一態様では、本発明は、照明デバイス(「デバイス」)を提供する。本照明デバイスは、第1の光源、第1のルミネッセンス材料、及び(特に、スペクトル的に異なる発光特性を有する)第2のルミネッセンス材料を備える。特に、本デバイスは、第1の光源、(第1のルミネッセンス材料を含む)第1の変換器材料、及び(第2のルミネッセンス材料を含む)第2の変換器材料を備える。実施形態では、第1の光源は特に、第1の光源光スペクトルパワー分布を有する第1の光源光を生成するように構成されている。また更なる特定の実施形態では、第1の光源は、レーザ光源を含む。更には、実施形態では、第1の変換器材料(又は、「第1の光変換器材料」)は特に、第1の光源光の少なくとも一部を、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第1のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第1のルミネッセンス材料を含む。特定の実施形態では、第1のルミネッセンス材料光は、緑色及び/又は黄色波長範囲の1つ以上の波長を有する。更には、実施形態では、第2の変換器材料(又は、「第2の光変換器材料」)は特に、第1のルミネッセンス材料光の一部及び/又は第1の光源光の一部を、(特に第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布とは異なる)第2のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第2のルミネッセンス材料を含む。特定の実施形態では、第2のルミネッセンス材料光は、橙色及び/又は赤色波長範囲の1つ以上の波長(特に、590~780nmの範囲、更により特定的には、590~680nmの範囲の1つ以上の波長)を有する。特に、実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光(の少なくとも一部)が、(i)第1の変換器材料による反射、(ii)透過、及び(iii)第1の変換器材料を介した散乱のうちの1つ以上の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。特に、実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光(の少なくとも一部)が、第1の変換器材料を介した散乱の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。また更により特定的には、実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光が、第1の変換器材料を介した散乱の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。
また更には、実施形態では、照明デバイスは、第1の熱伝導性要素を備えてもよい。特に、第1の熱伝導性要素は、第2のルミネッセンス材料の少なくとも一部と熱接触して(構成されて)いる。
それゆえ、特定の実施形態では、本発明は、照明デバイスであって、(a)第1の光源光スペクトルパワー分布を有する第1の光源光を生成するように構成されている、第1の光源であって、レーザ光源を含む、第1の光源と、(b)第1の光源光の少なくとも一部を、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第1のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第1のルミネッセンス材料を含む第1の変換器材料であって、第1のルミネッセンス材料光が、緑色及び/又は黄色波長範囲の1つ以上の波長を有する、第1の変換器材料と、(c)第1のルミネッセンス材料光の一部を、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布とは異なる第2のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第2のルミネッセンス材料を含む第2の変換器材料であって、第2のルミネッセンス材料光が、橙色及び/又は赤色波長範囲の1つ以上の波長を有し、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光が、(i)第1の変換器材料による反射、(ii)透過、及び(iii)第1の変換器材料を介した散乱のうちの1つ以上の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている、第2の変換器材料と、オプションとして、(d)第2のルミネッセンス材料の少なくとも一部と熱接触している、第1の熱伝導性要素とを備える、照明デバイスを提供する。上述のように、特に実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光(の少なくとも一部)が、第1の変換器材料を介した散乱の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。
更には、第1の光源光は、光軸(O)を有する。第1の光源は、光軸を有する光源光のビームを生成してもよい。特に、光軸は、光生成要素、ここでは特に第1の光源から開始して、本システムを通って光が伝搬する経路を画定する、仮想線として定義され得る。特定の実施形態では、光軸(O)は、第1の変換器材料には入射し、第2の変換器材料には入射しない。このようにして、第2の変換器材料、特に第2のルミネッセンス材料は、直接的な第1の(レーザ)光源光から保護されてもよい。光軸(O)が第1の変換器材料には入射し、第2の変換器材料には入射しない実施形態は、特に、第1の光源光が、第1の変換器材料を介した散乱によってのみ、第2の変換器材料に到達することができる(又は、特定の実施形態では、第2の変換器材料に全く到達することができない)場合に、得られてもよい。
上述のように、照明デバイスは、第1の光源光スペクトルパワー分布を有する第1の光源光を生成するように構成されている、第1の光源を備える。特に、第1の光源は、レーザ光源を含む。用語「光源」とは、発光ダイオード(light emitting diode;LED)、共振空洞発光ダイオード(resonant cavity light emitting diode;RCLED)、垂直共振器レーザダイオード(vertical cavity laser diode;VCSEL)、端面発光レーザなどの、半導体発光デバイスを指す場合がある。用語「光源」はまた、パッシブマトリックス(passive-matrix organic light-emitting diode;PMOLED)又はアクティブマトリックス(active-matrix organic light-emitting diode;AMOLED)などの、有機発光ダイオードを指す場合もある。特定の実施形態では、光源は、固体光源(LED又はレーザダイオードなど)を含む。一実施形態では、光源は、LED(発光ダイオード)を含む。LEDという用語はまた、複数のLEDを指す場合もある。更には、用語「光源」は、実施形態ではまた、いわゆるチップオンボード(chips-on-board;COB)光源を指す場合もある。用語「COB」は特に、封入も接続もされることなく、PCBなどの基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のLEDチップを指す。それゆえ、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、COBは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチLEDチップである。用語「光源」はまた、2~2000個の固体光源などの、複数の(本質的に同一の(又は異なる))光源に関する場合もある。実施形態では、光源は、LEDなどの単一の固体光源の下流の、又は複数の固体光源の下流の(すなわち、例えば、複数のLEDによって共有されている)、1つ以上のマイクロ光学要素(マイクロレンズのアレイ)を含んでもよい。実施形態では、光源は、オンチップ光学素子を有するLEDを含み得る。実施形態では、光源は、(実施形態では、オンチップビームステアリングを提供する)(光学素子を有する、又は有さない)画素化された単一のLEDを含む。用語「レーザ光源」とは特に、レーザを指す。そのようなレーザは特に、UV、可視、又は赤外の1つ以上の波長を有する、特に、300~1500nmなどの、200~2000nmの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に構成されてもよい。用語「レーザ」とは特に、電磁放射線の誘導放出に基づく光増幅のプロセスを介して、光を放出するデバイスを指す。特に、実施形態では、用語「レーザ」は、固体レーザを指す場合がある。
それゆえ、実施形態では、第1の光源は、レーザ光源を含む。実施形態では、用語「レーザ」又は「固体レーザ」は、セリウムでドープされた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)、クロムでドープされたクリソベリル(アレキサンドライト)レーザ、クロムZnSe(Cr:ZnSe)レーザ、二価サマリウムでドープされたフッ化カルシウム(Sm:CaF2)レーザ、Er:YAGレーザ、エルビウムでドープされたガラスレーザ及びエルビウム-イッテルビウムで共ドープされたガラスレーザ、F-中心レーザ、ホルミウムYAG(Ho:YAG)レーザ、Nd:YAGレーザ、NdCrYAGレーザ、ネオジムでドープされたイットリウムカルシウムオキソボレートNd:YCa4O(BO3)3又はNd:YCOB、ネオジムでドープされたオルトバナジン酸イットリウム(Nd:YVO4)レーザ、ネオジムガラス(Nd:ガラス)レーザ、ネオジムYLF(Nd:YLF)固体レーザ、プロメチウム147でドープされたリン酸ガラス(147Pm3+:ガラス)固体レーザ、ルビーレーザ(Al2O3: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;Al2O3:Ti3+)レーザ、三価ウラニウムでドープされたフッ化カルシウム(U:CaF2)固体レーザ、イッテルビウムでドープされたガラスレーザ(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、Yb2O3(ガラス又はセラミック)レーザなどのうちの1つ以上を指す場合がある。実施形態では、用語「レーザ」又は「固体レーザ」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つ以上を指す場合がある。
以下から導出され得るように、用語「レーザ光源」はまた、複数の(異なる又は同一の)レーザ光源を指す場合もある。特定の実施形態では、用語「レーザ光源」は、複数N個の(同一の)レーザ光源を指す場合がある。実施形態では、N=2以上である。特定の実施形態では、Nは、特に少なくとも8などの、少なくとも5であってもよい。このようにして、より高い輝度が得られてもよい。実施形態では、レーザ光源は、レーザバンク内に配置されてもよい。レーザバンクは、実施形態では、ヒートシンク、及び/又は光学素子、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。
レーザ光源は、レーザ光源光(又は、「レーザ光」)を生成するように構成されている。第1の光源光は、レーザ光源光から本質的に成るものであってもよい。第1の光源光はまた、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含んでもよい。例えば、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含む単一の光ビームを供給するために、光ガイドにインカップルされてもよい。
それゆえ、特定の実施形態では、光源光は特に、コリメートされた光源光である。また更なる実施形態では、光源光は特に、(コリメートされた)レーザ光源光である。
語句「異なる光源」又は「複数の異なる光源」、及び同様の語句は、実施形態では、少なくとも2つの異なるビンから選択されている複数の固体光源を指す場合がある。同様に、語句「同一の光源」又は「複数の同じ光源」、及び同様の語句は、実施形態では、同じビンから選択されている複数の固体光源を指す場合がある。
第1の光源は特に、光軸(O)、(ビーム形状、)及び第1のスペクトルパワー分布を有する、第1の光源光を生成するように構成されている。第1の光源光は、実施形態では、レーザに関して既知であるような帯域幅を有する、1つ以上の帯域を含み得る。特定の実施形態では、帯域は、10nm以下などの、室温において20nm未満の範囲の半値全幅(full width half maximum;FWHM)を有するものなどの、比較的明確な線であってもよい。それゆえ、光源光は、1つ以上の(狭)帯域を含み得る、第1のスペクトルパワー分布(波長の関数としての、エネルギー尺度上の強度)を有する。
実施形態では、光源光のビームは、実施形態では≦2°(FWHM)、より特定的には≦1°(FWHM)、最も特定的には≦0.5°(FWHM)などの、比較的高度にコリメートされたものであってもよい。それゆえ、≦2°(FWHM)は、(高度に)コリメートされた光源光と見なされてもよい。
上述のように、実施形態では、第1の光源光は、レーザ光源光から本質的に成るものであってもよい。更なる特定の実施形態では、第1の光源光は、(同じビンからなどの)1つ以上の本質的に同一のレーザ光源の、レーザ光源光から本質的に成るものであってもよい。
第1の光源は特に、200~495nmの範囲から選択されるものなどの、UV及び青色の1つ以上の波長を有する光源光を生成するように構成されてもよい。特に、第1の光源光の(ワット単位の)スペクトルパワーの、少なくとも95%などの、少なくとも90%は、第1の光源光のスペクトルパワーの少なくとも90%が380~495nmの範囲であるような、350~495nmの範囲などの、200~495nmの範囲内にある。実施形態では、第1の光源は、(第1の光源光の)スペクトルパワーの少なくとも90%を、UV(及び、オプションとして青色の一部)に、特に200~440nmの波長範囲に、更により特定的には380~440nmの波長範囲に有する、第1の光源光を生成するように構成されている。あるいは、実施形態では、第1の光源は、(第1の光源光の)スペクトルパワーの少なくとも90%を、青色に、特に440~495nmの波長範囲に有する、第1の光源光を生成するように構成されている。
用語「紫色光」又は「紫色発光」は、特に、約380~440nmの範囲の波長を有する光に関連する。用語「青色光」又は「青色発光」は、特に、約440~495nmの範囲の波長を有する(ある程度の紫色及びシアン色の色相を含む)光に関連する。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、特に、約495~570nmの範囲の波長を有する光に関連する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、特に、約570~590nmの範囲の波長を有する光に関連する。用語「橙色光」又は「橙色発光」は、特に、約590~620nmの範囲の波長を有する光に関連する。用語「赤色光」又は「赤色発光」は、特に、約620~780nmの範囲の波長を有する光に関連する。用語「ピンク色光」又は「ピンク色発光」は、青色成分及び赤色成分を有する光を指す。用語「シアン色」は、約490~520nmの範囲から選択される1つ以上の波長を指す場合がある。用語「琥珀色」は、約590~600nmなどの、約585~605nmの範囲から選択される1つ以上の波長を指す場合がある。用語「可視」、「可視光」、又は「可視発光」、及び同様の用語は、約380~780nmの範囲の1つ以上の波長を有する光を指す。
第1の光源は特に、遠隔構成で構成されている。それゆえ、第1の光源の放射線出口面は、光変換器材料と物理的に接触していなくてもよい。例えば、距離は、例えば少なくとも1mmのような、少なくとも100μmなどの、特に少なくとも10μmのような、少なくとも1μmであってもよい。しかしながら特に、距離は、10mm以下などの、20mm以下であってもよい。実施形態では、第1の光源の放射線出口面と第1の変換器材料との間の距離は、10μm~10mmの範囲から選択されてもよい。しかしながら、他の距離もまた可能であり得る。特に、特定の実施形態では、第1の光源の放射線出口面は、光変換器材料と光学接触(又は、「光結合」)していなくてもよい(光学接触については以下を更に参照)。
上述のように、照明デバイスは、第1の光源光の少なくとも一部を、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第1のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第1のルミネッセンス材料を含む第1の変換器材料を備える。
用語「ルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布」及び同様の用語は、特に、ルミネッセンス材料光のスペクトルパワー分布を指す。用語「ルミネッセンス材料光」及び同様の用語は、特に、(ルミネッセンス材料が((第1の)光源光で)励起される場合に生成され得る)ルミネッセンス材料のルミネッセンスを指す。
更には、上述のように、照明デバイスはまた、第1のルミネッセンス材料光の一部を、第2のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第2のルミネッセンス材料を含む第2の変換器材料も備える。第1のルミネッセンス材料光の一部を変換することによって、照明デバイスから発出する第1のルミネッセンス材料光の実効スペクトル分布は、実施形態では、第1のルミネッセンス材料によって生成された第1のルミネッセンス材料光とは異なり得る。例えば、第1のルミネッセンス材料光が、帯域形状を有する場合、特に、実施形態では、より短い波長を有する第1のルミネッセンス材料光の一部が、第2のルミネッセンス材料によって吸収され得る。それゆえ、実施形態では、照明デバイスから発出する第1のルミネッセンス材料光は、第1のルミネッセンス材料によって生成された第1のルミネッセンス材料光に対して赤方偏移され得る。
用語「ルミネッセンス材料」とは特に、第1の放射線、特にUV放射線及び青色放射線のうちの1つ以上を、第2の放射線に変換することが可能な材料を指す。一般に、第1の放射線と第2の放射線とは、異なるスペクトルパワー分布を有する。それゆえ、用語「ルミネッセンス材料」の代わりに、用語「ルミネッセンス変換器」又は「変換器」もまた、適用されてもよい。一般に、第2の放射線は、第1の放射線よりも大きい波長におけるスペクトルパワー分布を有しており、これは、いわゆる下方変換の場合である。しかしながら、特定の実施形態では、第2の放射線は、第1の放射線よりも小さい波長において強度を有する、スペクトルパワー分布を有しており、これは、いわゆる上方変換の場合である。実施形態では、「ルミネッセンス材料」とは特に、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可能な材料を指す場合がある。例えば、実施形態では、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可能であってもよい。ルミネッセンス材料は、特定の実施形態ではまた、放射線を赤外放射線(infrared radiation;IR)に変換してもよい。それゆえ、放射線で励起されると、ルミネッセンス材料は、放射線を放出する。一般に、ルミネッセンス材料は、下方変換器であり、すなわち、より小さい波長の放射線が、より大きい波長を有する放射線に変換されるが(λex<λem)、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料は、下方変換器ルミネッセンス材料を含んでもよく、すなわち、より大きい波長の放射線が、より小さい波長を有する放射線に変換される(λex>λem)。実施形態では、用語「ルミネッセンス」は、リン光を指す場合がある。実施形態では、用語「ルミネッセンス」はまた、蛍光を指す場合もある。用語「ルミネッセンス」の代わりに、用語「発光」もまた適用されてもよい。それゆえ、用語「第1の放射線」及び「第2の放射線」は、それぞれ、励起放射線及び発光(放射線)を指す場合がある。同様に、用語「ルミネッセンス材料」は、実施形態では、リン光及び/又は蛍光を指す場合がある。用語「ルミネッセンス材料」はまた、複数の異なるルミネッセンス材料を指す場合もある。
それゆえ、ルミネッセンス材料は、300~1500nmなどの、200~2000nmの範囲から選択される1つ以上の波長から選択されるものなどの放射線で励起されると、ルミネッセンスを放出し得る。それゆえ、用語「変換器材料」とは、特にまた、UV、可視、又は赤外の1つ以上の波長、特に、300~1500nmなどの、200~2000nmの範囲から選択される1つ以上の波長を少なくとも部分的に吸収して、そのような放射線を、特に別の波長のルミネッセンスに少なくとも部分的に変換する、光変換器要素を指す場合もある。
特に、ルミネッセンス材料は、活性種であるか、又は活性種を含む。ここで、用語「活性種」とは、光源光をルミネッセンス材料光に有効に変換することが可能であることにより、ルミネッセンス材料(又は、変換器材料)に変換器機能を付与する、原子、イオン、分子群、又は分子を指す場合がある。
関連する活性種は、例えば、Eu2+又はCe3+であってもよい。他の活性種は、量子ドットであってもよい。更に他の活性種は、有機ルミネッセンス染料であってもよい。
実施形態では、ルミネッセンス材料は、特に三価セリウム又は二価ユーロピウムでそれぞれドープされている、ガーネット及び窒化物から選択されてもよい。ガーネットの実施形態は、特に、A3B5O12ガーネットを含み、Aは、実施形態では、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、更により特定的には、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、実施形態では、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つ以上などの、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、より特定的には、本質的に完全にAlなどの、少なくともAlを含み得る。そのようなガーネットは、セリウム(Ce)で、プラセオジム(Pr)で、又は、セリウムとプラセオジムとの組み合わせでドープされてもよいが、しかしながら、特にCeでドープされてもよい。特に、Bは、アルミニウム(Al)を含むが、しかしながら、Bはまた、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%、より特定的には最大でAlの約10%含んでもよい(すなわち、Bイオンは、90モル%以上のAlと、10モル%以下のGa、Sc、及びInのうちの1つ以上とから本質的に成る)。Bは、特に、最大で約10%のガリウムを含んでもよい。別の変形形態では、B及びOは、Si及びNによって少なくとも部分的に置換されてもよい。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)から成る群から選択されてもよい。更には、Gd及び/又はTbは特に、最大でAの約20%の量でのみ存在する。特定の実施形態では、ガーネットルミネッセンス材料は、(Y1-xLux)3B5O12:Ceを含み、xは、0以上かつ1以下である。
用語「:Ce」は、ルミネッセンス材料中の金属イオンの一部(すなわち、ガーネットでは、「A」イオンの一部)が、Ceによって置換されていることを示す。例えば、(Y1-xLux)3Al5O12:Ceの場合、Y及び/又はLuの一部が、Ceによって置換されている。このことは、当業者には既知である。Ceは、一般に10%以下でAを置換することになり、一般に、Ce濃度は、(Aに対して)0.1~4%、特に0.1~2%の範囲となる。1%のCe及び10%のYを想定すると、完全な正しい式は、(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12とすることが可能である。
ガーネット中のCeは、当業者には既知であるように、実質的に三価の状態であるか、又は三価の状態のみである。
実施形態では、第1のルミネッセンス材料は(それゆえ)、A3B5O12を含み、特定の実施形態では、B-Oの最大10%が、Si-Nによって置換されてもよい。
特定の実施形態では、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3)3(Aly1-y2B'y2)5O12を含み、式中、x1+x2+x3=1であり、x3>0であり、0<x2+×3≦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群から選択される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種以上の元素を含む。実施形態では、x3は、0.001~0.1の範囲から選択される。本発明では、特に、少なくとも0.8のような、>0.2などの、x1>0である。Yを有するガーネットは、好適なスペクトルパワー分布をもたらし得る。
特定の実施形態では、B-Oの最大10%が、Si-Nによって置換されてもよい。ここで、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(及び、Oは酸素を指し)、特定の実施形態では、B-Oは、Al-Oを指す場合がある。上述のように、特定の実施形態では、x3は、0.001~0.04の範囲から選択されてもよい。特に、そのようなルミネッセンス材料は、好適なスペクトル分布を有し(しかしながら、以下も参照)、比較的高い効率を有し、比較的高い熱安定性を有し、(第1の光源光及び第2の光源光(及び光学フィルタ)の組み合わせで)高いCRIを可能にし得る。
特定の実施形態では、Aは、Lu及びGdから成る群から選択されてもよい。あるいは、又は更に、Bは、Gaを含んでもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12を含み、式中、Lu及び/又はGdが利用可能であってもよい。更により特定的には、x3は、0.001~0.1の範囲から選択され、0<x2+x3≦0.1であり、0≦y2≦0.1である。更には、特定の実施形態では、B-Oの最大1%が、Si-Nによって置換されてもよい。ここで、百分率は(当該技術分野において既知であるような)モルを指すものであり、例えば、欧州特許第3149108号もまた参照されたい。
また更なる特定の実施形態では、ルミネッセンス材料は、(Yx1-x3Cex3)3Al5O12を含み、式中、x1+x3=1であり、0.001~0.1などの、0<x3<0.2である。
特定の実施形態では、光生成デバイスは、ガーネットを含むセリウムのタイプから選択される、ルミネッセンス材料のみを含んでもよい。また更なる特定の実施形態では、光生成デバイスは、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3)3(Aly1-y2B'y2)5O12などの、単一のタイプのルミネッセンス材料を含む。それゆえ、特定の実施形態では、光生成デバイスは、ルミネッセンス材料を含み、ルミネッセンス材料の少なくとも85重量%、更により特定的には少なくとも約90重量%、また更により特定的には少なくとも約95重量%などが、(Yx1-x2-x3A'x2Cex3)3(Aly1-y2B'y2)5O12を含む。ここで、A'は、ランタニドから成る群から選択される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種以上の元素を含み、式中、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、0.001~0.1の範囲から選択される。実施形態では、x2=0である点に留意されたい。あるいは、又は更に、実施形態では、y2=0である。
特定の実施形態では、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。
青色ルミネッセンス集光器は、特に単結晶として構成されている、YSO(Y2SiO5:Ce3+)若しくは同様の化合物、又は、BAM(BaMgAl10O17:Eu2+)若しくは同様の化合物に基づき得る。
実施形態では、赤色ルミネッセンス材料は、(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu、及び(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Euから成る群から選択される、1種以上の材料を含んでもよい。これらの化合物中、ユーロピウム(Eu)は、実質的に二価であるか、又は二価のみであり、示されている二価カチオンのうちの1つ以上を置換する。一般に、Euは、カチオンの10%よりも多い量では存在することがなく、その存在は、特に、置換するカチオンに対して、約0.5~10%の範囲、より特定的には、約0.5~5%の範囲となる。用語「:Eu」は、金属イオンの一部が、Euによって(これらの例では、Eu2+によって)置換されていることを示す。例えば、CaAlSiN3:Eu中、2%のEuを想定すると、正しい式は、(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3とすることが可能である。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、特にCa、Sr、又はBaなどの、二価カチオンを置換することになる。
材料(Ba,Sr,Ca)S:Euはまた、MS:Euとしても示されることができ、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)、及びカルシウム(Ca)から成る群から選択される、1種以上の元素であり、特に、Mは、この化合物において、カルシウム又はストロンチウム、あるいはカルシウム及びストロンチウム、より特定的にはカルシウムを含む。ここで、Euが導入され、M(すなわち、Ba、Sr、及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置換する。
更には、材料(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Euはまた、M2Si5N8:Euとしても示されることができ、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)、及びカルシウム(Ca)から成る群から選択される、1種以上の元素であり、特に、Mは、この化合物においてSr及び/又はBaを含む。更なる特定の実施形態では、Mは、Sr及び/又はBaから成り(Euの存在を考慮せず)、Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu(すなわち、75%のBa;25%のSr)などの、特に50~100%、より特定的には50~90%のBaと、50~0%、特に50~10%のSrとから成る。ここで、Euが導入され、M(すなわち、Ba、Sr、及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置換する。
同様に、材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Euはまた、MAlSiN3:Euとしても示されることができ、Mは、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)、及びカルシウム(Ca)から成る群から選択される、1種以上の元素であり、特に、Mは、この化合物において、カルシウム又はストロンチウム、あるいはカルシウム及びストロンチウム、より特定的にはカルシウムを含む。ここで、Euが導入され、Mすなわち、Ba、Sr、及びCaのうちの1つ以上)の少なくとも一部を置換する。
上述のルミネッセンス材料中のEuは、当業者には既知であるように、実質的に二価の状態であるか、又は二価の状態のみである。
ガーネット型ルミネッセンス材料は、特に、第1のルミネッセンス材料として適用されてもよい。
用語「ルミネッセンス材料」は、本明細書では特に、無機ルミネッセンス材料に関し、これはまた、蛍光体として示される場合もある。これらの用語は、当業者には既知である。
実施形態では、量子ドット及び/又は有機染料が適用されてもよく、これらは、オプションとして、例えばPMMA又はポリシロキサンなどのなどのようなポリマーのような、透過性マトリックス内に埋め込まれてもよい。
量子ドットは、一般に数ナノメートルのみの幅又は直径を有する、半導体材料の小さい結晶である。入射光によって励起されると、量子ドットは、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放出する。それゆえ、ドットのサイズを適合させることによって、特定の色の光が作り出されることができる。可視域で発光する既知の量子ドットの殆どは、硫化カドミウム(CdS)及び硫化亜鉛(ZnS)などのシェルを有する、セレン化カドミウム(CdSe)に基づく。リン化インジウム(InP)並びに硫化インジウム銅(CuInS2)及び/又は硫化インジウム銀(AgInS2)などの、カドミウムを含まない量子ドットもまた、使用されることができる。量子ドットは、極めて狭い発光帯域を示し、それゆえ、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。本発明では、当該技術分野において既知の、任意のタイプの量子ドットが使用されてもよい。しかしながら、環境に関する安全性及び懸念の理由から、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極めて低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体もまた使用されてもよい。用語「量子閉じ込め構造体」は、本出願の文脈では、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るべきである。
有機蛍光体も、同様に使用されることができる。好適な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体に基づく有機ルミネッセンス材料、例えば、BASFによってLumogen(登録商標)の名称で販売されている化合物である。好適な化合物の例としては、限定するものではないが、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が挙げられる。
変換器材料は、ルミネッセンス材料から成るものであってもよい。しかしながら、変換器材料はまた、ルミネッセンス材料を含む場合もある。例えば、ルミネッセンス材料は、無機材料又はポリマー材料のような、ホスト材料内に埋め込まれてもよい。実施形態では、変換器材料は、活性種から成る。しかしながら、変換器材料はまた、活性種を含む場合もある。例えば、活性種は、無機材料又はポリマー材料のような、ホスト材料内に埋め込まれてもよい。例えば、三価セリウムが、ガーネットホスト格子内で利用可能であってもよい。三価セリウムを有するガーネットホスト格子は、ルミネッセンス材料又は変換器要素であってもよい。しかしながら、無機ルミネッセンス材料又は有機ルミネッセンス材料はまた、例えば、シロキサン又はPMMAのようなポリマーの、ホスト材料内に埋め込まれてもよい。そのような実施形態では、ホスト材料とルミネッセンス材料とが、変換器材料を本質的に提供してもよく、用語「埋め込まれている」及び同様の用語は、分散されている、分子分散されている、溶解されていることなどを指す場合がある。
変換器材料は特に、200~1500nmの範囲、特に可視波長範囲の1つ以上の波長を有する光に対して、少なくとも部分的に透過性であってもよい。特に、ルミネッセンス材料が埋め込まれているホスト材料が使用される場合、ホスト材料は、200~1500nmの範囲、特に可視波長範囲の1つ以上の波長を有する光に対して、少なくとも部分的に透過性であってもよい。それゆえ、特定の実施形態では、ホスト材料は、光透過性(ホスト)材料を含むか、又は、光透過性(ホスト)材料から本質的に成るものであってもよい。
用語「光透過性ホスト材料」及び同様の用語は特に、緑色及び赤色、また一般には青色などの、可視の1つ以上の波長に対して(透過性、特に透明)の、光透過性材料、特に光透明材料を指す場合がある。好適なホスト材料は、非晶質ポリマー群、例えば、PC(polycarbonate;ポリカーボネート)、ポリメチルアクリレート(polymethylacrylate;PMA)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate;PMMA)(Plexiglas(登録商標)又はPerspex(登録商標))、セルロースアセテートブチレート(cellulose acetate butyrate;CAB)、シリコーン、PDMS(polydimethylsiloxane;ポリジメチルシロキサン)、及びCOC(cyclo olefin copolymer;シクロオレフィンコポリマー)から選択されるものなどの、透過性有機材料から成る群から選択される1種以上の材料を含み得る。特に、光透過性材料は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリ(メチル)メタクリレート(P(M)MA)、ポリグリコリド又はポリグリコール酸(polyglycolic acid;PGA)、ポリ乳酸(polylactic acid;PLA)、ポリカプロラクトン(polycaprolactone;PCL)、ポリエチレンアジペート(polyethylene adipate;PEA)、ポリヒドロキシアルカノエート(polyhydroxy alkanoate;PHA)、ポリヒドロキシ酪酸(polyhydroxy butyrate;PHB)、ポリ(3-ヒドロキシブチラート-co-3-ヒドロキシバレラート)(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate);PHBV)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate;PET)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate;PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(polytrimethylene terephthalate;PTT)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate;PEN)などの、芳香族ポリエステル、又はそのコポリマーを含み得る。それゆえ、光透過性材料は、特にポリマー光透過性材料である。しかしながら、別の実施形態では、光透過性材料は、無機材料を含んでもよい。特に、無機光透過性材料は、ガラス、(溶融)石英、透過性セラミック材料(ガーネットなど)、及びシリコーンから成る群から選択されてもよい。ガラスセラミック材料もまた適用されてもよい。また、無機部分及び有機部分の双方を含むハイブリッド材料も、適用されてもよい。特に、光透過性材料は、PMMA、透明PC、又はガラスのうちの1つ以上を含む。
それゆえ、第1の変換器材料、更により特定的には第1の変換器要素は、光透過性の光変換器要素であってもよい。
上記の実施形態は、第1のルミネッセンス材料、第2のルミネッセンス材料、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料の双方に言及している。
しかしながら、特に、ルミネッセンス材料(の少なくともタイプ)は異なっている。
上述のように、第1のルミネッセンス材料光は、緑色及び/又は黄色波長範囲(すなわち、特に495~590nmの範囲)の1つ以上の波長を有する。特に、第1の光源光の(ワット単位の)スペクトルパワーの、少なくとも60%などの、また更に特定的には少なくとも70%、更により特定的には少なくとも90%のような、少なくとも80%などの、少なくとも50%は、495~590nmの範囲内にある。また、さほど所望されていない波長範囲において過度に大きい発光強度を有する、第1のルミネッセンス材料を使用することも可能であり得る。そのような実施形態では、第1のルミネッセンス材料光が効果的に、第1の光源光のスペクトルパワーの少なくとも80%、更により特定的には少なくとも90%を、495~590nmの範囲内に有するように、第1のルミネッセンス材料と(第1の)光学フィルタとの組み合わせが適用されてもよい。
また上述のように、第2のルミネッセンス材料は特に、第1のルミネッセンス材料光の一部を、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布とは異なる第2のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。例えば、実施形態では、第1のルミネッセンス材料光の、第2のルミネッセンス材料とのスペクトル重複、及び第2のルミネッセンス材料光の、第1のルミネッセンス材料光とのスペクトル重複は、双方とも、70%未満、特に60%未満、更により特定的には50%未満である。
特に、実施形態では、第2のルミネッセンス材料光は、橙色及び/又は赤色波長範囲の1つ以上の波長を有する。特に、第1の光源光の(ワット単位の)スペクトルパワーの、少なくとも60%などの、また更に特定的には少なくとも70%、更により特定的には少なくとも90%のような、少なくとも80%などの、少なくとも50%は、590~780nmの範囲内にある。また、さほど所望されていない波長範囲において過度に大きい発光強度を有する、第2のルミネッセンス材料を使用することも可能であり得る。そのような実施形態では、第2のルミネッセンス材料光が効果的に、第1の光源光のスペクトルパワーの少なくとも80%、更により特定的には少なくとも90%を、590~780nmの範囲内に有するように、第2のルミネッセンス材料と(第2の)光学フィルタとの組み合わせが適用されてもよい。
特定の実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は特に、第2のルミネッセンス材料による光源光の吸収が、第1のルミネッセンス材料光の(第2のルミネッセンス材料による)吸収によって引き起こされる発光強度(E2)よりも低い発光強度(E1)をもたらすように、選択及び構成がなされている。例えば、特にE1/E2≦0.1、又は更にE1/E2≦0.05などの、特にE1/E2≦0.5のような、E1/E2≦1である。
上述のように、実施形態では、照明デバイスは、実施形態では、第2のルミネッセンス材料が、本質的に第1のルミネッセンス材料光によってのみポンピングされるように構成されてもよい。
(他の)実施形態では、第1の光源光の一部が、第2のルミネッセンス材料によってルミネッセンス材料光に変換されてもよい。特に、第1の光源光のこの部分は、変換器材料によって直接受けられず、第1の変換器による反射及び/又は散乱及び/又は透過の後にのみ受けられる。このようにして、第2のルミネッセンス材料は、第1のルミネッセンス材料よりも、低い線量の第1の光源光を受けてもよい。第2のルミネッセンス材料は、より安定ではない可能性があり、及び/又は、より低い消光温度を有する可能性があり、及び/又は、より長い減衰時間を有する可能性があり、及び/又は、より光飽和を起こしやすい可能性があるため、より低い線量が望ましい場合がある。それゆえ、実施形態では、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光が、第1の変換器材料を介した散乱の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。
散乱の場合、第2の変換器材料は、散乱されたレーザ光などの、散乱された第1の光源光を受けてもよい。更には、第2の変換器材料は、第1のルミネッセンス材料光を受けてもよい。それゆえ、実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、(散乱された)第1の光源光及び第1のルミネッセンス材料光のうちの1つ以上以上、特に少なくとも第1のルミネッセンス材料光を変換してもよい。
特定の実施形態では、第1の変換器材料、特に第1の変換器要素は、透明であってもよい。このようにして、実施形態では、第1の光源光は、本質的に第2の変換器材料に対して散乱されなくてもよい。それゆえ、そのような実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、本質的に第1のルミネッセンス材料光のみを第2のルミネッセンス材料光に変換してもよい。実施形態では、第1の光源光の、最大3%のような、最大5%などの、(第1の光源光の光学ワットの)最大10%が、第2のルミネッセンス材料に対して散乱されてもよい。更により特定的には、レーザ光などの第1の光源光の、最大1%のような、最大2%が、第1の変換器材料によって第2のルミネッセンス材料に対して散乱されてもよい。少ない散乱は、第1の光源光による、第2のルミネッセンス材料の低い負荷をもたらし得る。このようにして、赤色蛍光体などの第2のルミネッセンス材料によって、より少ない熱が生成され得る。更には、このようにして、第2のルミネッセンス材料の性能が、より良好となり得る。
語句「~のみ、第2の変換器材料に到達することができる」及び同様の語句は、一部の第1の光源光が、全て(反射及び/又は透過及び/又は散乱の後に)第2のルミネッセンス材料に到達することを、必ずしも意味するものではない点に留意されたい。実施形態では、このことが当てはまる場合もあるが、他の実施形態では、このことが(本質的に)当てはまらない場合もある。更には、語句「~のみ、第2の変換器材料に到達することができる」及び同様の語句は、第1の光源光が第2のルミネッセンス材料に直接到達しないことを意味するものではない。しかしながら、実施形態では、このことは制限されることになる。実施形態では、第1の変換器及び第2の変換器に到達する第1の光源光の全ての光子のうち、最大1%のような、最大5%などの、10%以下が、第1の変換器における反射又は透過を伴わずに、第2の変換器材料に到達してもよい。それゆえ、特に、第2の変換器材料に到達する第1の光源光の(ワット単位の)スペクトルパワーのうち、最小90%のような、最小70%などの、50%以上が、第1の変換器による反射又は散乱又は透過の後に、第2の変換器材料に到達してもよい。より特定的には、第2の変換器材料に到達する第1の光源光の(ワット単位の)スペクトルパワーのうち、少なくとも97%などの、更により特定的には少なくとも98%のような、少なくとも95%のような、90%以上が、第1の変換器による散乱の後に第2の変換器材料に到達してもよい。
それゆえ、特定の実施形態では、第1の変換器材料、第2の変換器材料、及び第1の光源は、第2のルミネッセンス材料光の、特に少なくとも70%、更により特定的には少なくとも90%などの、少なくとも60%のような、少なくとも50%が、第1のルミネッセンス材料光の変換によって生成されるように構成されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、本質的に第1のルミネッセンス材料光の変換に基づいて、第2のルミネッセンス材料光を生成してもよい。それゆえ、実施形態では、第2のルミネッセンス材料は本質的に、第1のルミネッセンス材料光によって(またそれゆえ、本質的に第1の光源光によってではなく)ポンピングされてもよいが、しかしながら、他の実施形態もまた可能であり得る。
第1の光源光及び/又は第1のルミネッセンス材料光は、特定の実施形態では、第2の変換器材料を介してのみ、照明デバイスから抜け出てもよい。それゆえ、実施形態では、第2の変換器材料は、光源光の少なくとも一部に対して透過性であってもよい。あるいは、又は更に、実施形態では、第2の変換器要素は、第1のルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性である。ここで、「透過性」とは特に、材料が、(示されている光)の少なくとも一部の透過を可能にする、吸収性及び厚さを有することを意味する。それゆえ、特定の実施形態では、第2の変換器材料は、(i)第1の光源光の少なくとも一部及び(ii)第1のルミネッセンス材料光の少なくとも一部のうちの1つ以上に対して透過性であってもよい。それゆえ、特に、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、(a)第1の光源光の少なくとも一部及び(b)第1のルミネッセンス材料光の少なくとも一部のうちの1つ以上が、第2の変換器材料を介して照明デバイスから抜け出るように構成されてもよい。
しかしながら、更に他の実施形態では、第1の光源光及び/又は第2のルミネッセンス材料光は、特定の実施形態では、第1の変換器材料を介してのみ、照明デバイスから抜け出てもよい。それゆえ、実施形態では、第1の変換器材料は、光源光の少なくとも一部に対して透過性であってもよい。あるいは、又は更に、実施形態では、第1の変換器要素は、第2のルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性である。ここで、「透過性」とはまた、材料が、(示されている光)の少なくとも一部の透過を可能にする、吸収性及び厚さを有することを特に意味し得る。それゆえ、特定の実施形態では、第1の変換器材料は、(i)第1の光源光の少なくとも一部及び(ii)第2のルミネッセンス材料光の少なくとも一部のうちの1つ以上に対して透過性であってもよい。それゆえ、特に、第1の光源、第2の変換器材料、及び第1の変換器材料は、(a)第1の光源光の少なくとも一部及び(b)第2のルミネッセンス材料光の少なくとも一部のうちの1つ以上が、第1の変換器材料を介して照明デバイスから抜け出るように構成されてもよい。
照明デバイス光は、光出射窓、又は放射線出口面若しくは出口表面から発出してもよい。放射線出口面は、実施形態では、第1の出口部分及び第2の出口部分を含んでもよい。第1の出口部分は、第1の変換器材料の少なくとも一部を含んでもよく、第2の出口部分は、第2の変換器材料の少なくとも一部を含んでもよい。しかしながら、(他の)実施形態では、放射線出口面は、第1の変換器材料を含まなくてもよい。あるいは、又は更に、(他の)実施形態では、放射線出口面は、第2の変換器材料を含まなくてもよい。
実施形態では、照明デバイスは、単一の放射線出口面を備えてもよい。
実施形態では、(単一の)放射線出口面は特に、平面状であってもよい。実施形態では、(単一の)放射線出口面は、少なくとも2つの対称軸を有してもよく(例えば、正方形)、又は少なくとも3つの対称軸を有してもよく(例えば、六角形)、又は円形であってもよい。照明デバイス光の光軸は、本質的に、(単一の)放射線出口面に対して垂直であってもよい。
(オプションの)実施形態では、第1の光源からの熱、第1のルミネッセンス材料からの熱、及び第2のルミネッセンス材料からの熱のうちの1つ以上を誘導して逃がすために、熱伝導性要素が設けられてもよい。
特に、実施形態では、照明デバイスは、第2のルミネッセンス材料の少なくとも一部と熱接触している、第1の熱伝導性要素を更に備えてもよい。
熱伝導性要素は、ヒートシンクであってもよい。熱伝導性要素は、熱伝導性材料を含んでもよく、又は、熱伝導性材料から本質的に成るものであってもよい。熱伝導性材料は、特に少なくとも約200W/m/Kのような、少なくとも約100W/m/Kなどの、少なくとも約30W/m/Kのような、少なくとも約20W/m/Kの熱伝導率を有してもよい。実施形態では、熱伝導性材料は、銅又はアルミニウムなどの金属を含み得る。あるいは、又は更に、熱伝導性材料は、グラファイト又はセラミック材料を含み得る。
更には、熱伝導性要素は、(第1の)光源光及び/又は(第1及び/又は第2の)ルミネッセンス材料光に対して反射性であってもよい。それゆえ、双方の機能が、単一の要素によって提供されてもよい。用語「要素」はまた、複数の(異なる)要素(それぞれが、これらの機能のうちの一方又は双方を有するもの)を指す場合もある。
要素は、光学的リサイクルを改善するための、高反射性の(Miro)反射器を含み得る。本明細書では、用語「Miro」とは、高い(表面)反射率を有する、特にAlanod/Westlake Metal Ind.製の、反射性材料を指す。特に、そのような反射性材料は、特に可視光による照射下で、垂直放射下で6%以下などの、10%以下の拡散反射を有し、残部が鏡面反射である、高い鏡面反射性である。それゆえ、Miro反射性材料は、(本明細書では)鏡面反射器として適用されてもよい。特定の実施形態では、(反射性及び/又は熱伝導性)要素は、AlSiMgMnを含み得る。
(反射性及び/又は熱伝導性)要素は特に、変換器材料と光学接触していなくてもよい。それゆえ、要素と変換器材料との間に、非ゼロの距離が存在してもよい。特に、当該距離は、少なくとも対象とする波長であり、より特定的には、対象とする波長の少なくとも2倍である。更には、例えば、保持する目的のために、又は距離ホルダの目的のために、ある程度の接触が存在してもよいため、特に、平均距離は、特に約5*λiなどの、少なくとも2*λiのような、少なくとも1.5*λiなどの、少なくともλiであり、λiは、対象とする波長である。しかしながら特に、平均距離は、実施形態では、良好な熱接触の目的のために、10μm以下のような、20μm以下のような、25μm以下などの、50μm以下である。同様に、そのような平均最小距離は、例えば端面に構成されている、反射器及び/又は光学フィルタ、あるいは他の光学構成要素にも同様に適用されてもよい。オプションとして、実施形態では、要素は、反射表面を有するヒートシンク、又は、ヒートシンクに機能的に結合されている反射器などの、ヒートシンク機能及び反射機能の双方を含んでもよい。対象とする波長(λi)は特に、第1のルミネッセンス材料又は第2のルミネッセンス材料などのルミネッセンス材料の、ルミネッセンスの最大発光における波長であってもよい。安全上の理由から、後者が選択されてもよい。それゆえ、光結合を防止するために、平均距離は、特に少なくとも約5*λiなどの、少なくとも2*λiのような、少なくとも1.5*λiなどの、少なくともλiであってもよい。
(反射性)要素の反射率は、特に少なくとも92%などの、少なくとも88%のような、少なくとも85%などの、(垂直照射下で)特に高いものである。
第1の変換器材料は、層又は本体として設けられてもよい。あるいは、又は更に、第2の変換器材料は、層又は本体として設けられてもよい。用語「層」及び同様の用語はまた、複数の(異なる)層を指す場合もある。用語「本体」及び同様の用語はまた、複数の(異なる)本体を指す場合もある。それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、(i)第1の変換器材料を含む第1の変換器要素であって、層又は本体を含む、第1の変換器要素、及び/又は(ii)第2の変換器材料を含む第2の変換器要素であって、層又は本体を含む、第2の変換器要素を備えてもよい。特定の実施形態では、第1の変換器要素は、第1の変換器材料層又は第1の変換器材料本体から本質的に成るものであってもよい。あるいは、又は更に、特定の実施形態では、第2の変換器要素は、第2の変換器材料層又は第2の変換器材料本体から本質的に成るものであってもよい。
例えば、実施形態では、第1の変換器及び第2の変換器は、層状構造として設けられてもよい。用語「層状構造」及び同様の用語の代わりに、用語「積層構造」もまた選択されてもよい。層状構造の変換器が適用される場合、第1の変換器と第2の変換器とは、互いに物理的に接触していてもよい。それゆえ、第1の変換器と第2の変換器との間の平均距離は、(実質的に)1μm未満、特に、0.01μm未満、すなわち実質的に0μmなどの、0.1μm未満であってもよい。
しかしながら、他の実施形態では、第1の変換器と第2の変換器とは、(本質的に)分離した層として設けられてもよい(以下もまた参照)。それゆえ、特定の実施形態では、第1の変換器要素及び第2の変換器要素は、層状構造で構成されている。それゆえ、或る層が第1の変換器要素を含んでもよく、別の層が第2の変換器要素を含んでもよい。
実施形態では、層のうちの1つ以上、特定の実施形態では双方の層が、本質的に平面状の層であってもよい。実施形態では、層のうちの1つ以上、特定の実施形態では双方の層が、湾曲形状で構成されてもよい。例えば、層は、円筒内の円筒のような、又は円筒内のロッドのような、円筒若しくはロッドの形状を有してもよい。
一方の層が湾曲状であってもよく、他方の層が平面状であってもよい。例えば、一方の層が円錐形状を有してもよく、別の層が平面状であってもよい。
実施形態では、(層として又は本体としての)第2の変換器材料を、第1の変換器材料が(層として)包囲してもよい。他の実施形態では、(層として又は本体としての)第1の変換器材料を、第2の変換器材料が(層として)包囲してもよい。そのような層状システムは、中空であってもよい。しかしながら、そのような層状システムはまた、中実体であってもよい。
層状システムは、正方形又は円形の断面(特に層に平行な断面)を有してもよい。しかしながら、六角形又は三角形などのような、他の実施形態もまた可能であり得る。
更には、第1の変換器要素は、第1の表面積A1を有し、第2の変換器要素は、第2の表面積A2を有する。用語「表面積」とは、特に、要素の外表面の面積を指す。例えば、要素が、上部表面積At及び底部表面積Abを有する層であり、一般にAt=Abである場合には、表面積は、(層厚さがAtよりも遥かに小さいと想定すると)本質的に2*Atとなる。
上述のように、第1の変換器材料及び/又は第2の変換器材料は、熱伝導性要素と熱接触していてもよい。特定の実施形態では、第2の表面積A2の少なくとも35%が、第1の熱伝導性要素と熱接触していてもよい。第2の変換器材料からの熱を、可能な限り良好に誘導して逃がすことが望ましい場合がある。更なる特定の実施形態では、第2の表面積A2の約35~70%の範囲で、第1の熱伝導性要素と熱接触していてもよい。例えば、実施形態では、第2の表面積A2の40%~約50%が、第1の熱伝導性要素と熱接触していてもよい。熱接触が大きいほど、熱交換はより良好となり得る。
実施形態では、第1の熱伝導性要素と接触している第2の表面積の部分は、第1の熱伝導性要素と接触している第1の表面積の部分よりも大きい。あるいは、又は更に、第1の熱伝導性要素と接触している第2の表面積の百分率は、第1の熱伝導性要素と接触している第1の表面積の百分率よりも大きい。
特に、実施形態では、第1の熱伝導性要素と熱接触している第2の表面積A2の百分率PA2に対する、第1の熱伝導性要素と熱接触している第1の表面積A1の百分率PA1の、第1の比R1は、0≦R1≦0.75などの、0≦R1<1の範囲から選択される。特に、実施形態では、百分率PA2は、PA1よりも実質的に大きい。更なる特定の実施形態では、第1の熱伝導性要素と熱接触している第2の表面積A2の百分率PA2に対する、第1の熱伝導性要素と熱接触している第1の表面積A1の百分率PA1の、第1の比R1は、0≦R1≦0.25の範囲から選択されるものなどの、0≦R1≦0.5の範囲から選択される。このようにして、第1の変換器材料の熱は、本質的に、第1の熱伝導性要素を介して誘導されて逃がされることがない。
特定の実施形態では、第2の変換器材料が、第1の熱伝導性要素と熱接触していてもよい。あるいは、又は更に、実施形態では、第1の変換器材料が、第1の熱伝導性要素と熱接触していてもよい。あるいは、又は更に、実施形態では、第1の変換器材料は、第2の変換器材料と熱接触していてもよい。
第1の熱伝導性要素は、第1の変換器材料及び第2の変換器材料を少なくとも部分的に包囲しており、第1の熱伝導性要素は、窓を有し、特定の実施形態では、窓は、光透過性材料及び開口部のうちの1つ以上を含み、第1の光源は、窓の上流に構成されており、第1の変換器材料は、窓の下流に構成されている。それゆえ、(第1の)光源光は、開口部を介して入射し、(存在する場合)第2の変換器材料によって受けられる前に、最初に第1の変換器材料によって受けてもよい。窓は、ガラス、PMMAなどのような上述の光透過性材料のうちの1つ以上のような、光透過性材料を含み得る。窓は、オプションとして、レンズの形状を有してもよい。窓はまた、開口部であってもよい。窓は、ピンホールであってもよい。窓は、例えば、0.5mm未満のような、1cm未満の、円相当径を有してもよい。用語「開口部」はまた、複数の(異なる)開口部を指す場合もある。利点は、第1の熱伝導性要素によって提供されるような冷却用の表面積が増大することにより、第1の変換器材料及び第2の変換器材料の冷却の改善がもたらされる点である。
用語「上流」及び「下流」は、光生成手段(本明細書では特に、光源)からの光の伝搬に対する、物品又は特徴部の配置に関するものであり、光生成手段からの光ビーム内での第1の位置に対して、光ビーム内の、光生成手段により近い第2の位置が「上流」であり、光ビーム内の、光生成手段からより遠く離れた第3の位置が「下流」である。
照明デバイスは、動作中に照明デバイス光を供給してもよい。照明デバイス光は、第1のルミネッセンス材料光及び第2のルミネッセンス材料光を含んでもよく、特定の実施形態では、(第1の)光源もまた含んでもよい。実施形態では、第1の光変換器、第2の光変換器、及び(第1の)光源は、白色照明デバイス光が生成され得るように選択されている。それゆえ、特定の実施形態では、照明デバイスは、第1のルミネッセンス材料光、第2のルミネッセンス材料光、及び光源光を含む、(白色)照明デバイス光を(1つ以上の動作のモードにおいて)生成するように構成されている。
それゆえ、本発明はまた、第1の光源光の一部が、第1のルミネッセンス材料又は第2のルミネッセンス材料によって変換されることなく照明デバイスから抜け出る(またそれゆえ、照明デバイス光に含まれる)ように、第1の光源、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料が構成されている実施形態も提供する。
例えば、第1の光源光の10~25%の範囲のような、最大で第1の光源光の約25%のような、最大で第1の光源光の約30%が、照明デバイスから(照明デバイス光の一部として)抜け出てもよい。更には、特に第1の光源光の60~72%の範囲などの、60~75%などの、55~80%の範囲で、第1のルミネッセンス材料光に変換されてもよい。更には、第1のルミネッセンス材料光の、例えば27~65%のような、特に25~67%の範囲などの、22~70%などの、約20~75%の範囲で、第2のルミネッセンス材料光に変換されてもよい。ここで、百分率は光学ワットに基づく。例えば、1ワットの青色で開始すると、その10~25%が未変換のままであってもよい(及び、75~90%が変換されてもよい)。ストークス損失により、0.75~0.9ワットの青色は、約0.6~0.72ワットの緑色に変換されてもよい。このことにより、例えば、上述の60~72%の(及び、75~90%ではない)百分率がもたらされる。同様に、このことは、第1のルミネッセンス材料光の第2のルミネッセンス材料光への変換にも適用される。
本明細書における用語「白色光」は、当業者には既知である。白色光は特に、2000~20000K、特に2700~20000Kなどの、約1800~20000K、一般照明に関しては特に約2700K~6500Kの範囲の相関色温度(CCT)を有する光に関する。実施形態では、バックライトの目的に関しては、相関色温度(CCT)は、特に約7000K~20000Kの範囲であってもよい。また更には、実施形態では、相関色温度(CCT)は特に、BBL(black body locus;黒体軌跡)から約15SDCM(standard deviation of color matching;等色標準偏差)以内、特にBBLから約10SDCM以内、更により特定的にはBBLから約5SDCM以内である。
特定の実施形態では、照明デバイスは、少なくとも80の範囲から選択される演色評価数を有し、かつ、最大で8000Kのような、少なくとも3000Kのような、少なくとも2700Kなどの、2000~10000Kのような、1800~10000Kの範囲から選択される相関色温度を有する白色照明デバイス光を、(1つ以上の動作モードにおいて)生成するように構成されてもよい。特定の実施形態では、CRIは、少なくとも85、更により特定的には、少なくとも90であってもよい。
特定の実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、(i)第1のルミネッセンス材料光の一部及び(ii)第1の光源光の一部のうちの1つ以上を、第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよく、特に、(i)第1のルミネッセンス材料光の一部及び(ii)第1の光源光の一部を、第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。上述のように、照明デバイスから発出する第1のルミネッセンス材料光は、第1のルミネッセンス材料によって生成された第1のルミネッセンス材料光に対して赤方偏移され得る。特定の実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、(i)第1のルミネッセンス材料光の一部及び(ii)第1の光源光の一部のうちの1つ以上を、琥珀色-赤色波長範囲の(すなわち、特に585~780nmの範囲、更により特定的には、585~680nmの範囲から少なくとも選択される)1つ以上の波長を有する、第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。上述のように、第2のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布は、第1のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布とは異なる。
実施形態では、第1の変換器材料は、(第1の)光源光の少なくとも一部が、本質的に、第1の変換器材料による透過を介してのみ第2の変換器材料に到達することができるように、光源及び第2の変換器材料に対して構成されてもよい。特に、透過は、活性種の濃度、及び第1の変換器材料の層厚さによって制御されてもよい。あるいは、第1の変換器材料は、(第1の)光源光の少なくとも一部が、本質的に、第1の変換器材料による散乱を介してのみ第2の変換器材料に到達することができるように、光源及び第2の変換器材料に対して構成されてもよい。
それゆえ、特定の実施形態では、第1の変換器材料は、第1の光源光に対して少なくとも部分的に透過性である。
また更には、特定の実施形態では、第1の変換器材料及び第2の変換器材料のうちの1つ以上は、セラミック本体として設けられている。それゆえ、第1の変換器材料は、セラミック本体によって含まれてもよく、又はセラミック本体であってもよい。あるいは、又は更に、第2の変換器材料は、セラミック本体によって含まれてもよく、又はセラミック本体であってもよい。(極めて)特定の実施形態では、第1の変換器材料及び第2の変換器材料は、(単一の)セラミック本体によって含まれてもよく、又は(単一の)セラミック本体であってもよい。
また更には、特定の実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、第1のルミネッセンス材料光の一部及び第1の光源光の一部を、第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている。代替的実施形態では、第2のルミネッセンス材料は特に、本質的に第1のルミネッセンス材料光の一部のみを変換するように構成されてもよい。後者は例えば、第1の光源光の波長を本質的に吸収しない、第2のルミネッセンス材料を適用することによって、及び/又は、第2のルミネッセンス材料光に第1の光源光が本質的に到達しないように、デバイスを構成することによって、達成されてもよい。
単一の第1の光源が適用される場合、照明デバイス光のスペクトル分布は、(実施形態では)本質的に固定されてもよい。例えば、これは、白色照明デバイス光であってもよい。複数の(本質的に同一の)第1の光源、例えば、同じビンからの固体レーザ光源が適用される場合には、実施形態では、照明デバイス光のスペクトル分布は、本質的に固定されてもよいが、他の実施形態では、照明デバイス光のスペクトル分布は、制御可能であってもよい。このことは特に、2つ以上の第1の光源が、第2の変換器材料に到達する光子の数と、第1の変換器材料に到達する光子の数との、異なる比率を有する場合に当てはまり得る。例えば、このことは、第1の変換器材料に対する光源の構成、及び/又は、変換器材料の形状若しくは構成に依存し得る。それゆえ、そのような実施形態では、照明デバイス光のスペクトル分布は、制御可能であってもよい。
あるいは、又は更に、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ように構成されている、第2の光源を使用することが望ましい場合がある。そのような第2の光源は、色域、スペクトル分布制御可能性、演色評価数(CRI)などのうちの1つ以上を向上させるために使用されてもよい。特に、実施形態では、第2の光源は、赤色の第2の光源光を生成するように構成されてもよい。それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、第1の光源光スペクトルパワー分布とは異なる第2の光源光スペクトルパワー分布を有する第2の光源光を生成するように構成されている、第2の光源を更に備えてもよく、第2の光源光は、赤色波長範囲の1つ以上の波長を有し、照明デバイスは、第1のルミネッセンス材料光、第2のルミネッセンス材料光、第1の光源光、及び第2の光源光を含む、白色照明デバイス光であってもよい照明デバイス光を、1つ以上の動作モードにおいて生成するように構成されている。
第2の光源に関しては、本質的に、(第1の)光源に関連して上述されたものと同じ実施形態が適用される。例えば、特に、第2の光源は(また)、レーザ光源を含んでもよく、上記もまた更に参照されたい。更には、特に用語「第2の光源」はまた、2つ以上の異なる(タイプの)第2の光源を含めた、複数の第2の光源を指す場合もある。それゆえ、例えば、シアン色発光の第2の光源及び/又は赤色発光の第2の光源が適用されてもよい。第2の光源が、赤色の第2の光源光を生成するように構成されている場合、実施形態では、本質的に全ての第2の光源光が、照明デバイスから抜け出てもよい(及び、照明デバイスから発出する照明デバイス光に含まれてもよい)。
上述のように、実施形態では、第1の光源及び/又は第2の光源を制御することなどによって、スペクトル分布を制御することが可能であり得る。
それゆえ、特定の実施形態では、照明デバイスは更に、制御システムを備えてもよく(又は、制御システムに機能的に結合されてもよく)、制御システムは、照明デバイス光のスペクトルパワー分布を制御するように構成されている。デバイス光のスペクトルパワーを制御することは、例えば、複数の第1の光源を制御することによって、あるいは、第1の光源及び(利用可能な場合)第2の光源を制御することによって、あるいは特に、1つ以上の第1の光源及び1つ以上の第2の光源を制御することによって、達成されてもよい。あるいは、又は更に、デバイス光のスペクトルパワーの制御は、例えば、制御可能な反射偏光子を制御することによって達成されてもよい(以下もまた更に参照)。
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」において、アクションを実行してもよい。同様に、方法においては、アクション、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」において実行されてもよい。用語「モード」はまた、「制御モード」として示される場合もある。このことは、システム、又は装置、又はデバイスがまた、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に適合されてもよいことを排除するものではない。同様に、このことは、モードを実行する前に、及び/又は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てもよいことを排除し得ない。
しかしながら、実施形態では、少なくとも制御モードを提供するように適合されている制御システムが、利用可能であってもよい。他のモードが利用可能である場合には、そのようなモードの選択は、特に、ユーザインタ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)スキームに応じてモードを実行することのような、他のオプションもまた可能であり得る。動作モードは、実施形態ではまた、単一の動作モード(すなわち、更なる調整可能性を有さない、「オン」)でのみ動作することが可能な、システム、又は装置、又はデバイスを指す場合もある。それゆえ、実施形態では、制御システムは、ユーザインタフェースの入力信号、(センサの)センサ信号、及びタイマーのうちの1つ以上に応じて制御してもよい。用語「タイマー」とは、クロック及び/又は所定の時間スキームを指す場合がある。以下もまた更に参照されたい。
特に、少なくとも16などの、少なくとも8つのような、少なくとも5つなどの、少なくとも3つのような、少なくとも2つなどの、動作の複数のモードが存在してもよい。動作のモード間の変化は、段階的であってもよく、又は無段階であってもよい。制御は、アナログ式又はデジタル式とすることができる。
用語「制御すること」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ことを指す。それゆえ、本明細書では、「制御すること」及び同様の用語は、例えば、要素に対して、例えば、測定すること、表示すること、作動すること、開放すること、移行すること、温度を変更することなどの挙動を課すこと(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)などを指す場合がある。その他にも、用語「制御すること」及び同様の用語は、監視することを更に含んでもよい。それゆえ、用語「制御すること」及び同様の用語は、要素に挙動を課すこと、並びにまた、要素に挙動を課して、当該要素を監視することを含んでもよい。要素を制御することは、「コントローラ」としてもまた示され得る、制御システムにより行われることができる。それゆえ、制御システムと要素とは、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。要素は、制御システムを含んでもよい。実施形態では、制御システムと要素とは、物理的に結合されなくてもよい。制御は、有線制御及び/又は無線制御を介して行われることができる。用語「制御システム」はまた、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場合もあり、複数の異なる制御システムのうちの、例えば1つの制御システムが、マスター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が、スレーブ制御システムであってもよい。制御システムは、ユーザインタフェースを含んでもよく、又はユーザインタフェースに機能的に結合されてもよい。
制御システムはまた、リモートコントローラからの命令を受信して実行するように構成されてもよい。実施形態では、制御システムは、スマートフォン又はI-phone、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上の、アプリを介して制御されてもよい。それゆえ、デバイスは、必ずしも照明システムに結合されてはおらず、(一時的に)照明システムに機能的に結合されてもよい。
それゆえ、実施形態では、制御システムは(また)、リモートデバイス上のアプリによって制御されるように構成されてもよい。そのような実施形態では、照明システムの制御システムは、スレーブ制御システムであってもよく、又は、スレーブモードにおいて制御してもよい。例えば、照明システムは、コード、特に対応の照明システムに関する固有コードにより、識別可能であってもよい。照明システムの制御システムは、(固有)コードの(光学センサ(例えば、QRコードリーダ)のユーザインタフェースによって入力された知識に基づいて照明システムへのアクセスを有する、外部制御システムによって制御されるように構成されてもよい。照明システムはまた、Bluetooth、WIFI、ZigBee、BLE、若しくはWiMax、又は別の無線技術などに基づいた、他のシステム又はデバイスと通信するための手段を備えてもよい。
第1の変換器要素に関する熱経路と、第2の変換器要素に関する熱経路とを、分離することが望ましい場合がある。そのような実施形態では、第1の変換器要素と第2の変換器要素とが、物理的に接触していないか、若しくは限定された領域に関してのみ物理的に接触している場合、又は、熱接触していないか、若しくは限定された領域にわたってのみ熱接触している場合が、望ましい場合がある。それゆえ、特定の実施形態では、(i)第1の表面積A1の10%以下が、第2の変換器要素と熱接触していてもよいこと、及び(ii)第2の表面積A2の10%以下が、第1の変換器要素と熱接触していてもよいことのうちの、1つ以上が適用されてもよい。上述のように、熱接触は、平均距離が、(完全に)物理的に接触しているなどの、10μm以下のような、20μm以下のような、25μm以下などの、50μm以下である場合に当てはまり得る。
平均して非ゼロの距離は、例えば、面の諸部分が別の面と物理的に接触しており、面の他の部分が他の面と物理的に接触していない場合に得られてもよい。例えば、粗さが、物理的に接触している部分と、物理的に接触していない部分とをもたらしてもよい。あるいは、又は更に、粒子(又は、ビーズ)のような距離ホルダが適用されてもよい。このようにして、本質的に平面状の面(平行に構成されている面)が、それにも関わらず、平均して非ゼロの距離にあってもよい。それゆえ、このようにして、光結合又は熱結合が制御されてもよい。更には、このようにして、物理的結合が最小限に抑えられてもよい。物理的結合は、光の損失をもたらし得る。それゆえ、(完全な)物理的接触は、熱伝達の観点からは望ましい場合があるが、光学効率の理由の観点から、平均して非ゼロの距離を有する熱接触を使用することが選択されてもよい。
あるいは、又は更に、熱経路は、第1の変換器要素が、第2の変換器要素とは別の熱伝導性要素と熱接触している場合、(更に)分離され得る。それゆえ、特定の実施形態では、第1の変換器要素は、第2の熱伝導性要素と熱接触するように構成されており、第2の変換器要素は、第1の熱伝導性要素と熱接触するように構成されている。特に、第1の熱伝導性要素と第2の熱伝導性要素とは、互いに熱接触していない(又は、限定された領域にわたってのみ熱接触している(第1の変換器要素と第2の変換器要素との熱接触に関連する上記もまた参照)。
実施形態では、光混合チャンバが使用されてもよい。そのような光混合チャンバは、第1のルミネッセンス材料光と第2のルミネッセンス材料光と、オプションとして第1の光源光及び/又はオプションとして第2の光源光とを混合するために使用されてもよい。このようにして、照明デバイスから発出する照明デバイス光が、(良好に)混合されてもよい。それゆえ、実施形態では、照明デバイスは、光混合チャンバを備えてもよく、光混合チャンバは、(本質的に)一体となってチャンバ容積を画定する、エンベロープとチャンバ窓とを有する。また更なる特定の実施形態では、エンベロープは、第2のルミネッセンス材料(を含む第2の変換器材料)の少なくとも一部を含んでもよく、及び/又は、チャンバ窓は、第1のルミネッセンス材料(を含む第1の変換器材料)の少なくとも一部を含んでもよい。代替的な更なる特定の実施形態では、エンベロープは、第1のルミネッセンス材料(を含む第1の変換器材料)の少なくとも一部を含んでもよく、及び/又は、チャンバ窓は、第2のルミネッセンス材料を含む変換器材料)の少なくとも一部を含んでもよい。第1の光源の位置に応じて、第1の光源光は、本質的に、(i)第1の変換器材料による反射、(ii)透過、及び(iii)第1の変換器材料を介した散乱のうちの1つ以上の後にのみ、第2の変換器材料に到達してもよい。特に、上述のように、実施形態では、第1の光源光は本質的に、第1の変換器材料を介した散乱によってのみ、第2の変換器材料に到達してもよい。
白色デバイス光を生成する場合、第1の光源光は特に、例えば青色レーザ光源を使用する、青色光であってもよい。しかしながら、UV光源を使用することもまた可能であり得る。後者の場合、UV光の少なくとも一部を青色ルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、青色ルミネッセンス材料が使用されなければならない。
そのような実施形態では、第1のルミネッセンス材料は、第1の光源光及び青色ルミネッセンス材料光のうちの1つ以上を、第1のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。更には、そのような実施形態では、第2のルミネッセンス材料は、第1の光源光、青色ルミネッセンス材料光、及び第1のルミネッセンス材料光のうちの1つ以上を、第2のルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。実施形態では、第1の光源、青色ルミネッセンス材料、第1の変換器材料、及び第2の変換器材料は、第1の光源光及び/又は青色ルミネッセンス材料光が、(i)第1の変換器材料による反射、(ii)透過、及び(iii)第1の変換器材料を介した散乱のうちの1つ以上の後にのみ、第2の変換器材料に到達することができるように構成されている。特定の実施形態では、青色ルミネッセンス材料は、本質的にUVの波長を有する、第1の光源光の(光学ワットの)少なくとも90%を変換するように構成されてもよい。更には、上述のように、第1の光源光は、本質的に、第1の変換器材料を介した散乱の後にのみ(またそれゆえ、本質的に、透過のみ又は反射のみを介するのではなく)第2の変換器材料に到達してもよい。
それゆえ、特定の実施形態では、照明デバイスは、第1の光源光の少なくとも一部を、第3のルミネッセンス材料光スペクトルパワー分布を有する第3のルミネッセンス材料光に変換するように構成されている、第3のルミネッセンス材料を含む第3の変換器材料を更に備えてもよく、第3のルミネッセンス材料光は、青色波長範囲の1つ以上の波長を有し、第1のルミネッセンス材料は、第3のルミネッセンス材料光及び第1の光源光のうちの1つ以上の少なくとも一部を変換するように構成されている。上述のように、特に第1の光源光は、(そのような実施形態では)1つ以上のUVの波長を有する。更には、実施形態では、用語「第3のルミネッセンス材料」は特に、青色ルミネッセンス材料を指す(上記もまた参照)。
また更なる態様では、本発明はまた、本明細書で定義されるような1つ以上の照明デバイスと、1つ以上の照明デバイスを制御するように構成されている制御システムとを備える、照明システムも提供する。特に、照明システムは、照明システム光を生成するように構成されており、照明システムの1つ以上の動作モードにおいて、照明システム光は、1つ以上の照明デバイスの照明デバイス光のうちの、1つ以上を含む。特に、本発明は、先行の請求項のいずれか一項に記載の2つ以上の照明デバイスと、システム制御システムとを備える、照明システムを更に提供し、照明システムは、照明システム光を生成するように構成されており、照明システムの1つ以上の動作モードにおいて、照明システム光は、2つ以上の照明デバイスの照明デバイス光のうちの、1つ以上を含む。
また更なる態様では、本発明はまた、本明細書で定義されるような照明デバイス、若しくは本明細書で定義されるような照明システムを備える、投影システム又は照明器具も提供する。
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、自己点灯ディスプレイシステム、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、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用アプリケーション、(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、園芸用照明、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、若しくは、それらに適用されてもよい。