JP2016517537A - 調光可能な発光装置 - Google Patents

Abstract

調光可能な発光装置１００、２００、３００、４００は、調光状態において相対的に低い相関色温度を有し、また、相対的に高く、一定の演色評価数を有する。調光可能な発光装置１００、２００、３００、４００は、３８０乃至４６０ｎｍの第１の波長範囲の光を放出する第１の光源１０、１０ａ、１０ｂと、５７０乃至６１０ｎｍの第２の波長範囲の光を放出する第２の光源２０、２０ａ、２０ｂと、第１の波長変換材料３０と、第２の波長変換材料４０とを含む。第１の波長変換材料３０は、第１の光源１０、１０ａ、１０ｂから放出された光を受け取り、第１の波長範囲の光を、４７０乃至５７０ｎｍの第３の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる。第２の波長変換材料４０は、第１の光源から放出された光と、第２の光源から放出された光とを受け取り、第１の波長範囲の光と第２の波長範囲の光とを、５９０乃至６３０ｎｍの第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる。

Description

本発明は、第１の光源と、第２の光源と、第１の波長変換材料と、第２の波長変換材料とを含む調光可能な発光装置に関する。本発明は更に、その調光可能な発光装置を含むレトロフィットランプ又は照明器具に関する。

今日では、白熱光源は、しばしば、固体光源に基づいた発光装置によって置き換えられている。例えばＬＥＤである固体光源に基づいた発光装置は、電力消費量の減少、耐用年数の増加及び環境保全といった白熱光源に優る多くの利点を有する。しかし、従来の白熱光源の少なくとも幾つかの特徴が、最新の発光装置に採用されることが望ましい。

白熱光源は、熱から光を生成する光源である。白熱光源は、１００％の光出力から５％の光出力に調光されると、その色温度を約２７００Ｋから約１９００Ｋに変化させる。白熱光源から放出される光のいわゆる調光曲線は、ＣＩＥ色度図において黒体曲線とも呼ばれるプランキアン（planckian）曲線に従うことが理想的である。低色温度は、光が、人間の目により赤く見えるようにする。したがって、低色温度は、温かみがあり、居心地がよく、快適な雰囲気に関連付けられている。

調光状態において、即ち、低光束レベルにおいて、白熱光源の挙動を模倣する固体光源に基づいた発光装置を提供することが望ましい。このような挙動は、例えば発光装置がホスピタリティセッティングにおいて使用される場合に有利である。好適には、固体光源に基づいた発光装置から放出された光の相関色温度も、ＣＩＥ色度図におけるプランキアン曲線に従うべきである。

国際特許公開公報ＷＯ２０１０／１０３４８０は、ＬＥＤドライバと、２端子ＬＥＤモジュールと、第１のＬＥＤグループと、第２のＬＥＤグループとを含み、ＬＥＤモジュールは、第１のＬＥＤグループ及び第２のＬＥＤグループ各々へのＬＥＤ電流を、調光時のＬＥＤモジュールの光出力の色挙動が白熱灯の色挙動に似るように変化させる照明デバイスについて開示している。

しかし、当技術分野では、調光状態において、白熱光源の色温度に似た相対的に低い相関色温度を有し、また、白熱光源の演色評価数に近い相対的に高く、一定の演色評価数を有する発光装置が依然として必要である。

本発明は、従来技術における問題を少なくとも部分的に解決することと、調光状態において相対的に低い相関色温度を有し、また、相対的に高く、一定の演色評価数を有する調光可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、上記及び他の目的は、第１の光源と、第２の光源と、第１の波長変換材料と、第２の波長変換材料とを含む調光可能な発光装置によって達成可能である。第１の光源は、３８０乃至４６０ｎｍの第１の波長範囲の光を放出する。第２の光源は、５７０乃至６１０ｎｍの第２の波長範囲の光を放出する。第１の波長変換材料は、第１の光源から放出された光を受け取り、第１の波長範囲の光を、４７０乃至５７０ｎｍの第３の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる。第２の波長変換材料は、第１の光源から放出された光と、第２の光源から放出された光とを受け取り、第１の波長範囲の光と第２の波長範囲の光とを、５９０乃至６３０ｎｍの第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる。

任意選択的に、第２の波長変換材料は更に、第３の波長範囲の光を、通常、第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することもできる。

有利には、本発明による調光可能な発光装置は、調光状態（即ち、相対的に低い光束レベルにおける相対的に低い相関色温度）における申し分のない赤色表現だけでなく、全ての光束レベルにおける相対的に高く、一定の演色評価数も可能とする。本発明の調光可能な発光装置の別の利点は、従来技術に比べて高い発光効率（ルーメン毎ワット（ｌｍ／Ｗ）で表される）を提供でき、したがって、よりエネルギー効率がよい点である。

更に、調光可能な発光装置の別の利点は、低価格の電子部品が使用される点である。直接型赤色ＬＥＤではなく、蛍光体変換型ＬＥＤを使用することによって、あまり複雑ではない電子部品を使用することができる。

本発明による調光可能な発光装置は、調光状態における白熱光源の挙動を模倣する。赤色光に対応する波長が、相対的に低い光束レベルにおいて相対的に高い強度で放出できるようにすることによって、調光状態における申し分のない赤色表現が実現される。したがって、調光可能な発光装置は、例えばホスピタリティセッティングである多くの応用における使用に適している。

一実施形態によれば、第２の波長変換材料は、１５０ｎｍ以下、例えば１００ｎｍ以下、又は、５０ｎｍ以下のストークスシフトを有する。通常、ストークスシフトは、２５ｎｍ乃至１５０ｎｍ、２５ｎｍ乃至１００ｎｍ、又は、２５ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲内にある。このように小さいストークスシフトを有する第２の波長変換材料は、第１の波長範囲の光と第２の波長範囲の光との両方を、５９０乃至６３０ｎｍの第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換する。

一実施形態によれば、第２の波長変換材料は、赤色有機波長変換材料である。赤色有機波長変換材料は、第１の波長範囲の光と第２の波長範囲の光との両方を、５９０乃至６３０ｎｍの第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる。

一実施形態によれば、第２の波長変換材料は、第１の光源及び第２の光源から離れて配置される。このような配置は、光源間のクロストークを可能にさせる。つまり、このような配置では、第２の波長変換材料は、通常、第１の光源と第２の光源との両方から放出される光を受け取る。任意選択的に、第２の波長変換材料は更に、第１の波長変換材料によって変換された光も受け取る。

一実施形態によれば、第１の波長変換材料は、第１の光源から離れて配置される。

一実施形態によれば、調光可能な発光装置は更に、第１の波長変換材料及び第２の波長変換材料を含む波長変換部材を含む。

このような波長変換部材は、第１の光源及び第２の光源から離れて配置される。第１の波長変換材料及び第２の波長変換材料の両方を含む波長変換部材を有することの利点は、波長変換部材を、第１の光源及び第２の光源の両方を覆うように容易に配置することができる点である。更に、波長変換部材は、複数の第１の光源及び複数の第２の光源のうちの少なくとも１つを覆うように配置されてもよい。

一実施形態によれば、波長変換部材は、第１の光源によって放出された光を受け取り、調光可能な発光装置は更に、第２の波長変換材料を含む第２の波長変換部材を含み、第２の波長変換部材は、第２の光源によって放出された光を受け取る。

第１の波長変換材料と第２の波長変換材料とを含み、第１の光源によって放出された光を受け取る波長変換部材は、第１の光源に直接的に接触して配置されても、第１の光源の付近に配置されても、第１の光源から離れて配置されてもよい。波長変換部材は、例えばフィルム、プレート又はドームの形状であってよい。

第２の波長変換材料を含み、第２の光源によって放出された光を受け取る第２の波長変換部材は、第２の光源と直接的に接触して配置されても、第２の光源の付近に配置されても、第３の光源から離れて配置されてもよい。第２の波長変換部材は、例えばフィルム、プレート又はドームの形状であってよい。

一実施形態によれば、調光可能な発光装置は更に、光混合チャンバを含む。第１の光源及び第２の光源は、光混合チャンバ内に配置される。

光混合チャンバは、光出射窓を含んでもよい。好適には、第１の光源及び第２の光源は、光出射窓に面するように、配置される。

一実施形態によれば、少なくとも、第２の波長変換材料は、光混合チャンバの出射窓内に配置される。

任意選択的に、光出射窓は、第１の波長変換材料を含んでもよい。

一実施形態によれば、第１の光源及び第２の光源各々は、少なくとも１つの固体光源を含む。当該少なくとも１つの固体光源は、通常は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

一実施形態によれば、第１の光源は、例えばロイヤルブルーＬＥＤである、少なくとも１つの青色ＬＥＤ又はＵＶ ＬＥＤを含む。第１の光源は、直接発光型青色ＬＥＤであってよい。或いは、第１の光源は、青色蛍光体変換型ＬＥＤであってもよく、通常、ＵＶ放出ＬＥＤチップと、ＵＶ光を青色光に変換するための青色蛍光体とを含む。好適には、第１の光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含む。

一実施形態によれば、第２の光源は、少なくとも１つの蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤを含む。蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤは、通常、直接型赤色ＬＥＤに比べて、青色にシフトしており、これは、蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤから放出された光が、第２の波長変換材料によって変換されることを可能にする。

蛍光体変換型ＬＥＤは、一般に、ＬＥＤチップの上部に直接的に設けられ、変換された光を生成する波長変換材料を含むＬＥＤを指す。変換された光は、場合により、任意の透過された光と組み合わせられることによって所望の色（例えば、蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤの琥珀色）をもたらす。対照的に「直接型ＬＥＤ」とは、所望の色（例えば、直接型赤色ＬＥＤの赤色）を直接的に放出するＬＥＤチップを指す。

本発明の別の態様によれば、調光可能な発光装置を含むレトロフィットランプが提供される。このようなランプも調光可能である。

本発明の別の態様によれば、調光可能な発光装置を含む照明器具が提供される。このような照明器具も調光可能である。

なお、本発明は、請求項に記載される特徴のあらゆる可能な組み合わせにも関する。

本発明の上記及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態による調光可能な発光装置を示す。 図２は、本発明の一実施形態による波長変換部材を含む調光可能な発光装置を示す。 図３は、本発明の一実施形態による光混合チャンバを含む調光可能な発光装置を示す。 図４は、本発明の一実施形態による幾つかの波長変換部材を含む調光可能な発光装置を示す。 図５は、本発明の一実施形態による調光可能な発光装置の演色評価数（ＣＲＩ）及び相関色温度（ＣＣＴ）を示す。 図６は、本発明の一実施形態による調光可能な発光装置の様々な光束レベルにおいて測定された色点を含む１９７６ＣＩＥ色度図の一部を示す。 図７は、本発明の一実施形態による調光可能な発光装置において相対的に高い光束レベルにおける測定されたスペクトルの図を示す。 図８は、本発明の一実施形態による調光可能な発光装置において相対的に低い光束レベルにおける測定されたスペクトルの図を示す。

図面に示されるように、層及び領域のサイズは、例示を目的として拡大されており、したがって、本発明の実施形態の様々な構造体を説明するために提供されている。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指している。

本発明は、以下に、本発明の現在、好適である実施形態が示される添付図面を参照して、より具体的に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、完璧さ及び完全さのために提供され、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものである。

「色温度」との用語は、光源の彩度を表す数値を意味する。色温度は、特定の温度に加熱された場合に光を全く反射しない物体、即ち、黒体の色を示す。色温度の単位は、ケルビン（Ｋ）である。赤みのある色の色温度は、相対的に低い。青みのある色の色温度は、相対的に高い。

「相関色温度（ＣＣＴ）」との用語は、特定の温度に加熱された理論上の黒体の外観に対する光源の外観に関連する数値を意味する。ケルビン（Ｋ）で表す光源のＣＣＴは、加熱された黒体が、問題の光源の色に最も厳密に一致する温度である。ＣＣＴは、放出された光の色を特徴付ける。

「演色評価数（ＣＲＩ）」との用語は、忠実性、即ち、基準光源と比べた場合に光源がどれくらい「実際通り」であるかの尺度を意味する。ＣＲＩは、基準に基づいた測定基準であり、ＣＲＩ値は、中程度の明るさを有し、色相差が略等しく（即ち、色度図において等間隔を有する）８つの標準色サンプルを使用することによって推定される。任意選択的に、６つの特殊色サンプルが使用されてもよい。各色サンプルについて、ＣＲＩが規定されるべき光源下の色度が、等しいＣＣＴの基準光源下の色度と比較される。各色サンプルについての光源と基準光源との間の色差の測定値は、数学的に調節され、１００（Ｒ_ｉ）から減算される。８つの標準テスト色のＲ_ｉスコアの平均値を取るＣＲＩは、通常、０乃至１００の範囲を有する。１００のスコアは、光源が、基準光源と同一の様式で色を表現することを示す。

「光束」との用語は、可視光源の輝度の量的表現を意味する。ここでいう可視光とは、約３９０ｎｍ乃至約７７０ｎｍの波長範囲内の電磁エネルギーである。ルミナスパワーとも呼ばれる光束は、感知される光のパワーの尺度であり、光の様々な波長に対する人間の目の様々な感度を反映するように調節される。光束の標準的な単位は、ルーメン（ｌｍ）である。

プランク（Planck）曲線又は黒体曲線とも呼ばれる「プランキアン曲線」との用語は、熱い物体によって放出される放射線の強度が周波数に依存する特徴的な状態を意味する。放出された強度が最も高い周波数は、放射物体の温度を示す。

「ＣＩＥ色度図」の用語は、全ての色度座標の点が体系的にプロットされる三角グラフを意味する。三角形の頂点は、原色を表す。これは、所与のスペクトルを有する光をどのように人間の目が経験するのかを特定するツールである。色度座標は、特定の色を、対応する色空間図におけるその位置によって規定する。

「白熱光源」との用語は、熱から光を生成する光源を意味する。

「ストークス（Stokes）シフト」との用語は、同じ電子遷移から生じる最大吸収スペクトル及び最大放出スペクトル（蛍光発光及びラマン（Raman）が２つの例である）の帯域におけるスペクトル位置間の差（波長又は周波数を単位とする）を意味する。ストークスシフトが大きいほど、エネルギーの消散は多くなる。

本発明は、調光可能な発光装置に関する。

図１は、第１の光源１０と、第２の光源２０と、第１の波長変換材料３０と、第２の波長変換材料４０とを含む本発明の一実施形態による調光可能な発光装置１００を概略的に示す。

第１の光源１０は、１つの単一光源であっても、複数の光源であってもよい。このような複数の光源は、単一セットとして配置される。第１の光源は、例えばＬＥＤである固体光源であってよい。例えば第１の光源は、青色ＬＥＤ又はＵＶ ＬＥＤであってよい。第１の光源は、直接発光型青色ＬＥＤであってもよい。或いは、第１の光源は、青色蛍光体変換型ＬＥＤであってもよく、通常、ＵＶ放出ＬＥＤチップと、ＵＶ光を青色光に変換するための青色蛍光体とを含む。好適には、第１の光源は、青色ＬＥＤである。

図１では、第１の光源は、単一ＬＥＤ１０である。

第１の光源１０は、３８０乃至４６０ｎｍである第１の波長範囲の光を放出する。典型的に、第１の波長範囲の光は、人間の目には青色又は紫色に見える。

第２の光源２０も、１つの単一光源であっても、複数の光源であってもよい。このような複数の光源は、単一セットとして配置される。第２の光源は、例えばＬＥＤである固体光源であってよい。例えば第２の光源は、直接型琥珀色ＬＥＤであっても、蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤであってもよい。好適には、第２の光源は、蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤである。

直接型琥珀色ＬＥＤは、ＬＥＤの光活性層から、人間の目には琥珀色に見える光を放出する。

対照的に、蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤでは、ＬＥＤの活性層は、琥珀色光に対応する波長よりも短い波長の光を放出する。例えば蛍光体である波長変換材料は、ＬＥＤチップの上部に直接的に配置され、より短い波長の光を受け取って、別の波長に変換する。波長変換材料は、人間の目には琥珀色に見える光を放出する。通常は、波長変換材料は、ＬＥＤに直接的に接触して配置される。

図１では、第２の光源も単一ＬＥＤ２０である。

第２の光源は、５７０乃至６１０ｎｍに及ぶ第２の波長範囲の光を放出する。典型的に、第２の波長範囲の光は、人間の目には琥珀色又は橙色に見える。

第１の波長変換材料３０は、黄色波長変換材料、緑色波長変換材料、又は、黄色−緑色波長変換材料である。このような波長変換材料の例は、（Ｌｕ_{１−ｘ−ｙ−ａ−ｂ}Ｙ_ｘＧｄ_ｙ）_３（Ａｌ_{１−ｚ−ｕ}Ｇａ_ｚＳｉ_ｕ）_５Ｏ_１２−ｕＮ_ｕ：Ｃｅ_ａＰｒ_ｂであり、ここで、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜０．１、０＜ｕ＜０．２、０＜ａ＜０．２及び０＜ｂ＜０．１であり、例えばＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋（ＬｕＡＧ）及びＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋（ＹＡＧ）、（Ｓｒ_{１−ａ−ｂ−ｃ}Ｃａ_ｂＢａ_ｃ）Ｓｉ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ：Ｅｕ_ａ ^２＋であり、ここで、ａ＝０．００２−０．２、ｂ＝０．０−０．２５、ｃ＝０．０−１．０、ｘ＝１．５−２．５、ｙ＝０．６７−２．５、ｚ＝１．５−４である。

更に、このような波長変換材料の例は、例えばＢａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋（半値全幅（ＦＷＨＭ）＝６８ｎｍ）を含むＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_{ｌ５−３ｘ}Ｎ_２ｘといった、例えばＢａＳｒＳｉ０_４：Ｅｕ^２＋、
（Ｃａ_{１−ｘ−ｙ−ａ−ｂ}Ｙ_ｘＬｕ_ｙ）３（Ｓｃ_１−ｚＡｌ_ｚ）_２（Ｓｉ_{１−ｘ−ｙ}Ａｌ_ｘ＋ｙ）_３Ｏ_１２：Ｃｅ_ａＰｒ_ｂ（ここで、０＜ｘ＜ｌ、０＜ｙ＜ｌ、０＜ｚ＜ｌ、０＜ｕ＜０．２、０＜ａ＜０．２及び０＜ｂ＜０．１）を含む、例えばＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ（ここで、０＜ｘ＜１）を含む、例えばＳｒＳｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋及びＢａＳｉ_２Ｎ_０．６７Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_{１−ｕ−ｖ−ｘ}Ｍｇ_ｕＣａ_ｖＢａ_ｘ）（Ｇａ_{２−ｙ−ｚ}Ａｌ_ｙＩｎ_ｚＳ_４）：Ｅｕ^２＋を含む。ＬｕＡｇは、緑色波長変換材料の一例であり、ＹＡＧは、黄色波長変換材料の一例である。これらの材料は、通常、セリウム（Ｃｅ）でドープされている。

第１の波長変換材料は、ＬｕＡＧ（Ｃｅ１．５％）であってよい。

第１の波長変換材料は、第１の光源と直接的に接触して配置されても、第１の光源の付近に配置されても、第１の光源から離れて配置されてもよい。好適には、波長変換部材が第１の波長変換材料を含む。

図１では、第１の波長変換部材５１は、第１の波長変換材料３０を含み、第１の光源１０から遠隔に配置されている。

第１の波長変換材料３０は、通常、第１の光源１０から放出された光を受け取るように配置される。第１の波長変換材料は、第１の波長範囲の光を、４７０乃至５７０ｎｍに及ぶ第３の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換できる。通常、第３の波長範囲内に放出ピークを有する光は、人間の目には黄色又は緑色に見える。

好適には、第１の波長変換材料を含む波長変換部材は、少なくとも、第３の波長範囲内の放出ピークを有する光に対して半透明である。しかし、好適には、第１の波長変換材料を含む波長変換部材は、第１の波長範囲の光の一部も透過する。

第２の波長変換材料４０は、赤色波長変換材料、通常は、赤色有機波長変換材料であってよい。第２の波長変換材料は、例えば２５乃至１５０ｎｍの範囲内で上記されたような１５０ｎｍ以下のストークスシフトを有する。赤色波長変換材料は、赤色発光ペリレン材料を含む。このような赤色発光ペリレン材料の一例は、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ３０５（ＢＡＳＦ）であり、５７８ｎｍの吸収最大値及び６１３ｎｍの放出最大値を有する。

第２の波長変換材料４０は、第１の光源１０及び第２の光源２０から離れて配置される。第２の波長変換材料は、波長変換部材の中に含まれるか、又は、波長変換部材の一部を形成してよい。第２の波長変換材料を含む波長変換部材は更に、第１の波長変換材料の少なくとも一部を含んでもよい。

図１に示されるように、第２の波長変換部材５３は、第２の波長変換材料４０を含み、第１の光源１０及び第２の光源２０から離れて配置されている。第２の波長変換材料４０を含む第２の波長変換部材５３は、第１の光源１０及び第２の光源２０から放出される光の経路で見た場合に、第１の波長変換材料３０を含む第１の波長変換部材５１の下流に配置されている。

本発明の実施形態では、第２の波長変換材料を含む波長変換部材は、第１の光源１０及び第２の光源２０の両方から放出される光を受け取るように配置されるので、第１の光源１０及び第２の光源２０の両方に共通である。或いは、第２の波長変換材料を含む各個別の第２の波長変換部材が、第１の光源１０及び第２の光源２０各々に関連付けられてもよい。

図１では、第２の波長変換材料４０を含む第２の波長変換部材５３は、第１の光源１０及び第２の光源２０の両方からの光を受け取るように配置される。したがって、この第２の波長変換部材５３は、第１の光源１０及び第２の光源２０の両方に共通の波長変換部材と見なされる。

図１では、第１の波長変換材料３０を含む第１の波長変換部材５１は、主に、第１の光源１０からの光を受け取るように配置される。したがって、この第１の波長変換部材５１は、第１の光源１０用の独立した個別の波長変換部材と見なされる。

第２の波長変換材料４０は、通常、第１の光源１０から放出された光と、第２の光源２０から放出された光とを受け取るように配置され、第１の波長範囲の光と第２の波長範囲の光とを、５９０乃至６３０ｎｍに及ぶ第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換できる。第２の波長変換材料４０は更に、第１の波長変換材料３０から放出された光を受け取るように配置され、また、任意選択的に、通常、上記された第３の波長範囲内に放出ピークを有する上記光を、第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換できる。通常は、第４の波長範囲内に放出ピークを有する光は、人間の目には赤色又は橙色に見える。

好適には、第２の波長変換材料４０を含む波長変換部材は、少なくとも、第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に対し半透明である。しかし、好適には、第２の波長変換材料４０を含む波長変換部材は更に、第１の波長範囲の光、第２の波長範囲の光及び第３の波長範囲内の放出ピークを有する光の一部も透過する。

波長変換部材は、任意の適切な形状を有する。例えば第１及び／又は第２の波長変換部材５１、５３は、各々独立して、シート、フィルム、プレート及びドームであってよい。波長変換部材は、任意の適切な形状及び寸法を有する。

波長変換部材を使用する本発明の実施形態では、少なくとも１つの波長変換材料が、波長変換部材内に含まれる。或いは、１つ以上の波長変換材料が、波長変換部材上に付与（例えば被覆）されて、１つ以上の層が形成されてもよい。前者及び後者のいずれの場合においても、波長変換部材は、波長変換材料を含むと見なされる。

幾つかの実施形態では、第１の光源は、第１のセットに構成される複数の光源を含み、第２の光源も、第２のセットに構成される複数の光源を含む。第１のセット及び第２のセットは、直列に配置されても、並列に配置されてもよい。これらの実施形態による調光可能な発光装置では、例えば第１のセットである第１の光源を流れる電流は、例えば第２のセットである第２の光源を流れる電流とは異なる。第１の光源を流れる電流と第２の光源を流れる電流とは共に、時間の経過と共に変化する。

以下の実施形態において、第１及び第２の光源と、第１及び第２の波長変換材料とは、特に明記されない限り、上記した通りである。

図２に、第１の光源１０ａ、１０ｂと、第２の光源２０ａ、２０ｂと、第１の波長変換材料３０と、第２の波長変換材料４０とを含む調光可能な発光装置２００が示される。この実施形態では、第１の光源及び第２の光源各々は、２つである複数の光源を含む。ここでは、第１の光源は、ＬＥＤ１０ａとＬＥＤ１０ｂとを含む。第２の光源は、ＬＥＤ２０ａとＬＥＤ２０ｂとを含む。２つの対応する波長変換部材５１ａ、５１ｂが、第１の光源１０ａ、１０ｂ各々から離れて配置され、各波長変換部材は、第１の波長変換材料３０を含み、第１の波長範囲の光を受け取り、第３の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換する。好適には、第１の波長変換材料３０を含む波長変換部材５１ａ、５１ｂは、少なくとも、第３の波長範囲の光に対し半透明である。しかし、好適には、波長変換部材５１ａ、５１ｂは、第１の波長範囲の光の一部も透過する。

更に、第２の波長変換材料４０を含む第２の波長変換部材５３が、２つの第１の光源１０ａ、１０ｂと、２つの第２の光源２０ａ、２０ｂと、第１の波長変換材料３０を含む２つの波長変換部材５１ａ、５１ｂとから離れて配置される。第２の波長変換材料４０を含む第２の波長変換部材５３は、第１の波長範囲の光と、第２の波長範囲の光と、任意選択的に、第３の波長範囲の光を受け取り、第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換できるように配置される。

第２の波長変換材料４０を含む第２の波長変換部材５３は、２つの第１の光源１０ａ、１０ｂと２つの第２の光源２０ａ、２０ｂから放出される光の光路で見た場合に、第１の波長変換材料３０を含む波長変換部材５１ａ、５１ｂの下流に配置される。

調光可能な発光装置は更に、光混合チャンバを含んでもよい。好適には、第１の光源及び第２の光源は、光混合チャンバ内に配置される。

図３は、第１の光源１０と、第２の光源２０と、光混合チャンバ６０と、光出射窓とを含む調光可能な発光装置３００を示す。光混合チャンバは、反射支持部又は底部と、少なくとも１つの反射側壁と、底部とは反対側の光出射窓とによって画成される。第１の波長変換材料３０及び第２の波長変換材料４０は共に、両波長変換材料３０、４０を含む波長変換部材５５の形の光出射窓内に配置される。代替実施形態では、波長変換部材５５は、第２の波長変換材料４０は含むが、第１の波長変換材料３０は含まない。

図３では、第１の光源１０及び第２の光源２０は、光混合チャンバ６０の底面上に配置される。通常は、波長変換部材５５を含む光出射窓は、第１の光源１０及び第２の光源２０に面する。

第１の波長変換材料３０は、光出射窓内に配置され、第１の波長範囲の光を受け取り、変換する。第２の波長変換材料４０は、光出射窓内に配置され、少なくとも、第１の波長範囲の光及び第２の波長範囲の光を受け取り、変換する。

幾つかの実施形態では、第２の波長変換材料を含む各個々の波長変換部材は、第２の波長変換材料を含む１つの個々の波長変換部材が第１の光源から放出される光を主に受け取り、第２の波長変換材料を含むもう１つの個々の波長変換部材が第２の光源からの光を主に受け取るように、第１の光源及び第２の光源各々に関連付けられる。このような実施形態では、第１の光源用に独立して配置される波長変換部材は、第１の波長変換材料及び第２の波長変換材料を共に含む。

図４は、ここではＬＥＤである第１の光源１０ａ、１０ｂと、ここではＬＥＤである第２の光源２０ａ、２０ｂと、第１の波長変換材料３０と、第２の波長変換材料４０とを含む調光可能な発光装置４００を示す。

第１の波長変換材料３０と第２の波長変換材料４０とを含む波長変換部材５２ａが、第１の光源１０ａからの光を受け取るように遠隔位置に配置される。別の波長変換部材５２ｂも、第１の波長変換材料３０と第２の波長変換材料４０とを含み、第２の光源１０ｂからの光を受け取るように遠隔位置に配置される。２つの波長変換部材５２ａ、５２ｂ各々は、第１の波長変換材料３０が、第１の波長範囲の光を受け取り、変換するように配置される。

更に、第２の波長変換材料４０を含む波長変換部材５４ａが、光源２０ａからの光を受け取るように遠隔位置に配置される。別の波長変換部材５４ｂも、第２の波長変換材料４０を含み、光源２０ｂからの光を受け取るように遠隔位置に配置される。

したがって、この実施形態では、波長変換材料４０は、第１及び第２の波長範囲の両方の光を受け取り、変換する。

図４では、波長変換部材５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂはすべて、それらの対応する光源１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂから放出される光の方向において、各自の光源からほぼ同じ距離に配置される。しかし、第２の波長変換材料４０は、第１の光源１０ａ又は１０ｂから放出される光の経路において、第１の波長変換材料３０の下流に配置されてもよい。

本発明による調光可能な発光装置の電子部品は、低価格の電子部品であってよく、高価な直接型赤色ＬＥＤ及び複雑な電子部品は除外される。除外される複雑な電子部品の例としては、インテリジェント制御部及びフィードバックセンサである。使用される電子部品は、国際特許公開公報ＷＯ２０１０／１０３４８０Ａ２、具体的には第６頁の３行目から第７頁の１０行目に記載される電子部品と同様である。

通常は、調光可能な発光装置の電子部品は、調節可能な電流源と、（少なくとも）２つの端子を含むＬＥＤモジュールとを含む。第１の光源及び第２の光源に加えて、ＬＥＤモジュールは更に、電子除算回路を含んでもよい。電子除算回路は、通常、電流センサ手段及びメモリに接続されるか、電子センサ手段及びメモリを含む。

実施例
本発明の発明者は、調光可能な発光装置の演色評価数（ＣＲＩ）及び相関色温度（ＣＣＴ）について調査した。

本発明の一実施形態による調光可能な発光装置が調査された。調光可能な発光装置は、第１の光源としての青色ＬＥＤと、第２の光源としての蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤと、第１の波長変換材料としてのＬｕＡＧ（Ｃｅ１．５％）及び第２の波長変換部材としてのＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ３０５（ＢＡＳＦ）の両方を含む波長変換部材とを含む。波長変換部材は、第１の光源及び第２の光源の両方から離れて配置された。

図５は、調光可能な発光装置の演色評価数（ＣＲＩ）及び相関色温度（ＣＣＴ）を示す。演色評価数及び相関色温度は共に、各々、光束の関数である。

発光装置から放出される光は、約５０ｌｍの相対的に低い光束において約８０の演色評価数と、約１６００ｌｍの相対的に高い光束において約８７の演色評価数とを有する。したがって、演色評価数は、５０ｌｍ乃至１６００ｌｍの光束の範囲内では、相対的に、一定である。本発明は、全ルーメン出力（即ち、色温度）において高いＣＲＩ（＞８０）を維持しながら、白熱光源の挙動を模倣する。８０を上回るＣＲＩ値は、白熱光源ほど高くはないが、一般に、屋内照明用途には十分に高いと考えられている。

発光装置から放出される光は、約５０ｌｍの相対的に低い光束において、約２０００Ｋの相関色温度を有する。発光装置から放出された光は、約１６００ｌｍの相対的に高い光束において、約３０５０Ｋの相関色温度を有する。したがって、低光束では、即ち、調光状態では、相関色温度は相対的に低い。調光可能な発光装置のこの挙動は、放出された光は、高い光束レベルに比べて低い光束レベルにおいて相関色温度が低温に向かってシフトする調光状態において、赤みを帯びた色が得られるので、白熱光源を模倣する目的には有利である。

更に、発明者は、調光可能な発光装置の様々な光束レベルにおける色点について調査した。

図６では、調光可能な発光装置の様々な光束レベルにおいて測定された色点を含むＣＩＥ ｕ’−ｖ’図が示される。図７において分析される調光可能な発光装置は、第１の光源としての青色ＬＥＤと、第２の光源としての蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤと、ＬｕＡＧ及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ３０５の両方を含む遠隔波長変換部材とを含み、ＬｕＡＧは、第１の波長変換材料であり、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ３０５は、第２の波長変換材料である。

ＣＩＥ ｕ’−ｖ’図は、１９７６年に、ＣＩＥによって規定された色空間を表す。調光可能な発光装置の測定された色点は、白熱光源の線の近くにあることが示され、これは、調光可能な発光装置が、例えばフル（非調光）状態（ＣＣＴは約３０００Ｋ）である相対的に高い光束レベルにおいても、相対的に低い光束レベルにおいても、即ち、調光状態（ＣＣＴは約２０００Ｋ）においても、白熱光源の挙動を良好に模倣することを示している。

更に、発明者は、調光可能な発光装置の低い光束レベル及び高い光束レベル各々における様々な波長の強度について調査した。

図７及び図８には、２つの異なる光束レベルにおける測定されたスペクトルの図が示される。図７では、相対的に高い光束レベル（即ち、本実施例では約１５００ｌｍ）における測定されたスペクトルの図が示される。図８では、相対的に低い光束レベル（即ち、本実施例では約５０ｌｍ）における測定されたスペクトルの図が示される。

相対的に低い光束レベルは、通常、相対的に高い光束レベルの約１乃至５％にある。相対的に高い光束レベル及び相対的に低い光束レベルの両方において、強度のピークは、約５９０ｎｍ乃至約６５０ｎｍの範囲内の波長、より具体的には、約５９５ｎｍ乃至約６２０ｎｍの範囲内の波長（人間の目には橙色に見える光に対応する）において得られた。したがって、人間の目に赤く見える光の放出は、相対的に低い光束レベル及び相対的に高い光束レベルの両方において、高い強度を有する。

当業者であれば、本発明は、上記された好適な実施形態に限定されるものではないことを認識するであろう。それどころか、多くの修正態様及び変更態様が、添付の請求項の範囲内で可能である。更に、開示された実施形態の変更態様も、図面、開示内容及び添付の請求項を検討することにより、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され実行されよう。請求項において、用語「含む」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数形を排除するものではない。幾つかの特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

Claims (15)

1. ３８０乃至４６０ｎｍの第１の波長範囲の光を放出する第１の光源と、
   ５７０乃至６１０ｎｍの第２の波長範囲の光を放出する第２の光源と、
   第１の波長変換材料と、
   第２の波長変換材料と、
   を含み、
   前記第１の波長変換材料は、前記第１の光源から放出された光を受け取り、前記第１の波長範囲の光を、４７０乃至５７０ｎｍの第３の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができ、
   前記第２の波長変換材料は、前記第１の光源から放出された光と、前記第２の光源から放出された光とを受け取り、前記第１の波長範囲の光と前記第２の波長範囲の光とを、５９０乃至６３０ｎｍの第４の波長範囲内に放出ピークを有する光に変換することができる、調光可能な発光装置。
2. 前記第２の波長変換材料は、１５０ｎｍ以下のストークスシフトを有する、請求項１に記載の調光可能な発光装置。
3. 前記第２の波長変換材料は、赤色有機波長変換材料である、請求項１に記載の調光可能な発光装置。
4. 前記第２の波長変換材料は、前記第１の光源及び前記第２の光源から離れて配置される、請求項１乃至３の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
5. 前記第１の波長変換材料は、前記第１の光源から離れて配置される、請求項１乃至４の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
6. 前記第１の波長変換材料及び前記第２の波長変換材料を含む波長変換部材を含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
7. 前記波長変換部材は、前記第１の光源及び前記第２の光源から離れて配置される、請求項６に記載の調光可能な発光装置。
8. 前記波長変換部材は、前記第１の光源によって放出された光を受け取り、前記調光可能な発光装置は更に、前記第２の波長変換材料を含む第２の波長変換部材を含み、前記第２の波長変換部材は、前記第２の光源によって放出された光を受け取る、請求項６に記載の調光可能な発光装置。
9. 光混合チャンバを更に含み、前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記光混合チャンバ内に配置される、請求項１乃至８の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
10. 少なくとも、前記第２の波長変換材料は、前記光混合チャンバの出射窓内に配置される、請求項９に記載の調光可能な発光装置。
11. 前記第１の光源及び前記第２の光源各々は、少なくとも１つの固体光源を含む、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
12. 前記第１の光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含む、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
13. 前記第２の光源は、少なくとも１つの蛍光体変換型琥珀色ＬＥＤを含む、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の調光可能な発光装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の調光可能な発光装置を含むレトロフィットラップ。
15. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の調光可能な発光装置を含む照明器具。