JP2023536353A - 色の調整可能なレーザベースの光源 - Google Patents

Abstract

本発明は、光源１１０、ルミネッセンス材料２１０、及び制御システム３００を有する光生成システム１０００であって、前記光源１１０が、動作モードにおいて、パルス周波数ｆｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光１１１を生成するよう構成され、前記ルミネッセンス材料２１０が、前記光源光１１１の一部をルミネッセンス材料光２１１に変換するように構成され、前記ルミネッセンス材料光２１１が、ルミネッセンス減衰時間τＬを有し、前記光生成システム１０００が、前記動作モードにおいて、光源光１１１及び前記ルミネッセンス材料光２１１を含むシステム光１００１を生成するよう構成され、前記システム１００１光が、可変カラーポイントを有し、前記制御システム３００が、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され、ｆｐｅｒ≧１／（１０＊τＬ）である光生成システムを提供する。

Description

本発明は、光生成システム、及びこのような光生成システムを有する光生成デバイスに関する。

当技術分野においては、蛍光体を採用する光源の色制御が知られている。例えば、US2010/0109541は、光を発する照明デバイス、及び照明デバイスによって発せられる光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する蛍光体材料を含む光源と、照明デバイスに供給される電流波形の電流オフ時間に対する電流オン時間の比率を調節し、それによって、光源によって発せられる光の色に対する蛍光体によって発せられる光の寄与が修正されるコントローラとを有する照明装置について記載している。照明デバイスは、固体照明デバイスを有する。

一般に、白色ＬＥＤにおいては、黄色（及び時として、更に赤色）蛍光体が、ＬＥＤパッケージ内の蛍光体の下にある青色ＬＥＤダイによって励起される。このプロセス中に全ての青色光が変換されるわけではないので、青色光の一部は、変換された黄色光と混ぜ合わされ、従って、白色光源をもたらす。結果として生じる色温度は、変換された光と、変換されなかった青色光との比率に依存する。ＬＥＤにおいては、一般に、この比率は、固定されており、制御されたやり方で動的に変化させることは困難である。

従って、代替光生成システムを提供することが、本発明の或る態様であり、前記代替光生成システムは、好ましくは、更に、上記の不利な点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除く。本発明は、従来技術の不利な点のうちの少なくとも１つを解消若しくは改善すること、又は有用な代替手段を提供することを目的とし得る。

例えば、黄色発光蛍光体を励起するために青色レーザが使用される場合、青色レーザ光源及び黄色蛍光体によって作成される白色光の色は、ＬＥＤダイが使用される場合には、前記ＬＥＤダイのスイッチング周波数は限られているので、可能ではないかもしれない、非常に高い周波数のパルス幅変調によって変調されることができるようである。レーザダイオード電流が、ルミネッセンス減衰時間（luminescence decay time）の数倍の周期で切り替えられる場合、ルミネッセンス放射線に対する青色放射線の比率が、デューティサイクルによって変更されることができるようである。一次放射線は、デューティサイクルに比例する動作をする一方で、二次放射線は、初期減衰プロセスに保たれ、従って、かなり高い。この作用は、例えば、黄色発光の相対的に平坦なレベルにおいて青色成分を低くするために使用されることができ、これは、ＣＣＴを冷白色(cold white)から温白色（warm white）にシフトさせることを意味する。例えばＣｅドープＹＡＧ蛍光体の、３０乃至６０ｎｓの平均ルミネッセンス減衰時間を考えると、例えば、約５ｎｓ以下などの、約２ｎｓ以下のような、数ｎｓのスロープレート（slope rate）を備える、約１乃至５０ＭＨｚのような、０．５乃至１００ＭＨｚの変調スイッチング周波数が有用であり得る。

従って、本発明は、第１態様においては、光源（特にレーザ光源）と、ルミネッセンス材料と、制御システムとを有する光生成システム（「システム」）を提供する。特に、前記光源は、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光を生成するよう構成される。更に、特に、前記ルミネッセンス材料は、前記光源光の（少なくとも）一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。前記ルミネッセンス材料光は、（本明細書においては、「減衰時間」とも示される）ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌを有する。特に、実施形態においては、前記光生成システムは、前記動作モードにおいて、光源光及び前記ルミネッセンス材料光を含むシステム光を生成するよう構成される。特に、(それによって、)前記システム光は、可変カラーポイント（variable color point）を有する。特に、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、特に前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される。更なる特定の実施形態においては、ｆ_ｐｅｒ≧１／（１０＊τ_Ｌ）である。特に、前記デューティサイクルは、０．９５以下である。従って、本発明は、特に、実施形態においては、光源、ルミネッセンス材料、及び制御システムを有する光生成システムであって、（Ｉ）前記光源が、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光を生成するよう構成され、（ＩＩ）前記ルミネッセンス材料が、前記光源光の一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス材料光が、ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌを有し、（ＩＩＩ）前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、光源光及び前記ルミネッセンス材料光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、（ＩＶ）前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され、ｆ_ｐｅｒ≧１／（１０＊τ_Ｌ）である光生成システムを提供する。本発明は、更に他の態様においては、光源、ルミネッセンス材料、及び制御システムを有する光生成システムであって、（Ｉ）前記光源が、動作モードにおいて、パルス周期Ｔ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光を生成するよう構成され、（ＩＩ）前記ルミネッセンス材料が、前記光源光の一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス材料光が、ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌを有し、（ＩＩＩ）前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、光源光及び前記ルミネッセンス材料光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、（ＩＶ）前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周期Ｔ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され、T_ｐｅｒ≦１０＊τ_Ｌであり、特定の実施形態においては、T_ｐｅｒ≧２＊τ_Ｌなどの、T_ｐｅｒ≧１．４＊τ_Ｌである光生成システムを提供する。

このような光生成システムでは、ルミネッセンス材料光と光源光との比率を変化させることが可能であり得る。相対的に単純なやり方で、結果として生じる光のカラーポイントが制御され得る。例えば、実施形態においては、相関色温度（ＣＣＴ）が、このやり方で制御され得る。更に、これは、カラーポイントが制御され得る、潜在的に非常に高い強度を持つ、非常に単純で小さなデバイスを可能にする。従って、とりわけ、本発明は、色の調整可能なレーザベースの光源、特に、色の調整可能な白色のレーザベースの光源を提供する。とりわけ、本発明では、例えば全般照明のための（単一光源の）（非常に高い）周波数変調された色の調整可能な白色のレーザベースの光源が提供される。

上記のように、前記光生成システムは、光源、ルミネッセンス材料、及び制御システムを有する。他の要素も利用可能であり得る。以下では、前記光源、前記ルミネッセンス材料、及び前記制御システムについて述べる。

上記のように、前記光源は、動作モードにおいて、パルス光源光を生成するよう構成される。光源という用語は、原則として、当技術分野において知られている任意の光源に関し得る。それは、従来の（タングステン）電球、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、蛍光灯、ＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよい。好ましくは、前記光源は、動作中、少なくとも、３８０乃至４５０ｎｍの範囲から選択される波長において光を発する光源である。この光は、部分的に、光変換要素（下記参照）によって使用されてもよい。特定の実施形態においては、前記光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオードなどの）固体ＬＥＤ光源を有する。「光源」という用語は、２乃至２００個の（固体）ＬＥＤ光源などの複数の光源に関することもある。従って、「ＬＥＤ」という用語は、複数のＬＥＤを指すこともある。更に、「光源」という用語は、実施形態においては、所謂チップオンボード（ＣＯＢ）光源を指すこともある。「ＣＯＢ」という用語は、特に、包まれてもおらず、接続されてもおらず、ＰＣＢのような基板上に直接取り付けられている半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。従って、複数の光半導体光源が同じ基板上に構成されてもよい。実施形態においては、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一緒に構成されるマルチＬＥＤチップである。

前記光源は、光脱出面（light escape surface）を有する。電球又は蛍光灯のような従来の光源に関しては、前記光脱出面は、ガラス又は石英のエンベロープの外面であり得る。ＬＥＤの場合は、前記光脱出面は、例えば前記ＬＥＤダイであり得る、又は前記ＬＥＤダイに樹脂が塗布される場合、前記樹脂の外面であり得る。原理上、前記光脱出面は、ファイバの終端である可能性もある。脱出面という用語は、特に、前記光源の、光が実際に前記光源から出る又は脱出する部分に関する。前記光源は、光ビームを供給するよう構成される。（従って）前記光源の光出射面からこの光ビームが脱出する。

「光源」という用語は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、端面発光レーザなどのような半導体発光デバイスを指し得る。「光源」という用語は、パッシブマトリクス（ＰＭＯＬＥＤ）又はアクティブマトリクス（ＡＭＯＬＥＤ）などの有機発光ダイオードを指すこともある。特定の実施形態においては、前記光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオードなどの）固体光源を有する。実施形態においては、前記光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を有する。「ＬＥＤ」という用語は、複数のＬＥＤを指すこともある。更に、「光源」という用語は、実施形態においては、所謂チップオンボード（ＣＯＢ）光源を指すこともある。「ＣＯＢ」という用語は、特に、包まれてもおらず、接続されてもおらず、ＰＣＢのような基板上に直接取り付けられている半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。従って、複数の半導体光源が同じ基板上に構成されてもよい。実施形態においては、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一緒に構成されるマルチＬＥＤチップである。

「光源」という用語は、２乃至２０００個の固体光源などの複数の（本質的に同一の（又は異なる））光源に関することもある。実施形態においては、前記光源は、ＬＥＤなどの単一の固体光源の下流に、又は複数の固体光源の下流に（即ち、例えば複数のＬＥＤによって共有される）、１つ以上のマイクロ光学要素（マイクロレンズのアレイ）を有してもよい。実施形態においては、前記光源は、オンチップ光学系を備えるＬＥＤを有してもよい。実施形態においては、前記光源は、（実施形態においては、オンチップビームステアリングを提供する）（光学系を備える又は備えない）ピクセル化された単一のＬＥＤを有する。

「レーザ光源」という用語は、特にレーザを指す。このようなレーザは、特に、ＵＶ、可視、又は赤外において１つ以上の波長を有する、特に、３００乃至１５００ｎｍなどの、２００乃至２０００ｎｍのスペクトル波長範囲から選択される波長を有するレーザ光源光を生成するよう構成されて得る。「レーザ」という用語は、特に、電磁放射線の誘導放出に基づく光増幅のプロセスを通して光を発するデバイスを指す。特に、実施形態においては、「レーザ」という用語は、固体レーザを指し得る。従って、実施形態においては、前記光源は、レーザ光源を有する。

実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」という用語は、セリウムドープリチウムストロンチウム（又はカルシウム）フッ化アルミニウム（Ｃｅ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｅ：ＬｉＣＡＦ）、クロムドープクリソベリル（アレキサンドライト）レーザ、クロムＺｎＳｅ（Ｃｒ：ＺｎＳｅ）レーザ、二価サマリウムドープフッ化カルシウム（Ｓｍ：ＣａＦ_２）レーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、エルビウムドープ及びエルビウムイッテルビウムコドープガラスレーザ、Ｆ－センターレーザ、ホルミウム（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、ネオジウムドープイットリウムカルシウムオキソボレートＮｄ：ＹＣａ_４Ｏ（ＢＯ_３）_３又はＮｄ：ＹＣＯＢ、ネオジウムドープオルトバナジウム酸イットリウム（Ｎｄ：ＹＶＯ_４）レーザ、ネオジウムガラス（Ｎｄ：ガラス）レーザ、ネオジウムＹＬＦ（Ｎｄ：ＹＬＦ）固体レーザ、プロメチウム１４７ドープリン酸ガラス（１４７Ｐｍ^３＋：ガラス）固体レーザ、ルビーレーザ（Ａｌ_２Ｏ_３：Ｃｒ^３＋）、ツリウムＹＡＧ（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザ、チタンサファイア（Ｔｉ：サファイア；Ａｌ_２Ｏ_３：Ｔｉ^３＋）レーザ、三価ウランドープフッ化カルシウム（Ｕ：ＣａＦ_２）固体レーザ、イッテルビウムドープガラスレーザ（ロッド、プレート／チップ及びファイバ）、イッテルビウムＹＡＧ（Ｙｂ：ＹＡＧ）レーザ、Ｙｂ_２Ｏ_３（ガラス又はセラミックス）レーザなどのうちの１つ以上を指し得る。

実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」という用語は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、鉛塩、垂直共振器面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser）（ＶＣＳＥＬ）、量子カスケードレーザ、ハイブリッドシリコンレーザなどの半導体レーザダイオードのうちの１つ以上を指し得る。

レーザは、より短い（レーザ）波長に達するために、アップコンバータ（upconverter）と組み合わされてもよい。例えば、何らかの（三価）希土類イオンで、アップコンバージョン（upconversion）が達成され得る、又は非線形結晶で、アップコンバージョンが達成され得る。他の例においては、レーザは、より長い（レーザ）波長に達するために、色素レーザなどダウンコンバータ（downconverter）と組み合わされることができる。

以下から導き出され得るように、「レーザ光源」という用語は、複数の（異なる又は同一の）レーザ光源を指すこともある。特定の実施形態においては、「レーザ光源」という用語は、複数のＮ個の（同一の）レーザ光源を指し得る。実施形態においては、Ｎ＝２以上である。特定の実施形態においては、Ｎは、特に少なくとも８などの、少なくとも５であり得る。このやり方においては、より高い輝度が得られ得る。実施形態においては、レーザ光源は、レーザバンク（laser bank）内に配設されてもよい（上記も参照）。前記レーザバンクは、実施形態においては、ヒートシンク、及び／又は光学系、例えば、レーザ光をコリメートするためのレンズを含んでもよい。

前記レーザ光源は、レーザ光源光（又は「レーザ光」）を生成するよう構成される。前記光源光は、本質的に、前記レーザ光源光から成っていてもよい。前記光源光は、２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源のレーザ光源光を有することもある。例えば、２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源の前記レーザ光源光を有する単一の光ビームを供給するために、前記２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源の前記レーザ光源光が、光ガイドに結合されてもよい。従って、特定の実施形態においては、前記光源光は、特に、コリメート光源光である。更に他の実施形態においては、前記光源光は、特に、（コリメート）レーザ光源光である。「異なる光源」又は「複数の異なる光源」という語句、及び同様の語句は、実施形態においては、少なくとも２つの異なるビン（bin）から選択される複数の固体光源を指し得る。同様に、「同一の光源」又は「複数の同じ光源」という語句、及び同様の語句は、実施形態においては、同じビンから選択される複数の固体光源を指し得る。

前記光源は、特に、光軸（Ｏ）、（ビーム形状、）及びスペクトルパワー分布を有する光源光を生成するよう構成される。前記光源光は、実施形態においては、レーザについて知られているような帯域幅を有する、１つ以上の帯域を有し得る。特定の実施形態においては、前記帯域は、１０ｎｍ以下などの、室温（ＲＴ）において２０ｎｍ未満の範囲内の半値全幅（full width half maximum）（ＦＷＨＭ）を有するものなどの、相対的にシャープな（sharp）線であってもよい。従って、前記光源光は、１つ以上の（狭）帯域を含み得るスペクトルパワー分布（波長の関数としての、エネルギ尺度における強度）を有する。

（光源光の）ビームは、（レーザ）光源光の、集束又はコリメートビームであってもよい。「集束」という用語は、特に、小さいスポットに収束していることを指し得る。この小さいスポットは、個別の変換器領域（discrete converter region）にあってもよく、又は前記個別の変換器領域の（わずかに）上流若しくは前記個別の変換器領域の（わずかに）下流にあってもよい。特に、集束及び／又はコリメーションは、（側面における）前記個別の変換器領域における前記ビームの（前記光軸に対して垂直な）断面形状が、（前記光源光が前記個別の変換器領域を照射する場所での）前記個別の変換器領域の（前記光軸に対して垂直な）断面形状よりも、本質的に大きくはないようなものであり得る。集束は、（集束）レンズのような１つ以上の光学系で実行され得る。特に、前記レーザ光源光を集束させるために、２つのレンズが適用されてもよい。コリメーションは、レンズ及び／又は放物面鏡などの、コリメーション要素のような１つ以上の（他の）光学系で実行され得る。実施形態においては、（レーザ）光源光のビームは、実施形態において、≦２°（ＦＷＨＭ）、より特に≦１°（ＦＷＨＭ）、最も特に≦０．５°（ＦＷＨＭ）のような、相対的に高度なコリメートをされてもよい。従って、≦２°（ＦＷＨＭ）は、（高度に）コリメートされた光源光とみなされ得る。（高度な）コリメーションを提供するために、光学系が使用されてもよい（上記も参照）。

特定の実施形態においては、前記光生成システムは、各サブセットは、本質的に同じスペクトルパワー分布を有する光源光を生成するよう構成される１つ以上の光源を含むが、異なるサブセットの光源は、異なるスペクトル分布を有する光源光を生成するよう構成される、光源の２つ以上のサブセットなどの、複数の異なる光源を有してもよい。このような実施形態においては、前記制御システムは、前記複数の光源を制御するよう構成され得る。特定の実施形態においては、前記制御システムは、光源のサブセットを個別に制御し得る。

特に、前記光源は、固体光源を有する。更に他の特定の実施形態においては、前記光源は、レーザを有する。更に他の特定の実施形態においては、前記光源は、レーザダイオードを有する。

特に、前記光源は、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光を生成するよう構成される。更に、前記光源は、特に、前記動作モードにおいて、パルス周期Ｔ_ｐｅｒを有するパルス光源光を生成するよう構成される。当技術分野においては、パルス固体レーザなどのパルス光源が知られている。例えば、当技術分野においては、ナノ秒又はピコ秒のレーザダイオードが知られている。それについては、例えば、US20170085057A1又はUS7723642B2を参照されたい。特に、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄは制御可能である。ｆ_ｐｅｒ、デューティサイクルｄ及びパルス周期Ｔ_ｐｅｒに関する態様について、以下で更に説明する。

前記光生成システムは、ルミネッセンス材料を更に有する。特に、前記ルミネッセンス材料は、前記光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。従って、前記光源光の一部は、変換されなくてもよく、前記ルミネッセンス材料において透過及び／又は反射及び／又は散乱されてもよく、少なくとも部分的に再利用されてもよい。前記ルミネッセンス材料は、反射モード又は透過モードで構成され得る。

前記ルミネッセンス材料は、前記光源の下流に構成される。「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは、特に、前記光源）からの光の伝搬に対するアイテム又は特徴の配置に関し、前記光生成手段からの光ビーム内の第１位置に対して、前記光生成手段により近い前記光ビーム内の第２位置は「上流」であり、前記光生成手段からより遠く離れた前記光ビーム内の第３位置は「下流」である。更に、前記ルミネッセンス材料及び前記光源は、従って、放射結合され得る。「放射結合される」又は「光学的に結合される」という用語は、特に、（i）光源などの光生成要素と、（ii）別のアイテム又は材料とが、前記光生成要素によって発せられる放射線の少なくとも一部が前記アイテム又は材料によって受け取られるように、互いに関連付けられることを意味し得る。換言すれば、前記アイテム又は材料は、前記光生成要素と受光関係にあるよう構成される。前記光生成要素の前記放射線の少なくとも一部は、前記アイテム又は材料によって受け取られる。これは、実施形態においては、前記光生成要素（の発光面）と物理的に接触している前記アイテム又は材料のような、直接的なものであってもよい。これは、実施形態においては、空気、気体、又は液体若しくは固体導光材料のような媒体を介するものであってもよい。実施形態においては、レンズ、反射器、光学フィルタのような１つ以上の光学系も、光生成要素とアイテム又は材料との間の光路内に構成されてもよい。

「ルミネッセンス材料」という用語は、特に、第１放射線、特にＵＶ放射線及び青色放射線のうちの１つ以上を、第２放射線に変換することができる材料を指す。一般に、前記第１放射線と前記第２放射線とは、異なるスペクトルパワー分布を有する。従って、「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「ルミネッセンス変換器」又は「変換器」という用語が適用されることもある。一般に、前記第２放射線は、前記第１放射線よりも大きい波長の所にスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂ダウンコンバージョンの場合である。しかしながら、特定の実施形態においては、前記第２放射線は、前記第１放射線よりも小さい波長の所に強度を持つスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂アップコンバージョンの場合である。実施形態においては、前記「ルミネッセンス材料」は、特に、放射線を、例えば可視光及び／又は赤外光に変換することができる材料を指す場合がある。例えば、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、ＵＶ放射線及び青色放射線のうちの１つ以上を、可視光に変換することができる場合がある。前記ルミネッセンス材料は、特定の実施形態においては、放射線を赤外放射線（ＩＲ）に変換する場合もある。従って、前記ルミネッセンス材料は、放射線で励起されると、放射線を放出する。一般に、前記ルミネッセンス材料は、ダウンコンバータであり、即ち、より小さい波長の放射線が、より大きい波長（λ_ｅｘ＜λ_ｅｍ）を持つ放射線に変換されるが、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、アップコンバータ・ルミネッセンス材料を有する場合があり、即ち、より大きい波長の放射線が、より小さい波長（λ_ｅｘ＞λ_ｅｍ）を持つ放射線に変換される。

実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、リン光を指すことがある。実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、蛍光を指すこともある。「ルミネッセンス」という用語の代わりに、「発光」という用語が適用されることもある。従って、「第１放射線」及び「第２放射線」という用語は、それぞれ、励起放射線及び発光（放射線）を指すことがある。同様に、「ルミネッセンス材料」という用語は、実施形態においては、リン光及び／又は蛍光を指すことがある。「ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なるルミネッセンス材料を指すこともある。可能なルミネッセンス材料の例を以下に示す。

実施形態においては、ルミネッセンス材料は、それぞれ、特に三価セリウム又は二価ユーロピウムをドープした、ガーネット及び窒化物から選択される。「窒化物」という用語は、酸窒化物又はニトリドシリケートなどを指すこともある。

特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、実施形態においては、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上、特に、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの（少なくとも）１つ以上を含み、Ｂは、実施形態においては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む。特に、Ａは、特にＹ及びＬｕのうちの１つ以上のような、Ｙ、Ｇｄ及びＬｕのうちの１つ以上を含み得る。特に、Ｂは、Ａｌ及びＧａのうちの１つ以上、より特に、本質的にＡｌだけのような、少なくともＡｌを含み得る。それゆえ、特に適切なルミネッセンス材料は、セリウムを含むガーネット材料である。ガーネットの実施形態は、特に、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２ガーネットを含み、Ａは、少なくともイットリウム又はルテチウムを含み、Ｂは、少なくともアルミニウムを含む。このようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、又はセリウムとプラセオジムとの組み合わせをドープしている可能性があるが、特にＣｅをドープしている可能性がある。特に、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）を含むが、Ｂは、ガリウム（Ｇａ）及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）も、部分的に、特に最大でＡｌの約２０％、より特に最大でＡｌの約１０％含んでもよい（即ち、Ｂイオンは、本質的に、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの１つ以上とから成る）。Ｂは、特に、最大で約１０％のガリウムを含んでもよい。別の変形例においては、Ｂ及びＯは、少なくとも部分的にＳｉ及びＮに置き換えられてもよい。元素Ａは、特に、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）から成るグループから選択され得る。更に、Ｇｄ及び／又はＴｂは、特に、Ａの約２０％の量までしか存在しない。特定の実施形態においては、ガーネットルミネッセンス材料は、（Ｙ_１－ｘＬｕ_ｘ）_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅを含み、ｘは、０以上且つ１以下である。「：Ｃｅ」という用語は、前記ルミネッセンス材料中の金属イオンの一部（即ち、ガーネットにおいては、「Ａ」イオンの一部）が、Ｃｅに置き換えられることを示している。例えば、（Ｙ_１－ｘＬｕ_ｘ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅの場合には、Ｙ及び／又はＬｕの一部が、Ｃｅに置き換えられる。このことは、当業者には知られている。Ｃｅは、Ａを、一般に１０％以下置き換え、一般に、Ｃｅ濃度は、（Ａに対して）０．１乃至４％、特に０．１乃至２％の範囲内である。１％のＣｅ及び１０％のＹと仮定すると、完全に正しい式は、（Ｙ_０．１Ｌｕ_０．８９Ｃｅ_０．０１）_３Ａｌ_５Ｏ_１２となり得る。ガーネットにおけるＣｅは、当業者には知られているように、実質的に三価状態にある、又は三価状態にしかない。

実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（従って）Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２を含み、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎによって置き換えられ得る。

特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２を含み、ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＝１であり、ｘ３＞０であり、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．２であり、ｙ１＋ｙ２＝１であり、０≦ｙ２≦０．２であり、Ａ'は、ランタニドから成るグループから選択される１つ以上の元素を含み、Ｂ'は、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃから成るグループから選択される１つ以上の元素を含む。実施形態においては、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択される。本発明においては、特に、ｘ１＞０．２などの、少なくとも０．８のような、ｘ１＞０である。Ｙを備えるガーネットは、適切なスペクトルパワー分布を提供し得る。

特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎに置き換えられ得る。ここでは、Ｂ－ＯにおけるＢは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を指し（且つＯは、酸素を指し）、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏは、Ａｌ－Ｏを指す場合がある。上記のように、特定の実施形態においては、ｘ３は、０．００１乃至０．０４の範囲から選択され得る。特に、このようなルミネッセンス材料は、適切なスペクトル分布を有し（但し、下記参照）、相対的に高い効率を有し、相対的に高い熱安定性を有し、（第１光源光及び第２光源光（並びに光学フィルタ）と組み合わせて）高いＣＲＩを可能にし得る。従って、特定の実施形態においては、Ａは、Ｌｕ及びＧｄから成るグループから選択され得る。その代わりに、又は加えて、Ｂは、Ｇａを含み得る。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}（Ｌｕ，Ｇｄ）_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｇａ_ｙ２）_５Ｏ_１２を含み、Ｌｕ及び／又はＧｄが利用可能であってもよい。更により特に、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択され、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．１であり、０≦ｙ２≦０．１である。更に、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１％が、Ｓｉ－Ｎに置き換えられ得る。ここで、百分率は、（当技術分野において知られているように）モルを指し、例えば、EP3149108も参照されたい。更に他の特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ３}Ｃｅ_ｘ３）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を含み、ｘ１＋ｘ３＝１であり、０＜ｘ３≦０．２であり、０．００１乃至０．１などである。

特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、セリウムを含むガーネットのタイプから選択されるルミネッセンス材料しか含まないことがある。もっと他の特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２などの、単一のタイプのルミネッセンス材料を含む。従って、特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料の少なくとも８５重量％、更により特に少なくとも約９０重量％、例えば更にもっとより特に少なくとも約９５重量％が、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２を含む。ここで、Ａ'は、ランタニドから成るグループから選択される１種以上の元素を含み、Ｂ'は、Ｇａ Ｉｎ及びＳｃから成る群から選択される１つ以上の元素を含み、ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＝１であり、ｘ３＞０であり、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．２であり、ｙ１＋ｙ２＝１であり、０≦ｙ２≦０．２である。特に、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択される。実施形態においては、ｘ２＝０であることに留意されたい。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、ｙ２＝０である。

特定の実施形態においては、Ａは、特に、少なくともＹを含んでもよく、Ｂは、特に、少なくともＡｌを含んでもよい。

実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、その代わりに、又は加えて、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋及び／又はＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋及び／又はＣａ_２ＡｌＳｉ_３Ｏ_２Ｎ_５：Ｅｕ^２＋などのうちの１つ以上を含んでもよく、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上、特に実施形態においては、少なくともＳｒを含む。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕから成るグループから選択される１つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの１つ以上を置き換える。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量では存在せず、Ｅｕの存在は、特に、Ｅｕが置き換えるカチオンに対して、約０．５乃至１０％の範囲内、より特に約０．５乃至５％の範囲内である。「：Ｅｕ」という用語は、金属イオンの一部が、Ｅｕ（これらの例においてはＥｕ^２＋）に置き換えられることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕにおいて２％のＥｕと仮定すると、正しい式は、（Ｃａ_０．９８Ｅｕ_０．０２）ＡｌＳｉＮ_３となり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にＣａ、Ｓｒ又はＢａを置き換える。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕは、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態においては、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａ（Ｅｕの存在は考慮に入れていない）から成り、Ｂａ_１．５Ｓｒ_０．５Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（即ち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）のような、特に５０乃至１００％、より特に５０乃至９０％のＢａ、及び５０乃至０％、特に５０乃至１０％のＳｒから成る。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。上記のルミネッセンス材料におけるＥｕは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。

実施形態においては、赤色ルミネッセンス材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕから成るグループから選択される１つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの１つ以上を置き換える。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量では存在せず、Ｅｕの存在は、特に、Ｅｕが置き換えるカチオンに対して、約０．５乃至１０％の範囲内、より特に約０．５乃至５％の範囲内である。「：Ｅｕ」という用語は、金属イオンの一部が、Ｅｕ（これらの例においてはＥｕ^２＋）に置き換えられることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕにおいて２％のＥｕと仮定すると、正しい式は、（Ｃａ_０．９８Ｅｕ_０．０２）ＡｌＳｉＮ_３となり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にＣａ、Ｓｒ又はＢａを置き換える。

材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。

更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕは、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態においては、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａ（Ｅｕの存在は考慮に入れていない）から成り、Ｂａ_１．５Ｓｒ_０．５Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（即ち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）のような、特に５０乃至１００％、より特に５０乃至９０％のＢａ、及び５０乃至０％、特に５０乃至１０％のＳｒから成る。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。

同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。

上記のルミネッセンス材料におけるＥｕは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。

青色ルミネッセンス材料は、ＹＳＯ（Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ^３＋）、若しくは同様の化合物、又はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋）、若しくは同様の化合物を含んでもよい。

「ルミネッセンス材料」という用語は、本明細書においては、特に、無機ルミネッセンス材料に関し、これは、時として、蛍光体と示されることもある。これらの用語は、当業者には知られている。

その代わりに、又は加えて、他のルミネッセンス材料が適用されることもある。例えば、量子ドット及び／又は有機色素が、適用されてもよく、随意に、例えばＰＭＭＡ又はポリシロキサンなどのようなポリマのような、透過性マトリックスに埋め込まれてもよい。

量子ドットは、一般にわずか数ナノメートルの幅又は直径を有する半導体材料の小さい結晶である。量子ドットは、入射光によって励起されるときに、前記結晶のサイズ及び材料によって決定されている色の光を発する。従って、ドットのサイズを適合させることによって、特定の色の光が生成されることができる。可視域で発光する、最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）などのシェルを備えるセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）をベースにしている。リン化インジウム（ＩｎＰ）、並びに硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）などの、カドミウムを含まない量子ドットも、使用されることができる。量子ドットは非常に狭い発光帯域を示し、従って、量子ドットは飽和色を示す。更には、発光色は、量子ドットのサイズを適合させることによって、容易に調整されることができる。本発明においては、当技術分野において知られている任意のタイプの量子ドットが使用され得る。しかしながら、環境に関する安全性及び懸念の理由で、カドミウムを含まない量子ドット、又は少なくともカドミウム含有量が非常に少ない量子ドットを使用することが好ましい場合がある。

量子ドットの代わりに、又は量子ドットに加えて、他の量子閉じ込め構造が使用されることもある。「量子閉じ込め構造」は、本願との関連においては、例えば、量子井戸、量子ドット、量子ロッド、トライポッド、テトラポッド、又はナノワイヤなどとして理解されたい。

有機蛍光体も使用されることができる。適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体をベースとした有機ルミネッセンス材料、例えば、ＢＡＳＦによってＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）という名称で販売されている化合物である。適切な化合物の例は、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｒｅｄ Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ０８３、及びＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０を含むが、これらに限定されない。

異なるルミネッセンス材料は、異なるスペクトルパワー分布のそれぞれのルミネッセンス材料光を有し得る。その代わりに、又は加えて、このような異なるルミネッセンス材料は、特に、異なるカラーポイント（又は主波長）を有し得る。

上記のように、他のルミネッセンス材料も可能であり得る。従って、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、二価ユーロピウム含有窒化物、二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有ケイ酸塩、セリウムを含むガーネット、及び量子構造のグループから選択される。量子構造は、例えば、量子ドット又は量子ロッド（又は他の量子型粒子）（上記参照）を含み得る。量子構造は、量子井戸も含み得る。量子構造は、フォトニック結晶も含み得る。

特に、前記ルミネッセンス材料は、無機ルミネッセンス材料を含む。前記ルミネッセンス材料光は、（ルミネッセンス）減衰時間τ_Ｌを有する。材料が複数の減衰時間を有する場合、「減衰時間」という用語は、特に、単一の(優勢な（dominant）又は平均又は典型的な)減衰(寿命)時間を有する一次減衰速度則（first order decay kinetics）を指すことがある。本明細書において、前記減衰時間は、実施形態においては、特に、残光効果（afterglow effect）を指さないことがある（実施形態においては、特に、希土類イオンの純粋なｆ－ｆ又はｆ－ｄ遷移を指すことがある）。前記減衰時間については、標準的な定義Ｓ＝Ｓ０＊ｅｘｐ（－ｔ／τ_Ｌ）、即ち、強度がｔ＝０における初期強度の１／ｅまで低下した時間が適用される。

更に、前記ルミネッセンス材料は、特に、約５乃至１００ナノ秒のオーダーの減衰時間を有し得る、上記の三価セリウムを含むガーネットなどの、又はマイクロ秒のオーダーの減衰時間を有し得る、上記の二価ユーロピウムをベースとした窒化物若しくは酸窒化物などの、Ｃｅ^３＋及び／又はＥｕ^２＋ベースのものであってもよい。前記減衰時間は、ホスト材料（即ち、Ｃｅ^３＋又はＥｕ^２＋がドープされる（「ドーパント」又は「活性剤」として利用可能である）材料）に依存し得る。

上記のように、前記光生成システムは、前記動作モードにおいて、光源光及び前記ルミネッセンス材料光を含むシステム光を生成するよう構成される。従って、システムから離れるようにして発するシステム光は、前記光源光と前記ルミネッセンス材料光とを含み得る。例えば、前記システムは、（光透過性材料からの）端部窓（end window）であって、前記システム光が、前記端部窓を介して前記システムから脱出することができる端部窓を有してもよい。前記システムは、当業者には明らかであるだろうように、光学系を更に有してもよい。

前記システム光は、実施形態においては、可視光を含んでもよい。その代わりに、又は加えて、前記システム光は、ＵＶ放射線又はIR放射線を含んでもよい。「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語、及び同様の用語は、約３８０乃至７８０ｎｍの範囲内に１つ以上の波長を有する光を指す。本明細書においては、ＵＶは、特に、２００乃至３８０ｎｍの範囲から選択される波長を指すことがある。本明細書においては、「光」という用語が可視光のみを指すことが文脈から明らかな場合を除き、「光」及び「放射線」という用語は交換可能に使用される。従って、「光」及び「放射線」という用語は、ＵV放射線、可視光、及びＩＲ放射線を指すことがある。特に照明アプリケーションのための、特定の実施形態においては、「光」及び「放射線」という用語は、（少なくとも）可視光を指す。「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約３８０乃至４４０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、（幾らか紫色及びシアンの色相を含む）約４４０乃至４９５ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「緑色光」又は「緑色発光」という用語は、特に、約４９５乃至５７０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「黄色光」又は「黄色発光」という用語は、特に、約５７０乃至５９０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「オレンジ色光」又は「オレンジ色発光」という用語は、特に、約５９０乃至６２０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約６２０乃至７８０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「ピンク色光」又は「ピンク色発光」という用語は、青色成分と赤色成分とを有する光を指す。「シアン」という用語は、約４９０乃至５２０ｎｍの範囲から選択される１つ以上の波長を指すことがある。「琥珀色」という用語は、約５９０乃至６００ｎｍなどの、約５８５乃至６０５ｎｍの範囲から選択される１つ以上の波長を指すことがある。本明細書においては、ＵＶ（紫外線）は、特に、２００乃至３８０ｎｍの範囲から選択される波長を指すことがあるが、特定の実施形態においては、他の波長もあり得ることがある。本明細書においては、ＩＲ（赤外線）は、特に、７８０乃至２０００ｎｍなどの、７８０乃至３０００ｎｍの範囲から選択される波長、例えば、１５００ｎｍまでの波長を有する放射線を指すことがあるが、特定の実施形態においては、他の波長もあり得ることがある。従って、ＩＲという用語は、本明細書においては、近赤外線（ＮＩＲ（又はＩＲ－Ａ））及び短波長赤外線（ＳＷＩＲ（又はＩＲ－Ｂ））のうちの１つ以上、特に、ＮＩＲを指すことがある。

特に、前記システム光は、可視光を有する、又は本質的に可視光から成る。

実施形態においては、前記システム光は、可変カラーポイントを有する。これは、特に、パルス周波数、パルス時間、及びデューティサイクルのうちの１つ以上を変化させることによるものであり得る。従って、様々な色（のシステム光）が生成され得る。特定の実施形態においては、第１タイプの光及び第２タイプの光の色又はカラーポイントは、前記第１タイプの光及び前記第２タイプの光のそれぞれのカラーポイントが、ｕ'に関して少なくとも０．０１、及び／又はｖ'に関して少なくとも０．０１、更により特に、ｕ'に関して少なくとも０．０２、及び／又はｖ'に関して少なくとも０．０２異なる場合に、異なり得る。更により特定の実施形態においては、前記第１タイプの光及び前記第２タイプの光のそれぞれのカラーポイントは、ｕ'に関して少なくとも０．０３、及び／又はｖ'に関して少なくとも０．０３異なり得る。ここで、ｕ'及びｖ'は、ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ（均等色度）図における光の色座標である。

上記のように、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され得る。その代わりに、又は加えて、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数周期Ｔ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され得る。特定の実施形態においては、ｆ_ｐｅｒ≧１／（１０＊τ_Ｌ）である。その代わりに、又は加えて、特定の実施形態においては、Ｔ_ｐｅｒ≦１０＊τ_Ｌである。ｆ_ｐｅｒに対するより小さな値及び／又はＴ_ｐｅｒに対するより大きな値は、更なる減少又は増加が、それぞれ、本質的に前記カラーポイントに影響を及ぼさない可能性があるという意味において、前記カラーポイントに特定の影響を及ぼさない可能性がある。

「制御する」という用語及び同様の用語は、特に、少なくとも、要素の挙動を決定すること、又は要素の動作を管理する（supervise）ことを指す。従って、本明細書においては、「制御する」という用語及び同様の用語は、例えば、測定する、表示する、作動する、開く、シフトする、温度を変更するなどのような、挙動を前記要素に課すこと（要素の挙動を決定すること又は要素の動作を管理すること）などを指すことがある。「制御する」という用語及び同様の用語は、その上、モニタすることを更に含むことがある。従って、「制御する」という用語及び同様の用語は、要素に挙動を課すことを含むことがあり、要素に挙動を課し、前記要素をモニタすることを含むこともある。前記要素の制御は、「コントローラ」と示されることもある制御システムで行われ得る。従って、前記制御システム及び前記要素は、少なくとも一時的に、又は恒久的に、機能的に結合されてもよい。前記要素が、前記制御システムを有してもよい。実施形態においては、前記制御システム及び前記要素は、物理的に結合されていなくてもよい。制御は、有線及び／又は無線制御を介して行われることができる。「制御システム」という用語は、特に機能的に結合されている、複数の異なる制御システムを指すこともあり、例えば、前記複数の異なる制御システムのうちの１つの制御システムは、マスタ制御システムであってもよく、１つ以上の他の制御システムは、スレーブ制御システムであってもよい。制御システムは、ユーザインターフェースを有してもよく、又はユーザインターフェースに機能的に結合されてもよい。

前記制御システムはまた、遠隔制御装置からの命令を受信し、実行するよう構成されてもよい。実施形態においては、前記制御システムは、スマートフォン又はｉＰｈｏｎｅ、タブレットなどのようなポータブルデバイスなどのデバイスにおけるアプリを介して制御されてもよい。従って、前記デバイスは、必ずしも前記照明システムに結合されないが、前記照明システムに（一時的に）機能的に結合されてもよい。

従って、実施形態においては、前記制御システムは（また）、遠隔デバイスにおけるアプリによって制御されるよう構成されてもよい。このような実施形態においては、前記照明システムの前記制御システムは、スレーブ制御システムであってもよく、又はスレーブモードで制御してもよい。例えば、前記照明システムは、コード、特にそれぞれの照明システムのための固有のコードで識別可能であってもよい。前記照明システムの前記制御システムは、（固有の）コードの光学センサ（例えばＱＲコードリーダ）を備えるユーザインターフェースによって入力される知識に基づいて前記照明システムにアクセスする外部の制御システムによって制御されるよう構成されてもよい。前記照明システムはまた、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＩＦＩ、ＬｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、ＢＬＥ若しくはＷｉＭＡＸ、又は別の無線技術などに基づいて、他のシステム又はデバイスと通信するための手段を有してもよい。

前記システム、又は装置、又はデバイスは、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」で動作を実行し得る。同様に、方法においては、動作、又は段階、又はステップが、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」又は「動作可能モード」で実行され得る。「モード」という用語は、「制御モード」と示されることもある。これは、前記システム、又は装置、又はデバイスが、別の制御モード、又は複数の他の制御モードを提供するよう適合されることもあることを除外しない。同様に、これは、前記モードを実行する前に及び／又は前記モードを実行した後に、１つ以上の他のモードが実行され得ることを除外しない場合がある。

しかしながら、実施形態においては、少なくとも前記制御モードを提供するよう適合される制御システムが利用可能である場合がある。他のモードが利用可能である場合には、このようなモードの選択は、特には、ユーザインターフェースを介して実行されてもよいが、センサ信号又は（時間）スキームに依存してモードを実行するような他の選択肢も可能であってもよい。前記動作モードは、実施形態においては、単一の動作モード（即ち、更なる調整可能性のない、「オン」）でしか動作することができないシステム、又は装置、又はデバイスを指すこともある。

従って、実施形態においては、前記制御システムは、ユーザインターフェースの入力信号、（センサの）センサ信号、及びタイマのうちの１つ以上に依存して制御してもよい。「タイマ」という用語は、クロック及び／又は所定の時間スキームを指すことがある。前記センサ信号は、センサのセンサ信号である。「センサ」という用語は、複数の（異なる）センサを指すこともある。前記センサは、実施形態においては、（例えば、部屋などの空間内の光を検知するための）周囲光センサ、屋外光センサ、温度センサ、近接センサ、動作センサなどのグループから選択される１つ以上のセンサを含んでもよい。

特に、実施形態においては、ｆ_ｐｅｒ≦１／（τ_Ｌ）である。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、Ｔ_ｐｅｒ≧＊τ_Ｌである。ｆ_ｐｅｒ≦１／（２＊τ_Ｌ）という周波数で非常に良好な結果が得られる可能性があるのに対して、ｆ_ｐｅｒ≧１／（τ_Ｌ）という周波数においては、例えば既にｆ_ｐｅｒ≧１／（２＊τ_Ｌ）という周波数において、前記システムの複雑さが増大する可能性があるようである。同様に、Ｔ_ｐｅｒ≧２＊τ_Ｌというパルス時間で非常に良好な結果が得られる可能性があるのに対して、Ｔ_ｐｅｒ≦τ_Ｌというパルス時間においては、更により特には、既にＴ_ｐｅｒ≦２＊τ_Ｌというパルス時間において、前記システムの複雑さが増大する可能性があるようである。

例を挙げると、前記減衰時間が５０ｎｓである場合には、１／（τ_Ｌ）＝２０ＭＨｚであり、１／（２＊τ_Ｌ）＝１０ＭＨｚであり、１／（１０＊τ_Ｌ）＝２ＭＨｚである。

実施形態においては、前記デューティサイクルｄは、ｄ＜１、特に、ｄ≦０．８のような、ｄ≦０．９５に従う。更により特定の実施形態においては、実施形態においてはｄ≦０．６のような、ｄ≦０．７５、更により特にはｄ≦０．５である。

より特定の実施形態においては、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒを、特に１／（８＊τ_Ｌ）乃至１／（２＊τ_Ｌ）の範囲内などの、１／（８＊τ_Ｌ）乃至１／（１．４＊τ_Ｌ）の範囲内で制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される。従って、実施形態においては、ｆ_ｐｅｒ≦１／（１．４＊τ_Ｌ）である。

上記のように、実施形態においては、前記パルス周波数又はパルス周期を変化させることによって、前記カラーポイントを変化させ得る。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、前記デューティサイクルを変化させることによって、前記カラーポイントを変化させ得る。

特定の実施形態においては、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、一定のデューティサイクルｄにおいて前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒを制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され得る。特に、ｄ≦０．５である。より大きなデューティサイクルは、前記カラーポイントに、より少ない影響を及ぼし得る。特に、実施形態においては、前記デューティサイクルｄは、０．１乃至０．２５のような、０．０５乃至０．４の範囲から選択されるような、０．０２乃至０．５などの、０．０１乃至０．５の範囲から選択される。特に、前記デューティサイクルは、少なくとも０．０１である。前記デューティサイクルは制御され得る（従って、時間と共に変化し得る）ことに留意されたい。

特定の実施形態においては、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、一定のパルス周波数ｆ_ｐｅｒにおいて前記デューティサイクルｄを制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され得る。特に、実施形態においては、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、一定のパルス周波数において前記デューティサイクルｄを０．０２乃至０．５の間で制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成されてもよく、ｆ_ｐｅｒ≦１／（２＊τ_Ｌ）である。

立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、特に、≦０．５＊τ_Ｌのように、本質的に前記減衰時間よりも小さい場合があるが、一般に特に、≦０．１＊τ_Ｌなどの、≦０．２＊τ_Ｌである。

例えば、前記光源光が青色光であり、前記ルミネッセンス材料光が黄色光である場合には、前記システム光は、実施形態においては、白色光であり得る。しかしながら、より他の実施形態も可能であり得る。前記動作モードにおいて、前記システム光が白色光である場合、実施形態においては、ＣＣＴを調整することが可能であり得る。従って、特定の実施形態においては、前記光生成システムは、前記動作モードにおいて、相関色温度を有する白色システム光を生成するよう構成されることができ、前記制御システムは、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記相関色温度を制御するよう構成され得る。

本明細書における「白色光」という用語は、当業者には知られている。前記白色光は、特に、約２０００Ｋと２００００Ｋとの間、特に２７００Ｋ乃至２００００Ｋ、全般照明の場合は特に約２７００Ｋ乃至６５００Ｋの範囲内のような、約１８００Ｋと２００００Ｋとの間の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光に関する。実施形態においては、バックライト用途の場合は、前記相関色温度（ＣＣＴ）は、特に、約７０００乃至２００００Ｋの範囲内であり得る。更に他に、実施形態においては、前記相関色温度（ＣＣＴ）は、特にＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ内、更により特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ内である。

上記のように、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む。更に他に、特に実施形態においては、前記光源は、動作モードにおいて、青色パルス光源光を生成するよう構成され得る。更に、上記のように、特定の実施形態においては、前記光源は、レーザダイオードを有する。

前記システム光に更に色を付けることが望ましい場合がある。実施形態においては、これは、前記システム光に（直接）混ぜられる、レーザダイオード光などの固体光源光である場合がある。前記システム光に対する相対的な寄与は、（前記制御システムによって）パルス幅変調を介して制御され得る。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、これは、（第２ルミネッセンス材料の）ルミネッセンス材料光である場合もある。このような実施形態においては、別の光源（第２光源）で前記第２ルミネッセンス材料を励起することが望ましい場合があるが、必ずしもそうとは限らない。例えば、前記ルミネッセンス材料光は、一般に前記減衰時間が異なるので、有用である場合がある。このような第２ルミネッセンス材料が第２光源を介して励起される場合、前記システム光に対する相対的な寄与は、（前記制御システムによって）パルス幅変調を介して制御され得る。特定の実施形態においては、これは、前記第１光源（光）及び第１ルミネッセンス材料（光）に関して本明細書において記載されているのと同じ原理によって、実行され得る。

従って、特定の実施形態においては、本発明は、第２光源及び第２ルミネッセンス材料も含む、本明細書において定義されているような光生成システムであって、（Ｉ）前記第２光源が、動作モードにおいて、第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び第２デューティサイクルｄ２を有する第２パルス光源光を生成するよう構成され、（ＩＩ）前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２光源光の一部を第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記第２ルミネッセンス材料光が、減衰時間τ_Ｌ２を有し、（ＩＩＩ）前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、前記光源光、前記ルミネッセンス材料光及び前記第２ルミネッセンス材料光を含み、随意に前記第２光源光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、（ＩＶ）前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御し、随意に、前記第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ２及び前記第２デューティサイクルｄ２のうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される光生成システムも提供する。特定の実施形態においては、f_per2≧１／（１０＊τ_Ｌ２）且つ／又はf_per2≦１／（１．４＊τ_Ｌ２）であり、特にf_per2≧１／（８＊τ_Ｌ２）且つ／又はf_per2≦１／（２＊τ_Ｌ２）である。しかしながら、前記パルス周波数又はパルス時間及びデューティサイクルなどとの関連で、他の実施形態も可能であり得る。例えば、実施形態においては、前記第２光源は、必ずしもパルス光源ではない。

特に、前記第１光源光と前記第２光源光とは、異なるカラーポイントを有する。更に、特に、前記第１ルミネッセンス材料光と前記第２ルミネッセンス材料とは、異なるカラーポイントを有する。例えば、前記第２ルミネッセンス材料光は、オレンジ色又は赤色の光であってもよい。従って、特定の実施形態においては、前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２光源光の一部を赤色第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。また、このやり方においては、色の調整可能なシステムが提供され得る。

前記第２光源は、実施形態においては、変換材料なしで、そのまま使用される場合もある。従って、更に他の実施形態においては、本発明は、第２光源を含む、本明細書において定義されているような光生成システムであって、前記第２光源が、動作モードにおいて、第２パルス光源光を生成するよう構成され、前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、前記光源光、前記ルミネッセンス材料光及び前記第２光源光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、前記制御システムが、前記動作モードにおいて、（前記第１光源を制御することに加えて、（上記も参照））前記第２光源を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される光生成システムも提供する。前記第２光源は、レーザ光源を有してもよい。光源の非限定的な数の実施形態が、上に記載されている。特に、前記第１光源光と前記第２光源光とは、異なるカラーポイントを有する。前記第２光源は、ＣＷであってもよく、又はパルス化されたものであってもよい。特定の実施形態においては、前記光生成システムは、前記動作モードにおいて、前記光源光、前記ルミネッセンス材料光及び前記第２光源光を含む白色システム光を生成するよう構成される。前記第２光源光は、例えば、赤色光であってもよいが、他の実施形態も可能であり得る。また、このやり方においては、色の調整可能なシステムが提供され得る。

更に他の態様においては、本発明は、本明細書において定義されているような光生成システムを含む、ランプ、照明器具及びプロジェクタデバイスのグループから選択される光生成デバイスを提供する。更に他に、実施形態においては、前記光生成デバイスは、可変相関色温度を有するスポットライトであってもよく、前記相関色温度は、少なくとも１５００Ｋなどの、少なくとも１０００Ｋの範囲にわたって可変である。少なくとも１０００Ｋの範囲は、例えば、２０００乃至３５００Ｋの範囲、又は３５００乃至６０００Ｋの範囲などのような、２０００乃至６５００Ｋの範囲内などの、１８００乃至６５００Ｋの範囲内で選択され得る。前記照明器具は、ハウジング、光学要素、ルーバーなどを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記光生成システムを囲むハウジングを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記ハウジングに設けられる光窓（light window）、又はハウジング開口部を有してもよく、前記システム光は、前記光窓又は前記ハウジング開口部を通して、前記ハウジングから脱出し得る。前記制御システムは、部分的に又は完全に、前記ランプ又は前記照明器具の外部などの、前記ランプ、前記照明器具又は前記プロジェクタデバイスの外部にある場合もあることに留意されたい。

前記照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム(self-lit display system)、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータサインシステム、装飾照明システム、携帯用システム、自動車アプリケーション、（屋外）道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸照明、デジタル投影、又はＬＣＤバックライトの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。前記照明デバイス（又は前記照明器具）は、例えば光通信システム又は消毒システムの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。

ここで、ほんの一例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略的な図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
混ぜ合わされる一次放射線（光源）及び二次発光（ルミネッセンス材料光）スペクトルを概略的に図示する。 電流波形の例と、立ち上がり時間Ｔ_Ｒ及びデューティサイクルｄ＝Ｔｏｎ／Ｔ_ｐｅｒの定義とを示す。ＴＦは、（ＴＲとほぼ同じであり得る）立ち下がり時間である。 デューティサイクル（ｄ）の関数として、全放射線に対する二次放射線（ルミネッセンス）の割合を示し、直流においては（即ち、変調なしでは）二次放射線が５０％である計算例を示す。パラメータは、ルミネッセンス減衰時間（Ｔ_ｐｅｒ）に対するレーザダイオード電流のスイッチング周期の比率である。ｙ軸は、相対二次放射線（又は全放射線に対する相対二次発光）を指すＲＳＲを示す。 図３と同様のプロットであって、この場合も先と同様に、様々なスイッチング周期時間について、デューティサイクルの関数として、全放射線に関して二次放射線を示すプロットである。しかしながら、ここでは、ＤＣ動作時の始点（即ち、ＣＷ）は、１００００ＫのＣＣＴをもたらす０．６１に設定されている。曲線族（family of curves）のパラメータは、この場合も先と同様に、（減衰時間τ_Ｌと関連付けられている）スイッチング周期時間である。 変更されているデューティサイクル（ｄ）での、全放射線に対する二次放射線（ルミネッセンス）の割合を、周波数の関数として示す。 パルス周期及びパルス周波数との関連で、幾つかの態様を概略的に図示する。 パルス周期及びパルス周波数との関連で、幾つかの態様を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つかの実施形態を概略的に図示する。 幾つか応用例を概略的に図示する。 概略的な図面は、必ずしも縮尺通りではない。

本発明は、実施形態においては、とりわけ、相対的に単純な構成、即ち、１つのレーザ光源及び１つの蛍光体で作成される、調節可能なＣＣＴを持つ光源を提案する。ＣＣＴは、実施形態においては、採用されている作用が、温度（即ち、蛍光体のルミネッセンスの立ち上がり時間と減衰時間との間の差）にわたって安定しており、入力制御パラメータとして物理定数を使用することから、開ループ方式で調節され得る。また、レーザダイオードの電流変調／タイミングは、十分に正確にされることができる。このやり方においては、システムによって発せられる光のＣＣＴを制御するために、フィードフォワードシステムが採用されることができる。実施形態においては、想定されるランプは、例えばルミネッセンス材料に依存して、１乃至５０ＭＨｚなどの、０．５乃至１００ＭＨｚの範囲内の周波数で変調され得る、単一のレーザダイオード光源のみを使用し得る。この変調レーザ光は、実施形態においては、１０乃至１００ｎｓの一般的な減衰時間を持つＣｅドープＹＡＧ蛍光体を励起するために使用され得る。適切な変調周波数、デューティサイクル、及び特定の減衰時間を持つ蛍光体を選ぶことによって、開ループＣＣＴ制御が達成され得る。白色光を構成するためには、一次放射線の直接青色スペクトルと一緒に、（黄色の）二次変換放射線を生成するために、１つの蛍光体材料が使用される。二次（黄色）放射線に対する一次（青色）放射線の比率は、デューティサイクルを減らすことによって変更されることができる。この動作モードは、例えばハロゲンスポットの調光動作を模倣するために、例えば、ＣＣＴ及び明るさを下げるために同時に使用されることができる。第２動作モードにおいては、（０．５未満のような）所与のデューティサイクルにおいて周波数が変更されることができ、周波数の増加時に一次放射線の比率の減少をもたらす。第３動作モードにおいては、例えば、ＣＣＴを暖色から寒色にシフトさせながら全光束を一定に保ち、更にパルス振幅を変わらぬままにするために、デューティサイクル及び周波数変調の両方が、混ぜ合わされ得る。

図１は、２種類の可視放射線を概略的に図示しており、即ち、第１に、青色レーザ発光のうちの、蛍光体に吸収されない部分を概略的に図示しており、第２に、そのルミネッセンス発光を概略的に示している。

ルミネッセンス寿命（τ_Ｌ）に近いスイッチング周期と、τ_Ｌよりはるかに小さい遷移時間（Ｔｒ）とを持つ、図２において示されているようなレーザ駆動電流（ｙ軸：電流のＩ）パターンと仮定すると、全放射線（total radiation）に対する二次（変換、ルミネッセンス）放射線の相対含量は、図３においてプロットされているように変更されることができる（下の表も参照）。曲線族は、デューティサイクルは変えられる一方で、周波数は固定されるものを指す。周波数ｆｓ＝１／Ｔ_ｐｅｒは、ルミネッセンス寿命（τ_Ｌ）と関連付けられている。周波数が高ければ高いほど、影響は顕著になる。例えば、τ_Ｌ＝６０ｎｓにおいては、下の曲線は、ｆｓ＝１／５τ_Ｌ＝３．３ＭＨｚを指す。参照符号Ｔ_ｐｅｒは、パルス周期又はパルス時間を示している。

図４は、図３と同様のプロットであって、この場合も先と同様に、（０．２＊τ_Ｌと５＊τ_Ｌとの間の）様々なスイッチング周期時間について、デューティサイクルの関数として、全放射線に関して二次放射線を示すプロットを示している。しかしながら、ここでは、ＤＣ動作時の始点（即ち、ＣＷ）は、１００００ＫのＣＣＴをもたらす０．６１に設定されている。曲線族のパラメータは、この場合も先と同様に、（減衰時間τ_Ｌと関連付けられている）周期時間である。

赤色シフトは、周波数を変化させながらデューティサイクルを一定に保つことによっても同様に達成されることができる。図５は、ダイオードが十分に高い周波数で動作されることができさえすれば、より低いデューティサイクルは、より強いＣＣＴの変化を与えることができることを示している。この例においては、デューティサイクルは、０．７５と０．２５との間で変えられている。

図６ａは、パルス周期Ｔ_ｐｅｒの関連範囲を概略的に示しており、図６ｂは、パルス周波数ｆ_ｐｅｒの関連範囲を概略的に示している。

一度には変調周波数又はデューティサイクルのいずれかを変化させることは、総放射線の変化をもたらす。駆動周波数とデューティサイクルとが同時に変更される場合には、ほぼ一定の出力光束を生成しながら、色のシフトが達成されることができる。例は、単一の変換蛍光体の場合について説明しているが、単一のレーザ又は複数のレーザによって励起される複数の蛍光体の組み合わせにも適用されることができる。

システムにおいては、２つ以上のレーザタイプ（例えば、黄色蛍光体を励起するための青色レーザ、及び赤色蛍光体の励起のための緑色レーザ）も使用されることができる。この場合には、より広い色空間の調整能力が得られ得る。図７ａを参照すると、本発明は、とりわけ、光源１１０、ルミネッセンス材料２１０、及び制御システム３００を有する光生成システム１０００を提供する。光源１１０は、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光１１１を生成するよう構成され得る。更に、ルミネッセンス材料２１０は、光源光１１１の一部をルミネッセンス材料光２１１に変換するよう構成され、ルミネッセンス材料光２１１は、減衰時間τ_Ｌを有する。特に、光生成システム１０００は、動作モードにおいて、光源光１１１及びルミネッセンス材料光２１１を含むシステム光１００１を生成するよう構成され、システム光１００１は、可変カラーポイントを有する。更に、制御システム３００は、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成され、ｆ_ｐｅｒ≧１／（１０＊τ_Ｌ）である。特に、実施形態においては、ｆ_ｐｅｒ≦１／（τ_Ｌ）である。

制御システム３００は、動作モードにおいて、一定のデューティサイクルｄにおいてパルス周波数ｆ_ｐｅｒを制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成されてもよい。特に、制御システム３００は、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒを１／（８＊τ_Ｌ）乃至１／（２＊τ_Ｌ）の範囲内で制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成され得る。例えば、実施形態においては、ｄ≦０．５である。更に、実施形態においては、デューティサイクルｄは、０．０５乃至０．５の範囲から選択される。実施形態においては、制御システム３００は、動作モードにおいて、一定のパルス周波数ｆ_ｐｅｒにおいてデューティサイクルｄを制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成されてもよい。特に、制御システム３００は、動作モードにおいて、一定のパルス周波数においてデューティサイクルｄを０．０５乃至０．５の間で制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成されてもよく、ｆ_ｐｅｒ≦１／（２＊τ_Ｌ）である。

上記のように、光生成システム１０００は、動作モードにおいて、相関色温度を有する白色システム光１００１を生成するよう構成され、制御システム３００は、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、相関色温度を制御するよう構成され得る。

ルミネッセンス材料２１０は、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含んでもよく、Ａは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含み、光源１１０は、動作モードにおいて、青色パルス光源光１１１を生成するよう構成され、光源１１０は、レーザダイオードを有する。

参照符号４３０は、ビーム成形要素、コリメータ、レンズ、反射器などのような、随意の光学的構成要素を指す。

図７ｂにおいて概略的に図示されているように、光生成システム１０００は、第２光源１２０と、第２ルミネッセンス材料２２０とを更に有してもよい。第２光源１２０は、動作モードにおいて、第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ２及び第２デューティサイクルｄ２を有する第２パルス光源光を生成するよう構成され得る。第２ルミネッセンス材料２２０は、第２光源光１２１の一部を第２ルミネッセンス材料光２２１に変換するように構成されてもよく、第２ルミネッセンス材料光が、ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌ２を有する。特に、光生成システム１０００は、動作モードにおいて、光源光１１１、ルミネッセンス材料光２１１及び第２ルミネッセンス材料光２２１を含み、随意に、第２光源光１２１を含むシステム光１００１を生成するよう構成されてもよく、システム光１００１は、可変カラーポイントを有する。更に、実施形態においては、制御システム３００は、特に、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御し、随意に、第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ２及び第２デューティサイクルｄ２のうちの１つ以上を制御することによって、カラーポイントを制御するよう構成されてもよい。例えば、ｆ_ｐｅｒ２≧１／（１０＊τ_Ｌ２）である。実施形態においては、第２ルミネッセンス材料２２０は、第２光源光１２１の一部を赤色第２ルミネッセンス材料光２２１に変換するよう構成される。参照符号４３０は、ビーム成形要素、コリメータ、レンズ、（ダイクロイックビームコンバイナのような）ビームコンバイナなどのような、随意の光学的構成要素を指す。ここでは、図７ｂにおいては、光学系４３０としてダイクロイックビームコンバイナ及びレンズが使用されているが、他の光学系も適用され得る。ダイクロイックビームコンバイナは、第１ルミネッセンス材料光と第２ルミネッセンス材料光２２１を組み合わせるために使用される。

しかしながら、特にレーザ光源を含む、第２光源１２０しか用いないような、他の実施形態も可能であり得る。このような光源は、実施形態においては、特にルミネッセンス材料２１０が第２光源光１２１に対して透過性である場合、第１光源１１０と平行に構成されてもよい。例えば、第１光源１１０が、青色第１光源光を生成するよう構成され、第２光源１２０が、赤色第２光源光１２１を生成するよう構成され、ルミネッセンス材料２１０が、第１光源光１１１の少なくとも一部を黄色ルミネッセンス材料光２１１に変換するよう構成される場合に、そうであり得る。

上記のように、制御システム３００は、動作モードにおいて、ユーザインターフェースの入力信号、センサのセンサ信号、及びタイマに依存して、カラーポイントを制御するよう構成される（図８も参照）。

図８は、ランプ１、照明器具２、及びプロジェクタデバイス３のグループから選択されるような、光生成デバイス１２００の実施形態を概略的に図示している。光生成デバイス１２００は、本明細書において定義されているような光生成システム１０００を含み得る。例えば、光生成デバイス１２００は、可変相関色温度を有するスポットライトであってもよく、相関色温度は、少なくとも１０００Ｋの範囲にわたって可変である。参照符号１００５は、センサを示している。

図３乃至５から分かるように、結果として生じるスペクトル組成の色温度は、広い範囲で変えられることができる。統合スペクトル（integral spectrum）における変換放射線の相対的な割合の最低値は、ＤＣ動作モードにおけるスペクトル組成によって決定され、最高値は、デューティサイクル及び変調周波数に依存するが、０．９という値に近づき得る。４６０ｎｍにおいて発光するレーザダイオードと、ＧｄドープＹＡＧ蛍光体変換材料とを備えるシステムを例にとると、到達可能な色の調整可能範囲が計算されることができる。結果は、下の表に示されている。結果として生じるカラーポイントは、駆動パラメータに依存して、１００００Ｋから４３００Ｋ以下の範囲において調整されることができる。カラーポイントは、５５００Ｋ以下のＣＣＴにおいては、ＢＢＬ線に沿っておらず、黒体曲線から著しく逸脱しているが、これは、単一蛍光体システムであるためである。より広い範囲で調整可能な白色光源を有するためには、２蛍光体システムが望ましい。

「複数」という用語は、２つ以上を指す。

本明細書における「実質的に」又は「本質的に」という用語、及び同様の用語は、当業者には理解されるだろう。「実質的に」又は「本質的に」という用語は、「全体的に」、「完全に」、「全て」などを備える実施形態も含み得る。従って、実施形態においては、「実質的に」又は「本質的に」という形容詞が取り除かれることもある。適用可能な場合には、「実質的に」という用語又は「本質的に」という用語は、１００％を含む、９５％以上、特に９９％以上、更により特に９９．５％以上などの、９０％以上に関することもある。

「有する」という用語は、「有する」という用語が「から成る」を意味する実施形態も含む。

「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前及び後で言及されている項目のうちの１つ以上に関する。例えば、「項目１及び／又は項目２」という語句、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関し得る。「有する」という用語は、或る実施形態においては、「から成る」を指す場合があるが、別の実施形態においては、「少なくとも規定されている種を含み、随意に、１つ以上の他の種を含む」を指す場合もある。

更に、明細書及び特許請求の範囲における、第１、第２、第３などの用語は、同様の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、逐次的又は時間的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記載されている本発明の実施形態は、本明細書において記載又は図示されている順序以外の順序で動作が可能であることは理解されるべきである。

本明細書においては、とりわけ、動作中の、デバイス、装置、又はシステムが記載されているかもしれない。当業者には明らかであるだろうように、本発明は、動作の方法、又は動作中の、デバイス、装置、若しくはシステムに限定されるものではない。

上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、多くの他の実施形態を設計することができるだろうことに留意されたい。

特許請求の範囲において、括弧内に配置される如何なる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。

「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項において示されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。文脈から明らかに別の意味が必要とされない限り、明細書及び特許請求の範囲全体を通して、「有する」などの単語は、排他的又は網羅的な意味とは対照的な、包括的な意味で、即ち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。

要素の単数形表記は、このような要素の複数の存在を除外するものではない。

本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって実施されてもよく、又は適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。幾つかの手段を列挙している、デバイスの請求項、又は装置の請求項、又はシステムの請求項においては、これらの手段のうちの幾つかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって実施されてもよい。単に、或る特定の手段が、相互に異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせは有利になるようには使用されることができないことを示すものではない。

本発明は、デバイス、装置、若しくはシステムを制御し得る、又は本明細書において記載されている方法若しくはプロセスを実行し得る制御システムも提供する。更に他に、本発明は、デバイス、装置、又はシステムに機能的に結合される又は含まれるコンピュータにおいて実行するときに、このようなデバイス、装置、又はシステムの１つ以上の制御可能な要素を制御するコンピュータプログラム製品も提供する。

本発明は、更に、明細書において記載されている、及び／又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの１つ以上を有するデバイス、装置、又はシステムに当てはまる。本発明は、更に、明細書において記載されている、及び／又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの１つ以上を有する方法又はプロセスに関する。

この特許において説明されている様々な態様は、更なる利点を提供するために組み合わされることができる。更に、当業者は、実施形態は組み合わされることができること、及び３つ以上の実施形態も組み合わされることができることを理解するだろう。更に、特徴のうちの幾つかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成することができる。

Claims (15)

1. 光源、ルミネッセンス材料、及び制御システムを有する光生成システムであって、
   前記光源が、動作モードにおいて、パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及びデューティサイクルｄを有するパルス光源光を生成するよう構成され、
   前記ルミネッセンス材料が、前記光源光の一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス材料光が、ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌを有し、
   前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、光源光及び前記ルミネッセンス材料光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、
   前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され、ｆ_ｐｅｒ≧１／（１０＊τ_Ｌ）である光生成システム。
2. ｆ_ｐｅｒ≦１／（１．４τ_Ｌ）である請求項１に記載の光生成システム。
3. 前記制御システムが、前記動作モードにおいて、一定のデューティサイクルｄにおいて前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒを制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される請求項１乃至２のいずれか一項に記載の光生成システム。
4. 前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒを、１／（８＊τ_Ｌ）乃至１／（１．４＊τ_Ｌ）の範囲内で制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される請求項３に記載の光生成システム。
5. ｄ≦０．５である請求項３乃至４のいずれか一項に記載の光生成システム。
6. 前記デューティサイクルｄが、０．０２乃至０．５の範囲から選択される請求項３乃至５のいずれか一項に記載の光生成システム。
7. 前記制御システムが、前記動作モードにおいて、一定のパルス周波数ｆ_ｐｅｒにおいて前記デューティサイクルｄを制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光生成システム。
8. 前記制御システムが、前記動作モードにおいて、一定のパルス周波数ｆ_ｐｅｒにおいて前記デューティサイクルｄを０．０５乃至０．５の間で制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成され、ｆ_ｐｅｒ≦１／（２＊τ_Ｌ）である請求項７に記載の光生成システム。
9. 前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、相関色温度を有する白色システム光を生成するよう構成され、前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上を制御することによって、前記相関色温度を制御するよう構成される請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光生成システム。
10. 前記ルミネッセンス材料が、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａが、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂが、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含み、前記光源が、動作モードにおいて、青色パルス光源光を生成するよう構成され、前記光源が、レーザダイオードを有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光生成システム。
11. 前記光生成システムが、第２光源及び第２ルミネッセンス材料を有し、
    前記第２光源が、動作モードにおいて、第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ２及び第２デューティサイクルｄ２を有する第２パルス光源光を生成するよう構成され、
    前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２光源光の一部を第２ルミネッセンス材料光に変換するように構成され、前記第２ルミネッセンス材料光が、ルミネッセンス減衰時間τ_Ｌ２を有し、
    前記光生成システムが、前記動作モードにおいて、前記光源光、前記ルミネッセンス材料光、前記第２ルミネッセンス材料光及び前記第２光源光を含むシステム光を生成するよう構成され、前記システム光が、可変カラーポイントを有し、
    前記制御システムが、前記動作モードにおいて、前記パルス周波数ｆ_ｐｅｒ及び前記デューティサイクルｄのうちの１つ以上と、前記第２パルス周波数ｆ_ｐｅｒ２及び前記第２デューティサイクルｄ２のうちの１つ以上とを制御することによって、前記カラーポイントを制御するよう構成される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光生成システム。
12. 前記第２ルミネッセンス材料が、前記第２光源光の一部を赤色第２ルミネッセンス材料光に変換するよう構成される請求項１１に記載の光生成システム。
13. 前記制御システムが、前記動作モードにおいて、ユーザインターフェースの入力信号、センサのセンサ信号、及びタイマに依存して、前記カラーポイントを制御するよう構成される請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光生成システム。
14. ランプ、照明器具、及びプロジェクタデバイスのグループから選択される光生成デバイスであって、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光生成システムを有する光生成デバイス。
15. 前記光生成デバイスが、可変相関色温度を有するスポットライトであり、前記相関色温度が、少なくとも１０００Ｋの範囲にわたって可変である請求項１４に記載の光生成デバイス。

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