JP5977464B2 - 演色評価数を調整可能なランプ及び照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、照明ユニット、そのような照明ユニットを有する照明器具及びそのような照明ユニット又は照明器具の使用に関する。
調整可能な光源は、当該技術分野において既知である。例えば、国際特許出願公開ＷＯ２０１２０９５７６３公報には調整可能な白色光源が説明されており、この調整可能な白色光源は、第１の統合された色点の光を発する少なくとも１つの第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、上記第１の統合された色点とは異なる第２の統合された色点の光を発する少なくとも１つの第２の発光ダイオードと、上記少なくとも１つの第１の発光ダイオードと上記少なくとも１つの第２の発光ダイオードとの間で当該調整可能な白色光源により出力される白色光の色温度を調整する制御ユニットとを有し、上記第１及び第２の統合された色点は、第１及び第２の発光ダイオードの組み合わされた光の出力が白色に見えるように選択され、上記制御ユニットは、調整可能な白色光源により出力される白色光の色温度を少なくとも１つの第１の発光ダイオード及び少なくとも１つの第２の発光ダイオードの両方が調整可能な色温度範囲の全ての色温度の光を発する調整可能な色温度範囲に限定する。
米国特許出願公開ＵＳ２０１１３１７３９８公報には、少なくとも１つの半導体光源と、半導体光源により発せられる光に敏感である波長変換蛍光体を含む少なくとも１つの光透過性変換素子とを含む発光デバイスの種々の実施形態が記載されており、この発光デバイスでは、半導体光源は変換素子により少なくとも部分的に覆われており、変換素子は、変換素子により波長が変換される光の割合が変換素子の位置に依存して調節可能であるように移動可能である。
国際特許出願公開ＷＯ２０１２１２１３０４公報には、第１のＬＥＤから発せられる光及び第２のＬＥＤから発せられる光の全体が共通の蛍光部材に入射することを許可され、上記共通の蛍光部材から合成光が発せられる発光デバイスが記載されており、この発光デバイスでは、合成光は、波長が変換された形で第１のＬＥＤから発せられる光、波長が変換された形で第２のＬＥＤから発せられる光、共通の蛍光部材による波長の変換によって生成される光及び共通の蛍光部材による波長の変換を経験することなく共通の蛍光部材を通過する光を含み、これらの光から合成されている。
国際特許出願公開ＷＯ２０１０１３５９２７公報には、１つ以上のヒートシンクに結合するように構成された熱拡散シャーシに熱的に結合される光を生成する複数の発光素子を含む固体照明デバイスが記載されている。この照明デバイスは、更に、複数の発光素子に光学的に結合され、複数の発光素子により発せられる光を混合する混合チャンバを含んでいる。制御システムは、複数の発光素子に動作的に結合され、複数の発光素子の動作を制御する。
国際特許出願公開ＷＯ２０１００３２１８３公報には、一貫した光の質のための光混合方法が記載されている。国際特許出願公開ＷＯ２０１３１０２８２０公報には、色調整可能な照明アセンブリ、光源及び照明器具が記載されている。更に、米国特許出願公開ＵＳ２０１３０１２０６８８公報には、照明用の色調節デバイス、色調節デバイスを用いた装置及び色を調節する方法が記載されている。
屋外照明のような幾つかのアプリケーションでは、非常に高い効率の黒体軌跡（ＢＢＬ）に近い白色光を有することができるのが望ましい。一日の或る時間には高い演色評価数（ＣＲＩ）を有することが望ましく、一方で、他の時間には高い効率を有することが望ましい。例えば、午後９時には好ましくは８０を超えるＣＲＩを有する光が望ましく、午前１時にはより低いＣＲＩの光がなお好適であり、より効率的である。この目的のために、或る色温度において、高いＣＲＩで低い効率と低いＣＲＩで高い効率とを切り換え可能なランプ又は照明器具を有することが興味深い。同様に、後者の段階では、光を高いＣＲＩで低い効率のランプに変えることにより低いＣＲＩで高い効率を有するランプを構成することが好ましい。
従って、上述した欠点の１つ以上を少なくとも部分的に未然に防ぐ及び／又は上記の所望の特性の１つ以上を与えることができる代替の照明ユニットを提供することが本発明の一観点である。特に、高いＣＲＩの光とより低いＣＲＩの（しかしながら、（ルーメン／Ｗの単位で）とりわけより効率的な）光との間で切り換え可能な照明ユニットを提供することが本発明の一観点である。このやり方では、光の質及び照明ユニットの効率が制御され得る。
そのような設定可能なランプを有するために、一実施形態では、青色及び赤色ＬＥＤを用い、緑色／黄色蛍光体の放射位置を変化させ、所望の色温度において黒体軌跡（ＢＢＬ）にとどまるＬＥＤの強度を調節するためにリモート／ビシニティ（遠隔／近接）（下記参照）蛍光体（本明細書では、「ルミネセンス材料」とも示される）を用いて、緑色放射体の放射位置をわずかに変えることが提案される。全てのケースにおいて、低いＣＲＩのランプを得るために、スペクトルの青ないし緑色の部分（特に、青又は緑色における最大強度の約７５％未満、特に５０％未満の強度を有する青色と緑色との間のスペクトルの一部）において一時的な減少があることが望ましい。一般に、青色光源及び赤色光源の発光波長が変化しない特定の条件の下で低いＣＲＩに達する２つのやり方、すなわち、（１）青色光源と赤色光源との間の波長で発する（緑及び／又は黄色光源のような）光源のＦＷＨＭを小さくするやり方、又は（２）そのような青色光源と赤色光源との間の波長で発する光源のピーク波長の位置を変え、それに応じて赤色光源の光の強度を適合させるやり方が存在する。大部分の無機蛍光体は、広い吸収特性を有している。ここで、我々は、特に、より長い波長において放射するように波長範囲の青ないし緑色の部分で吸収する有機蛍光体のような光変換体の使用を提案する。大きいストークスシフトの材料を用いることも可能である（大きいストークスシフトの材料の例は、例えば、国際特許出願公開ＷＯ２０１２００１５６４公報に説明されている）。他の可能性は、例えば量子ドットのような狭帯域エミッタを用いることである。しかしながら、無機蛍光体も適用され得る。勿論、種々のルミネセンス材料の組み合わせも適用され得る。本明細書では、「蛍光体」及び「ルミネセンス材料」という用語は同じであると考えられる（上記も参照されたい）。
従って、第１の観点では、本発明は、第１の光源光を生成する第１の光源と、（上記第１の光源光とは異なるスペクトル分布を有する）第２の光源光を生成する第２の光源と、上記第１の光源光及び上記第２の光源光の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光に変換することができる第１の波長変換素子（本明細書では「第１の変換素子」又は「第１の変換体」としても示される）と、上記第１の光源光、上記第２の光源光及び（オプションで）上記第１の波長変換素子光の１つ以上の少なくとも一部を上記第１の波長変換素子光とは異なるスペクトル分布を有する第２の波長変換素子光に変換することができる第２の波長変換素子（本明細書では「第２の変換素子」又は「第２の変換体」としても示される）とを有する照明ユニットであって、上記第１の光源、上記第２の光源、上記第１の波長変換素子及び上記第２の波長変換素子の１つ以上の移送によりこれら（光源及び変換素子）を（少なくとも）第１の構成又は第２の構成に配置する移送インフラストラクチャを更に有し、上記第１の構成及び上記第２の構成では、当該照明ユニットは、実質的に同じ色点を有し、異なる演色評価数を有する照明ユニット光を与える当該照明ユニットを提供する。
上記照明ユニットは、（少なくとも）第１の構成及び第２の構成を可能にする。しかしながら、実施形態では、照明ユニットは、第３の構成又はオプションで更なる構成も与えることができる。従って、本明細書において説明される照明ユニットは、特に、少なくとも３つの異なる構成のような少なくとも２つの異なる構成（上記第１及び第２の構成）を与えるように構成され、これら３つの構成の少なくとも２つ、更に特には、これら少なくとも２つの構成の全ての構成は、実質的に同じ色点又は色温度を有するが、異なるＣＲＩ値を有する（白色）光を与える。従って、「第１の光源及び第２の光源」又は「第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子」という言い方及び同様の言い方は、特に、「少なくとも第１の光源及び第２の光源」及び「少なくとも第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子」のことをそれぞれ指す。
上記のように、少なくとも２つの構成は、照明ユニットの要素の１つ以上、特に、第１の光源、第２の光源、第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子の１つ以上の移送により得られる。一般に、第１の光源を移動させることにより異なる構成が得られる場合、第２の光源も移動する。従って、一実施形態では、上記移送インフラストラクチャは、（第１及び第２の構成をそれぞれ得るために、）少なくとも第１の光源及び第２の光源を移動させる。同様に、一般に、第１の波長変換素子を動かすことにより異なる構成が得られる場合、第２の波長変換素子も移動する。従って、一実施形態では、上記移送インフラストラクチャは、（第１及び第２の構成をそれぞれ得るために、）少なくとも第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子を移動させる。「変換素子（converting element）」という用語の代わりに、「変換素子（conversion element）」という用語も適用され得る。
上記移送構造は、特に、手動アクチュエータ又は電動アクチュエータを含んでいる。従って、一実施形態では、照明ユニットは、例えば、上述した素子の１つ以上をそれぞれ摺動又は回転させる摺動機能又は回転機能を有している。オプションで、照明ユニットは、更に、油圧アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、電気アクチュエータ、機械的アクチュエータのようなアクチュエータを有している。空気圧式アクチュエータは、機械的動作を容易にするために油圧動力を使用するシリンダ又は流体モータよりなっている。機械的アクチュエータは、直線、回転又は振動運動に関して出力を与える。空気圧式アクチュエータは、高圧で圧縮された空気により形成されるエネルギーを直線運動又は回転運動に変換する。更に、電気アクチュエータは、電気エネルギーを機械式トルクに変換するモータにより動力を供給される。更にまた、機械的アクチュエータは、移送を実行するために回転運動を直線運動に変えることにより機能する。機械的アクチュエータは、ギア、レール、プーリ、チェーン及び動作するための他のデバイスの１つ以上を含んでいる。アクチュエータは、（従って、）電気モータを含んでいる。上記構成の制御が以下に更に論じられるが、一実施形態では、照明ユニットは構成（又は構成の設定）を手作業で制御するように構成される。すなわち、手作業で構成が選択され得る。これは、製造工場において、分配センター又は記憶装置において、店で又はエンドユーザにより行われる。オプションで、構成は、例えば、キット又は接着剤を用いて選択後に「凍結」される。従って、本発明は、特に、少なくとも２つの構成の移送構造で設定可能である照明ユニットを提供する。上記移送構造は、とりわけ、照明ユニットの一部である。例えば、単一の集積ユニットが（照明）ユニットに組み込まれた移送構造を備えている。オプションで、そのような照明ユニットは、構成が固定され得る。代替として、エンドユーザが移送構造を伴う所望の構成を選択してもよい。
従って、一実施形態では、移送構造は、水圧アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、電気アクチュエータ、機械的アクチュエータのようなアクチュエータ又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせを有している。制御ユニットは、構造を移動させる。例えば、制御ユニットは、アクチュエータに指示することにより第１の構成又は第２の構成の第１の光源、第２の光源、第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子を配置する。
２つよりも多い構成も、オプションで可能であり、例えば、２つよりも多い波長変換素子が存在する場合又は波長変換素子が個々に選択され、他から下流に配された場合に可能である。
特定の実施形態では、上記第１の光源及び第２の光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオードのような）固体ＬＥＤ光源を有している。しかしながら、追加又は代替として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）光源もまた適用され得る。種々のタイプの光源もまた適用され得る。従って、上記第１の光源及び第２の光源は、ＬＥＤ及びレーザよりなる群から独立して選択される。「光源」という用語は、２ないし２０の（固体）（ＬＥＤ）光源のような複数の光源にも関連がある。従って、ＬＥＤという用語は、複数のＬＥＤのことも指している。勿論、２０よりも多い光源も適用され得る。特定の実施形態では、第１の光源のサブセット及び第２の光源のサブセットが適用される。更に、第３の光源、第４の光源等のような他のタイプの光源も適用され、各タイプは発せられる光の異なるスペクトル光分布を有する（本明細書の他の部分も参照されたい）。光源は、特に照明ユニットにより構成される。照明ユニットは照明器具に組み込まれ得る。「照明ユニット」という用語は、「ランプ」のことも指している。
上記第１の光源及び第２の光源は、第１の光源光及び第２の光源光をそれぞれ与える。これらのタイプの光は、スペクトル分布が異なる。例えば、第１の光源は青色（第１の光源光）を生成し、第２の光源は赤色（第２の光源光）を生成する。従って、一実施形態では、第１の光源は青色を発する光源を有し、第２の光源は赤色を発する光源を有している。従って、例えば、第１の光源は青色光を発し、第２の光源は赤色光を発する。
「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約３８０ないし４４０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連している。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、約４４０ないし４９０ｎｍ（幾らかの紫及びシアンの色相を含む）の範囲内の波長を有する光に関連している。「緑色光」又は「緑色発光」という用語は、特に、約４９０ないし５６０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連している。「黄色光」又は「黄色発光」という用語は、特に、約５４０ないし５７０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連している。「橙色光」又は「橙色発光」という用語は、特に、約５７０ないし６００ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連している。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約６００ないし８００ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連している。「桃色光」又は「桃色発光」という用語は、青色成分及び赤色成分を有する光のことを指している。「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語は、約３８０ないし８００ｎｍの範囲内の波長を有する光のことを指している。
上記照明ユニットは、（本明細書では、第１の変換素子としても示される）第１の波長変換素子と、（本明細書では、第２の変換素子としても示される）第２の波長変換素子とを少なくとも有している。これらの変換素子は、光源及び／又はオプションで互いの発光の少なくとも１つの光源光を吸収し、発光（第１の波長変換素子光及び第２の波長変換素子光それぞれ）を与える。
従って、第１の構成及び第２の構成では、照明ユニットは、（動作中）照明ユニット光を与え、この光は、（第１の構成又は第２の構成それぞれにおける動作中）ほぼ同じ色点を有するが、異なる演色評価数を有する。従って、一実施形態では、照明ユニットは、第１の構成及び第２の構成それぞれにおいて設定される際に、ほぼ同じ色点を有するが、異なる演色評価数の照明光を与える。
特に、第１の構成では、第１の光源光及びオプションで第２の光源光は、第１の波長変換素子光とともに白色光（照明ユニット光）を与える。更に、第２の構成では、第１の光源光及びオプションで第２の光源光は、第２の波長変換素子光及びオプションで第１の波長変換素子光とともに同じく白色光（照明ユニット光）を与える。
上記のように、オプションで上記波長変換素子もまた、他の素子の変換光を吸収して変換し、それにより、波長変換素子光を与える。従って、特に、（本明細書では第１の変換素子としても示される）第１の波長変換素子は、第１の光源光及び第２の光源光（と、オプションで第２の波長変換素子光と）の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光に変換し、（本明細書では第２の変換素子としても示される）第２の波長変換素子は、第１の光源光、第２の光源光及び第１の波長変換素子光を第１の波長変換素子光とは異なるスペクトル分布を有する第２の波長変換素子光に変換する。
上記のように、上記波長変換素子の放出光は異なる。すなわち、放出光は異なるスペクトル分布（スペクトル光分布）を有している。一実施形態では、第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子それぞれは、緑色ルミネセンス材料（すなわち、緑色光を発する材料）、黄色ルミネセンス材料（すなわち、黄色光を発する材料）及び橙色ルミネセンス材料（すなわち、橙色光を発する材料）の１つ以上を独立して有している。例えば、第１の波長変換素子は緑色光を与え、第２の波長変換素子は相対的により多くの黄色光を伴う緑色光を与える。両方の構成において、照明ユニットにより白色光（すなわち、白色の照明ユニット光）が生成される。従って、「第１の波長変換素子が第１の光源光及び第２の光源光の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光に変換することができ、第２の波長変換素子が第１の光源光、第２の光源光及び第１の波長変換素子光の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光とは異なるスペクトル分布を有する第２の波長変換素子光に変換することができる」という表現は、第２の波長変換素子光が第１の波長変換素子光とは異なるスペクトル分布を有することを指している。
本明細書における白色光という用語は、当業者には既知である。これは、特に、約２０００から２００００Ｋ、とりわけ、２７００ないし２００００Ｋ、一般照明に関してはとりわけ約２７００Ｋ及び６５００Ｋの範囲、バックライティングの目的に関してはとりわけ約７０００Ｋ及び２００００Ｋの範囲の相関色温度（ＣＣＴ）を持ち、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）以内、特に、ＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内、更に特には、ＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内の光に関連している。
一実施形態では、上記照明ユニット、例えば、直接蛍光体変換型ＬＥＤ（例えば１００００Ｋを得るように薄い蛍光体の層を有する青色発光ダイオード）は、約５０００から２００００Ｋの間の相関色温度（ＣＣＴ）を持つ照明ユニット光も与える。従って、特定の実施形態では、上記照明ユニットは、５０００ないし２００００Ｋの範囲内、更に特には、８０００ないし２００００Ｋのような６０００ないし２００００Ｋの範囲内の相関色温度の照明ユニット光を与えるように構成される。
両方（又はそれ以上）の構成において、実質的に同じ色温度又は実質的に同じ色点を有する白色光が与えられる。当該技術分野において知られているように、複数の色の組み合わせが光に同じ色点を与える。特に、上記第１の構成及び第２の構成において、上記照明ユニットは、互いに１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）以内、特に互いに約１０ＳＤＣＭ以内、更に特には互いに約５ＳＤＣＭ以内の色点を有する照明ユニット光を与える。代替又は追加として、（少なくとも２つの異なる構成における照明ユニット光の）ｘ及びｙの差、すなわち、Δｘ及びΔｙが、それぞれ独立して０．０３以下、特に０．０２以下、特に０．０１以下である実質的に同じ色点が２つの色点として規定され、例えば、第１の色点（０．３５；０．３５）及び第２の色点（０．３３；０．３７）は、同じ色点を有する構成の色点として考えられる。これらの０．０３、０．０２及び０．０１の値は、楕円の最小径における約３０００Ｋないし５０００Ｋの色温度において、約１５ＳＤＣＭ、約１０ＳＤＣＭ及び約５ＳＤＣＭにそれぞれ対応する。従って、特に、上記照明ユニットは、第１の構成及び第２の構成で動作中に照明ユニット光を与え、この照明ユニット光は、（照明ユニットが第１の構成及び第２の構成で構成された動作中に）互いに１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）以内の色点を有する。
上記波長変換素子は、ルミネセンス材料の層、透過層に埋め込まれたルミネセンス材料又は透過層に分子状に分散されたルミネセンス材料の１つ以上を（互いに独立して）含んでいる。粒子に埋め込まれたルミネセンス材料が透過層に更に埋め込まれているようなハイブリッドも可能である。上記波長変換素子は、互いに独立して、フィルム、自己支持形の層のような層又は本体である。波長変換素子は、照明ユニットの光出口窓として構成され得る。しかしながら、これは、実施形態では、単に構成の１つに当てはまることに注意されたい。他の構成では、他の波長変換素子が光出口窓として構成される。従って、そのような実施形態では、光源からの光及び変換光（以下を更に参照されたい）は、（デバイスの使用中に）照明ユニットのビアから及び波長変換体から生じる。
上記波長変換素子は、また、反射モードでも構成され得る。例えば、光混合チャンバは、波長変換体を有する１つ以上の壁部（反射モード）及び／又は波長変換素子を有する出口窓（透過モード）を有している。従って、第１の構成及び第２の構成の１つ以上において、第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子の１つ以上は、透過モードで設けられる。
特に、可視光を生成する光源を適用する場合、（従って）変換体は透過可能である。このやり方では、例えば、少なくとも青色光を与えるように構成された光源を仮定すると、光源の青色光は、変換体を貫通し、可視照明ユニット光として変換体からのルミネセンスとともに用いられる。ＵＶ光を生成するように構成された光源を適用する場合には、変換体は、このＵＶ光を実質的に透過可能ではない。変換体は、特に、変換体に入射する全てのＵＶ光をほぼ吸収し、この光をルミネセンスにほぼ変換する。従って、変換体は、ＵＶ光に対して実質的に非透過性であり、同時に青色光のような可視光に対しては少なくとも部分的に透過性であることに注意されたい。
本明細書における「透過可能（transmissive）」という用語は、特に、可視波長範囲から選択される波長を持つ光について２０ないし９５％のような２０ないし１００％の範囲内の光の透過を有する変換体のことを指している。本明細書で、「可視光」という用語は、特に、３８０ないし７８０ｎｍの範囲から選択される波長を持つ光に関連がある。透過は、垂直放射の下で第１の強度を持つ特定の波長の光を導波路に与え、当該材料を通って透過した後測定される当該波長における光の強度を特定の波長で当該材料に与えられる光の第１の強度に関連付けることにより決定される（E-208 and E-406 of the CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69th edition, 1088-1989も参照されたい。）。導波路プレートは、ルミネセンス材料の存在のために着色され得ることに注意されたい（以下も参照されたい。）。ＵＶ光に対する透過率は、特に、１％未満、５％未満等のような１０％未満である。「透過可能」という用語は、一実施形態では透明に関連し、他の実施形態では半透明に関連している。
上記変換体は、層又は自己支持形の本体部のような任意の形状であり得る。変換体は、平坦であってもよいし、湾曲していてもよいし、成形されていてもよいし、矩形状、円形状、六角形状、球状、管状、立方体状等であってもよい。自己支持形の本体部は、剛性であってもよいし、フレキシブルであってもよい。厚さは、一般に、０．１ないし１０ｍｍの範囲内である。長さ及び／又は幅（若しくは径）は、例えば、０．０２ないし５ｍのような０．０１ないし５ｍの範囲内であり、例えば０．１ないし５０ｍｍの範囲内である。変換体は、例えば、透過可能な支持体にコーティングされた層であってもよいが、一般に、変換体は成形された（フレキシブルな）本体部である。（従って、）変換体は自己支持形であってもよく、例えばプレート又は（フレキシブルな）構成要素（entity）であってもよい。
「マトリクス」という用語は、本明細書では、（粒子状）ルミネセンス材料のような他の材料を受け入れる層、本体部又は成形品等を示すために用いられる。
上記マトリクス（材料）は、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリエチレンカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（プレキシガラス又はパースペックス）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、（ＰＥＴＧ）（グリコール修飾ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマ）よりなる群から選択されるような透過性有機材料のサポートよりなる群から選択される１つ以上の材料を有している。しかしながら、他の実施形態では、上記マトリクス（材料）は、無機材料を有している。好ましい無機材料は、ガラス、（溶融）石英、透過性セラミック材料及びシリコーンよりなる群から選択されるものである。また、無機及び有機の両方の部分を有するハイブリッド材料も適用され得る。ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、透明ＰＣ又はガラスは、マトリクス（材料）用の材料として特に好ましい。更により具体的には、マトリクスは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を有している。
上記波長変換素子は、光源（又は上記のように複数の光源）に放射結合される。「放射結合される」という用語は、特に、光源により発せられる放射の少なくとも一部が構成の少なくとも１つで波長変換素子により受け取られる（及びルミネセンスに少なくとも部分的に変換される）ように光源及び波長変換素子が互いに関連していることを意味する。この場合も、これは、特に、第１の構成の波長変換素子の１つ及び第２の構成の他の波長変換素子等に関して言及している。「ルミネセンス」という用語は、光源の光源光による励起の際、波長変換素子が発する放射のことを意味している。このルミネセンスは、本明細書では、（可視光を少なくとも有する）変換光としても示される（以下も参照されたい）。
上記「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは、特に第１の光源又は第２の光源）からの光の伝播に対するアイテム又は特徴部の配置に関連しており、光生成手段からの光ビーム内の第１の位置に対して、光生成手段により近い光ビーム内の第２の位置は「上流」であり、光生成手段からより遠い光ビーム内の第３の位置は「下流」である。
例えば第１及び第２の光源の１つ以上の光による励起時の上記波長変換素子からの放射光は、特に、ルミネセンス材料によるものである。「ルミネセンス材料」という用語は、複数のルミネセンス材料にも関連している（上記も参照されたい）。「ルミネセンス材料」という用語は、また、異なるルミネセンス材料の混合物又は組み合わせにも関連している。上記照明デバイスでは、（少なくとも２つの）各波長変換素子自体が（放射の）特定のスペクトル光分布を有するので、少なくとも２つの異なるルミネセンス材料が適用される。原理的には、異なる活性剤濃度を有する同一のタイプのルミネセンス材料は、異なるルミネセンススペクトルを有するので、異なるルミネセンス材料を既にもたらすことに注意されたい。従って、各波長変換素子は１つ以上の（異なる）ルミネセンス材料を有している。１つ以上のルミネセンス材料は、特に、量子ドットルミネセンス材料、無機ルミネセンス材料及び有機ルミネセンス材料よりなる群から（それぞれ独立して）選択される。（第１及び第２の光変換素子両方において）種々のタイプのルミネセンス材料の組み合わせも適用され得る。従って、変換という用語は、特に、励起光のルミネセンス（又は放出）光への変換のことを指す。波長変換素子は、特に、少なくとも１つのルミネセンス材料を有している。
特に、上記照明ユニットは、青ないし緑色において吸収する、とりわけ、４９０ないし５２０ｎｍの範囲から選択される波長において吸収するルミネセンス材料を有している。
（第１及び第２のルミネセンス材料として独立して用いられ得る）有機ルミネセンス材料の関連のある例は、例えば、（ＢＡＳＦ社、ルードヴィヒスハーフェン、ドイツからルモゲンの商標名の下で知られているルミネセンス材料：ルモゲンＦ２４０オレンジ、ルモゲンＦ３００レッド、ルモゲンＦ３０５レッド、ルモゲンＦ０８３イエロー、ルモゲンＦ１７０イエロー、ルモゲンＦ８５０グリーンのような）ぺリレン、Neelikon Food Dyes & Chemical Ltd.社、ムンバイ、インドからのイエロー１７２及びクマリン（例えば、クマリン６、クマリン７、クマリン３０、クマリン１５３、ベーシックイエロー５１）、ナフタルイミド（例えば、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６）、フルオロール７ＧＡ、ピリジン（例えば、ピリジン１）、（ピロメテン５４６、ピロメテン５６７のような）ピロメテン、ウラニン、ローダミン（例えば、ローダミン１１０、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、スルホローダミン１０１、スルホローダミン６４０、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２）、シアニン（例えば、フタロシアニン、ＤＣＭ）、スチルベン（例えば、Ｂｉｓ−ＭＢＳ、ＤＰＳ）であり、これらは多くの業者から入手可能である。酸性染料、塩基性染料、直接染料及び分散染料のような幾つかの他のルミネセンス材料が、使用目的のために十分に高い蛍光量子収率を示す限り用いられ得る。適用され得る特に関心のある有機材料は、例えば、緑色ルミネセンスについてのＢＡＳＦ社のルモゲン８５０、黄色ルミネセンスについてのＢＡＳＦ社のルモゲンＦ０８３又はＦ１７０、橙色ルミネセンスについてのＢＡＳＦ社のルモゲンＦ２４０及び赤色ルミネセンスについてのＢＡＳＦ社のルモゲンＦ３００又はＦ３０５を有している。従って、上記ルミネセンス材料は、例えば、上述した有機ルミネセンス材料の少なくとも２つを有し、オプションで、同じく上述した有機ルミネセンス材料から選択される１つ以上の更なる有機ルミネセンス材料を有している。
（第１及び第２のルミネセンス材料として独立して用いられ得る）幾つかの特定の無機ルミネセンス材料が以下に論じられる。
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）２（Ｏ，Ｓ，Ｓｅ）４：Ｅｕ２＋、チオガリウム酸塩、特にＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋のようなＳｒ、Ｇａ及びＳを少なくとも有するそのようなルミネセンス材料の１つ以上を含む緑色発光体についての幾つかのオプションが考えられる。これらのタイプのルミネセンス材料は、特に狭帯域の緑色発光体である。
オプション又は追加として、無機ルミネセンス材料は、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ガーネット材料）を有しており、式中、ＭはＳｃ、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＬｕよりなる群から選択され、ＡはＡｌ及びＧａよりなる群から選択されるものである。好ましくは、ＭはＹ及びＬｕの１つ以上を少なくとも有し、Ａは少なくともＡｌを有している。これらのタイプの材料は、最高の効率を与える。ガーネットの実施形態は、特に、Ｍ３Ａ５Ｏ１２のガーネットを含んでおり、式中、Ｍは少なくともイットリウム又はルテチウムを有し、Ａは少なくともアルミニウムを有している。そのようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）又はセリウム及びプラセオジムの組み合わせがドープされているが、とりわけ、少なくともＣｅがドープされている。特に、Ａはアルミニウム（Ａｌ）を有しているが、とりわけアルミニウムの約２０％まで、更に特にはアルミニウムの約１０％までのガリウム（Ｇａ）、スカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）を部分的に有していてもよく（すなわち、Ａイオンは、本質的には、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ及びＩｎの１つ以上とから成る。）、Ａは、とりわけ、約１０％までのガリウムを有している。他の変形例では、Ａ及びＯがＳｉ及びＮにより少なくとも部分的に置換されている。元素Ｍ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）から成る群より選択される。更に、Ｇｄ及び／又はＴｂは、特に、Ｍの約２０％の量までしか存在しない。特定の実施形態では、ガーネットルミネセンス材料は、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを有しており、ｘは０以上且つ１以下である。「：Ｃｅ」又は「：Ｃｅ３＋」という表現は、ルミネセンス材料中の金属イオンの一部（すなわち、ガーネットの「Ｍ」イオンの一部）がＣｅにより置換されていることを示している。特に、ルテチウムを有するガーネットは、とりわけ、ルテチウムがＭの少なくとも５０％である場合に所望のルミネセンスを与える。
追加又は代替として、上記無機ルミネセンス材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕよりなる群から選択される１つ以上の材料のような二価のユーロピウムを含有する窒化物ルミネセンス材料又は二価のユーロピウムを含有するオキソ窒化物ルミネセンス材料よりなる群から選択されるルミネセンス材料も有している。これらの化合物では、ユーロピウム（Ｅｕ）が実質的に又は専ら二価であり、示されている二価のカチオンの１つ以上を置換している。一般に、Ｅｕは、上記カチオンの１０％よりも多い量では存在せず、特に、Ｅｕが置換するカチオンに対して約０．５ないし１０％の範囲内、更に特には、約０．５ないし５％の範囲内の量で存在する。「：Ｅｕ」又は「：Ｅｕ２＋」という表現は、金属イオンの一部がＥｕにより（これらの例では、Ｅｕ２＋により）置換されていることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３中の２％のＥｕを考えると、正確な式は（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３である。二価のユーロピウムは、一般に、上記二価のアルカリ土類カチオンのような二価のカチオン、特に、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａを置換する。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕとしても示され、式中、Ｍはバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）よりなる群から選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物で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を有し、更に特には、カルシウムを有している。ここでは、Ｅｕは、取り込まれてＭ（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ以上）の少なくとも一部を置換している。更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕは、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕとしても示され、式中、Ｍはバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）よりなる群から選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物ではＳｒ及び／又はＢａを有している。他の特定の形態では、Ｍは、（Ｅｕの存在を考慮に入れないと、）Ｓｒ及び／又はＢａから成り、特に、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（すなわち、Ｂａ７５％、Ｓｒ２５％）のように５０ないし１００％、とりわけ５０ないし９０％のＢａ及び５０ないし０％、とりわけ５０ないし１０％のＳｒから成っている。ここでは、Ｅｕは、取り込まれてＭ（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ以上）の少なくとも一部を置換している。同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：ＥｕもＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとしても示され、式中、Ｍはバリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）よりなる群から選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物で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を有し、更に特には、カルシウムを有している。ここでは、Ｅｕは、取り込まれてＭ（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの１つ以上）の少なくとも一部を置換している。好ましくは、一形態では、無機ルミネセンス材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、好ましくは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを有している。更に、前者と組み合わせられ得る更に他の形態では、無機ルミネセンス材料は（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、好ましくは、（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕを有している。「（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）」という表現は、対応するカチオンがカルシウム、ストロンチウム又はバリウムにより占められていることを示している。この表現は、そのような材料では、対応するカチオンのサイトがカルシウム、ストロンチウム及びバリウムよりなる群から選択されるカチオンで占められていることも示している。従って、上記材料は、例えば、カルシウム及びストロンチウムを有していてもよいし、また、ストロンチウムのみを有していてもよい等である。
上記無機ルミネセンス材料は、三価のセリウムを含有するガーネット（上記参照）及び三価のセリウムを含有するオキソ窒化物よりなる群から選択される１つ以上のルミネセンス材料も有していてもよい。上記オキソ窒化物材料は、当該技術分野においては、オキシ窒化物材料として示されることも多い。
従って、「無機ルミネセンス材料」という用語は、複数の異なる無機ルミネセンス材料にも関連している。上記無機ルミネセンス材料は、特に有機ルミネセンス材料等のマトリクス中に埋め込まれたような光変換体により構成されていてもよいし、光変換体上の層のように光変換体の外部に存在していてもよいし、照明デバイスの他の場所に存在していてもよい。そのような構成の２つ以上の組み合わせも可能である（上記も参照されたい。）。従って、一実施形態では、量子ドットをベースとするルミネセンス材料のような無機ルミネセンス材料が、マトリクス内に埋め込まれている。
追加又は代替として、無機ルミネセンス材料は、量子ドット（ＱＤ）を有している。とりわけ、狭帯域エミッタの量子ドットは、この目的のために非常に好適である。量子ドットは、一般にわずか数ナノメートルの幅又は径を有する半導体材料の微小結晶である。入射光により励起されると、量子ドットは、結晶のサイズ及び材料により決定される色の光を発する。従って、ドットのサイズを適合させることにより特定の色の光が生成される。これは、量子ドットは狭帯域のエミッタであるので、量子ドットを用いることによって任意のスペクトルが得られることを意味する。
可視範囲において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）のようなシェルを有するセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づくものである。リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）のようなカドミウムが含まれていない量子ドットも用いられ得る。量子ドットは、非常に狭い発光帯を示し、従って、飽和色を示す。更に、放出光は量子ドットのサイズを適合させることにより容易に変更され得る。
本明細書では光変換体ナノ粒子としても示される量子ドット又はルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択されるＩＩ-ＶＩ族化合物半導体量子ドットを有している。他の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ，ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ及びＩｎＡｌＰＡｓよりなる群から選択されるＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体量子ドットを有している。更に他の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＧａＳ２及びＡｇＧａＳｅ２よりなる群から選択されるＩ-ＩＩＩ-ＶＩ２黄銅鉱型半導体量子ドットである。更に他の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＬｉＡｓＳｅ２、ＮａＡｓＳｅ２及びＫＡｓＳｅ２よりなる群から選択されるようなＩ−Ｖ−ＶＩ２半導体量子ドットである。更に他の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＳｂＴｅのようなＩＶ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶である。特定の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＡｇＩｎＳ２及びＡｇＩｎＳｅ２よりなる群から選択される。更に他の実施形態では、ルミネセンスナノ粒子は、例えば、ＺｎＳｅ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｍｎのような内部にドーパントを伴う上述した材料から選択されるＩＩ-ＶＩ族化合物、ＩＩＩ-Ｖ族化合物Ｉ−ＩＩＩ−Ｖ族化合物及びＩＶ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶の１つである。ドーパント元素は、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｓ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｂ、Ｓｂ、Ｓｎ及びＴｌから選択され得る。ここで、ルミネセンスナノ粒子をベースとするルミネセンス粒子は、ＣｄＳｅ及びＺｎＳｅ：Ｍｎのような種々のタイプのＱＤも有していてもよい。
ＩＩ-ＶＩの量子ドットを用いることは、特に有利であるように思われる。従って、一実施形態では、半導体を使用するルミネセンス量子ドットは、ＩＩ-ＶＩの量子ドット、特に、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択されるＩＩ-ＶＩの量子ドット、更に特には、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ及びＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳよりなる群から選択されるＩＩ-ＶＩの量子ドットを有している。
一実施形態では、Ｃｄを含まないＱＤが適用される。特定の実施形態では、光変換体ナノ粒子は、ＩＩＩ-ＶのＱＤ、より具体的には、コアシェル型ＩｎＰ−ＺｎＳＱＤのようなＩｎＰをベースとする量子ドットを有している。「ＩｎＰ量子ドット」又は「ＩｎＰをベースとする量子ドット」という表現及び類似する表現は、「むき出しの（bare）」ＩｎＰＱＤに関連するが、ドットインロッド方式のＩｎＰ−ＺｎＳＱＤ等のコアシェル型ＩｎＰ−ＺｎＳＱＤのようなＩｎＰコア上にシェルを有するコアシェル型ＩｎＰＱＤにも関連することに注意されたい。
典型的なドットは、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、ヒ化インジウム及びリン化インジウムのような二元合金で作られている。しかしながら、ドットは、硫セレン化カドミウムのような三元合金から作られていてもよい。これらの量子ドットは、１０ないし５０原子の径で、量子ドットの体積内に１００ないし１０００００個の原子を含むことができる。これは、約２ないし１０ナノメートルに対応する。例えば、約３ｍｍの径を有するＣｄＳｅ、ＩｎＰ又はＣｕＩｎＳｅ２のような球形粒子が与えられる。（コーティングされていない）ルミネセンスナノ粒子は、１０ｎｍ未満の一次元のサイズを有し、球、立方体、ロッド、ワイヤ、ディスク、マルチポッド等の形状を有している。例えば、２０ｎｍの長さ及び４ｎｍの径のＣｄＳｅのナノロッドが与えられる。従って、一実施形態では、半導体をベースとするルミネセンス量子ドットは、コアシェル型量子ドットを有している。更に他の実施形態では、半導体をベースとするルミネセンス量子ドットは、ドットインロッド方式のナノ粒子を有している。異なるタイプの粒子の組み合わせも適用され得る。例えば、コアシェル型粒子とドットインロッド方式とが適用されてもよい及び／又はＣｄＳ及びＣｄＳｅのような上述したナノ粒子の２つ以上の組み合わせが適用されてもよい。ここでは、「異なる（種々の）タイプ」という表現は、異なる幾何学的形状及び異なるタイプの半導体ルミネセンス材料に関連している。従って、（上記の）量子ドット又はルミネセンスナノ粒子の２つ以上の組み合わせも適用され得る。
国際特許出願公開ＷＯ２０１１／０３１８７１公報から得られるような半導体ナノ結晶を製造する方法の一例は、コロイド成長法である。
一実施形態では、ナノ粒子は、第１の半導体材料を有するコアと第２の半導体材料を有するシェルとを有する半導体ナノ結晶を有し、シェルはコアの表面の少なくとも一部を覆って配される。コア及びシェルを含む半導体ナノ結晶は、「コア／シェル」半導体ナノ結晶とも呼ばれる。
例えば、半導体ナノ結晶は式ＭＸを有するコアを含んでおり、式中、Ｍは、カドミウム、亜鉛、マグネシウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム又はそれらの混合物であり、Ｘは、酸素、硫黄、セレン、テルル、窒素、リン、ヒ素、アンチモン又はそれらの混合物である。半導体ナノ結晶のコアとして用いて好適な材料の例は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、三元及び四元混合物又は合金を含む上述のいずれかを含む合金及び／又は上述のいずれかを含む混合物を含んでいるが、これらに限定されない。
シェルは、コアの組成と同じである又はコアの組成とは異なる組成を有する半導体材料である。シェルは、コアの半導体ナノ結晶の表面に半導体材料の保護膜を有しており、ＩＶ族元素、ＩＩ-ＶＩ族化合物、ＩＩ-Ｖ族化合物、ＩＩＩ-ＶＩ族化合物、ＩＩＩ-Ｖ族化合物、ＩＶ-ＶＩ族化合物、Ｉ-ＩＩＩ-ＶＩ族化合物、ＩＩ-ＩＶ-ＶＩ族化合物、ＩＩ-ＩＶ-Ｖ族化合物、三元及び四元混合物又は合金を含む上述のいずれかを含む合金及び／又は上述のいずれかを含む混合物を含んでいる。例は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、上述のいずれかを含む合金及び／又は上述のいずれかを含む混合物を含んでいるが、これらに限定されない。例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ又はＣｄＳの保護膜が、ＣｄＳｅ又はＣｄＴｅ半導体ナノ結晶上に成長される。
半導体ナノ結晶の（コア）シェルの材料の例は、赤色（例えば、（ＣｄＳｅ）ＺｎＳ（コア）シェル）、緑色（例えば、（ＣｄＺｎＳｅ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェル等）及び青色（例えば、（ＣｄＳ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェルを含んでいるが、これらに限定されない（例えば半導体に基づく特定の光変換体ナノ粒子の上記記載も更に参照されたい）。
従って、特定の実施形態では、上記光変換体ナノ結晶は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ及びＩｎＡｌＰＡｓの１つ以上を有するコア及びシェルを持つコア−シェル型ナノ粒子よりなる群から選択される。
一般に、上記コア及びシェルは、同じ類（class）の材料を有するが、本質的には、ＣｄＳｅコアを取り巻くＺｎＳシェル等のように異なる材料よりなっている。
上記第１の構成から第２の構成に切り換える際、所望の（予め決定された）色点に達するように色点を微調整する必要がある。これは、特に、第１及び第２の光源の１つ以上の強度を調整することにより行われる。例えば、青色の第１の光源及び赤色の第２の光源を仮定すると、赤色光源の強度が、両方の構成をＢＢＬの近くに（及び互いの色点の近くに）維持するように調整される。従って、一実施形態では、上記第１の光源及び第２の光源の１つ以上は調整可能な光強度を有し、上記照明ユニットは、更に、調整可能な光強度を第１及び第２の構成の関数として有する第１の光源及び第２の光源の１つ以上の調整可能な光強度を制御する制御ユニットを有している。この制御ユニットは、例えば、予め決定された設定に基づく構成の関数として光源の１つ以上の光源光の強度を制御する。代替又は追加として、上記制御ユニットは、特に照明ユニット光を測定するように構成された光センサの光センサ信号の関数として光源の１つ以上の光源光の強度を制御する。光センサ信号に基づいて、制御ユニットは、（照明ユニット光の）色点を微調整し、オプションで（第１及び第２の光源の１つ以上の強度を制御することにより）ＣＲＩ及び効率の１つ以上も微調整する。従って、一実施形態では、上記照明ユニットは、更に、光センサを有しており、制御ユニットは、調整可能な光強度を光センサのセンサ信号の関数として有する第１の光源及び第２の光源の１つ以上の調整可能な光強度を制御する。「光センサ」という用語は、複数の光センサのことも指す。光センサは、光の色点を測定するセンサ又はスペクトル光の分布を測定するセンサ等を含んでいる。
第１の構成及び第２の構成を得るために、複数の構成が可能である。隣同士の波長変換素子、一方が他方の下流にある波長変換素子等を考えることができる。特定の実施形態では、第１及び第２の構成は、第１の構成においては波長変換素子の一方を他方の前方に配することにより、第２の構成においては一方を他方の前方に置かないことにより得られる。後者の構成では、光源は、第１又は第２の波長変換素子とともに照明ユニット光を与える。従って、一実施形態では、移送インフラストラクチャは、第１の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に第１の波長変換素子を配置し、第２の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に（積層）構成で第１の波長変換素子及び第２の波長変換素子を配置する。しかしながら、オプションで先の実施形態と組み合わされ得る更に他の実施形態では、移送インフラストラクチャは、第１の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に第１の波長変換素子を配置し、第２の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に積層構成で第２の波長変換素子を配置する。
上記のように、照明ユニットは、２つ以上の光変換素子を有している。例えば、第１の光変換素子は、一実施形態においては光変換素子の積層体を有する。同様に、前の実施形態と組み合わされ得る他の実施形態では、第２の光変換素子が光変換素子の積層体を有する。
オプションで、積層構成においては、隣り合う変換素子間にゼロではない距離が存在してもよい。
代替又は追加として、２つの構成が可能であるだけではなく、２つよりも多い構成も照明デバイスにより与えられる。従って、一実施形態では、上記照明ユニットは複数の波長変換素子を有し、移送インフラストラクチャは、第１の光源、第２の光源及び複数の波長変換素子を、これらの１つ以上の移送により複数の構成で配置するように構成され、少なくとも第１の構成及び第２の構成では、照明ユニットは、実質的に同じ色点を有するが、異なる演色評価数を持つ照明ユニット光を与える。
上記照明ユニットは、全ての種類のアプリケーションに用いられ得る。例えば、上記照明ユニットは、スタジアムの照明、道路の照明、閃光のような屋外照明、自転車のランプ若しくは自動車の照明のような乗り物の照明又はリテール照明、オフィス照明若しくは家庭用照明等のような屋内照明に用いられる。従って、霧、霞、温度、雨、雪、暗い、明るい、太陽の高さ等の１つ以上のような（屋外の）パラメータを感知するセンサを含んでいることもまた有利である。従って、一実施形態では、照明ユニットは、更に、照明ユニットの外部の状態を感知するセンサを有し、照明ユニットは、更に、照明ユニット光をセンサのセンサ信号の関数として制御する制御ユニットを有する。
本発明は、また、街灯／照明器具又はスタジアムのランプ／照明器具のような本明細書において規定される照明ユニットを有する照明器具を提供する。照明ユニット又は照明器具は、例えば、制御可能な演色性を有する白色光を与えるために用いられる。照明ユニット又は照明器具は、例えば、効率を制御し、照明特性を要求の関数として適合させるために用いられる。特に、上記のように、照明ユニット又は照明器具は、例えば、屋外照明に用いられる。しかしながら、照明ユニットは、また、例えば、オフィス照明システム、家庭用応用システム、店の照明システム、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、光ファイバ応用システム、投射システム、自己発光表示システム、ピクセル化表示システム、セグメント化表示システム、警告標識システム、医療用照明応用システム、インジケータ標識システム、装飾照明システム、携帯型システム、自動車用途、温室照明システム、園芸照明又はＬＣＤバックライティングの一部であってもよいし、それらに適用されてもよい。
「実質的に全ての光」又は「実質的に構成される」のような本明細書における「実質的に」という用語は、当業者には理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「全部」、「完全に」、「全て」等を伴う具体例も含んでいる。従って、実施形態では、形容詞的な実質的には取り除かれ得る。適用可能である場合、「実質的に」という用語は、９５％以上のような９０％以上、特に９９％以上、更に特には１００％を含む９９．５％以上に関係がある。「有する」という用語は、「有する」という用語が「から成る」を意味する具体例も含んでいる。「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前後に述べたアイテムの１つ以上に関連している。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」という表現及び同様の表現は、アイテム１及びアイテム２の１つ以上に関連する。「有している」という用語は、一形態では、「から成る」を意味するが、他の形態では、「少なくとも規定された種を含み、オプションで１つ以上の他の種を含む」ことも意味する。
更に、詳細な説明及び特許請求の範囲における第１、第２、第３等は、類似の構成要素を区別するために用いられており、必ずしも連続する順序又は発生順を説明するために用いられるものではない。そのように用いられている用語は適切な状況下において置き換え可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書中に説明されている又は示されている順序ではない他の順序で動作可能であることを理解されたい。
本明細書におけるデバイスは、とりわけ動作中について説明されている。当業者には明らかであるように、本発明は、動作の方法又は動作中のデバイスに限定されるものではない。
上述した実施形態は本発明を限定するものではではなく説明しており、当業者であれば添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多数の代替の実施形態を考案することができることに注意されたい。特許請求の範囲では、括弧内に配されたいかなる参照符号もが特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。動詞「有する」及びその活用の使用は、特許請求の範囲において述べられている構成要素又はステップ以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素の前に付された冠詞「a」又は「an」は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の構成要素を有するハードウェア及び好適にプログラムされたコンピュータにより実現され得る。幾つかの手段を列挙しているデバイスの請求項では、これらの手段の幾つかがハードウェアの１つの同じアイテムにより具現化され得る。或る方策が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に用いられないことを示してはいない。
本発明は、更に、詳細な説明において説明される及び/又は添付の図面に示される特徴的なフィーチャの１つ以上を有するデバイスに当てはまる。本発明は、更に、詳細な説明において説明される及び/又は添付の図面に示される特徴的なフィーチャの１つ以上を有する方法又はプロセスに関連している。
この特許において論じられる種々の観点は、追加の利点を与えるために組み合わせられ得る。更に、上記フィーチャの幾つかは、１つ以上の分割出願の基礎を形成し得る。
本発明の実施形態が、添付の（模式）図を参照して単に例としてこれから説明される。各図において、対応する参照符号は対応する部分を示している。
図１乃至図１ｃは、本発明の幾つかの観点を模式的に示している。 図２ａ乃至図２ｆは、幾つかの実施形態及び構成を模式的に示している。 照明器具の幾つかの実施形態を模式的に示しており、図の縮尺は必ずしも正確ではない。 図４ａ乃至図４ｄは、全てが同じ色点をもたらす光源及びルミネセンス材料の種々の組み合わせの種々の発光スペクトルを示しており、ｘ軸にはナノメートルの単位の波長が示され、ｙ軸には任意単位の強度が示されている。 図５ａ乃至図５ｄは、異なる蛍光体（Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）の発光スペクトルを示しており、ｘ軸にはナノメートルの単位の波長が示され、ｙ軸には任意単位の強度が示されている。
図１は、第１の光源光１１１を生成する第１の光源１１０及び第２の光源光２１１を生成する第２の光源２１０を有する照明ユニット１００を模式的に示している。それぞれ青色光及び赤色光のように、第２の光源光２１１は、第１の光源光１１１とは異なるスペクトル分布を有する。例えば、青色光源は４００ないし５００ｎｍ、特に、４４０ないし４９０ｎｍの範囲内の青色光を発し、赤色光源は６００ないし８００ｎｍの範囲内の赤色光を発する。
更に、上記照明ユニットは、第１の光源光１１１及び第２の光源光２１１の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光１１０１に変換することができる第１の波長変換素子１１００を有している。ここで、この構成では、第１の波長変換素子１１００は、第１の光源１１０及び第２の光源２１０の下流に構成され、従って、第１の光源光１１１及び第２の光源光２１１の１つ以上の変換に基づいて第１の波長変換素子光１１０１を生成する。
一般に（すなわち、この特定の模式的に示されている実施形態に限定されることなく）、上記他方の光源の光は色点を調整するために用いられるので、上記光源の一方の光が専ら変換される。
更に、照明ユニット１００は、第１の光源光１１１、第２の光源光２１１及び第１の波長変換素子光１１０１の１つ以上の少なくとも一部を第２の波長変換素子光２１０１に変換することができる第２の波長変換素子２１００を有している（例えば、図２ｅを参照すると、この第２の波長変換素子光２１０１は、第１の光源光１１１及び第２の光源光２１１の１つ以上により励起されると、第２の波長変換素子２１００において生成される）。この後のオプションが以下に説明される。図１ａに模式的に示されている構成では、第２の波長変換素子２１００が光を変換できることが明らかである。励起光により光を当てられると、光を変換することができる。しかしながら、この構成では、光を変換することができない。第２の波長変換素子２１００が光源の下流に配される他の構成に変更されると、第２の波長変換素子２１００が光を変換する。従って、「変換できること」が適用される。第２の波長変換素子２１００及び第１の波長変換素子１１００は、第１の波長変換素子光１１０１とは異なるスペクトル分布を有する。
上記ルミネセンス材料は、典型的には、４００ｎｍから５００ｎｍまでの波長範囲の光を吸収する。ルミネセンス材料は、典型的には、４８０ｎｍから６００ｎｍまでの波長範囲の光を発する。一実施形態では、我々は、有機蛍光体の使用を提案する。好適な有機波長変換材料の例は、ペリレン誘導体、例えば、ＢＡＳＦ社によりルモゲン（登録商標）の名前の下で販売されている化合物に基づく有機ルミネセンス材料である。市販の好適な化合物の例は、ルモゲン（登録商標）レッドＦ３０５、ルモゲン（登録商標）オレンジＦ２４０、ルモゲン（登録商標）イエローＦ０８３、ルモゲン（登録商標）Ｆ１７０及びこれらの組み合わせを含んでいるが、それらに限定されない。有利なことに、有機ルミネセンス材料は、透明であり、散乱しない。他の実施形態では、我々は、量子ドットの使用を提案する。量子ドット（又はロッド）は、一般にわずか数ナノメートルの幅又は径を有する半導体材料の微小結晶である。入射光により励起されると、量子ドットは、結晶のサイズ及び材料により決定される色の光を発する。従って、ドットのサイズを適合させることにより特定の色の光が生成される。可視範囲において放出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）のようなシェルを伴うセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づくものである。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）のようなカドミウムを含有していない量子ドットも用いられ得る。量子ドットは、非常に狭い発光帯を示し、従って、飽和色を示す。更に、発光色は、量子ドットのサイズを適合させることにより容易に変更され得る。当業者に知られている任意のタイプの量子ドットが本発明に用いられ得る。しかしながら、環境の安全及び関心の理由のために、カルシウムを含有していない量子ドット又は少なくとも非常に低いカルシウム含有量を有する量子ドットを使用することが好ましい。他の実施形態では、我々は、無機蛍光体の使用を提案する。リモート蛍光体素子は、追加の無機蛍光体も有していてもよい。無機蛍光体材料の例は、セリウム（Ｃｅ）がドープされたＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）又はＬｕＡＧ（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２）を含んでいるが、これらに限定されるものではない。セリウムがドープされたＹＡＧは黄色がかった光を発し、セリウムがドープされたＬｕＡＧは黄緑色がかった光を発する。赤色光を発する他の無機波長変換材料の例は、ＥＣＡＳ及びＢＳＳＮを含んでいるが、これらに限定されるものではなく、ＥＣＡＳはＣａ１−ｘＡｌＳｉＮ３：Ｅｕｘ、０＜ｘ≦１、好ましくは０＜ｘ≦０．２であり、ＢＳＳＮはＢａ２−ｘ−ｚＭｘＳｉ５−ｙＡｌｙＮ８-ｙＯｙ：Ｅｕｚであって、ＭはＳｒ又はＣａを表し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦４及び０．０００５≦ｚ≦０．０５、好ましくは０≦ｘ≦０．２である。無機波長変換材料は、大きいストークスシフト材料を用いることも可能である。
更に、照明ユニット１００は、第１の光源１１０、第２の光源２１０、第１の波長変換素子１１００及び第２の波長変換素子２１００をこれらの１つ以上の移送により配置する移送インフラストラクチャ２０を有している。ここでは、第１の波長変換素子１１００が現在ある位置に対して、第２の波長変換素子２１００が摺動又は回転すると、２つの構成が得られる。
上記のように、第１の構成及び第２の構成では、照明ユニットは、実質的に同じ色点を有する一方で、異なる演色評価数を有する照明ユニット光１０１を与える。これは、例えば、青色の第１の光源、赤色の第２の光源、緑色を発する第１の波長変換素子１１００及び緑色内の他の色点で緑色を発する第２の波長変換素子２１００を用い、第１の波長変換素子１１００を現在示されているように配置する、すなわち、第１の構成のように配置するか又は第２の波長変換素子２１００を第１の波長変換素子１１００の現在の位置に配置する、すなわち、第２の構成で配置することにより行われ、第１及び第２の光源の１つ以上の強度を調整することにより色点を微調整することが必要である。オプションで、色点を微調整するために他の光源も用いられ得ることに注意されたい。
ここでは、第１の波長変換素子１１００及び第２の波長変換素子２１００は、特に、第１の光源及び第２の光源の光に対して透過可能である。これは、第１の波長変換素子１１００の下流の光１１１の矢印及び光２１１の矢印により示されている。照明ユニット光１０１は、一般に、（ｉ）第１の波長変換素子光１１０１及び第２の波長変換素子光２１０１の１つ以上と、（ｉｉ）第１の光源１１０及び第２の光源２１０の１つ以上とから構成される。しかしながら、相対的な寄与の量は、第１の構成と第２の構成との間で異なる。
図１ａは、壁部７及び光出口窓３７により形成される空洞部２７を有する照明ユニットを模式的に示しており、この例では、空洞部２７は第１の波長変換素子１１００を有している。壁部７は、一般に、反射面１７を有している。例えば、壁部はテフロン（登録商標）を有しているか、又はＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３若しくはＢａ２ＳＯ４のコーティングを有している。
参照符号３０は、（オプションの）制御ユニットを指している。この制御ユニット３０は、例えばユーザの命令で照明ユニットを制御し、第１の構成又は第２の構成（又は他の構成、以下も参照されたい）で照明ユニット１００を配置する。この制御ユニット３０は、また、照明ユニット光１０１の色点を微調整するために例えば第１及び第２の光源の１つ以上の強度を制御するために適用される。この目的のために、照明ユニットは、更に、特に照明ユニット光１０１の色点を決定するために空洞部内又は空洞部の外側に配された光センサ４０を有しており、ＣＲＩ、色点等を制御する制御ユニットにセンサ信号のフィードバックを与える。（オプションの）センサ５０も、照明ユニットの一部であってもよく、このセンサは、例えば、雨、霧等の照明ユニット（又は照明器具、以下参照。）の外部のパラメータを測定する。そのようなパラメータに基づいて、制御ユニット３０は、可能な構成の１つを選択する。しかしながら、照明ユニット１００が固定された構成で設定されることも可能であることに注意されたい。例えば、最終的なアプリケーションが知られている場合、製造工場において照明ユニット１００は可能な構成の１つで設定され得る。
従って、一実施形態では、照明ユニットは、ＬＥＤ及び蛍光体素子のほかに、センサ及びドライバ（移送インフラストラクチャのアクチュエータ）を有している。例えば、センサは、蛍光体素子の存在を検出し、従って、コントローラは、特定のＣＣＴ及びＣＲＩの光を生成するために必要な特定の電流でＬＥＤを駆動するようにドライバを制御する。他の例では、センサは、光のＣＣＴ及びＣＲＩを検出し、従って、コントローラは、他の特定のＣＣＴ及びＣＲＩを有する光を生成するために必要な特定の電流でＬＥＤを駆動するためにドライバを制御する。他の例では、上記センサは、時間センサであるか、又は他の入力（例えば、光強度、雨、霧、温度、湿度、…）を検出し、従って、コントローラは、他の特定のＣＣＴ及びＣＲＩを有する光を生成するために必要な特定の電流でＬＥＤを駆動するためにドライバを制御する。
一日の或る時間に高い演色評価数（ＣＲＩ）を有することが望ましく、一方で、他の時間には高い効率を有することが望ましい。例えば、午後９時には好ましくは８０を超えるＣＲＩを有する光が望ましく、午前１時にはより低いＣＲＩの光がなお好適であり、より効率的である。従って、この目的のために、図１ｂに模式的に示されているように、或る色温度において、高いＣＲＩで低い効率と低いＣＲＩで高い効率とを切り換え可能な照明ユニット１００又は（そのような照明ユニット１００を有する）照明器具５を有することが興味深い。特に、低いＣＲＩのランプを得るために、青ないし緑色のスペクトル部分において一時的な減少があることが望ましく、これは図１ｃを参照されたい。図１ｃは、典型的な蛍光体変換型ＬＥＤ光源の光分布を示している。本明細書において説明される１つ以上の照明ユニットの照明ユニット光１０１よりなる照明器具光は、参照符号５１０１で示されている。
そのような設定可能なランプを有するために、我々は、とりわけ、青色及び赤色ＬＥＤを用い、緑色／黄色蛍光体の発光位置を変化させるために遠隔／近接蛍光体を用い、所望の色温度において黒体軌跡にとどまるように赤色ＬＥＤの強度を調節し、緑色発光体の発光位置をわずかに変えることを提案する。図２ａを参照されたい。図２ａ及び同様の図では、第１の波長変換素子１１００と、第１及び第２の光源の１つ以上とが、左側に示されている構成において放射結合され、第２の波長変換素子２１００と、第１及び第２の光源の１つ以上とが、右側に示されている構成において放射結合される。図２ｂは、第１の光変換素子１１００が第２の光変換素子２１００により置き換えられ、それにより、他の構成を作り出すことを模式的に示している。例えば、蛍光体のプレート／ディスクが（移送インフラストラクチャにより）挿入され得る。
照明ユニット光１０１は、一般に、第１及び第２の波長変換素子光の１つ以上を少なくとも有し、一般に、第１の光源光及び第２の光源光の少なくとも１つ以上、とりわけ、少なくとも両方を有することに注意されたい。
代替又は追加として、光変換素子は、図２ｃに模式的に示されているように他の光変換素子の下流（又は上流）に配置され得る。このやり方では、第２の蛍光体プレート／ディスクが第１の蛍光体プレート／ディスクの上に位置する蛍光体が強化された照明デバイスが与えられる。波長変換素子１１００（図２ｃ左側参照）、波長変換素子２１００（同じく図２ｃ左側、しかしながら、１１００の代わりに素子２１００）又は両方の波長変換素子（図２ｃ右側）を配置すると仮定すると、３つの可能な構成が存在する。アクチュエータ（図示せず）は、各構成において波長変換素子を構成する。代替又は追加として、２つよりも多い光変換素子が適用され（図２ｄ参照）、これは２つよりも多い構成を与える選択肢を広げる。従って、例えば、２よりも多い蛍光体プレート／ディスクが用いられ得る。
図２ｃ及び図２ｄは、１つ以上の構成において積層された波長変換素子が適用される実施形態を模式的に示している。従って、移送インフラストラクチャ（図示せず）は、第１の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に第１の波長変換素子を配置し、第２の構成では第１の光源及び第２の光源の下流に（積層）構成で第２の波長変換素子を配置している。そのような実施形態では、他の波長変換素子の下流の波長変換素子は、そのような波長変換素子の上流に配された波長変換素子の波長変換素子光の一部を吸収し、そのような第２の波長変換素子２１００は第１の波長変換素子光（図示せず）の少なくとも一部を変換する。
代替又は追加として、例えば図２ｅに示されているように、２つ以上の光変換素子が互いに隣同士にも配され得る（図１ａも参照されたい）。ここでは、例として、３つのルミネセンス変換素子１１００、２１００、３１００が示されている。しかしながら、３つよりも多い又は専ら２つの光変換素子も適用され得る。光源１１０、２１０及び／又は光変換素子１１００、２１００、…、を移動させることにより種々の構成が得られる。従って、例えば、少なくとも２つの異なるルミネセント領域を有する移動可能な蛍光体素子を有する蛍光体が強化された照明デバイスが得られる。
一実施形態では、上記光変換体は、光源から離れて配される。特に、有機ルミネセンス材料は、ＬＥＤダイから離れて配される（すなわち、ＬＥＤと物理的に接しない）。ＬＥＤ（ダイ）のような光源（出口面）とルミネセンス材料の１つ以上、好ましくは全てのルミネセンス材料との最短距離は、０ｍｍよりも大きく、特に０．２以上のような０．１ｍｍ以上であり、幾つかの実施形態では、１０ないし１００ｍｍのような１０ｍｍ以上である。リモートアプリケーションは、寿命を更に長くする。しかしながら、本発明は、光変換体がＬＥＤダイ（又は他の光源（の表面））と物理的に接するアプリケーションも含んでいる。ゼロではない距離で、光源から離れていても、「近くに（in the vicinity）」としても示される。実施形態が図２ｆに模式的に示されており、光源と光変換素子との距離がｄで示されている。光源としてＬＥＤを仮定すると、特に、距離ｄはＬＥＤダイと光変換素子との距離である。
（図１ｂもであるが）図３は、本明細書において説明される１つ以上の照明ユニット１００を有するランプ（左）及び照明器具（右）の実施形態を模式的に示している。
図４ａないし図４ｃは、５つの構成のセットからの３つを示しており、それぞれが同じ色点（色温度）約（０．８、０．８）を与えるが、（図４ｄに示されているように）各構成は異なるＣＲＩ及び効率を有している。図４ｄのｘ軸上のＣＲＩは、効率が低くなるにつれて大きくなり、ピーク最大値（λｐ）は左から右に減少し、半値全幅（ＦＷＨＭ）は、点Ｄ及び特に８８ｎｍのＦＷＨＭを有する点Ｅを除いて、左から右へ小さくなっている。４５０ｎｍにλｐｅａｋ（λｐ）を有する光を発する青色ＬＥＤが用いられるとともに、６１０ｎｍにλｐｅａｋを有する光を発する赤色ＬＥＤが用いられている（グラフ参照）。蛍光体の放射のλｐｅａｋ及びＦＷＨＭは、以下の表に示されている。点ＡないしＥは、中間波長による光源の以下のばらつきを示している。
従って、本発明は、第１の波長分布を有する第１の光源光を発する第１の光源と、第２の波長分布を有する第２の光源光を発する第２の光源と、第１のルミネセンス材料を有する第１の光変換素子とを有する蛍光体が強化された照明デバイスを提供し、第１のルミネセンス材料は、第１の波長分布の第１の光源光を吸収して第３の波長分布を有する第１の変換光源光を発し、第２の光変換素子の挿入及び／又は第１の光変換素子と第２のルミネセンス材料を有する第２の光変換素子との置換が行われ、第２のルミネセンス材料は、演色評価数を適合させるために第２の波長分布を有する第２の光源の強度を調節することを伴って、第１の波長分布の第１の光源光を吸収して第４の波長分布を有する第２の変換光源光を発し、第１の演色評価数から第２の演色評価数に切り換える際、蛍光体が強化された照明デバイスから発せられる光の相関色温度が長時間維持される。
図５ａは、全て緑ないし橙色のスペクトル部分にある異なる蛍光体（Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）の発光スペクトルを示している。図５ｂないし図５ｄは、全てが同じ色点をもたらす光源及びこれらのルミネセンス材料の種々の組み合わせの種々の発光スペクトルを示している。スペクトルについては、７０％のウォールプラグ効率を有するフィリップスルミレッズ社のロイヤルブルーＬＥＤ及び１３０ｌｍ／Ｗ（電気）の効率の赤色ＬＥＤが用いられた。我々は、Ｅｕ２＋含有ケイ酸塩蛍光体Ｐ１及び２つの異なるＣｅ３＋含有ＹＡＧ蛍光体Ｐ２、Ｐ３を用いた。図５ａには、上記蛍光体の発光スペクトルが示されている。
図５ｂでは、７１のＣＲＩで１９４ｌｍ／Ｗ（電気）の効率を与えるＰ２のスペクトルが得られる。図５ｃでは、８５のＣＲＩで１８０ｌｍ／Ｗ（電気）の効率を与えるＰ１のスペクトルが得られる。図５ｄでは、９２のＣＲＩで１４７ｌｍ／Ｗ（電気）の効率を与えるＹＡＧ蛍光体Ｐ３のスペクトルが得られる。従って、同じ色点であれば、効率は、与えられた３つの構成において９２のＣＲＩの１４７ｌｍ／Ｗから７１のＣＲＩの１９４ｌｍ／Ｗの間で変化する。そのような３つの構成は、例えば、各ルミネセンス材料Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を有する３つの波長変換素子光を与えられる。

Claims (15)

  1. 第１の光源光を生成する第１の光源と、前記第１の光源光とは異なるスペクトル分布を有する第２の光源光を生成する第２の光源と、前記第１の光源光及び前記第２の光源光の１つ以上の少なくとも一部を第１の波長変換素子光に変換することができる第１の波長変換素子と、前記第１の光源光、前記第２の光源光及び前記第１の波長変換素子光の１つ以上の少なくとも一部を前記第１の波長変換素子光とは異なるスペクトル分布を有する第２の波長変換素子光に変換することができる第２の波長変換素子とを有する照明ユニットであって、前記第１の光源、前記第２の光源、前記第１の波長変換素子及び前記第２の波長変換素子の１つ以上の移送により前記第１の光源、前記第２の光源、前記第１の波長変換素子及び前記第２の波長変換素子を第１の構成又は第２の構成に配置する移送インフラストラクチャを更に有し、前記第１の構成及び前記第２の構成では、当該照明ユニットは、実質的に同じ色点を有し、異なる演色評価数を有する照明ユニット光を与える、当該照明ユニット。
  2. 前記第１の光源は青色を発する光源を有し、前記第２の光源は赤色を発する光源を有し、前記第１の波長変換素子及び前記第２の波長変換素子はそれぞれ、緑色ルミネセンス材料、黄色ルミネセンス材料及び橙色ルミネセンス材料の１つ以上を独立して有する、請求項１記載の照明ユニット。
  3. 前記第１の光源及び前記第２の光源が、ＬＥＤ及びレーザよりなる群から独立して選択され、１つ以上の前記ルミネセンス材料が、量子ドットルミネセンス材料、無機ルミネセンス材料及び有機ルミネセンス材料よりなる群から選択される、請求項２記載の照明ユニット。
  4. 前記第１の光源及び前記第２の光源の１つ以上が調整可能な光強度を有し、当該照明ユニットは、前記第１及び前記第２の構成の関数として調整可能な光強度を有する前記第１の光源及び前記第２の光源の１つ以上の前記調整可能な光強度を制御する制御ユニットを更に有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  5. 光センサを更に有し、前記制御ユニットが、前記光センサのセンサ信号の関数として調整可能な光強度を有する前記第１の光源及び前記第２の光源の１つ以上の前記調整可能な光強度を制御する、請求項４記載の照明ユニット。
  6. 前記第１の構成及び前記第２の構成において、当該照明ユニットは、互いに１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）以内の色点を有する照明ユニット光を与える、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  7. 前記第１の構成及び前記第２の構成の１つ以上において、前記第１の波長変換素子及び前記第２の波長変換素子の１つ以上が透過モードで配される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  8. 前記移送インフラストラクチャが、第１の構成では前記第１の光源及び前記第２の光源の下流に前記第１の波長変換素子を配置し、第２の構成では前記第１の光源及び前記第２の光源の下流に積層構成で前記第１の波長変換素子及び前記第２の波長変換素子を配置する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  9. 前記移送インフラストラクチャが、第１の構成では前記第１の光源及び前記第２の光源の下流に前記第１の波長変換素子を配置し、第２の構成では前記第１の光源及び前記第２の光源の下流に積層構成で前記第２の波長変換素子を配置する、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  10. 複数の波長変換素子を有し、前記移送インフラストラクチャが、前記第１の光源、前記第２の光源及び前記複数の波長変換素子の１つ以上の移送により複数の構成で前記第１の光源、前記第２の光源及び前記複数の波長変換素子を配置し、少なくとも前記第１の構成及び前記第２の構成では、当該照明ユニットは、実質的に同じ色点を有し、異なる演色評価数を有する照明ユニット光を与える、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  11. 当該照明ユニットから外部の状態を感知するセンサを更に有し、当該照明ユニットは、前記センサのセンサ信号の関数として前記照明ユニット光を制御する制御ユニットを更に有する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  12. 前記移送インフラストラクチャがアクチュエータを有する、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の照明ユニット。
  13. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の照明ユニットを有する、照明器具。
  14. 制御可能な演色性を有する白色光を与えるための請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の照明ユニット又は請求項１３記載の照明器具の使用。
  15. 効率を制御し、要求の関数として照明特性を適合させるための請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の照明ユニット又は請求項１３記載の照明器具の使用。
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