JP2025501774A - 高強度bbl調光可能光源 - Google Patents

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Abstract

Figure 2025501774000001
本発明は、第1光生成デバイス110と、第2光生成デバイス120と、第3光生成デバイス130と、ルミネッセンス材料200と、制御システム300とを有する光生成システム1000であって、(A)前記第1光生成デバイス110が、第1レーザ光源を有し、第1デバイスピーク波長λを持ち、第1スペクトルパワー分布を持つ第1デバイス光111を生成するよう構成され、前記第1デバイスピーク波長λが、445乃至475nmの波長範囲から選択され、(B)前記第2光生成デバイス120が、第2レーザ光源を有し、第2デバイスピーク波長λを持ち、前記第1スペクトルパワー分布とは異なる、第2スペクトルパワー分布を持つ第2デバイス光121を生成するよう構成され、前記第2デバイスピーク波長λが、420乃至450nmの範囲又は470乃至490nmの範囲から選択され、(C)前記ルミネッセンス材料200が、前記第1デバイス光111及び前記第2デバイス光121によって励起可能であり、前記ルミネッセンス材料200が、前記第1デバイス光111及び/又は前記第2デバイス光121のうちの1つ以上の少なくとも一部を、緑色~オレンジ色波長範囲内に重心波長λc,1を持つルミネッセンス材料光201に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス材料200が、前記第1デバイスピーク波長λにおいて第1吸光度E1を持ち、前記第2デバイスピーク波長λにおいて第2吸光度E2を持つ吸光度帯を有し、E2/E1<1であり、(D)前記第3光生成デバイス110が、第3レーザ光源を有し、600乃至650nmの波長範囲から選択される第3デバイスピーク波長λを持つ第3デバイス光111を生成するよう構成され、(E)|λ-λ|≧20nmであり、λ及びλが、420乃至490nmの波長範囲から選択され、|λc,1-λ|≧20nmであり、(F)前記制御システム300が、少なくとも前記第1光生成デバイス110及び前記第2光生成デバイス120を制御するよう構成され、(G)前記光生成システム1000が、動作モードにおいて、白色システム光1001を供給するよう構成される光生成システム1000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照明デバイスに関する。
当技術分野においては、レーザ光源などの光源が知られている。例えば、US20180316160は、ガリウム及び窒素を含有する材料を含み、励起源として構成されるレーザダイオードデバイスと、波長変換器及び放射体として構成され、前記レーザダイオードデバイスに結合される蛍光体部材と、前記レーザダイオードデバイス及び前記蛍光体部材を支持するよう構成される共通支持部材、並びに前記共通支持部材に熱的に結合されるヒートシンクであって、前記共通支持部材が、前記レーザダイオードデバイス及び前記蛍光体部材から前記ヒートシンクへ熱エネルギを運ぶよう構成される共通支持部材及びヒートシンクと、400nmから485nmまでの第1波長を持つ紫色及び/又は青色発光から選択される電磁放射線で構成されるレーザビームを出力するよう、前記レーザダイオードデバイスに構成される出力ファセットと、前記レーザダイオードデバイスから前記蛍光体部材の励起面に前記レーザビームを伝達することが可能な非案内特性(non-guided characteristic)を持つ、前記出力ファセットと前記蛍光体部材との間の自由空間と、前記レーザビームと前記蛍光体部材の前記励起面との間の入射角の範囲であって、平均すると、前記レーザビームが、前記励起面に対する非法線入射を有し、ビームスポットが、或る特定の幾何学的サイズ及び形状のために構成されるような入射角の範囲とを有する一体型白色光源であって、前記蛍光体部材が、前記第1波長を持つ前記レーザビームからの前記電磁放射線の一部を、前記第1波長より長い第2波長を持つ放射電磁放射線に変換し、前記一体型白色光源が、前記蛍光体部材に関連する複数の散乱中心であって、前記蛍光体部材に入射する前記レーザビームから前記第1波長を持つ電磁放射線を散乱させる複数の散乱中心と、前記レーザビームが前記蛍光体部材の前記励起面上のビームスポット領域に入射し、実質的に同じビームスポット領域から白色光放射が出力されるように前記蛍光体部材を特徴付ける反射モードであって、前記白色光放射が、前記蛍光体部材からの少なくとも前記第2波長の放射電磁放射線によって特徴付けられる波長の混合物で構成される反射モードと、前記一体型白色光源のパッケージを特徴付けるフォームファクタ(form factor)であって、長さ、幅及び高さの寸法を有するフォームファクタとを有する一体型白色光源について記載している。
白色LED光源は、例えば約300lm/mmまでの強度を与えることができるが、静的蛍光体変換レーザ白色光源は、約20.000lm/mmまでの強度さえ与えることができる。Ceドープガーネット(例えば、YAG、LuAG)は、ガーネット母材が非常に高い化学的安定性を有するので、青色レーザ光でポンピングするために使用されることができる最も適切なルミネッセンス変換器であり得る。更に、(例えば、0.5%未満の)低いCe濃度(concentration)では、温度消光は、約200℃超でしか生じない可能性がある。更に、Ceからの発光は、非常に速い減衰時間を持ち、故に、光飽和の発生が本質的に防止されることができる。例えば反射モード動作と仮定すると、青色レーザ光が、蛍光体に入射する可能性がある。これは、実施形態においては、変換光の発光をもたらす、青色光のほぼ完全な変換を実現する可能性がある。相対的に高い安定性及び熱伝導率を備えるガーネット蛍光体の使用が提案されるのは、この理由のためである。しかしながら、他の蛍光体も適用され得る。極めて高い出力密度が使用される場合、熱管理は依然として課題であり得る。
高輝度光源は、投影、ステージ照明、スポット照明、自動車用照明などの用途において使用されることができる。この目的のために、レーザがレーザ光を供給し、例えば(遠隔)蛍光体がレーザ光を変換光に変換するレーザ・蛍光体技術が使用され得る。前記蛍光体は、実施形態においては、熱管理の改善のために、従って、より高い輝度のために、ヒートシンク上に配設されてもよく、又はヒートシンクに挿入されてもよい。
このような(レーザ)光源に関連し得る問題のうちの1つは、セラミック蛍光体の熱管理である。このようなレーザ光源に関連する他の問題は、コンパクトな高出力デバイスを作成したいという要望であり得るが、これは、必ずしも相対的に容易ではないことがある。更に、ルミネッセンス材料を使用する場合、高強度ポンプ光源は、幾つかの既知のルミネッセンス材料の熱消光を引き起こす可能性がある。しかしながら、例えばレーザダイオードを使用する場合、全てのタイプのレーザダイオードが効率的であるとは限らない。
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。
本発明は、第1態様によれば、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、ルミネッセンス材料とを有する光生成システム(「システム」)を提供する。実施形態においては、前記光生成システムは、第3光生成デバイスを更に有してもよい。特に、前記第1光生成デバイスは、実施形態においては、(例えば、レーザダイオードのような)レーザ光源などの、半導体ベースの光源を有してもよい。特には、前記第1光生成デバイスは、第1デバイスピーク波長(λ)を持つ第1デバイス光を生成するよう構成されてもよい。前記第1デバイス光は、第1スペクトルパワー分布を有してもよい。実施形態においては、前記第1デバイスピーク波長(λ)は、445乃至475nmの波長範囲から選択されてもよい。更に、前記第2光生成デバイスは、実施形態においては、(例えば、レーザダイオードのような)レーザ光源などの、半導体ベースの光源を有してもよい。
特には、前記第2光生成デバイスは、第2デバイスピーク波長(λ)を持つ第2デバイス光を生成するよう構成されてもよい。前記第2デバイス光は、第2スペクトルパワー分布を有してもよい。実施形態においては、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、420乃至450nmの範囲又は470乃至490nmの範囲から選択されてもよい。前記第1スペクトルパワー分布と前記第2スペクトルパワー分布とが、異なっていてもよい。更に、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光によって励起可能であってもよい。特には、前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイス光及び/又は前記第2デバイス光のうちの1つ以上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てもよい。実施形態においては、前記ルミネッセンス材料光は、緑色~オレンジ色波長範囲(green-orange wavelength range)内に重心波長λc,1を有してもよい。前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイスピーク波長(λ)において第1吸光度E1を持ち、前記第2デバイスピーク波長(λ)において第2吸光度E2を持つ吸光度帯(absorbance band)を有してもよい。特に、実施形態においては、E2/E1<1である。特定の実施形態においては、|λ-λ|≧20nmである。更に、実施形態においては、λ及びλは、420乃至490nmの波長範囲から選択されてもよい。前記システムは、制御システムを更に有してもよい。特には、前記制御システムは、少なくとも前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスを制御するよう構成されてもよい。上記のように、前記システムは、実施形態においては、第3光生成デバイスを更に有してもよい。特に、前記第3光生成デバイスは(また)、実施形態においては、(例えば、レーザダイオードのような)レーザ光源などの、半導体ベースの光源を有してもよい。特には、前記第3光生成デバイスは、第3デバイスピーク波長(λ)を持つ第3デバイス光を生成するよう構成されてもよい。前記第3デバイス光は、第3スペクトルパワー分布を有してもよい。実施形態においては、前記第3デバイスピーク波長(λ)は、590乃至780nm、より特には、600乃至650nmの波長範囲から選択されてもよい。特には、前記第1スペクトルパワー分布と前記第2スペクトルパワー分布と前記第3スペクトルパワー分布とが、互いに異なる。特には、|λc,1-λ|≧20nmが適用されてもよく、より特には、|λc,1-λ|≧30nmが適用されてもよい。更に、実施形態においては、前記光生成システムは、動作モードにおいて、白色システム光を供給するよう構成されてもよい。従って、特定の実施形態においては、本発明は、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、第3光生成デバイスと、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であって、(A)前記第1光生成デバイスが、第1レーザ光源を有し、第1デバイスピーク波長(λ)を持ち、第1スペクトルパワー分布を持つ第1デバイス光を生成するよう構成され、前記第1デバイスピーク波長(λ)が、445乃至475nmの波長範囲から選択され、(B)前記第2光生成デバイスが、第2レーザ光源を有し、第2デバイスピーク波長(λ)を持ち、前記第1スペクトルパワー分布とは異なる、第2スペクトルパワー分布を持つ第2デバイス光を生成するよう構成され、前記第2デバイスピーク波長(λ)が、420乃至450nmの範囲又は470乃至490nmの範囲から選択され、(C)前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光によって励起可能であり、前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光及び/又は前記第2デバイス光のうちの1つ以上の少なくとも一部を、緑色~オレンジ色波長範囲内に重心波長λc,1を持つ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が、前記第1デバイスピーク波長(λ)において第1吸光度E1を持ち、前記第2デバイスピーク波長(λ)において第2吸光度E2を持つ吸光度帯を有し、E2/E1<1であり、(D)前記第3光生成デバイスが、レーザ光源を有し、600乃至650nmの波長範囲から選択される第3デバイスピーク波長(λ)を持つ第3デバイス光を生成するよう構成され、(E)|λ-λ|≧20nmであり、λ及びλが、420乃至490nmの波長範囲から選択され、|λc,1-λ|≧30nmであり、(F)前記制御システムが、少なくとも前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスを制御するよう構成され、前記光生成システムが、動作モードにおいて、白色システム光を供給するよう構成される光生成システムを提供する。
このようなシステムにより、高強度光生成システムが提供され得る。更に、このようなシステムは、相対的に単純である可能性がある。更に、このようなシステムでは、黒体軌跡に相対的に近いカラーポイントを持つ白色光を供給する一方で、相関色温度を、少なくとも500Kにわたって、又は約1000Kにわたってさえも、制御することが可能である。
上記のように、前記システムは、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスとを有してもよく、随意に、第3光生成デバイスを有してもよい。
前記第1光生成デバイス(「第1デバイス」)は、特に、第1デバイス光を生成するよう構成されてもよい。特には、前記第1光生成デバイスは、第1光源を有する。前記第1光源は、特に、第1光源光を生成するよう構成されてもよい。実施形態においては、前記第1デバイス光は、本質的に、前記第1デバイス光から成っていてもよい。特定の実施形態においては、前記第1光源は、レーザ光源を有してもよい。従って、特定の実施形態においては、前記第1光源光は、第1レーザデバイス光を有してもよい。それ故、特定の実施形態においては、前記第1デバイス光は、本質的に、前記第1レーザデバイス光から成っていてもよい。従って、以下でも示すように、実施形態においては、前記光生成システムは、第1レーザデバイスを有してもよい。「第1レーザデバイス」という用語は、複数の、同じビンからのもののような、本質的に同じタイプの第1レーザデバイスを指すこともある。
前記第2光生成デバイス(「第2デバイス」)は、特に、第2デバイス光を生成するよう構成されてもよい。特には、前記第2光生成デバイスは、第2光源を有する。前記第2光源は、特に、第2光源光を生成するよう構成されてもよい。実施形態においては、前記第2デバイス光は、本質的に、前記第2デバイス光から成っていてもよい。特定の実施形態においては、前記第2光源は、レーザ光源を有してもよい。従って、特定の実施形態においては、前記第2光源光は、第2レーザデバイス光を有してもよい。それ故、特定の実施形態においては、前記第2デバイス光は、本質的に、前記第2レーザデバイス光から成っていてもよい。従って、以下でも示すように、実施形態においては、前記光生成システムは、第2レーザデバイスを有してもよい。「第2レーザデバイス」という用語は、複数の、同じビンからのもののような、本質的に同じタイプの第2レーザデバイスを指すこともある。
前記第3光生成デバイス(「第3デバイス」)は、特に、第3デバイス光を生成するよう構成されてもよい。特には、前記第3光生成デバイスは、第3光源を有する。前記第3光源は、特に、第3光源光を生成するよう構成されてもよい。実施形態においては、前記第3デバイス光は、本質的に、前記第3デバイス光から成っていてもよい。特定の実施形態においては、前記第3光源は、レーザ光源を有してもよい。従って、特定の実施形態においては、前記第3光源光は、第3レーザデバイス光を有してもよい。それ故、特定の実施形態においては、前記第3デバイス光は、本質的に、前記第3レーザデバイス光から成っていてもよい。従って、以下でも示すように、実施形態においては、前記光生成システムは、第3レーザデバイスを有してもよい。「第3レーザデバイス」という用語は、複数の、同じビンからのもののような、本質的に同じタイプの第3レーザデバイスを指すこともある。
従って、「前記システムは、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、第3光生成デバイスとを有してもよい」という語句、及び同様の語句は、特に、前記システムが、第1レーザ光源と、第2レーザ光源と、第3レーザ光源とを有してもよい実施形態を指し得る。
更に、「前記システムは、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、第3光生成デバイスとを有してもよい」という語句、及び同様の語句は、前記システムが、1つ以上の第1光生成デバイスと、1つ以上の第2光生成デバイスと、1つ以上の第3光生成デバイスとを有してもよい実施形態を指すこともある。
以下に、前記第1光生成デバイス、前記第2光生成デバイス及び(随意の)前記第3光生成デバイスのうちの1つ以上に適用され得る、光源及びレーザ光源などに関する幾つかの態様を提供する。
前記光生成デバイスは、1つ以上の光源、より特には1つ以上の固体光源を有してもよい。更に、前記光生成デバイスは、光学系を有してもよい。前記1つ以上の光源から脱出する、光、即ち、(前記1つ以上の光源からの)光源光は、実施形態においては、前記光学系を介してビーム成形されてもよい。デバイス光は、特には、前記光源光を含み得る。より特には、前記デバイス光は、本質的に、前記1つ以上の光源の前記(光源)光から成っていてもよい。
「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。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(若しくは「ダイオードレーザ」)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、複数の発光半導体光源が同じ基板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)を有し得る。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。
同様に、光生成デバイスは、端部窓(end window)などの光脱出面を含み得る。更に、同様に、光生成システムは、端部窓などの光脱出面を含み得る。
「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(OLED)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。「光源」又は「固体光源」という用語は、スーパールミネッセントダイオード(superluminescent diode)(SLED)を指すこともある。
LEDという用語は、複数のLEDを指すこともある。
「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。
実施形態においては、例えば、青色LEDのような青色光源、又は緑色LEDのような緑色光源、及び赤色LEDのような赤色光源などの、前記光源は、その自体として使用される一次放射線を供給するよう構成されてもよい。ルミネッセンス材料(「蛍光体」)を含まないことがある、このようなLEDは、ダイレクトカラーLED(direct color LED)と示されることがある。
しかしながら、他の実施形態においては、前記光源は、一次放射線を供給するよう構成されてもよく、前記一次放射線の一部は、二次放射線に変換される。二次放射線は、ルミネッセンス材料による変換に基づき得る。それ故、前記二次放射線は、ルミネッセンス材料放射線と示されることもある。前記ルミネッセンス材料は、実施形態においては、ルミネッセンス材料を含むルミネッセンス材料層又はドームを備えるLEDなどの、前記光源によって含まれてもよい。このようなLEDは、蛍光体変換LED又はPC LED(phosphor converted LED)と示されることがある。他の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、前記LEDのダイと物理的に接触していないルミネッセンス材料層を備えるLEDのように、前記光源から幾らかの距離を置いて(「遠隔」に)構成されてもよい。従って、特定の実施形態においては、前記光源は、動作中、少なくとも、380乃至470nm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り得る。しかしながら、他の波長も可能であり得る。この光は、部分的に、前記ルミネッセンス材料によって使用され得る。
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てもよい。実施形態においては、前記光生成デバイスは、PC LEDを有してもよい。他の実施形態においては、前記光生成デバイスは、直射LED(direct LED)(即ち、蛍光体なし)を有してもよい。実施形態においては、前記光生成デバイスは、レーザダイオードのような、レーザデバイスを有してもよい。実施形態においては、前記光生成デバイスは、スーパールミネッセントダイオードを有してもよい。従って、特定の実施形態においては、前記光源は、レーザダイオード及びスーパールミネッセントダイオードのグループから選択されてもよい。他の実施形態においては、前記光源は、LEDを有してもよい。
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得る。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。
「光源」という用語は、(従って、)例えば固体光源のような光生成要素それ自体を指すことがあり、又は例えば、固体光源などの前記光生成要素、並びにルミネッセンス材料を含む要素、及びレンズ、コリメータのような(他の)光学系のうちの1つ以上のパッケージを指すことがある。光変換要素(「変換要素」又は「変換器」)は、ルミネッセンス材料を含む要素を有してもよい。例えば、青色LEDのような固体光源それ自体は、光源である。青色LEDと光変換要素との組み合わせなどの、(光生成要素のような)固体光源と、前記固体光源に光学的に結合される光変換要素との組み合わせは、光源であることもある(が、光生成デバイスと示されることもある)。従って、白色LEDは、光源である(が、例えば(白色)光生成デバイスと示されることもある)。
「光源」という用語は、本明細書においては、LED又はレーザダイオード又はスーパールミネッセントダイオードなどの固体光源を含む光源を指すこともある。
「光源」という用語は、(従って、)実施形態においては、ルミネッセンス変換材料と組み合わせた光源などの、光の変換に(も)基づいている光源を指すこともある。従って、「光源」という用語は、LEDと、前記LEDの放射線の少なくとも一部を変換するよう構成されるルミネッセンス材料の組み合わせ、又は(ダイオード)レーザと、前記(ダイオード)レーザの放射線の少なくとも一部を変換するよう構成されるルミネッセンス材料の組み合わせを指すこともある。
実施形態においては、「光源」という用語は、LEDのような光源と、前記光源によって生成される光のスペクトルパワー分布を変化させ得る光学フィルタとの組み合わせを指すこともある。特に、「光生成デバイス」は、光源、並びに光学フィルタ及び/又はビーム成形要素などのような更なる光学的構成要素を扱うために使用されることがある。
「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。
「固体光源」又は「固体材料光源」という用語、及び同様の用語は、特に、発光ダイオード(LED)、ダイオードレーザ、又はスーパールミネッセントダイオードなどの半導体光源を指し得る。
「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。特定の実施形態においては、「レーザ」若しくは「レーザ光源」という用語、又は同様の用語は、レーザダイオード(又はダイオードレーザ)を指す。
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。特には、本明細書においては、実施形態において、前記光生成デバイスは、レーザ光源を有してもよい。
実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」又は「固体材料レーザ」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)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:YCaO(BO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)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(147Pm3+:ガラス)固体レーザ、ルビーレーザ(Al:Cr3+)、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:Ti3+)レーザ、三価ウランドープフッ化カルシウム(U:CaF)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(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。
例えば、第2及び第3高調波生成の実施形態を含めると、前記光源は、F中心レーザ(F center laser)、オルトバナジウム酸イットリウム(Nd:YVO)レーザ、プロメチウム147ドープリン酸ガラス(147Pm3+:ガラス)、及びチタンサファイア(Ti:サファイア;Al:Ti3+)レーザのうちの1つ以上を含み得る。例えば、第2及び第3高調波生成を考慮すると、このような光源は、青色光を生成するために使用され得る。
実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」又は「固体材料レーザ」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、色素レーザなどのレーザは、より長い(レーザ)波長に達するために、ダウンコンバータ(downconverter)と組み合わされ得る。
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。従って、実施形態においては、レーザバンク内のレーザは、同じ光学系を共有してもよい。
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。
前記レーザ光源光は、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)。
「固体材料レーザ」という用語、及び同様の用語は、遷移金属イオン及び/又はランタニドイオンのようなイオンをドープした結晶体又はガラス体をベースとしたもののような固体レーザ、ファイバレーザ、フォトニック結晶レーザ、例えば垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)のような半導体レーザなどを指すことがある。
「固体光源」という用語、及び同様の用語は、特に、発光ダイオード(LED)、ダイオードレーザ、又はスーパールミネッセントダイオードなどの半導体光源を指し得る。
「レーザ光源」という用語は、例えば、ダイオードレーザ又は固体レーザなどを指すことがある。
上記のように、前記光生成システムは、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、ルミネッセンス材料とを有してもよい。より特には、色域、CRI及び/又はCCTの調整可能性を考慮して、前記システムは、第3光生成デバイスを更に有してもよい。更に、可制御性のために、前記システムは、制御システムを更に有してもよい。従って、特には、前記光生成システムは、第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、第3光生成デバイスと、ルミネッセンス材料と、制御システムとを有する。それの実施形態について、以下で更に説明する。
特には、前記第1光生成デバイスは、レーザ光源を有してもよい。「レーザ光源」という用語は、複数の(本質的に)同じレーザ光源を指すこともある。特には、前記第1光生成デバイスは、第1デバイス光を生成するよう構成される。前記第1デバイス光は、第1デバイスピーク波長(λ)を有してもよい。前記第1デバイス光の第1ピーク波長は、前記第1デバイス光の重心波長の約+/-5nm以内であってもよい。更に、前記第1デバイス光は、第1スペクトルパワー分布を持つ。
特には、前記第2光生成デバイスは、レーザ光源を有してもよい。「レーザ光源」という用語は、複数の(本質的に)同じレーザ光源を指すこともある。特には、前記第2光生成デバイスは、第2デバイス光を生成するよう構成される。前記第2デバイス光は、第2デバイスピーク波長(λ)を有してもよい。前記第2デバイス光の第2ピーク波長は、前記第2デバイス光の重心波長の約+/-5nm以内であってもよい。更に、前記第2デバイス光は、前記第1スペクトルパワー分布とは異なる、第2スペクトルパワー分布を持つ。
特には、前記第3光生成デバイスは、レーザ光源を有してもよい。「レーザ光源」という用語は、複数の(本質的に)同じレーザ光源を指すこともある。特には、前記第3光生成デバイスは、第3デバイス光を生成するよう構成される。前記第3デバイス光は、第3デバイスピーク波長(λ)を有してもよい。前記第3デバイス光の第3ピーク波長は、前記第3デバイス光の重心波長の約+/-5nm以内であってもよい。更に、前記第3デバイス光は、前記第1スペクトルパワー分布とは異なり、且つ前記第2スペクトルパワー分布とは異なる、第3スペクトルパワー分布を持つ。
従って、前記第1スペクトルパワー分布、前記第2スペクトルパワー分布及び前記第3スペクトルパワー分布は、互いに異なり得る。
λcとも示される「重心波長」という用語は、当技術分野において知られており、光エネルギの半分がより短い波長にあり、光エネルギの半分がより長い波長にある波長値を指し、値はナノメートル(nm)単位で示される。それは、式λc=Σλ×I(λ)/(ΣI(λ))によって表されるような、スペクトルパワー分布の積分を2等分に分ける波長であり、総和は、関心のある波長範囲にわたるものであり、I(λ)は、スペクトルエネルギ密度である(即ち、積分強度に正規化された発光帯域にわたる波長及び強度の積の積分である)。前記重心波長は、例えば、動作状態において決定されてもよい。
特には、λ及びλは、実施形態においては420乃至490nmの波長範囲などの、420乃至495nmの波長範囲から選択されてもよい。特定の実施形態においては、前記第1デバイス光と前記第2デバイス光との両方とも、青色光である。
特定の実施形態においては、前記第1デバイスピーク波長(λ)は、445乃至475nmの波長範囲から選択される。より特には、前記第1デバイスピーク波長(λ)は、450乃至470nmの波長範囲から選択されてもよい。従って、前記第1デバイス光は、青色光であってもよい。
「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。「波長範囲内に1つ以上の波長を持つ光」という語句、及び同様の語句は、特に、示されている前記光(又は放射線)が、示されている前記波長範囲内のこれらの1つ以上の波長において少なくとも1つ以上の強度を持つスペクトルパワー分布を有することを示し得る。例えば、青色発光固体光源は、440乃至495nmの波長範囲内の1つ以上の波長において強度を持つスペクトルパワー分布を有する。
実施形態においては、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、420乃至450nmの範囲又は470乃至490nmの範囲から選択されてもよい。従って、前記第2デバイス光は、実施形態においては、青色光又は青みがかった光であってもよい。
実施形態においては、|λ-λ|≧10nmであり、より特には、|λ-λ|≧15nmである。更により特には、|λ-λ|≧20nmである。従って、前記第1デバイス光と、前記第2デバイス光とが、異なるカラーポイントを有してもよい。
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。
更に、実施形態においては、|λ-λ|≦60nmである。|λ-λ|≦45nmなどの、|λ-λ|≦50nmが適用され、実施形態においては、|λ-λ|≧15nmが適用される場合、良好な結果が得られた。
実施形態においては、前記第1デバイスピーク波長(λ)は、453乃至467nmの波長範囲から選択されてもよい。実施形態においては、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、425乃至440nmの波長範囲から選択されてもよい。他の例においては、実施形態において、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、470乃至480nmの波長範囲から選択されてもよい。
実施形態においては、前記第3デバイスピーク波長(λ)は、590乃至780nmの波長範囲から、より特には、600乃至650nmの波長範囲から選択されてもよい。特定の実施形態においては、前記第3デバイスピーク波長(λ)は、610乃至640nmの波長範囲から選択されてもよい。特に、これは、色域、CRI、CCTの調整可能性、及び効率の点から見て、有益な選択であり得る。実施形態においては、前記第3デバイスピーク波長(λ)は、620乃至640nmの範囲からなどの、少なくとも620nmの波長範囲から選択されてもよい。実施形態においては、前記第3デバイスピーク波長(λ)は、610乃至640nmの範囲からなどの、最大で640nmの波長範囲から選択されてもよい。
従って、前記第1ピーク波長、前記第2ピーク波長及び前記第3ピーク波長は、レーザ光源のレーザ光のピーク波長であってもよい。
更に、前記システムは、ルミネッセンス材料を有してもよい。
以下では、ルミネッセンス材料の幾つかの実施形態について説明する。
「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(λex<λem)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(λex>λem)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。従って、「ルミネッセンス材料」という用語は、特定の実施形態においては、ルミネッセンス材料組成物を指すこともある。
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。その代わりに、又は加えて、前記ルミネッセンス材料は、特に二価ユーロピウムをドープした、ケイ酸塩から選択されてもよい。
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、A12: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。従って、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(cerium comprising garnet material)である。ガーネットの実施形態は、特に、A12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)を含んでもよいが、Bは、アルミニウムに加えて、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Bの約20%、より特に最大でB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、(Y1-xLu12:Ceを含み、xは、0以上且つ1以下である。「:Ce」という用語は、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、(Y1-xLuAl12: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、(Y0.1Lu0.89Ce0.01Al12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、ルミネッセンス材料は、(従って)A12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、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212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。特には、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、(随意に、本明細書において記載されているような他の光源の光と組み合わせて)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、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3(Aly1-y2Gay212を含み、Lu及び/又はGdが利用可能であってもよい。更により特には、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、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x3Cex3Al12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、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、光生成デバイスは、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212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、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3(Aly1-y2B'y212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。
その代わりに、又は加えて、前記ルミネッセンス材料は、ASi11:Ce3+タイプのルミネッセンス材料を含んでもよく、Aは、実施形態においてはLa及びYのうちの1つ以上などの、Y、La、Gd、Tb及びLuのうちの1つ以上を含む。
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、MS:Eu2+及び/又はMSi:Eu2+及び/又はMAlSiN:Eu2+及び/又はCaAlSi:Eu2+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:Eu及び(Ba,Sr,Ca)Si: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Eu2+)に置き換えられることを示している。例えば、CaAlSiN:Euにおいて2%のEuと仮定すると、正しい式は、(Ca0.98Eu0.02)AlSiN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)Si:Euは、MSi: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、Ba1.5Sr0.5Si: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:Euは、MAlSiN: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:Eu及び(Ba,Sr,Ca)Si: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Eu2+)に置き換えられることを示している。例えば、CaAlSiN:Euにおいて2%のEuと仮定すると、正しい式は、(Ca0.98Eu0.02)AlSiN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)Si:Euは、MSi: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、Ba1.5Sr0.5Si: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:Euは、MAlSiN: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(YSiO:Ce3+)、若しくは同様の化合物、又はBAM(BaMgAl1017:Eu2+)、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する。
「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「蛍光体」という用語が適用されることもある。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(CuInS)及び/又は硫化銀インジウム(AgInS)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。
特には、前記ルミネッセンス材料は、広帯域放射体であってもよい。
前記ルミネッセンス材料は、少なくとも50nmのような、少なくとも40nmの(前記ルミネッセンス材料光の)半値全幅の発光帯域が得られるように選ばれ得る。例えば、前記ルミネッセンス材料は、少なくとも60nmの半値全幅の発光帯域が得られるように選ばれ得る。これは、例えば、 (本明細書において記載されているような)3価セリウムを含むガーネットルミネッセンス材料の場合であり得る。従って、特には、前記ルミネッセンス材料は、広帯域放射体を含み得る。前記ルミネッセンス材料は、複数の広帯域放射体を有することもある。特に、前記第1デバイス光の少なくとも一部及び/又は前記第2デバイス光の少なくとも一部を変換するために、2つ以上のルミネッセンス材料が適用される場合、前記2つ以上のルミネッセンス材料のうちの少なくとも2つは、各々が、少なくとも50nmのような、少なくとも40nmの(前記ルミネッセンス材料光の)半値全幅を持つ発光帯域を有するそれぞれのルミネッセンス材料光を供給するよう構成され得る。
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、A12: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。特には、Aは、Luを含み得る。より特には、実施形態において、Aは、少なくとも40at.%、より特には、少なくとも50at.%のLuを含む。その代わりに、又は加えて、Bは、少なくとも90at.%のAlを含み得る。実施形態においては、セリウムは、Aに対して、0.1乃至2at.%の範囲から選択されるような、最大で約1at.%のような、0.01乃至3at.%の量において利用可能である(即ち、全てのA原子のうちの0.01乃至3%は、Ceであってもよい)。
実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、(Y,Lu)(Al,Ga)12:Ceを含んでもよく、特には、セリウムは、Y+Lu+Ceに対して、0.1乃至2at.%の範囲から選択されるような、最大で約1at.%のような、0.01乃至3at.%の量において利用可能であってもよく、Luは、Y+Lu+Ceに対して、少なくとも50at.%の量において利用可能であり、Alは、Al+Gaに対して、少なくとも90at.%の量において利用可能である。実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、Aに対して0.2乃至1at.%のセリウムを含む。
特には、前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光によって励起可能である。「前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光によって励起可能である」という語句、及び同様の語句は、特に、前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光によって、励起されることができ、且つ前記第2デバイス光によって、励起されることができることを示し得る。しかしながら、実施形態において、動作モードにおいて、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光のうちの一方のみが供給されることがあるので、これは、必ずしも、動作中、前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光の両方によって励起されることを意味するものではない。
従って、前記第1光生成デバイスは、「ポンプ」又は「ポンプ光源」と示されることがあり、前記第1デバイス光は、「ポンプ光」と示されることがある。同様に、前記第2光生成デバイスは、「ポンプ」又は「ポンプ光源」と示されることがあり、前記第2デバイス光は、「ポンプ光」と示されることがある。
従って、特には、前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光のうちの1つ以上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。更に、前記ルミネッセンス材料光は、緑色~オレンジ色波長範囲内に重心波長λc,1を有してもよい。前記緑色~オレンジ色波長範囲は、特に、495乃至620nmの波長範囲を指し得る。特には、前記ルミネッセンス材料光は、緑色~黄色波長範囲内に、即ち、495乃至590nmの波長範囲内に重心波長λc,1を有してもよい。
前記ルミネッセンス材料光は、ルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有してもよい。
従って、前記第1スペクトルパワー分布、前記第2スペクトルパワー分布、前記第3スペクトルパワー分布及び前記ルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布は、互いに異なり得る。
特には、前記ルミネッセンス材料は、前記第1デバイスピーク波長(λ)において第1吸光度E1を持ち、前記第2デバイスピーク波長(λ)において第2吸光度E2を持つ吸光度帯を持つ。
吸光度は、当技術分野において知られている方法で決定され得る。透明な蛍光体プレートが、UV-Vis分光計において使用されることができ、前記UV-Vis分光計は、試料ありで及びなしで強度を測定し、前記強度から前記吸光度を計算する。前記第1ピーク波長においては、前記第2ピーク波長に比べて、吸収がより多いので、相対的により少ない青色光が残る可能性があり、前記第2ピーク波長においては、(前記第1ピーク波長に比べて、)より少ない吸収のため、より多くの青色光が変換されないままである可能性がある。従って、特には、E2/E1<1である。E1及びE2は、前記ルミネッセンス材料光の吸光度スペクトルから決定され得る。
特には、前記ルミネッセンス材料の前記重心波長λc,1は、前記第3デバイス光ピーク波長に近すぎない。従って、実施形態においては、|λc,1-λ|≧20nmであり、より特には、特定の実施形態においては|λc,1-λ|≧30nmのような、|λc,1-λ|≧25nmである。更に他の実施形態においては、|λc,1-λ|≦125nmなどの、|λc,1-λ|≦150nmであり、より特には、|λc,1-λ|≦100nmである。
上記のように、前記システムは、制御システムを更に有してもよい。特には、前記制御システムは、少なくとも前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスを制御するよう構成されてもよい。更に、実施形態においては、前記制御システムは、前記第1光生成デバイス、前記第2光生成デバイス及び前記第3光生成デバイスを制御するよう構成されてもよい。
「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、例えば、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」又は「動作可能モード」で動作を実行し得る。「動作モード」という用語は、「制御モード」と示されることもある。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。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。
例えば、実施形態においては、前記制御システムは、前記第1デバイス光と前記第2デバイス光とを1:100乃至100:1の比率内で制御するよう構成されてもよく、前記比率は、前記第2デバイス光の放射束(I2)と比較した前記第1デバイス光の放射束(I1)によって規定され、即ち、0.01≦I1/I2≦100である。実施形態においては、前記制御システムは、前記第1デバイス光と前記第2デバイス光とを0.1≦I1/I2≦10の比率内で制御するよう構成されてもよい。このような範囲内で、前記CCTは、最大値と最小値との間で調整され得る。しかしながら、本明細書においては、他の範囲は、除外されない。前記CCTは、更に、前記第3光生成デバイスを制御することによって制御されてもよいことに留意されたい。従って、前記制御システムは、更に、前記第3デバイス光を制御するよう構成されてもよい。
「放射束」という用語は、特に、(前記光生成デバイスによって)単位時間当たりに放射される放射エネルギを指し得る。「放射束」という用語の代わりに、「強度」又は「放射力(radian power)」という用語が適用されることもある。「放射束」という用語は、特にワットのような、エネルギを単位として持つことがある。「スペクトルパワー分布」という用語は、特に人間の可視波長範囲(380乃至780nm)にわたる実施形態においては、特に、(特にナノメートル単位の)波長の関数としての(特にワット単位の)光のパワー分布を指す。特には、「スペクトルパワー分布」という用語は、多くの場合ワット/nm単位で示される、単位周波数又は波長当たりの放射束を指すことがある。「スペクトルパワー分布」という用語の代わりに、「スペクトル束」という用語が適用されることもある。従って、「制御可能なスペクトルパワー分布」という語句の代わりに、「制御可能なスペクトル束」という語句が適用されることもある。前記スペクトル束は、単位周波数又は波長当たりのパワー(ワット)として示されることがある。特に、本明細書においては、前記スペクトル束は、単位波長当たりの放射束(W/nm)として示される。更に、本明細書においては、スペクトル束及び放射束は、特に、380乃至780nmの波長範囲にわたる前記デバイス光のスペクトルパワーに基づいている。
実施形態においては、前記システムは、白色システム光を供給するよう構成されてもよい。従って、動作モードにおいて、前記システム光は、白色光であってもよい。実施形態においては、前記システムは、例えば制御可能なスペクトルパワー分布を持つシステム光のように、複数の動作モードを実行することができてもよい。他の実施形態においては、前記動作モードは、前記スペクトルパワー分布が、センサなどに依存して、制御されることができる制御可能なモードであってもよい。
従って、実施形態においては、前記光生成システムは、動作モードにおいて、白色システム光を供給するよう構成されてもよい。
特定の実施形態においては、前記(白色)システム光は、前記第1デバイス光、前記第2デバイス光及び前記ルミネッセンス材料光を含み得る。より特には、前記(白色)システム光は、前記第1デバイス光、前記第2デバイス光、前記ルミネッセンス材料光及び前記第3デバイス光を含み得る。実施形態においては、前記白色システム光は、前記第1デバイス光、前記第2デバイス光、前記ルミネッセンス材料光及び前記第3デバイス光を有してもよく、前記第1デバイス光の前記放射束対前記第2デバイス光の前記放射束は、1:100乃至100:1の範囲から選択されてもよく、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光の合計放射束に対する前記第3デバイス光の放射束は、1:100乃至100:1の範囲から選択されてもよい。
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。
実施形態においては、前記制御システムは、前記システム光のスペクトルパワー分布を制御するよう構成され、前記制御システムは、前記システム光の前記相関色温度を、1800乃至6500Kの範囲から選択される値に制御するよう構成され、前記システム光の前記相関色温度は、1800乃至6500Kの範囲内で、少なくとも1000KのCCT制御範囲などの、少なくとも500KのCCT制御範囲にわたって制御可能である。例えば、前記システム光の前記CCTは、2700乃至4000Kの間で(即ち、1300KのCCT制御範囲にわたって)、又は2000乃至4500Kの範囲にわたって(即ち、2500KのCCT制御範囲にわたって)制御可能であってもよい。
実施形態においては、R9は、特には少なくとも20又は更により特には少なくとも30などの、少なくとも0であってもよい。他の例においては、前記R9値は、(例えば20乃至40の間のような)少なくとも20の範囲などにわたって、制御可能であってもよい。特定の実施形態においては、前記制御システムは、(前記第1動作モードにおいて、)前記システム光の前記R9値を、少なくとも30の値に制御するよう構成されてもよく、前記システム光の前記R9値は、少なくとも30のR9制御範囲にわたって制御可能であってもよく、前記R9制御範囲は、少なくとも30の範囲と少なくとも部分的に重複する。更に、特定の実施形態においては、(前記第1動作モードにおいて、)前記システム光の前記演色評価数は、少なくとも80であってもよい。
実施形態においては、前記制御システムは、前記システム光のR9値を、少なくとも30の値に制御するよう構成されてもよく、前記システム光の前記演色評価数は、少なくとも80などの、実施形態においては少なくとも85のような、少なくとも75であってもよい。
前記CRIは、スペクトルパワー組成(spectral power composition)に依存することもあることに留意されたい。従って、異なるタイプの白色光は、異なるCRI値及び/又は異なるR9値を有することがある。
特定の実施形態においては、前記システム光の前記相関色温度は、少なくとも、2000乃至6000Kの範囲内で少なくとも1000KのCCT制御範囲にわたって制御可能であってもよい。
上記のように、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、420乃至450nmの範囲から選択されてもよい。他の例においては、前記第2デバイスピーク波長(λ)は、470乃至490nmの範囲から選択されてもよい。エネルギ効率を考慮すると、後者が、前者よりも望ましい場合がある。CCT調整可能性を考慮すると、前者が、後者よりも望ましい場合がある。
特定の実施形態においては、2つの異なる第2光生成デバイスによって供給される、2つの第2デバイスピーク波長が存在してもよく、前記第2デバイスピーク波長(λ)を持つ第2デバイス光を生成するよう構成される或るタイプの第2光生成デバイスは、420乃至450nmの範囲から選択されてもよく、前記第2デバイスピーク波長(λ)を持つ第2デバイス光を生成するよう構成される別のタイプの第2光生成デバイスは、470乃至490nmの範囲から選択されてもよい。
実施形態においては、前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスは、単一のレーザバンク内に配設される。その代わりに、又は加えて、前記システムは、単一のレーザバンク内に構成される複数の第1光生成デバイス有してもよい。その代わりに、又は加えて、前記システムは、単一のレーザバンク内に構成される複数の第2光生成デバイス有してもよい。後者の2つの単一のレーザバンクは、異なっていてもよく、又は同じであってもよい。実施形態においては、レーザバンク内のレーザは、同じ光学系を共有してもよい。
実施形態においては、E2/E1≦0.5であり、より特にはE2/E1≦0.3である。他の実施形態においては、E2/E1≧0.01である。低すぎる値は、前記第2光生成デバイスを使用するときに十分なルミネッセンス材料光を提供しない可能性がある。高すぎる値は、幅広いCCT調整可能性を与えない可能性がある。
前記ルミネッセンス材料は、前記反射モードで構成されてもよく、又は前記透過モードで構成されてもよい。前記透過モードにおいては、前記光源光を前記ルミネッセンス材料光に混ぜることが相対的に容易であり得る。このことは、望ましいスペクトルパワー分布を生成するのに有用であり得る。前記反射モードにおいては、前記ルミネッセンス材料のかなりの部分が、ヒートシンク又はヒートスプレッダのような熱伝導性要素と熱的に接触し得るので、熱管理が、より容易であり得る。前記反射モードにおいては、前記光源光の一部が、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料及び/又は反射器によって反射され、前記ルミネッセンス材料光に混ざり得る。(前記反射モードにおいては、)前記ルミネッセンス材料の下流に前記反射器が構成されてもよい。
熱伝導性要素は、特に、熱伝導性材料を有する。熱伝導性材料は、特に、少なくとも約30W/(m×K)のような、少なくとも約100W/(m×K)などの、特に少なくとも約200W/(m×K)のような、少なくとも約20W/(m×K)の熱伝導率を有し得る。更に他の特定の実施形態においては、熱伝導性材料は、特に、少なくとも約10W/(m×K)の熱伝導率を有し得る。実施形態においては、前記熱伝導性材料は、銅、アルミニウム、銀、金、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウムケイ素炭化物、酸化ベリリウム、炭化ケイ素複合体、アルミニウムケイ素炭化物、銅タングステン合金、銅モリブデン炭化物、炭素、ダイヤモンド、及び黒鉛のうちの1つ以上を有してもよい。その代わりに、又は加えて、前記熱伝導性材料は、酸化アルミニウムを有してもよく、又は酸化アルミニウムから成ってもよい。
前記熱伝導性要素は、ヒートシンクを有してもよい。ヒートシンクは、当技術分野においては知られている。「ヒートシンク」という用語(又はヒート・シンク)は、特に、電子デバイス又は機械デバイスなどのデバイスによって生成される熱を、流体(冷却)媒体、多くの場合、空気又は冷却液に伝達する受動熱交換器であってもよい。それによって、前記熱は、(少なくとも部分的に)前記デバイスから遠くに放散される。ヒート・シンクは、特に、前記ヒート・シンクを取り囲む前記流体冷却媒体と接触する前記ヒート・シンクの表面積を最大にするよう設計される。従って、特に、ヒートシンクは、複数のフィンを有してもよい。例えば、前記ヒートシンクは、複数のフィンが延在する本体であってもよい。ヒートシンクは、特に、熱伝導性材料を有する(より特には、熱伝導性材料から成る)。「ヒートシンク」という用語は、複数の(異なる)ヒートシンクを指すこともある。前記熱伝導性要素は、ヒートスプレッダを有してもよい。ヒートスプレッダは、エネルギを熱として第1要素から第2要素に伝達するよう構成されてもよい。前記第2要素は、特に、ヒートシンク又は熱交換器であってもよい。ヒートスプレッダは、受動的なものであってもよく、又は能動的なものであってもよい。受動的ヒートスプレッダの実施形態は、銅、アルミニウム又はダイヤモンドなどの、高い熱伝導率を有する材料のプレート又はブロックを有してもよい。能動的ヒートスプレッダは、 外部供給源によって供給される仕事としてエネルギを消費することで熱伝達を速めるよう構成されてもよい。本明細書においては、前記ヒートスプレッダは、特に、受動的ヒートスプレッダであってもよい。その代わりに、又は加えて、前記ヒートスプレッダは、ヒートパイプ及びベーパーチャンバのグループから選択されるような、能動的ヒートスプレッダであってもよい。ヒートスプレッダは、特に、熱伝導性材料を有する(より特には、熱伝導性材料から成る)。「ヒートスプレッダ」という用語は、複数の(異なる)ヒートスプレッダを指すこともある。
実施形態においてはルミネッセンス本体のような、前記ルミネッセンス材料は、熱伝導体のような、前記熱伝導性材料と熱的接触していてもよい。「熱的接触」という用語、及び同様の用語の代わりに、「熱的に結合される」という用語、又は同様の用語も適用されることがある。
要素は、前記要素が、熱の処理(process)を通してエネルギのやりとりをすることができる場合には、別の要素と熱的に接触しているとみなされ得る。従って、前記要素は、熱的に結合されてもよい。実施形態においては、熱的接触は、物理的接触によって達成されることができる。実施形態においては、熱的接触は、熱伝導性接着剤(又は熱伝導性粘着剤)などの熱伝導性材料を介して達成されてもよい。2つの要素が互いに対して約10μm以下の距離を置いて配設される場合にも、前記2つの要素間の熱的接触が達成され得るが、最大100μmなどのより大きな距離が可能であり得る。前記距離が短ければ短いほど、前記熱的接触は良好になる。特に、前記距離は、5μm以下などの、1μm以下などの、10μm以下である。前記距離は、それぞれの要素の2つのそれぞれの表面の間の距離であってもよい。前記距離は、平均距離であってもよい。例えば、前記2つの要素は、複数の位置などの、1つ以上の位置において物理的に接触していてもよいが、1つ以上の、特に複数の他の位置においては、前記要素は物理的に接触していない。例えば、一方又は両方の要素が粗い表面を有する場合、これが当てはまり得る。従って、実施形態においては、前記2つの要素間の距離は、平均において、10μm以下であり得る(が、最大100μmなどのより大きな平均距離が可能であり得る)。実施形態においては、前記2つの要素の2つの表面は、1つ以上の距離保持具(distance holder)によって或る距離を保たれ得る。2つの要素が熱的接触している場合、それらは、物理的接触していてもよく、又は互いから、最大で10μmのような、最大で1mmなどの短い距離を置いて構成されてもよい。前記2つの要素が、互いから距離を置いて構成される場合、間に中間材料が構成されてもよいが、他の実施形態においては、前記2つの要素の間の前記距離は、ガス、液体で満たされてもよく、又は真空であってもよい。中間材料が利用可能である場合、前記距離が大きければ大きいほど、前記2つの要素の間の熱的接触に有用な熱伝導率は高くなる可能性がある。しかしながら、前記距離が小さければ小さいほど、前記中間材料の前記熱伝導率は低くなる可能性がある(当然、より高い熱伝導性の材料も使用され得る)。
前記反射モードに関しては、実施形態においては、前記第1デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料に向けられてもよく、前記第1デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料を迂回してもよい。同様に、前記反射モードに関しては、実施形態においては、前記第2デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料に向けられてもよく、前記第2デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料を迂回してもよい。実施形態においては、前記透過モードに関しても、前記第1デバイス光の一部及び/又は前記第2デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料に向けられてもよく、前記第1デバイス光の一部及び/又は前記第2デバイス光の一部は、前記ルミネッセンス材料を迂回してもよい。
ポンプ光が、前記ルミネッセンス材料のポンピングと前記システム光への混入との両方のために使用され得るスペクトルパワー分布を持ち得る場合、幾つかの選択肢が選ばれ得る。実施形態においては、複数の第1光生成デバイスが適用されてもよく、1つ以上が、前記ルミネッセンス材料をポンピングするために使用され、1つ以上の他の第1光生成デバイスが、前記ルミネッセンス材料を迂回する第1デバイス光を供給するよう構成される。その代わりに、又は加えて、1つ以上の第1光生成デバイスが、第1デバイス光であって、前記第1デバイス光の一部が、前記ルミネッセンス材料に向けられ、前記第1デバイス光の別の部分が、前記ルミネッセンス材料を迂回するよう構成され得る第1デバイス光を生成するために使用されてもよい。これは、例えばビームスプリッタを介して行われてもよい。光は、(透過モード又は反射モードにおいて)前記ルミネッセンス材料を照らしていないときには前記ルミネッセンス材料を迂回してもよい。
前記反射モードにおいては、前記(第1及び/又は第2)デバイス光よりも前記ルミネッセンス材料光を増強する(promote)ために、ダイクロイック反射器が使用されてもよい。前記ルミネッセンス材料光は、前記(第1及び/又は第2)デバイス光よりも高い透過率で透過する可能性があり、前記(第1及び/又は第2)デバイス光は、前記ルミネッセンス材料光よりも高い反射率で反射される可能性がある。
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、(第1及び/又は第2)デバイス光を透過させる又は反射するよう構成され、且つ前記ルミネッセンス材料光を反射する又は透過させるよう構成されるダイクロイック要素を更に有してもよい。前記ダイクロイック要素は、参照により本明細書に盛り込まれる、US7070300において記載されているような、色分離要素の実施形態であってもよい。特には、前記色分離要素は、ダイクロイックミラー、ダイクロイックキューブ、及び回折光学要素のグループから選択されてもよい。随意に、前記色分離要素は、ホログラムを使用して提供されてもよい。特には、前記ダイクロイック要素は、ダイクロイックミラー又は反射器であってもよい。
従って、実施形態においては、前記(白色)システム光は、前記第1デバイス光と、前記第2デバイス光と、前記ルミネッセンス材料光とを有してもよく、随意に、前記第3デバイス光を有してもよく、前記第1デバイス光は、少なくとも部分的に、前記ルミネッセンス材料を迂回する第1デバイス光を生成するよう構成される1つ以上の第1光生成デバイスによって供給される。
実施形態においては563乃至580nmの範囲から選択される主波長のような、約562乃至582nmの範囲から選択される主波長を持つ第1ルミネッセンス材料光で良好な結果が得られる可能性がある。特には、前記ルミネッセンス材料光は、565乃至577nmの範囲から選択される主波長を有してもよい。更により特には、前記ルミネッセンス材料光は、567乃至577nmの範囲から選択される主波長を有してもよい。
前記透過モードの使用及び/又は熱管理及び/又はロバスト性を考慮すると、前記ルミネッセンス材料は、単結晶又はセラミック体に含まれてもよい。従って、前記システムは、前記ルミネッセンス材料を含む(又は前記ルミネッセンス材料である)単結晶を有してもよい。その代わりに、又は加えて、前記システムは、前記ルミネッセンス材料を含む(又は前記ルミネッセンス材料である)セラミック体を有してもよい。
セラミック体は、当技術分野においては知られている。特に、前記セラミック材料は、随意に、後に(わずかに)酸化性の雰囲気中でのアニーリングが続く、焼結処理及び/又はホットプレス処理によって得られ得る。「セラミック」という用語は、特に、無機材料であって、とりわけ、10-8乃至500MPaの範囲内などの、特に少なくとも0.5MPaなどの、特に少なくとも1MPaのような、1乃至約500MPaのような、少なくとも5MPa、又は少なくとも10MPaなどの、減圧、大気圧又は高圧の下で、特に一軸圧力又は等方圧(isostatic pressure)の下で、特に等方圧の下で、少なくとも500℃、特に、少なくとも1000℃などの、少なくとも1400℃のような、少なくとも800℃の温度で(多結晶)粉末を加熱することによって得られる無機材料に関する。セラミックを得るための特定の方法は、熱間等方圧加圧法(hot isostatic pressing)(HIP)であり、HIP処理は、上記のような温度及び圧力条件下のような、焼結後HIP、カプセルHIP又は複合焼結HIP処理であってもよい。このような方法によって得られる前記セラミックは、そのまま使用されてもよく、又は更に(研磨のような)処理をされてもよい。セラミックは、特に、理論密度(即ち、単結晶の密度)の、少なくとも95%などの、97乃至100%の範囲内のような、少なくとも90%(以上、下記参照)である密度を有する。セラミックは、依然として、多結晶である可能性があるが、粒(圧縮粒子又は圧縮凝集粒子)間の体積は減らされている、又は大幅に減らされている。HIPのような高圧下での加熱は、例えば、N及びアルゴン(Ar)のうちの1つ以上を含むような不活性ガス中で実施され得る。特に、高圧下での加熱の前に、1500乃至1800℃などの、1400乃至1900℃の範囲から選択される温度における焼結処理がある。このような焼結は、10-2Pa以下の圧力などの、減圧下で実施されてもよい。このような焼結は、既に、理論密度の少なくとも95%、更により特には少なくとも99%のオーダーの密度をもたらす可能性がある。予備焼結と、HIPのような、特に高圧下での、加熱との両方の後には、光透過体の密度は、単結晶の密度に近くなり得る。しかしながら、違いは、前記光透過体は多結晶であるので、前記光透過体においては粒界が利用可能であることである。このような粒界は、例えば、光学顕微鏡法又はSEMによって検出されることができる。従って、本明細書においては、前記光透過体は、特に、(同じ材料の)単結晶と実質的に同一の密度を有する焼結多結晶を指す。従って、このような光透過体は、(特にCe3+などの光吸収種による吸収を除いて)可視光に対する透明性が高い可能性がある。
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光は、567乃至577nmの範囲から選択される主波長を有してもよく、前記光生成システムは、セラミック体を有してもよく、前記セラミック体は、前記ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料は、前記反射モードで動作されてもよく、前記セラミック体は、熱伝導体、特には反射性熱伝導体に熱的に結合される少なくとも1つの面を有してもよく、前記光生成システムは、前記ルミネッセンス材料の下流に構成される光学要素を更に有してもよく、前記光学要素は、前記第1デバイス光に対して反射性であり、前記ルミネッセンス材料光に対して透過性である。上記のように、前記光学要素は、ダイクロイックミラーを有してもよい。更に、前記反射性熱伝導体は、少なくとも前記第1デバイス光に対して反射性であってもよい。更に、前記反射性熱伝導体は、前記第2デバイス光に対して反射性であってもよい。前記反射性熱伝導体は、前記ルミネッセンス材料光に対しても反射性であってもよい。前記熱伝導体は、それ自体が反射性であってもよく、又は反射コーティングを有してもよい。
上記のように、前記ルミネッセンス材料は、本体に含まれてもよい。このような本体は、「変換器本体」又は「ルミネッセンス本体」と示されることがある。実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、ルミネッセンス単結晶又はルミネッセンスセラミック体であってもよい。
実施形態においては、前記変換器本体(「本体」)は、幅若しくは長さ(W1若しくはL1)又は直径(D1)のような、横寸法、及び厚さ又は高さ(H1)を有し得る。前記長さ若しくは前記幅又は前記直径は、変換器本体寸法と示される。前記厚さ又は前記高さも、変換器本体寸法とみなされ得るが、変換器本体寸法という用語は、特に、幅若しくは長さ(W1若しくはL1)又は直径(D1)に関して使用される。これらの変換器本体寸法は、前記厚さ又は前記高さ(H1)よりも大幅に大きくてもよい。従って、前記変換器本体は、前記変換器本体の高さ(H1)に対して垂直に規定される1つ以上の変換器本体寸法(D)を有してもよい。
実施形態においては、(i)D1≧H1、又は(ii)W1≧H1且つ/若しくはL1≧H1である。特定の実施形態においては、特にL1≦60mm、より特にL1≦50mm、最も特にL1≦40mmのような、L1≦100mmである。特定の実施形態においては、特にW1≦60mm、より特にW1≦50mm、最も特にW1≦40mmのような、W1≦100mmである。
特定の実施形態においては、特にH1≦0.5mmのような、より特に、5乃至500μmの範囲から選択されるような、50乃至500μmの範囲から選択されるような、100乃至300μmの範囲から選択されるような、H1≦1mmである。
特定の実施形態においては、特にD1≦60mm、より特にD1≦50mm、最も特にD1≦40mmのような、D1≦100mmである。更に、前記本体は、0.1乃至40mmのような、500μm乃至100mmの範囲内の横寸法(幅/直径)を有してもよい。更に他の特定の実施形態においては、(i)D1≧H1、又は(ii)W1≧H1且つW1≧H1である。特に、長さ、幅及び直径のような前記横寸法は、前記高さより、少なくとも5倍のような、少なくとも2倍大きい。特定の実施形態においては、前記変換器本体は、第1長さL1、第1高さH1及び第1幅W1を有し、H1≦0.5×L1且つH1≦0.5×W1である。従って、前記変換器本体は、タイル形状を有してもよい。前記変換器本体は、矩形断面又は円形断面を有してもよいが、他の断面も可能であり得る。実施形態においては、前記変換器本体の高さは、例えば100乃至300μmなどの、50乃至500μmの範囲から選択されてもよい。
特に、特定の実施形態においては、前記1つ以上の変換器本体寸法(D)は、0.1乃至40mmの範囲から選択されてもよい。特定の実施形態においては、H1/D1≦0.5である。更に、実施形態においては、前記1つ以上の変換器本体寸法(D)は、0.1乃至20mmなどの、特定の実施形態においては0.1乃至10mmのような、少なくとも0.2mmのような、少なくとも2mmなどの、0.1乃至30mmの範囲から選択されてもよい。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体の厚さは、100μmから300μmまでの範囲内であってもよい。
前記ルミネッセンス材料及び前記第1デバイス及び前記第2デバイス、並びに随意の前記第3のデバイスの下流に、光学系が構成されてもよい。従って、実施形態においては、システム光は、このような光学系を介してのみ前記システムから脱出し得る。
「光学系」という用語は、特に、(1つ以上の)光学要素を指し得る。従って、「光学系」という用語及び「光学要素」という用語は、同じものを指すことがある。光学系は、ミラー、反射器、コリメータ、レンズ、プリズム、拡散器、位相板、偏光子、回折要素、回折格子、ダイクロイックのもの、前述のもののうちの1つ以上のアレイなどのうちの1つ以上を含み得る。その代わりに、又は加えて、「光学系」という用語は、ホログラフィック要素又はミキシングロッド(mixing rod)を指すことがある。実施形態においては、前記光学系は、ビームエキスパンダ光学系及びズームレンズ光学系のうちの1つ以上を含み得る。実施形態においては、前記光学系は、「ケーラーインテグレータ」(又は「ケラーインテグレータ」)のような、インテグレータを有してもよい。特には、前記光学系は、前記第1デバイス光、前記第2デバイス光、前記ルミネッセンス材料光、及び随意の前記第3デバイス光のビーム成形及び/又は光混合のために使用されてもよい。
特定の実施形態においては、前記システムは、光生成デバイスとしてレーザしか含まない。特定の実施形態においては、前記システムは、光生成デバイスとして、第1光生成デバイス、第2光生成デバイス及び第3光生成デバイスのみを含む(当然、前記ルミネッセンス材料も含む)。実施形態においては、前記第1光生成デバイス、前記第2光生成デバイス及び前記第3光生成デバイスの各々が、レーザ光源であってもよい。
特定の実施形態においては、例えば、コンパクトなパッケージが提供され得る。例えば、実施形態においては、前記システムは、一体型光源パッケージを有してもよく、前記一体型光源パッケージは、前記第1光生成デバイス、前記第2光生成デバイス、前記第3光生成デバイス及び前記ルミネッセンス材料を支持するよう構成される共通支持部材を有し、前記共通支持部材は、熱伝導性支持体を有する。前記熱伝導性支持体は、ヒートシンク、ヒートスプレッダ及びベーパーチャンバのうちの1つ以上を有してもよい。
実施形態においては、前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスは、前記ルミネッセンス本体の面と、30乃至85°の角度などの、角度をなして前記デバイス光を供給するよう構成される。
前記光生成システムは、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。前記光生成システム(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。
更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような光生成システムを有するランプ又は照明器具も提供する。前記照明器具は、ハウジング、光学要素、ルーバーなどなどを更に有してもよい。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有してもよい。前記ランプ又は前記照明器具は、前記ハウジングにおける光窓(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。更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような光生成システムを有する投影デバイスも提供する。特に、投影デバイス又は「プロジェクタ」又は「画像プロジェクタ」は、例えば投影スクリーンなどの表面に画像(又は動画)を投影する光学デバイスであり得る。前記投影デバイスは、本明細書において記載されているような光生成システムを1つ以上含み得る。従って、本発明は、或る態様においては、ランプ、照明器具、プロジェクタデバイス、消毒デバイス、光化学反応装置、及び光無線通信デバイスのグループから選択される照明デバイスであって、本明細書において規定されているような光生成システムを有する照明デバイスも提供する。前記照明デバイスは、前記光生成システムの1つ以上の要素を、収容するよう構成されるハウジング、又は支持するよう構成される担体を有してもよい。例えば、実施形態においては、前記照明デバイスは、前記第1光生成デバイス、前記第2光生成デバイス、随意の前記第3光生成デバイスなどのうちの1つ以上を、収容するよう構成されるハウジング、又は支持するよう構成される担体を有してもよい。
「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などの、190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。「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。
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。
幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの例及び結果を示す。 幾つかの態様及び実施形態を概略的に図示する。 幾つかの態様及び実施形態を概略的に図示する。 幾つかの態様及び実施形態を概略的に図示する。 幾つかの応用実施形態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。
本明細書においては、とりわけ、2つの異なる波長を持つ青色レーザが青色蛍光体を励起するために使用される構成を使用することが提案されている。広範囲のBBL調光可能な高強度白色光源を製造するために、第3赤色レーザも組み合わされてもよい。光源は、十分に混合された白色光が得られるように、(セラミックルミネッセンス本体などの、ルミネッセンス材料を通過する)透過モード又は(セラミックルミネッセンス本体などの、ルミネッセンス材料において部分的に反射される)反射モードで動作するよう配設されてもよい。第1青色光は、例えば450乃至470nmの範囲内であってもよく、セラミックルミネッセンス本体などの、ルミネッセンス材料によって、第2青色光よりも大きな程度まで吸収され得る。第2青色光は、例えば420乃至450nm又は470乃至490nmの範囲内であってもよく、セラミックルミネッセンス本体などの、ルミネッセンス材料によって、第1青色光よりも低い程度まで吸収され得る。特には、使用される青色光間のピーク差は、少なくとも10nmであってもよい。赤色光のピーク波長は、例えば610乃至640nmの範囲内であってもよい。セラミックルミネッセンス本体などの、ルミネッセンス材料からの発光の主波長は、例えば、567乃至577nmなどの、565乃至577nmの範囲内であってもよい。特定の実施形態においては、450乃至470nmの波長範囲におけるピーク吸光度は、特に、0.85以上であってもよい。
本明細書においては、実施形態において、反射モード又は透過モードでのガーネット蛍光体の使用が提案されており、2つの青色レーザが、セラミック蛍光体によって異なる程度まで吸収され得る2つの異なる波長において発光する。図1及び2は、(a)150ミクロン厚の透明サンプル(0.2%のCe)Ce:YAGサンプルの吸光度(図1)及び透過率(図2)を、波長の関数として示している。最大で0.8%のCeまで(即ち、「A」に対して最大で0.8at.%のCeまで、上記も参照)、より高濃度のサンプルも示している。これらの図においては、透明セラミックガーネットサンプルにおける、吸光度の、Ce濃度に対する依存性も示されている。
最大発光、例えば567乃至577nmにおける励起スペクトルは、図1の吸収スペクトルと実質的に同じである可能性があり、又は少なくとも対応する形状を有する可能性がある。様々なセリウムを含むガーネット(cerium comprising garnet)、及び全ての他の種類のルミネッセンス材料の吸光度スペクトル及び励起スペクトルは、当技術分野において知られている。
図1を参照すると、0.8%のCe(即ち、0.8at.%のCe)においては、約465nmにおける吸光度E1対例えば約430nmにおける吸光度E2の比率は、約1.8:0.9であり得る。従って、この例においては、
Figure 2025501774000002
である。E1は、約465nmにおいて吸収を遮るより高い水平一点鎖線によって示されており、E2は、約430nmにおいて吸収を遮るより低い水平一点鎖線によって示されている。
図2においては(実質的には図1においても)、波長範囲450乃至470nmにおいて、特に、より高いセリウム濃度においては、ピーク透過率が平らになり、(ピークの両側に対応する)波長範囲420乃至450nm及び470乃至490nmにおいて透過率の急増が観察されることが分かる。広い温度範囲においてBBL調整を達成するためには、蛍光体の主波長に近いカラーポイントを持つために、ガーネット発光において少量の青色を有することが望ましい場合がある。このことは、ピーク吸光度(450乃至470nm)が約0.85よりも高くてもよいことを意味し得る。波長範囲420乃至450nm及び470乃至490nmにおいては、波長の選択が、青色光がどの程度まで吸収されるか、及びどの波長範囲においてBBLに従うかを決定し得る。
図3において示されている例においては、2つの青色波長を使用した色調整が概略的に図示されている。例えばセリウムを含むガーネットを使用すると仮定すると、このような材料の主波長は、たとえば約570nmであり得る。低い波長の青色のために430nmのピーク波長の光生成デバイスを使用し、高い波長の青色のために465nmのピーク波長の光生成デバイスを使用すると仮定すると、これらの2つのポイントを結ぶ線に沿った全てのカラーポイントが得られ得る。ガーネットをポンピングするために使用されるこれらの波長が、例えば620nmのピーク波長の赤色光と組み合わされる場合には、これらの3つのカラーポイント全てを結ぶ三角形内の任意のカラーポイントが得られ得る。BBLの一部もこの領域内にあることを考慮すると、この領域内のBBLセグメント上にあるカラーポイントも生成されることができることを意味する。これは、これらの3つの波長で、CCT=2000KとCCT=6000Kとの間でBBL調光が実現されることができることを意味する。このことは、図3において概略的に図示されている。
図4においては、本質的に上記と同じことが適用されているが、例えば477nmのピーク波長及び452nmのピーク波長の光生成デバイスを使用している。BBLの範囲が約2000乃至3000Kに限定され得ることが分かる。YAGで示されているカラーポイントは、ガーネットベースのルミネッセンス材料のみの発光を指している。
とりわけ、465nmにおいて0.95の吸光度を持つガーネットのカラーポイントが計算された。図5は、様々な波長において発光するレーザのカラーポイントを示している。この図から、約465nmにおいて励起されるガーネットが、445nmの吸光度と組み合わされる場合には、6000Kと3000Kとの間のBBL調光が得られ得ることが分かる。445nmのレーザの代わりに430nmの発光を持つレーザが使用される場合、BBL調光は、依然として約6000Kと3000Kとの間である可能性があり、BBL外の調光(off-BBL dimming)さえも、最大で約20000Kまで行われることができる。
更に、465nmにおいて1.27の吸光度を持ち、430nmにおいて吸光度を持つガーネットのモデリング(modelling)が適用された。これらの波長を持つレーザを、625nmのレーザと組み合わせて使用する場合、約2000Kと6000Kとの間でBBL調光を実行することが可能なようである。
図6乃至7を参照すると、430nmの発光、465nmの発光、625nmの発光が、例えばレーザを介して供給され、430nmにおける吸光度は、A=0.15で、465nmの場合は、A=1.27であった。図6においては、465nm及び430nmの様々な強度比におけるカラーポイントが示されている。ここでは、6000K未満でもBBL調光が可能になることが分かる。図7は、CCT=3000Kのための発光スペクトルを示している。参照符号121は、ピーク波長λを持つ第2デバイス光を示しており、参照符号111は、ピーク波長λを持つ第1デバイス光を示しており、参照符号131は、ピーク波長λを持つ第3デバイス光を示しており、参照符号201は、重心波長λc,1を持つルミネッセンス材料光を示している。破線は、3000Kにおける黒体放射体のスペクトルパワー分布を示している。
下の表には、上記の白色光の特性が列挙されている。全てのCCTにおいて、CRIが90に到達しないことが分かる。
Figure 2025501774000003
代替例においては、同様に、430nm、465nm及び625nmであったが、465nmにおける吸光度は、A=0.95で、430nmにおける吸光度は、A=0.25であった。図8においては、430nmの光及び465nmの光の様々な強度比におけるカラーポイントが示されている。ここでは、期待どおり、6000Kより上でBBL調光が可能になることが分かる。しかしながら、より低い吸光度のため、CCTを約CCT=3000Kより低くすることは可能ではない。
下の表は、上記の光の特性を列挙している。465nmにおいて吸光度を持つこのガーネット蛍光体では、CCT=3000K未満ではCCT調整は可能ではないが、CCT=3000Kにおいて93のCRIが得られる。
Figure 2025501774000004
別のシミュレーションにおいては、440nm、465nm、625nm、並びに440nmにおける吸光度A=0.57及び465nmにおける吸光度A=0.95が適用された。期待どおり、6000Kより上でBBL調光が可能になる。しかしながら、より低い吸光度のため、CCTを約CCT=3000Kより低くすることは可能ではない。
下の表は、上記の光の特性を列挙している。465nmにおいて吸光度を持つこのガーネット蛍光体では、CCT調整はより小さな範囲内になるが、CCT=3000Kにおいて93のCRIが得られる。
Figure 2025501774000005
別のシミュレーションにおいては、477nm、452nm、620nmの発光光源が使用され、452nmにおける吸光度は、A=1.27で、477nmにおける吸光度は、A=0.75であった。期待どおり、BBL範囲は相対的に小さい。より広いCCT範囲を得るためには、第2デバイス光は、例えば420乃至450nmのような、低波長範囲にある方が良い。
下の表は、それによって生成されることができる光の特性を示している。
Figure 2025501774000006
下の表においては、430nm及び465nmにおける吸光度、625nmにおける寄与で、CCT 3000Kにおいて、430nmにおいてA=0.33、及び465nmにおいてA=1.27で、赤色レーザが様々な特性に及ぼす影響が示されている。
Figure 2025501774000007
図9a乃至9cを参照すると、第1光生成デバイス110と、第2光生成デバイス120と、随意の第3光生成デバイス130と、ルミネッセンス材料200と、随意の制御システム300とを有する光生成システム1000の実施形態が、概略的に図示されている。
第1光生成デバイス110は、レーザ光源を有してもよく、第1デバイスピーク波長λを持ち、第1スペクトルパワー分布を持つ第1デバイス光111を生成するよう構成されてもよい。第1デバイスピーク波長λは、445乃至475nmの波長範囲から選択されてもよい。第1デバイスピーク波長λは、特に、450乃至470nmの波長範囲から選択されてもよい。
第2光生成デバイス120は、レーザ光源を有してもよく、第2デバイスピーク波長λを持ち、第1スペクトルパワー分布とは異なる、第2スペクトルパワー分布を持つ第2デバイス光121を生成するよう構成されてもよい。第2デバイスピーク波長λは、420乃至450nmの範囲又は470乃至490nmの範囲から選択されてもよい。
ルミネッセンス材料200は、第1デバイス光111及び第2デバイス光121によって励起可能であってもよい。ルミネッセンス材料200は、第1デバイス光111及び/又は第2デバイス光121のうちの1つ以上の少なくとも一部を、緑色~オレンジ色波長範囲内に重心波長λc,1を持つルミネッセンス材料光201に変換するよう構成されてもよい。ルミネッセンス材料200は、第1デバイスピーク波長λにおいて第1吸光度E1を持ち、第2デバイスピーク波長λにおいて第2吸光度E2を持つ吸光度帯を有する。特には、E2/E1<1である。ルミネッセンス材料光201は、562乃至582nm、特に、567乃至577nmなどの、565乃至577nmの範囲から選択される主波長を有してもよい。
第3光生成デバイス110は、レーザ光源を有してもよく、600乃至650nmの波長範囲から選択される第3デバイスピーク波長λを持つ第3デバイス光111を生成するよう構成されてもよい。第3デバイスピーク波長(λ)は、特に、610乃至640nmの波長範囲から選択されてもよい。
特には、|λ-λ|≧20nmである。実施形態においては、λ及びλは、420乃至490nmの波長範囲から選択される。更に、実施形態においては、|λc,1-λ|≧30nmである。
制御システム300は、少なくとも第1光生成デバイス110及び第2光生成デバイス120を制御するよう構成されてもよい。
光生成システム1000は、動作モードにおいて、白色システム光1001を供給するよう構成されてもよい。
ルミネッセンス材料200は、A12:Ceタイプのルミネッセンス材料を有してもよく、Aは、Y、La、Gd、Tb及びLuのうちの1つ以上を有してもよく、Bは、Al、Ga、In及びScのうちの1つ以上を有してもよい。実施形態においては、Aは、少なくとも50at.%のLuを有してもよく、Bは、少なくとも90at.%のAlを有してもよい。実施形態においては、ルミネッセンス材料200は、Aに対して0.5乃至2at.%のセリウムを有してもよい。
実施形態においては、第1光生成デバイス110及び第2光生成デバイス120は、単一のレーザバンク500内に配設されてもよい。
また、図9cを参照すると、E2/E1≦0.5又はE2/E1≦0.3である。
ルミネッセンス材料200は、反射モードで動作されてもよく(図9b参照)、又は透過モードで動作されてもよい(図9a参照)。
セラミック体210は、反射性熱伝導体510に熱的に結合される少なくとも1つの面を有してもよい。反射性熱伝導体510は、少なくとも第1デバイス光111に対して反射性であってもよい。
光生成システム1000は、ルミネッセンス材料200の下流に構成される光学要素410を更に有してもよい。光学要素410は、第1デバイス光111に対して反射性であってもよく、ルミネッセンス材料光201に対して透過性であってもよい。
光学要素420は、例えば、ビーム成形光学系又は光混合光学系であってもよい。
(ビーム成形)光学要素は、特に、((更に)ビーム成形されるべき)光ビームを、所望の角度分布を持つビームに(「コリメートする」よう)変換するために使用されるコリメータを有してもよい。実施形態においては、(ビーム成形)光学要素は、特に、光透過体を有してもよい。従って、(ビーム成形)光学要素は、((更に)ビーム成形されるべき)光ビームをコリメートするよう構成される光透過性材料の本体であってもよい。特定の実施形態においては、(ビーム成形)光学要素は、CPC(複合放物面集光器)などの、複合放物面状のコリメータを有する。大型CPCなどの、大型コリメータは、特に、((更に)ビーム成形されるべき)光の抽出器として使用されてもよく、((更に)ビーム成形されるべき)光をコリメートするために使用されてもよい。その代わりに、又は加えて、((更に)ビーム成形されるべき)光をビーム成形するために、1つ以上のレンズが使用されてもよい。このやり方においては、デバイス光はビーム成形されてもよい。光学要素は、ビーム成形機能を有してもよい。その代わりに、又は加えて、光学要素は、均一化(homogenization)及び/又は混合機能を有してもよい。特に、CPCなどの、集光器を使用する場合、これが当てはまり得る。
制御システム300は、システム光1001のスペクトルパワー分布を制御するよう構成されてもよい。制御システム300は、システム光1001の相関色温度を、1800乃至6500Kの範囲から選択される値に制御するよう構成されてもよい。システム光1001の相関色温度は、1800乃至6500Kの範囲内で少なくとも500KのCCT制御範囲にわたって制御可能であってもよい。システム光1001の相関色温度は、2000乃至6000Kの範囲内で少なくとも1000KのCCT制御範囲にわたって制御可能であってもよい。制御システム300は、システム光1001のR9値を、少なくとも30の値に制御するよう構成されてもよい。システム光1001のR9値は、少なくとも30のR9制御範囲にわたって制御可能であってもよい。R9制御範囲は、少なくとも30の範囲と少なくとも部分的に重複する。システム光1001の演色評価数は、少なくとも80であってもよい。
図10は、上記のような光生成システム1000を含む照明器具2の実施形態を概略的に図示している。参照符号301は、光生成システム1000によって含まれる又は光生成システム1000に機能的に結合される制御システム300と機能的に結合され得るユーザインターフェースを示している。図10は、光生成システム1000を有するランプ1の実施形態も概略的に図示している。参照符号3は、壁などに、画像を投影するために使用され得る、プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムを示しており、前記プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムも、光生成システム1000を含み得る。従って、図10は、ランプ1、照明器具2、プロジェクタデバイス3、消毒デバイス、光化学反応装置、及び光無線通信デバイスのグループから選択される照明デバイス1200であって、本明細書において記載されているような光生成システム1000を有する照明デバイス1200の実施形態を概略的に図示している。実施形態においては、このような照明デバイスは、ランプ1、照明器具2、プロジェクタデバイス3、消毒デバイス、又は光無線通信デバイスであり得る。照明デバイス1200から脱出する照明デバイス光が、参照符号1201で示されている。照明デバイス光1201は、本質的に、システム光1001から成ってもよく、従って、特定の実施形態においては、システム光1001であってもよい。参照符号1300は、空間を指している。
「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」こと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」こと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」ことを指す場合もある。
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。(従って、)更に他の態様においては、本発明は、コンピュータにおいて実行するときに、本明細書において記載されているような方法(の1つ以上の実施形態)を実現することが可能であるソフトウェアを提供する。
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. 第1光生成デバイスと、第2光生成デバイスと、第3光生成デバイスと、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であって、
    前記第1光生成デバイスが、第1レーザ光源を有し、第1デバイスピーク波長λを持ち、第1スペクトルパワー分布を持つ第1デバイス光を生成するよう構成され、前記第1デバイスピーク波長λが、445乃至475nmの波長範囲から選択され、
    前記第2光生成デバイスが、第2レーザ光源を有し、第2デバイスピーク波長λを持ち、前記第1スペクトルパワー分布とは異なる、第2スペクトルパワー分布を持つ第2デバイス光を生成するよう構成され、前記第2デバイスピーク波長λが、470乃至490nmの範囲から選択され、
    前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光によって励起可能であり、前記ルミネッセンス材料が、前記第1デバイス光及び前記第2デバイス光のうちの1つ以上の少なくとも一部を、緑色~オレンジ色波長範囲内に重心波長λc,1を持つ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が、前記第1デバイスピーク波長λにおいて第1吸光度E1を持ち、前記第2デバイスピーク波長λにおいて第2吸光度E2を持つ吸光度帯を有し、E2/E1<1であり、
    前記第3光生成デバイスが、第3レーザ光源を有し、600乃至650nmの波長範囲から選択される第3デバイスピーク波長λを持つ第3デバイス光を生成するよう構成され、
    |λ-λ|≧20nmであり、λ及びλが、420乃至490nmの波長範囲から選択され、|λc,1-λ|≧20nmであり、
    前記制御システムが、少なくとも前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスを制御するよう構成され、
    前記光生成システムが、動作モードにおいて、白色システム光を供給するよう構成され、
    前記制御システムが、前記システム光のスペクトルパワー分布を制御するよう構成され、前記制御システムが、前記システム光の相関色温度を、1800乃至6500Kの範囲から選択される値に制御するよう構成され、前記システム光の前記相関色温度が、1800乃至6500Kの範囲内で少なくとも500KのCCT制御範囲にわたって制御可能である光生成システム。
  2. 前記ルミネッセンス材料が、A12: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つ以上を含む請求項1に記載の光生成システム。
  3. Aが、少なくとも50at.%のLuを含み、Bが、少なくとも90at.%のAlを含む請求項2に記載の光生成システム。
  4. 前記ルミネッセンス材料が、Aに対して0.1乃至2at.%のセリウムを含む請求項2乃至3のいずれか一項に記載の光生成システム。
  5. 前記第1デバイスピーク波長λが、450乃至470nmの波長範囲から選択される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光生成システム。
  6. 前記システム光の前記相関色温度が、少なくとも、1800乃至6500Kの範囲内で少なくとも1000KのCCT制御範囲にわたって制御可能である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光生成システム。
  7. 前記第2デバイスピーク波長λが、470乃至480nmの範囲から選択される請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光生成システム。
  8. 前記第1光生成デバイス及び前記第2光生成デバイスが、単一のレーザバンク内に配設される請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光生成システム。
  9. E2/E1≦0.5である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光生成システム。
  10. E2/E1≦0.3である請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光生成システム。
  11. 第3デバイスピーク波長λが、620乃至640nmの波長範囲から選択される請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光生成システム。
  12. 前記ルミネッセンス材料光が、565乃至577nmの範囲から選択される主波長を持ち、前記光生成システムが、セラミック体を有し、前記セラミック体が、前記ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料が、反射モードで動作され、前記セラミック体が、反射性熱伝導体に熱的に結合される少なくとも1つの面を有し、前記反射性熱伝導体が、少なくとも前記第1デバイス光に対して反射性であり、前記光生成システムが、前記ルミネッセンス材料の下流に構成される光学要素を更に有し、前記光学要素が、前記第1デバイス光に対して反射性であり、前記ルミネッセンス材料光に対して透過性である請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光生成システム。
  13. 前記制御システムが、前記システム光のスペクトルパワー分布を制御するよう構成され、前記制御システムが、前記システム光の前記相関色温度を、2700乃至4000Kの範囲から選択される値に制御するよう構成され、前記システム光の前記相関色温度が、2700乃至4000Kの範囲内で少なくとも500KのCCT制御範囲にわたって制御可能である請求項1乃至12のいずれか一項に記載の光生成システム。
  14. 前記制御システムが、前記システム光のR9値を、少なくとも30の値に制御するよう構成され、前記システム光の演色評価数が、少なくとも80である請求項1乃至13のいずれか一項に記載の光生成システム。
  15. ランプ、照明器具、プロジェクタデバイス、及び光無線通信デバイスのグループから選択される照明デバイスであって、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の光生成システムを有する照明デバイス。
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