调制应用于端面和/或光耦出面可以增大光耦出。例如，第一面(端面)可以包括表面调制。因此，在特定实施例中，第一面和第二面中的一个或多个面可以包括包括表面调制的平面，从而相对于相应平面创建不同的调制角(β)。

此外，光学元件可以用于光束成形和/或促进从细长透光本体中的光提取。因此，在实施例中，发光元件可以进一步包括光学耦合到细长透光本体的光学元件。在另外的特定实施例中，细长透光本体和光学元件是单个本体。在这种实施例中，辐射出射窗可以有效地被配置在光学元件处。在实施例中，光学元件可以选自由复合抛物面会聚器、适配的复合抛物面会聚器、圆顶、楔形结构、圆锥形结构等所组成的组。

细长透光本体的(多种)材料的示例在下面进一步阐明。在特定实施例中，细长透光本体可以通过包括(a)挤压、注塑成型、压制和浇铸中的一种或多种以及(b)烧结的工艺获得。

因此，在另外的方面，本发明提供了一种用于制造细长透光本体的方法，方法包括(a)对起始组分进行挤压、注塑成型、压制和浇铸中的一种或多种，(b)烧结由此获得的产物。特别地，进一步热等静压地压制烧结后的产物。在实施例中，这可以包括预形成个体组分，接着在物理接触的同时对组分进行共烧结。在其他实施例中，这可以包括在单个工艺步骤中形成整个本体，例如，通过共注塑成型或共挤压，接着进行烧结工艺。

这种方法还允许调整发光材料的浓度，诸如细长本体的包括发光材料(例如具有铈的YAG)的外壳，以及基本上不包括发光材料(例如基本上没有铈的YAG)的芯。这种方法还允许光学元件和细长透光本体的集成。在这种方法中，产生具有发光材料的细长透光本体以及没有发光材料的光学元件也可以是可能的。在烧结之后或在烧结之前，特别是在烧结之后，可以施加等静压的压力。因此，在实施例中，该工艺可以进一步包括(c)等静压压制。

假设铈作为掺杂剂，细长透光本体中的掺杂剂的平均浓度可以选自0.01mole％(摩尔百分比)-2mole％(诸如0.01mole％-1.5mole％，诸如0.03mole％-0.9mole％)的范围。

如上所述，本体可以具有具有发光材料的皮以及没有发光材料或具有较低浓度的发光材料的芯。因此，在实施例中，应用包括具有第一浓度c1的发光材料的第一组分以及可选地包括具有第二浓度c2的发光材料的第二组分，以提供细长透光本体，其中0≤c2/c1≤1，该细长透光本体在侧面处具有比远离侧面处高的发光材料浓度。

在另外的方面，本发明还提供了一种照明设备，包括：

-被配置为提供光源光的光源；

-如本文中所限定的发光元件，其中细长透光本体包括辐射输入面和第一辐射出射窗；其中发光材料被配置为将在辐射输入面处接收的光源光的至少一部分转换为发光材料辐射，并且发光元件被配置为将发光材料辐射的至少一部分在第一辐射出射窗处作为转换器辐射耦出。

在照明设备的实施例中，照明设备可以包括多个本体。在实施例中，不同的光源被配置为辐照不同的本体。以这种方式，可以控制照明设备光的强度。如果本体包括不同的发光材料(或可选地，相同发光材料的不同浓度)，则也可以控制照明设备光的光谱分布。因此，照明设备可以进一步包括控制***，该控制***被配置为控制光源(并且从而控制照明设备光的一个或多个光学特性)。多个本体可以包括单片式配置，其中本体是基本上不可分离的，诸如使用例如共挤压获得的。多个本体还可以包括芯-壳配置，其中芯和壳基本上没有物理接触，例如管中的(较小的)圆柱体。多个本体还可以包括基本上分离的本体，这些本体例如被配置为彼此平行，或者被配置为在阵列中，并且具有例如至少大于相邻本体之间的所感兴趣的(多个)波长的距离。

在实施例中，可以经由单个准直器或其他光学元件将不同的本体的光捆束以提供照明设备光。

***可以在模式中执行动作。术语“模式”也可以指示为“控制模式”。这不排除***还可以被适配，以用于提供另一控制模式或多个其他控制模式。但是，控制***被适配为提供至少一种控制模式。如果其他模式是可用的，则对这种模式的选择可以特别地经由用户界面来执行，尽管例如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式的其他选项也可以是可能的。

因此，照明设备可以进一步包括控制***，或者可以功能地耦合到控制***，该控制***被配置为控制照明设备的一个或多个光源。

特别地，术语“控制”和类似的术语至少指代确定元件的行为或监视元件的运行。因此，本文中“控制”和类似的术语可以例如指代向元件施加行为(确定元件的行为或监视元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似的术语可以附加地包括监测。因此，术语“控制”和类似的术语可以包括向元件施加行为，并且还向元件施加行为并监测元件。在实施例中，可以通过控制正向电流和/或占空比来控制一个或多个光源。此外，可以在不同操作条件(包括不同的操作方案)下控制两个或更多个光源(子集)。

如上所述，照明设备可以包括用于提供光源光的多个光源，该光源光至少部分地由透光本体(更特别地，透光本体的发光材料)转换为转换器辐射。经转换的光可以至少部分地从第一辐射出射窗逸出，该第一辐射出射窗特别地与光学元件光学接触，更特别地与光学元件的辐射入口窗光学接触。

光学元件可以特别地包括准直器，该准直器用于将光束转换(“准直”)成具有期望的角度分布的光束。此外，光学元件特别地包括包括辐射入口窗的透光本体。因此，光学元件可以是透光材料的本体，其被配置为准直来自发光本体的转换器辐射。

在特定实施例中，光学元件包括复合抛物面状准直器，诸如CPC(复合抛物面会聚器)。

特别地，块状准直器(诸如块状CPC)可以用作光的提取器并且用于准直(发射)辐射。备选地，还可以在棒的鼻部或中空准直器(诸如CPC)上配置具有光学接触(n＞1.00)的圆顶，以会聚(发射)辐射。

光学元件可以具有具有与发光本体的横截面(垂直于最长的本体轴线(特别地，该本体轴线平行于辐射输入面))相同的形状的横截面(垂直于光学轴线)。例如，如果后者具有矩形横截面，则前者也可以具有这种矩形横截面，尽管尺寸可以不同。此外，光学元件的尺寸可以在其长度上变化(因为其可以具有光束成形功能)。

此外，光学元件的横截面的形状可以随沿着光学轴线的位置变化。在特定配置中，矩形横截面的纵横比可以随沿着光学轴线的位置(优选地单调地)改变。在另一优选的配置中，光学元件的横截面的形状可以随沿着光学轴线的位置从圆形改变为矩形，反之亦然。

如上所述，(细长透光本体的)第一辐射出射窗与光学元件的辐射入口窗光学接触。术语“光学接触”和诸如“光学耦合”的类似术语特别地意味着：由于这些元件的折射率差异，从第一辐射出射窗表面面积(A1)逸出的光可以以最小的损失(诸如菲涅耳反射损失或TIR(全内反射)损失)进入光学元件辐射入口窗。可以通过以下元件中的一个或多个元件使损失最小化：两个光学元件之间的直接光学接触；在两个光学元件之间提供光学胶，优选地光学胶具有比两个个体光学元件的最低折射率高的折射率；提供紧密靠近的两个光学元件(例如，距离远小于光的波长)，使得光将隧穿通过存在于两个光学元件之间的材料；在两个光学元件之间提供光学透明界面材料，优选地光学透明界面材料具有比两个个体光学元件的最低折射率高的折射率，光学透明界面材料可以是液体或凝胶；或者在两个个体光学元件(中的一个或两个)的表面上提供光学抗反射涂层。在实施例中，光学透明界面材料还可以是固体材料。此外，特别地，光学界面材料或胶可以具有不高于两个个体光学元件的最高折射率的折射率。

代替术语“光学接触”，还可以使用术语“辐射耦合”或“辐射地耦合”。特别地，术语“辐射耦合”指代发光本体(即，细长透光本体)和光学元件彼此关联，使得由发光本体发射的辐射的至少一部分由发光材料接收。发光本体和光学元件(特别地所指示的“窗”)在实施例中可以彼此物理接触，或者在其他实施例中可以用光学胶(薄)层彼此分开，该光学胶(薄)层例如具有小于大约1mm(优选小于100μm)的厚度。当不应用光学透明界面材料时，处于光学接触的两个元件之间的距离特别地可以大约是相关波长的最大值，诸如发射波长的最大值。对于可见波长，这可以小于1μm，诸如小于0.7μm，并且对于蓝色甚至更小。

同样地，尽管通常光源与发光本体并不物理接触，但是光源与发光本体辐射耦合(参见下文)。由于发光本体是本体，并且因为通常光学元件也是本体，因此本文中的术语“窗”特别地可以指代侧面或侧面的一部分。因此，发光本体包括一个或多个侧面，其中光学元件被配置为在辐射入口窗处接收从一个或多个侧面逸出的转换器辐射的至少一部分。

该辐射可以经由气体(诸如经由空气)直接到达入口窗。附加地或备选地，该辐射可以在一次或多次反射(诸如在被定位于发光本体附近的反射镜处的反射)之后到达入口窗。因此，在实施例中，照明设备可以进一步包括第一反射表面，该第一反射表面特别地被配置为平行于一个或多个侧面，并且被配置为在距发光本体第一距离处，其中第一反射表面被配置为将从至少一个或多个侧面逸出的转换器辐射的至少一部分反射回到发光本体或光学元件中。反射表面与一个或多个侧面之间的空间包括气体，其中气体包括空气。第一距离可以例如是在0.1μm-20mm的范围内，诸如在1μm-10mm的范围内，例如2μm-10mm。

特别地，距离至少是所感兴趣的波长，更特别地至少是所感兴趣的波长的两倍。此外，由于可能存在一些接触，例如出于保持的目的或出于距离保持器的目的，特别地平均距离是至少λ_i，诸如至少1.5×λ_i，例如至少2×λ_i，诸如特别地大约5×λ_i，其中λ_i是所感兴趣的波长。特别地，但是，为了良好的热接触的目的，在实施例中，平均距离不大于50μm，诸如不大于25μm，例如不大于20μm，例如不大于10μm。同样地，这种平均最小距离可以适用于被配置在例如端面处的反射器和/或光学滤波器、或者其他光学组件。可选地，在实施例中，元件可以既包括散热功能又包括反射功能，诸如具有反射表面的热沉或功能地耦合到热沉的反射器。

照明设备可以被配置为提供蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光等。备选地或附加地，在实施例中，照明设备(还)可以被配置为提供诸如近UV(特别地在320nm-400nm范围中)的UV中的一种或多种以及诸如近IR(特别地在750nm-3000nm的范围中)的IR中的一种或多种。此外，在特定实施例中，照明设备可以被配置为提供白色光。如果期望，可以使用(多个)光学滤波器来改进单色性。近UV和近红外的限定可以与可见光的常用限定(380nm-780nm)部分地重叠。

本文中使用术语“聚光器”或“发光会聚器”，因为一个或多个光源辐照光转换器的相对大的表面(面积)，并且许多转换器辐射可以从光转换器的相对小的面积(出射窗)逸出。因此，光转换器的特定配置提供其聚光器特性。特别地，聚光器可以提供斯托克斯位移光，该斯托克斯位移光相对于泵浦辐射是斯托克斯位移的。因此，术语“发光会聚器”或“发光元件”可以指代相同的元件，特别是(包括发光材料的)细长透光本体，其中术语“会聚器”和类似的术语可以指代与一个或多个光源结合的使用，并且术语“元件”可以与一个或多个光源(包括多个光源)结合使用。当使用单个光源时，这种光源可以例如是激光器，特别是固态激光器(例如LED激光器)。细长透光本体包括发光材料，并且本文中特别地可以用作发光会聚器。细长透光本体在本文中也指示为“发光本体”。特别地，可以应用多个光源。

术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(这里特别地(多个)光源)的光的传播的项或特征的布置，其中相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，更靠近光生成装置的光束中的第二位置是“上游”，而光束内远离光生成装置的第三位置是“下游”。

聚光器包括透光本体。特别地，结合诸如陶瓷棒的细长透光本体或诸如例如单晶的晶体描述了聚光器。但是，这些方面也可以与其他形状的陶瓷本体或单晶有关。在特定实施例中，发光本体包括陶瓷本体或单晶。

透光本体具有光导或波导特性。因此，透光本体在本文中也指示为波导或光导。由于透光本体被用作聚光器，因此透光本体在本文中也指示为聚光器。在垂直于透光本体的长度的方向上，透光本体通常具有(N)UV、可见光和(N)IR辐射中的一者或多者的(某种)透射，诸如在实施例中，至少可见光。在没有诸如三价铈的活化剂(掺杂剂)的情况下，可见光中的内部透射率可能接近100％。

透光本体的对于一个或多个发光波长的透射率可以是至少80％/cm，诸如至少90％/cm，甚至更特别地至少95％/cm，诸如至少98％/cm，诸如至少99％/cm。这意味着：在具有所选择的发光波长(诸如对应于透光本体的发光材料的发光的发射最大值的波长)的辐射的垂直辐照下，例如1cm³立方块的透光本体将具有至少95％的透射率。

本文中，透射率的值特别地指代不考虑在(例如与空气的)界面处的菲涅耳损失的透射率。因此，术语“透射率”特别地指代内部透射率。例如，内部透射率可以通过测量具有不同的测量透射率所在的宽度的两个或更多个本体的透射率来确定。然后，基于这种测量，可以确定菲涅耳反射损失的贡献以及(因此)内部透射率。因此，特别地，本文中所指示的透射率值不考虑菲涅耳损失。

除对于所感兴趣的(多个)波长的高透射率之外，特别地，对于(多个)波长的散射也可以是低的。因此，仅考虑散射效应(因此未考虑可能的吸收(鉴于高透射率，该吸收应该较低))，所感兴趣的波长的平均自由程可以是本体的长度的至少0.5倍，诸如至少本体的长度，例如本体的长度的至少两倍。例如，在实施例中，仅考虑散射效应的平均自由程可以是至少5mm，诸如至少10mm。特别地，所感兴趣的波长可以是发光材料的发光的最大发射处的波长。特别地，术语“平均自由程”是光线在经历将改变其传播方向的散射事件之前经过的平均距离。

除非从上下文中术语“光”仅指代可见光是清楚的，否则术语“光”和“辐射”在本文中可互换地使用。术语“光”和“辐射”因此可以指代UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”指代可见光。

在特定实施例中，术语UV辐射可以指代近UV辐射(NUV)。因此，本文中还应用术语“(N)UV”以通常指代UV，并且在特定实施例中指代NUV。在特定实施例中，术语IR辐射可以指代近IR辐射(NIR)。因此，本文中还应用术语“(N)IR”以通常指代IR，并且在特定实施例中指代NIR。

本文中，术语“可见光”特别地涉及具有选自380nm-780nm范围的波长的光。可以通过以下方式来确定透射率：在垂直辐射下向透光本体提供具有第一强度的特定波长处的光，并且将在该波长处的光的在透射通过材料后测得的强度与在该特定波长处向材料提供的光的第一强度相关联(参见CRC Handbook of Chemistry and Physics，第69版，1088-1989的E-208和E-406)。

透光本体可以具有任何形状，诸如梁(或条)状或棒状，但是特别是梁状(长方体状)。但是，透光本体还可以是盘状等。诸如发光会聚器的透光本体可以是中空的(例如管)，或者可以填充有另一材料，例如填充由水的管或填充有另一固体透光介质的管。本发明既不限于形状的特定实施例，也不限于具有单个出射窗或耦出面的实施例。下面，将更详细地描述一些特定实施例。如果透光本体具有圆形横截面，则宽度和高度可以是相等的(并且可以限定为直径)。特别地，但是，透光本体具有长方体状的形状(诸如条状的形状)，并且被进一步配置为提供单个出射窗。

在特定实施例中，透光本体可以特别地具有大于1的纵横比，即长度大于宽度。通常，透光本体是棒、或条(梁)、或矩形板，尽管透光本体不必具有正方形、矩形或圆形的横截面。通常，光源被配置为辐照较长的面(侧边缘)中的一个(或多个)(本文中指示为辐射输入面)，并且辐射从在前侧(前边缘)的面(在本文中指示为辐射出射窗)逸出。(多个)光源可以向一个或多个侧面以及可选地向端面提供辐射。因此，可以存在多于一个辐射输入面。

特别地，在实施例中，固态光源或其他光源不与透光本体(直接)物理接触。

(在(多个)光源的(多个)光出射窗和(多个)透光本体的(多个)光入口窗之间的)物理接触可能导致(来自透光本体的)不期望的耦出，并且从而导致会聚器效率降低。因此，特别地，基本上不存在物理接触。如果实际接触面积保持足够小，则光学影响可以忽略或至少可以接受。因此，有一些物理接触可以是完全可接受的，例如，通过由一定的表面粗糙度或不完全平坦的表面导致的一些小点，或通过在表面上故意创建的一些“最高点”，该表面将在两个表面之间限定一定的平均距离，这些“最高点”在实现较短的平均距离的同时不会提取大量的光。

此外，通常，透光本体包括两个基本平行的面，即辐射输入面以及与其相对的相对面。这两个面在本文中限定透光本体的宽度。通常，这些面的长度限定透光本体的长度。然而，如上面以及下面所指出的，透光本体可以具有任何形状，并且还可以包括形状的组合。特别地，辐射输入面具有辐射输入面面积(A)，其中辐射出射窗具有辐射出射窗面积(E)，并且其中辐射输入面面积(A)比辐射出射窗面积(E)至少大1.5倍，甚至更特别地至少大两倍，特别地至少大5倍，诸如在2倍-50000倍的范围中，特别地至少大5倍-5000倍。因此，特别地，细长透光本体具有几何会聚因子，该几何会聚因子被限定为辐射输入面的面积与辐射出射窗的面积之比，其至少为1.5，诸如至少2，例如至少5，或更大(参见上文)。例如，这允许使用多个固态光源(同样参见下文)。对于例如在汽车、数字投影仪中的典型应用，或高亮度聚光灯应用，小而高的辐射通量或光通量发射表面是所期望的。这不能用单个LED获得，但是可以用本照明设备获得。特别地，辐射出射窗具有选自1mm²-100mm²的范围的辐射出射窗面积(E)。利用这种尺寸，发射表面可以是小的，但是仍然可以实现高辐射或高照度。如上所述，透光本体通常具有(长/宽的)纵横比。这允许小的辐射出射表面，但是大的辐射输入表面，例如用多个固态光源辐照。在特定实施例中，透光本体具有选自0.5mm-100mm的范围(诸如0.5mm-10mm)的宽度(W)。因此，特别地，透光本体是具有本文中所指出的面的集成本体。

通常为棒状或条状的透光本体可以具有任何横截面形状，但是在实施例中具有正方形、矩形、圆形、卵形、三角形、五边形或六边形的横截面形状。通常，陶瓷本体或晶体本体是长方体。在特定实施例中，本体可以具有与长方体不同的形状，并且光输入表面具有稍微梯形的形状。通过这样做，甚至可以增强光通量，这对于一些应用可以是有利的。因此，在某些情况下(参见上文)，术语“宽度”也可以指代直径，诸如在具有圆形横截面的透光本体的情况下。因此，在实施例中，细长透光本体进一步具有宽度(W)和高度(H)，特别地L>W并且L>H。特别地，第一面和第二面限定长度，即这些面之间的距离是细长透光本体的长度。特别地，这些面可以平行布置。此外，在特定实施例中，长度(L)为至少2cm，例如3cm-20cm，诸如4cm-20cm，诸如最多15cm。但是，其他尺寸也是可能的，诸如例如0.5cm-2cm。

特别地，透光本体具有被选择为吸收超过95％的光源光的宽度(W)。在实施例中，透光本体具有选自0.03cm-4cm的范围的宽度(W)，特别地0.05cm-2cm，诸如0.1cm-1.5cm，例如0.1cm-1cm。利用本文中所指出的铈浓度，这种宽度足以吸收由光源生成的基本上所有光(特别地，在具有最大激发强度的激发波长处)。

透光本体还可以是圆柱形的棒。在实施例中，圆柱形棒具有沿棒的纵向方向的一个平坦表面，并且光源可以被定位在该平坦表面处，以用于将由光源发射的光有效地耦入到透光本体中。平坦表面还可以用于放置热沉。圆柱形的透光本体还可以具有(例如彼此相对放置或彼此垂直定位的)两个平坦表面。在实施例中，平坦表面沿着圆柱形棒的纵向方向的一部分延伸。特别地但是，边缘是平坦的，并且被配置为彼此垂直。

特别地，侧面是这种(多个)平坦表面。特别地，平坦表面具有相对低的表面粗糙度，诸如，Ra最大为100nm，诸如在5nm-100nm的范围中，例如达50nm。

透光本体还可以是在透明材料中紧密间隔或光学连接的光纤或多个光纤，例如光纤束。光纤可以被称为发光光纤。个体光纤在直径上可以非常细，例如0.1mm至0.5mm。透光本体还可以包括一个或多个管。在实施例中，(多个)管可以填充有气体，例如空气或具有更高热导率的另一气体，诸如氦气或氢气，或包括氦气、氢气、氮气、氧气和二氧化碳中的两种或更多种的气体。在实施例中，(多个)管可以填充有液体，诸如水或(另一)冷却液。

如在下面根据本发明的实施例中所阐述的透光本体还可以在长度方向上折叠、弯曲和/或成形，使得透光本体不是笔直的线形条或棒，而是可以包括例如呈90度或180度弯曲、U形、圆形或椭圆形、环形或具有多个环的3维螺旋形状的圆角。这提供了一种紧凑的透光本体，该透光本体的总长度(光通常沿着该总长度被引导)相对大，从而导致相对高的流明输出，但是同时可以被布置在相对小的空间中。例如，透光本体的发光部分可以是刚性的，而透光本体的透明部分是柔性的，以提供透光本体的沿其长度方向的成形。光源可以沿着折叠的、弯曲的和/或成形的透光本体的长度放置在任何地方。

透光本体的、未被用作光耦入面积或光出射窗的部分可以具有反射器。因此，在实施例中，照明设备进一步包括反射器，该反射器被配置为将发光材料辐射反射回到透光本体中。因此，照明设备可以进一步包括一个或多个反射器，这些反射器被特别地配置为将从辐射出射窗之外的一个或多个其他面逸出的辐射反射回到透光本体中。特别地，尽管在一个实施例中不与这种反射器物理接触，但是与辐射出射窗相对的面可以包括这种反射器。因此，反射器可以特别地不与透光本体物理接触。因此，在一个实施例中，照明设备进一步包括光学反射器，该光学反射器(至少)被配置在第一面的下游并且被配置为将光反射回到细长透光本体中。备选地或附加地，光学反射器还可以被布置在不用于将光源光耦入或将发光光耦出的其他面和/或面的部分处。特别地，这种光学反射器可以不与透光本体物理接触。此外，这种(多个)光学反射器可以被配置为将发光和光源光中的一个或多个反射回到透光本体中。因此，基本上所有光源光可以被保留用于由发光材料(即(多个)活化剂元素，诸如特别是Ce³⁺)转换，并且发光的大部分可以被保留以用于从辐射出射窗的耦出。术语“反射器”还可以指代多个反射器。

一个或多个反射器可以由金属反射器(诸如，薄金属板，或沉积在诸如玻璃的基板上的反射金属层)组成。一个或多个反射器可以由光学透明本体组成，该光学透明本体包含用于反射(部分)光的光学结构，诸如棱镜结构。一个或多个反射器可以由镜面反射器组成。一个或多个反射器可以包括被设计为将光线反射到期望的方向的微结构，诸如棱镜结构或锯齿结构。

优选地，这种反射器也存在于光源位于的平面中，使得平面由具有开口的反射镜组成，每个开口具有与对应光源相同的尺寸，从而允许对应光源的光经过镜层并且进入细长(第一)透光本体，而沿该平面的方向从(第一)透光本体横贯的光有很大概率撞击反射镜层，并且将由该反射镜层反射回(第一)透光本体。

术语“耦入”和类似的术语以及“耦出”和类似术语指示光从介质变化(分别地，从透光本体外到透光本体中，反之亦然)。通常，光出射窗将是被配置为与波导的一个或多个其他面(基本上)垂直的面(或面的一部分)。通常，透光本体将包括一个或多个本体轴线(诸如长度轴线、宽度轴线或高度轴线)，其中出射窗被配置为(基本上)垂直于这种轴线。因此，通常，(多个)光输入面将被配置为(基本上)垂直于光出射窗。因此，辐射出射窗特别地被配置为垂直于一个或多个辐射输入面。因此，特别地，包括光出射窗的面不包括光输入面。

为了进一步提高效率和/或为了改进光谱分布，可以包括几种光学元件，例如反射镜、光学滤波器、附加光学设备等。

在特定实施例中，照明设备可以具有反射镜，该反射镜被配置在第一面处，被配置为将光反射回细长透光本体中，和/或照明设备可以具有以下中的一个或多个：光学滤波器、(波长选择)反射镜、反射偏振器、光提取结构和被配置在第二面处的准直器。在第二面处，反射镜可以例如是波长选择反射镜或包括孔的反射镜。在后一实施例中，光可以被反射回本体内，但是光的部分可以经由孔逸出。特别地，在实施例中，光学元件可以被配置为在距本体大约0.01mm-1mm(诸如0.1mm-1mm)的距离处。特别地，这可以适用于例如反射镜，其中光学耦合是不期望的。

当诸如与在发光材料所位于的(部分)本体的下游的光学元件(例如CPC或混合元件)的光学耦合是期望的，可以应用光学透明界面材料。在其他实施例中，当未应用光学透明界面材料时，光学接触的两个元件之间的平均距离可以特别地是大约最大相关波长，诸如最大发射的波长。因此，当光学接触是所期望的时，可以存在物理接触。即使在这种实施例中，也可以存在非零的平均距离，但是等于或小于所感兴趣的波长。

在特定实施例中，特别是当没有光学接触是所期望的时，平均距离可以是如上所述的，但是在一些地方(例如为了配置的目的)可以存在物理接触。例如，可以存在在侧面的总面积的少于10％(诸如少于5％)上的与边缘面的接触。因此，最小平均距离可以如上面所限定的，并且如果存在物理接触，则该物理接触可以是与元件(反射镜和/或热沉)物理接触的表面的表面面积的最多10％，诸如最多5％，例如最多2％，甚至更特别地最多1％。例如，对于侧面，平均距离可以例如是在大约2μm与10μm之间(下限基本上确定为所感兴趣的波长的几倍；在这里，假设例如可见光)。这可以通过在小于相应侧面的总面积的1％上的物理接触(以确保该距离)来实现。

例如，热沉或反射器或相关表面可以具有一些突起(例如表面粗糙度)，通过这些突起，可以存在表面和元件之间的接触，但平均距离是至少λ_i(或更多，参见上文)(以便基本上防止光学接触)，但是存在与等于或小于本体的表面的10％(元件可以热耦合和/或不光学耦合到该表面)(特别地少得多)的物理接触。

在实施例中，光学元件可以被包括在侧面中的一个或多个侧面处。特别地，抗反射涂层可以被应用，以便对于经转换的光，增强(激发)光源光和/或(波长选择)反射涂层的耦合效率。

在辐射出射窗的下游，可选地可以布置光学滤波器。这种光学滤波器可以用于去除不期望的辐射。例如，当照明设备应该提供红色光时，可以去除除红色以外的所有光。因此，在另外的实施例中，照明设备进一步包括光学滤波器，该光学滤波器被配置在辐射出射窗的下游，并且被配置为(在辐射出射窗的下游)减少转换器辐射中的不期望的光的相对贡献。为了滤除光源光，可选地可以应用干涉滤光片。

在另外的实施例中，照明设备进一步包括准直器，该准直器被配置在(最高阶的发光会聚器的)辐射出射窗的下游，并且被配置为准直转换器的辐射。这种准直器(例如CPC(复合抛物面会聚器))可以用于准直从辐射出射窗逸出的光，并且提供经准直的或预准直的光束。本文中，术语“经准直”、“预准直”和类似的术语可以特别地指代具有(基本上)小于2π的立体角的光束。

如上所述，照明设备可以包括多个光源。该多个光源可以被配置为向单个侧面或单个面或多个面提供光源光；进一步参见下文。当向多个面提供光时，通常每个面将接收多个光源(多个光源的子集)的光。因此，在实施例中，多个光源将被配置为向辐射输入面提供光源光。而且，该多个光源通常将被配置在一排或多排中。因此，透光本体是细长的，多个光源可以被配置在一排中，该排可以基本上平行于细长透光本体的轴线。光源的排可以具有与细长透光本体基本相同的长度。因此，透光本体具有在光源的排的第二长度(L2)的大约80％-120％的范围中的长度(L)；或光源的排具有在透光本体的长度的大约80％-120％的范围中的长度。

光源可以被配置为提供具有选自UV(包括近UV)、可见光和红外线(包括近IR)范围的波长的光。

特别地，光源是在操作期间发射(光源光)至少在选自200nm-490nm范围的波长处的光的光源，特别地在操作期间发射至少选自360nm-490nm范围(诸如400nm-490nm，甚至更特别地在430nm-490nm的范围中，诸如440nm-490nm，诸如最多480nm)的波长处的光的光源。该光可以由发光材料部分地使用。因此，在特定实施例中，光源被配置为生成蓝色光。在特定实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如例如2-2000个，诸如2-500个，例如2-100个，例如至少4个光源，诸如在实施例中，特别地4-80个(固态)光源，尽管可以应用更多光源。因此，在实施例中，可以应用4-500个光源，例如8-200个光源，诸如至少10个光源，或者甚至至少50个光源。术语“光源”还可以涉及被订做以适合于这种聚光发光会聚器的一个或多个光源，例如具有与细长发光会聚器的细长光输入表面匹配的细长辐射表面的一个或多个LED。因此，术语LED还可以指代多个LED。因此，如本文所指述，术语“固态光源”还可以指代多个固态光源。在一个实施例中(参见下文)，这些是基本相同的固态光源，即提供固态光源辐射的基本相同的光谱分布的固态光源。在实施例中，固态光源可以被配置为辐照透光本体的不同面。此外，在实施例中，术语“光源”还可以指代所谓的板上芯片(COB)光源。特别地，术语“COB”指代半导体芯片形式的LED芯片，该半导体芯片既不封装也不连接，而是直接安装在诸如PCB(“印刷电路板”)或类似物的基板上。因此，多个半导体光源可以被配置在相同的基板上。在实施例中，COB是被配置在一起作为单个照明模块的多LED芯片。

照明设备包括多个光源。特别地，多个(m个)光源中的光源光具有光谱重叠，甚至更特别地，它们是相同类型的，并且提供基本相同的光(因此具有基本相同的光谱分布)。因此，光源可以基本上具有相同的发射最大值(“峰值最大值”)，诸如在10nm的带宽内(特别地在8nm内，诸如在5nm内)(例如，通过分仓(binning)获得)。然而，在其他实施例中，照明设备可以包括单个光源，特别地具有相对大的裸片的固态光源。因此，本文中还可以应用短语“一个或多个光源”。

在实施例中，诸如例如当应用两个或更多不同的透光本体时，可以存在两种或更多种不同的发光材料。在这种实施例中，光源可以包括具有两个或更多个不同的发射光谱的光源，从而使得能够激发两种不同的发光材料。这种两个或更多个不同的光源可以属于不同的仓(bin)。

特别地，光源被配置为向透光本体(即向(多个)辐射输入面)提供至少0.2Watt/mm²的蓝色光学功率(W_opt)。蓝色光学功率被限定为能量在限定为光谱的蓝色部分的能量范围内(参见下文)。特别地，光子通量为平均至少4.5×10¹⁷光子/(s.mm²)，诸如至少6.0×10¹⁷光子/(s.mm²)。假设是蓝色(激发)光，这可以例如对应于分别向平均至少为0.067Watt/mm²和0.2Watt/mm²的辐射输入面中的至少一个辐射输入面所提供的蓝色功率(W_opt)。在这里，术语“平均”特别地指代(辐射输入面中的至少一个辐射输入面的)面积上的平均值。当多于一个辐射输入表面被辐照时，则特别地这些辐射输入表面中的每个辐射输入表面都接收这种光子通量。此外，特别地，所指示的光子通量(或当应用蓝色光源光时的蓝色功率)也是时间上的平均值。

在另外的实施例中，特别地对于(DLP(数字光处理))投影仪应用，多个光源在具有选自10％-80％(诸如25％-70％)的范围的占空比的脉冲操作中进行操作。

在另外的实施例中，特别地对于使用动态对比度技术的(LCD或DLP)投影仪应用，诸如例如在WO0119092或USRE42428(E1)中所描述的，多个光源在具有选自0.01％-80％(诸如0.1％-70％)的范围的占空比的视频信号内容控制的PWM脉冲操作中进行操作。

在另外的实施例中，特别地对于使用动态对比度技术的(LCD或DLP)投影仪应用，诸如例如在US专利WO0119092或US6631995(B2)中所描述的，多个光源操作在具有选自0.1％-100％(诸如2％-100％)的范围的强度变化的视频信号内容控制的强度调制操作中进行操作。

照明设备可以包括多个发光会聚器，诸如在2-50的范围内，例如2-20个会聚器(这些会聚器可以例如被堆叠)。

聚光器可以与一个或多个光源(特别地多个光源，诸如2至1000(例如2至50)个光源)辐射耦合。特别地，术语“辐射耦合”指代光源和聚光器彼此相关联，使得由光源发射的辐射的至少一部分被聚光器接收(并且至少部分地转换为发光)。代替术语“发光”，还可以使用术语“发射”或“发射辐射”。

因此，发光会聚器在一个或多个辐射输入面处接收来自被配置在上游的聚光器或被配置在上游的光源的辐射(泵浦辐射)。此外，聚光器包括发光材料，该发光材料被配置为将在一个或多个辐射输入面上所接收的泵浦辐射的至少一部分转换为发光材料辐射，并且发光会聚器被配置为将发光材料辐射的至少一部分在辐射出射窗处作为转换器辐射耦出。特别地，该转换器辐射用作照明设备光的组件。

特别地，短语“被配置为在辐射出射窗处提供发光材料辐射”和类似的短语指代这种实施例：其中在发光会聚器内(即在透光本体内)生成发光材料辐射，并且发光材料辐射的一部分将到达辐射出射窗并且从发光会聚器逸出。因此，在辐射出射窗的下游，提供了发光材料辐射。在辐射出射窗的下游的转换器辐射至少包括经由辐射出射窗从光转换器逸出的发光材料辐射。代替术语“转换器辐射”，还可以使用术语“聚光器光”。可以向单个辐射输入面或多个辐射输入面施加泵浦辐射。

在实施例中，长度(L)选自1cm-100cm的范围，诸如特别地2cm-50cm，例如至少3cm，诸如5cm-50cm，例如最大30cm。因此，这可以适用于所有发光会聚器。但是，范围指示：不同的发光会聚器可以具有在该范围内的不同的长度。

在另外的实施例中，(发光会聚器的)细长透光本体包括细长陶瓷本体。例如，掺杂有Ce³⁺(三价铈)的发光陶瓷石榴石可以用于将蓝色光转换为具有较长波长的光，例如在绿色到红色的波长范围内，诸如在大约500nm-750nm的范围内，甚至在青色中。为了在期望的方向上获得足够的吸收和光输出，使用透明棒(特别是基本上成型为梁状的透明棒)是有利的。这种棒可以用作聚光器，将光源光转换为转换器辐射，并在出射表面处提供(大量的)(会聚的)转换器辐射。例如，基于聚光器的照明设备对于投影仪应用可以是令人感兴趣的。对于投影仪，红色、黄色、绿色和蓝色的发光会聚器是令人感兴趣的。(基于石榴石的)绿色和/或黄色发光棒可以是相对高效的。特别地，这种会聚器基于YAG:Ce(即Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)或LuAG，其可以表示为(Y_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，其中0≤x≤l，诸如在实施例中Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺。“红色”石榴石可以通过用Gd掺杂YAG石榴石(“YGdAG”)来制造。青色发射器可以通过例如用Ga替换(例如LuAG中的)Al(的一部分)(以提供“LuGaAG”)来制造。蓝色发光会聚器可以基于YSO(Y₂SiO₅:Ce³⁺)或类似的化合物或者BAM(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)或类似的化合物，特别地其被配置为(多个)单晶。特别地，术语类似的化合物指代具有相同晶体结构但是其中一个或多个阳离子至少部分被另一种阳离子替换(例如，用Lu和/或Gd替换Y，或用Sr替换Ba)的化合物。可选地，还可以至少部分地替换阴离子，或阳离子-阴离子组合，诸如用Si-N替换Al-O的至少一部分。

因此，特别地，细长透光本体包括陶瓷材料，该陶瓷材料被配置为将(蓝色)光源光的至少一部分波长转换为例如绿色、黄色和红色中的一种或多种的转换器辐射，该转换器辐射至少部分地从辐射出射窗逸出。

在实施例中，陶瓷材料特别地包括A₃B₅O₁₂:Ce³⁺陶瓷材料(“陶瓷石榴石”)，其中A包括钇(Y)和/或镥(Lu)和/或钆(Gd)，并且其中B包括铝(Al)和/或镓(Ga)，特别地至少Al。如以下进一步指出的，A还可以指代其他稀土元素，并且B可以仅包括Al，但是可以可选地还包括镓。特别地，式A₃B₅O₁₂:Ce³⁺指示化学式，即不同类型的元素A、B和O的化学计量(3:5:12)。但是，如本领域已知的，由这种化学式所指示的化合物还可以可选地包括与化学计量的小的偏差。

在另外的方面，本发明还提供了这种细长透光本体本身，即具有第一面和第二面的细长透光本体，这些面特别地限定细长透光本体的长度(L)，细长透光本体包括一个或多个辐射输入面和辐射出射窗，其中第二面包括辐射出射窗，其中细长透光本体包括陶瓷材料，该陶瓷材料被配置为将(蓝色)光源光的至少一部分波长转换为转换器辐射，诸如(当用蓝色光源光辐照细长透光本体时，至少部分地从辐射出射窗逸出的)绿色、黄色和红色转换器辐射中的(至少)一种或多种转换器辐射，其中陶瓷材料包括本文所限定的A₃B₅O₁₂:Ce³⁺陶瓷材料。因此，这种透光本体可以用作光转换器。特别地，这种透光本体具有长方体的形状。

如上所述，在实施例中，陶瓷材料包括石榴石材料。但是，还可以应用其他(晶体学的)立方晶系。因此，细长本体特别地包括发光陶瓷。石榴石材料(特别地陶瓷石榴石材料)在本文中还指示为“发光材料”。发光材料包括A₃B₅O₁₂:Ce³⁺(石榴石材料)，其中A特别地选自由以下所组成的组：Sc、Y、Tb、Gd和Lu(特别地至少Y和/或Lu，以及可选地Gd)，其中B特别地选自由Al和Ga(特别地至少Al)所组成的组。更特别地，A(基本上)包括(i)镥(Lu)、(i)钇、(i)钇(Y)和镥(Lu)、(i)钆(Gd)，可选地与前述之一组合，并且B包括铝(Al)或镓(Ga)或两者的组合。这种石榴石掺杂有铈(Ce)，并且可选地掺杂有诸如镨(Pr)的其他发光材料。

如上所述，元素A可以特别地选自由钇(Y)和钆(Gd)所组成的组。因此，A₃B₅O₁₂:Ce³⁺特别地指代(Y_1-xGd_x)₃B₅O₁₂:Ce³⁺，其中特别地x在0.1-0.5的范围中，甚至更特别地在0.2-0.4的范围中，甚至更特别地0.2-0.35。因此，A可以包括在50原子％-90原子％的范围内的Y，甚至更特别地至少60原子％-80原子％的Y，甚至更特别地65原子％-80原子％的Y。此外，因此，A特别地包括至少10原子％的Gd，诸如在10原子％-50原子％的范围中的Gd，例如20原子％-40原子％，甚至更特别地20原子％-35原子％的Gd。

特别地，B包括铝(Al)，但是，B还可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别地达大约20％的Al，更特别地达大约10％的Al可以被替换(即，A离子基本上由90mole％或更多mole％的Al和10mole％或更少mole％的Ga、Sc和In中的一者多多者组成)；B可以特别地包括达大约10％的镓。因此，B可以包括至少90原子％的Al。因此，A₃B₅O₁₂:Ce³⁺特别地指代(Y_1-xGd_x)₃B₅O₁₂:Ce³⁺，其中特别地x在0.1-0.5的范围中，甚至更特别地在0.2-0.4的范围中。

在另一变型中，B(特别地，Al)和O可以至少部分地由Si和N替换。可选地，达大约20％的Al-O可以由Si-N替换，诸如达10％。

对于铈的浓度，nmole％的Ce的指示指示n％的A由铈替换。因此，A₃B₅O₁₂:Ce³⁺还可以限定为(A_1-nCe_n)₃B₅O₁₂，其中n在0.001-0.035的范围中，诸如0.0015-0.01。因此，基本上包括Y和摩尔Ce的石榴石实际上可以指代((Y_1-xGd_x)_1-nCe_n)₃B₅O₁₂，其中x和n如上面所限定。

特别地，陶瓷材料通过烧结工艺和/或热压制工艺可获得，可选地随后在(轻微)氧化气氛中退火。特别地，术语“陶瓷”涉及无机材料，该无机材料(除其他外)通过在至少500℃(特别地至少800℃，诸如至少1000℃，例如至少1400℃)的温度下，在低压、大气压或高压下(诸如在10^-8至500MPa的范围中，诸如特别地至少0.5MPa，例如特别地至少1MPa，例如1MPa至大约500MPa，诸如至少5MPa，或至少10MPa)，特别地在单轴或等静压压力下(特别地在等静压压力下)加热(多晶)粉末可获得的。获得陶瓷的特定方法是热等静压(HIP)，但是HIP工艺可以是烧结后HIP、胶囊HIP或烧结-HIP组合工艺，例如在如上所述的温度和压力条件下。通过这种方法可获得的陶瓷可以如此使用，或者可以被进一步处理(例如抛光)。特别地，陶瓷具有的密度是理论密度(即单晶的密度)的至少90％(或更高，参见下文)(诸如至少95％，例如在97％-100％的范围中)。陶瓷可以仍然是多晶的，但是其中晶粒(经压制的颗粒或经压制的附聚物颗粒)之间的体积减小或大大减小。诸如HIP的在升高的压力下的加热可以例如在诸如包括N₂和氩(Ar)中的一种或多种的惰性气体中进行。特别地，在升高的压力下的加热之前是在选自1400℃-1900℃(诸如1500℃-1800℃)的范围的温度下的烧结工艺。这种烧结可以在低压下(诸如在10^-2Pa或更低的压力下)进行。这种烧结可以已经导致理论密度的大约至少95％，甚至更特别地至少99％。在预烧结和加热之后，特别地在诸如HIP的升高的压力下，透光本体的密度可以接近单晶的密度。但是，不同之处在于，由于透光本体是多晶的，因此在透光本体中存在晶界。这种晶界可以例如通过光学显微镜或SEM检测。因此，本文中透光本体特别地指代具有与(相同材料的)单晶基本相同的密度的烧结多晶。因此，这种本体对于可见光可以是高度透明的(除了由诸如Ce³⁺的吸光物质的吸收之外)

发光会聚器还可以是晶体，诸如单晶。这种晶体可以在较高温度的工艺中从熔化物中生长/提取。大晶体(通常称为晶锭)可以切成片以形成透光本体。上面所提到的多晶石榴石是备选地还可以以单晶形式生长的材料的示例。

在获得透光本体之后，本体可以被抛光。在抛光之前或之后，可以执行退火工艺(在氧化气氛中)，特别是在抛光之前。在另外的特定实施例中，退火工艺持续至少2小时，诸如在至少1200℃持续至少2小时。此外，特别地，氧化气氛包括例如O₂。

代替铈掺杂的石榴石，或者除这种石榴石之外，其他发光材料还可以被应用，例如嵌入有机或无机透光基质中，作为发光会聚器。例如，量子点和/或有机染料可以被应用，并且可以被嵌入透射基质(例如聚合物，例如PMMA，或聚硅氧烷等)中。还可以使用诸如主体基质的其他透光材料，参见下文。

量子点是半导体材料的小晶体，其通常具有仅几纳米的宽度或直径。当由入射光激发时，量子点发射具有由晶体的大小和材料所确定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。具有在可见光范围内的发射的大多数已知量子点均基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。还可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS₂)和/或硫化银铟(AgInS₂)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出饱和的颜色。此外，可以通过调整量子点的尺寸来容易地调节发射颜色。本领域中已知的任何类型的量子点均可以用于本发明中。但是，由于环境安全和环保考虑的原因，可以优选地使用无镉量子点或至少具有非常低的镉含量的量子点。

代替量子点或除量子点之外，还可以使用其他量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应被理解为例如量子阱、量子点、量子棒或纳米线。

还可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝(perylene)衍生物的有机发光材料，例如由BASF以名称

出售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于

Red F305、

Orange F240、

Yellow F083以及

F170。

几种颜色转换方案可以是可能的。特别地，但是，斯托克斯位移是相对小的。特别地，斯托克斯位移不大于100nm，该斯托克斯位移被限定为用于泵浦的光源的最大谱带的位置与所发射的光之间的(波长)差；特别地但是，斯托克斯位移为至少大约10nm，诸如至少大约为20nm。特别地，这可以适用于光源光到第一发光材料辐射的转换，而且可以适用于第二泵浦辐射到第二发光材料辐射的转换等。

在实施例中，多个光源被配置为提供UV辐射作为第一泵浦辐射，并且发光会聚器被配置为提供蓝色和绿色第一转换器辐射中的一种或多种转换器辐射。在其他实施例中，多个光源被配置为提供蓝色辐射作为第一泵浦辐射，并且发光会聚器被配置为提供绿色和黄色第一转换器辐射中的一种或多种转换器辐射。注意，如下文所指出的，这种实施例还可以被组合。

照明设备可以进一步包括与发光会聚器热接触的冷却元件。冷却元件可以是热沉或主动冷却元件，诸如珀耳帖(Peltier)元件。此外，冷却元件可以经由其他方式与透光本体热接触，包括经由空气的热传递，或者使用可以传递热量的中间元件(诸如导热脂)的热传递。特别地，但是，冷却元件与透光本体物理接触。术语“冷却元件”还可以指代多个(不同的)冷却元件。

因此，照明设备可以包括被配置为促进固态光源和/或发光会聚器的冷却的热沉。热沉可以包括以下材料或者由以下材料组成：铜、铝、银、金、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铝碳化硅、氧化铍、硅碳化硅，铝碳化硅、铜钨合金、铜钼碳化物、碳、金刚石、石墨及其中的两种或更多种材料的组合。备选地或附加地，热沉可以包括氧化铝或由氧化铝组成。术语“热沉”还可以指代多个(不同的)热沉。照明设备可以进一步包括被配置为冷却透光本体的一个或多个冷却元件。利用本发明，冷却元件或热沉可以用于冷却透光本体，并且相同或不同的冷却元件或热沉可以用于冷却光源。冷却元件或热沉还可以向另外的冷却装置提供接口，或者允许冷却传输以将热量耗散到周围环境。例如，冷却元件或热沉可以连接到热管或水冷***，该热管或水冷***连接到被放置得更远的热沉，或者冷却元件或热沉可以通过诸如由风扇生成的空气流直接冷却。被动冷却和主动冷却二者都可以被应用。

在特定实施例中，热沉(或冷却元件)与透光本体之间不存在物理接触。特别地，平均值至少是由发光材料的发光而发射的光的强度平均的波长。在实施例中，透光本体与热沉或冷却元件之间的平均值为至少1μm，诸如至少2μm，例如至少5μm。此外，为了良好的热传递，透光本体与热沉或冷却元件之间的平均距离不大于50μm，诸如不大于25μm，例如不大于20μm，诸如等于或小于15μm，例如最大10μm。

因此，在实施例中，照明设备可以进一步包括热沉，该热沉具有到细长透光本体至少1μm(诸如至少2μm，例如特别地至少5μm)的平均距离，或其中散热元件与细长透光本体的(多个)侧面的总面积的最多10％(诸如最多5％)物理接触。因此，平均值特别地不大于50μm。代替术语“热沉”，还可以应用术语冷却元件。

在特定实施例中，细长发光会聚器被夹持在2个金属板之间或被夹持在由高导热材料组成的壳体内，使得细长发光会聚器之间保留有足够的气隙以提供被困在细长发光会聚器内的光的TIR(全内反射)，同时足够的热量可以从细长发光会聚器通过气隙向高导热壳体传递。气隙的厚度高于光的波长，例如高于0.1μm，例如高于0.5μm。通过在细长发光会聚器和壳体之间提供小颗粒(诸如具有高于0.1μm(例如高于0.5μm，例如至少1μm，诸如至少5μm)并且特别地等于或小于20μm(诸如等于或小于10μm(参见上面所限定的平均值)的直径的小球或棒)，细长发光会聚器被固定在壳体中。备选地，通过在高导热壳体的接触细长发光会聚器的表面上提供一些表面粗糙度，细长发光会聚器可以被固定在壳体中，表面粗糙度在高于0.1μm(例如高于0.5μm)并且优选地等于或小于大约10μm的深度变化。

高导热壳体的粗糙表面的这种球、棒或接触点的密度相对很小，使得细长透光本体的大部分表面面积保持未接触的，从而确保被困在细长透光本体内的光的高水平的TIR反射。

因此，照明设备可以基本上由细长透光本体组成，该细长透光本体包括发光材料以及一个或多个(特别地多个)光源，这些光源泵浦发光材料以提供发光材料光，该发光材料光从(端面(第二面)的)辐射出射窗逸出。

此外，照明设备可以包括光学元件，诸如CPC或(其他)提取光学元件，该光学元件可以被配置在透光本体的下游，但是该光学元件在实施例中可以与透光本体集成在一起。

可选地，辐射混合元件可以被配置在该光学元件和透光本体之间。因此，附加元件的透光本体的区段可以被配置为充当在转换器和CPC(或提取光学元件)之间的光学混合棒(优选地不是圆形的，而是例如六边形的)。备选地或附加地，提取光学元件被设计为使得其还混合光。

此外，照明设备可以包括用于保持透光本体的一个或多个保持元件。特别地，这些保持元件与边缘面接触，但是仅与边缘面的一小部分接触以最小化光的损失。例如，(多个)保持元件(例如(多个)夹持设备)与边缘面在侧面的总面积的小于10％(诸如小于5％)上接触。此外，照明设备可以包括热沉和/或冷却元件。(多个)保持元件可以由热沉和/或冷却元件组成。

照明设备可以是例如以下项中的一部分，或者可以应用于以下项中：办公室照明***、家居应用***、商店照明***、家庭照明***、重点照明***、现场照明***、剧院照明***、建筑照明、光纤应用***、投影***、自发光显示***、像素显示***、分段显示***、警告标志***、医疗照明应用***、指示器标志***、装饰照明***、便携式***、汽车应用、温室照明***、园艺照明或LCD背光照明等。照明设备还可以是例如以下项中的一部分，或者可以应用于以下项中：材料固化***、增材制造***、计量***、UV灭菌***、(IR)成像***、光纤照明***等。在一个方面中，本发明还提供了一种投影***或灯具，其包括如本文中所述描述的照明设备或多个这种照明设备。

在另外的方面中，本发明提供了一种包括如本文中所限定的照明设备的投影仪。如上所述，光投影仪当然还可以包括多个这种照明设备。

在另外的方面中，本发明还提供一种照明***，该照明***被配置为提供照明***光，照明***包括一个或多个如本文中所限定的照明设备。在这里，术语“照明***”还可以用于(数字)投影仪。此外，照明设备可以用于例如舞台照明(参见下文)或建筑照明。因此，在实施例中，本发明还提供了如本文中所限定的照明***，其中照明***包括数字投影仪、舞台照明***或建筑照明***。照明***可以包括一个或多个如本文中所限定的照明设备以及可选地一个或多个第二照明设备，该第二照明设备被配置为提供第二照明设备光，其中照明***光包括：(a)如本文中所限定的(i)转换器辐射中的一个或多个转换器辐射，以及可选地(b)第二照明设备光。因此，本发明还提供了一种被配置为提供可见光的照明***，其中照明***包括如本文中所限定的至少一个照明设备。例如，这种照明***还可以包括一个或多个(附加)光学元件，例如以下项中的一项或多项：光学滤波器、准直器、反射器、波长转换器、透镜元件等。例如，照明***可以是用于在汽车应用中使用的照明***，例如前照灯。因此，本发明还提供了一种汽车照明***，该汽车照明***被配置为提供可见光，其中汽车照明***包括数字投影仪***和/或如本文中所限定的至少一个照明设备，该数字投影仪***包括如本文中所限定的至少一个照明设备。特别地，照明设备可以被配置为(在这种应用中)提供红色光。汽车照明***或数字投影仪***还可以包括如本文中所描述的多个照明设备。

备选地，照明设备可以被设计为提供高强度UV辐射，例如用于3D打印技术或UV灭菌应用。备选地，照明设备可以被设计为提供高强度IR光束，例如以便投影IR图像以用于(军事)训练目的。

本文中的术语白色光是本领域技术人员已知的。特别地，术语白色光涉及具有在大约2000K和20000K之间(特别地在2700K-20000K)的相关色温(CCT)的光，对于一般照明，特别地在大约2700K至6500K的范围内，并且针对背光照明目的，特别地在大约7000K和20000K的范围内，特别地距BBL(黑体轨迹)大约15SDCM(颜色匹配标准偏差)以内，特别地距BBL大约10SDCM以内，甚至更特别地距BBL大约5SDCM以内，诸如距BBL大约3SDCM以内。

术语“紫色光”或“紫色发射”特别地涉及具有在大约380nm-440nm的范围中的波长的光。术语“蓝色光”或“蓝色发射”特别地涉及具有在大约440nm-490nm的范围中的波长的光(包括一些紫色和青色)。术语“绿色光”或“绿色发射”特别地涉及具有在大约490nm-560nm的范围中的波长的光。术语“黄色光”或“黄色发射”特别地涉及具有在大约560nm-570nm的范围中的波长的光。术语“橙色光”或“橙色发射”特别地涉及具有在大约570-600范围中的波长的光。术语“红色光”或“红色发射”特别地涉及具有在大约600nm-780nm的范围中的波长的光。术语“粉色光”或“粉色发射”指代具有蓝色和红色组分的光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”指代具有在380nm-780nm的范围中的波长的光。术语UV光可以是UV-A(315nm-400nm)、UV-B(280nm-315nm)或UV-C(200nm-280nm)。术语IR光可以是在780nm以上范围中的光。在实施例中，术语“白色光”可以指代由具有在380nm-780nm之间的范围中的波长的特定光谱组分组成的光，该光在具有大约1000K或更高的温度的普朗克黑体辐射器附近被感知。

细长透光本体(和可选地光学元件)可以包括透光主体材料(因此不考虑发光材料，或更特别地，在实施例中发光物质，诸如三价铈)，特别地对于可见光中(诸如绿色和红色中，并且通常蓝色中)的一个或多个波长的透光材料。合适的主体材料可以包括选自由透射型有机材料所组成的组的一种或多种材料，该透射型有机材料诸如选自由以下材料所组成的组：PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(Plexiglas或Perspex)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、硅树脂、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、在一个实施例中所包括的(PETG)(乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)和COC(环烯烃共聚物)。特别地，透光材料可以包括芳香族聚酯或其共聚物，诸如聚碳酸酯(PC)、聚(甲基)丙烯酸甲酯(P(M)MA)、聚乙交酯或聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；特别地，透光材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。因此，透光材料特别地是聚合的透光材料。

但是，在另一实施例中，透光材料可以包括无机材料。特别地，无机透光材料可以选自由以下各项组成的组：玻璃、(熔融)石英、透射型陶瓷材料(诸如石榴石)和硅树脂。还可以应用玻璃陶瓷材料。还可以应用包括无机和有机部分的混合材料。特别地，透光材料包括以下中的一者或多者：PMMA、透明PC或玻璃。

当发光材料(例如无机发光材料、量子点、有机分子等)被嵌入主体基质中时，在实施例中，发光材料的浓度可以选自0.01wt％-5wt％(重量％)的范围，诸如0.01wt％-2wt％。

高亮度光源可以用于例如前投影仪、后投影仪、工作室照明、舞台照明、娱乐照明、汽车前照明、建筑照明、增强照明(包括数据/内容)、显微镜、计量、医学应用、例如数字病理学等。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图描述本发明的实施例，在附图中，对应的附图标记指示对应的部分，并且其中：

图1a至图1e示意性地描绘了本发明的一些方面；并且

图2a至图2e示意性地描绘了一些实施例；

图3a至图3g示意性地描绘了刻面的一些实施例；

图4a至图4b示意性地描绘了芯-壳实施例；

图5a至图5b示意性地描绘了一些锥化的实施例；

图6a至图6e示意性地描绘了一些特殊形状的透光本体；图6f示意性地描绘了可能的透光本体的横截面的一些变型；图6g(以横截面图)示意性地描绘了透光本体的一些可能的基本形状；

图7a至图7d针对光学元件的一些实施例；并且

图8a至图8f示意性地描绘了透光本体的一些方面，可选地具有光学元件和/或混合部分。

示意图不一定按比例绘制。

具体实施方式

根据本发明的发光设备可以用于包括但不限于以下的应用：灯、光模块、灯具、聚光灯、闪光灯、投影仪、(数字)投影设备、诸如机动车辆的前照灯或尾灯的汽车照明、舞台照明、剧院照明和建筑照明。

光源可以被适配用于在操作中发射具有第一光谱分布的光，该光源是根据如下面所阐述的本发明的实施例的一部分。随后，该光被耦合到光导或波导中；在这里是透光本体。光导或波导可以将第一光谱分布的光转换为另一光谱分布，并且将(经转换的)光引导到出射表面。

在图1a中示意性地描绘了本文中所限定的照明设备的一个实施例。图1a示意性地描绘了照明设备1，照明设备1包括多个固态光源10和发光会聚器5，发光会聚器5包括细长透光本体100，细长透光本体100具有第一面141和第二面142，第一面141和第二面142限定细长透光本体100的长度L。细长透光本体100包括一个或多个辐射输入面111，在这里作为示例，用附图标记143和144指示的两个相对布置的面(这两个面限定例如宽度W)，在本文中这两个面还指示为边缘面或边缘侧147。此外，透光本体100包括辐射出射窗112，其中第二面142包括辐射出射窗112。整个第二面142可以用作或被配置为辐射出射窗。多个固态光源10被配置为向一个或多个辐射输入面111提供(蓝色)光源光11。如上所述，多个固态光源10特别地被配置为向辐射输入面111中的至少一个辐射输入面提供平均至少0.067Watt/mm²的蓝色功率W_opt。附图标记BA指示本体轴线，该本体轴线在长方体实施例中将基本上平行于边缘侧147。附图标记140通常指代侧面或边缘面。

细长透光本体100可以包括陶瓷材料120，陶瓷材料120被配置为将(蓝色)光源光11的至少一部分波长转换为转换器辐射101，诸如绿色和红色转换器辐射101中的至少一个或多个转换器辐射。如上所述，陶瓷材料120包括A₃B₅O₁₂:Ce³⁺陶瓷材料，其中A包括例如钇(Y)、钆(Gd)和镥(Lu)中的一种或多种，并且B包括例如铝(Al)。附图标记20和21分别指示光学滤波器和反射器。当绿色光是所期望的时，前者可以减少例如非绿色光，或者当红色光是所期望的时，前者可以减少非红色光。此外，前者还可以用于将不期望的光反射回到透射本体或波导中，因为来自细长透光本体的输出光随后可以在陶瓷材料中被吸收。例如，可以应用分色滤光片。反射器可以用于将光反射回到透光本体或波导中，从而提高效率。注意，可以使用比示意性描绘的反射器多的反射器。注意，透光本体还可以基本上由单晶组成，该单晶在实施例中还可以是A₃B₅O₁₂:Ce³⁺。

原则上，光源可以是任何类型的光源，但是在一个实施例中是固态光源，诸如发光二极管(LED)、激光二极管或有机发光二极管(OLED)、多个LED或激光二极管或OLED、或LED或激光二极管或OLED的阵列、或这些光源中的任何光源的组合。原则上，LED可以是任何颜色的LED或者是这些LED的组合，但是在一个实施例中是产生在UV和/或蓝色范围中的光源光的蓝色光源，该蓝色范围被限定为在380nm和490nm之间的范围的波长。在另一实施例中，光源是UV或紫色光源，即在低于420nm的波长范围中发射的光源。在多个LED或激光二极管或OLED、或LED或激光二极管或OLED的阵列的情况下，LED或激光二极管或OLED原则上可以是两种或更多种不同颜色(诸如但不限于UV、蓝色、绿色、黄色或红色)的LED或激光二极管或OLED。

光源10被配置为提供光源光11，光源光11用作泵浦辐射7。发光材料120将光源光转换为发光材料辐射8(参见图1e)。在光出射窗处逸出的光被指示为转换器辐射101，并且将包括发光材料辐射8。注意，由于重新吸收，发光会聚器5内的发光材料辐射8的一部分可以被重新吸收。因此，光谱分布可以相对于例如低掺杂***和/或相同材料的粉末红移。照明设备1可以用作发光会聚器以泵浦另一发光会聚器。

如上所述，元件可以包括分色光学元件。此外，元件可以包括其他元件，诸如在细长透光本体和光学元件的(在第二面侧处的)一个或多个表面上的抗反射(AR)涂层。在(多个)光学入口窗处具有用于泵浦光的AR涂层和/或在(多个)光发射窗处具有用于经转换的光的AR涂层可以是有利的。此外，用于经转换的光的反射涂层可以被应用到除光提取窗之外的表面区域。

图1a至图1b示意性地描绘了照明设备的类似实施例。此外，照明设备可以包括另外的光学元件，这些光学元件与波导分离和/或被集成在波导中，例如聚光元件，诸如复合抛物面聚光元件(CPC)。图1b中的照明设备1进一步包括诸如CPC的准直器24。

如图1a至图1b和其他附图所示，光导具有至少两个端部，并在光导的端部中的一个端部处的第一基本表面(还指示为第一面141)和光导的另一个端部处的第二基本表面(还指示为第二面142或者“鼻部”)之间的轴向方向上延伸。

图1c示意性地描绘了作为波导或发光会聚器的可能的陶瓷本体或晶体的一些实施例。面用附图标记141至146指示。

第一变型，板状或梁状透光本体具有面141至146。光源(未示出)可以被布置在面143至146中的一个或多个面上(边缘面的一般指示是附图标记147)。光源(未示出)可以被配置为向选自面143至146的一个或多个边缘面或侧面提供辐射。备选地或附加地，光源(未示出)可以被配置为向第一面141(端面中的一个端面)提供辐射。

第二变型是具有第一面141和第二面142以及圆周面143的管状棒。光源(未示出)可以被布置在透光本体周围的一个或多个位置处。这种透光本体将具有(基本上)圆的或圆形的横截面。第三变型基本上是两个前述的变型的组合，其具有两个弯曲的侧面和两个平坦的侧面。

在本申请的上下文中，光导的侧向表面应当理解为光导的沿其延伸的外表面或面。例如，在光导为圆柱形的情况下，其中在光导的端部中的一个端部处的第一基本表面由圆柱的底表面组成，并且光导的另一个端部处的第二基本表面由圆柱的顶表面组成，侧向表面是圆柱的侧表面。本文中，侧向表面还用术语边缘面或侧140指示。

图1c所示的变型不是限制性的。更多的形状是可能的；即例如参考WO2006/054203，其通过引用并入本文。用作光导的陶瓷本体或晶体通常可以是棒状或条状光导，这些光导包括在相互垂直的方向上延伸的高度H、宽度W和长度L，并且在实施例中是透明的、或透明且发光的。通常在长度L方向上引导光。高度H在实施例中＜10mm，在其他实施例中＜5mm，在又一些其他实施例中＜2mm。宽度W在实施例中＜10mm，在其他实施例中＜5mm，在又一些实施例中＜2mm。长度L在实施例中大于宽度W和高度H，在其他实施例中至少是宽度W的2倍或高度H的2倍，在又一些其他实施例中至少是宽度W的3倍或高度H的3倍。因此，(长/宽)的纵横比特别地大于1，诸如等于或大于2，诸如至少是5，例如甚至更特别地在10-300的范围中，诸如10-100，例如10-60，例如10-20。除非另有说明，术语“纵横比”指代长/宽之比。图1c示意性地描绘了具有四个长侧面的实施例，这些长侧面中的例如两个或四个长侧面可以用光源光进行辐照。

高度H:宽度W的纵横比通常为1:1(用于例如一般光源应用)或1:2、1:3或1:4(用于例如特殊光源应用，诸如前照灯)或4:3、16:10、16:9或256:135(用于例如显示器应用)。光导通常包括未布置在平行平面中的光输入表面和光出射表面，并且在实施例中，光输入表面垂直于光出射表面。为了实现高亮度的、经会聚的光输出，光出射表面的面积可以小于光输入表面的面积。光出射表面可以具有任何形状，但是在一个实施例中，光出射表面被成形为正方形、矩形、圆形、卵形、三角形、五边形或六边形。

注意，在本文中所示意性地描绘的所有实施例中，辐射出射窗特别地被配置为垂直于(多个)辐射输入面。因此，在实施例中，辐射出射窗和(多个)辐射输入面被配置为垂直的。在其他实施例中，辐射出射窗可以被配置为相对于一个或多个辐射输入面具有小于或大于90°的角度。

图1c示意性地描绘了一些基本实施例。特别地但是，应用了如本文中所描述的特定实施例，诸如其中本体100具有圆形横截面，但是具有发光材料的壳状分布和/或是中空的，和/或其中本体在一个或多个端面处具有刻面和/或其中本体在它们的长度的至少一部分上锥化。

注意，特别地对于使用激光光源提供光源光的实施例，辐射出射窗可以被配置为与(多个)辐射输入面相对，同时反射镜21可以由具有孔的反射镜组成，以允许激光通过反射镜，而经转换的光具有高的可能性在反射镜21处反射。备选地或附加地，反射镜可以包括分色反射镜。

图1d非常示意性地描绘了包括如本文中所限定的照明设备1的投影仪或投影仪设备2。作为示例，在这里，投影仪2包括至少两个照明设备1，其中第一照明设备(1a)被配置为提供例如绿色光101，并且其中第二照明设备(1b)被配置为提供例如红色光101。光源10例如被配置为提供蓝色光。这些光源可以用于提供投影(光)3。注意，被配置为提供光源光11的附加光源10不一定与用于泵浦(多个)发光会聚器的光源相同。此外，在这里，术语“光源”还可以指代多个不同的光源。投影仪设备2是照明***1000的示例，该照明***特别地被配置为提供照明***光1001，该照明***光1001将特别地包括照明设备光101。

高亮度光源对于包括现场照明、舞台照明、前照灯和数字光投影的各种应用是令人感兴趣的。

为此，利用所谓的发光会聚器是可能的，其中在高度透明的发光材料中较短波长的光被转换为较长波长。这种透明发光材料的棒可以被使用，并且然后其由LED照射，以在棒内产生更长的波长。经转换的光在波导模式中将停留在诸如掺杂石榴石的发光材料中，并且然后可以从表面中的一个表面提取出来，从而导致照度和/或辐射增益(图1e)。

用于射束器应用的基于LED的高亮度光源似乎是重要的。例如，可以通过由一组离散的外部蓝色LED泵浦发光会聚器棒来实现高亮度，由此包含在发光棒中的磷光体随后将蓝色光子转换为绿色或红色光子。由于发光棒主体材料的高折射率(通常～1.8)，由于全内反射，经转换的绿色或红色光子几乎完全被困在棒内部。在棒的出射刻面处，通过一些提取光学设备(例如，复合抛物面会聚器(CPC)或微折射结构(微球或棱锥结构))从棒中提取光子。因此，在棒内部生成的高发光功率可以在相对小的出射刻面处被提取，从而导致高光源亮度，从而实现(1)较小的光学投影架构，以及(2)各种组件的较低的成本，因为这些组件可以做得更小(特别是相对昂贵的投影显示器面板)。

当发光光在细长透光本体中被生成时，可以辨别出三个光部分，

I.锥体中的非TIR光，其直接透射穿过四个长侧中的一个长侧。

II.锥体中的与棒的长轴线(z轴线)对齐的光，该光有时被称为TIR至鼻部光，因为该光在棒中处于TIR，直到其撞击CPC并透射穿过CPC。进入CPC的光线与z轴线的角度小于适用于n_rod-n_CPC组合的临界TIR角。锥体中的被引导朝向尾部的光经由TIR或经由反射镜在尾部处反射，并且在CPC处离开棒。

III.剩余的光部分处于TIR，并且(理论上，在理想的棒中)这些光线无法从棒中逸出。该部分有时被称为闭锁TIR光(按照“闭锁综合征”)。

如果在圆形棒中光在皮中被生成，则光部分II(TIR至鼻部)保持不变，但是部分I和III剧烈地改变。图2a示意性地示出了光在中心被生成的情况，并且图2b示意性地示出了光在靠近壁处被生成的情况。在这两种情况下，细长透光本体的本体材料的折射率被选择为1.84，并且光学元件(类似于CPC的光学元件)的折射率被选择为1.52。在n_rod＝1.84的情况下，如果光部分生成在棒的皮(皮厚度＝0)中，则直接从棒中逸出的光部分(非TIR)仅为16％。如果光生成在皮上，则对于圆形棒和矩形棒，到与皮垂直的两侧的非TIR锥角是相同的，这可以通过简单的测角法证明。因此，皮生成的光的非TIR部分恰好是矩形棒中非TIR部分的一半。对于圆形棒和矩形棒，非TIR损失已经被解析地建模。假设将在距壁距离x处生成光，则非TIR部分随着与壁的相对距离而增加，如比率x/r所示，其中r是半径，这仅适用于圆形棒。直到x/r＝0.4，与矩形棒相比，对于圆形棒存在较低的非TIR损失。对于2mm直径的圆形棒，这是达0.4mm的深度；参见图2c。半径用附图标记y指示。

随着光生成的深度的增大，在光在中心处生成的情况下，非TIR部分增大到非TIR水平的57％。但是，在小的皮厚度的情况下，存在棒的与矩形棒相比的光学效率的大幅增大。对于矩形棒，光部分基本上与光生成的位置无关。因此，在光生成在圆形棒的表面上的理想情况下，与矩形棒相比，效率可以大幅提高，诸如从68％(矩形)到84％(圆形)(其中n_rod＝n_CPC＝1.84)，或诸如从57％(矩形)到72％(圆形)(其中n_rod＝1.84，n_CPC＝1.52)。这还在以下表格中指示。

对于蓝色光的小吸收长度是仅在皮中生成光的关键。因此，本发明的一个方面是磷光体含量足够高。对于单晶LuAG，Ce％＝0.16％-0.25％的磷光体浓度可以导致大约0.3mm-0.2mm的吸收长度。为了获得0.1mm的吸收长度，因此可以需要大约0.5％的Ce。

使光能够生成在皮中的另一种方法是制作管状棒，参见图2d。在这种情况下，光导效果在“环”的整个厚度上都是有效的。由于不能存在来自芯的、磷光体发射的光，因此允许降低磷光体含量。在应用中，由于例如应当避免通过整个棒的大量蓝色光透射，因此应该对最小磷光体含量设置限制。图2d以横截面图示意性地描绘了非限制性数目的实施例(参见图6f)，具有具有圆形横截面的管状本体100、具有矩形(正方形)横截面的管状本体和具有圆形横截面的管状本体，其中作为示例，在前两个变型中的腔(以附图标记1150指示)可以用材料121填充，材料121在实施例中特别地可以具有比细长(管状)本体的材料的折射率低的折射率(但是高于空气)。本体之间的距离(在变型III中以附图标记d4指示)沿本体轴线BA可以不同(参见图5b)。在实施例中，特别地在腔1150填充有具有与相邻的外部本体100的材料基本相同的折射率的材料的情况下，则可以存在物理接触(即d4＝0μm)。在实施例中，腔还可以至少部分地用另一本体100填充；在这种实施例中，可以获得芯-壳配置(参见图4a至图4b)。当腔包括诸如本体(参见图4a)的实心元件时，内部本体的横截面对称性可以与外部本体不同，尽管特别地它们可以相同。在前述变型中，d4可以在横截面上变化。参照图2d，但是例如还参见图2e、图5b，光的垂直于本体100的透射导致两次穿过。在用具有所感兴趣的波长(诸如例如发光材料的最大发射处的波长)的光的垂直辐射下，通过本体的总透射率最大为50％。

在图5b的实施例的情况下，中空(具有圆形横截面的)变型的优点，或其中发光材料(或活化剂)的浓度在到表面的距离上可变的变型的优点，与锥化的变型的优点结合，其中光会聚在小的区域中。因此，可以基本上减小光的环形分布。利用下游光学元件，例如光束可以被成形。

在特定实施例中，包括在图3b、图3e、图3g(顶部)和图5b中示意性描绘的实施例，其中应用了中空本体100：当中空本体在腔中不包含其他本体或材料时，可以在内部布置反射器。

因此，特别地可以应用以下条件：

-实心棒：外部横截面为圆形、卵形或椭圆形；具有足够的磷光体含量以具有≤0.4棒半径的吸收长度；或

-管状棒，横截面为圆形、卵形或椭圆形，具有有限的壁厚，使得内径≥0.6外径；具有足够的磷光体含量以具有≤壁厚的吸收长度。

使光能够生成在皮中的另一种方式是通过实现本体100，其中发光材料(或活化剂)浓度局限于外表面附近。在这种情况下，整个本体的折射率是基本恒定的。在图2e中示意性地描绘了这种实施例。

图2e示意性地描绘了其中发光元件5进一步包括第一反射器21和/或第二反射器22的变型。细长透光本体100具有第一面141和第二面142，第一面141和第二面142限定细长透光本体100的长度L；其中第二面142包括第一辐射出射窗112。第一反射器21被配置为在第一面141处，并且被配置为将辐射反射回到细长透光本体100中。第二反射器22具有小于辐射出射窗112的横截面，其中第一反射器22被配置为将辐射反射回到透光本体100中。

在这里，光学元件21和22与透光本体之间的距离分别用附图标记d1和d2指示。优选地，它们没有物理(或光学)接触，以允许对于具有高入射角的光线的TIR，并且仅经由反射镜反射低入射角的光线。对于可见辐射，距离d1和d2可以例如在1μm-50μm的量级。如上所述，这些距离的值可以指示为平均值。

但是，在其他实施例中，在本体与光学元件21(如果可用)和/或光学元件22(如果可用)之间可以存在物理接触。例如，一旦将反射镜压到棒上，由于接触力和材料硬度的原因，最低限度的实际材料-材料接触面积是不可避免的。在光学接触的情况下，更多光线撞击反射镜，但是如果反射镜的反射率是高的，则附加的损失仍然是有限的。此外，以附图标记d3指示光源10的发光表面13与透光元件之间的距离。因此，这些距离d1、d2和d3可以分别独立地选自至少1μm的范围，诸如至少2μm。

端面中的一个或多个端面可以是有刻面的，或者可以具有其他调制，参见图3a至图3f。例如，第一面141和第二面142中的一个或多个面包括平面1140，平面1140包括表面调制1141，从而相对于相应的平面1140创建不同的调制角β；这些角度可以等于或小于例如大约45°，诸如最大40°，例如在实施例中最大30°，诸如等于或小于大约25°(参见例如图3d)。此外，在实施例中，β特别地是至少15°，诸如至少20°。特别地，平面1140包括作为调制1141的n个/cm²刻面1142，其中n选自2-2000的范围，诸如4-500。此外，在实施例中，如示意性地描绘的，存在具有不同的调制角β的至少2个刻面1142，诸如至少四个。还可以存在连续调制，参见图3c，其中一种正弦调制是可用的。

本体100可以具有正方形横截面或圆形横截面。在后一变型中，调制特别地是平行于半径的调制，并且不偏离半径。因此，调制1141可以具有相对于到细长轴线BA的垂线r1的角度γ，角度γ选自0-90°的范围，诸如在实施例中达35°，例如在15°-35°的范围中，参见图3f和图3g。使用刻面(诸如四个刻面)，变型I和变型II中的发光的耦出可以提高1-5个百分点。使用刻面(诸如四个刻面)，变型III中的发光的耦出可以提高5-10个百分点。注意，在变型I(和III)中，存在一些径向失真。图3b和图3e(以及可选地图3d)示意性地描绘了设置在中空(管状)本体100的端面的刻面。图3f(以及可选地图3d)示意性地描绘了圆柱本体的端面的刻面。

图3g示意性地描绘了本体的三个变型，其中第一面141和/或第二面142(在这里，描绘了单个面)包括多个刻面1140，在这里每个面具有四个刻面1140。变型I示出了具有圆形横截面的中空本体100，变型2示意性地描绘了具有矩形横截面的本体100，并且变型III示意性地描绘了具有圆形横截面的本体100。当β在15°-45°(诸如20°-40°)的范围中时，可以获得最佳结果。

因此，当特别地参考具有圆形横截面的本体100时，调制(诸如刻面)的主要功能是β调制(切线方向)，但是对于有限数目的调制(诸如特别地刻面)，可以还存在(显著的)γ调制。相对于没有调制(在这里四个刻面)的本体100，图3g的实施例都具有大于5％-10％的效率提升。

特别地，对于一个或多个调制，诸如对于一个或多个刻面，特别地对于基本上所有的调制，诸如基本上所有的刻面，比率β/γ≥0.8，诸如特别地β/γ≥1.0，例如β/γ≥1.2。

中空细长本体的优点是：在棒的中心处不会发生散射。似乎在圆形棒的中心的光散射导致相对高的光损失，并且应当避免。但是，利用中空细长透光本体，内壁引入了新的光散射源，如果散射是显著的，则该光散射源可能会降低细长透光本体的性能。但是将内部棒壁抛光到仅具有低散射的表面光滑度是困难且昂贵的。

利用透明的填充材料，由于撞击内壁的更多的光线透射穿过界面，因此在内壁处的散射减少。棒和填充材料的折射率越接近，透射穿过界面时光方向的变化越小。此外，在给定的(高折射率)棒材料的情况下，临界TIR角取决于填充材料的折射率，n_filler与n_rod越接近，临界TIR角越大，发生的透射越多，而透射光的散射小于反射光。同样，菲涅耳反射取决于两种材料的折射率，n_filler与n_rod越接近，(经受散射的)菲涅耳反射越低。如果n_filler＝n_rod，则在内壁处的散射完全消失。而且内壁的光导不再存在。

考虑到内壁的光导作用，具有折射率比棒的折射率低的填充材料可以是有利的。

因此，以下特征可以是相关的：中空细长透光本体；基本上是完全透明的填充材料；具有非常低的散射水平；填充材料中的基本上没有气泡或其他杂质；以及填充材料的折射率在空气和细长透光本体的折射率之间。

此外，可以应用棒中棒的概念，参见图4a至图4b。

例如，可以应用具有相同长度和沿棒固定的磷光体的浓度的棒。然后，当辐照是经由外部棒时，光谱分布可以不是可调整的。特别地，在其中光源被配置在棒组件外部的这种实施例中，外部棒的磷光体浓度应当足够低，使得光源光的部分(诸如蓝色LED光)可以撞击内部棒。

在实施例中，对于蓝色光，可以在棒的开始处使用高功率LED，该棒可以只是光导。备选地或附加地，可以使用具有例如405nm的LED，其经过绿色和红色棒并撞击中心棒，该中心棒吸收405nm并使～470nm蓝色离开。

在实施例中，磷光体的浓度沿棒变化。如果磷光体浓度沿棒变化；当辐照是经由外部棒时，或多或少的蓝色光可以撞击红色棒。根据蓝色LED的位置调整电流，光谱可以被改变。

为了从透光本体提取光，可以使用CPC(复合抛物面会聚器)。为了最佳的提取，CPC的折射率应当与棒的折射率匹配。就匹配棒的折射率、胶、CPC和机械强度而言，将该CPC附接到HLD棒是一个很大的挑战。在随着与圆柱形发光转换器组件的距离增大而直径增大以便从端侧提取光的实施例中，或者在随着与圆柱形发光转换器的距离增大而直径减小以便从锥化侧面提取光的其他实施例中，通过从单片中制作棒，棒的最后部分可以制成完全是锥化的，由此光可以被提取而且被准直，从而不需要CPC，这是很大的优点。另一种可能性是棒的部分锥化，并且在锥化部分之后添加CPC。优点可以是：所提取的光具有较低的光学扩展量，或可以实现更高的亮度(与锥化透光本体相比)，并且仍然可以用CPC获得受控的光准直。

两种选择都最适合中空圆柱形或椭圆形的棒，其中光在棒的靠近外壁处生成，并且具有在反射镜上的与光提取相反的附加结构。

两个附图均示出了包括细长透光本体100的发光元件5的实施例，细长透光本体100包括侧面140，其中细长透光本体100包括发光材料120，该发光材料120被配置为将光源光11的至少一部分转换为发光材料辐射，该光源光选自由细长透光本体100所接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；其中细长透光本体100具有长度L；其中细长透光本体100在长度L的至少一部分上是中空的，从而限定腔1150。

在图4a中，细长透光本体100是管状的。此外，细长透光本体100具有管状形状，该管状形状具有由细长透光本体围绕的腔1150。

同样，通过图4b中的示例，发光元件5进一步包括光学元件24(这里是圆顶)，该光学元件24光学耦合到细长透光本体100。在备选实施例中，可以应用圆锥形结构。这种圆锥形结构可以在光学元件的辐射入口窗211的方向上(即，在(多个)透光本体100的第二面142的方向上)锥化。在备选实施例中，这种圆锥形结构可以在光学元件的辐射出射窗211的方向上(即在背离(多个)透光本体100的第二面142的方向上)锥化。注意，仅作为示例，光学元件24结合包括芯-(多个)壳配置的元件进行绘制。特别地，光学元件可以基本上结合基本上本文中所描述的任何元件5来使用。

在图4b中，透光本体100'是实心的。

特别地，图4a和图4b示出了包括多个细长透光本体100的发光元件5的实施例，每个细长透光本体100包括发光材料120，该发光材料120被配置为将光源光11的至少一部分转换为发光材料辐射8，该光源光11选自由细长透光本体100所接收的UV、可见光和IR中的一者或多者。此外，外部细长透光本体100在以下方面中的一个或多个方面存在不同：a细长透光本体100的长度L、b发光材料120的类型、c发光材料120的浓度、d在细长透光本体100上的浓度分布、以及e发光材料120的主体基质。如所示，每个细长透光本体100具有细长轴线BA，在这里这些细长轴线BA重合。此外，细长透光本体100中的一个或多个细长透光本体包括腔1150。在图4a中，最小的细长本体100(以附图标记100'指示)是块状的，但是在图4b中，最小的细长本体100'还包括腔1150(以附图标记1150'指示)。符号'指代内部细长本体100'，符号"指代外部细长本体100"。注意，原则上可以应用多于两个细长本体100。如所示，细长透光本体100被配置为芯-壳配置，其中较小的细长透光本体100被至少部分地配置在较大的细长透光本体100的腔1150中，并且其中细长轴线BA被配置为平行。相邻的细长透光本体100的侧面140没有物理接触，或者仅在它们的相应表面面积的最大10％上有物理接触。

图4a至图4b还示出了照明设备1的实施例，其包括：

-光源10，其被配置为提供光源光11；

-根据前述实施例中的任一项所述的发光元件5，其中细长透光本体100包括辐射输入面111和第一辐射出射窗112；其中发光材料120被配置为将在辐射输入面111处接收的光源光11的至少一部分转换为发光材料辐射8，并且发光元件5被配置为将发光材料辐射8的至少一部分在第一辐射出射窗112处作为转换器辐射101耦出。

每个细长透光本体100具有第一面141和第二面142，第一面141和第二面142限定细长透光本体100的长度L；其中侧面140包括辐射输入面111，其中第二面142包括辐射出射窗112。不同的长度分别以L'和L"指示，尽管在这里长度是基本相同的。

一个或多个光源10被配置为向外部细长透光本体100的侧面140提供光源光，和/或其中一个或多个光源10被配置为向一个或多个第一面141提供光源光11，其中一个或多个第一面141是端面，和/或其中一个或多个光源10被配置在内部细长透光本体100的腔1150中，并且被配置为向内部细长透光本体100的侧面提供光源光11。在特定实施例中，在第一操作模式中，照明设备1被配置为提供白色光。在其他特定实施例中，照明设备包括其中提供有色光的第一操作模式。在另外的实施例中，照明设备1可以进一步包括被配置为控制光源的控制***，其中不同的透光本体100被配置为提供具有不同光谱分布的发光材料光。在这种实施例中，照明设备光101的光谱分布可以是可调整的。

在示意性地描绘的实施例中，光学元件24包括辐射入口窗211和辐射出射窗212，并且光学元件24基本上由透光材料组成。

锥化棒的实施例在图5a至图5b中示出。在图5b中，横截面面积可以基本上保持恒定。因此，这些附图示意性地描绘了其中细长透光本体(100)沿着细长轴线(BA)的长度的至少一部分锥化的实施例。或者，细长透光本体(100)沿其长度L的至少一部分锥化。图5b示意性地描绘了一个实施例，其中管状细长透光本体(100)沿着细长轴线(BA)的长度的至少一部分锥化，同时保持与细长轴线(BA)垂直的横截面面积恒定，参见锥化区段中的虚线。通常，如果面积变小，则光可以被提取或光被反转回到鼻部。

因为我们可以利用光的循环，所以使光学部件(诸如CPC)的入口的面积甚至小于中空棒的横截面的面积似乎是可能的。因此，光的一部分可以在第二面处被循环。没有描绘该实施例。

除其他外，本文中提出了一种具有特定横截面形状的发光会聚本体，其使得能够通过与该特定横截面形状相关的特征来改进耦合效率、改进光提取、改进冷却、改进转换器安装、改进模块组件、和/或改进光源的鲁棒性。

在实施例中，一个或多个特征可以包括：将泵浦LED嵌入转换器中的线性腔内；在高亮度模块中定位/对准转换器本体；限定从泵浦LED到转换器的距离；将光提取锥体从4个减少到2个，从而减少光损失，并且因此提高模块性能；将多个转换器彼此相邻地安装或安装在彼此之内，从而使得能够对光源输出进行光谱调整；实现一个或多个独特优点的特定转换器横截面轮廓为I形、O形、T形、U形、以及更复杂的版本。

在实施例(I)中，可以通过应用芯片级封装LED(CSP-LED)生成对于用发光聚光器的LED的辐照的最高线性光学通量密度，这是保持有限的光源尺寸和最低的成本所需的。但是，与用于例如第一代HLD产品的并且是顶部发射器(即仅从顶部表面发射)的薄膜倒装芯片LED相反，所有当前可用的CSP LED都是5侧发射器，从而导致更高的光损失，因为难以将从芯片侧向发射的光耦合到转换棒中。即使使用具有显著比CSP LED的宽度大的宽度的矩形发光转换器，建模显示大约10％的光损失。通过将发光转换器成形为使得它们围绕泵浦LED，耦合效率可以显著提高，因为用这种方式，几乎所有光可以由转换棒捕获。

图6a示意性地示出了用于泵浦光的最大耦合效率的I形发光转换棒的实施例。左侧示出了被夹持在两个棒保持器之间的I形转换棒的横截面图，这两个棒保持器被夹在两个PCB之间，每个PCB具有5侧发射CSP-LED的线性阵列。在中间示出了转换棒的3D透视图，并且在右侧示出了具有在热沉上的陶瓷基板的光源的变型。

附图标记17指代PCB，诸如MCPCB，即金属芯PCB(印刷电路板)。附图标记18指代棒保持器或细长透光本体保持器，例如顶部棒保持器和底部棒保持器可以是可用的。但是，其他配置也可以是可能的。附图标记1150指示腔。

在实施例(II)中，从泵浦LED到棒的距离由棒中的凹槽的深度控制，该凹槽包括裸片和焊料的堆叠；目前，这是通过在棒保持器中的单独机械设备来处理的，这使得这些组件复杂并且昂贵。在该实施例中，棒被简单地直接放置在两个相对的PCB之间，理想地具有与棒保持器基本相同的宽度，该棒保持器被刚性地安装到PCB中的至少一个PCB上。在其他实施例中，两个棒保持器具有相同的厚度，并且通过棒的简单放置使得两个棒保持器能够仅被安装并固定在适当的位置；在这种情况下，不再需要可移动的顶部棒保持器，该顶部棒保持器在第一代产品中仍然需要被夹持到棒。包括陶瓷板的备选板配置也是可能的。

图6b示意性地描绘了具有I形转换棒的光源的横截面图，其中泵浦LED的顶面与棒之间的间隙由棒中的凹槽确定。在这里，棒具有与棒保持器基本相同的宽度，其中两个棒保持器均固定安装到板/散热器。

在实施例(III)中，光转换由纵向地倾斜的棒实现，从而能够通过使用两个U形棒的不同组分实现整体输出的光谱拓宽。附加功能由两个板上的泵浦LED的独立寻址实现，从而实现整体输出光谱的动态调整。

图6c示意性地描绘了根据本发明的两个光源实施例的示意性横截面图，其包括共同形成I形转换本体的两个U形转换棒。相对的两个板上的泵浦LED可以独立地被驱动，从而实现整体输出光谱的时间变化。

在实施例(IV)中，除转换本体的倾斜之外，在光源的另外的实施例中，棒保持器纵向地倾斜以易于组装：通过这种方式，光源的两半可以独立地被组装，随后被安装在一起，例如通过将两半的对应棒保持器相互夹持，或通过在板之间使用专用的间隔件。在将棒组装到它们的保持器中并且将两半安装在一起之后，可以安装光提取光学设备。通过使用分离的棒保持器，能够将棒保持器直接焊接到两个PCB(或焊接到陶瓷基板，如果使用的话)。

图6d示出了根据本发明的光源实施例的示意性横截面图，其包括共同形成I形转换本体的两个U形转换棒，并且其中棒保持器也是倾斜的：模块包括两半，该两半独立地被组装，并且然后用螺栓固定或夹持在一起。左侧，在整个模块的组装之后，两个半模块的对应棒保持器被夹持在一起，而右侧，棒保持器被焊接(或粘合)到相应的板。使用隔件，两个半组件以距彼此期望的距离被安装在一起。

附图标记19指代一个间隔元件或隔件。这可以是一块金属或陶瓷材料或聚合材料。特别地，间隔元件可以是耐热材料。在实施例中，间隔元件19可以是玻璃或陶瓷材料。在另外的实施例中，间隔元件19可以是液晶聚合物。

在实施例(V)中，从泵浦LED到棒的距离由棒的周长中的对齐特征控制，该对齐特征与棒周围的结构中的特征一致。该对齐特征可以是棒中的一个或多个(纵向)凹槽，或其可以是棒的(纵向)突起。

图6e示意性地描绘了具有转换棒的光源的示意性横截面图，该转换棒包括用于侧向棒位置的对齐的纵向特征以及可选地用于嵌入泵浦LED的凹槽。在左侧描绘了具有LED嵌入凹槽和棒对齐凹槽的棒，而在右侧，示意性地描绘了具有对齐突起的棒。

附图标记160指示突起。

在实施例(VI)中，应用了管状发光转换器。该转换器的中空中心部分可以基本上由第二发光转换器棒填充，该第二发光转换器棒可以具有与管状转换器不同的组分。图6f示意性地描绘了非限制性数目的实施例。图6f示意性地示出了包括中空转换管的光源的芯的横截面图。为简单起见，省略了平行于管安装的泵浦LED和对中心本体的刻面中的一个刻面进行辐照的潜在的辐照激光二极管，以及用于冷却发光转换器的冷却块。

在一个实施例中，应用具有显著比管的外径的一半小的壁厚的管状转换器。横截面形状可以是圆形或卵形，和/或可以具有平坦的侧面，以最大限度地将泵浦光从LED耦合到转换器中。壁越薄，消光损失越小，因为经转换的光的、与正方形或矩形棒的4个侧面相关联的4个逸出锥减少到只有2个逸出锥(这是无限薄的壁的极限；但是注意，结合活化剂浓度的厚度应当足够大，以实现对于转化器材料中实际可实现的活化剂浓度的大量转化。)

在另外的实施例中，基本上透明且高度半透明的棒被定位在发光转换管内部，从而在两个本体的纵向方向上提供独立的光导。外部棒由平行于棒安装的蓝色LED泵浦，而内部棒充当蓝色和/或红色激光二极管光的光导和均匀化器，该激光二极管光在一个端部处耦合到棒中，在该端部处管具有反射镜以反射经转换的光的(朝该端刻面发射的)部分。中心棒可以成形为最佳地填充中心腔，或者优选地具有多边形横截面形状以改进空间均匀化。在中心棒中和/或棒的外表面上可以存在一些(优选地向前的)散射，以改进在出射刻面处的光的均匀性。

在备选实施例中，发光转换棒被安装在中空发光转换管内，棒和管具有不同的发光发射光谱。为了最高转换光导性能，中心棒优选地具有远小于其直径的吸收长度，或具有基本正方形或矩形形状，以防止在横截面平面中出现多于4个的逸出锥。

图6g以横截面图示意性地描绘了本体的一些非限制性示例，其具有块状本体100和具有腔1150的中空本体100。如果变型I或III沿着本体100的长度锥化(即垂直于附图平面)，可以获得(截头)棱锥。如果变型II或IV沿着本体轴线BA的长度锥化，则可以获得(截头)六边形棱锥。如果变型III或VI沿着本体轴线BA的长度锥化，则可以获得(截头)圆锥(参见例如图5b)。

除其他外，图6g描绘了具有六边形横截面的本体100。还可以应用八边形横截面。侧面的数目(在横截面中)可以限定为n，其中n对于正方形或矩形是4，而对于六边形是6，并且实际上对于圆形横截面是无限。在实施例中，n选自4-50的范围，诸如6-50，例如6-40。在其他实施例中，本体是圆形的(附图的右侧部分)。

在其中应用了圆柱形光转换器的实施例中，通过应用二维CPC的圆形版本(或接近该形状的优化形状)，可以应用高效的光提取准直器，从而导致均匀的发光表面，而没有中心孔，并且没有光学扩展量的显著增加。图7a示意性地示出了横截面图和正视图，其中光源的芯的示意性纵向横截面图(左)和正视图(右)，该光源包括具有光提取准直器的中空转换管，该光提取准直器填充管的中心间隙。为了简单起见，省略了平行于管安装的泵浦LED以及冷却设备。

图7a示意性地描绘了一个实施例，其中光学元件24包括第一壁1241和围绕第一壁1241的第二壁1242，从而限定具有环状横截面的光学元件24，其中光学元件24包括辐射入口窗211和辐射出射窗212，其中辐射入口窗211与多个细长透光本体100光学耦合。注意，相同的横截面图可以适用于光学耦合到这种光学元件24的中空细长透光本体100(包括腔)。光学元件可以是中空的，或者可以是包括透光材料的块状本体。

在多个光转换器本体的组合的情况下，光提取光学组件(诸如实心CPC、实心截头棱锥或实心截头圆锥)优选地在将本体安装并固定在适当的位置之后安装到本体上。在它们相对彼此不是完全固定(即可以移动一些)的那些情况下，光提取器可以刚性地被安装在转换器本体中的仅一个转换器本体(例如外管上)，而内部棒优选地经由柔性凝胶与光提取光学设备光学接触。

在光转换管与非转换中心棒组合的情况下，光提取光学组件仅需要被安装到发光转换器本体上(因为即使没有光学接触，通过中心棒的透射率也是高的)。

图7b示意性地描绘了非限制性数目的光学元件。在这里，特别地描绘了会聚器。图7b示意性地描绘了旋转CPC(I)、交叉CPC(II)、复合CPC(III)、透镜壁式CPC(IV)、交叉V槽会聚器(V)、多边形CPC(VI)、正方形椭圆双曲面(SEH)(VII)、V槽(VIII)、复合抛物面会聚器(IX)、复合椭圆面会聚器(X)以及复合双曲面会聚器。另外的选择或者这些会聚器中的两个或更多个会聚器之间的混合也是可能的。

但是，还可以应用圆顶形光学元件，参见图7c(和图4b)实施例I。

光学元件可以例如在直径上随着距透射本体的距离的增大而增大，诸如在大多数附图中所示的，除了对于对于图7c实施例I中的半球或圆顶。但是，例如其中特别地特征宽度(或直径)随着距透射本体的距离增大而减小的圆锥结构或一维锥化元件也可以是相关的。在这种实施例中，光提取(以掠射角)到元件的(多个)侧面。

备选地，可以应用具有随着距入口平面的距离增大而减小的外部尺寸的光学元件24(II)。与从圆顶形光学元件(I)发射的非准直光束相反，这可以产生经准直的提取光束。备选地，可以应用楔形结构(未示出)。

图7a示意性地描绘了旋转光学元件，诸如旋转CPC。备选地，可以选择多个小的光学元件或者可以选择多个光纤(未示出)，它们光学耦合到(中空)透光本体100。图7d示意性地描绘了其中在辐射出射窗112的下游应用了多个光学元件24的一个实施例。

在实施例中，在不同于期望的发光表面形状的成形的转换器本体情况下，或在多个光转换器本体的组合的情况下，可以使用转换器结构的另外的光混合部分，在光由提取光学设备进一步被提取(并且可能地被预准直)之前，该光混合部分空间地均匀化光。换句话说，在转换器本体与光束成形和光提取光学设备之间提供了混合部分。

利用如在该文档中所提出的新的多组分制造方法、会聚器形状和组分，这些缺点中的大部分或者全部可以被克服或者可以被显著地减少，从而导致具有显著降低的成本和大大改进的性能特性的高亮度光源。

提出了一种单片式发光会聚本体，其具有在整个该本体中恒定的折射率，而光吸收和/或发射光谱是该本体中的位置的函数。特别地，提出了一种发光转换器，该发光转换器在本体的外层中具有对泵浦光的高的光吸收，而本体的内部分具有对于泵浦光的较低的吸收，优选地对于泵浦光是透明的。这可以通过2-k挤压、通过共注塑成型(首先模制本体的芯，然后将其用作模制本体的外壳的***物)、通过随后的凝胶浇铸(相同原理)、或通过随后的压制(相同原理)来实现。在烧结这些本体之后，得到具有所需性质的发光转换器。在第二种应用中，基于在具有相同折射率的同时具有不同的光谱吸收特性的两种材料，通过2-k注塑成型、压制、2-k压制或2-k凝胶浇铸，光提取器本体与发光转换器本体在“绿相”中将被共同创建。在所有情况下，2种(或更多种)材料的晶体结构被选择为非常相似，以便实现成功的烧结，以在整个本体中保持立方晶格，并且防止第二相形成。这通过使用非常相似(例如基本相同的石榴石组分)但是具有Ce活化剂的不同掺杂水平的、或具有晶格中的小偏差的主体材料来实现。石榴石主体材料中的一些(小)差异也可以被容忍，但是优选地这些差异基本相等。

术语“2k”指代“两个组件”。它还可以指代多组件，因为通常还可以将两个组件的原理应用到多于两个的组件。

还可以应用压制，诸如特别地单轴压制。压制可以包括干粉压制或湿悬浮压制。此外，在压制时可以使用模具。

在实施例中，提出了一种单片式转换器，其包括具有高泵浦光吸收的外层和具有低泵浦光吸收的内部分。在实施例中，棒或条被实现为在外层中具有泵浦光的吸收并且在内部分中具有泵浦光的较低吸收。棒或条具有恒定的折射率以及在整个转换器中基本均匀的晶体结构。这通过2组件挤压、通过在(经模制或挤压的)芯周围的壳层的注塑成型、或通过在铸造的(或可以甚至是模制/挤压的)芯周围的壳层的浇铸来实现，在这之后烧结所组成的本体，参见图8a，图8a示出了具有发光外层(以附图标记120指示(发光材料))和不发光的内部分107的单片式多晶陶瓷棒或条，这两部分具有相同的折射率和热膨胀系数，但具有不同的光谱吸收特性。描绘了矩形和圆形两种变型。

还可以实现许多其他形状，包括多边形横截面形状、卵形以及这种形状的(部分)组合。它可以具有用于泵浦光从LED到转换器中的最大耦合的平坦侧面。

在该类配置内的实施例中，应用了圆柱形、卵形或多边形(横截面形状)转换器(或它们的一些组合)，其中吸收泵浦光的壁厚显著小于棒的外径的一半。壁越薄，消光损失越小，因为经转换的光的、与正方形或矩形棒的4个侧面相关联的4个逸出锥减少到对于非常薄的吸收泵浦光圆形壳只有2个逸出锥。

在备选实施例中，发光转换条/棒的中心本体具有与本体的壳不同的发光发射光谱。为了最高转换光导性能，中心棒优选地具有比特征直径小得多的吸收长度，同时与条/棒的特征直径相比，外层的厚度也是小的。参见图8b，其示出了包括发光外层和发光内部分的单片式多晶陶瓷条或棒；这两部分具有基本相同的折射率和热膨胀系数，但是具有由主体组分和/或活化剂浓度中的差异所带来的不同发射光谱。描绘了矩形和圆形两种变型。不同的发光材料120以附图标记120'(壳)和120”(芯)表示。

在实施例中，提出了具有光提取器的单片式多陶瓷发光转换器本体。为了增大光提取，光提取器被应用于发光转换器条/棒；这可以是准直型提取器，例如具有与复合抛物面会聚器(CPC)相同的外形，或者是圆顶型提取器。通常，光提取器和发光转换器本体由中间(光学透明)介质连接，该中间介质具有介于组件的折射率之间的折射率。在图8c中示出了一些变型，图8c示出了具有发光外壳和不发光的芯(即，具有不吸收泵浦光的芯)的单片式多晶陶瓷本体，光提取器被粘合到该单片式多晶陶瓷本体(顶部)(参见图8a至图8b)。备选地，多晶本体的中心部分也是发光的，但是发射与外壳不同的光谱(底部)(参见图8a至图8b)。条/棒的横截面形状和光提取器的横截面形状可以变化；所描绘的是矩形(图8c的变型(I)和(III))和圆形(图8c的变型(II)和(IV))。光学元件(在这里例如块状光提取器)以附图标记24表示。

在特定配置中，将矩形光提取器与圆形发光转换器组合，从而将对于投影***优选的光出射窗与对于最大(光提取)效率优选的圆形发光转换器形状结合；参见图8d，图8d示出了圆形发光转换器本体与矩形光提取器的组合，以为特定投影应用匹配光源的优选空间范围。

在实施例中，提出了一种单片式多晶发光会聚器，其包括与多晶光提取器一起烧结的多晶转换器本体。为了最大的光提取以及最大的鲁棒性，光提取器由多晶陶瓷以及发光转换条/棒制成，然后它们被共烧结到单个单片式聚光器中。在光提取器和发光转换器条/棒之间没有任何其他材料的情况下，光提取器的折射率与发光转换器条/棒的匹配实现最大光提取，而共烧结还导致非常坚固的组件。转换条/棒和光提取器的(多个)组分的调整对于实现无散射的烧结互连是重要的。一些图形表示参见图8e，其中针对单片式多晶发光会聚器的一些配置选项，包括与多晶陶瓷光提取器共烧结的发光转换器条/棒。整个本体具有基本相同的折射率，但是通过设计包括了活化剂浓度或石榴石材料的主体组分中的局部差异。光学元件24可以例如具有矩形横截面(图8e的变型(I)和(IV))、圆形横截面(图8e的变型(II)和(V))以及矩形横截面(图8e的变型(III)和(VI))；本体100可以例如具有矩形横截面(图8e的变型(I)和(IV))、圆形横截面(图8e的变型(II)和(V))以及圆形横截面(图8e的变型(III)和(VI))。

为了易于制造(特别是抛光)，可以应用圆锥形或双楔形光提取器而不是CPC形提取器。尽管将会存在一些光学扩展量的增加，并因此存在出射窗处的辐射的减少，但是更简单且更便宜的表面精加工工艺的优势可以占主导地位。

在实施例中，提出了一种单片式多晶发光会聚器，其包括与多晶光混合延伸部一起烧结的多晶转换器本体。为了空间光分布的均匀化，在提取和投影光之前，将发光转换本体的延伸部用作均匀化光导管可以是有利的。在优选的配置中，通过将转换器的多晶陶瓷延伸部与发光转换器共烧结来实现该延伸部。在实施例的优选类中，这通过共烧结的光提取器进一步扩展。这些实施例的一些图形表示参见图8f，其中呈现了具有共烧结的多晶均匀化区段作为发光转换器棒/条的延伸部的单片式多晶发光转换器(顶部)，以及附加地具有共烧结的多晶光提取器的单片式多晶发光转换器(底部)。附图标记113指示被配置为混合发光光的均匀化或混合元件。

在这里，透光本体的第二面或辐射出射窗可以看作是其中透光本体变为光学元件的部分。同样地，这可以适用于辐射入口窗211。实际上，辐射出射窗212成为透光本体和光学元件24的组件的第二面或辐射出射窗。

光提取器部分可以被共模制、共浇铸或2-k挤压，或者可以被模制为分离的个体部件，该分离的个体部件随后与发光转换器本体共烧结以形成单个单片式多陶瓷本体。使用对于前面所呈现的组件的各种选项，形状、光吸收分布以及发射光谱的空间分布的其他组合是可能的。

在实施例中，提出了一种单片式多晶3-D形发光会聚器，其包括与多晶光提取器一起烧结的3-D形多晶转换器本体。为了最小化光源的光学扩展量，或者为了最大化耦合到光转换器中的光，或者为了优化光源的用于应用的空间范围，使发光转换器/光导管的横截面尺寸随位置(沿着光学轴线)变化可以是有利的。显然，这只能通过本体的模制、压制或浇铸来实现。高吸收发光材料的外壳的厚度以及发光棒/条的直径可以随着纵向位置而变化。由于界面处没有散射，并且整个组件中的连续的折射率，使用如上面所描述的单片式烧结本体、但是具有不同的横截面形状的方法，能够实现最高效率。

本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”，诸如在“基本上所有光”中或在“基本上包括”中。术语“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括100％。

在规定吸收率、反射率或透射率应当为某一值或在某些值的范围内的情况下，这些值对于预期的波长范围有效。这样，如果规定细长发光透光本体的透射率高于99％/cm，则该99％/cm的值对于经转换的光线有效，但是对于本领域技术人员而言，显而易见的是，对于由光源10发射的波长范围，细长发光透光本体的透射率将远低于99％/cm，因为光源光11旨在激发细长发光透光本体中的磷光体材料，使得所有的光源光11优选地由细长发光透光本体吸收而不是高度透射。如上所述，术语“透射”特别地指代内部透射。

因此，特别地，透光本体是对于经转换的光的至少(光谱的)一部分基本上是透射的，这(还)意味着对于经转换的光的至少(光谱的)一部分基本上是不散射的，并且对于经转换的光的至少(光谱的)一部分显示有限的吸收。但是，对于其他波长，诸如特别地对于泵浦光的至少(光谱的)一部分，或对于经转换的光的仅(光谱的)一部分，透光本体可以显示高的吸收。对于除经转换的光的(显著的(光谱))一部分以外的其他波长，透光本体还可以是散射的。

术语“多个”指代两个或更多个。

术语“包括”还包括其中术语“包括”意味着“由...组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后所提及的一个或多个项。例如，短语“项1和/或项2”以及类似的短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指代“由...组成”，但是在另一个实施例中还可以指代“包含至少所限定的种类和可选地一个或多个其他的种类”。

此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或说明的其他顺序操作。

除其他外，本文中的设备在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。

应当注意，上述实施例说明本发明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多备选实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，放在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除除权利要求中所规定的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文明确地另外要求，否则在整个说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”等应当以包括性的含义来理解，而不是以排他性或穷举性的含义来理解；也就是说，以“包括，但不限于”的含义。元件前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个装置中可以由同一硬件体现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹的事实，并不意味着这些措施的组合不能用于有利。

本领域技术人员可以使用光线跟踪程序进一步优化实际设计，可以根据一个或多个细长透光本体的特定尺寸、组分和位置来优化微结构(反射微结构或折射微结构)的这种特定角度和尺寸。

本发明进一步适用于包括本说明书中所描述的和/或附图中所示出的表征特征中的一个或多个表征特征的设备。本发明还涉及一种方法或过程，其包括本说明书中描述的和/或附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征。

可以组合在本专利中所讨论的各个方面以提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合，并且多于两个的实施例也可以被组合。此外，特征中的一些特征可以构成一个或多个分案申请的基础。

Claims

1.一种照明设备(1)，包括：

-光源(10)，被配置为提供光源光(11)；

-发光元件(5)，包括细长透光本体(100)，所述细长透光本体(100)包括侧面(140)，其中：

-所述细长透光本体(100)包括发光材料(120)，所述发光材料(120)被配置为将光源光(11)的至少一部分转换为发光材料辐射(8)，所述光源光(11)选自由所述细长透光本体(100)接收的UV、可见光和IR中的一者或多者；

-所述侧面(140)包括具有半径r的曲率；

-其中所述细长透光本体(100)包括辐射输入面(111)和第一辐射出射窗(112)；其中所述发光材料(120)被配置为将在所述辐射输入面(111)处接收的光源光(11)的至少一部分转换为发光材料辐射(8)，并且所述发光元件(5)被配置为：通过全内反射向所述第一辐射出射窗(112)引导所述发光材料辐射(8)的至少一部分，并且在所述第一辐射出射窗(112)处将所述发光材料辐射(8)的至少一部分作为转换器辐射(101)耦出；

-其中所述细长透光本体(100)具有第一面(141)和第二面(142)，所述第一面(141)和所述第二面(142)限定所述细长透光本体(100)的长度(L)；其中所述侧面(140)包括所述辐射输入面(111)，其中所述第二面(142)包括所述第一辐射出射窗(112)，并且

-其中所述发光材料(120)的浓度被选择使得所述光源光(11)的至少80％在从所述侧面(140)起的第一长度x内被吸收，其中适用x/r≤0.4。

2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中所述半径r选自0.25mm-50mm的范围。

3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述发光材料(120)的所述浓度被选择使得蓝色的光源光(11)的至少90％在从所述侧面(140)起的所述第一长度x内被吸收，其中适用x/r≤0.4，并且其中所述第一长度x等于或小于5mm。

4.根据权利要求1或2所述的照明设备(1)，其中所述侧面(140)具有凸形形状。

5.根据权利要求1或2所述的照明设备(1)，其中所述细长透光本体(100)具有管状形状，所述管状形状具有由所述细长透光本体围绕的腔(1150)。

6.根据权利要求5所述的照明设备(1)，其中所述腔(1150)的至少一部分包括透光材料，所述透光材料在组分上不同于所述细长透光本体(100)的材料的组分，其中所述腔中的所述透光材料具有等于或低于所述细长透光本体(100)的所述材料的折射率。

7.根据权利要求1或2所述的照明设备(1)，其中所述细长透光本体(100)具有细长轴线(BA)和与所述细长轴线(BA)垂直的圆形横截面。

8.根据权利要求1、2和6中任一项所述的照明设备(1)，其中所述第一面(141)和所述第二面(142)中的一个或多个面包括平面(1140)，所述平面(1140)包括表面调制(1141)，从而相对于相应的所述平面(1140)创建不同的调制角(β)。

9.根据权利要求8所述的照明设备(1)，其中所述表面调制(1141)被配置为促进在切向方向上的反射多于促进在径向方向上的反射。

10.根据权利要求1、2、6和9中任一项所述的照明设备(1)，进一步包括光学元件(24)，所述光学元件(24)光学耦合到所述细长透光本体(100)。

11.根据权利要求10所述的照明设备(1)，其中所述细长透光本体(100)和所述光学元件(24)是单个本体。

12.根据权利要求10所述的照明设备(1)，其中所述光学元件(24)选自由以下各项组成的组：复合抛物面会聚器、适配的复合抛物面会聚器、圆顶、楔形结构、以及圆锥形结构，并且其中所述细长透光本体(100)能够通过包括以下的工艺获得：(a)挤压、注塑成型、压制和浇铸中的一者或多者，以及(b)烧结。

13.根据权利要求1、2、6、9、11和12中任一项所述的照明设备(1)，其中x/r≤0.3。

14.根据权利要求1、2、6、9、11和12中任一项所述的照明设备(1)，进一步包括光学元件(24)，其中所述光学元件(24)被配置为执行以下中的一者或多者：(i)准直所述发光材料辐射(8)；以及(ii)从所述细长透光本体(100)中提取发光材料辐射(8)，并且其中所述光学元件(24)(a)光学耦合到所述细长透光本体(100)，或者其中所述光学元件(24)和所述细长透光本体(100)由单个本体组成。

15.一种投影***或灯具，包括根据前述权利要求中任一项所述的照明设备。